浅析地下水对基坑稳定性的影响
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高层建筑深基坑地下水对钻孔灌注桩施工的影响及防范措施随着我国城市建设的发展,钻孔灌注桩技术在高层建筑深基坑中得到大力应用。
因此,地下水位对钻孔灌注桩施工产生很大的影响。
本文通过对高层建筑深基坑地下水产生的影响以及其方防范措施进行分析,期望能更好的稳固深基坑,同时还可供类似工程参考。
标签:深基坑;地下水;钻孔灌注桩;影响;措施为更好地利用地下空间,城市高层及超高层建筑通常设计多层地下室,而基础普遍采用桩基。
在一些工程建设中,为了减少钻孔工程量、降低工程造价,准确控制桩顶标高及平面位置,通常会选择在基坑开挖后再进行钻孔灌注桩的施工。
但对于原地下水位高于基坑底面或桩长范围内遇有承压水层时,将对钻孔灌注桩的施工产生极为不利的影响,甚至将严重影响桩基质量和施工安全,应引起高度重视。
一、地下水对钻孔灌注桩的影响(一)地下水的来源。
通常而言,深基坑工程中地下水的来源可分为如下几类:(1)原地下水位高于基坑开挖面时,基坑外地下水在压差作用下从支护体系底端渗透或从坑侧渗漏涌入基坑;(2)短时的强降雨导致基坑内迅速积水;(3)钻孔施工过程中泥浆池、泥浆循环管道及钻孔内的泥浆外溢;(4)地层中承压水通过钻孔、勘探孔、桩身抽心孔等渠道涌出;(5)基坑降水排出的地下水流入基坑通过基坑内废弃井管涌出的承压水;(6)钻孔施工过程形成的钻渣在堆放过程中泥浆中水的渗流。
基坑工程中采用排水、降水措施控制地下水。
排水需铺设专门的管道,利用水泵排至基坑外;降水采用降水井,设备更为复杂。
在高地下水位的深基坑工程中,由于水源豐富,如不能及时控制,不仅导致场地泥泞,施工条件恶化,影响安全和文明生产,而且长时间积水将导致基坑表面土体软化,强度降低,钻孔孔壁易于坍塌,危及基坑安全。
(二)对钻孔灌注桩施工的影响1.发生在挡土结构上的事故。
挡土结构未设止水帷幕或虽设置止水帷幕,但挡土结构或止水帷幕存在缺损(主要原因是施工方法不当,施工质量不高,挡土防渗柱龄期不足等因素造成止水帷幕空洞、蜂窝、开叉等),当坑内降水开挖后在地下水作用下,水携带淤泥质土、松砂粉土等细粒土从基坑以上的挡土结构的背部流入基坑内,如情况严重,会造成坑周地面或路面下陷和周围建筑物沉降倾斜、地下管线断裂等事故。
浅析地下水对岩土工程的不利影响地下水是指地下岩体或土体中的水,是地壳中最常见的水体之一。
地下水对岩土工程有着重要的影响,不利的地下水条件可能会对岩土工程的设计、施工和运行产生不良影响。
首先,地下水可能会引起土体的饱和和泥化。
当地下水位上升或者引水量增加时,土体容易饱和并丧失其强度。
土体的饱和状态将导致土体的变形和下沉,从而对建筑物和构筑物的稳定性造成威胁。
地下水中含有的溶解物质可能会溶解土体中的胶结材料,使土体失去结构强度,形成泥化层,对挡土墙、基础和隧道等岩土工程构筑物的稳定性和承载力造成不利影响。
其次,地下水引起的泥沙运移可能导致岩土体的侵蚀和沉积。
地下水中携带的泥沙或者悬浮物质可以通过渗流或者冲刷作用影响岩土工程的稳定性。
如在高速公路工程中,地下水中的泥沙会被带入路基和路肩,导致路基和路肩的沉降和变形,进而影响道路的使用寿命和运行安全。
同时,泥沙的沉积也可能造成水文地质条件的变化,形成新的含水层或者改变原有含水层的水文特征,对岩土工程的稳定性和渗流特性造成不利影响。
此外,地下水中的化学作用也是对岩土工程的不利影响之一。
地下水中含有的溶解氧、二氧化碳等物质会使岩土颗粒发生氧化、腐蚀和溶解等化学反应,导致岩土工程结构的破坏。
例如,钢筋在含氧的地下水中容易发生腐蚀,导致钢筋腐蚀断裂,进而影响结构的强度和稳定性。
此外,地下水中的酸性或者碱性物质还可能改变土体的化学性质,影响土体的胶结性和黏聚力,对土体的强度和稳定性产生不利影响。
综上所述,地下水对岩土工程有着重要的不利影响。
地下水的饱和和泥化、泥沙运移以及化学作用都可能对岩土工程的稳定性、承载力和渗流特性产生负面影响。
因此,地下水的情况必须在岩土工程设计、施工和运营过程中被准确地评估和控制,采取相应的防护措施以降低地下水对岩土工程造成的不利影响。
地下水对岩土工程的影响及其防护措施研究在岩土工程领域中,地下水是一个不可忽视的重要因素。
