Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Оценка инженерно-геологических условий и прогноз неблагоприятных процессов по трассе трубопровода

Введение

Цель данной работы: закрепление практических и теоретических знаний, полученных в курсе инженерной геологии.

На строительство и эксплуатацию трубопроводов оказывают влияние инженерно-геологические условия территории. Изучение этих условий входит в состав инженерных изысканий для строительства. Природными элементами инженерно-геологических условий являются геоморфология (рельеф), геологическое строение (разрез), гидрогеологические условия (подземные воды, их параметры и режим), геологические процессы и явления, состав и свойства горных пород - грунтов и др.

На застроенных (освоенных) территориях инженерно-геологические условия могут изменяться под воздействием техногенных факторов, например:

1. утечки воды из тепловых сетей вызывают изменение природного режима грунтовых вод и влияют, таким образом, на свойства и состояние грунтов;

2. транспортирование газа с отрицательной температурой приводит к формированию аномальных зон промерзания фунтов и, как следствие, к более интенсивному развитию геокриологических (мерзлотных) процессов (морозное пучение, просадка при оттаивании);

3. динамическое воздействие транспорта вдоль автомобильных и железнодорожных магистралей вызывает изменение состояния и свойств дисперсных грунтов: уплотнение песков малой степени водонасыщения и разжижения песков, насыщенных водой, тиксотропное разупрочнение мягко-, текучепластичных и текучих глинистых грунтов и др.

В связи с этим состав инженерно-геологических изысканий включают составление прогноза изменений геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой. Геологические и техногенные факторы каждый в отдельности, а чаще в различных сочетаниях друг с другом могут оказывать механические, температурные и химические (биохимические) воздействия на трубопроводы, вызывая их повреждения.

В общей системе тепло- и газоснабжения ее линейная часть - трубопроводы и сооружения о трассе (смотровые колодцы, газораспределительные пункты и станции) - является наиболее уязвимой. Это связано со спецификой трубопроводов:

1. весьма низкой нагрузкой, менее 0,04 МПа;

2. высокой чувствительностью к динамическим и температурным деформациям в грунте;

3. положительной плавучестью газопроводов;

4. значительной протяженностью трасс и, вследствие этого, частой сменой природных и техногенных условий от участка к участку.

Для обоснования инвестиций, разработки проекта и рабочей документации проводят инженерно-геологические изыскания. При этом используются и лабораторные методы:

1. проходка горных выработок (скважины, шурфы и др.);

2. геофизические исследования (электро-, сейсморазведка, термометрия и др.);

3. различные методы зондирования (статическое, динамическое);

4. лабораторные определения состава, состояния и свойств грунтов и подземных вод и др.

Скважины и шурфы располагаются по оси трассы и поперечникам, а также в местах пересечения трассы с реками, оврагами, дорогами и т.п.. Глубина выработок и расстояние между ними зависят от стадии изысканий, сложности геологических условий, наличия водостоков, транспортных и инженерных коммуникаций и регламентируются СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскание изыскания для строительства», а также производственно-отраслевыми (ведомственными) нормативными документами.

В пределах Северо-Западного региона РФ основные проблемы трубопроводной сети связаны преимущественно:

1. с толщей слабых водонасыщенных грунтов (морозное пучение, механическая суффозия, тиксотропное разупрочнение, коррозионная активность грунтов к металлу, агрессивные свойства подземных вод по отношению к бетону);

2. участками болот и заболоченных территорий (оплывание откосов траншей, всплывание газопровода при прокладке его в мощной толще торфа, неравномерные осадки насыпей на болотах и т.п.);

3. территориями, поднятыми гидронамывом или насыпными фунтами (неравномерное оседание, агрессивные и коррозионно-активные воды). Другие проблемы, связанные с оползнями, карстовыми провалами, деформацией русел рек и т.п., в указанном регионе возникают редко.

