Гидрогеологические условия района строительства

17

Гидрогеологические условия района

В данном районе встречаются два водоносных горизонта. Первый водоносный горизонт четвертичных песчано-аллювиальных отложений. Второй водоносный горизонт триасовых песчаных отложений.

Первый водоносный горизонт - безнапорные грунтовые воды, находящийся в четвертичных водовмещающих породах, представляющих собой мелкозернистые сильно пылеватые с органикой пески, песок мелкозернистый иловатый с редкими прослоями иловатых суглинков, суглинок иловатый, песок мелкозернистый желтый глинистый кварцевый, торф черный сильно разложившийся. Минимальная глубина залегания воды (пойма реки) - 6 м. от поверхности земли, максимальная глубина залегания (первая надпойменная терраса)-22 м. Мощность этого горизонта составляет от 4 до 16 метров. Коэффициент фильтрации водовмещающих пород составляет около……..м/сутки. Гидравлический градиент составляет около……………. Область питания водного горизонта - атмосферные осадки. Область разгрузки - река и залив. Общее направление первого водоносного горизонта - от области питания к области разгрузки.

Второй водоносный горизонт - напорные межпластовые воды, находящиеся в триасовых водовмещающих породах, представляющих собой белые мелкозернистые пески с редкими прослоями кремнистых песчаников. Верхний водоупор состоит из неогеновых отложений в виде плотной глины. Нижний водоупор состоит из силурийских отложений в виде плотного мергеля. Минимальная глубина залегания воды под поймой реки - 41 м. от поверхности земли, а максимальная глубина под поймой реки-59 м. Мощность этого водоносного горизонта составляет от 9 до 16 метров. Коэффициент фильтрации водовмещающей породы составляет около…………..м/сутки. Гидравлический градиент………. Величина напора составляет от 11 до 33 метров. Область питания и область его разгрузки этого водоносного горизонта находиться за пределами нашего района.

При освоении территории наибольшее влияние будет оказывать первый водный горизонт четвертичных отложений, представленный песками различной крупности, супесями, торфом и легкими сильноопесчаненными суглинками.

Воды водного горизонта относятся к грунтовым.

Воды четвертичных отложений движутся в стороны долины реки Убара и разгружаются в ней.

Воды водного горизонта движутся расходящимся потоком от второй надпойменной террасы в сторону реки.

При этом в западной части района градиент меняется от………….до………., а в северной и южной части градиент меняется от………..до……….

Расстояния между линиями тока для водоносного горизонта на всей территории одинакова, что говорит о равномерном потоке подземных вод.

Таким образом, из рассматриваемой карты гидроизогипс можно сделать выводы:

При устройстве водопониженных установок для защиты котлована их установка со стороны надпойменных террас обязательна.

Так как для водоносного горизонта расположение линий тока к реке одинаковое, равномерное не наблюдается сгущение линий тока на отдельных участках, то наибольший приток воды к котлованам следует ожидать в местах с наибольшими значениями гидравлического градиента при равных грунтовых условиях и водосборной площади котлована.

При строительстве на пойменном участке J=0 защита котлована путём водопонижения необходима по всему периметру.

На застраиваемой территории выделяются участки с различной глубиной залегания подземных вод.

Малая часть пойма реки Убара является подтопленной территорией. Глубина залегания подземных вод до 2-х метров.

При освоении этого участка рекомендуется провести следующие мероприятия:

Поднять отметки застраиваемой территории с целью прокладки насухо коммуникаций и обеспечение отсутствия воды в подвалах сооружения, либо создание дренажей вдоль коммуникаций и вокруг сооружения.

Обеспечить гидроизоляцию подземного контура здания и лотков под прокладываемые коммуникации.

Обеспечить защиту коммуникаций и конструкцию подземной части сооружения от агрессивного воздействия подземных ввод.

Все расчетные характеристики грунтов определить при полном водонасыщении.

В сторону правого берега реки другая часть поймы располагается в области подземных вод от 2-х до 5 метров. Это область, где легкие, средние, тяжелые сооружения оказываются подтопленными.

При проведении изысканий на данной территории все характеристики грунтов не зависимо от типа проектирования сооружений должны быть определены в полностью насыщенном состоянии.

Часть поймы и второй надпойменной террасы до 10% от застраиваемой территории на правом берегу реки относятся к зоне, где будут подтоплены средние и тяжелые сооружения. Здесь залегание поземных вод достигает от 5 до 10 метров.

