建筑场地相对隔水层中地下水压力分布的若干规律
5 四章地下水运动规律
第四章地下水运动的基本规律地下水和固体矿产一样都是资源，但固体矿产开完就完，而水资源开采后还可以恢复，它与森林农作物一样，属于可再生资源。
由于水在不断的运动，就引起许多与固体矿产的不同，水的情况要复杂的多。
地下水在自然因素和人为因素共同作用下，处在不断的运动中，运动中必然要与环境发生作用，改造了环境，也改造了本身，使其水质、水量发生这着相应的变化。
这种变化状态信息。
反映着地下水的运动规律。
所以，研究地下水的运动规律在理论与实践上都有重要的意义，已经形成一门独立的学科—地下水动力学。
它研究地下水在各种状态下、各种存在形式、各种埋藏条件下的运动规律。
一、有关概念及地下水的运动形式（一）、基本概念1、渗流与渗流场—地下水在岩空隙中的运动叫渗流。
渗流范围叫渗流场。
由于地表水与地下水的运动空间性质相差甚大，故二者的运动状态大不相同。
地表水运动叫水流；地下水地下水是在岩石空隙中运动，必然受到介质的阻滞而消耗能量，其运动速度将远远小于地表水流；其运动状也就不同于地表水流，只能是渗透在迂回曲折的空隙之中的渗流。
渗流场中水的运动特点：水质点的运动速度和方向不断变化；地下水的运动要素（水位、流速、流向等）常常不是空间的连续函数。
因为地下水的任何一种空隙介质通道都是不规则的，都是由大小不等、形状各异的孔隙、裂隙、溶穴连接而成，对地下水的阻滞作用各不相同，情况非常复杂，即实际的地下水流的时空状态十分复杂，在理论上无法逼真，使得地下水运动的理论研究十分困难。
为此，人们采用平均化（概化）的方法来研究地下水宏观的运动规律。
即用一种假想的水流来代替实际上很复杂的渗流，将此假想的渗流当作连续的水流来处理。
如此，即可将渗流场中地下水运动要素作为时间和空间的连续函数了，使问题简单化。
（微分学中时间取小段，变按不变算的思路也是一种平均化的处理方法）。
2、渗透流速与实际流速①过水断面—垂直于渗流方向的含水层断面。
（A假想断面B实际断面）A假想断面—空隙与固体骨架构成的整个断面。
土力学与地基基础 2、土中水的运动规律
二、土的渗透性
3.动水力GD（kN/m3） 动水力：水流动时，水对单位体积土的骨架作用的力。是水 流对土体施加的体积力。与水流受到土骨架的阻力大小相等 而方向相反。 GD= γw×i 静水力：静水作用在水下物体上的力。 沿地下水流方向取出一个土柱体，长度为L，横断面积为F。 则土柱所受的力为：
γ W h1F 及γ W h 2F （2）与土柱同体积水柱的重量： γ W LF
H1 - H 2 = g Wi 或 L
T = 10i
i = H1 - H2 / L ，为水力梯度。 式中：
二、土的渗透性
（四） 渗流破坏及防治措施
1.流土 当水流自下而上流动时，动水力方向与重力方向相反，使 土颗粒悬浮。当动水力等于或大于土的浮重度时，土粒之间毫 无压力，土随水流动，即 g Wi = g ，所以 icr = g / g w 称为 临界水力坡降。
一、土的毛细性
（二） 地下水对工程的影响
1.基础埋深：通常设计基础埋深D应小于地下水位深度 hw。
2.施工排水：当地下水位高，基础埋深D大于地下水位深度时，
基槽开挖与基础施工必须进行排水。中小工程可以采用挖排 水沟与集水井排水；重大工程应采用井点降低地下水位法。 3.地下水位升降：湿陷性黄土、膨胀土遇水时；地下水位大 幅下降时。
在基坑内（外）设 置排水沟、集水井， 用抽水设备将地下 水从排水沟或集水 井排出 要求地下水位降得较深， 采用井点降水。在基坑周 围布置一排至几排井点， 从井中抽水降低水位
二级抽水后水位
多级井点降水
二、土的渗透性
2.设置板桩 沿坑壁打入板桩。一方面可以加固坑壁，同时增加了地下 水的渗流路径，减小水力坡降。
造成塌陷，这种现象称为管涌或潜蚀。管涌可能发生在渗流逸
地下水运动的基本规律
线性渗透定律—达西定律
• 达西H.Darcy 是法国水力学家， 1856年通过大量的室内实验得 出的渗流定律.