它的存在和变化可能对工程的稳定性、安全性以及施工过程产生显著的影响。
为了确保岩土工程的顺利进行和长期稳定,深入研究地下水对其的影响,并采取有效的防护措施至关重要。
一、地下水对岩土工程的影响(一)对岩土物理性质的影响地下水的存在会改变岩土的物理性质。
首先,它会增加岩土的含水量,从而影响其重度和孔隙比。
含水量的增加通常会导致重度增大,孔隙比减小。
这可能会使岩土的承载能力发生变化,进而影响建筑物的基础设计和稳定性。
其次,地下水会影响岩土的渗透性。
渗透性的强弱直接关系到地下水在岩土中的流动速度和方向,对于工程中的排水设计和防渗措施有着重要的指导意义。
此外,地下水还会影响岩土的饱和度。
饱和度的变化会影响岩土的力学性能,如抗剪强度等。
(二)对岩土力学性质的影响地下水对岩土的力学性质有着显著的影响。
例如,它会降低岩土的抗剪强度。
当岩土中的孔隙被水填充时,孔隙水压力会增加,有效应力减小,从而导致抗剪强度降低。
这对于边坡稳定性和地基承载力的评估是一个关键因素。
另外,地下水的存在还可能引起岩土的膨胀和收缩。
一些特殊类型的岩土,如膨胀土,在遇水时会发生显著的体积膨胀,而失水时则会收缩。
这种体积变化可能导致建筑物基础的不均匀沉降和开裂。
(三)对工程施工的影响在工程施工过程中,地下水可能带来一系列的问题。
例如,在基坑开挖时,如果没有有效地控制地下水,可能会出现涌水、流沙等现象,严重威胁施工安全和进度。
此外,地下水还可能对施工材料产生腐蚀作用,降低工程结构的耐久性。
比如,对于钢筋混凝土结构,地下水的侵蚀可能导致钢筋锈蚀,影响结构的承载能力和使用寿命。
(四)对工程稳定性的影响地下水对岩土工程的稳定性有着至关重要的影响。
在边坡工程中,地下水的渗流可能导致边坡失稳。
水的渗透力会增加下滑力,同时降低岩土的抗剪强度,从而增加滑坡的风险。
对于隧道工程,地下水的存在可能导致围岩压力增大,引发塌方等事故。
土层地下设计与施工地下水位对施工的影响与控制方法引言:地下水位是土层地下设计与施工中一个重要的考虑因素。
不合理的地下水位会对施工过程产生诸多影响,因此在土层地下设计与施工过程中,必须对地下水位进行准确的控制。
本文将从地下水位对施工的影响以及控制方法两方面进行论述。
一、地下水位对施工的影响1. 渗流力与地下水位地下水位的高低直接关系到土层中的渗流力。
当地下水位较高时,渗流力较大,土壤的凝聚力会减小,土体的强度和稳定性会降低,这对施工过程中的基坑围护、挖掘和土壤加固都会带来不利影响。
2. 地下水位对土体稳定性的影响地下水位的升降还会对土体稳定性产生直接影响。
当地下水位上升时,土体中水分含量增加,土体的抗剪强度降低,容易发生液化、失稳以及滑移等现象。
而地下水位下降则会导致土体的收缩、龟裂,进一步降低土壤的稳定性。
3. 地下水位对施工工序的限制地下水位的高低也会对施工工序产生限制。
当地下水位较高时,基坑降水成为必要的工序,并可能导致施工工期的延长和成本的增加。
同时,地下水位的升高还会对隧道、地下车库等工程的施工产生限制。
二、控制方法1. 降低地下水位对于地下水位较高的工程,我们需要通过降低地下水位的方法来控制水位的影响。
常见的方法包括:- 泵水降低地下水位:通过使用水泵将地下水抽出,达到降低地下水位的目的。
- 排水井降低地下水位:在需要控制地下水位的地区,设置排水井,通过排水井将地下水排出,从而降低地下水位。
2. 施工工序的合理安排在设计与施工过程中,合理安排施工工序也是控制地下水位影响的重要方法。
例如,在基坑施工中,可以采用隧道法或者冻土法等先进技术,有效地控制地下水位对基坑的影响。
在隧道施工中,可以采用涌水控制措施,避免地下水位过高造成的施工困难。
3. 加固土体对于地下水位较高的土层地下工程,还可以通过加固土体的方式来控制地下水位的影响。
例如,采用回填法加固土体,在土层中注入水泥浆、石膏浆等材料,并通过挤压、振动等方式提高土体的稳定性。
深基坑浸泡后产生的影响一、引言深基坑是城市建设中常见的地下空间,用于承载建筑物的基础结构。
由于市区土地有限,深基坑建设往往需要在复杂地质环境下进行,其中一个重要的考虑因素就是深基坑浸泡后产生的影响。
本文将从土体力学、水文地质、工程结构等多个方面探讨深基坑浸泡后可能产生的影响。
