Работаем:

c 09.00 до 24.00 (пн-сб)       Обратный звонок

   +7(495) 744-67-74  

Новости и статьи

Радиаторное отопление 15-09-2013 Газовые котлы — это великолепная альтернатива централизованной системе отопления. Они…...
15-09-2013 Включает в себя: правильность исполнения и эксплуатации котельного оборудования выявление…...
15-09-2013 Включает в себя: правильность исполнения и эксплуатации котельного оборудования выявление…...

Методические рекомендации по определению расчетного уровня грунтовых вод при проектировании автомобильных дорог

Error: Taxonomy is not defined!

Ежегоднов весенний период на отдельных участках дорог деформируется дорожная одеждаиз-за недостаточной несущей способности земляного полотна.

Потеряустойчивости земляного полотна возникает в результате переувлажнения грунтов,происходящего обычно за счет капиллярного влагонакопления от близко залегающихгрунтовых вод.

ТребованияСНиП II-Д.5-72по возвышению низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод часто невыдерживаются лишь потому, что в процессе изысканий был зафиксированфактический уровень грунтовых вод, который, как правило, ниже расчетного.

НастоящиеМетодические рекомендации позволят проектным организациям устанавливатьрасчетный уровень грунтовых вод при назначении высоты насыпи по даннымизысканий.

Методическиерекомендации разработаны на основе результатов исследовательских работ,проведенных сектором водно-теплового режима БелдорНИИ в 1970-1974 гг. на сетипостоянно действующих наблюдательных постов, расположенных на автомобильныхдорогах, находящихся в различных условиях увлажнения.

Присоставлении Методических рекомендаций использованы материалы многолетнихнаблюдений за уровнем грунтовых вод на опорной сети Белорусскогогеолого-гидрологического треста Управления геологии при СМ БССР.

Методическиерекомендации разработаны руководителем сектора водно-теплового режимаБелдорНИИ, канд. техн. наук Р.З. Порицким и младшим научным сотрудником В.Н.Корюковым.

Общие положения

1. Проектирование земляного полотнаавтомобильных дорог осуществляют в соответствии с положениями СНиП II-Д.5-72, Инструкции по сооружению земляногополотна автомобильных дорог (ВСН 97-63), типовых проектов сооружений наавтомобильных дорогах (вып. 14-69).

НастоящиеРекомендации используют для установления расчетного уровня грунтовых вод приназначении возвышения низа дорожной одежды в западных районах II и III дорожно-климатических зон (западнеелинии, соединяющей Воронеж, Орел, Смоленск, Псков).

Грунтовымиводами, оказывающими влияние на устойчивость земляного полотна, называют первыйот поверхности земли водоносный слой, в котором все поры грунта заполнены водой(зона насыщения). От зоны насыщения до поверхности земли (зона аэрации) степеньувлажнения грунта изменяется. Над зоной насыщения находится слой грунта,увлажненный капиллярной влагой, поднимающейся за счет сил смачивания покапиллярам грунта. Капиллярная влага гидравлически связана с грунтовой водой,поэтому высота капиллярного увлажнения грунта изменяется с изменением уровнягрунтовых вод.

Припроектировании земляного полотна необходимо вывести зону промерзания грунта изсферы капиллярного увлажнения за счет возвышения низа дорожной одежды надрасчетным уровнем грунтовых вод.

2. На продольный профиль проектируемойдороги наносят данные фактических замеров уровня грунтовых вод в периодизысканий и расчетный уровень, определенный в соответствии с настоящимиРекомендациями. Выделяют участки, на которых необходимо снизить влагонакоплениев грунтах, с учетом безопасной глубины залегания грунтовых вод, при которой онине оказывают существенного влияния на увлажнение активной зоны земляногополотна (табл. 1).

Еслиниз дорожной одежды не удается возвысить над уровнем грунтовых вод набезопасную высоту, следует назначать специальные меры по осушению земляногополотна.

Таблица1

Грунт

Район

Безопаснаяглубина залегания грунтовых вод, м

Глины,суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые

I

3,6

II

3,4

III

3,2

Суглинкилегкие и легкие пылеватые, супеси пылеватые и тяжелые пылеватые

I

3,2

II

3,0

III

2,7

Супесилегкие, легкие крупные, пески пылеватые

I

2,5

II

2,3

III

2,2

Примечание. I, II, III — дорожно-климатические районы согласно«Указаниям по проектированию земляного полотна автомобильных дорог в Полесье»(Минск, 1973).

3. Взападных районах СССР в зоне аэрации до 1,5 м четко выражены два подъема:зимне-весенний и осенний (рис. 1).

Рис.1. Графики колебаний уровней грунтовых вод с различными режимами:

1 — с мощностьюзоны аэрации 0,5-1,0 м; 2 — то же 1-3м; 3 — то же свыше 5 м.

Помере увеличения мощности зоны аэрации величина осеннего подъема уровнягрунтовых вод уменьшается и при Н>3 м осеннего подъема не наблюдается. Взоне аэрации до 3 м (рис. 2) для западных районов II и III дорожно-климатических зон характерендополнительный зимний подъем грунтовых вод, обусловленный наличиемпродолжительных зимних оттепелей. Величина и продолжительность подъемагрунтовых вод в период оттепелей практически равны весеннему подъему (см. рис. 2).Влияние подъема грунтовых вод в период оттепелей на величину увлажнения грунтовзначительное. В этот период происходит интенсивное влагонакопление за счетмиграции влаги от близко залегающих грунтовых вод.

На основе анализа сезонного колебаниягрунтовых вод для условий запада IIи IIIдорожно-климатических зон за расчетный уровень грунтовых вод при проектированиидорог следует принимать максимальный многолетний зимне-весенний уровень, наблюдавшийсяв данной местности.

