Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупора. Они характеризуются рядом признаков.
1. Грунтовые воды имеют свободную поверхность, т.е. сверху они не перекрыты водоупорными слоями. Свободная поверхность называется зеркалом (в разрезе — уровень). Положение зеркала в какой-то мере отвечает рельефу данной местности. Глубина залегания уровня от поверхности различна — от 1 до 50 м и долее. Положение уровня по ряду причин непостоянно.
Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют водоупорным ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод — мощностью водоносного слоя.
Грунтовые воды в силу наличия свободной поверхности безнапорные. Иногда они могут проявиться как местный напор, связанный с залеганием линзы глины в уровне зеркала.
- 2. Питание грунтовых вод происходит главным образом за счет атмосферных осадков, а также поступления воды из поверхностных водоемов и рек. Территория, на которой происходит питание, ориентировочно совпадает с площадью распространения грунтовых вод. Грунтовая вода открыта для проникновения в нее поверхностных вод, что приводит к изменению ее состава во времени и нередко к загрязнению вредными различными примесями.
- 3. Грунтовые воды находятся в непрерывном движении и, как правило, образуют потоки, которые направлены в сторону общего уклона водоупора. В отдельных случаях их залегание имеет форму грунтовых бассейнов.
- 4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологии местности и климатических факторов. В площадном распределении грунтовых вод имеется определенная зональность. Выделяют 4 зоны.
Грунтовые воды речных долин. Глубина залегания изменяется от 1см до 10-15м. Вода залегает в аллювиальных отложениях, слабо минирализована, широко используется для водоснабжения.
Гидрогеологические условия места строительства на склонах Ямного определим при рытье котлована
Грунтовые воды ледниковых отложений. Ледниковые отложения представлены разнообразными обломчатыми породами, среди которых много водоносных слоев. Вода обильная, слабо минирализована, широко используется для водоснабжения.
Грунтовые воды полупустынь и пустынь. Это районы с малым количеством атмосферных осадков (до 200 мм в год) и значительным испарением. Воды обычно мало, залегает она глубоко, имеет высокую минерализацию.
Грунтовые воды горных областей. В этих районах выпадает много атмосферных осадков, часть которых проникает выветренные и трещиноватые породы. Наибольшее количество грунтовых вод хорошего качества скапливаться в отложениях предгорных наклонных равнин. Эта вода широко используется для водоснабжения.
Среди зональных располагается незональные грунтовые воды, например, болотные, карстовые. Большими аккумуляторами атмосферных осадков, паводковых и других вод являются болота. Уровень грунтовых вод в болотах всегда совпадает с поверхностью земли, что, собственно говоря, и обусловливает заболоченность местности.
Как уточнить гидрогеологические условия при строительстве в поймах
В практике строительства чаще всего приходится встречаться с грунтовыми водами. Они создают большие трудности при производстве строительных работ.
Таблица грунтовых вод
6,3 над ур.скв.до60
8,9над ус ск до80
Геологическая деятельность рек
Подземные воды и временные ручьи атмосферных осадков, стекая по оврагам и облакам, собираются в постоянные водопотоки реки. Площадь, с которой к реке стекает вода, называется бассейном реки. Полноводные реки имеют большую площадь бассейна.
На пути своего движения реки совершают большую геологическую работу-разрушение горных пород (эрозия), перенос и отложение (аккумуляция) продуктов разрушения.
Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. Кроме того, речной поток истирает породы обломками, которые несет вода. Одновременно вода оказывает на горные породы растворяющее действие.
Перенос продуктов эрозии осуществляется различными способами: в растворенном виде, во взвешенном состоянии, перекатыванием обломков по дну. В растворенном состоянии река переносит до 25-30% всего материала. Во взвешенном состоянии передвигаются пылевато-глинистые и тонкопесчаные частицы.
Размер обломков, которые может переносить водный поток, пропорционален шестой степени скорости его течения, которая в свою очередь пропорциональна продольному уклону русла. Поэтому быстрые горные реки способны перемещать валуны диаметром в несколько метров.
При определенных условиях река откладывает обломочный материал. Речные отложения называются аллювиальными (от лат. — замывание, индекс alQ).