二、土体力学影响1. 土层变形深基坑浸泡后,水分会渗入土体中,导致土层变湿。
由于土体的孔隙度增加,土层压缩性增大,引起土体的变形。
特别是在饱和状态下,土体的抗剪强度会显著下降,可能导致土层的沉降和侧向变形。
2. 岩土层失稳对于含有软弱层的地质条件,深基坑的浸泡可能导致软弱层失稳。
浸泡引起的孔隙水压力增加,可能破坏软弱层的稳定性,使其产生滑动或变形。
3. 土层液化在某些地震频繁的地区,深基坑浸泡后可能产生土层液化的影响。
当孔隙水压力升高,达到一定水平时,土体颗粒间的接触会减小,土体失去了自身的强度,表现为液化现象。
三、水文地质影响1. 地下水位变化深基坑的浸泡将引起周围地下水位的变化。
当基坑内水位高于周围地下水位时,会出现水的渗流进入基坑的情况。
这将增加基坑内的水压力,对构筑物的稳定性造成潜在威胁。
2. 地下水化学成分变化浸泡后,地下水中的溶解物质可能会溶解到基坑内。
一些溶解物质的浓度变化可能导致腐蚀性的地下水形成,对构筑物的材料造成腐蚀。
3. 地下水对土体的膨胀影响地下水流入浸泡基坑后,土体中的吸湿膨胀会导致土体体积的增大。
这种膨胀效应可能引起工程结构的变形和破坏。
四、工程结构影响1. 基坑支护结构的变形深基坑浸泡后,支护结构可能会受到侧向土压力的增加,导致结构的变形。
如果支护结构不够牢固,可能会出现倾斜、位移等问题。
2. 土层侵蚀引起的基坑坍塌在一些松散的土壤条件下,水流的冲刷可能导致土体的侵蚀。
基坑周围土体的侵蚀可能导致基坑坍塌,对周围建筑物和地下设施造成破坏。
3. 周边建筑物的沉降当基坑发生沉降时,周边的建筑物也可能会受到影响。
浅析地下水升降引起的岩土工程问题地下水是一种重要的地下水资源,对于许多岩土工程来说,地下水是不能忽视的因素。
地下水对于岩土工程有着重要的影响,特别是地下水升降现象,它经常引起岩土工程问题。
地下水升降现象指的是地下水位在时间上或空间上的变化。
其主要原因是水文循环系统的变化,例如降雨、排水等。
地下水升降会引起岩土体不稳定、地基沉降、水土流失、地面沉降等问题。
地下水位变化对岩土体稳定性有着显著的影响。
岩土体可分为稳定和不稳定两种状态,地下水升降会使原本稳定的岩土体变成不稳定状态。
当地下水位上升时,在岩土体内会产生一定的水力压力,导致土体压实,土体的稳定性降低。
当地下水位下降时,土体中的孔隙水被抽空,土体反之会相对松散,土体的稳定性也会受到影响。
地下水升降还会影响地基沉降,特别是在软土地区。
当地下水位上升时,土体在孔隙水的作用下压实,导致土体密实度增加,降低了土体的承载力。
而当地下水位下降时,土体中的孔隙水被排出导致土体松散,使土体剪切体积变大,从而导致地面沉降。
地下水升降引起的另一个问题是水土流失。
当地下水位上升时,土体会产生泥流等水土流失现象。
地下水位下降时,土壤中的结构变得松散,导致土壤颗粒溶解、淤泥现象的产生,这同样会加剧水土流失。
地下水升降还会引起地面沉降。
当地下水位下降时,地下水所占据的土层会塌陷,导致地面出现沉降。
而当地下水存在于地下部分或存在压力情况下,压力会作用于地下土层,导致地面出现隆起。
综上所述,对于岩土工程来说,地下水位变化是一个非常重要的因素。
为了保证岩土工程的稳定性,我们应该加强对地下水位变化的监测并及时采取相应的措施。
比如,加强地下水位变化的监测,在地下水升降比较明显的区域进行加强地基处理和防水处理。
只有这样我们才能保证岩土工程的安全性和稳定性。
地下水位变化对城市建设与发展的影响分析1. 前言地下水位是指地下水面与地面之间的垂直距离,是城市发展中重要的自然资源之一。
地下水位的变化对城市建设与发展具有重要影响。
本文将分析地下水位变化对城市建设与发展的影响,并探讨相应应对措施,以期为城市规划和管理提供参考。
2. 地下水位变化对城市建设的影响2.1 城市供水地下水是重要的饮用水和工业用水来源之一。
当地下水位降低时,城市供应用水将受到限制,可能导致供应不足和质量问题。
为了满足日益增长的需求,可能需要增加抽取量或开采新的深层地下水资源,这将增加成本并可能引发环境问题。
2.2 土壤稳定性地下水起到维持土壤稳定性和支撑建筑物基础的作用。
当地下含水层降低时,土壤会失去饱和状态,导致土壤干燥收缩、沉陷或坡面滑动等问题。
这将对城市建筑物的稳定性和安全性产生不利影响,可能引发建筑物倾斜、裂缝和损坏等问题。
