Оценка гидрологических условий площадки строительства
Содержание
Введение
. Исходные данные
.1 Карта фактического материала
.2 Геолого-литологические колонки
.3 Гранулометрический состав грунтов
первого водоносного слоя
.4 Результаты химического анализа
грунтовых вод
. Геологические условия
.1 Оценка рельефа
.2 Геолого-литологический разрез
.3 Определение грунта первого слоя
.4 Выделение инженерно-геологических
элементов (ИГЭ) в пределах пробуренной толщи
. Гидрогеологические условия
.1 Оценка разреза
.2 Построение карты гидроизогипс
.3 Химический анализ грунтовых вод
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
территории 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):
) их количество в изученном разрезе,
) глубина залегания,
) мощность и выдержанность,
) тип по условиям залегания,
) наличие избыточного напора,
) химический состав,
) 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
водонесуших 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
приводил к уменьшению прочностных и деформативных показателей.
Практически все перечисленные изменения свойств
грунтов, вызванные нарушением гидрогеологических условий, могут приводить к
дополнительным осадкам грунтовой толщи и деформациям сооружений.
1.
Исходные данные
1.1 Карта
фактического материала
1.2
Геолого-литологические колонки
Скважина №24, Н=15,1 м
Номер
слоя
|
Индекс
слоя
|
Отметка
подошвы слоя, м
|
Глубина
залегания слоя, м
|
Мощность
слоя, м
|
Описание
пород
|
Уровни
подземных вод
|
|
|
|
от
|
до
|
|
|
появл-е
|
уст-е
|
1
|
p
IV
|
14,2
|
0
|
0,9
|
0,9
|
Торф
|
14,0
|
14,2
|
2
|
ml
III
|
10,5
|
0,9
|
4,6
|
3,7
|
См.
табл. 2
|
|
|
3
|
lg
III
|
6,2
|
4,6
|
4,3
|
Суглинок
ленточный, текучий
|
|
|
4
|
g
III
|
5,1
|
8,6
|
9,7
|
1,1
|
Песок
крупный, плотный, водонасыщенный
|
6,2
|
13,5
|
5
|
g
III
|
3,1
|
9,7
|
11,7
|
2
|
Суглинок
с гравием, твердый
|
|
|
Скважина №29, Н=15,6 м
Номер
слоя
|
Индекс
слоя
|
Отметка
подошвы слоя
|
Глубина
залегания слоя, м
|
Мощность
слоя, м.
|
Описание
пород
|
Уровни
подземных вод
|
|
|
|
от
|
до
|
|
|
появл-е
|
уст-е
|
1
|
ml
IV
|
12,0
|
0
|
3,6
|
3,6
|
Песок
средней крупности, средней плотности, с глубины 0,6 м, водонасыщенный
|
15,0
|
15
|
2
|
lg
III
|
9,0
|
3,6
|
6,6
|
3
|
Суглинок
слоистый, мягкопластичный
|
|
|
3
|
g
III
|
7,2
|
6,6
|
8,4
|
1,8
|
Песок
гравелистый, плотный, водонасыщенный
|
|
|
4
|
g
III
|
5,6
|
8,4
|
10
|
1,6
|
Супесь
с гравием, пластичная
|
|
|
Скважина №30, Н=15,7 м
Номер
слоя
|
Индекс
слоя
|
Отметка
подошвы слоя
|
Глубина
залегания слоя, м
|
Мощность
слоя, м.
