Гидрогеологические исследования в Краснодаре

Гидрогеологические исследования в Краснодаре — кейс от компании Неоген-Инжиниринг.

В этом кейсе мы покажем не стандартный подход нашей команды для предотвращения аварийной ситуации.

Объект Заказчика из Краснодара имел проблему подтопления котлованов в начале строительства. По данным инженерно-геологических изысканий на объекте, подземные воды встречены на большей глубине, чем глубина заложения дна котлованов, а сам водоносный горизонт изолирован от котлованов водоупорным слоем суглинков и глин.

Появление грунтовых во в шурфе Появление грунтовых во в шурфе

Изначально компания-проектировщик считала подтопление котлованов результатом действия верховодки — строительство велось в весенний период. Это предположение было опровергнуто тем, что в стенках котлованов залегали водоупорные слои суглинков и глин, подземные воды появлялись со дна котлованов, по мере увеличения глубины котлована, уровень подземных вод стремительно возрастал, водоотлив из котлованов не приводил к снижению уровня. На исследуемом объекте была сооружена сеть канав для отвода подземных вод.

Сеть канав для отвода грунтовых вод от строительных котлованов Сеть канав для отвода грунтовых вод от строительных котлованов

Для решения возникшего вопроса инженером-гидрогеологом компании Неоген-Инжиниринг было предложено выполнить опытно-фильтрационные работы. Вопрос был в глубине бурения скважин, оставалась не известна причина появления подземных вод в котлованах. Решение заключалось в замерах восстановления уровня воды в шурфах после проходки на различные глубины.

Проходка шурфа до начала появления грунтовых вод и замер восстановления уровня грунтовых вод в шурфе Проходка шурфа до начала появления грунтовых вод и замер восстановления уровня грунтовых вод в шурфе

Замеренные уровни воды относительно дна шурфа и соответствующее время от начала восстановления записывались в журнал. Кроме того, оценивались габаритные размеры выработок. Для определения естественных уровней подземных вод в каждом шурфе проводился контрольный замер уровня через сутки после окончания основного эксперимента и оценивалась его абсолютная отметка.

Методика интерпретации опытных восстановлений уровней в шурфах аналогична методике интерпретации экспресс-откачки из несовершенной по степени вскрытия скважины в безнапорном пласте. Для интерпретации опытов была использована компьютерная программа ANSDIMAT. Один из графиков интерпретации результатов опробований представлен на рисунке.

График интерпретации результатов восстановления уровня грунтовых вод в шурфе График интерпретации результатов восстановления уровня грунтовых вод в шурфе

Верификация полученных значений проведена на основе численной геофильтрационной модели, созданной в программе Processing Modflow.

Таким образом, после обработки результатов замеров в десяти шурфах, для расчетов притоков подземных вод в строительные котлованы рекомендовано было принять осреднённый коэффициент фильтрации равный 11 м/сутки.

После определения осреднённого коэффициента фильтрации инженером-гидрогеологом был произведён прогноз притоков подземных вод в каждый котлован при заглублении котлована ниже уровня подземных вод на один и на два метра. Контуры котлованов задавались при помощи модуля Drain, задача решалась в стационарной постановке. Результаты представлены в таблице.

№ п/п Наименование Приток подземных вод при заглублении котлована ниже уровня подземных вод
на 2 м на 1 м
м³/час м³/сутки м³/час м³/сутки
1 Учебный корпус № 1 30 725 12,5 300
2 Учебный корпус № 2 7,0 167 3,0 70
8 Поликлиника 6.3 150 2.6 63
22 Караульное помещение 1.1 27 0.5 11
23.1 Хранилище для ВВТ 7,0 165 3,0 70
23.2 Хранилище для ВВТ 6.3 152 2.6 63
24 Пост ежедневного ТО 3.5 83 1.4 35
25 Пункт ТО и ремонта 5.6 135 2.3 56
26 Аккумуляторная 1.8 42 0.7 18
28 Автомобильный склад 1.0 23 0.5 10
35 Складской комплекс 36 855 14.5 348
38 Склад «НЗ» 4.6 111 2,0 46
40 Склад ТО специальных аппаратных 3.0 75 1.3 32

Построенная численная геофильтрационная модель позволила выявить основной источник обводнения строительных котлованов — это водоносный горизонт приуроченный к пескам (5), из которого происходит перетекание через залегающие в подошве котлованов суглинки (4) в крест напластования, вверх.

Схема напластования грунтов для определения величины градиента напора Схема напластования грунтов для определения величины градиента напора

Выявление источника обводнения котлованов поставило перед инженером-гидрогеологом новую задачу — на исследуемом участке возможен фильтрационный выпор подошвы котлованов и прорывы подземных вод, которые могут затруднить процесс строительства и отрицательно сказаться на устойчивости возводимых сооружений. Строительство котлованов в обводнённых горных породах может сопровождаться оплыванием бортов.

Инженером компании Неоген-Инжиниринг была проведена оценка гидрогеомеханических процессов при строительстве котлованов, по результатам которой Заказчику было предложено перед строительством крупных котлованов пройти в непосредственной близости от них наблюдательные скважины, вскрывающие водоносный горизонт песков (5) и на основе фактических наблюдений принимать решение о необходимости дополнительного дренирования песков. Критерием необходимости проведения специальных дренажных мероприятий будет являться величина градиента напора, рассчитанная по формуле, которая не должна превышать половины взвешивающего градиент напора ( =0.35) для гарантированного предотвращения разуплотнения суглинков (4). При не выполнении условия I < 0.18 Заказчику рекомендуется сооружение разгрузочных скважин в подошве котлована, которые позволят снизить напоры подземных вод в песках (5) и предотвратить выпор пород в основании котлована и прорывы подземных вод в виде грифонов.

На численной геофильтрационной модели определено, что величина водопритока, поступающего по периметру котлованов с их бортов, не превышает 30% от общего притока подземных вод. Таким образом удельный водоприток на 1 м периметра котлована не превысит 0.5 м2/сутки, при котором не следует ожидать больших длин языков оплывания бортов котлованов.

В грунтовой лаборатории были выполнены химические анализы проб грунтовых вод для оценки их коррозионной агрессивности.

Результаты стандартного химического анализа проб воды из Краснодара Результаты стандартного химического анализа проб воды из Краснодара

По результатам химического анализа проб подземных вод установлено:

  • в соответствии с таблицами В.3 и В.4 СП 28.13330.2012 по отношению к бетону марок по водонепроницаемости W4, W6, W8 подземные воды неагрессивны;
  • в соответствии с таблицей Г.2 СП 28.13330.2012 степень агрессивного воздействия на арматуру железобетонных конструкций при постоянном и периодическом смачивании по содержанию хлоридов, мг/дм3 в пересчете на Cl-подземные воды не агрессивны;
  • в соответствии с ГОСТ 9.602–2005 грунтовые воды характеризуются:
    • низкой коррозионной агрессивностью по отношению к свинцовой оболочке кабеля,
    • средней коррозионной агрессивностью по отношению к алюминиевой оболочке кабеля.

Командой Неоген-Инжиниринг были выполнены гидрогеологические исследования в Краснодаре, выявлена причина подтопления котлованов, рассчитаны прогнозные водопротоки в каждый котлован, рекомендованы Заказчику мероприятия для предотвращения выпора пород в основании котлованов и прорывов подземных вод в виде грифонов.

Проведение инженерных изысканий

Оставьте заявку и получите предложение под Ваш проект
Кейсы
Все кейсы