В процессе размывающей и аккумулятивной деятельности реки на поверхности земли вырабатывают вытянутые, корытообразные углубления, которые носят название речные долины.
Положение профиля равновесия, как и всей эрозионной деятельности реки, зависит от базиса эрозии, под которым понимают уровень моря или каких-либо других бассейнов, куда впадает река.
По мере углубления долины реки проходит ряд стадий. На первой стадии дно реки имеет значительный уклон, поток обладает большой скоростью, интенсивно действует донная эрозия. Долина узкая, глубокая, типа теснины и ущелья. Обломочный материал (аллювий) почти весь поступает в морской бассейн. Для этой стадии развития типичные горные реки или, иначе говоря, молодые реки.
По мере приближения русла к профилю равновесия реки переходят в последнюю стадию своего развития. На значительном протяжении реки имеют большой уклон. Скорость потоков снижается. Глубинная эрозия сменяется боковой. Река размывает свои берега, русло по дну долины блуждает.
Долины широкие, пологие. Обломочный материал в большей своей части оседает в русле. Река мелеет, появляются отмели, перекаты, косы. Такие реки находятся в стадии старости и типичны территориям равнин.
Последовательность стадийного развития рек нарушается движениями земной коры (неотектоникой), которые меняют высотное положение базиса эрозии или верховьев рек. Опускание базиса эрозии или верховья приводит к возобновлению энергичной деятельности донной эрозии. Долина продолжает углубляться, и река повторяет стадии своего развития. Поднятие базиса эрозии или опускание верховья снижает скорости течения и в долинах усиливается аккумуляция насосов. Река быстро стареет.
Большое влияние на развитие рек оказывает производственная деятельность человека. Усиление аккумуляции на каком-либо участке реки может быть вызвано интенсивным разбором воды, в целях водоснабжения и орошения сельскохозяйственных угодий, или увеличением поступления твердого стока за счет сброса в реку отвальных пород горнорудной промышленности. Строительство водохранилищ в свою очередь влияет на положение базиса эрозии всей реки или её части. Выше плотин уменьшаются скорости течения, растет аккумуляция насосов; ниже плотин осветлённая вода резко повышает донную эрозию. Например, понижение уровня озера Севан вследствие сработки воды на гидростанциях, вызвало резкую донную эрозию приустьевых частей рек, впадающих в это озеро.
При инженерно-геологической оценке территорий геологическую деятельность рек следует изучать в связи с естественными природными причинами и с хозяйственной деятельностью человека. Особое внимание уделяется размыву русел рек, аккумуляции насосов, подмыву берегов.
Геологическая деятельность реки по карте № 9
Первая деятельность реки проявилась в кайнозойский период, связанная с появлением гравия и гальки с песчаным заполнителем и под действием времени его размытее водами реки. Последующая временная задержка приносила отложения аллювиального типа четвертичного периода такие как (супесь, суглинок, песок и др.).
Строение речных долин
Равнины рек разнообразны по формам, размерам, строению. Это можно видеть в поперечных разрезах. Долины бывают симметричные и асимметричны. Последние являются следствием вращения Земли и свойственным рекам равнин с меридиональным направлением течения.
Долина состоит из следующих элементов: дно долины, тальвег, русло, пойма, террасы. Все эти элементы располагаются в корытообразном углублении, которое река выбирает в коренных породах. Эти породы являются ложем долины и ее склонами.
Дно — низшая часть долины, заключенная между подошвами склонов.
Тальвег — условная линия, соединяющая самые глубокие точки дна долины. В большинстве случаев дно долины представляет собой сравнительно ровную поверхность.
Русло — часть долины, занятая водным потоком. Поперечный разрез потока называют живым сечением. Русло не отличается устойчивостью и перемещается по дну долины. Остатки старых русел, отделившихся от главного потока, называют старицами.
Пойма — часть речной долины, залитая водой в период паводка в силу таяния снега весной или выпадения обильных дождей. Поймы бывают низкие, заливаемые ежегодно, и высокие, которые заливаются один ваз в 10-15 лет. Необходимо различать следующие уровни воды в реке: 1) расчетный горизонт высоких вод, отвечающий средним из наибольших уровней реки, наблюдаются в течение многих лет; 2) наивысший горизонт высоких вод, выше этого уровня по многолетним наблюдениям вода не поднималась; 3) меженный горизонт — низкий уровень воды.