|
Описание
пород
|
Уровни
подземных вод
|
|
|
|
от
|
до
|
уст-е
|
1
|
ml
IV
|
12,5
|
0
|
3,2
|
3,2
|
Супесь
пылеватая, пластичная
|
13,9
|
14,1
|
2
|
lg
III
|
9,5
|
3,2
|
6,2
|
3
|
Суглинок
слоистый, мягкопластичный
|
|
|
3
|
g
III
|
5,7
|
6,2
|
10,0
|
3,8
|
Супесь
с гравием, пластичная
|
|
|
1.3
Гранулометрический состав грунтов первого водоносного слоя
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
|
|
4
|
24
|
9
|
6
|
5
|
10
|
17
|
24
|
21
|
6
|
2
|
1.4 Результаты
химического анализа грунтовых вод
Номер
скважины
|
Ca
|
Mg
|
K+Na
|
SO4
|
Cl
|
HCO3
|
CO2св
|
pH
|
|
мг/л
|
24
|
36
|
32
|
30
|
22
|
6
|
305
|
90
|
7,1
|
2. Геологические
условия
артезианский грунт влажность
скважина
Территория рассматриваемого участка представляет
собой фрагмент пологой возвышенности в пределах абсолютных отметок от Hmin=13,7
м до Hmax=16,1 м.
Общий уклон на участке составляет 0,014 и проходит с северо-востока на
юго-запад участка. Максимальный уклон на участке - 0,025.
2.2
Геолого-литологический разрез
2.3 Определение
грунта первого слоя
Установил его наименование по ГОСТ:
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
|
|
24
|
9
|
6
|
5
|
10
|
17
|
24
|
21
|
6
|
2
|
Диаметр
частиц, мм
|
<10
|
<2
|
<0,5
|
<0,25
|
<0,1
|
<0,05
|
<0,01
|
<0,005
|
Сумма
фракций, %
|
91
|
85
|
80
|
70
|
53
|
29
|
8
|
2
|
Исходя из вышенаписанных таблиц, можно
обозначить Грунт в скважине №4 как песок пылеватый.
График гранулометрического состава
Исходя из графика гранулометрического состава,
нашел d10
-
действующий и d60
-
контролирующий диаметры:
Определил степень неоднородности
гранулометрического состава:
Так как Cu>3,
то песок считаю неоднородным.
При определении ориентировочных значений
коэффициента фильтрации k
(м/сут) для песков можно пользоваться эмпирической формулой
,
где С - эмпирический коэффициент,
зависящий от гранулометрического состава. Но эта формула применима при степени
неоднородности Cu меньше 5 и значениях d10>0,1.
Т.к. в моем случае это условие не соблюдено, то значение k принимаю по
таблицам средних значений.
Определил ориентировочное значение
высоты капиллярного поднятия hk (см) по эмпирической
формуле:
где e
- коэффициент пористости, д. ед.; C
- эмпирический коэффициент, в интервале 0,1-0,5 принимается в зависимости от
крупности частиц и наличия примесей.
2.4 Выделение
инженерно-геологических элементов (ИГЭ) в пределах пробуренной толщи
В геологическом строении площадки принимают
участие следующие стратиграфо-генетические комплексы:
1. p
IV - современные
органические отложения;
Состав: торф;
Абсолютная отметка кровли лежит на уровне 15,1
м, мощность слоя 1 м.
2. ml
III - ml
IV - современные и
верхнечетвертичные морские и озерные нерасчлененные отложения;
Состав: песок пылеватый и песок средней
крупности, средней плотности;
В пределах слоя вскрыт безнапорный водоносный
горизонт грунтовых вод.
3. ml
IV - современные
морские и озерные нерасчлененные отложения;
Состав: супесь пылеватая, пластичная;
Абсолютная отметка кровли лежит на уровне 15,7
м, мощность слоя 3,2 м.
В пределах слоя вскрыт безнапорный водоносный
горизонт грунтовых вод. Также в пределах слоя вскрыт напорный (артезианский)
горизонт подземных вод. Величина напора над подошвой слоя 3 м.
4. lg
III -
верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения;
Состав: суглинок слоистый мягкопластичный;
Абсолютная отметка кровли колеблется от 11 до
12,6 м, мощность слоя от 2,7 до 3,4 м.
5. lg
III -
верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения;
Состав: суглинок ленточный текучий;
Абсолютная отметка кровли колеблется от 10,3 до
11 м, мощность слоя от 3,4 до 4,3 м.