• 实验条件：试验装置图 • 1）等径圆筒装入均匀砂样，断
• 对于裂隙岩层，临界水力坡度Ic： Ic=0.00252(1-0.96a0.4)(1+6a1.5)/b b——裂隙宽度，cm；
a——裂隙相对粗糙度，a=e/b；
e——裂隙绝对粗糙度。
运动要素: 流速、流量、压强、水头
• 水在渗流场内运动，各个运动要素不随 时间改变时，称作稳定流。
• 运动要素随时间变化的水流运动，称作 非稳定流。
IH1H2 ΔHh
L12
LL
物理涵义上来看I：代表着渗流过程中，机械能的损失率。
在地下水渗流研究中任意点的水头表达式：
由于ν2/2g 很小,而被忽略 因此，总水头 测压水头
H1 Z1
p1
p v2 HZ
2g
总水头 测压水头 速度水头
3、渗透系数K
有些教科书中也称为水力传导率
定义：水力梯度为 I ＝1 时的渗透流速 （v＝K.I）
渗透系数具有速度量纲
由公式v ＝ K. I 分析：
当I一定时，岩层的 K 愈大，则 V 也愈大， Q 也大。 因此，渗透系数 K 是表征岩石透水性的定量指标。
3、渗透系数K
层流条件下，圆管中（图A）过水断面的平均流速
为：
d2
v I
32 V d——圆管的直径；
ρ——水的重率；
V——水的粘滞系数；
， 老 人 在 这 两天两 夜中经 历了从 未经受 的艰难 考验， 终于把 大鱼刺 死，拴 在船头
利用单井进行多含水层分层抽水试验的方法
相似文献(10条)
1.期刊论文 郭国政.GUO Guo-zheng 古汉山矿煤层底板加固与隔水层保护 -煤炭工程2007,""(12)
随着矿井开采深度的增加,古汉山矿地应力越来越大,工作面回采时煤层底板破坏程度也在增加,煤层底板L8灰岩含水层水压越来越高,造成煤层底板 加固的注浆压力不断增大,这样势必会引起在煤层底板注浆加固时破坏煤层底板与L8灰岩之间的隔水层.从而引起回采工作面在回采时底板突水.为防止煤 层底板加固时破坏煤层底板与L8灰岩之间的隔水层,古汉山矿11031东回采工作面煤层底板加固时采用控制注浆压力的措施,既加固了含水层又保护了隔水 层,效果很好.
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１９吼５Ⅷ
第四系砂、砂砾孔隙潜水含水层抽水结束后，把４２
ｍ以
下架桥部分透开，在１９９．５ ｍ以下架桥封堵，然后把上部第四
系协３ ｍｍ筛管用忆１９ ｍｍ套管采用挂管的方法封堵止水。
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昆台止
水村利 白粘土 等
然后，采用同样的方法，进行止水检查，洗井，做抽水试验。 ４．３ 自垩系底部与侏罗系上部砂砾岩裂隙承压直接充含水层
钻孔扩孔施工结束后，套筛管按照排好的深度下人孔 内。并在止水位置焊接止水盘，用止水胶带缠好，把４层段 不同并径的套筛管焊接一次性的下入孔内。然后，分别从上 往下依次进行４层段的含水层抽水试验。 ４．１第四系砂、砂砾孔隙潜水含水层
收稿日期：２００７一０４一１６；修订日期：２００７—０６—１２ 作者简介：王淑梅（１９６３一），女，吉林林安人，水文地质工程师，１９８４年毕业于江苏省常州市煤田地质学校水文地质与工程地质 专业，现在东北煤田地质局一Ｏ一勘探队从事水文地质技术工作，Ｔｅｌ：０１４０一６９８５３０８。
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第五章 地下水运动的基本规律
(1)含水层为一圆柱体，周围是 定水头补给边界；
(2)含水层为均质，原始水位水 平，其隔水(顶)底板水平；
(3)含水层中心布置一完整井， 以一定流量抽水；
(4)水运动符合达西定律。
井半径为ro ，影响半径R，sw抽水后水位 降深(水位下降深度) hw水位下降后的深度，ho原始水位高度。 则有sw+hw=ho。
亚粘土 亚砂土 粉砂 细砂
0.001~0.10 0.10~0.50 0.50~1.0 1.0~5.0
中砂 粗砂 砾石 卵石
5~20 20~50 50~150 100~500
5．适用范围 达西定律：V＝KI，V与I的一次方成正比→线性渗透定律。 适用于层流：Re<1~10（详见地下水动力学）。
绝大多数地下水的运动都服从达西定律。
V K x
H H H i Ky j Kz k KgradH x y z
或， V
KH
式中：K––––为渗透系数张量；