На береговом участке поймы, вдоль русла, часто образуется прирусловый вал, сложенный песком. Поверхность центральной части поймы содержит протоки, старицы, озера, старые прирусловые валы.
Террасы — различные уступы в долинах рек. Террасы бывают поперечные и продольные.
Поперечные террасы располагаются поперек долины и порождают водопады и пороги. Их появление связано с пересечением рекой пород различной прочности. Мягкие породы размываются легко, между ними и твердыми породами образуется уступ высотой от нескольких до десятков метров. Вода падает с уступа (порога), продолжая разрушать более мягкие породы.
Продольные террасы располагаются вдоль склонов долин в виде горизонтальных или почти горизонтальных площадок. Их называют надпойменными. При паводках они не заливаются водой. Каждая надпойменная терраса соответствует древним поймам реки, т.е. Каждая надпойменная терраса была поймой.
Дальнейшее углубление дна долины поднимает надпойменные террасы все выше и выше.
Отсчет надпойменным террасам ведут от молодых к древним, т.е. снизу вверх. Общее количество бывает различным: в долинах равнинных рек до 3-4, горных рек — значительно больше. Известны случаи, когда долины горных рек имеют до 10-15 надпойменных террас. Долина р. Кубани у Черкесска до 14.
Каждая терраса измеряется высотой и шириной. Высота колеблется от метров до десятков метров, ширина — от десятков метров до десятков километров.
Продольные террасы по слагаемому их материалу подразделяют на эрозионные, цокольные и аккумулятивные (аллювиальные).
Эрозионные террасы, как террасы размыва, вымываются рекой в коренных породах долины. Они возникают на первых стадиях развития реки или в ее верхнем течении. Эрозионные террасы, перекрытые маломощным аллювием, называют цокольными. Аккумулятивные террасы полностью сложенные из аллювиального материала, они более типичны долинам равнинных рек.
Аккумулятивные террасы подразделяют на террасы вложенные и наложенные. Долины с вложенными террасами образуются следующим образом. Вначале река образует долину в коренных породах. Далее, в процессе старения река заполняет свою долину аллювиальными наносами. Новое усиление эрозионной деятельности углубляет дно долины, но уже в ранее отложившемся аллювии.
Часть аллювия, прислоненная к коренному склону, сохраняется в виде надпойменной террасы. Последующие циклы накопления наносов и частичные их размывы дают новые надпойменные террасы, причем каждая последующая по возрасту оказывается моложе предыдущей.
Наложенные террасы образуются несколько иначе. Усилие эрозионной деятельности приводит лишь к частичному размыву ранее отложившегося аллювия. Аккумуляция новых наносов происходит поверх более древних аллювиальных отложений.
Геологическое строение речных долин имеет значение при инженерно-геологической их оценке, в строительных целях. Наиболее благоприятными в этом отношении являются террасы эрозионные. Значительно сложнее решаются вопросы строительства на аккумулятивных наносах.
Источник: studwood.net
Курсовая работа на тему «Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении»
В процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений важное значение отводится роли подземных вод. Подземные воды вызывают ряд процессов в грунтовой толще, которые могут серьезно осложнить строительство и эксплуатацию сооружений.
Курсовая работа на тему «Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении» обновлено: 31 октября, 2020
Источник: bank.nauchniestati.ru
Проектирование гидроизоляции ограждающих конструкций и кровель
Под гидрогеологическими условиями понимаются характеристики и свойства грунта, грунтовых вод и среды, в которых возводится сооружение.
Грунты. На проектирование и выбор типа гидроизоляции оказывают влияние следующие физико-механические свойства и характеристики грунтов.
Прочность, деформативпость учитывают при расчете оснований под здание по деформативности грунтов с определением возможных перемещений (просадок) здания в целом или его частей относительно друг друга. Эти перемещения определят необходимую деформа-тивность и «трещиностойкость гидроизоляции, конструктивные ее решения (конструкции компенсаторов) и т. п.