Колонки буровых скважин

Колонка скважины № 99

Масштаб 1:100

Скважина № 99 Абсолютная отметка устья 6,3 м
Геологический индекс	Отметка подошвы слоя, м	Глубина залегания слоя, м	Мощность слоя, м	Литологическая колонка	Описание пород	Уровень подземных вод, с датой замера
		От, м	До, м
(m-l) IV	3,2	0	3,1	3,1		Песок средней крупности, средней плотности, с глубины 0,9 м водонасыщенный	0,9
(m-l) IV	2,6	3,1	3,7	0,6		Супесь пылеватая*
g III	-0,7	3,7	7,0	3,3		Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный

* Супесь пылеватая, с растительными остатками, пластичная

(m-l) IV - морские и озерные современные нерасчлененные отложения

g III - Моренные верхнечетвертичные отложения

Колонка скважины № 102

Масштаб 1:100

Скважина № 102 Абсолютная отметка устья 6,9 м
Геологический индекс	Отметка подошвы слоя, м	Глубина залегания слоя, м	Мощность слоя, м	Литологическая колонка	Описание пород	Уровень подземных вод, с датой замера
		От, м	До, м
(m-l) IV	4,4	0	2,5	2,5		Песок среднекрупно-зернистый пылеватый с включениями гравия, средней плотности*	1,3
(m-l) IV	2,1	2,5	4,8	2,3		Песок пылеватый, рыхлый, водонасыщенный
g III	-1,6	4,8	8,5	3,7		Супесь с гравием, пластичная
g III	-5,1	8,5	12	3,5		Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный

* с глубины 1,3 м водонасыщенный

(m-l) IV - морские и озерные современные нерасчлененные отложения

g III - Моренные верхнечетвертичные отложения

Колонка скважины № 105

Масштаб 1:100

Скважина № 105 Абсолютная отметка устья 7,1 м
Геологический индекс	Отметка подошвы слоя, м	Глубина залегания слоя, м	Мощность слоя, м	Литологическая колонка	Описание пород	Уровень подземных вод, с датой замера
		От, м	До, м
(m-l) IV	4,2	0	2,9	2,9		Супесь пылеватая, с органикой, пластичная	1,3
g III	2,5	2,9	4,6	1,7		Супесь пылеватая, с гравием, галькой, пластичная
g III	0,1	4,6	7,0	2,4		Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный

(m-l) IV - морские и озерные современные нерасчлененные отложения

g III - Моренные верхнечетвертичные отложения

Колонка скважины № 107

Масштаб 1:100

Скважина № 107 Абсолютная отметка устья 7,3 м
Геологический индекс	Отметка подошвы слоя, м	Глубина залегания слоя, м	Мощность слоя, м	Литологическая колонка	Описание пород	Уровень подземных вод, с датой замера
		От, м	До, м
(m-l) IV	4,5	0	2,8	2,8		Супесь песчанистая, слабо пылеватая, пластичная	1,4
g III	0,3	2,8	7,0	4,2		Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный

(m-l) IV - морские и озерные современные нерасчлененные отложения

g III - моренные верхнечетвертичные отложения

Таблица 1 Показатели свойств и состояния грунтов

Номера скважин	Влажность W, д. ед. выше у.г.в. и ниже у.г.в.	Коэффициент пористости e	Коэффициент водонасыщения S, д. ед. выше у.г.в. и ниже у.г.в.	Число пластичности, Ip	Показатель текучести, IL
98	0,17/0,21	0,580	0,78/0,97	-	-
102	0,19/0,21	0,620	0,80/0,98	-	-
104	0,29/0,32	0,910	0,85/0,97	0,06	0,26
107	0,29/0,32	0,910	0,85/0,97	0,06	0,26

Влажность породы это отношение массы воды, содержащейся в порах породы, к массе сухой породы:

W=[(m-m1)/m1]= с / сd - 1

m-масса породы вместе с содержащейся в ней водой,; m1-масса высушенной породы; с-плотность породы (отношение массы породы в естественном состоянии к занимаемому этой породой объему); сd -плотность скелета породы (отношение массы минеральных частиц породы (твердой части породы) к занимаемому этой породой объему).

Коэффициент пористости это отношение объема пустот (пор) к объему твердых минеральных частиц породы:

e = n/(1-n) = сs / сd -1

n-пористость породы (отношение объема пустот к общему объему); сs -плотность минеральной части породы (отношение массы сухой породы к объему твердой части этой породы); сd -плотность скелета породы.

Коэффициент водонасыщения это отношение объёма содержащейся в породе воды к объёму пор этой же породы:

S=Wсs(1-n)/n=Wсs/eсW

W-влажность породы; сs -плотность минеральной части породы; n-пористость породы; e-коэффициент пористости; сW -плотность воды.