gradH
H H H i j k H x y z
若用标量表示， 的三个分量分别为： V
H vx K x x
补充：水文地质学常用处理问题思路： 1.分段法进行分析，因为流量相等，可以用流量把 几个段相互关联起来。
5.2 达西定律的应用
2.水流优先通过渗透性好的含水层，处理时分别求各 个层的流量，最后合并起来计算。也是一种水文地质学处 理方法。
井流计算问题
井流又可称为径向流，即从抽 水问题逐步提出。潜水井一开 始抽水时水位下降很快，但随 后逐渐稳定，地下水最终形成 降落漏斗。 1.裘布依公式 A．假设条件(假设非常重要， 没有假设该公式无法使用)
例4.为进行供水，在粗砂潜水含水层中，打一钻孔至 隔水底板，含水层厚14m，隔水底板为水平粘土层，当抽 水达稳定时，井水下降3m，流量为400m3/d，钻孔直径为 250mm，设影响半径为300m，求渗透系数k及水位降深为 6m时的取水量。
如何确定地下结构抗浮设防水位
如何确定地下结构抗浮设防水位现如今，我国城市化进程不断加快，建筑行业迅速发展起来，地下室的多高层建筑、纯地下车库等建设数量日益增加，通过分析场地抗浮设防水位与结构抗浮设防水位的差异，考查影响抗浮设防水位确定的各种因素，提出合理地确定地下结构的结构抗浮设防水位的方法和相应的技术控制措施。
说明合理地确定结构抗浮设防水位既能保证地下结构安全，又能产生巨大的经济效益。
标签：地下结构;抗浮设计;防水引言随着中国城市建设的高速发展，建筑不仅向天空发展，而且向地下掘进，很多高层建筑基础埋深超过15m，甚至达到30m以上，加上建筑体型常常较复杂，建筑结构下部有时存在裙房和“广场式建筑”的纯地下室部分。
抗浮设防水位与场地所在地貌单元、地层结构、地下水类型、各层地下水水位及变化幅度和地下水补给、径流、排泄条件等因素有关。
在地下室外墙承载力验算和抗浮设计中，正确确定抗浮设防水位不仅关系着建筑结构的安全，而且对工程的造价、施工工期、施工难度都有较大影响，是工程建设中的一个重点及难点问题。
1地下结构抗浮评价（1）当地下室的基础地板低于地下水水位时，此时，要全面、客观的分析地下结构所处区域的地层、地貌、地下水类型、地下水的水位变化情况等。
同时，还要考虑到建筑物的上部荷载情况，还要结合地下结构的埋深度，提出切实可行的对策。
（2）由于地下结构所处区域的地下水类型不同，因此，要考虑地下水是属于潜水，还是承压水。
随着一年四季的变化，地下水也会发生变化，所以，要客观、准确的评价抗浮设防水位。
（3）如遇到建筑工程要设置抗浮锚杆时，提供计算参数是不可缺少的，其中要知道砂浆与岩石之间的黏结强度特征值、抗拔系数等。
2地下结构抗浮设防水位的确定（1）抗浮设防水位一般取地下结构自施工期间至全使用寿命周期间可能遇见的最高水位。
当有地下水长期观测资料时，可根据历史上最高水位来推定今后使用期间的地下水最高水位。
当没有地下水长期观测资料时，但是对不同地貌单元地下水有季节变化幅度经验数据时，可按“勘察期间实测地下水位+地下水季节变化幅度+意外补给可能带来的地下水升高值”，来预测地下水抗浮设防水位。
地下水运动的基本规律名词解释渗流地下水在岩石
第四章 地下水运动的基本规律一、名词解释1渗流：地下水在岩石空隙中的运动。
2. 渗流场：发生渗流的区域。
3•层流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。
4. 紊流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。
5. 稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。
6. 非稳定流：水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动。
7. 渗透流速：地下水通过某一过水断面的平均流速。
&迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。
9.水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。
10•渗透系数：水力坡度等于 1时的渗透流速。
11. 流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网。