Водопроницаемость и коэффициент фильтрации грунтов определяют уровни колебания грунтовых вод относительно дневной поверхности. Коэффициенты фильтрации для различных грунтов приведены в табл. 57. По коэффициенту фильтрации оценивают необходимость устройства дренажа (см. табл. 71).
Высота капиллярного подъема. По капиллярам вода поднимается выше уровня водонасыщенного грунтового слоя. Гидроизоляцию на изолируемых конструкциях следует располагать так, чтобы она перекрывала зону капиллярного подъема воды и исключала непосредственный контакт изолируемой конструкции с грунтом.
Для защиты сооружений только от капиллярной влаги можно применять гидроизоляцию с водопоглощением от 4 до 6%.
Пучение грунта вызывает вертикальное перемещение грунтового массива относительно сооружения, что влечет за собой разрушение гидроизоляции. При обратной засыпке пучипистые грунты в зоне контакта с гидроизоляцией заменяются дренирующими песчаными грунтами. Толщина дренирующего слоя 40—50 см.
В зависимости от агрегатного состояния (жидкое, парообразное или твердое) грунтовые воды обладают различными свойствами и по-разному действуют на гидроизоляцию. Воздействие всех видов вод (почвешых, верховодки, грунтовых, подземных и артезианских) на изолируемые конструкции и гидроизоляцию определяется следующими характеристиками:
гидростатическим напором, скоростью движения и продолжительностью действия напора;
степенью и продолжительностью обводненности;
агрессивностью воды по отношению к материалу конструкции и гидроизоляции.
Гидростатический напор грунтовых вод, скорость их перемещения и продолжительность действия напора являются решающими факторами ири определении вида гидроизоляции пи водонепроницаемости и водопоглощеиию. Проектируемая гидроизоляция в условиях постоянного действия напорных вод должна быть непроницаема при напорах более действующего па 3—5 м, а в условиях кратковременного их действия непроницаемость должна обеспечиваться при напорах не менее действующего.
Степень и продолжительность обводненности меняется в зависимости от посадки сооружений относительно уровня грунтовых иод. Различают следующие основные случаи обводненности:
1) если подошва фундаментной плиты располагается выше го
ризонта грунтовых вод, но сами фундаменты и стены сооружения
находятся в зоне капиллярного подъема воды, сооружение считается
2) если подошва фундаментной плиты располагается выше
горизонта грунтовых вод, но на фундаменты и стены может воздей
ствовать сезонная верховодка и капиллярная иода, сооружение счи
тается временно обводненным;
3) если фундаменты и стены полностью или частично находятся
в водоносном слое, ограждающие конструкции подвергаются посто
янно воздействию гидравлического напора, сооружение считается
Наиболее благоприятен первый случай расположения сооружений, требующий наименьших затрат на устройство гидроизоляции. Третьего случая посадки сооружений следует избегать, так как гидроизоляция при этом будет наиболее сложной и дорогостоящей.
Степень обводненности сооружения определяет требования к гидроизоляции по водопоглощению W и водостойкости. При постоянном обводнении и циклическом действии процессов замораживания-оттаивания должно быть WsS3%, при кратковременном обводнении можно применять гидроизоляцию с W^i%.
Разрушение гидроизоляционных материалов в щелочной среде при различных значениях рН и жесткости грунтовых вод протекает С неодинаковой интенсивностью. Поэтому при выборе гидроизоляционных материалов следует учитывать их стойкость к воздействию агрессивной среды.
Кроме гидрогеологических условий, определяющих выбор гидроизоляции, необходимо учитывать влияние содержащихся в грунте микроорганизмов, разрушающих гидроизоляционные материалы.
Источник: www.bibliotekar.ru
Зачем проводятся гидрогеологические исследования?
Перед тем как начать любое строительство, необходимо провести ряд исследовательских работ. Гидрогеологические исследования являются важной составляющей любого проектирования. Без них начинать работу нельзя ни в коем случае, так как именно от определения гидрогеологических характеристик грунта зависит тип будущего фундамента, необходимость проведения работ по осушению грунта, организации дренажной системы.
