4. Прогноз процессов в грунтовой толще,

СВЯЗАННЫХ С ПОНИЖЕНИЕМ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД

1. Механическая суффозия в откосах выемки

Возможность развития суффозии определим по графику Истоминой. Для котлована С_u = 10.

Значение i рассчитаем по формуле:

i = S/0,33R ,

где S – разность напоров водоносного слоя, S=1,5м;

R – путь фильтрации, равный наибольшему значению радиуса влияния, м;

i = 1,5/0,3322,1 = 0,21

Получаем точку на графике (0,21;10), находящуюся ниже кривой, т.е. в области безопасных градиентов.

Рис. 4. График для оценки развития суффозии (по В.С.Истоминой):

I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока;

II – область безопасных градиентов

Суффозионного выноса можно не опасаться.

2. Фильтрационный выпор в дне выемки

Т.к. котлован – совершенный и величина градиента при водопонижении i<1, то фильтрационного выпора можно не опасаться.

3. Оседание поверхности земли

Предварительный расчет осадки территории произведем по формуле:

,

где S_w – величина водопонижения, принимаем S_w = S = 1,5м;

Е – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки,

примем Е = 10 МПа.

,

,

,

или ,

где γ – удельный вес грунта, для грунта (песок пылеватый) γ = 18 кН/м³;

γ_sb – то же ниже уровня грунтовых вод;

γ_s - удельный вес твердых частиц грунта, γ_s =26,5 кН/м³;

γ_w - удельный вес воды, γ_w = 10 кН/м³;

n, е – показатели пористости, n = 0,35 д.ед., е = 0,53;

w – влажность грунта.

_{Рисунок 5. Схема оседания поверхности земли при водопонижении:}

_{А – зона аэрации до водопонижения, Б – зона полного водопонижения,}

_{В – зона «осушенного» грунта.}

_{5. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НАПОРНЫХ ВОД НА ДНО КОТЛОВАНА (ТРАНШЕИ)}

При высоком давлении напорных вод возможен подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании или прорыв напорных вод в котлован (рис.7). Проверим, возможны ли данные явления на участке. Для этого вычислим значения избыточного давления и давления грунта и сравним их.

Давление напорных вод рассчитывается по формуле:

р_изб = γ_wH_w ,

где H_w – разность высот между уровнем появления воды и уровнем установившейся воды,.

γ_w – удельный вес воды, кН/м³.

Давление грунта рассчитаем по формуле:

р_гр = γh_{гр ,}

где γ – удельный вес грунта водоупорного слоя (суглинок), кН/м³;

h_гр – высота слоя грунта между водоносным слоем и дном котлована.

Высоту грунта можно определить как разность глубины залегания водоносного слоя и глубины котлована. В данном случае:

h_гр = 13,9 – 11,4 = 2,5 м.

р_гр = 19,2·2,5 = 48 кПа

H_w = 15,9 – 11 = 4,9 м.

р_изб = 104,9 = 49 кПа

Т.к. р_изб>р_гр , то прорыва напорных вод в котлован возможен. Необходимо применение способов глубинного водопонижения.

Рисунок 6. Схема воздействия напорных вод на дно котлована

1