При проектировании таких сооружений на этих участках все характеристики грунтов должны быть определены в полностью насыщенном состоянии.

Часть поймы реки, первой и второй надпойменной террасы на правом берегу реки (до 20% от застраиваемой территории) относятся к зоне, где подтопленными будут тяжелые сооружения. Глубина залегания подземных вод от 10 до 15 метров. Все характеристики грунтов должны быть определены в полностью насыщенном состоянии.

Оставшиеся часть поймы, первой и второй надпойменной террасы на правом берегу реки (до 70% от застраиваемой территории) к зоне, где не будут подтапливаться сооружения. Глубина залегания подземных вод более 15 метров. Поэтому все характеристики грунтов должны быть определены при природной влажности.

Все рекомендации по оценке подтопляемости возводимых сооружений даны без учета глубины заложения фундаментов, поэтому при проектировании конкретных сооружений и использование приведенной карты гидроизобат необходимо внести соответствующие коррективы.

Карта четвертичных отложений

Выбранная под застройку площадка имеет следующее геологическое строение:

Сверху сложена четвертичными отложениями различного генезиса и литологического состава, которые имеют неравномерную мощность в различных участках застраиваемой территории, на пойме четвертичные отложения сверху представлены в виде мелкозернистого кварцевого песка и лёгкой опесчаненной супеси современного четвертичного возраста, мощностью от 6 до 8 метров, под ними залегают легкая опесчаненная супесь и мелкозернистый песок, мощностью от 5 до 6 метров, под ними залегают среднезернистый песок, мощностью до 6 метров затем иловатый суглинок, мощностью от 5 до 6 метров. Таким образом общая мощность четвертичных отложений колеблется в пределах от 16 до 30 метров, причем в центре участка мощность четвертичных отложений увеличилась до 35 метров.

На первой надпойменной террасе четвертичные отложения сверху представлены иловатой супесью с редкими прослоями мелкозернистых желтых кварцевых песков, мощностью от 5 до 18 метров, под ними залегает мелкозернистый однородный кварцевый песок, мощностью от 2 до 3 метров, затем в северной части участка залегает мелкозернистый глинистый кварцевый песок мощностью до 10 метров, в южной части залегает иловатая супесь с редкими прослоями мелкозернистых кварцевых песков, мощностью до 4 метров, затем мелкозернистый однородный кварцевый песок, мощностью до 7 метров, а затем залегает сильно разложившийся черный торф, мощностью до 5 метров. Таким образом, общая мощность четвертичных отложений на первой надпойменной террасе колеблется от 15 до 35 метров.

На второй надпойменной террасе четвертичные отложения сверху представлены лессовидными суглинками, мощностью от 6 до 13 метров, под ними залегают среднезернистые однородные кварцевые пески, мощностью от 5 до 8 метров, затем серые суглинки, мощностью до 7 метров, а затем мелкозернистые глинистые кварцевые пески, мощностью до 4 метров. Таким образом общая мощность четвертичных отложений на второй надпойменной террасе колеблется от 15 до 35 метров.

Инженерно-геологические характеристики отдельных грунтов на срезе карты №24

Песок среднезернистый желтый однородный слегка пылеватый, кварцевый (aQ₄ (6).

1. Плотность минеральных частиц: _s=2.65³

2. Гранулометрический состав:

