4.2. Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод.

Откачки воды со значительными понижениями могут вызвать оседание поверхности вокруг котлованов за счёт изменения веса грунта в осушенной зоне!

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

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле:

Sгр = (∆g´S_w²) / 2E₀

∆g=g-g_sb;

g- удельный вес грунта, кН/м³

g_sb=(g_s-g_w)(1-n)

g_sb– удельный вес грунта в условиях взвешивания, кН/м³

g_w– удельный вес воды, кН/м³

n– пористость, д. ед.

S_w– величина водопонижения, м

Е – модуль общей деформации, к Па

S_w=3,1 м

g=18,5 кН/м³

g_s =26,2 кН/м³

g_sb=(26,2 – 10)(1 – 0,6) = 6,48 кН/м³

∆g= 18,5 – 6,48 = 12,02 кН/м³

Sгр = (12,02´3,1²) / (2´15000) = 0,003 м = 3 мм

Осадка поверхности минимальна.

4.3. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована.

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

- р_изб<р_гр– дно выработки устойчиво;

- р_изб=р_гр– подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании;

- р_изб>р_гр– прорыв напорных вод в котлован, где р_изб=g_wН_w,p_гр=gh_гр

g_w=10 кН/м³– удельный вес воды;

Скважина 17.

Н_w= 5,8 м - избыточный напор над кровлей;

g=16,5 кН/м³– удельный вес грунта (суглинок ленточный);

h_гр = 1,9 м

р_изб=10*5,8=58 кПа

p_гр=16,5*1.9=31,53 кПа

р_изб>р_грпроизойдет прорыв напорных вод в котлован.

Для уменьшения избыточного напора необходимо применить глубинное водопонижение с помощью трубчатых колодцев-скважин (вода откачивается насосом или выходит самоизливом). Также можно увеличить мощность грунта, над напорными водами, что увеличит р_гр.

Заключение

В ходе курсовой работы была изучена данная строительная площадка, с точки зрения инженерно-геологических изысканий. Был построен инженерно-геологический разрез, по которому были выявлены особенности геологического строения данной территории, а именно: количество ИГЭ, особенности их залегания, определить количество водоносных слоев, глубину их залегания, водоупоры и водовмещающие породы. Также на основании данных курсовой работы была построена карта гидроизигипс зеркала грунтовых вод, которая позволила определить направления потока грунтовых вод, а также участки возможного подтопления в процессе эксплуатации территории и заглубленных конструкций. Был проанализирован химический состав грунтовых вод, по которому была дана оценка их агрессивности по отношению к бетону, что позволит выбрать марку бетона, применимую для строительства сооружений на данном участке. Был дан прогноз притока воды к котловану (совершенному) и к траншее (несовершенной), которые располагаются на данной территории. Были получены величины притоков воды при водопонижении в начале и конце откачки, позволяющие определить мощность насосов для откачки воды из котлована. Следом был дан прогноз последствий водопонижения. Как показал прогноз развития суффозионного процесса, все точки для наших выработок попадают в зону безопасных градиентов на графике Истоминой, из чего можем сделать выводы о том, что стенки выработки не будут обрушаться при водопонижении за счет выноса тонких фракций грунта. Расчет оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод, показал что размер осадки близок к нулю и существенных коррективов в проектирование и монтаж строительных конструкций он не внесет. В данных геологических условиях действие напорных вод на дно котлована может достигнуть критических значений (т. е. может случиться прорыв напорных вод в котлован), чтобы этого избежать были даны рекомендации.