12. 流线：流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点的流向与此线相切。
、填空1. 据地下水流动状态，地下水运动分为 层流和紊流2.据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为稳定流 和 非稳定流愈大，渗透流速就 愈大。
愈大，水力梯度 愈小。
渗透性能。
渗透系数愈大，岩石的透水能力 愈强 6•流网是由一系列 流线 与 等水头线 组成的网格。
7•如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等，则流线的疏密可以反映 径流强度，等水头线的疏密则说明水力梯度的 大小。
&在均质各向同性介质中，地下水必定沿着水头变化最大的方向，即垂直于 等水头线的方向运动，因此，流线与等水头线构成正交网格 9•流线总是由源指向汇。
三、判断题1.当含水层中存在强渗透性透镜体时，流线将向其汇聚。
（V ） 2•两层介质的渗透系数相3•水力梯度为定值时，渗透系数 4•渗透流速为定值时，渗透系数5•渗透系数可以定量说明岩石的差越大，则其入射角和折射角也就相差越大。
3•达西定律中的过水断面是指包括砂颗粒和空隙共同占据的面积。
（V ）4•在渗流场中，一般认为流线能起隔水边界作用，而等水头线能起透水边界的作用。
2020年一建市政精讲第65讲-地下水控制1
2020年一建市政课程1K413020 明挖基坑施工1K413021 地下水控制地下水控制包括基坑开挖影响深度内的潜水、微承压水与承压水控制，应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、回灌或其组合方法。
—、基本要求(1)当降水会对基坑周边建筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时，应采用截水方法控制地下水。
采用悬挂式隔水帷幕时，一般应同时采用坑内降水，并宜根据水文地质条件结合坑外回灌的措施。
(3)疏干地下水有增加坑内土体强度的作用，有利于控制基坑围护结构的变形。
（疏干土体便于开挖）。
(4)当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。
当坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，防止承压水突涌，确保基坑开挖施工安全。
一般要求K≥1.05，否则要布置降压井降压承压水水头。
二、截水(1)采用隔水帷幕的目的是阻止基坑外地下水流入基坑内部，或减小地下水沿帷幕的水力梯度。
(2)基坑隔水方法应根据工程地质条件、水文地质条件及施工条件等，选用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等。
支护结构采用排桩时，可采用水泥土搅拌粧或高压喷射注浆帷幕，采用高压喷射注浆帷幕时应保证桩体有一定搭接宽度。
(3)当基坑底存在连续分布、埋深较浅的隔水层时，应采用底端进入下卧隔水层的落底式帷幕；落底式帷幕进入下卧隔水层的深度应满足下式要求，且不宜小于 1.5m(4)当坑底以下含水层厚度大而需采用悬挂式帷幕时，帷幕进入透水层的深度应满足地下水沿帷幕底端绕流的渗透稳定性要求，并应对帷幕外地下水位下降引起的基坑周边建筑物、地下管线、地下构筑物沉降进行分析。
当不满足渗透稳定性要求时，应采取增加帷幕深度、设置减压井等防止渗透破坏的措施。
(5)隔水帷幕宜采用沿基坑周边闭合的平面布置形式三、降水（一）降水的作用在地下水位以下开挖基坑时，采用降水的作用是：(1)截住坡面及基底的渗水。
地下水分布
地下水分布
地下水分布是指地下水在地下的空间分布情况。
地下水主要分布在地下水层中，其分布受到地质、地形、气候、降雨和地下水补给等因素的影响。
以下是地下水分布的一般特点：
1. 地下水位：地下水位是指地下水面与地面之间的垂直距离。
地下水位高低反映了地下水的充沛程度。
一般来说，地下水位在山区较高，而在平原地区较低。
2. 地下水流动：地下水在地下水层中以水流的形式存在，其流动受到地下水层的渗透性、压力梯度和水文地质条件等因素的影响。
地下水的流动方向一般遵循地表水流动的规律，即从高处向低处流动。
3. 地下水补给：地下水补给是指地下水层中的水源补给过程。
主要有降雨、河流水、湖泊水和融雪等形式的补给。