Схема гидрогеологической модели залегания подземных вод.
Если этот этап упустить, то уже при рытье котлована можно столкнуться со многими неприятностями, например, с его постоянным затоплением . В этом случае работы вынужденно останавливаются, после чего предпринимаются меры по осушению, отводу воды из грунта. В итоге тратится драгоценное время и денежные средства.
Выполненные исследования позволяют решить такие важнейшие задачи:
- Правильно выбрать место для строительства, которое отвечает всем нормам и требованиям.
- Определить уровень грунтовых вод, рассчитать, на какую глубину необходимо бурить скважины или рыть котлован.
- Подобрать тип будущего фундамента, условия его гидроизоляции, защиты, устройства дренажной системы.
- Разработать генеральный план всего участка, предназначенного для строительства дома, определить место для скважины или колодца.
- Продумать размеры, тип конструкций будущего дома, выбрать материалы.
- Оценка потенциального влияния скважин, канализационных систем и прочего на окружающую среду.
Гидрогеологические исследования проводятся специалистами, на участке пробуриваются специальные скважины, берутся пробы воды, после чего проводятся лабораторным путем необходимые анализы.
Изыскание по гидрогеологии
Таблица геологических изысканий.
Гидрогеологические работы включают следующее:
- Поиск, разведка пресных вод на определенном участке.
- Проведение буровых работ, которые включают в себя проектирование, бурение скважин, поиск пресной воды, которая может быть использована в качестве питьевой, для технических нужд и в других целях.
- Планирование и подготовка мероприятий по осушению, отводу грунтовых вод от строительного участка при необходимости.
- Оценка и формирование водозабора.
- Разработка необходимых мер по отводу грунтовой воды в водоемы, озера, проведение оценки существующих запасов воды.
Перед тем как начать работы по бурению и проведению исследований, необходима разведка. Это комплекс работ, включающих в себя:
- Изыскание источников подземных вод, в том числе и питьевых, пригодных для водоснабжения определенного участка и территории.
- Оценка дальнейшего проведения работ, проектирование изысканий, проведение необходимого комплекса анализов и наблюдений.
Проведение буровых работ
Во время проведения изысканий требуется организовать буровые работы по обустройству скважин. Это необходимо, чтобы можно было взять все требуемые пробы, провести наблюдения в стационарном режиме. Бурение позволяет определить качество воды, установить, пригодна ли она для питья, можно ли на этом участке устанавливать колодец или скважину для снабжения всего дома чистой водой. Работы по бурению включают:
Схема проведения буровых работ.
- Изучение всех условий на местности, в том числе гидрогеологических, физико-географических.
- Проектирование будущих скважин для проведения разведки. Выполнение бурения, проведение проб и прочих необходимых исследований.
- Если скважины бурились для определения места под источник питьевой воды, то для артезианских требуется оформления необходимой документации. Специалистом составляется специальная проектная документация, необходимая для получения лицензии на артезианскую скважину.
- Оборудуются узлы для водозабора с обязательным составлением всей требуемой документации.
Аналитическая деятельность
Во время исследования проводится следующий комплекс работ:
- Изучается общая гидрогеологическая обстановка на исследуемом участке.
- Разрабатываются специальные мероприятия по осушению.
- Разрабатываются рекомендации о том, как вести дальнейшие работы не только по осушению или отводу влаги, но и по строительству, выбору гидроизоляционных материалов и технологий.
- Расчет уровня фильтрации почвы под строительными сооружениями при работах и гидротехническими строениями.
- Прогнозы, касающиеся возможного подтопления территории, меры по искусственному водопонижению почвенной влаги.
Схема залегания подземных вод.
Такая аналитика важна и необходима, так как грунтовые воды даже в пределах одного участка обладают совершенно различными особенностями. Направление водоносного слоя может резко меняться. Необходимо определить фильтрационные свойства грунта, водопроводимость разрезов.
Рекомендуются следующие способы водопонижения:
- Откачка насосом возможна при небольших притоках грунтовой влаги.
- Использование для водопонижения скважин.
- Применение специальных иглофильтров в один или несколько ярусов.
