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

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:

4. Прогноз последствий водопонижения

4.1 Прогноз суффозионного выноса

Водопонизительные работы изменяют скорость движения и направление потока грунтовых вод. Открытый водоотлив из  котлованов и траншей может сопровождаться выносом частиц грунта из стенок за счёт нисходящего потока – механическая суффозия. В несовершенных выемках под их дном возникает восходящий поток, который разрыхляет грунт – фильтрационный выпор. Глубинное водопонижение с помощью иглофильтров уплотняет грунт вокруг котлована и под его дном, вызывая оседание поверхности. В связи со сказанным выше, необходимо произвести прогнозирующую работу и сделать умозаключение по последствиям водопонижения.

Оценим возможность развития суффозионного процесса для песков пылеватых:

Степень неоднородности грунта водоносного слоя составляет C_u = 3,66.

Величину гидравлического градиента рассчитаем по формуле:

, где R – путь фильтрации, равный радиусу влияния, м (используем максимальное значение из таблицы средних значений),  S = H – разность напоров(отметок) водоносного слоя, м.

График прогноза суффозионного выноса В.С. Истоминой:

I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока;

II – область безопасных градиентов

Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что развитие суффозионного процесса в песках пылеватых маловероятно.

4.2. Прогноз оседания земной поверхности при снижении уровня грунтовых вод

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта.

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле:

где ;

Удельный вес водонасыщенного грунта :

Удельный вес водонапорного грунта определяется формулой:

Удельный вес минеральной составляющей водонапорного грунта :

 кН/м³

Удельный вес воды

Пористость водонапорного слоя:

Величина водопонижения:

Модуль общей деформации в зоне депрессионной воронки:

Вывод: осадка территории очень мала.

Рис. 2 Схема оседания поверхности земли при водопонижении:

А – зона аэрации до водопонижения, где  - удельный вес грунта; Б – зона полного водопонижения, где _sb  -  удельный вес грунта; В – зона «осушенного» грунта;

4.3 Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована (траншеи)

В случае, когда на площадке строительства выявлен напорный водоносный горизонт, необходимо проверить устойчивость грунта в основании котлована. Возможны три варианта:

 - дно выработки устойчиво;

 - подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании;

 - прорыв напорных вод в котловане, где р_изб = g_w*H_w , здесьg_w – удельный вес воды, H_w – столб воды; р_гр = g _*h_гр , здесь g- удельный вес грунта, удерживающего столб воды (водоупор), h_гр – столб грунта.

Скважина №24:

р_изб = g_w*H_w = 10 ∙ (13,5-6,6) = 69,00 кПа – давление напорных вод

р_гр = g _*h_гр = 17,4 ∙ (10,5-6,2) = 74,82 кПа – давление грунта

р_изб = 69,00 кПа  < р_гр = 74,82 кПа

На данном участке прорыва напорных вод в котловане не будет.

Рис. 3 Схема воздействий напорных вод на дно котлована

Заключение

Рельеф местности представляет собой горную поверхность с уклоном