Число пластичности это разница между пределом текучести и пределом пластичности:

Ip= WL - WP

WL -предел текучести породы (соответствует влажности, при которой глинистая порода при нарушении сложения переходит из пластичного состояния в текучее, т. е становится вязкой жидкостью); WP -предел пластичности породы (соответствует влажности, при которой глинистая порода при нарушении сложения из полутвёрдого состояния переходит в пластичное).

Показатель текучести (или показатель консистенции) это характеристика состояния грунта нарушенной структуры:

IL = (W - WP)/(WL - WP)= (W - WP)/ Ip

W-влажность породы; WP -предел пластичности породы; WL -предел текучести породы; Ip -число пластичности.

Таблица 2 Результаты гранулометрического анализа

Диаметры частиц, мм	10-2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	<0,005
98	Содержание фракций, %	-	31	21	10	17	11	10	-
102		2	28	22	17	12	9	10	-
104		-	11	21	20	30	9	4	5
107		-	11	21	20	30	9	4	5

Таблица 3 Данные химического анализа грунтовых вод

№ скважины	Ca	Mg	K+Na	SO4	Cl	HCO3	CO2 (своб.)	pH	ОВ	Feобщ
98	164	51	9	417	131	244	19	6,8	0,3	0,5
104	55	26	49	202	54	55	69	6,5	5,2	0,1

Аналитический блок

Характеристика и оценка рельефа участка

Территория участка представляет собой фрагмент плоского склона, спускающегося на Юго-запад, осложнение форм рельефа отсутствует.

Уклон по участку составляет:

I=Дh/L

I=2/425=0,005=0,5%

Анализ геологического строения

В геологическом строении участка представлено следующими стратиграфо-генетическими комплексами:

b IV - Биогенные современные отложения. На участке слой представлен торфом, имеет распространение в виде линзы. Мощность этого слоя 0,8 м в скважине 100, глубина залегания подошвы слоя Ў5,0 м.

(m-l) IV - Морские и озерные нерасчлененные современные осадки. Слой представлен супесью пылеватой с органикой, песком пылеватым, песком средней крупности; распространен повсеместно. Мощность этого слоя меняется от 2,2 м в скважине 100 до 6,3 м в скважине 98, глубина залегания подошвы слоя варьирует от Ў4,6 м до Ў0,4 м.

g III - Моренные верхнечетвертичные отложения. Слой представлен суглинком с гравием и галькой, супесью с гравием и галькой, супесью с органикой; распространен повсеместно. Мощность этого слоя меняется от 0,7 м в скважине 98 до 7,2 м в скважинах 102 и 108, глубина залегания подошвы слоя варьирует от Ў1,2 м до Ў-5,6 м.

Определение наименования грунта, оценка его свойств и состояния

Согласно ГОСТ 25.100-95 “Грунты” все неизвестные слои: первый слой в скважине 98, первый слой в скважине 102, первый слой в скважине 104, первый слой в скважине 107 - можно отнести к классу дисперсных грунтов, рыхлым несвязным и глинистым связным.

Первый слой в скважине 98 относится к морским и озерным современным нерасчлененным осадкам, пластичность данного слоя равна 0, содержание частиц диаметром более 0,25 мм более 50% по массе, коэффициент пористости 0,55<е<0,70, число текучести IL отсутствует, следовательно, грунт - песок средне-крупнозернистый пылеватый с включениями гравия.

Первый слой в скважине 102 относится к морским и озерным современным нерасчлененным осадкам, пластичность данного слоя равна 0, содержание частиц диаметром более 0,25 мм более 50% по массе, коэффициент пористости 0,55<е<0,70, число текучести IL отсутствует, следовательно, грунт - песок средне-крупнозернистый пылеватый с включениями гравия.

Первый слой в скважине 104 относится к морским и озерным современным нерасчлененным осадкам, пластичность данного слоя >0 (0,06), содержание частиц диаметром 2-0,5 мм менее 50 % по массе, показатель текучести 0<L<1, следовательно, грунт можно определить как супесь песчанистую, слабо пылеватую, пластичную.

Первый слой в скважине 107 относится к морским и озерным современным нерасчлененным осадкам, пластичность данного слоя >0 (0,06), содержание частиц диаметром 2-0,5 мм менее 50 % по массе, показатель текучести 0<L<1, следовательно, грунт можно определить как супесь песчанистую, слабо пылеватую, пластичную.