Карта-срез на глубине заложения фундамента

Карта срез на глубине 10 метров представлена породами четвертичного периода. Пойма в южной части нашего участка представлена породами современной эпохи в виде аллювиальных и аллювиально-морских отложений - сверху находится сильно разложившийся торф, мелкозернистый иловатый песок и иловатый суглинок под ними мощностью от 4 до 10 метров, под ними залегают сильногумусированный иловатый суглинок и среднезернистый однородный желтый песок мощностью от 6 до 11 метров, под ними залегают мелкозернистый иловатый песок и иловатый суглинок мощностью от 5 до 6 метров. Затем на первой надпойменной террасе в южной части залегают породы новой эпохи в виде аллювиальных отложений - сверху иловатая супесь с редкими прослоями мелкозернистых желтых кварцевых песков и черный торф общей мощностью от 3 до 4 метров, под ними залегают мелкозернистый кварцевый песок и черный торф мощностью от 3 до 6 метров и затем залегает порода средней эпохи аллювиальных отложений в виде желтого мелкозернистого глинистого песка. В центре на второй надпойменной террасе залегают породы средней эпохи в виде аллювиальных отложений - лессовидный палево-серый суглинок, среднезернистый, однородный кварцевый песок и легкий опесчаненный серый суглинок общей мощностью от 1 до 3 метров, под ними залегают среднезернистый кварцевый песок и легкий опесчаненной суглинок мощностью от 7 до 9 метров, затем залегают мелкозернистый глинистый кварцевый песок и легкий опесчаненной суглинок мощностью от 4 до 10 метров. Первая надпойменная терраса в северной части представлена породами новой эпохи в виде аллювиальных отложений - иловатая супесь с редкими прослоями мелкозернистых желтых кварцевых песков мощностью около 1 метра, под ними залегают мелкозернистые однородные кварцевые пески мощностью около 7 метров, а под залегает сильно разложившийся торф мощностью около 5 метров. На пойме в южной части участка представлены породы современной эпохи в виде аллювиальных отложений - серый иловатый суглинок, серый мелкозернистый кварцевый песок, легкая опесчаненная супесь общей мощностью от 1 до 4 метров, под ними залегает легкая опесчаненная супесь с органикой мощностью около 2 метров, под ней залегает иловатый суглинок мощностью около 5 метров, под ним среднезернистый желтый однородный слегка пылеватый кварцевый песок мощностью около 5 метров, а под ним залегает серый иловатый суглинок мощностью около 7 метров.

Карта кровли коренных пород

Под четвертичными отложениями представлены породы неогенового периода. Под поймой, первой и второй надпойменными террасами в западной части нашего участка неогеновые отложения состоят из плотной красновато-серой глины, а под поймой, первой и второй надпойменными террасами в восточной части участка они состоят из мелкозернистого глинистого желтовато-серого песчаника.

Мощность неогеновых пород на строительной площадке различна, под поймой от 10 до 12 метров, под первой надпойменной террасой до 24 метров, в центральной части участка под второй надпойменной террасой от 2 до 22 метров.

Уклон под поймой в южной части участка составляет от 0,0217 до 0,1667, а уклон под поймой в северной части участка составляет от 0,0156 до 0,0294. Абсолютные отметки кровли коренных пород меняются от min 77 метров до max 106 метров.

Неблагоприятные геологические процессы в районе строительства. Знание неблагоприятных геологических условий района строительства весьма важно при возведении и проектировании зданий и сооружений.

К неблагоприятным геологическим условиям относятся

наличие грунтов с неблагоприятными свойствами;

рельеф (нежелательные его формы);

негативные геологические процессы;

негативные гидрогеологические процессы.

На данной рассматриваемой территории наблюдаются следующие геологические процессы:

При изучении грунтов, слагающих рассматриваемый район строительства были обнаружены грунты с нежелательным проявлением некоторых свойств.

А именно в пойме и первой надпойменной террасе были обнаружены: мелкозернистые иловатые пески (а-mQ₄(1)), сильногумусированный иловатый суглинок (a-mQ₄(2)), легкая опесчаненная с органикой супесь (aQ₄(5)), иловатый суглинок (aQ₄(7)), иловатая супесь с редкими прослоями мелкозернистых желтых кварцевых песков (aQ₃(8)) и торф (aQ₃(10)).

Торф как и все выше перечисленные грунты, является «проблемным грунтом» и расположен в северной части первой надпойменной террасы с мощностью 6 метров в районе скважины 4е.

Мелкозернистые иловатые пески (a-mQ₄(1)), сильногумусированный иловатый суглинок (a-mQ₄(2)), легкая иловатая опесчаненная супесь (aQ₄(5)) и серый иловатый суглинок (aQ₄(7)) залегают на пойме реки Убара. Наибольшую мощность 23 метра имеют в районе 3 скважины и 13 метров в районе 15 скважины.

Иловатая серая супесь (aQ₃(8)) залегает в районе первой надпойменной террасе с наибольшей мощностью 13 метров в районе 7 скважины и наименьшей 6 метров в районе скважины 4е.

Как видно из названий этих грунтов в их состав входит некоторое количество ила. Ил входит в категорию «слабых грунтов». Очень водонасыщен, сильно сжимаем. При высыхании даёт усадку. Весьма слабое основание для сооружений и зданий. Пойма и вторая надпойменная терраса занимают достаточно большую площадь района ( 48%), поэтому исключить их из сферы строительства нерационально. В качестве мер, улучшающих свойства отмеченных грунтов, можно предложить: уплотнение (трамбование свай) (наиболее разумный вариант в этом случае), водопонижение, дренаж, создание искусственных оснований.