2.3 地下工程施工地下水位的变化对地下工程施工具有重要影响。
当地下水位较高时,施工过程中可能会遇到水涌、涌泉和渗流等问题,增加了施工难度和风险。
而当地下水位较低时,可能会导致基坑围护结构失稳、坍塌等安全问题。
3. 地下水位变化对城市发展的影响3.1 生态环境地下水是维持生态环境平衡的重要组成部分。
当地下水位降低时,湿地、河流和湖泊等生态系统将受到损害。
这将导致生物多样性减少、湿地退化以及河流干涸等问题,进而影响城市周边的生态环境质量。
3.2 土地利用地下水位变化也会对土地利用产生重要影响。
当地下水位降低时,原本适宜农业或园林绿化的土壤可能变得干燥贫瘠,限制了土地的利用价值。
此外,地下水位下降还可能导致土壤盐碱化和水土流失等问题,进一步限制了土地的可持续利用。
3.3 经济发展地下水位变化对城市经济发展也具有重要影响。
一方面,地下水位降低可能导致农田灌溉条件恶化,影响农业生产。
另一方面,供水受限和土壤稳定性问题也会对工业生产和城市建设带来不利影响。
这将制约城市经济的可持续发展。
浅析地下水对岩土工程的不利影响地下水是地球自然界中一种重要的水资源,它对人类生存和发展有着十分重要的作用。
但是,在岩土工程中,地下水却是一种不可忽视的不利因素。
地下水对岩土工程的不利影响主要体现在以下几个方面。
1. 地下水会引起土体的流失和软化地下水对土体有着很强的侵蚀作用,特别是在含有大量粉砂岩和泥岩的岩土中,地下水对土体的侵蚀作用更加明显。
地下水的流动会带走土颗粒,导致土质的流失,这将直接影响到土的稳定性和承载能力。
同时,地下水的流动也会造成土体软化,导致土体的强度急剧下降,这也会对岩土工程的安全性造成威胁。
地下水对某些土类具有强烈的渗透膨胀和冻胀作用,如黄土、粘土等。
在干燥时,这些土类会因为失去地下水的支撑而发生收缩,而在湿润时,这些土类则会因为地下水的渗透而发生膨胀。
这种膨胀和收缩的变形将导致土体的稳定性降低,可能会产生坑陷、路基沉降等问题。
3. 地下水会加速地质灾害的发生在山区和丘陵地带,地下水是引发滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害的重要因素。
地下水的渗透和积聚会削弱土体的粘滞性和内摩擦力,让土体失去稳定性,从而引发地质灾害。
4. 地下水会影响基础工程的安全性在基础工程中,地下水对土体的侵蚀和软化,会让土体的承载能力下降,从而影响基础工程的安全性。
而泉水和涌水则会在地下室、地铁隧道等基础工程中形成涌水冲刷,从而给工程带来重大威胁。
综上所述,地下水是岩土工程不可忽视的不利因素。
在工程设计、施工和运营中,必须对地下水的情况进行充分的考虑和防护,采取合适的措施来确保工程的安全性和稳定性。
第26卷第3期 岩 土 力 学 V ol.26 No.3 2005年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2005收稿日期:2003-01-05 修改稿收到日期:2003-02-28基金项目:国家自然科学重点基金(No.50239070),国家重点基础研究发展规划项目(No.2002CB412704),武汉岩土研究所领域前沿基金项目(No.Q110217,Q000302)。
作者简介:刘才华,男,1974年生,博士,主要从事岩土工程及裂隙岩体渗流方面的研究。
E-mail: chliu@文章编号:1000-7598-(2005) 03-0419-04地下水对库岸边坡稳定性的影响刘才华,陈从新,冯夏庭,肖国峰(中国科学院武汉岩土力学研究所 环境岩土工程重点实验室,湖北 武汉 430071)摘 要: 针对库岸边坡在库水位陡降时易发生失稳破坏这一特点,分析了地下水引发库岸边坡失稳的机理,指出在地下水作用下,边坡岩土物理力学性质恶化、库水浮托力以及坡体内渗透力是影响库岸边坡稳定性的重要因素,给出了考虑地下水影响的库岸边坡稳定性计算公式。
对三峡库区的某边坡工程进行了分析,结果表明:边坡岩土体介质因饱水软化作用,其滑动面的力学参数值降低;库水浮托力在某种程度上有利于边坡的稳定。
当库水位陡降时,坡体内产生较大的渗透力是导致边坡失稳的一个很关键的原因。
