Результаты гранулометрического анализа

Кафедра геотехники

Курсовая работа

«Оценка гидрогеологических условий
на площадке строительства
и прогноз неблагоприятных процессов
при водопонижении»

                                                                                       Работу выполнил:
                                                                                           студент группы 4-С-2

                                                                                      Колбасов Филип

Руководитель работы:

                                                                                      Заводчикова М. Б.

Санкт-Петербург

2016

Оглавление

Введение.

 

1. Исходные данные……………………………………………………..…………4

1.1. Карта фактического материала……………………………………...………..4

1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин……………….………5

1.3. Результаты гранулометрического анализа…………………………………..8

1.4. Результаты химического анализа грунтовых вод……………………..…….8

1.5. Сведения о физико-механических свойствах грунтов.……………………..8

 

2. Аналитический блок……………………………………………..…………..….9

2.1. Определение и классификация пропущенных слоев. Характеристика рельефа площадки ……............................................................................................9
(Приложение 1– гранулометрический состав грунта)

2.2. Геологическое строение площадки…………………………………………10

(Приложение 2 – инженерно-геологический разрез)

2.3. Гидрогеологическое строение площадки………………………………......11

(Приложение 3 – карта гидроизогипс)                      

2.4. Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды

по отношению к бетону………………….……………………………………….12

 

3. Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении………..13

3.1 Расчёт притока воды к совершенному котловану…………………………..13

3.2 Расчет притока воды к несовершенной траншее……………………………14

4. Прогноз последствий водопонижения…..…………………………………....16

4.1 Прогноз суффозионного выноса……………………………………………..16

4.2. Прогноз оседания земной поверхности при снижении уровня грунтовых вод……………………………………………………………………………...…..17

4.3 Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована (траншеи)…………18

 

Заключение.

Список использованной литературы

 

 

Введение

На строительных площадках многие трудности связаны с подземными водами: затопление котлованов (траншей), нарушение устойчивости их стенок, прорыв дна под воздействием напорных вод и др. в дальнейшем, уже при эксплуатации отдельных сооружений или застроенных территорий в целом, также могут возникнуть осложнения: подтопление подвалов, коррозия бетона и других материалов, проседание поверхности земли за счет водопонижения. Поэтому оценка гидрогеологических условий является важнейшей составной частью инженерно-геологических изысканий (инженерно-геологические изыскания входят в состав «Инженерных изысканий для строительства» СНиП 11-02-96), на основе которых ведется проектирование оснований и фундаментов).

Для целей проектирования и строительства понятие «гидрогеологические условия» можно определить как совокупность следующих характеристик водоносных горизонтов (слоев): 1) их количество в изученном разрезе, 2) глубина залегания, 3) мощность и выдержанность, 4) тип по условиям залегания, 5) наличие избыточного напора, 6) химический состав, 7) гидравлическая связь с поверхностными водами и другие показатели режима.

Режим подземных вод изменяется как в процессе строительства, так и в период эксплуатации зданий и сооружений. Изменения могут иметь временный или постоянный характер. Наиболее часто встречаются:

Понижение уровня грунтовых вод (проходка котлованов, систематический дренаж, устройство дорожных выемок, дренирующих засыпок траншей и др.);

Снижение напоров в межпластовых водоносных горизонтах (проходка котлованов и коллекторов глубокого заложения);

Повышение уровня грунтовых вод (утечки из водонесущих сетей, «барражный» эффект фундаментов глубокого заложения, крупных подземных сооружений и т.п.);

Изменение химического состава и температуры подземных вод (утечки из сетей, антиналедные мероприятия и др.).

Понижение уровня грунтовых вод может влиять на состояние песчаных и супесчаных грунтов, вызывая как разуплотнение, так и уплотнение их.

Повышение уровня грунтовых вод вызывает увеличение влажности и индекса текучести у пылевато-глинистых грунтов, что приводит к уменьшению прочностных и деформативных показателей.

Практически все перечисленные изменения свойств грунтов, вызванные нарушением гидрогеологических условий, могут приводить к дополнительным осадкам грунтовой толщи и деформации сооружений.