Рис.2. График колебаний уровней грунтовых вод:

1 — по материалам Белорусскогогеолого-гидрологического треста; 2 — по данным ВСЕГИАГЕО; 3 — по даннымБелдорНИИ

Методы установлениярасчетного уровня грунтовых вод

4. Расчетный (максимальный) уровеньгрунтовых вод может быть установлен визуальными наблюдениями, методами«аналога» и математической статистики.

5. Метод визуальных наблюдений включает триспособа установления расчетного уровня грунтовых вод: геоботанический; фиксациейверхней границы оглеения; наблюдениями на гидрологических постах.

Геоботаническийметод основан на соответствии определенных видов растений грунтовым игидрогеологическим условиям местности. В «Указаниях по проектированию земляногополотна автомобильных дорог в Полесье» приведена таблица распространения лесныхпород в зависимости от вида грунта, характера и степени увлажнения, которойследует пользоваться в процессе изысканий. При этом необходимо учитывать, чтопризнаками избыточного увлажнения грунтов являются оглеение и оторфовываниесвязных грунтов и наличие ортзандовых прослоек в песках. Этот метод используютпри изысканиях для составления ТЭО.

Установитьрасчетный уровень грунтовых вод можно фиксацией верхней границы оглеениягрунтов. По внешнему виду оглеение представляет собой отдельные, обычновытянутые пятна различной величины, карманы, потекисизовато-зеленовато-голубоватого цвета. Верхнюю границу оглеения фиксируют вразведочных выработках, которые размещают в соответствии с «Указаниями по инженерно-геологическимобследованиям при изысканиях автомобильных дорог» (М., Союздорпроект, 1963). Вместах, где зафиксирована верховодка, за расчетный уровень грунтовых водследует принимать поверхность земли.

6. Расчетный уровень грунтовых вод может бытьустановлен постоянными наблюдениями за динамикой грунтовых вод в районестроительства дороги. С этой целью на характерных участках местности организуютгидрологические посты, оборудованные специальными колодцами, в которых измеряютуровень грунтовых вод. Правила оборудования постов и методы измерения изложеныв «Инструктивных указаниях по организации и производству наблюдений за режимомподземных вод» (М., 1955).

7. Расчетный уровень грунтовых вод методом«аналога» устанавливают следующим образом:

— определяют глубину залегания грунтовыхвод на трассе дороги;

— по данным геолого-гидрологической службыМинистерства геологии СССР отыскивают гидрологический пост илистанцию, ведущую наблюдения за грунтовыми водами в районе изыскания дороги инаходящуюся в аналогичных грунтово-гидрологических условиях;

— для гидрологического поста «аналога»выбирают данные о глубине залегания грунтовых вод в момент их определения натрассе дороги и расчетный уровень для этого поста;

— устанавливают расчетный уровень грунтовыхвод по зависимости

,                                                               (1)

где  — расчетный уровеньгрунтовых вод на трассе;

 -расчетный уровень грунтовых вод по данным многолетних наблюдений нагидрологическом посту;

 -глубина залегания грунтовых вод, измеренная на трассе дороги;

 -глубина залегания грунтовых вод на гидрологическом посту, измеренная в тот жедень, что и на трассе дороги.

Еслина гидрологическом посту ведутся наблюдения за грунтовыми водами более 10 лет,величину  устанавливают позависимости

,                                                          (2)

где  — средний измаксимальных уровней грунтовых вод за n лет наблюдений;

t — нормированное отклонение уровня грунтовыхвод от среднего при заданной обеспеченности (табл. 2).

 — среднее квадратическое отклонение;

 -максимальный уровень грунтовых вод за каждый i-й год наблюдений;

n -число лет наблюдений.

Длядорог с усовершенствованными типами покрытий расчетыведут с 5 %-ной обеспеченностью (повторяемость расчетного уровня один раз в 20лет), для дорог с переходными типами покрытий — с 10 %-ной обеспеченностью(повторяемость — один раз в 10 лет).

Таблица 2

n-1

Значения t при обеспеченности, %

n-1

Значения t при обеспеченности, %

n-1

Значения t при обеспеченности, %

5

10

5

10

5

10

9

2,26

1,833

17

2,11

1,740

25

2,06

1,708

10

2,23

1,812

18

2,10

1,734

26

2,06

1,706

11

2,20

1,796

19

2,09

1,729

27

2,05

1,705

12

2,18

1,782

20

2,09

1,725

28

2,05

1,701

13

2,16

1,771

21

2,08

1,721

29

2,04

1,699

14

2,14

1,761

22

2,07

1,717

30

2,04

1,697

15

2,13

1,753

23

2,07

1,714

40

2,02

1,684

16

2,12

1,746

24

2,06

1,711

60

2,00

1,671

 

 

 

 

 

 

120

1,98

1,658

8. Ориентировочныйрасчетный уровень грунтовых вод может быть установлен, если вблизи трассыдороги имеется питьевой колодец. В этом случае измеряют одновременно глубинузалегания грунтовых вод от поверхности земли на трассе дороги и в колодце.Затем на срубе колодца отыскивают следы, характеризующие наивысшее положениеуровня, и измеряют его глубину от поверхности земли. Расчетный уровеньгрунтовых вод определяют по зависимости (1) без установлениявероятности (обеспеченности) его превышения за ряд лет.

9. Статистические методы позволяютустанавливать расчетный уровень грунтовых вод по данным наблюдений за основнымифакторами, оказывающими влияние на колебания грунтовых вод.

Припрогнозировании расчетного уровня в районах избыточного увлажнения использованыследующие данные: минимальный уровень грунтовых вод, наблюдаемый вавгусте-октябре, суммарные жидкие осенние и твердые зимние осадки.