Результаты гранулометрического анализа

Таблица 4

Диаметры частиц, мм	10-2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	<0,005
98	Содержание фракций, %	-	31	21	10	17	11	10	-
102		2	28	22	17	12	9	10	-
104		-	11	21	20	30	9	4	5
107		-	11	21	20	30	9	4	5

Вспомогательная таблица полных остатков

Таблица 5

Диаметры частиц, мм	<10	<2	<0,5	<0,25	<0,1	<0,05	<0,01	<0,005
98	Содержание фракций, %	100	100	69	48	38	21	10	-
102		100	98	70	48	31	19	10	-
104		100	100	89	68	48	18	9	5
107		100	100	89	68	48	18	9	5

Для определения степени неоднородности гранулометрического состава грунта построим суммарную кривую гранулометрического состава и найдем по ней d10 (действующий) и d60 (контролирующий) диаметры.

Определение действующего (d10) и контролирующего (d60) диаметров - скважина № 98 d10 =0,01; d60 =0,4 - скважина № 102 d10 =0,01; d60 =0,38 - скважина № 104, 107 d10 =0,0129; d60 =0,167

Определение степени неоднородности грунта

Формула для определения степени неоднородности гранулометрического состава:

C=d60/d10

Cu98=0,4/0,01=40

Cu102=0,38/0,01=38

Cu104,107=0,167/0,0129=13

Крупнообломочные грунты и пески считаются неоднородными при Cu>3 и суффозионно-неустойчивыми при Cu>10.

Для скважин 98, 102, 104, 107 грунты являются потенциально суффозионно-неустойчивыми и неоднородными.

Для определения коэффициента фильтрации используем табл. 5.2 Методических указаний:

Для скважин 98 и 102 коэффициент фильтрации k=10-30 м/сут, радиус влияния R=70-80 м, величина капиллярного поднятия hk=0.15-0.35 м;

Для скважин 104 и 107 коэффициент фильтрации k=0.1-0.7 м/сут, радиус влияния R=10-20 м, высота капиллярного поднятия hk=0.8-1.5 м.

Определение глубины промерзания и возможности развития морозного пучения

Пучинистыми называют грунты, которые при промерзании в условиях естественного залегания способны увеличиваться в объеме.

Потенциально пучинистыми являются дисперсные минеральные грунты, содержащие пылеватую и глинистую фракции. Эта потенциальная способность имеет место, если есть постоянный подток воды к промерзающему слою.

Для оценки пучинистости грунта по ГОСТ 25100-95 «Грунты» используются показатели гранулометрического состава и косвенная характеристика влажности, определяемая для глинистых грунтов через показатель текучести IL, а для песчаных - через коэффициент водонасыщения Sr.

В пучинистых грунтах на подземные конструкции могут действовать силы морозного пучения, нормальные и касательные (рис. 8). Действие этих сил изменяет высотно-плановое положение трубопровода.

Рис. 3. Воздействие сил морозного пучения на заглубленные конструкции: а) вертикальные (в данном случае колодец); б) горизонтальные (в данном случае водопровод); фf - удельная касательная сила морозного пучения; P- удельная нормальная сила (давление) пучения

Численные показатели IL и Sr примем из табл. 3 Методических указаний, недостающие значения определим по ГОСТ 25100-95 «Грунты».

Оценим пучинистость грунта, используя показатели гранулометрического состава:

Морозное пучение развивается в зоне сезонного промерзания грунта. Нормативную глубину зоны промерзания df устанавливаем по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика». Так как грунт преимущественно состоит из глин и суглинков с прослоями пылеватого и песчаного материала, а также песков и супесей примем нормативную глубину промерзания df=1,45.

Количественными характеристиками морозного пучения являются:

- ff - абсолютная величина поднятия поверхности промерзающего слоя толщиной df; скважина грунт вода рельеф

- относительная деформация морозного пучения (коэффициент морозного пучения) еf - отношение величины морозного пучения к толщине промерзающего слоя: еf=ff/df

Величину свободного пучения можно рассчитать по формуле hf=еf(df-dтр)

Глубина залегания трубопровода dтр=1,2 м

По относительной деформации пучения грунты подразделяют согласно таблице

Трасса трубопровода проходит по нескольким участкам с различными грунтами, разобьём трассу на участки 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, определим для этих участков показатели IL и Sr.