同时指出,在进行库岸边坡治理设计时,采取合理的防冲刷、反滤及疏导措施,能有效地降低地下水对边坡稳定性带来的消极影响。
关 键 词:地下水;库岸边坡;稳定性 中图分类号:TU 457 文献标识码:AEffect of groundwater on stability of slopes at reservoir bankLIU Cai-hua, CHEN Cong-xin, FENG Xia-ting, XIAO Guo-feng(Geo-environmental Engineering Key Laboratory, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)Abstract: In allusion to the characteristic of easily losing stability for reservoir slopes when water level descending rapidly, the mechanism of losing stability resulting from ground water for reservoir slopes is analyzed. The important factors influencing the stability of reservoir slopes, such as decrease of physico-mechanical parameters, buoyancy and seepage force, are pointed out. The formulas for calculating the stability of reservoir slopes considering groundwater are given. A slope project in the Three Gorges is illustrated. The results show that the resisting force of potential sliding face decreases due to softening, that the buoyancy at a certain extent helps to enhance the stability of slopes, and that the seepage force in slope body is a key factor resulting in a slope losing its stability. In addition, for designing a slope project, it is necessary to adopt some reasonable measures effectively decreasing the disadvantageous influence of groundwater on the stability of slope, such as setting protecting, inversely filtrating and draining systems. Key words: groundwater; reservoir slopes; stability1 引 言水库在蓄水过程中及运行后,破坏了库岸边坡原有的自然平衡条件,引起边坡形状及稳定性的变化,导致库岸产生坍塌及滑坡等地质灾害,危害水坝、库岸城镇、过往船只的安全,同时造成大量的泥沙流失,堵塞河道,影响航运,降低水库的运行效益[1]。
郑州理工职业学院毕业设计(论文)题目:地下水对工程有哪些影响指导教师:**姓名:丁龙江学号: ************ 专业:建筑工程技术班级: 122年月日地下水对工程有哪些影响摘要:随着我国城市现代化程度不断提高地下水的开发利用比例亦越来越大,城市工程建设中的地下水问题越来越受到关注。
地下水是地质环境的重要组成部分,也是其中最活跃的因素。
它对工程建设存在诸多不利影响,制约着工程建设活动。
它的活动会对地质环境产生影响甚至诱发地质灾害威胁建筑物的稳定与安全,导致建筑物遭受破坏。
因此,从工程建设的角度研究地下水及地下水引起的工程地质问题并采取有效的措施加以防治具有重要意义。
