三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
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地下水渗流对工民建基坑施工中的影响及对策分析摘要:工民建中基坑施工中比较容易出现基坑坍塌的现象,该种现象的存在主要由于地下水渗流的影响,施工过程中如果不注意地下水的处理会给施工带来严重的损害。
本文分析了地下水渗流对工民建基坑施工中的影响,探讨了工民建基坑施工中地下水渗流的处理对策,以供参考借鉴。
关键词:地下水渗流;工民建;基坑施工;影响;处理对策1.引言众所周知,基坑施对工民建筑工程影响重大,它的施工首先要具备以下条件:要确保基坑在开挖过程中的干燥状态,为施工的顺利进行创造优良环境;要保证基坑边坡随时处于相对稳定状态,把安全施工放在重要位置。
在工民建基坑施工中,要兼顾这两方面,否则造成严重的施工事故。
然而,在实际操作过程中会出现各种基坑问题,其中包括基坑积水或者土质疏松,从而给施工造成困难,发生“流沙现象”引起边颇坍塌,地质结构受到破坏,更有甚者是内部基坑土本发生大范围位移,以周围建筑物造成不良影响,严重时可能出现大灾害。
以上异常不良情况的发生很大程度上是因为在施工过程中对地下水的失误处理。
地下水处理的好坏直接关系到日后施工,所以重视对地下水渗流处理和防治。
2.地下水渗流对工民建基坑施工中的影响2.1地下水渗流发生的前提条件地下水渗流发生的三个条件:充足的水量补给、水头差和基坑土层的渗透性。
充足的水量补给是最根本的条件。
如果地下水位在基坑底以下,对基坑而言,不需要考虑地下水的渗流;如果水量补给来自降水,那么地下水的渗流就取决于降雨强度大小和时间;如果基坑附近有大江大湖等水源的存在,还要考虑它们之间的距离,基坑开挖过程中,导致基坑内外存在水头差,对基坑的侧压力有一定的影响,这个是普遍存在的现象。
土的颗粒大小、级配、充填和胶结物,土的密实度、颗粒的矿物成分,层理结构都影响着土的渗透性的大小。
例如硬塑的黏土颗粒外围具有较厚的结合水膜,渗透系数就低。
而密实的粗砂渗透系数就高。
此外,层理发育的土体,它的水平和竖直方向也有不同。
典型二元结构地层三维渗流模型摘要:以南京某深基坑工程为例,探求典型二元结构特征区域的地下水渗流模型,利用数值模拟方法预测基坑开挖施工阶段承压含水层的水位变化特征,为深大基坑地下水处理提供依据。
关键词:地下水三维渗流模型深基坑前言长江流域,特别在中下游的三角洲区域,下伏着较厚的松散沉积层,一般上部为粘性土,下部为砂性土,砂性土上细下粗,呈典型的二元结构特征,其中发育较厚的孔隙承压水层,承压水水头压力较高,含水层埋深较浅,各层含水层之间存在水力联系,形成一个较为复杂的地下水系统。
在这类区域的深大基坑开挖过程中,会面临承压水突涌问题,减压降水保证基坑开挖安全是一项极为重要的工作。
本文以南京某基坑工程为例,论述基坑降水三维渗流模型建立的理论,建立本工程的三维渗流模型,模拟预测本工程开挖降水期间的渗流场变化特征。
1、工程概况本工程紧邻地铁线,地铁区间隧道与本基坑地下室最近距离不足10m,基坑开挖面积约36400 ㎡,最深开挖约26.4m。
基坑下伏地层主要为:①1杂填土、②粘土、③淤泥质粉质粘土、④1粉细砂、④2中细砂、④2a粉质粘土(呈透镜体分布)、④3含砾中细砂及⑤层强风化~微风化砂质泥岩层。
潜水主要赋存于①填土中,初始水位埋深约1.0m,弱承压含水层由④1粉细砂、④2中细砂及④3含砾中细砂复合而成。
复合弱承压含水层厚度近50m,富水性好,透水性强,水量丰富,补给源为长江,承压水顶埋深约15~19m,承压水初始水头约3.0m。
2、三维渗流数学模型地下水流和土体是由固体、液体、气体三相体组成的空间三维系统,土体可以模型化为多孔介质。
因此求解地下水问题就可以简化为求解地下水在多孔介质中流动的问题,可以用下述地下水渗流连续性方程及其定解条件来描述地下水的三维非稳定渗流规律。
根据与本场地相适应的水文地质条件,可建立下列与之相适应的地下水三维非稳定渗流数学模型:(1)式中:S为储水系数;Sy 为给水度;M为承压含水层单元体厚度(m);B为潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)。