 

 

Исходные данные

1. 1. Карта фактического материала

Рис. 1. Участок 8. Масштаб 1:2000

 

 

Условные обозначения

буровая скважина
абсолютная отметка устья

                                  

изогипса с абсолютной отметкой

 

                              линия разрыва

 

 

1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин
Масштаб 1:100

Скважина № 55

H=2,6м

Геологич. индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, см		Мощность  слоя	Разрез	Описание  пород	Уровни подземных вод с датой замера
		от	до				Появл.	Установ.
(m-l) IV	-0,5	2,6	-0,5	3,1		Песок пылеватый, средней плотности, с растительными остатками, с глубины 1,1м, водонасыщенный	1,3	1,5
lg III	-1,8	-0,5	-1,8	1,3		Глина ленточная, мягкопластичная
g III	-4,0	-1,8	-4,0	2,2		Супесь с гравием, пластичная
g III	-6,0	-4,0	-6,0	2,0		Суглинок с гравием, тугопластичный
g III	-7,5	-6,0	-7,5	1,5		Супесь с гравием, твердая

 

Скважина № 56

H=3,0

Геологич. индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, см		Мощность слоя	Разрез	Описание  пород	Уровни подземных вод с датой замера
		от	до				Появл.	Установ.
(m-l) IV	0,4	3,0	0,4	2,6		Песок пылеватый	2,0   -1,8	2,8 2,2
lg III	-1,4	0,4	-1,4	1,8		Глина ленточная, мягкопластичная
g III	-2,8	-1,4	-2,8	1,4		Супесь с гравием, пластичная
g III	-3,8	-2,8	-3,8	1,0		Суглинок с гравием, тугопластичный
g III	-6,0	-3,8	-6,0	2,2		Супесь с гравием, твердая

 

 

                                                            

 

 

Скважина № 59

H=4,1м

Геологич. индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, см		Мощность  слоя	Разрез	Описание  пород	Уровни подземных вод с датой замера
		от	до				Появл.	Установ.
(m-l) IV	2,5	4,1	2,5	1,6		Супесь пылеватая, с растительными остатками, пластичная	3,2	3,5
lg III	-1,0	2,5	-1,0	3,5		Глина ленточная, мягкопластичная
g III	-5,6	-1,0	-5,6	4,6		Супесь с гравием, пластичная
g III	-7,5	-5,6	-7,5	1,9		Суглинок с гравием, полутвердый

 

Аналитический блок

Исходные данные:

Осредненные геологические разрезы по котловану принять согласно скважине №56;

Глубина котлована ;

Длина котлована L=20 м;

Ширина котлована B=10 м;

Тип выемки – совершенный (т. к. дно котлована доходит до водоупора).

Схема притока воды к совершенному котловану для случая принудительного водопонижения

Характер потока, формирующегося в процессе водопонижения вокруг выемки, зависит от соотношения ее сторон: характер потока вокруг выемки – радиальный (короткий котлован), т.к 20/10=2<10

 

Глубина залегания грунтовых вод

Мощность водоносного горизонта

Коэффициент фильтрации k _ф=2 м/сут;

Радиус влияния водопонижения – R, м:

  R _табл=20 м;      

Приведенный радиус «большого колодца» - :

Радиус влияния «большого колодца» - R _к, м:

R _k = r₀ + R = 8,0 + 20 = 28,0 м

Расчет величины притока воды

          

 

Исходные данные:

Осредненные геологические разрезы по траншее принять согласно скважине №56;

Глубина траншеи ;

Длина траншеи L=200 м;

 

Ширина траншеи B=2 м;

 

Глубина залегания грунтовых вод

Схема притока воды к несовершенной траншее для случая принудительного водопонижения

Заглубление траншеи в водоносный горизонт

Мощность водоносного горизонта H

Остаточная мощность:

Коэффициент фильтрации k _ф=2 м/сут;

Радиус влияния водопонижения – R, м:

  R _табл=20 м;    

Расчет притока воды в траншею:

 

 

 

Траншея несовершенная, дренажная система самотечная.

Для расчета водопритока к траншее используем расчетную формулу:

Q – количество воды, поступающей в траншею в единицу времени, м³/сут;

k – коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя, м/сут. Коэффициент фильтрации принимаем по таблице. Для песков пылеватых коэффициент фильтрации равен 2 м/сут;

h_А1 – мощность «активной» зоны несовершенной траншеи, м. В нашем случае
h_А1 = 1,7 * H= 1,7 * 4,0 = 6,8 м, так как откачивать из траншеи будем не весь столб воды;

h_А2 – то же, при динамическом уровне (после водопонижения), м. В нашем случае

h_А2 = h_А1 – = 6,8 – = 4,8 м;

Находим водоприток:

Заключение

 

Рельеф местности представляет собой горную поверхность с уклоном.