关键词:地下水灾害;工程地质问题;地面沉降;侵蚀性;防治措施;What is the impact on the project of groundwaterAbstract:Along with our country city modernization level and constantly improve the utilization ratio of groundwater is more and more big, the problem of groundwater in city construction has been paid more and more attention. Groundwater is an important part of the geological environment, is one of the most active factors. It has many adverse effects on the engineering construction, restricting the construction activities. The stability and security of its activity will produce even induce geological disasters threaten the building of geological environment impact, resulting in the destruction of buildings. Therefore, study on the engineering geological problems caused by groundwater and groundwater from the perspective of the construction and take effective measures to prevent has the vital significance.Key words: groundwater disaster; engineering geological problems; land subsidence; soil erosion; control measures;目录一、引言 (1)二、地下水性质及对工程建筑的危害 (1)1、地下水的物理性质 (1)2、地下水的化学成分 (1)3、地下水的主要化学性质 (1)4、地下水的侵蚀性 (2)5、地下水对工程建筑的危害 (2)6、地下水对建筑工程的不良影响 (4)三、城市地下水开发引起的工程地质问题 (4)1、地面沉降 (4)2、地面塌陷 (4)3、地面沉降与塌陷的主要危害[3] (5)4、工程降水引起局部地面沉降 (5)四、防治地下水的工程措施 (5)1、水文地质勘测 (5)2、结构自防水设计 (5)3、降排水系统设计 (6)4、支护与隔水设计 (6)5、抗浮设计 (6)6、特殊施工工艺——冻结法 (7)五、总结 (7)参考文献 (8)致谢 (9)一、引言地下水是地壳中一个极其重要的天然资源,它是赋存并运移于地表以下的岩石和土壤空隙中的水。
地下水对建筑物地基的影响及防治措施作者:吴晓旭安大勇来源:《科技视界》2014年第03期【摘要】在建筑物地基基础设计中,必须根据地质勘测资料,因地制宜,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件的因素,精心设计。
但在建筑工程的地基内有地下水存在时,诸如地下水位变化、流沙、潜蚀、突涌和冻涨等不良地质作用,对建筑工程的施工、建设后的正常使用和建筑物的稳定性都有很大影响,必须给予高度重视。
【关键词】地下水;建筑物地基;防治措施存在于地表面土和岩石的孔隙、裂缝和溶洞中的水叫地下水。
地下水的基本成因可分成:1)渗透作用下形成的地下水:部分地下水是雨、雪、水大气降水和江河、水库或工业废水等地表水经岩石的孔隙、裂缝等渗入地下聚集而成。
降水量越多、岩石透水性越强,地下水的补给来源就越丰富。
当地表水的水位高于地下水位时,经岩石渗透的地下水就成为地下水的主要来源。
