Осадки, вызванные понижением уровня грунтовых вод
Проходка выемок в песчаных грунтах или грунтах, связанных с пластами сильно проницаемых пород, зачастую требует искусственного понижения уровня грунтовых вод с помощью колодцев. Это уменьшает взвешивание и, следовательно, увеличивает эффективный вес грунта в пределах зоны понижения. В результате данный слой, а также подстилающие его слои получают добавочную нагрузку и претерпевают дополнительное уплотнение. При этом будет возникать новая осадка поверхности.
В качестве примера следует рассмотреть весьма тщательно результаты наблюдений, проведенных в период постройки туннеля в Роттердаме. Взвешивающее давление в песке, который подстилался пластичной глиной и торфом, было снято в процессе водопонижения. Как показано на рис. 13.26, уровень грунтовых вод в наблюдательных скважинах, которые были опущены до слоя песка, по временам падал до 42 футов. Осадка поверхности грунта была наибольшей вблизи ряда колодцев и у наблюдательных скважин — 20 дюймов на расстоянии 30 футов. С удалением от них осадка уменьшалась и на расстоянии 360 футов доходила едва до 3 дюймов. Характер нарастания точно следовал за изменениями уровня воды в слое песка.
При всех подобных работах следует проводить тщательное изучение влияния, которое могут оказывать связанные с этим неравномерные осадки поверхности грунта на расположенные вблизи сооружения. Tакие осадки, естественно, будут возрастать с глубиной, на которую понижается уровень грунтовых вод, а также с продолжительностью самой откачки.
Для выполнения прогнозов, связанных с описываемым явлением, в тех случаях, когда нагрузки, вызывающие осадку, определяются способом, подобным описанному в примере 13.4, используются обычные методы. При прогнозе скорости нарастания осадки слоев, эффективный вес которых возрос за счет снижения уровня грунтовых вод, должны использоваться значения Ty, взятые из рис. 6.11.
Подобный же эффект может вызывать откачка нефти из глубоко залегающего пласта. В связи с этим серьезная проблема создалась, например, в Лонг Биче, Калифорния, где площадь шириной в несколько миль вдоль побережья опускалась в последнее время со скоростью 1,5 фута в год. Осадка территории достигла 11 футов; было подсчитано, что в течение последующих нескольких лет она возрастет до 20 футов. Здесь, чтобы защитить город и район гавани от затопления в период приливов, были построены дамбы и шлюзы, а мосты через судоходные каналы были приподняты.