补给量受到降雨量、地表径流、蒸发蒸腾等因素的影响。
4. 地下水质：地下水质是指地下水中溶解物质和微生物的含量和组成。
地下水质受到地下水层的地质构造、地下水补给水源的质量、人类活动等因素的影响。
地下水质的好坏对地下水的利用和人类生活有重要影响。
总之，地下水分布是一个复杂的系统，受到多种因素的综合影响。
精确描述地下水分布需要进行详细的水文地质调查和监测工作，通过采集地下水位、地下水流速、地下水
质等数据，并进行分析和建模，才能得出准确的地下水分布情况。
04地下水运动的基本规律
04地下水运动的基本规律水文地质4.0几个概念4.1重力水运动的基本规律4.1.14.1.24.1.34.1.44.1.54.1.6达西定律—线性渗透定律达西定律线性渗透定律渗透流速()渗透流速(V)水力梯度()水力梯度(I)渗透系数()渗透系数(K)地下水渗流的思考思考、地下水渗流的思考、总结达西定律的适用范围4.2饱水粘性土中水(结合水)的运动规律饱水粘性土中水(结合水)4.3流网4.3.0岩层透水特征分类4.3.1均匀各向同性介质中的流网(信手流网的绘制)均匀各向同性介质中的流网信手流网的绘制)介质中的流网(4.3.2层状非均质介质中的流网水文地质第四章地下水运动的基本规律4.0几个概念渗流：地下水在岩石空隙中的运动岩石空隙中的运动称为渗流①渗流：地下水在岩石空隙中的运动称为渗流渗流场：发生渗流的区域渗流的区域称为渗流场②渗流场：发生渗流的区域称为渗流场③层流运动：在岩层空隙中渗流时，水的质点做有秩序层流运动：在岩层空隙中渗流时，水的质点做有秩序互不混杂的流动的流动，的，互不混杂的流动，称作层流运动例如：在狭小空隙(如砂，砂土)中流动时，例如：在狭小空隙(如砂，砂土)中流动时，重力水受介质的吸引力较大，水的质点排列较有秩序，受介质的吸引力较大，水的质点排列较有秩序，可以认为是层流运动。
是层流运动。
紊流运动：水的质点无秩序无秩序的互相混杂的流动的流动，④紊流运动：水的质点无秩序的、互相混杂的流动，称作紊流运动水文地质第四章地下水运动的基本规律4.0几个概念稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素(水位、⑤稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素(水位、流速、流向等)不随时间改变时流速、流向等)不随时间改变时，称作稳定流⑥非稳定流：运动要素随时间变化的水流运动，称作非稳定流：运动要素随时间变化的水流运动，随时间变化的水流运动非稳定流水文地质第四章地下水运动的基本规律4.1重力水运动的基本规律4.1.1达西定律线性渗透定律达西定律—线性渗透定律hQ=Kω=KωILQ=ωVV=V=KIQωVK=I达西试验示意图水文地质第四章地下水运动的基本规律hLhL水文地质第四章地下水运动的基本规律如图，上方不断滴水，使砂柱顶端经常保持一极薄的水如图，上方不断滴水，使砂柱顶端经常保持一极薄的水一极薄层。
地质大水文地质学基础讲义04地下水运动的基本规律
第四章 地下水在岩石空隙中的运动称为渗流（渗透）。
发生渗流的区域称为渗流场。
由于受到地下水运动的基本规律 介质的阻滞，地下水的流动远较地表水为缓慢。
在岩层空隙中渗流时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动，称作层流运动。
在具狭小空隙的岩石（如砂、裂隙不很宽大的基岩）中流动时，重力水受介质的吸引力较大，水的质点排列较有秩序，故均作层流运动。
水的质点无秩序地、互相混杂的流动，称为紊流运动。
作紊流动时，水流所受阻力比层流状态大，消耗的能量较多。
在宽大的空隙中（大的溶穴、宽大裂隙)，水的流速较大时，容易呈紊流运动。
水只在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向等）不随时间改变时，称作稳定流。
运动要素随时间变化的水流运动，称作非稳定流。
严格地讲，自然界中地下水都属于非稳定流。
但是，为了便于分析和运算，也可以将某些运动要素变化微小的渗流，近似地看作稳定流。
4．1 重力水运动的基本规律4．1．1 达西定律1856年，法国水力学家达西（H. Darcy ）通过大量的实验，得到线性渗透定律。
实验是在装有砂的圆筒中进行的（图4—1）。
水由筒的上端加入，流经砂柱，由下端流出。