2)凝结作用形成的地下水:有些地下水是空气中的水蒸气进入岩石的孔隙后凝结成水滴,水滴在重力作用下向下流动,聚结而成。
按照地下水的埋藏条件可分为上层滞水、潜水合成压水三类。
上层滞水是指埋藏在地表浅处,且具有自由水面的地下水,它的分布范围有限,其来源主要是由大气降水补给,因此只能被作为季节性的或临时的水源;潜水是指埋藏在地表以下底一个稳定隔水层以上的具有自由水水面的地下水,潜水一般埋藏在第四季松软沉积层及岩石的风化层中,潜水直接受雨水渗透或河流深入土中而得到补给,同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。
在建筑物地区,地下水位的变化常与抽水、排水有关,因为局部的抽水和排水,能使地下水位发生变化。
有时也可能因地质、水文、气候、人为地生产活动等因素也能影响地下水位的变化,因此必须测定最高水位和最低水位,二者之差为水位变化幅度。
地下水位变化对建构筑物可能引起各种不良后果:1)当地下水位的升降保持在基础底面以上时,对地基及基础的影响不大,水位下降,只是稍稍增加基础的自重,这种情况会给施工带来不便。
浅析水利工程基坑排水施工技术水利工程基坑排水施工技术是指在水利工程中,为了防止基坑内渗水、积水和地下水涌入,采取一系列措施和技术手段进行排水处理的工程技术。
这一技术在水利工程建设和维护中起着非常重要的作用。
本文将从基坑排水的意义、排水施工的原则、排水工程的构成和排水施工的常见技术等方面对水利工程基坑排水施工技术进行浅析。
一、基坑排水的意义水利工程基坑排水是为了防止基坑内的地下水和渗水对工程建设和使用过程中的影响,确保工程的安全和稳定。
基坑排水可以有效地保护土体结构的稳定性,减小地基土体的压缩变形和沉降,减小土体的溶解和软化,提高基坑内土体的抗压和抗剪强度,减少土体对建筑物和桥梁的影响。
基坑排水还可以减少地表和地下水之间的水位差,降低地下水位,减少地面和地下水位的影响范围,降低险情发生的可能性。
基坑排水是水利工程建设和使用中非常重要的一环。
二、排水施工的原则1. 安全性原则:排水施工过程中一定要做好安全防范工作,确保工作人员和设备的安全。
2. 高效性原则:排水施工要尽可能达到最佳的排水效果,减少工程造价和工期。
3. 环保性原则:排水施工要符合环境保护要求,减少对周边环境的影响。
4. 经济性原则:排水施工要尽可能节约资源,减少成本,提高经济效益。
三、排水工程的构成水利工程基坑排水工程一般由以下几个部分组成:1. 排水设施:包括排水管道、排水泵站、排水井等设施,用于收集、排放和处理基坑内的地下水和渗水。
2. 排水工程支护:包括排水井、排水管道等支护设施,用于保护排水设施,防止其受到地下水和渗水的侵蚀。
3. 排水施工材料:包括防渗材料、隔水膜、排水管道等施工材料,用于排水设施的安装和加固。
四、排水施工的常见技术1. 地下水压排水法:利用地下水压力将基坑内的地下水和渗水排出,是一种较为常见的排水技术。
通常使用开挖井口、排水管道和泵站等设施来进行施工。
2. 地质地形排水法:根据基坑周边的地质地形状况,设计合理的排水方案,如采用地下水压、渗水、渗漏等地质条件进行排水处理。
浅析地下水对基坑稳定性的影响
摘要:地下水对基坑的稳定性有着极大的影响,为了控制好基坑的稳定性,就必然要了解地下水与基坑稳定性的相互关系,从而采取相应的措施来控制好基坑的稳定性。
关键词:基坑;稳定性;地下水;水土作用;强度参数
0引言
随着我国经济的快速发展,城市建设也达到了前所未有的发展,从20年前仅北京、上海等大城市才有高层和超高层建筑到现在一般的中小城市都已建有30层以上的高层建筑,而随之地下开挖深度也逐渐变深,二层、三层地下室成为很常见的事。
地下开挖深度的加大对基坑支护结构的稳定性可靠性要求也越来越高,而影响基坑边坡稳定的因素有很多,比如基坑挖深、侧壁土质、周围环境、地下水分布、护类型等,其中地下水对基坑边坡的稳定性影响尤其突出,需特别加以重视。
从以往的一些工程案例中可以看出,由于地下水没有控制好而引起基坑事故占有绝大多数,因此分析地下水对基坑边坡稳定性影响是非常具有工程意义。
1地下水的基本特征
与深基坑工程有关的地下水按其埋藏条件一般可分为包气带的上层滞水,饱和带的潜水和承压水三类。