По СП 1-195-97 сделан вывод о категории сложности инженерно-геологических условий строительной площадки.

По геоморфологическим условиям площадка относится к II (средней категории сложности), так как поверхность наклонная, слабо расчлененная.

Инженерно-геологические условия средней сложности (III категория сложности). Имеется более трех различных по литологии слоев, залегающих наклонно и с вклиниванием. Мощность изменяется закономерно. Свойства грунтов существенно изменяются в плане и по глубине.

По гидрогеологическим факторам участок имеет II категорию сложности. Горизонт подземных вод обладает напором. Имеется два водоносных горизонта. Тип водоносных горизонтов по условиям залегания – грунтовая вода.

При расчета оценки воздействия напорных вод на дно котлована было выявлено, что Р_изб < Р_гр, следовательно подъем дна котлована не возможен за счет разуплотнения грунта в его основании.

Геологические и инженерно-геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений, имеют ограниченное распространение и не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов.

К необходимым защитным мероприятиям можно отнести внимательный подбор состава цемента (для защиты от разрушения фундаментов зданий и сооружений грунтовыми водами), так же требуется уменьшение избыточного напора.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Зеленкова Н.И., Челнокова В.А. Оценка гидрогеологических условий площадки строительства. СПб., 2003.

2. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. М., 2000.

3. Гавич И.К. и др. Сборник задач по общей гидрогеологии. М., 1985.

4. СП 1-195-97. Свод правил для инженерных изысканий в строительстве. М., 1998.

 

 

 

Кафедра геотехники

Курсовая работа

«Оценка гидрогеологических условий
на площадке строительства
и прогноз неблагоприятных процессов
при водопонижении»

                                                                                       Работу выполнил:
                                                                                           студент группы 4-С-2

                                                                                      Колбасов Филип

Руководитель работы:

                                                                                      Заводчикова М. Б.

Санкт-Петербург

2016

Оглавление

Введение.

 

1. Исходные данные……………………………………………………..…………4

1.1. Карта фактического материала……………………………………...………..4

1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин……………….………5

1.3. Результаты гранулометрического анализа…………………………………..8

1.4. Результаты химического анализа грунтовых вод……………………..…….8

1.5. Сведения о физико-механических свойствах грунтов.……………………..8

 

2. Аналитический блок……………………………………………..…………..….9

2.1. Определение и классификация пропущенных слоев. Характеристика рельефа площадки ……............................................................................................9
(Приложение 1– гранулометрический состав грунта)

2.2. Геологическое строение площадки…………………………………………10

(Приложение 2 – инженерно-геологический разрез)

2.3. Гидрогеологическое строение площадки………………………………......11

(Приложение 3 – карта гидроизогипс)                      

2.4. Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды

по отношению к бетону………………….……………………………………….12

 

3. Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении………..13

3.1 Расчёт притока воды к совершенному котловану…………………………..13

3.2 Расчет притока воды к несовершенной траншее……………………………14

4. Прогноз последствий водопонижения…..…………………………………....16

4.1 Прогноз суффозионного выноса……………………………………………..16

4.2. Прогноз оседания земной поверхности при снижении уровня грунтовых вод……………………………………………………………………………...…..17

4.3 Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована (траншеи)…………18

 

Заключение.

Список использованной литературы

 

 

Введение

На строительных площадках многие трудности связаны с подземными водами: затопление котлованов (траншей), нарушение устойчивости их стенок, прорыв дна под воздействием напорных вод и др. в дальнейшем, уже при эксплуатации отдельных сооружений или застроенных территорий в целом, также могут возникнуть осложнения: подтопление подвалов, коррозия бетона и других материалов, проседание поверхности земли за счет водопонижения. Поэтому оценка гидрогеологических условий является важнейшей составной частью инженерно-геологических изысканий (инженерно-геологические изыскания входят в состав «Инженерных изысканий для строительства» СНиП 11-02-96), на основе которых ведется проектирование оснований и фундаментов).