Уравнениемножественной корреляции для трехфакторной зависимости имеет вид

,                                             (3)

где Нр -прогнозируемый расчетный уровень грунтовых вод;

Нmin — минимальныйосенне-летний уровень грунтовых вод;

Qос — суммарноеколичество осенних осадков;

Q3 — суммарное количествозимних осадков;

К0,К1, К2, К3 — коэффициенты, определяемые поуравнениям

,                                                  (4)

;                                 (5)

;                                                  (6)

.                                                                (7)

Длянахождения коэффициентов по зависимостям (4-7) устанавливают величины ихопределителей по следующим уравнениям:

;

;

;                                     (8)

;

;

;

.

Вуравнениях (8)Нр, Нmin,Qос,Q3- разности между частным значением этого переменного и соответствующим средним значениемдля ряда наблюдений. Величины в квадратных скобках, например [Нmin, Qoc] , являются суммойпроизведений соответствующих разностей.

10. Для определения Нp по уравнению (3) используют данные о минимальномуровне грунтовых вод в осенне-летний период (Нmin). Изыскания дорог могут выполняться влюбой месяц года, поэтому установление связи между Нmin и измеренным на трассе уровнем производятметодом парной корреляции по зависимости

,                                                      (9)

где  -среднестатистический минимальный многолетний уровень грунтовыхвод;

Z — коэффициент корреляции, оценивающийтесноту связи и определяемый по уравнению

;

δ- среднеквадратическое отклонение прогнозируемых уровней;

,

откуда                                             ;

.

ЗдесьНизм — измеренный уровень грунтовых вод на трассе;

Нср- среднестатистический многолетний уровень грунтовых вод в месяц измерения егона трассе.

Среднестатистическиезначения  и Нсрвычисляли по всем скважинам за многолетие с доверительной вероятностью 0,9.

11. Точность и достоверность полученныхрезультатов проверяют с помощью коэффициента корреляции Р из зависимости

                                                          (10)

КоэффициентР устанавливают с помощью определителей, приведенных в уравнениях (8) и (11).

;

;                                     (11)

.

12. Применение статистических методоввозможно лишь для генетически однородных условий формирования режима грунтовыхвод. Статистическую обработку различных видов и разновидностей режима,обусловленных влиянием геологического строения района, рельефа и егорасчлененности, температуры воздуха, мощности и состава золы аэрации, ближайшихводоемов, осуществляли раздельно.

Выделилитри района: северный, центральный и южный (Полесье) (см. «Указания по проектированиюземляного полотна автомобильных дорог в Полесье»). Внутри каждого районавыделили участки, отличающиеся друг от друга по условиям питания грунтовых вод.К пойменным относили те, где на режим грунтовых вод оказывают влияниеблизлежащие водоемы, остальные — к междуречьям. Затем каждый участок разбивалина типы местности по характеру и степени увлажнения (в зависимости от толщинызоны аэрации). К первому типу местности (сухие места) относили участки сглубиной залегания грунтовых вод от 3 до 5 м, ко второму (сырые места) — от 1до 3 м и к третьему (мокрые места) — до 1 м.

13. Статистическую обработку выполняли поизложенной методике для 65 гидрологических постов с периодом наблюдений неменее 10 лет. Результаты расчетов сведены в таблицы 3, 4, 5. В табл. 3 данызначения коэффициентов К0, К1, К2 и К3для вычисления расчетного уровня грунтовых вод по зависимости (3), втабл. 4- значения величин, входящих в уравнение для расчета минимального уровнягрунтовых вод , в табл. 5 — расчетное количество осенних и зимних осадков.Порядок пользования таблицами иллюстрируется примерами расчета.

14. Гидрологические посты организованы вместах залегания наиболее распространенных разновидностей грунтов на территорииБССР (пески мелкие и пылеватые: супеси легкие, легкие пылеватые и пылеватые).Для других разновидностей грунтов прогноз Нрследуетпроизводить по методам, изложенным ранее.

Дляоблегчения расчетов составлена программа для ЭВМ «Промïнь», которуюБелдорНИИ может выслать по требованию.

Таблица3

Район

Участок

Глубина грунтовых вод в периодизысканий, м

Значения коэффициентов

К0

К1

К2

К3

I и II

Междуречье

1-3

0,17

0,57

-0,001

-0,001

3-5

1,80

0,70

-0,008

-0,004

В пойме рек

0-1

0,62

0,39

0,0

-0,003

1-3

0,67

0,37

-0,0007

-0,007

III

Междуречье

1-3

0,41

0,65

-0,0006

-0,40

3-5

В пойме рек

1-3

1,22

0,42

-0,002

-0,004

Примечания.

1.Нр вычисляют для конкретных условий по зависимости (3) сприменением соответствующих коэффициентов.

ВеличинуНmin вычисляют по зависимости(9)и коэффициентам, приведенным в табл. 4. Qос и Q3 выбирают по табл. 5 дляближайшей к району строительства метеорологической станции.

2.При вычислении расчетного уровня грунтовых вод для случая залегания их в периодизысканий от 0 до 1 м могут быть получены отрицательные значения. Тогда зарасчетный уровень грунтовых вод следует принимать поверхность земли.

Таблица4

Район

Участок

Глубинагрунтовых вод в период изысканий, м

Значения величин, входящих вуравнение, которые выбирают для проведения изысканий в

мае

июне

июле

августе

С

Нср

С

Нср

С

Нср

С

Нср

III

Междуречье

1-3

2,21

0,88

0,58÷2,03

2,21

0,87

0,79÷2,17

2,21

0,98

1,04÷2,31

2,21

0,94

1,11÷2,47

3-5

4,36

0,62

3,00÷4,60

4,36

0,72

2,92÷4,48

4,36

0,78

3,23÷4,75

4,36

0,59

3,30÷4,83

В пойме рек

0-1

0,88

1,1

0,15÷0,61

0,88

0,83

0,18÷0,86

0,88

0,92

0,33÷0,99

0,88

0,83

0,28÷1,16

1-3

1,98

0,83

0,56÷2,02

1,96

0,84

0,73÷2,05

1,98

0,85

0,95÷2,23

1,98

0,88

0,98÷2,36

I и II

Междуречье

1-3

1,96

0,91

0,68÷1,86

1,96

0,91

0,83÷1,99

1,96

0,98

1,04÷2,16

1,96

0,81

1,13÷2,31

3-5

4,34

0,44

3,11÷4,33

4,34

0,73

3,27÷4,26

4,34

0,72

3,41÷4,27

4,34

0,74

3,53÷4,47

В пойме рек

1-3

1,87

0,61

0,47÷1,69

1,87

0,73

0,61÷1,87

1,87

0,85

0,82÷2,12

1,87

0,83

0,96÷2,23

Примечания.