Участок 1-2. Грунт на участке оценим по скважине № 100: супесь пылеватая, IL=0,42, еf примем равным 0,045, средне пучинистый.

Участок 2-3. Грунт на участке оценим по скважине № 99: песок средней крупности с Sr=0,78, согласно табл. «Пучинистость грунтов» еf примем равным 0,032, грунт слабо пучинистый.

Участок 3-4. Грунт на участке оценим по скважине № 101: супесь пылеватая, IL=0,42, еf примем равным 0,045, средне пучинистый.

Участок 4-5. Грунт на участке оценим по скважине № 104: супесь песчанистая, IL=0,26, еf примем равным 0,045, средне пучинистый.

hf(1-2) = 0,045*(1,45-1,2) = 0,011 м

hf(2-3) = 0,032*(1,45-1,2) = 0,008 м

hf(3-4) = 0,045*(1,45-1,2) = 0,011 м

hf(4-5) = 0,045*(1,45-1,2) = 0,011 м

Из расчетов видно, что величина пучения грунтов на различных участках различается незначительно, на границах разделов грунтов 1-2, 2-3, 3-4 перепад достигает 3 см, что не исключает вероятности изгиба трубопровода на границе разделов.

Для расширения представления об инженерно-геологических условиях на трассе построим карту среза (рис. 4) на глубине 1,2 м (глубина заложения трубопровода). На карте условными знаками показаны участки распространения грунтов различного состава, их пучинистость и коррозионные свойства.

Расчет притока воды к траншеям

При заложении трубопровода ниже уровня подземных вод в траншею поступает вода, которую отводят различными методами. В данном случае примем, что используется принудительная откачка. Расчет будет сделан для двух типов траншей: совершенной (дно траншеи доходит до водоупора - g III - моренные верхнечетвертичные отложения) и несовершенной (дно не доходит до водоупора).

Схема расчёта притока воды в совершенную траншею при условии принудительного водопонижения.

М 1:100 (по скважине № 107)

Исходные данные

Глубина траншеи hтр =2,8 м.

Длина траншеи l = 300 м

Глубина залегания грунтовых вод

dw =1,4 м.

h = 0

Коэффициент фильтрации

Kф =0,7 м/сутки

Радиус влияния, м

R табл = 10 м

R нач = 2Sv Hk

S = H = 1,4 м (мощность водоносного горизонта)

R нач = 2*1,4v1,4*0,7 =2,77 м

Q - количество воды, поступающей в траншею.

Q = k l H^2/Rтабл. =0,73001,96/10 = 41,16 м3/ сутки = 0,48 л/с

Q = k l H^2/Rнач. =0,73001,96/2,77 = 148,59 м3/ сутки = 1,72 л/с

Схема расчёта притока воды в несовершенную траншею при условии принудительного водопонижения с поправочным коэффициентом t/H.

М 1:100 (по скважине № 104)

Исходные данные

Глубина траншеи hтр = 2,5 м.

Длина траншеи l = 300 м

Глубина залегания грунтовых вод

dw =1,7 м.

Заглубление траншеи в водоносный горизонт

t = S = 0,8 м

( в данном случае t = S)

H=1,2 м

h= 0,4 м

Коэффициент фильтрации

Kф = 0,7 м/сутки

Радиус влияния, м

R табл = 10 м

R нач =2Sv Hk = 2*1,5v0,8*0,7 = 2,24 м

Q - количество воды, поступающей в траншею.

Q =t k l (H^2 - h^2) /(Rтабл. H) =0,80,7300 (1,44 - 0,16)/(101,2) = 17,92 м3/ сут = 0,21 л/с

Q =t k l (H^2 - h^2) /(Rнач. H) =0,80,7300 (1,44 - 0,16)/(2,241,2) = 80 м3/ сут = 0,93 л/с

Оценка возможности развития суффозионного процесса

Суффозионный процесс (вынос) связан с нисходящим потоком подземных вод в толще неоднородного грунта или на контакте различных по водопроницаемости грунтов. Определим возможность развития суффозии по графику Истоминой B.C. (рис. 5).

Координаты точек, наносимых на график определяют:

- Си - по данным кривой гранулометрического состава;

- i - по формуле i =S/0.33R, где S = разность мощностей водоносного слоя до и после водопонижения, м; 0,33 - коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающий к стенке траншеи.

