9.1. Прогноз суффозионного выноса.

Наиболее полно возможность развития суффозии можно определить по графику В.С.Истоминой (рис.9.1).

Рис. 9.1. График для оценки развития суффозии (по В.С.Истоминой):

I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока;

II – область безопасных градиентов

Координаты точки, наносимой на график определяют:

• C_u с помощью кривой гранулометрического состава;

• i – по формуле i = S/0,33R, где S = H - разность напоров (отметок)

водоносного слоя, м; R=1 – путь фильтрации, равный радиусу влияния, м; (в данной задаче используют максимальное значение R);0,33 – коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающей к котловану.

В зависимости от того, в какую область графика (разрушающих или

49

неразрушающих градиентов) попадает точка, делают вывод о возможности суффозионного выноса. Сообщаются сведения о последствиях этого процесса.

9.2. Фильтрационный выпор.

В случае, если величина градиента при водопонижении достигнет значений i  1, в дне несовершенного котлована возможен фильтрационный выпор. Это имеет место при открытом водоотливе из котлована, огражденного шпунтовой стенкой.

9.3. Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод.

Рис. 9.2. Схема оседания поверхности земли при водопонижении:

А – зона аэрации до водопонижения, где γ – удельный вес грунта; B – зона полного водонасыщения, где γ_sb – удельный вес грунта; C – зона «осушенного» грунта после водопонижения

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта. В пределах значительной площади осадка может быть неравномерной (рис.9.2.).

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле

S_гр = ;

50

где =  - _sb,  – удельный вес грунта, кН/м³; _sb – то же, ниже уровня грунтовых вод; _sb=(_s-_w)(1-n), _s – удельный вес твердых частиц грунта, кН/м³; _w – удельный вес воды, кН/м³; n – пористость, д.ед.; S_w – величина водопонижения, м; Е – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки, кПа (Н/м²).

Примечание. Приведенная формула справедлива при условии R / h  3, где R – радиус влияния, м, h – мощность водоносного слоя, м.

51

Приложение 10

Прогноз воздействия напорных вод на дно совершенных котлованов (траншей)

В случае, если на площадке строительства выявлен напорный водоносный горизонт, необходимо проверить устойчивость грунтов в основании котлованов и траншей. Возможны три варианта:

• p_изб < p_гр – дно выработки устойчиво;

• p_изб = p_гр – подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании;

• p_изб p_гр – прорыв напорных вод в котлован, где р_изб= _wH_w,

р_гр =  h_гр.

Схема, сопровождающая расчет, приведена на рис.10.1

В случае, если установлена возможность прорыва или подъем дна

Рис. 10.1. Схема воздействия напорных вод на дно котлована

котлована, для уменьшения избыточного напора применяют глубинное водопонижение с помощью трубчатых колодцев-скважин (вода откачивается насосами или выходит самоизливом).

Величина избыточного напора межпластовых вод, залегающих на относительно небольшой глубине (до 30 м), может колебаться в диапазоне 10–15 м. Понижение напора на 10 м при водопонижении создает дополнительные напряжения в толще грунта (0,1 МПа), сжатие грунта и, как следствие, оседание земной поверхности.

Примечание. Расчет этой дополнительной осадки сложен и ведется на базе законов механики грунтов.

52