上游用溢水设备控制水位，使实验过程中水头始终保持不变。
在圆筒的上下端各设一根测压管，分别测定上下两个过水断面的水头。
下端出口处设管嘴以测定流量。
根据实验结果，得到下列关系式：I K Lh K Q ωω== （4—1） 式中：Q ——渗透流量（出口处流量，即为通过砂柱各断面的流量）； ω——过水断面（在实验中相当于砂柱横断面积）；h ——水头损失（12h H H =−，即上下游过水断面的水头差）；L ——渗透途径（上下游过水断面的距离）； I ——水力梯度（相当于h /L ，即水头差除以渗透途径）；K ——渗透系数。
此即达西公式。
从水力学已知，通过某一断面的流量Q 等于流速V 与过水断面ω的乘积，即：Q V ω= （4—2）即/V Q ω=。
建筑场地相对隔水层中地下水压力分布的若干规律
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地水与孔隙水压力精要
同，大小与水力梯度i成正比，方向与水 流方向一致
2.4 渗透破坏
• 流土
• 向上的渗流力克服了土的向下重力时， 土颗粒悬浮，移动，发生流土。
• 多发生在级配均匀的粉细砂或粉土中， • 具有突发性，危险性很大
流土的治理原则
• （1）减小或消除水头差； • （2）增加渗流途径； • （3）在渗流出口处覆盖透水材料，平
地下水和孔隙水压力
2006.9.
目录
• 1 地下水的赋存和静水压力 • 2 渗流、渗透力和渗透破坏 • 3 超静水压力 • 4 地下水与工程
1 地下水的赋存和静水压力
1.2 地下水位和水头
• 第一层地下水的稳定水位 • 静水压力为零的位置 • 不一定是饱和土和非饱和土的分界线 • 初见水位和稳定水位 • 潜水面，静水压力为零。 • 承压水零压面根据压力水头确定。 • 与潜水水位相同，其水头位置也是静水压力为
•
非稳定流运动。
• （2）平原区排泄基准面为地表，
•
水流方向自下向上。
（3）地下水运动的动力
是超静水压力而非静水压力。
• （4）不同深度流速和流量变化的变量运动， 流速、流量和水力梯度，越浅越大，地表最大。
喷水冒砂原因
• （5）水力梯度超过临界值后，砂粒浮在水中， 发生渗流液化，砂冒出地面。
• （6）随着孔压消散，流速、流量、水力梯度 减小, 直至消失，土体重新固结。
3.6 非饱和土的负孔隙水压力
Fredlund的非饱和土强度准则：
后一项也称为“假粘聚力”，s＝(ua-uw)是基质吸 力，随着饱和度增加，吸力减少，使粘聚力减 小，抗剪强度下降，
基坑失事和滑坡一般在雨后发生
二级建造师2023政实务常考知识点：地下水控制基本规定
二级建造师2023市政实务常考知识点：地下水控制根本规定二级建造师2023市政实务常考知识点：地下水控制根本规定地下水控制根本规定〔一〕一般规定〔1〕地下水控制应包括工程勘察、地下水控制设计、工程施工与工程监测等工作内容。
〔2〕地下水控制应综合地方经历，因地制宜，选择合理的地下水控制方案，有效控制对工程环境的影响，防止污染地下水，减少地下水的抽排量。
〔3〕地下水控制设计和施工前应搜集以下资料：1〕地下水控制范围、深度、起止时间等。
2〕地下工程开挖与支护设计施工方案，拟建〔构〕筑物根底埋深、地面高程等。
3〕场地与相邻地区的工程勘察等资料，当地地下水控制工程经历。
4〕周围建〔构〕筑物、地下管线分布状况和平面位置、根底构造和埋设方式等工程环境情况。
5〕地下水控制工程施工的供水、供电、道路、排水及有无障碍物等现场施工条件。
〔4〕当已有工程勘察资料不能满足设计要求时应进展补充勘察或专项水文地质勘察。
〔5〕地下水控制设计应满足以下功能规定：1〕支护构造设计和施工的要求。
2〕地下构造施工的要求。
3〕工程周边建〔构〕筑物、地下管线、道路的平安和正常使用要求。
〔6〕地下水控制施工应根据设计要求编制施工组织设计或专项施工方案，并应包括以下主要内容：1〕工程概况及设计根据。
2〕分析^p 地下水控制工程的关键节点，提出针对性技术措施。
3〕制定质量保证措施。
4〕制定现场布置、设备及人员安排、材料供给和施工进度方案。
5〕制定监测方案。
6〕制定平安技术措施和应急预案。
〔7〕地下水控制施行过程中，应对地下水及工程环境进展监测。
〔8〕地下水控制的勘察、设计、施工、检测、维护资料应及时分析^p 整理、保存。
〔9〕地下水控制工程不得恶化地下水水质，导致水质产生类别上的变化。