В зависимости от того, в какую область графика (разрушающих или неразрушающих градиентов) попадает точка, делают вывод о возможности суффозионного выноса. Последствиями суффозионного выноса могут быть обрушение стенок траншеи, оседание поверхности земли над трубопроводом и вблизи колодцев за счет выноса тонких фракций грунта и его разуплотнения; изменение свойств песков, используемых для обратной засыпки траншей, что может привести к изменению степени пучинистости грунта, выхода из строя дренажной системы.

Сu 107, 104 = 13 При Rтабл При Rнач

S107 = 1,4 м Rтабл =10 м Rнач = 2SvKфН = 2,77 м i = 0,42 i = 1,53

S104 =0,8 м Rтабл =10 м Rнач = 2,24 м i = 0,24 i = 1,08

Не все точки попадают в безопасную область, поэтому есть вероятность развития суффозионного процесса.

Гидрохимическая характеристика подземных вод и оценка агрессивности воды по отношению к бетонам и металлам

Химический анализ

Для обработки данных химического анализа воды, оценки её агрессивности к бетону и коррозийной активности воды и грунта к металлу воспользуемся исходными данными:

№ скважины	Ca	Mg	K+Na	SO4	Cl	HCO3	CO2 (своб.)	pH	ОВ	Feобщ
98	164	51	9	417	131	244	19	6,8	0,3	0,5
104	55	26	49	202	54	55	69	6,5	5,2	0,1

Произведём пересчёт значений для скважин 98 и 104

Скважина № 98

Ионы	Содержание, мг/л	Эквивалентное содержание	Эквивалентная масса ионов
		Мг/экв	Экв.-%
Катионы	Na++ K+	9	0,39	3,1	22,99
	Mg2+	51	4,19	32,8	12,16
	Ca2+	164	8,18	64,1	20,04
Сумма катионов	224	12,76	100	-
Анионы	Cl _	131	3,69	22,54	35,46
	SO42 _	417	8,68	53,02	48,03
	HCO3 _	244	4	24,43	61,00
Сумма анионов	792	16,37	100	-
Общая сумма	1016	-	-	-

Скважина № 104

Ионы	Содержание, мг/л	Эквивалентное содержание	Эквивалентная масса ионов
		Мг/экв	Экв.-%
Катионы	Na++ K+	49	2,13	30,39	22,99
	Mg2+	26	2,14	30,53	12,16
	Ca2+	55	2,74	39,09	20,04
Сумма катионов	130	7,01	100	-
Анионы	Cl _	54	1,52	22,96	35,46
	SO42 _	202	4,2	63,44	48,03
	HCO3 _	55	0,9	13,6	61,00
Сумма анионов	311	6,62	100	-
Общая сумма	441	-	-	-

Общая жесткость

Определяется суммой щелочноземельных катионов Mg2+ и Са2+ , выражается в мг экв/л.

Для скважины № 98 вода содержит суммарное число щелочных катионов Mg2+ и Са2+ = 4,58 мг экв/л и является умеренно жесткой, для скважины №104 вода содержит суммарное число щелочных катионов Mg2+ и Са2+ = 4,27 мг экв/л и является умеренно жесткой.

Соленость воды S

Соленость воды определяется как сумма всех катионов и анионов выраженная в г/л.

Для скважины № 98 S = 1 г/л, S=1 - следовательно, вода пресная, для скважины №104 S=0,441 г/л - вода пресная.

Составим формулу химического состава воды для скважин №№ 98, 104

Формула химического состава позволяет записать результаты химического анализа в краткой форме. Воспользуемся формулой Курлова, которая представляет собой псевдодробь.

Для скважины №98

Вода пресная, сульфатно-кальциевая.

Для скважины №104

Вода пресная, сульфатно-кальциевая.

