4. Прогноз последствий водопонижения

Водопонизительные работы изменяют скорость движения и направления грунтовых вод. Открытый водоотлив из котлованов и траншей может сопровождаться выносом частиц грунта из стенок за счет нисходящего потока – механическая суффозия

4.1.Прогноз суффозионного выноса

Оценим возможность развития суффозии по графику В.С. Истоминой (Рис. 7). Для этого определим величину гидравлического градиента I при водопонижении в котловане и траншее, по формуле:

гдеR-максимальное значение радиуса влияния

Для траншеи

Для котлована :

Учтем степень неоднородности грунта, установленную ранее С_u=16.

График для оценки развития суффозии (по В.С. Истоминой)

I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока;

II – область безопасных градиентов

По графику можно сделать вывод о возможности развития суффозии(в случае несовершенной траншеи) и следовательно связанных с ней негативных воздействий на сооружение.

4.2 Фильтрационный выпор.

Величина градиента при водопонижении ( в случае несовершенной траншеи) равна 1, в связи с чем можно сделать вывод о возможности фильтрационного выпора.

4.3 Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод.

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта. В пределах значительной площади осадка может быть неравномерной.

Предварительный расчёт осадки территории можно произвести по формуле:

где Δγ=γ – γ_sb=18,5-6,5=12 кН/м³

γ_sb=(γ_s – γ_w )(1 – n)=(26,2-10)(1-0,6)=6,5 кН/м³ -удельный вес грунта ниже уровня грунтовых вод,

γ =18,5 кН/м³– удельный вес грунта

γ_s =26,2 кН/м³ – удельный вес твёрдых частиц грунта, кН/м³_,

γ_w =10 кН/м³– удельный вес воды, кН/м³ ,

n =0,6– пористость, д. ед.,

S =3,4м– величина водопонижения, м,

Е =30000 кН/м² – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки.

Таким образом, при водопонижении S =3,4м осадка поверхности незначительна.

4.4. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлованов (траншей), по скважине №17.

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

1.p_изб<p_гр – дно выработки устойчиво;

2. p_изб=p_гр – подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании;

3. p_изб>p_гр – прорыв напорных вод в котлован;

p_изб= γ_w*H_W=10*5,8=58 кН/м²

p_гр= γ*h_гр =18,5*1,6=29,6 кН/м²

Так как p_изб<p_гр, дно выработки устойчиво и возможность прорыва или подъема дна достаточно малы.

Заключение

С учетом рекомендаций СП 11-105-97 сделаем выводы о категории сложности инженерно-геологических условий площадки:

рельеф исследуемого участка достаточно ровный, с небольшим уклоном. Разрез включает в себя три слоя по хронологическому параметру ( III, IV) и четыре по генезису (m-l, lg, g, b). На разрезе можно выделить пять ИГЭ (ИГЭ-1 - песок пылеватый, водонасыщенный ; ИГЭ-2 - супесь пылеватая, пластинчатая; ИГЭ-3 - суглинок ленточный, текучий; ИГЭ-4 - супесь с гравием, с гнездами песка, пластичная, тугопластичный; ИГЭ-5 - суглинок с гравием, твердый). По этим факторам участок можно отнести ко второй - средней категории сложности.

1. По геологическим условиям с сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой участок имеет I (простую) категорию сложности. Незначительная степень неоднородности слоев по показателям свойств грунтов, закономерно изменяющихся в плане и по глубине.

2. По гидрогеологическим условиям участок относится к категории II (средней) сложности, т.к. он имеет два выдержанных горизонта подземных вод, местами с неоднородным химическим составом. Исходя из химического анализа воды в скважине №20, делаем вывод, что вода сульфатно–бикарбонатно-хлоро–магниево–калициево–натриевая, пресная, агрессивная по сульфатному и водному показателю. Исходя из химического анализа воды в скважине №17, делаем вывод, что вода сульфатно–бикарбонатно-хлоро–магниево–калициево–пресная, агрессивная по водному показателю.

3. На данном участке возможны следующие неблагоприятные процессы в грунтовой толще: если при произведении работ и последующей эксплуатации сооружения на грунт будет оказано динамическое воздействие (вибрация), то возможно проявление тиксотропии, особенно в зоне ИГЭ-1, что может привести к нарушению устойчивости зданий и сложностям при проведении строительных работ- участок относится к категории II (средней) сложности.

4. По специфическим грунтам в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой участок имеет II категорию сложности, т.к. такие грунты имеют ограниченное распространение и не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию зданий и сооружений.

5. По техногенным воздействиям и изменениям освоенных территорий площадка относится ко III категории сложности, т.к. они не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений и проведения инженерно-геологических изысканий.