3. Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении
3.1 Расчёт притока воды к совершенным выработкам (котлован)
Исходные данные:
Скважина № 27
Глубина котлована hк = 4,6 м
Размеры котлована 25 х 50 м
Тип выемки – совершенный (дно котлована врезается в водоупор)
Характер потока вокруг выемки – плоский
Глубина залегания грунтовых вод d = 1,1 м
H1 – мощность водоносного горизонта (H1 = S = 3,5м)
Коэффициент фильтрации k = 6 м/сут
R – радиус влияния водопонижения, м
Rнач
=
Rтабл = 55 м
r0 – приведенный радиус «большого колодца», м
-
радиус влияния «большого колодца», м
Расчет притока воды в котлован:
м3/сут
Q=2 л/сек
м3/сут
Q=2,8 л/сек
3.2. Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (траншея)
Так как коэффициент фильтрации больше 0,1 k>0,1, то воду из траншеи откачиваем насосом (принудительный дренаж).
Исходные данные:
Скважина № 27
Глубина траншеи hтр = 3 м
Длина траншеи l = 150 м
Тип выемки – несовершенный (дно траншеи не доходит до водоупора)
Характер потока вокруг выемки – плоский
Глубина залегания грунтовых вод d = 1,1 м
Заглубление траншеи в водоносный горизонт S =t=2,4 м.
Мощность водоносного слоя до водопонижения H = 3,5 м.
Коэффициент фильтрации k = 6 м/сут
h = 0,9 м
Rнач
=
Rтабл = 55 м
Расчет притока воды
Конец откачки
Начало откачки
4. Прогноз последствий водопонижения
4.1 Оценка возможности развития суффозионного процесса
Степень неоднородности грунта (мелкий песок средней плотности, суффозионно неустойчивый)Си=13,75
Координаты точки на графике:
в котловане
,
в траншее
где S – разность напоров (отметок) водоносного слоя, м;
R = l – путь фильтрации, равный радиусу влияния, м (максимальное значение); 0,33 – коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающей к котловану.
Точка с координатами (13.75; 0,193) попадает в область II – область безопасных градиентов.
Точка с координатами (13.75; 0,132) попадает в область II – область безопасных градиентов.
Таким образом, суффозионный вынос вблизи траншеи и котлована не предвидится.
Последствиями суффозионного выноса могут быть обрушение стенок котлована, проседание поверхности земли над трубопроводом и вблизи колодцев – за счет выноса тонких фракций грунта и его рзуплотнения; изменение свойств песков, используемых для обратной засыпки траншей, пазух колодцев и дренажной сети – за счет вымывания тонкких фракций (заиления), что может привести к изменению степени пучинистости грунта, выходу из строя дренажной системы и т.д.
4.2. Фильтрационный выпор в дне выемки
При водопонижении величина градиента i = 0,193 < 1, котлован совершенный, значит фильтрационного выпора не будет.
4.3. Прогноз оседания земной поверхности
при снижении уровня грунтовых вод
(для котлована)
Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта (песок средней крупности).
Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле
где
кН/м3
γ= 17,4 кН/м3 – удельный вес грунта,
γsb - удельный вес грунта в условиях взвешивания, кН/м3
кН/м3
=
26,5 кН/м3
– удельный вес твердых частиц грунта,
=
10 кН/м3
– удельный вес воды,
n = 0,37 д.ед. – пористость
=
3,5 м – величина водопонижения,
Е = 24 000 Па – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки.
Тогда:
Осадка грунта крайне мала.