1.При подсчете минимального уровня грунтовых вод меньшие значения Нсрследует принимать в случае, когда количество осадков в месяц, предшествующийизысканиям, больше нормы не менее чем на 15-20 %, средние значения — когдаблизко к норме и большие значения — когда меньше нормы не менее чем на 15-20 %.

2.Под нормой для конкретной метеорологической станции подразумевается многолетнееколичество осадков, выпавших в определенном месяце.

Таблица5

№ п.п.

Станция

Расчетное количество осадков

Осенних, мм

Зимних, мм

1.

Полоцк

180

180

2.

Витебск

200

200

3.

Орша

170

180

4.

Вилейка

190

210

5.

Борисов

210

230

6.

Минск

180

240

7.

Лида

160

220

8.

Могилев

180

250

9.

Гродно

180

210

10.

Новогрудок

200

250

11.

Бобруйск

190

240

12.

Барановичи

180

220

13.

Жлобин

160

200

14.

Ивацевичи

190

240

15.

Гомель

150

250

16.

Житковичи

170

230

17.

Пинск

170

180

18.

Брест

180

230

19.

Брагин

180

220

Примечание. Расчетное количество осадков приведено с 5 %-нойобеспеченностью.

Примеры расчета

Пример I.

Припроектировании строительства дороги II технической категории в процессе изысканий на участкедороги 15 мая обнаружены грунтовые воды на глубине 1,8 м от поверхности земли.Определить расчетный уровень грунтовых вод, если известно, что в районеизысканий имеется гидрологический пост, находящийся в сходных условиях, спериодом наблюдений n= 12 лет.

Решение.Расчетный уровень грунтовых вод определяем по зависимости (1):

.

Поданным наблюдений на гидрологическом посту выбираем глубину залегания грунтовыхвод 15 мая  = 2,2 м, среднийуровень, наблюдаемый на посту за период 12 лет, равен  = 1,6 м.

Величинувычисляем позависимости

.

Нормированноеотклонение уровня выбираем по табл. 2 для дороги II технической категории с 5 %-нойобеспеченностью при n= 12 лет, t=2,2.

Величинусреднеквадратической ошибки находим из уравнения

.

Для облегчениярасчетов составляют следующую таблицу.

Годнаблюдений

, м

1

1,2

-0,6

0,36

2

1,3

-0,5

0,25

3

1,25

-0,55

0,27

4

1,45

-0,35

0,12

:

:

:

:

:

:

:

:

n=12

1,5

-0,3

0,09

 

 

 

Σ=3,03

.

Вычисляем= 1,6 — 2,2 ·0,27 = 1,0 м.

Окончательнополучим

 м

Расчетныйуровень на участке проектируемой дороги равен 0,82 м от поверхности земли.

Пример II.

Дляусловий, приведенных в первом примере, нужно определить расчетный уровень, еслив питьевом колодце, находящемся вблизи участка дороги, уровень воды 15 маяравен 2,6 м.

Решение.Для нахождения  пользуемсязависимостью (1).

Приэтом необходимо отыскать на срубе колодца следы, характеризующие наивысшийуровень воды в колодце. Расстояние от поверхности земли до замеченных следовсоответствует значению =1,3 м.

Вычисляемм.

Расчетный уровень равен 0,9 м.

Пример III.

Определитьрасчетный уровень грунтовых вод с помощью статистического метода, если 20 мая грунтовыеводы обнаружены на глубине 1,8 м от поверхности земли на участке проектируемойдороги, находящейся во IIдорожно-климатическом районе (вблизи г. Минска) в пойме реки.

Решение.Расчетный уровень грунтовых вод вычисляют по зависимости (3).

Длявыполнения расчетов по зависимости необходимо отыскать соответствующиекоэффициенты и величины.

Изтабл. 3для приведенных в задаче условий выбираем значения коэффициентов К0=1,22;К1=0,417; К2=-0,002; К3=-0,004.

Расчетноеколичество осенних и зимних осадков выбираем из табл. 5 для ближайшей к участку дорогиметеорологической станции Минск.

Qос= 100 мм; Q3 = 240 мм.

Дляопределения Нminвоспользуемся уравнением парной корреляции (9):

,

Потабл. 4для соответствующих условий выбирают значения ; С; Нср. При этом значение Нср- в зависимости от количества осадков, выпавших в месяц, предшествующийизысканиям. С 20 апреля по 20 мая количество осадков было близко к «норме».

Тогда

=1,87; С=0,61; Нср=1,08.

ВычисляемНminс учетом, что Низм по условию равно 1,8 м:

.

Подставляемполученные значения величин в зависимость (3) и производим вычисление:

Нр=1,22+0,417·2,31-0,002·180-0,004·240=1,22+0,96-0,36-0,96=0,86м.

Такимобразом, расчетный уровень грунтовых вод на участке дороги Нр=0,86м.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. 1

Общие положения. 1

Методы установления расчетного уровня грунтовых вод. 3

Примеры расчета. 8

 

Услуги по монтажу отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > resant.ru/otoplenie-dachi.html

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.

Ежегоднов весенний период на отдельных участках дорог деформируется дорожная одеждаиз-за недостаточной несущей способности земляного полотна.

Потеряустойчивости земляного полотна возникает в результате переувлажнения грунтов,происходящего обычно за счет капиллярного влагонакопления от близко залегающихгрунтовых вод.