К неблагоприятным нужно относить оползневые процессы

На рассматриваемой территории их возникновение может быть реально на пойме и на первой надпойменной террасе правого берега реки Убара. Устойчивость склона зависит от его высоты, крутизны и формы. Эти особенности следует рассматривать в сочетании с геологической структурой местности: представлена ли она слоистыми или неслоистыми породами, каков литологический состав пород, частота расположения трещин, совпадение наклона слоев с уклоном поверхности склона или поверхности скольжения, и т.д. Устойчивость склона в значительной мере зависит и от характера циркуляции всего массива подземных вод.

Рассматриваемый склон имеет весьма значительные уклоны, местами доходящий до 20. Высота склона -30 метров. Форма склона вытянутая с запада на восток. Представлен мелкозернистым кварцевым песком. Наклон слоев не совпадает с наклоном поверхности склона. На протяжении всего склона проходит водоносный горизонт находится в основном на абсолютной отметке 94-96 метров. Подтопленная территория занимает незначительное место. В качестве мер борьбы можно предложить:

Пассивная борьба включает мероприятия профилактического порядка. Запрещается подрезать оползневые склоны, строить на склонах, производить взрывные работы вблизи оползневой зоны, уничтожать растительность на склонах, сбрасывать на склоны поверхностные и подземные воды.

Активные меры предусматривают устройство инженерных сооружений и закрепление грунтов оползневого склона.

Для устранения оползней устраиваются подпорные стенки, сваи-шпонки. Основание подпорных стен должно быть заглублено ниже плоскости скольжения. За стенами должен быть устроен дренаж для отвода подземных вод. Сваи - шпонки входят в устойчивую часть склона и удерживают оползневое тело. Одновременно с этим производят выполаживание склона, придавая ему меньший уклон.

Заключение

В заданном районе (карта №24) предполагается построить кирпичный завод и жилой поселок для обеспечения жизнедеятельности завода. Весь комплекс сооружений предполагается возвести на площади в 1 кв. км. Для выбора наиболее благоприятного района строительства была изучена территория. на которой были проведены исследования геоморфологических, гидрологических, гидрогеологических и геологических условий. Для получения необходимой информации были проведены: буровые работы, геологическое опробование, гидрогеологические наблюдения, геодезические работы, исследование свойств и состава грунтов.

Исследуемая территория представляет собой долину реки Убара. Элементы рельефа имеют вертикальные равные поверхности, кроме поймы, первой и второй надпойменной террасы в южной части площадки. Уклоны колеблются от 0% до 35% (2 надпойменная терраса реки Убара в южной части участка). Поверхность исследуемого участка сложена на 50% аллювиальными отложениями (пойма. 1 и 2 надпойменные террасы).

В геоморфологическом отношении большая часть застраиваемой территории относится к 2 надпойменной террасе реки Убара (50%). остальная часть относится к пойме (30%), к 1 надпойменной террасе (20%). Максимальная мощность четвертичных отложений составляет 34 метра (южная часть участка) Минимальная мощность четвертичных отложений составляет 22 метра (центральная часть участка первой и второй надпойменной террасы реки Убара).

В качестве оснований будущих сооружений будут служить (Нф.= 10 м).

Большое внимание необходимо уделить области залегания лёссовидных грунтов, иловатых песков и иловатых суглинков, которые находятся на пойме и первой надпойменной террасе.

Опасности подтопления зданий не будет, потому что уровень подземных вод находиться на глубине 10 и более метров.

Наибольшее влияние на основание застраиваемой территории окажет просадочный процесс.

Большая часть застраиваемой территории (около 4…..%) относится к категории средней сложности. Но все остальные элементы рельефа относятся к сложной категории сложности инженерно-геологических условий.

Используемая литература

1. Инженерная геология и гидрология. В.П. Ананьев, Л.В. Передельский. М. 1980.

2. Инженерная геология. А.А. Белый. М. 1985.

3. Инженерно-геологические понятия и термины. А.Д. Потапов, И.Л. Ревелис. М. 1992.

4. Определение и описание породообразующих минералов. Методические указания к выполнению лабораторных работ. Кафедра инженерной геологии.

М. 1991.

5. СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания в строительстве.

6. Основы генетического грунтоведения. Конспект лекций. А.Д. Потапов, Г.А. Паушкин. М 1995.

7. Специальные вопросы инженерной геологии. Учебное пособие. А.Д. Потапов, Г.А. Паушкин. М. 1995.