2.3. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении

1. Расчет котлована:

Исходные данные:

Скважина № 3

Глубина котлована h_к = 2м

Размеры котлована 30 х 30 м

Тип выемки – несовершенный (т.к дно котлована не доходит до водоупора).

Характер потока вокруг выемки – радиальный, т.к 30/30=1 <10

Глубина залегания грунтовых вод d = 0,7 м

k=1м³/сут (коэфф. фильтрации грунта водоносного слоя)

R_табл =30 м (радиус влияния водопонижения)

h_wk=1,3 м, высота столба воды до водопонижения

h_k= 2,5 м, высота капиллярного поднятия

S-величина водопонижения. Воду понижают до отметки ниже его дна.

1,5 h_wk >S> h_wk+ h_k+05

1,95 м>S> 4,3 м

r₀ – приведенный радиус «большого колодца», м

- радиус влияния «большого колодца», м

R_k = r₀ + R = 16.93 + 30 = 46.93 м

h_а1 = 1,69 м

h_а2 = 0,39м

Расчет величины притока воды

м³/сут

м³/сут

2. Расчет траншеи:

Исходные данные:

Глубина траншеи h_тр = 1,5 м

Длина траншеи l = 100 м

Тип выемки – совершенный (дно траншеи врезается в водоупор)

Характер потока вокруг выемки – плоский

h₁ =0.3м

S =0,3м

Глубина залегания грунтовых вод d =0,9 м

h₂=0 м

R_табл = 40м (радиус влияния водопонижения)

k=3м³/сут (коэфф. фильтрации грунта водоносного слоя)

Расчет притока воды:

м³/сут

2.4. Прогноз процессов в грунтовой толще, связанных с понижением уровня грунтовых вод

1. Прогноз суффозионного выноса

Степень неоднородности грунта (песок глинистый, пылеватый, неоднородный, суффозионно устойчивы). C_u=8,67

Величина гидравлического градиента i при водопонижении

в котловане:

в траншеи:

где S – разность напоров (отметок) водоносного слоя, м;

R – путь фильтрации, равный радиусу влияния, м;

0,33 – коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающей к котловану.

График прогноза суффозионного выноса (по В.С. Истоминой):

I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока;

II – область безопасных градиентов.

Точка с координатами (3,3;0,13 ) попадает в область II – область безопасных градиентов фильтрационного потока.

Точка с координатами (3,3; 0,02) также попадает в область II – область безопасных градиентов фильтрационного потока.

Таким образом, суффозионный вынос вблизи котлована и траншеи 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 разуплотнения; изменение свойств песков, используемых для обратной засыпки траншей, пазух колодцев и дренажной сети – за счет вымывания тонких фракций (заиления), что может привести к изменению степени пучинистости грунта, выходу из строя дренажной системы и т.д.

2. Фильтрационный выпор в дне выемки

При водопонижении величина градиента i = 0,13 < 1, котлован несовершенный, значит, фильтрационного выпора не будет.

3. Прогноз оседания поверхности земли

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

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле:

Где:

= 26,5 кН/м³ – удельный вес твердых частиц грунта, (p_s*10)

= 10 кН/м³ – удельный вес воды

n = 0,35 д.ед. – пористость

кН/м³ - удельный вес грунта в

условиях взвешивания, кН/м³

= 18,0 кН/м³ – удельный вес грунта, (p*10)

= – величина водопонижения,

Е = 12000 КПа – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки.

Тогда:

Осадки грунта практически нет.

Схема поверхности земли при водопонижении