ТребованияСНиП II-Д.5-72по возвышению низа дорожной одежды над расчетным уровнем грунтовых вод часто невыдерживаются лишь потому, что в процессе изысканий был зафиксированфактический уровень грунтовых вод, который, как правило, ниже расчетного.

НастоящиеМетодические рекомендации позволят проектным организациям устанавливатьрасчетный уровень грунтовых вод при назначении высоты насыпи по даннымизысканий.

Методическиерекомендации разработаны на основе результатов исследовательских работ,проведенных сектором водно-теплового режима БелдорНИИ в 1970-1974 гг. на сетипостоянно действующих наблюдательных постов, расположенных на автомобильныхдорогах, находящихся в различных условиях увлажнения.

Присоставлении Методических рекомендаций использованы материалы многолетнихнаблюдений за уровнем грунтовых вод на опорной сети Белорусскогогеолого-гидрологического треста Управления геологии при СМ БССР.

Методическиерекомендации разработаны руководителем сектора водно-теплового режимаБелдорНИИ, канд. техн. наук Р.З. Порицким и младшим научным сотрудником В.Н.Корюковым.

Общие положения

1. Проектирование земляного полотнаавтомобильных дорог осуществляют в соответствии с положениями СНиП II-Д.5-72, Инструкции по сооружению земляногополотна автомобильных дорог (ВСН 97-63), типовых проектов сооружений наавтомобильных дорогах (вып. 14-69).

НастоящиеРекомендации используют для установления расчетного уровня грунтовых вод приназначении возвышения низа дорожной одежды в западных районах II и III дорожно-климатических зон (западнеелинии, соединяющей Воронеж, Орел, Смоленск, Псков).

Грунтовымиводами, оказывающими влияние на устойчивость земляного полотна, называют первыйот поверхности земли водоносный слой, в котором все поры грунта заполнены водой(зона насыщения). От зоны насыщения до поверхности земли (зона аэрации) степеньувлажнения грунта изменяется. Над зоной насыщения находится слой грунта,увлажненный капиллярной влагой, поднимающейся за счет сил смачивания покапиллярам грунта. Капиллярная влага гидравлически связана с грунтовой водой,поэтому высота капиллярного увлажнения грунта изменяется с изменением уровнягрунтовых вод.

Припроектировании земляного полотна необходимо вывести зону промерзания грунта изсферы капиллярного увлажнения за счет возвышения низа дорожной одежды надрасчетным уровнем грунтовых вод.

2. На продольный профиль проектируемойдороги наносят данные фактических замеров уровня грунтовых вод в периодизысканий и расчетный уровень, определенный в соответствии с настоящимиРекомендациями. Выделяют участки, на которых необходимо снизить влагонакоплениев грунтах, с учетом безопасной глубины залегания грунтовых вод, при которой онине оказывают существенного влияния на увлажнение активной зоны земляногополотна (табл. 1).

Еслиниз дорожной одежды не удается возвысить над уровнем грунтовых вод набезопасную высоту, следует назначать специальные меры по осушению земляногополотна.

Таблица1

Грунт

Район

Безопаснаяглубина залегания грунтовых вод, м

Глины,суглинки тяжелые и тяжелые пылеватые

I

3,6

II

3,4

III

3,2

Суглинкилегкие и легкие пылеватые, супеси пылеватые и тяжелые пылеватые

I

3,2

II

3,0

III

2,7

Супесилегкие, легкие крупные, пески пылеватые

I

2,5

II

2,3

III

2,2

Примечание. I, II, III — дорожно-климатические районы согласно«Указаниям по проектированию земляного полотна автомобильных дорог в Полесье»(Минск, 1973).

3. Взападных районах СССР в зоне аэрации до 1,5 м четко выражены два подъема:зимне-весенний и осенний (рис. 1).

Рис.1. Графики колебаний уровней грунтовых вод с различными режимами:

1 — с мощностьюзоны аэрации 0,5-1,0 м; 2 — то же 1-3м; 3 — то же свыше 5 м.

Помере увеличения мощности зоны аэрации величина осеннего подъема уровнягрунтовых вод уменьшается и при Н>3 м осеннего подъема не наблюдается. Взоне аэрации до 3 м (рис. 2) для западных районов II и III дорожно-климатических зон характерендополнительный зимний подъем грунтовых вод, обусловленный наличиемпродолжительных зимних оттепелей. Величина и продолжительность подъемагрунтовых вод в период оттепелей практически равны весеннему подъему (см. рис. 2).Влияние подъема грунтовых вод в период оттепелей на величину увлажнения грунтовзначительное. В этот период происходит интенсивное влагонакопление за счетмиграции влаги от близко залегающих грунтовых вод.

На основе анализа сезонного колебаниягрунтовых вод для условий запада IIи IIIдорожно-климатических зон за расчетный уровень грунтовых вод при проектированиидорог следует принимать максимальный многолетний зимне-весенний уровень, наблюдавшийсяв данной местности.

Рис.2. График колебаний уровней грунтовых вод:

1 — по материалам Белорусскогогеолого-гидрологического треста; 2 — по данным ВСЕГИАГЕО; 3 — по даннымБелдорНИИ

Методы установлениярасчетного уровня грунтовых вод

4. Расчетный (максимальный) уровеньгрунтовых вод может быть установлен визуальными наблюдениями, методами«аналога» и математической статистики.

5. Метод визуальных наблюдений включает триспособа установления расчетного уровня грунтовых вод: геоботанический; фиксациейверхней границы оглеения; наблюдениями на гидрологических постах.