Признаки агрессивности воды к бетону

Вид агрессивности	Значение показателя для грунта с к>0,1, м/сут	Скважина №98	Скважина № 104
Выщелачивающая по содержанию НСО3 мг экв/л	<1,05	4	0,9
Углекислая по содержанию СО2 своб. мг/л	>10	19	69
Общекислотная по величине рН	<6,5	6,8	6,5
Сульфатная по содержанию SO4 мг/л	>250	417	202
Магнезиальная по содержанию Mg, мг/л	>1000	51	26
По содержанию аммонийных солей, в пересчете NH4, мг/л	>100	-	-
Солевая по содержанию всех солей, мг/л (при наличии испаряющихся поверхностей	>10000	1016	441
Щелочная по содержанию едких щелочей, мг/л, в пересчете на Na и К	>50000	9	49

Вода в скважинах 98, 104 является агрессивной к бетону по содержанию свободного углекислого газа, также в скважине № 98 по содержанию сульфата; в скважине № 104 по содержанию гидрокарбоната.

Признаки коррозийной активности грунтовых вод

№ скважины	Показатели коррозионной активности	Компоненты воды (среда)	pH
		Cl _	Cl _ +SO42-	Ca2+ +Mg2+	Feобщ	ОВ
	Содержание компонентов, мг/л	>5	>50	>169,6	>1	>20	<6
98		131	548	215	0,5	0,3	6,8
104		54	256	81	0,1	5,2	6,5

Вода в скважинах 98, 104 является коррозионно-активной по содержанию анионов хлора, суммарному содержанию хлора и сульфата, в скважине 98 по суммарному содержанию магния и кальция.

Оценка коррозионной активности грунтов по отношению к углеродистой стали

Коррозионная активность грунтов (почв) по отношению к углуродистой стали определяется:

- лабораторными методами (по величине потери массы стального образца, помещенного во влажную грунтовую пасту, и плотности поляризующего тока в ней);

- полевыми измерениями удельного электрического сопротивления с, Ом•м (чем ниже удельное электрическое сопротивление, тем выше коррозионная активность грунта).

Грунт считается коррозионно активным при значениях с ниже 100 Ом•м. Предельные значения удельного электрического сопротивления дисперсных грунтов приведены в табл. 7.4

Методических указаний:

Согласно данной таблице, коррозионно активным будет являться грунт на участке 1-2 (супесь), 3-4 (супесь), 4-5 (супесь).

Процессы грунтовой (почвенной) коррозии наиболее активно развиваются в следующих условиях:

- при влажности грунтов в интервале 0,10-0,25, находящихся в зоне аэрации;

- при пересечении трубопроводом зоны контакта двух грунтов с различной проницаемостью (песков и глин).

Заключение

В процессе курсовой работы построен инженерно-геологический разрез по линии скважин № 99, 102, 105, 107, карта среза на глубине 1,2 м - глубине залегания предполагаемого трубопровода, исследована пучинистость и склонность к суффозионным процессам. Грунт, в котором предполагается прокладка трубопровода, является средне пучинистым, что не исключает возможность изгиба трубопровода, также не исключено развитие суффозионного процесса.

Проанализировано геологическое строение участка, рассчитан приток воды для совершенной и несовершенной траншей при принудительном водопонижении. Проведена оценка агрессивности воды к бетону и коррозионной активности воды и грунта к металлу. Вода является агрессивной к бетону по содержанию свободного углекислого газа, в некоторых местах по содержанию сульфата, по содержанию гидрокарбоната.

Грунтовые воды являются коррозионно-активными по содержанию анионов хлора, суммарному содержанию хлора и сульфата, местами по суммарному содержанию магния и кальция.

Геоморфологические условия: площадка находится в пределах одного геоморфологического элемента. Поверхность наклонная нерасчлененная (категория I)

Геологические условия в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой: не более 4-х различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием. Мощность изменяется закономерно, (категория II).

Гидрогеологические условия в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой: один горизонт подземных вод с неоднородным химическим составом. Коррозионная активность грунтовых вод и агрессивность по отношению к бетону меняются в зависимости от положения скважин (категория II).

Геологические условия и инженерно-геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений: имеют ограниченное распространение, местами оказывают влияние на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов (категория II).

Согласно этому инженерно-геологические условия относятся ко II (средней) категории сложности.

Список использованной литературы

• ГОСТ 21.302-96 «Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям».

• ГОСТ 25100-95 "Грунты. Классификация"

• СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I Общие правила производства работ"

• СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов"

• СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть III "Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов"

• Методические указания для выполнения курсовой работы по курсу «Инженерная геология», СПб, 2004

• Конспект лекций по курсу «Инженерная геология»

Размещено на Allbest.ru