В пределах слоя вскрыт напорный (артезианский)
горизонт подземных вод. Величина напора над кровлей 3 м.
6. g
III -
верхнечетвертичные ледниковые отложения (моренные);
Состав: песок гравелистый и крупный, плотный;
Абсолютная отметка кровли колеблется от 6 до 9,5
м, мощность слоя от 1,1 до 2,1 м.
7. g
III -
верхнечетвертичные ледниковые отложения (моренные);
Состав: супесь с гравием, пластичная;
Абсолютная отметка кровли колеблется от 5,7 до
9,5 м, мощность слоя неизвестна.
8. g
III -
верхнечетвертичные ледниковые отложения (моренные);
Состав: суглинок с гравием, твердый;
Абсолютная отметка кровли колеблется от 5 до 5,7
м, мощность слоя неизвестна.
3. Гидрогеологические условия
.1 Оценка разреза
В пределах площадки буровыми скважинами вскрыты
два водоносных горизонта:
· Первый от поверхности горизонт грунтовых вод
залегает на глубинах от 0,6 м до 1,6 (от дневной поверхности) и приурочен ко
второму и третьему стратиграфо-генетическим комплексам: современные и
верхнечетвертичные морские и озерные нерасчлененные отложения. Водовмещающими
являются пески различной крупности (ml
III и ml
IV) и супесь (ml
IV), водоупорами
служат суглинок слоистый и суглинок ленточный, мощность горизонта колеблется от
0 до 0,2.
· Второй горизонт напорных
межпластовых (артезианских) вод вскрыт в скважине 24. Водовмещающей породой
является пылеватый песок, верхний водоупор - суглинок ленточный, нижний
водоупор - суглинок с наличием гравия величина избыточного напора - 7,8 м.
.2 Построение карты
гидроизогипс
По карте определил, что на участке преобладает
радиальный поток , направленный от скважины 25, к остальным.
Величина гидравлического градиента i
и скорость потока определю на двух участках (с минимальным и максимальным
перепадами уровня грунтовых вод):
· Направление 23-24:
Величина гидравлического градиента:
Скорость грунтового потока кажущаяся:
Скорость грунтового потока действительная:
· Направление 27-28:
Величина гидравлического градиента:
Скорость грунтового потока кажущаяся:
Скорость грунтового потока действительная:
3.3 Химический
анализ грунтовых вод
Химический состав грунтовых вод изучен по
пробам, отобранным в скважине № 24.
Далее приводится характеристика химического
состава воды, формула Курлова, устанавливаются виды агрессивности воды по
отношению к бетонам.
Ионы
|
Содержание,
мг/л
|
Эквивалентное
содержание
|
Эквивалентная
масса
|
|
|
мг·экв
|
(%-экв)
|
|
Катионы
|
Na2+
|
30
|
1,3
|
22,4
|
23,0
|
|
Mg2+
|
32
|
2,7
|
46,6
|
12,0
|
|
Ca2+
|
36
|
1,8
|
31,0
|
20,0
|
Сумма
катионов
|
5,8
|
100%
|
|
Анионы
|
Cl-
|
6
|
0,2
|
3,5
|
35,0
|
|
SO42-
|
22
|
0,5
|
8,8
|
48,0
|
|
HCO3-
|
305
|
5,0
|
87,7
|
61,0
|
Сумма
анионов
|
333
|
5,7
|
100%
|
|
Общая
сумма
|
431
|
11,5
|
|
|
Химическая формула воды:
Вода пресная, бикарбонатно-магниевая.
Оценка качества воды по отношению к бетону:3=305
мг/л >85 мг/л вода неагрессивна по бикарбонатной щелочности;=7,1>6,5 -
вода неагрессивна по водородному показателю;=32 мг/л<1000 мг/л - вода
неагрессивна по содержанию магнезиальных солей;=30 мг/л<50 мг/л - вода
неагрессивна по содержанию едких щелочей;4= 22 мг/л<250 мг/л -
вода неагрессивна по содержанию сульфатов.