Геоботаническийметод основан на соответствии определенных видов растений грунтовым игидрогеологическим условиям местности. В «Указаниях по проектированию земляногополотна автомобильных дорог в Полесье» приведена таблица распространения лесныхпород в зависимости от вида грунта, характера и степени увлажнения, которойследует пользоваться в процессе изысканий. При этом необходимо учитывать, чтопризнаками избыточного увлажнения грунтов являются оглеение и оторфовываниесвязных грунтов и наличие ортзандовых прослоек в песках. Этот метод используютпри изысканиях для составления ТЭО.

Установитьрасчетный уровень грунтовых вод можно фиксацией верхней границы оглеениягрунтов. По внешнему виду оглеение представляет собой отдельные, обычновытянутые пятна различной величины, карманы, потекисизовато-зеленовато-голубоватого цвета. Верхнюю границу оглеения фиксируют вразведочных выработках, которые размещают в соответствии с «Указаниями по инженерно-геологическимобследованиям при изысканиях автомобильных дорог» (М., Союздорпроект, 1963). Вместах, где зафиксирована верховодка, за расчетный уровень грунтовых водследует принимать поверхность земли.

6. Расчетный уровень грунтовых вод может бытьустановлен постоянными наблюдениями за динамикой грунтовых вод в районестроительства дороги. С этой целью на характерных участках местности организуютгидрологические посты, оборудованные специальными колодцами, в которых измеряютуровень грунтовых вод. Правила оборудования постов и методы измерения изложеныв «Инструктивных указаниях по организации и производству наблюдений за режимомподземных вод» (М., 1955).

7. Расчетный уровень грунтовых вод методом«аналога» устанавливают следующим образом:

— определяют глубину залегания грунтовыхвод на трассе дороги;

— по данным геолого-гидрологической службыМинистерства геологии СССР отыскивают гидрологический пост илистанцию, ведущую наблюдения за грунтовыми водами в районе изыскания дороги инаходящуюся в аналогичных грунтово-гидрологических условиях;

— для гидрологического поста «аналога»выбирают данные о глубине залегания грунтовых вод в момент их определения натрассе дороги и расчетный уровень для этого поста;

— устанавливают расчетный уровень грунтовыхвод по зависимости

,                                                               (1)

где  — расчетный уровеньгрунтовых вод на трассе;

 -расчетный уровень грунтовых вод по данным многолетних наблюдений нагидрологическом посту;

 -глубина залегания грунтовых вод, измеренная на трассе дороги;

 -глубина залегания грунтовых вод на гидрологическом посту, измеренная в тот жедень, что и на трассе дороги.

Еслина гидрологическом посту ведутся наблюдения за грунтовыми водами более 10 лет,величину  устанавливают позависимости

,                                                          (2)

где  — средний измаксимальных уровней грунтовых вод за n лет наблюдений;

t — нормированное отклонение уровня грунтовыхвод от среднего при заданной обеспеченности (табл. 2).

 — среднее квадратическое отклонение;

 -максимальный уровень грунтовых вод за каждый i-й год наблюдений;

n -число лет наблюдений.

Длядорог с усовершенствованными типами покрытий расчетыведут с 5 %-ной обеспеченностью (повторяемость расчетного уровня один раз в 20лет), для дорог с переходными типами покрытий — с 10 %-ной обеспеченностью(повторяемость — один раз в 10 лет).

Таблица 2

n-1

Значения t при обеспеченности, %

n-1

Значения t при обеспеченности, %

n-1

Значения t при обеспеченности, %

5

10

5

10

5

10

9

2,26

1,833

17

2,11

1,740

25

2,06

1,708

10

2,23

1,812

18

2,10

1,734

26

2,06

1,706

11

2,20

1,796

19

2,09

1,729

27

2,05

1,705

12

2,18

1,782

20

2,09

1,725

28

2,05

1,701

13

2,16

1,771

21

2,08

1,721

29

2,04

1,699

14

2,14

1,761

22

2,07

1,717

30

2,04

1,697

15

2,13

1,753

23

2,07

1,714

40

2,02

1,684

16

2,12

1,746

24

2,06

1,711

60

2,00

1,671

 

 

 

 

 

 

120

1,98

1,658

8. Ориентировочныйрасчетный уровень грунтовых вод может быть установлен, если вблизи трассыдороги имеется питьевой колодец. В этом случае измеряют одновременно глубинузалегания грунтовых вод от поверхности земли на трассе дороги и в колодце.Затем на срубе колодца отыскивают следы, характеризующие наивысшее положениеуровня, и измеряют его глубину от поверхности земли. Расчетный уровеньгрунтовых вод определяют по зависимости (1) без установлениявероятности (обеспеченности) его превышения за ряд лет.

9. Статистические методы позволяютустанавливать расчетный уровень грунтовых вод по данным наблюдений за основнымифакторами, оказывающими влияние на колебания грунтовых вод.

Припрогнозировании расчетного уровня в районах избыточного увлажнения использованыследующие данные: минимальный уровень грунтовых вод, наблюдаемый вавгусте-октябре, суммарные жидкие осенние и твердые зимние осадки.

Уравнениемножественной корреляции для трехфакторной зависимости имеет вид

,                                             (3)

где Нр -прогнозируемый расчетный уровень грунтовых вод;

Нmin — минимальныйосенне-летний уровень грунтовых вод;

Qос — суммарноеколичество осенних осадков;

Q3 — суммарное количествозимних осадков;

К0,К1, К2, К3 — коэффициенты, определяемые поуравнениям

,                                                  (4)

;                                 (5)

;                                                  (6)

.                                                                (7)

Длянахождения коэффициентов по зависимостям (4-7) устанавливают величины ихопределителей по следующим уравнениям:

;

;

;                                     (8)

;

;

;

.

Вуравнениях (8)Нр, Нmin,Qос,Q3- разности между частным значением этого переменного и соответствующим средним значениемдля ряда наблюдений. Величины в квадратных скобках, например [Нmin, Qoc] , являются суммойпроизведений соответствующих разностей.