上层滞水分布于浅部松散填土中,无统一水面,水位随季节变化,不同场地不同季节水位各不相同,水量较小,与区域地下水无水力联系,与邻近地表水体可能有联系,但联通性差,其埋藏较浅,可针对性隔断、引渗、设泄水孔等降水措施,治水效果好。
潜水分布于松散地层,基岩裂隙破碎带及岩溶等地区,具有统一自由水面,水位受气象因素影响变化明显,同一场地的水位在一定区域内基本相同或变化具有规律性,水量变化较大,地下水补给一般以降雨为主,同时接受场地外同层地下水的径流补给,可采用井点降水和管井降水,或设帷幕隔断或降水辅以回灌等进行处理。
承压水分布于松散地层两个相对隔水层之间,具有一定水头压力,一般不受当地气候因素的影响,水头保持稳定,由于承压水埋深大,有一定的水头压力,水量大等,对地基稳定性的潜在危害最大。
2地下水对土体的作用
地下水是一种重要的地质营力,它与土体的相互作用改变着土体的物理性质、化学性质和力学性质,也改变着地下水本身的一些物理、化学和力学性质。
按其作用来分为物理作用、化学作用和力学作用。
物理作用有润滑作用、软化作用、泥化作用和结合水强化作用,化学作用有离子交换、溶解、水解、溶蚀作用,力学作用包括孔隙水动压力和静压力。
地下水与岩土体的相互作用影响着岩土体的变形和强度,主要体现在三方面:l)通过物理、化学作用改变土体的值的大小。
2)土中由于静水压力作用降低土颗粒的有效应力,从而降低土体强度。
3)地下水在土体中产生渗流,会产生流土流砂,土体的抗剪强度降低,从而大大降低土体的稳定性。
一般的,土体的强度可用摩尔-库仑破坏准则表示
式(l)中为粘聚力为内摩擦角,由此可见对基坑边坡稳定影响最大的是粘聚力。
和内摩擦角沪。
通过某直剪试验结果来看粘性土含水量与土体强度参数的关系如下表1。
从表1可以看出,含水量的变化对土体的强度参数影响很大,特别是粘聚力c影响显著。
3地下水对基坑支护中土钉的作用
在基坑支护过程中经常用到土钉墙,土钉墙中土钉对土体一方面有约束作用另一方面可以增加土体的抗剪能力,土钉对土体的约束作用正是因为土钉体与土体之间接触粘结力和摩阻力。
而地下水对土钉墙的作用不仅有水土作用,还表现为对土钉体的作用,即由于水的存在,造成土钉间摩阻力降低。
这是由于混凝土和砂浆凝固后,其内部具有许多孔隙,这些孔隙对水具有很强的吸附作用,在其孔隙和周围土体中形成相对富水区,这样就在土钉和浆体之间以及浆体和土体之间表面形成一个水膜,这就降低了钉土间的摩擦力。
4水的渗流对基坑土体的影响
在基坑开挖支护过程中由于地下水的存在往往需要进行大面积降水,对于地下水位高的深大基坑采用工程降水至使坑内外产生一定的水头差,使得地下水在土体中产生渗流。
一方面渗流会增加土体的侧压力,另一方面由于渗流的作用而对土体的抗剪强度产生影响。
根据土体中存在渗流作用,水位降低后,在周围压力作用下,孔隙水从土中排出土体情况模拟试验。
在某一围压下施加水头,并保持进出水量相同(试验过程3h),然后去除水头压力,孔隙水压力为零时进行剪切试验。
表2为某试验所选取的参数。
由图1、图2可见,土体的物理力学参数随相对水头的增大而增大(相对水头为试验水头与大气压之比,水头增大表明对土体的固结压力增大,相当于基坑中降低水位增加对坑体土层的固结压力),表明固结后的土体颗粒发生移动和位错,
颗粒间连接加强,但是固结以前由于软化作用,物理参数是减小的。
而根据渗流作用始终存在开挖侧土体当中情况模拟试验[3],在某一围压下,施加渗透水头并保持水头不变,当进出水量相等时开始剪切,相对水头与粘聚力关系曲线如图3。
由图3可见,粘聚力随相对水头(固结压力)增加而减小,表明土体结构受到一定程度破坏,原始粘聚力部分丧失。
以上试验说明降低基坑水位使坑壁土体固结,对基坑稳定性是有利的。
当基坑侧壁土体中始终存在渗流作用时,随着相对水头增大土体强度越低,所以要避免坑侧土体中的渗流,即在基坑降水过程中要持续稳定。
5结语
以上从地下水对土体的作用和对土钉墙中土钉的作用以及水的渗流对基坑土影响分析可知,控制好地下水对基坑稳定性起到关键作用,而要控制好地下水,在基坑勘察阶段就要认真分析地下水的分布、类型、埋藏条件等,在基坑设计施工阶段做到有的放矢,合理控制,确保基坑支护结构的安全稳定。
地下水控制要遵循疏堵结合方法,在施工过程中要加强监测,注意观察排水管或抽水管的含砂量,随时对地下水位观察,保证基坑工程的顺利实施。
注:文章内的图表及公式请以PDF格式查看。