深基坑渗漏水分析及紧急处理措施摘要:在我国社会发展新形势下,城镇化和城市化高度发展,城市人口不断增加,土地面积和居民生活需求之间的矛盾日益突出,地铁、人防、地下车库持续向纵深发展,市政项目的规模不断扩大,对止水围护结构质量提出更为严格的要求。
止水帷幕桩作为一种重要的施工工艺,其在防水效果以及稳定性方面具有较大的优势,但是在具体施工中,受到诸多因素的影响,其容易出现渗水问题,对市政工程的稳定性和可靠性带来负面影响,因此,针对止水帷幕桩渗水原因进行分析,并且提出相关处理措施,对促进我国市政建筑行业的稳定以及可持续发展具有现实意义。
关键词:深基坑;止水帷幕;渗漏水;措施1止水帷幕桩施工技术概述止水帷幕是工程地下主体防水施工的重要技术形式,从组成结构角度分析,止水帷幕主要由三管旋喷桩和单管组成,进而形成墙体结构,用于预防地下水渗漏。
新时期下,随着我国市政工程行业的蓬勃发展,止水帷幕桩逐渐在工程建设中获得广泛应用,其可以提升建筑地下主体的防水效果,进而提升工程项目的安全性和稳定性,发挥工程的社会效益和经济效益。
2深基坑止水帷幕的选型及优化设计对于不同水文地质条件止水帷幕设置类型,国内已有不同的学者进行了分类总结。
根据场地地层条件的变化,止水按照端部是否进入相对隔水层,可分为悬挂式止水帷幕和封闭式止水帷幕。
对于深厚含水层的情况下,由于受经济条件的限制,除了特别复杂敏感的环境条件限制以外,一般采用悬挂式止水帷幕较多,对于此种类型的止水帷幕设置深度,既要满足坑底抗渗流的影响,同时还需考虑降水对周边环境的影响,尽量做到按需降水。
止水帷幕的常见类型根据材料和施工工艺的不同,常用的形式为水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等。
水泥土搅拌桩止水效果较好,但帷幕施工深度受限制,对于标贯击数大于15击的土层难以施工,且桩体施工垂直度要求较高,若偏差容易造成叉脚漏水,一般在软土地区使用较多。
高压旋喷桩止水帷幕止水效果好,施工速度快,但也存在着垂直度偏差造成叉脚漏水的缺点。
科技与创新|Science and Technology & Innovation2024年第02期DOI:10.15913/ki.kjycx.2024.02.056三维声纳渗流检测技术在地下连续墙中的应用效果研究韩永利,赵思豫,陈勇,杨笔将,徐利军(上海浦公检测技术股份有限公司,上海201202)摘要:利用三维声纳渗流检测技术,通过事先埋设的测试孔,对某项目地下连续墙进行开挖前的渗漏测试,提供了测试范围内的渗透流速、流量、流向等指标,为施工提供了指导。
后续仍需多进行实际工程的应用,积累经验,为该种方法在上海地区的进一步推广应用提供参考。
关键词:地下连续墙;三维声纳;测试孔;渗漏测试中图分类号:TU195 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)02-0188-03上海市位于典型的饱水软土地基区,地下水位高。
地下连续墙因其刚度大、整体性好、施工速度快、适用土层广等优点,在深基坑领域得到了大量应用。
虽然施工单位采取了各种措施,严格控制施工质量,但在基坑开挖过程中,地下连续墙往往会因为各种原因出现渗漏水的情况。
1 研究目的在基坑开挖前,实施快速有效的渗漏检测,对渗漏点位置进行精确判断,及时对围护结构进行补强加固,将漏点封堵,是确保基坑和周边环境安全的关键。
2 研究思路三维声纳渗流检测技术是利用基坑围护结构中预留的测试孔,原位检测孔内地下水渗流场的流速、流向、流量的量化指标,从而针对基坑开挖过程中可能出现渗漏水的部位特征,制订针对性的预防措施,为施工提供参考。
该技术在国内一些地区得到了部分的应用[1-3],本文将该技术初次应用在上海软土深基坑中,探讨应用效果。
图1为使用三维流速矢量声纳测量仪采集现场数据,测量流速的精度可以达到1.0×10-8 cm/s[4]。
