高层建筑深基坑地下水控制

来防治流砂现象。
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• （一）流砂的成因
• 产生流砂的原因有外因和内因。外因取决于外 部水位条件，内因取决于土的性质。
• 1.产生流砂的外因
• 地下水的渗流对单位土体的土颗粒产生的压力 称为动水压力，用表示，它与单位土体内渗流 水受到土颗粒的阻力T大小相等、方向相反。 如图1-1所示，水在土体内从A向B流动，沿水 流方向任取一土柱体AB，其长度为L，横断面 积为S，两端点A、B之间的水头差为。计算动 水压力时，考虑地下水的渗流加速度很小，因 而忽略惯性力。
• （3）打钢板桩法：将板桩沿基坑周围打入坑底面 一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的渗流路线 长度，从而减小水力坡度，降低动水压力，防止流 砂产生。
• （4）水下挖土法：就是不排水施工，使坑内外的
水压相平衡，不致形成精选动ppt水压力。
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• （5）人工降低地下水位法：如采用轻型井点，喷 射井点及管井井点等，由于地下水位降低，在降水 疏干区流砂失去了流动的条件，不会产生流砂。而 在疏干区以下，地下水的渗流向下，使动水压力的 方向也朝下，增大土粒间的压力，从而有效制止流 砂的产生。因此，此法应用广且较可靠。
• 承压水，分布于松散地层，基岩构造盆地、岩溶 地区，充满两个隔水层之间的含水层中的地下水 。该承压水对基坑底板和基坑施工的危害较大， 一般由于其埋深大、水头高、水量大等原因，给 深基坑的治水工作带来一定的困难。
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• 一、动水压力和流砂
• 粒径很小的非黏性土，在动水压力作用下 ，土颗粒极易失去稳定，而随地下水一起 流动涌入坑内，这种现象成为流砂，也称 为管涌冒砂。发生流砂现象时，地基完全 失去承载力，工人难以立足，施工条件恶 化；土边挖边冒，难以达到设计深度；引 起边坡塌方，使附近建筑物下沉、倾斜， 甚至倒塌；拖延工期，增加施工费用。因 此，在施工前，必须对工程地质资料和水 文资料进行详细调查研究，采取有效措施
•
e —土的孔隙比。
• 所以，土粒愈细，有效重度愈小，孔隙比愈大， 在孔隙水动力压力作用下就愈容易产生流砂。
• 根据经验，流砂一般容易发生在细砂、粉砂等砂
性土壤中。所以，为避免施工过程出现流砂，施
工前即应了解工程场地的地质、水文情况、以便
预先采取措施防治。 精选ppt
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• （二）流砂的防治措施 • 细砂、粉砂等砂性土壤一般容易发
•
GD Leabharlann • 此时，土粒即可能失去自重，在动力压力
作用下处于悬浮状态，随着渗流的水一起
流动，即出现所谓精流选ppt砂。
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• 2.产生流砂的内因
• 由土的三相比例指标换算公式可知，土在水中的 有效重度与孔隙比的关系：
sa t Wd1se1W
• 式中 sat —土的饱和重度；
•
d s —土的相对密度；
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• 第一节 地下水的基本特性
• 要治理好地下水，就必须了解场地的地层结构 ，查明含水层厚度，渗透性和水量，研究地下 水的性质、补给和排水条件，分析地下水的动 态特征及其与区域地下水的关系，寻找人工降 水的有利条件，从而制定出切实可行的最佳降 水方案。
• 与深基坑工程有关的地下水一般分为上层滞水 、潜水和承压水三类。
生流砂现象，但是否出现流砂现象 的重要条件是动水压力的大小和方 向。在一定条件下土转化为流砂， 而在另一些条件下，又可将流砂转 变成为稳定土。 • 因此，在基坑开挖中，防治流砂的 原则是“治砂必先治水”。防治流 砂的途径有：一是减少或平衡动水 压力；二是改变动水压力方向；三 是截断地下水流。
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，可知：
GDTIW
• 由此式可知：动水压力与水力坡度成正比；动 水压力作用方向与水流方向相同。
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• 由于动水压力与水流方向一致，所以当水 在土中渗流的方向改变时，动水压力对土 就会产生不同的影响。如水流从上向下， 则动水压力与重力方向相同，加大土粒间 的压力。如水流从下向上，则动水压力与 重力方向相反，减少土粒间压力，也就是 土粒除了受水的浮力外，还要受到动水压 力向上举的趋势。如果动水压力等于或大 于土的有效重度，即
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• 将 cos zA zB 代入上式，可得
L
•T g W h A z A L h A z B h W H A L H B IW g Iw
• 式中， IHAHB H ，称为水力坡度。
L
L
• 设水在土中渗流时，对单位土体的压力为
，由G作D 用力等于反作用力、但方向相反的原理
第一章 高层建筑深基坑地下水控制
高层建筑深基坑中经常会遇到地下水， 由于地下水的存在，给深基坑施工带来很 多问题，如基坑开挖，边坡稳定，基底隆 起与突涌、浮力及防渗漏等。为了确保高 层建筑深基坑工程施工正常进行，必须对 地下水进行有效治理，若处理不当会发生 严重的工程事故，造成极大的危害。因此， 地下水的控制工作已越来越受到重视，成 为深基坑施工中的重要组成部分。
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• 其具体措施有：
• （1）枯水期施工：因地下水位低，坑内外水位差 和动水压力小，因此不易产生流砂。
• （2）抛沙袋或大石块重压法：在施工过程中如发 生局部的或轻微的流砂，可组织人力分段抢挖，使 挖土速度超过冒砂速度，挖至标高后，立即铺设芦 席并抛沙袋或大石块，增加土的压重，以平衡动水 压力。
• （6）地下连续墙法：沿基坑四周筑起一道连续的 钢筋混凝土墙，以支撑土壁、截水并防止流砂。
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• 作用于AB土体上的力有：
• PA gWhAS P ,BgWhBS ；
• 其中g为重力加速度, W 为水的密度,S为断面
积；
• 土柱体内水的重量 gW LS ；
• PZ 为土柱体中的土颗粒对渗流水的总阻力， ,T为土体的阻力。PZ TLS
• 根据静力平衡条件，得
P A P B P Z gW LcS o 0 s
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• 上层滞水，分布于上部松散地层的包气带之中， 含水层多为微透水至弱透水层。无统一水面，水 位随季节变化，不同场地不同季节的地下水位各 不相同，涌水量很小，且随季节和含水层性质的 变化而有较大的变化。
• 潜水，分布在松散地层，基岩裂隙破碎带及岩溶 等地区，含水层可为弱透水层、强透水层。