10. Для определения Нp по уравнению (3) используют данные о минимальномуровне грунтовых вод в осенне-летний период (Нmin). Изыскания дорог могут выполняться влюбой месяц года, поэтому установление связи между Нmin и измеренным на трассе уровнем производятметодом парной корреляции по зависимости

,                                                      (9)

где  -среднестатистический минимальный многолетний уровень грунтовыхвод;

Z — коэффициент корреляции, оценивающийтесноту связи и определяемый по уравнению

;

δ- среднеквадратическое отклонение прогнозируемых уровней;

,

откуда                                             ;

.

ЗдесьНизм — измеренный уровень грунтовых вод на трассе;

Нср- среднестатистический многолетний уровень грунтовых вод в месяц измерения егона трассе.

Среднестатистическиезначения  и Нсрвычисляли по всем скважинам за многолетие с доверительной вероятностью 0,9.

11. Точность и достоверность полученныхрезультатов проверяют с помощью коэффициента корреляции Р из зависимости

                                                          (10)

КоэффициентР устанавливают с помощью определителей, приведенных в уравнениях (8) и (11).

;

;                                     (11)

.

12. Применение статистических методоввозможно лишь для генетически однородных условий формирования режима грунтовыхвод. Статистическую обработку различных видов и разновидностей режима,обусловленных влиянием геологического строения района, рельефа и егорасчлененности, температуры воздуха, мощности и состава золы аэрации, ближайшихводоемов, осуществляли раздельно.

Выделилитри района: северный, центральный и южный (Полесье) (см. «Указания по проектированиюземляного полотна автомобильных дорог в Полесье»). Внутри каждого районавыделили участки, отличающиеся друг от друга по условиям питания грунтовых вод.К пойменным относили те, где на режим грунтовых вод оказывают влияниеблизлежащие водоемы, остальные — к междуречьям. Затем каждый участок разбивалина типы местности по характеру и степени увлажнения (в зависимости от толщинызоны аэрации). К первому типу местности (сухие места) относили участки сглубиной залегания грунтовых вод от 3 до 5 м, ко второму (сырые места) — от 1до 3 м и к третьему (мокрые места) — до 1 м.

13. Статистическую обработку выполняли поизложенной методике для 65 гидрологических постов с периодом наблюдений неменее 10 лет. Результаты расчетов сведены в таблицы 3, 4, 5. В табл. 3 данызначения коэффициентов К0, К1, К2 и К3для вычисления расчетного уровня грунтовых вод по зависимости (3), втабл. 4- значения величин, входящих в уравнение для расчета минимального уровнягрунтовых вод , в табл. 5 — расчетное количество осенних и зимних осадков.Порядок пользования таблицами иллюстрируется примерами расчета.

14. Гидрологические посты организованы вместах залегания наиболее распространенных разновидностей грунтов на территорииБССР (пески мелкие и пылеватые: супеси легкие, легкие пылеватые и пылеватые).Для других разновидностей грунтов прогноз Нрследуетпроизводить по методам, изложенным ранее.

Дляоблегчения расчетов составлена программа для ЭВМ «Промïнь», которуюБелдорНИИ может выслать по требованию.

Таблица3

Район

Участок

Глубина грунтовых вод в периодизысканий, м

Значения коэффициентов

К0

К1

К2

К3

I и II

Междуречье

1-3

0,17

0,57

-0,001

-0,001

3-5

1,80

0,70

-0,008

-0,004

В пойме рек

0-1

0,62

0,39

0,0

-0,003

1-3

0,67

0,37

-0,0007

-0,007

III

Междуречье

1-3

0,41

0,65

-0,0006

-0,40

3-5

В пойме рек

1-3

1,22

0,42

-0,002

-0,004

Примечания.

1.Нр вычисляют для конкретных условий по зависимости (3) сприменением соответствующих коэффициентов.

ВеличинуНmin вычисляют по зависимости(9)и коэффициентам, приведенным в табл. 4. Qос и Q3 выбирают по табл. 5 дляближайшей к району строительства метеорологической станции.

2.При вычислении расчетного уровня грунтовых вод для случая залегания их в периодизысканий от 0 до 1 м могут быть получены отрицательные значения. Тогда зарасчетный уровень грунтовых вод следует принимать поверхность земли.

Таблица4

Район

Участок

Глубинагрунтовых вод в период изысканий, м

Значения величин, входящих вуравнение, которые выбирают для проведения изысканий в

мае

июне

июле

августе

С

Нср

С

Нср

С

Нср

С

Нср

III

Междуречье

1-3

2,21

0,88

0,58÷2,03

2,21

0,87

0,79÷2,17

2,21

0,98

1,04÷2,31

2,21

0,94

1,11÷2,47

3-5

4,36

0,62

3,00÷4,60

4,36

0,72

2,92÷4,48

4,36

0,78

3,23÷4,75

4,36

0,59

3,30÷4,83

В пойме рек

0-1

0,88

1,1

0,15÷0,61

0,88

0,83

0,18÷0,86

0,88

0,92

0,33÷0,99

0,88

0,83

0,28÷1,16

1-3

1,98

0,83

0,56÷2,02

1,96

0,84

0,73÷2,05

1,98

0,85

0,95÷2,23

1,98

0,88

0,98÷2,36

I и II

Междуречье

1-3

1,96

0,91

0,68÷1,86

1,96

0,91

0,83÷1,99

1,96

0,98

1,04÷2,16

1,96

0,81

1,13÷2,31

3-5

4,34

0,44

3,11÷4,33

4,34

0,73

3,27÷4,26

4,34

0,72

3,41÷4,27

4,34

0,74

3,53÷4,47

В пойме рек

1-3

1,87

0,61

0,47÷1,69

1,87

0,73

0,61÷1,87

1,87

0,85

0,82÷2,12

1,87

0,83

0,96÷2,23

Примечания.