声纳三维矢量加速度传感器能自动感应识别流体空间中的渗流场,和对应声场的大数据进行分析,三维流速矢量声纳可视化成像系统将自动生成地下工程需要的各种水文地质参数图表。
摘要: 在大型水利工程和市政工程中, 基坑渗流稳定是保证基坑安全的重要因素之一。
结合这半学期所学的课程, 总结渗流对基坑安全稳定的影响, 及渗流情况下基坑渗流的分析计算方法,提出了控制基坑渗流稳定的工程措施和建议。
关键词: 基坑; 渗流; 稳定; 安全; 控制1渗流分析基坑渗流分析问题,主要是求解渗流场,并进一步求解地基内任意一点处的 渗流水头、渗流压力、渗流梯度、渗流速度、压力以及通过任意截面的渗流量等 渗流要素。
目前渗流计算的方法很多,归纳起来分理论分析方法和试验分析方法 两大类,其中理论分析法又可分为解析法、数值方法和图解法。
1.1数值方法工程中研究渗流问题通常假设土体渗流符合达西定律 ,即渗透系数kx , ky , kz 为常数•平面或空间渗流问题往往具有复杂的边界条件,渗透各向异性等,较难 有解析解•可用于求解渗流问题的数值方法有:差分法、有限单元法、边界单元 法等•其中,有限单元法因为能够适应复杂的边界条件和多种介质的情况,更适 用于基坑工程的渗流分析.h h h h —(kx —) — (ky — )+ — (kz — );x ;X ;y ;y ;z ;Z;t 初始条件:h(x, y,z,0)t^hg(x, y, z )边界条件:水头边界h.’=h (x, y,乙t )式中:h= h ( x, y, t )待求水头函数;kx 、ky 、kz ------- 以x 、y 、z 轴为主轴方向的渗透系数S S - L g (: • n :) --------- 单位贮水量(尺度1 / I ); 这里的〉、 ------ 土和水的压缩系数;'g = “m -------------------- 水的重度;■ 1 --------------- 第一类边界(如上、下游水位边界面和自由渗出面等已知水头边界);(1)流量边界k n 辿 衍I ; 工「q(h,x,y, z,t)自由面边界 :h=0衍13-2 --------------------- 不透水边界面和潜流边界面等第二类边界(已知流量边界);自由面边界平面问题下,当不考虑水和土压缩时,S s = 0,则式(1)变为:亠《色)」(叫色)=0 ( 2)-X :x y y这就是平面恒定渗流的微分方程。
南京地区基坑漏水、流砂的原因和处理方法近年来南京市基坑事故半数以上是漏水流砂引起的事故,基坑开挖过程中因各种原因出现泄漏,影响基坑开挖,如果及时正确处理,就可避免出现重大损失,这是十分重要的。
1止水结构出现问题的原因分析1.1施工过程中遇地下障碍物,没有及时正确处理,造成止水帷幕缺陷。
例如:南京国盛大厦基坑抄纸巷一侧因遇电线杆和树等障碍,处理不当造成大量漏水、涌沙,抄纸巷局部塌陷。
1.2施工过程中受场地条件限制,减少工作量不慎重,施工达不到设计意图。
例如:南京国贸中心基坑,原设计双排深搅止水,后因施工场地不够,仅施工一排深搅止水,造成基坑漏水,中山东路主干道路面开裂。
1.3施工方法选择不当或止水深度不够,造成基坑漏水和管涌。
例如:南京军区空后制药厂厂房基坑下面有一薄不透水层,但该薄不透水层抵挡不住水头压力时,形成管涌;南京**大厦基坑由于存在连续厚层粉砂、粉土,选用压密注浆对止水缺陷补强失效,造成大量漏水、涌砂,引起基坑旁侧部分塌陷;南京玄武大厦基坑选用二重管高压旋喷桩间距偏大,造成基坑多处漏水、涌砂。
1.4施工质量不高造成桩缝间形成流水通道,深搅桩的搭接长度不够或垂直长度不够形成下部“开裤叉”,如南京**医院大楼基坑涌水、涌砂就是由于搭接长度不够造成。
1.5周围环境特别是地下水管调查不清,位移引起水管节头产生裂缝漏水,土体受水浸泡,强度指标降低,围护桩间有少量渗水,造成坑外水土流失,进一步加大基坑变形。
例如:江苏省**培训大楼基坑涌水、涌砂即属此类型。
1.6不明水源在未调查清楚情况下,严重影响止水帷幕质量,造成该处漏水、流砂。
2基坑漏水、流砂的处理办法基坑中漏水、流砂现象按严重程度可分:①轻微的流砂;②中等的流砂;③严重的流砂。
不同的流砂现象有不同的处理方法。