Все полученные данные оформляют в виде отчетов и таблиц, на их основании уже и проводятся проектировочные работы для сооружения котлована под строительство дома, выбор фундамента, подбираются способы его защиты от влаги.
Проектирование
Этап проектирования исключительно важен, так как именно он определяет, какие работы требуются, какое именно оборудование необходимо использовать для этого. Нельзя недооценивать этот этап, так как неправильно проведенные исследования могут привести к получению искаженных результатов. В итоге котлованы под фундамент и подвалы будут затапливаться, по стенам дома пойдут трещины, произойдут перекосы основания. Именно на этапе планирования изыскания, которое может выполняться только опытным специалистом, составляется общий план работ, определяются точки бурения.
Схема бурения гидрогеологической скважины.
Для гидрогеологического исследования могут применяться и опытно-фильтрационные методы. Это позволяет получить необходимые параметры, характеристики, требуемые для проектирования дренажной системы, водопритоков, противофильтрационных завес и прочего.
Во время исследования проводятся откачки, после чего в полевых условиях определяется уровень воды в необходимых точках. Проводится эта процедура в строго отмеренные промежутки времени.
Стационарные наблюдения
Во время проведения изысканий могут потребоваться стационарные наблюдения. Проводятся они при сложных условиях, особенно когда прогнозируются различные сложности в работах. Стационарные наблюдения проводятся при наличии водонасыщенных грунтов. Такое исследование позволит определить ряд параметров, которые в лабораторных условиях узнать трудно.
Во время стационарных наблюдений получают количественные характеристики, которые необходимы для составления прогноза различных инженерно-геологических условий.
За счет таких мер можно предварительно определить условия проектирования, выбора фундамента, материала для гидроизоляции.
В качестве мер для стационарного наблюдения применяются:
- измерения в полевых условиях;
- измерения при помощи датчиков;
- режимные наблюдения за оборудованием, помещенным в скважины.
Методы при изысканиях
Методы гидрогеологического исследования зависят от того, на каких грунтах и при каких условиях выполняется работа. Среди таких методов стоит отметить:
Для горных грунтов:
- Коэффициент фильтрации определяется во время полевых испытаний, при помощи наливов, откачки, лабораторных расчетов. Такой метод используется для водонасыщенных грунтов.
- Коэффициент водоотдачи вычисляется путем кустовой откачки из проделанных скважин, лабораторными методами, во время стационарного наблюдения. Используется только для водонасыщенных грунтов.
- Коэффициент недостатка насыщения вычисления методом добавления влаги в подготовленные шурфы. Применяется только для водоненасыщенных грунтов.
- Капиллярный вакуум, т. е. значение высоты капиллярного поднятия, определяется методом налива воды в шурфы, при лабораторных исследованиях. Используется для водоненасыщенных грунтов.
- Значение относительной водопроницаемости определяется методом заливки воды в скважину, нагнетанием воздуха. Используется для водонасыщенных и водоненасыщенных грунтов.
Для водоносных слоев грунта:
- Значение мощности водоносного слоя определяется путем проведения анализа грунтового разреза.
- Направления для водоносных потоков определяются методом гидроизопьеза, также определяется гидравлический градиент.
- Коэффициенты водопроводимости для грунта определяются при помощи опытных откачек.
- Коэффициенты пьезопроводности определяются путем кустовых откачек из пробуренных скважин.
- Коэффициент для вертикального водообмена, перетекания получают путем организации кустовых откачек и стационарных наблюдений. Подобные методы применяются только для слоистых водонасыщенных грунтов.
- Фильтрационное сопротивление измеряется во время стационарных наблюдений.
- Скорость движения потоков определяется во время полевых испытаний, индикаторными методами.
- Модуль питания слоя определяется во время стационарного наблюдения, при проведении специальных балансовых расчетов.
Проведение гидрогеологических исследований необходимо для получения данных перед проектированием строительства. В результате аналитических работ подбирается вид фундамента, способ организации системы дренажа и многих других работ. Если не обеспечить проведения такого изыскания, то во время работ уже по рытью котлована можно столкнуться со многими проблемами.
Источник: vseoburenii.ru