Для целей проектирования и строительства понятие «гидрогеологические условия» можно определить как совокупность следующих характеристик водоносных горизонтов (слоев): 1) их количество в изученном разрезе, 2) глубина залегания, 3) мощность и выдержанность, 4) тип по условиям залегания, 5) наличие избыточного напора, 6) химический состав, 7) гидравлическая связь с поверхностными водами и другие показатели режима.

Режим подземных вод изменяется как в процессе строительства, так и в период эксплуатации зданий и сооружений. Изменения могут иметь временный или постоянный характер. Наиболее часто встречаются:

Понижение уровня грунтовых вод (проходка котлованов, систематический дренаж, устройство дорожных выемок, дренирующих засыпок траншей и др.);

Снижение напоров в межпластовых водоносных горизонтах (проходка котлованов и коллекторов глубокого заложения);

Повышение уровня грунтовых вод (утечки из водонесущих сетей, «барражный» эффект фундаментов глубокого заложения, крупных подземных сооружений и т.п.);

Изменение химического состава и температуры подземных вод (утечки из сетей, антиналедные мероприятия и др.).

Понижение уровня грунтовых вод может влиять на состояние песчаных и супесчаных грунтов, вызывая как разуплотнение, так и уплотнение их.

Повышение уровня грунтовых вод вызывает увеличение влажности и индекса текучести у пылевато-глинистых грунтов, что приводит к уменьшению прочностных и деформативных показателей.

Практически все перечисленные изменения свойств грунтов, вызванные нарушением гидрогеологических условий, могут приводить к дополнительным осадкам грунтовой толщи и деформации сооружений.

 

 

Исходные данные

1. 1. Карта фактического материала

Рис. 1. Участок 8. Масштаб 1:2000

 

 

Условные обозначения

буровая скважина
абсолютная отметка устья

                                  

изогипса с абсолютной отметкой

 

                              линия разрыва

 

 

1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин
Масштаб 1:100

Скважина № 55

H=2,6м

Геологич. индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, см		Мощность  слоя	Разрез	Описание  пород	Уровни подземных вод с датой замера
		от	до				Появл.	Установ.
(m-l) IV	-0,5	2,6	-0,5	3,1		Песок пылеватый, средней плотности, с растительными остатками, с глубины 1,1м, водонасыщенный	1,3	1,5
lg III	-1,8	-0,5	-1,8	1,3		Глина ленточная, мягкопластичная
g III	-4,0	-1,8	-4,0	2,2		Супесь с гравием, пластичная
g III	-6,0	-4,0	-6,0	2,0		Суглинок с гравием, тугопластичный
g III	-7,5	-6,0	-7,5	1,5		Супесь с гравием, твердая

 

Скважина № 56

H=3,0

Геологич. индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, см		Мощность слоя	Разрез	Описание  пород	Уровни подземных вод с датой замера
		от	до				Появл.	Установ.
(m-l) IV	0,4	3,0	0,4	2,6		Песок пылеватый	2,0   -1,8	2,8 2,2
lg III	-1,4	0,4	-1,4	1,8		Глина ленточная, мягкопластичная
g III	-2,8	-1,4	-2,8	1,4		Супесь с гравием, пластичная
g III	-3,8	-2,8	-3,8	1,0		Суглинок с гравием, тугопластичный
g III	-6,0	-3,8	-6,0	2,2		Супесь с гравием, твердая

 

 

                                                            

 

 

Скважина № 59

H=4,1м

Геологич. индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, см		Мощность  слоя	Разрез	Описание  пород	Уровни подземных вод с датой замера
		от	до				Появл.	Установ.
(m-l) IV	2,5	4,1	2,5	1,6		Супесь пылеватая, с растительными остатками, пластичная	3,2	3,5
lg III	-1,0	2,5	-1,0	3,5		Глина ленточная, мягкопластичная
g III	-5,6	-1,0	-5,6	4,6		Супесь с гравием, пластичная
g III	-7,5	-5,6	-7,5	1,9		Суглинок с гравием, полутвердый

 

Результаты гранулометрического анализа

Номер участка	Номер скважины	Галька >100	Гравий 10-2	Песчаные				Пылеватые		Глинистые
				2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005
8	56	-	-	5	17	48	20	4	5	1

 

По данным гранулометрического анализа этот песок является пылеватый.