2.1轻微的流砂处理:桩缝间局部渗流,可在渗流处用软管引流,在管道周围用速凝水泥封好,待水泥凝固好,绑扎软管进行截流止水或棉胎塞洞,外用速凝水泥封好,当渗点较多时,也可在一定范围内自基坑底部向上用高标号水泥砂浆砖砌桩缝。
深基坑围护桩渗漏原因分析及应对措施城市高层建筑基坑围护工程渗漏问题,是施工中经常碰到的问题。
本文根据自己长期基坑围护工程渗漏等质量通病的治理经验,结合某项目基坑围护工程渗漏问题,对高层建筑深基坑围护工程中止水失效情况、失效原因和堵漏措施进行了分析和处理。
标签:深基坑;围护结构;引水堵漏;注浆前言:长江中下游地区土地肥沃、河道纵横、人口密集、经济发达,城市地层以粉质粘土、粉土层为主,地下水极为丰富,地下水埋深通常在0.5~1m之间。
随着城市高楼建筑越建越高,深基坑支护与施工也成为基础工程的热点和难点。
本地区基坑围护结构大多采用钻孔灌注桩加混凝土支撑型式,止水工程通常采用高压旋喷桩和水泥深层搅拌桩等。
由于城市地下水位高,深基坑止水帷幕承受的水压特别大,如果基坑围护一旦出现止水帷幕不连续等止水方案设计、施工质量缺陷问题,导致基坑维护结构渗漏水,不仅影响地下土建施工,严重时可引发地下各种管线变形损坏,道路、建筑物坍塌等灾难。
因此,加强深基坑围护结构的渗漏问题与堵漏技术研究,对高层建筑的安全质量有着非常重要的意义。
1 深基坑围护工程1.1工程概况该项目地处繁华地段,场地周边环境复杂,三面为城市主干道,有地下市政管道,一面为医院,有两栋四层门诊楼和两栋5层住院楼,基坑呈长方形,长×宽约157m×79m。
工程分主楼和裙楼两部分,地下室2层,最大开挖深度裙楼11m,主楼12m。
1.2地质水文情况基坑深度范围内0~-1.5m为填土、杂填土;-1.5~-4.2m为粉土;-4.2m~-5.6m 为粉质粘土;-5.6m~-11.1m为淤泥质粉质粘土;-11.1m~-12.0m为粘土;-12.0m~-12.7m粉细砂;-12.7m以下为粘土。
地下水稳定水位在地面下1.05~3.18m,年变化幅度为0.5~1.0m。
1.3支护设计方案结合场地周边环境及地质条件,本基坑采用钻孔灌注桩加支锚的支护结构,支护桩外侧采用深层搅拌桩对基坑进行止水,采用管井加明沟的方式进行地下水处理。
基坑工程的地下水控制技术地下水是基坑工程中常见的问题之一,对于基坑工程的安全施工和工程质量具有重要的影响。
因此,采取合适的地下水控制技术是基坑工程中不可忽视的环节。
本文将介绍一些常见的地下水控制技术,包括降低地下水位、减少地下水渗流以及防止地下水涌入。
一、降低地下水位降低地下水位是一种常见的地下水控制技术,特别适用于需要进行基坑开挖的工程施工。
常用的降低地下水位的方法包括抽水降水和井点抽水方法。
1. 抽水降水方法抽水降水是通过设置抽水井来降低地下水位。
在施工过程中,将地下水抽到合理的水位以下,以便进行地基开挖和基坑支护。
抽水井的设置位置和数量需根据地下水位、土质条件和工程要求等因素来确定。
在实际施工中,需要注意抽水时对地下环境和周围建筑物的影响,避免引发地面下沉或建筑物倾斜等问题。
2. 井点抽水方法井点抽水是在基坑工程周围设置多个井点抢降地下水位。
这种方法适用于基坑周边的地下水位较高、场地狭小或需要较长时间施工的情况。
通过设置井点,将地下水抽至一定水位以下,以保证工程施工的顺利进行。
井点的设置位置和数量需要根据具体情况进行合理布置。
二、减少地下水渗流减少地下水渗流是基坑工程中的另一种常见地下水控制技术,主要是通过加固土壤的渗透性来减少地下水渗流。
常用的减少地下水渗流的方法包括土体加固、灌浆和混凝土封堵等。
1. 土体加固土体加固是通过加固和改良土壤,减少其渗透性。
常见的土体加固方法包括土壤固化、土体防渗行动和土体改良等。
通过加固土壤,可以降低地下水渗流速度,防止水分进入基坑,从而实现地下水控制的目的。
2. 灌浆灌浆是一种将水泥浆料注入地下土层的方法,以阻止地下水的渗流。
灌浆可以形成一个坚实的屏障,有效减少地下水在土层中的渗透。
在进行灌浆工作时,需要注意灌浆浆液的浓度、浆液与土壤的黏着性以及施工过程中的密封效果等因素。
3. 混凝土封堵混凝土封堵是在地下水流通通道上设置混凝土墙体,以减少地下水的渗流。