1.При подсчете минимального уровня грунтовых вод меньшие значения Нсрследует принимать в случае, когда количество осадков в месяц, предшествующийизысканиям, больше нормы не менее чем на 15-20 %, средние значения — когдаблизко к норме и большие значения — когда меньше нормы не менее чем на 15-20 %.

2.Под нормой для конкретной метеорологической станции подразумевается многолетнееколичество осадков, выпавших в определенном месяце.

Таблица5

№ п.п.

Станция

Расчетное количество осадков

Осенних, мм

Зимних, мм

1.

Полоцк

180

180

2.

Витебск

200

200

3.

Орша

170

180

4.

Вилейка

190

210

5.

Борисов

210

230

6.

Минск

180

240

7.

Лида

160

220

8.

Могилев

180

250

9.

Гродно

180

210

10.

Новогрудок

200

250

11.

Бобруйск

190

240

12.

Барановичи

180

220

13.

Жлобин

160

200

14.

Ивацевичи

190

240

15.

Гомель

150

250

16.

Житковичи

170

230

17.

Пинск

170

180

18.

Брест

180

230

19.

Брагин

180

220

Примечание. Расчетное количество осадков приведено с 5 %-нойобеспеченностью.

Примеры расчета

Пример I.

Припроектировании строительства дороги II технической категории в процессе изысканий на участкедороги 15 мая обнаружены грунтовые воды на глубине 1,8 м от поверхности земли.Определить расчетный уровень грунтовых вод, если известно, что в районеизысканий имеется гидрологический пост, находящийся в сходных условиях, спериодом наблюдений n= 12 лет.

Решение.Расчетный уровень грунтовых вод определяем по зависимости (1):

.

Поданным наблюдений на гидрологическом посту выбираем глубину залегания грунтовыхвод 15 мая  = 2,2 м, среднийуровень, наблюдаемый на посту за период 12 лет, равен  = 1,6 м.

Величинувычисляем позависимости

.

Нормированноеотклонение уровня выбираем по табл. 2 для дороги II технической категории с 5 %-нойобеспеченностью при n= 12 лет, t=2,2.

Величинусреднеквадратической ошибки находим из уравнения

.

Для облегчениярасчетов составляют следующую таблицу.

Годнаблюдений

, м

1

1,2

-0,6

0,36

2

1,3

-0,5

0,25

3

1,25

-0,55

0,27

4

1,45

-0,35

0,12

:

:

:

:

:

:

:

:

n=12

1,5

-0,3

0,09

 

 

 

Σ=3,03

.

Вычисляем= 1,6 — 2,2 ·0,27 = 1,0 м.

Окончательнополучим

 м

Расчетныйуровень на участке проектируемой дороги равен 0,82 м от поверхности земли.

Пример II.

Дляусловий, приведенных в первом примере, нужно определить расчетный уровень, еслив питьевом колодце, находящемся вблизи участка дороги, уровень воды 15 маяравен 2,6 м.

Решение.Для нахождения  пользуемсязависимостью (1).

Приэтом необходимо отыскать на срубе колодца следы, характеризующие наивысшийуровень воды в колодце. Расстояние от поверхности земли до замеченных следовсоответствует значению =1,3 м.

Вычисляемм.

Расчетный уровень равен 0,9 м.

Пример III.

Определитьрасчетный уровень грунтовых вод с помощью статистического метода, если 20 мая грунтовыеводы обнаружены на глубине 1,8 м от поверхности земли на участке проектируемойдороги, находящейся во IIдорожно-климатическом районе (вблизи г. Минска) в пойме реки.

Решение.Расчетный уровень грунтовых вод вычисляют по зависимости (3).

Длявыполнения расчетов по зависимости необходимо отыскать соответствующиекоэффициенты и величины.

Изтабл. 3для приведенных в задаче условий выбираем значения коэффициентов К0=1,22;К1=0,417; К2=-0,002; К3=-0,004.

Расчетноеколичество осенних и зимних осадков выбираем из табл. 5 для ближайшей к участку дорогиметеорологической станции Минск.

Qос= 100 мм; Q3 = 240 мм.

Дляопределения Нminвоспользуемся уравнением парной корреляции (9):

,

Потабл. 4для соответствующих условий выбирают значения ; С; Нср. При этом значение Нср- в зависимости от количества осадков, выпавших в месяц, предшествующийизысканиям. С 20 апреля по 20 мая количество осадков было близко к «норме».

Тогда

=1,87; С=0,61; Нср=1,08.

ВычисляемНminс учетом, что Низм по условию равно 1,8 м:

.

Подставляемполученные значения величин в зависимость (3) и производим вычисление:

Нр=1,22+0,417·2,31-0,002·180-0,004·240=1,22+0,96-0,36-0,96=0,86м.

Такимобразом, расчетный уровень грунтовых вод на участке дороги Нр=0,86м.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. 1

Общие положения. 1

Методы установления расчетного уровня грунтовых вод. 3

Примеры расчета. 8

 

Услуги по монтажу отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > resant.ru/otoplenie-dachi.html

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.

Наша компания также предлагает

Водоснабжение по доступным ценам, отопление со скидкой. Наша компания занимается устройством инженерных коммуникация для частных загородных домов, водоснабжение от колодца, водоснабжение от скважины. Отопление дома твердотопливным котлом, установка автономного газового отопления.

ВЫСШЕЕ КАЧЕСТВО АВТОНОМНОГО ОТОПЛЕНИЯ

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ основана 1999г. Сотрудники компании имеют Московскую прописку и славянское происхождение, оплата происходит любым удобным способом, при необходимости предоставляются работы в кредит.

Телефон: +7 (495) 744-67-74
Мы работаем ежедневно с 10:00 до 22:00

Офис компании расположен рядом с районами: Митино, Тушино, Строгино, Щукино.

Ближайшее метро: Тушинская, Сходненская, Планерная, Волоколамская, Митино.

Рядом расположены шоссе: Волоколамское шоссе, Пятницкое шоссе, Ленинградское шоссе.