〔10〕地下水控制过程中抽排出的地下水经沉淀处理后应综合利用；当多余的地下水符合城市地表水排放标准时，可排入城市雨水管网或河、湖，不应排入城市污水管道。
〔11〕地下水控制施工、运行、维护过程中，应根据监测资料，判断分析^p 对工程环境影响程度及变化趋势，进展信息化施工，及时来取防治措施，适时启动应急预案。
建(构)筑物抗浮设防水位科学确定与抗浮措施合理选择
如工程设计时采取适当措施，疏排地下水，改变渗流条 件，地下水位可显著降低。
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科学确定建筑物的抗浮设防水位，一般先要进行两个方 面的工作：
一方面是综合考虑影响拟建场区的自然因素和人为因素，预测 建筑物使用寿命期间的最高地下水位；
另一方面是根据拟建场区的地质及水文地质条件、拟建建筑物
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地下水对地下构筑物产生的浮力计算不同于物体处于地表 水体的浮力计算，地下水对地下构筑物的浮力大小与构筑 物的基础埋置位置有直接的关系。
由于地下水是处于运动状态的，地下水位的变化决定于它的补 给和排泄条件。补排条件一方面受自然因素的影响，是一个随 机过程，另一方面还受人为因素的影响，就更加剧了地下水位 的动态变化。
。
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由于单建地下车库是纯地下结构，当地下水位较高时， 需要考虑地下水的浮力作用。科学确定地下结构的抗浮 设防水位，以及合理选择抗浮措施，将直接影响到地下 结构的安全与建设费用，具有巨大的社会意义和经济价值 。
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目录 0.引言
1.地下水的浮力及抗浮设防水位的科学确定 2.地下构筑物的抗浮措施
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1.地下水的浮力及抗浮设防水位的科学确定
地下结构抗浮设防水位如何合理确定，目前国内现行 规范尚无明确规定。
地下水的运移规律与地表水不同，地下水的水压力分 布不仅与地下水的水位有关，而且还受地质条件及水 文地质边界条件的影响，与地下水渗流过程中的水头 损夫有关，表现在不同的地层中地下水压力的分布不 尽相同。
第三十二页，共38页。
对于一个具体的工程，是采用抗力平衡型措施还是浮力消除型 措施要根据具体的情况确定。
水文地质学基础之地下水运动基本规律
h ——水头损失（m）；L ——渗流途径； K——与试样有关的比例常数。
由水力学中水动力学基本原理：
定 反 正义比比（： ， 。2单 与）Lh位 过时 水I间 断内面J通wQ，过=上K砂水I、力 的ω下梯 流度 测量压与管h渗yd的透ra水长uli头c度g差lr成a成dient
10
第2节 重力水运动基本规律
27
第3节 流 网
28
等水头线 、流线与各类边界的关系
已知边界 a—湿周 b—隔水边界 c\d—水位线
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第3节 流 网
均质各向同性介质中的流网及其绘制
在均质各相同性介质中，地下水必定沿着水头 变化最大的方向，即垂直于等水头线的方向运动， 因此，流线与等水头线构成正交网格。 稳定流网的绘制步骤：
21
第2节 重力水运动基本规律
含水层介质特征
均质(homogeneous medium)：K在岩层中处处相等， 不随空间变化。
非均质(inhomogeneous medium)：K在岩层中随空间 位置变化而改变。
各向同性介质(isotropic medium)：K不随渗流方向改 变。
各向异性介质(anisotropic medium)：K随水流方向改 变。
渗透流速
根据水力学流速与流量的关系对上式转化：
Q
U
Q = ω ·V
A
与（2）式比较
V = K·I -----
（3）
称为渗透流速（seepage velocity \Darcy velocity \specific discharge）
上式为单位面积上的流量----称比流量
达西定律中由此看出：
I H1 H 2 ΔH h
水文地质学 地下水运动的基本规律
（ 2 ）根据流线跟等水头 线正交规则，在已知流线 与等水头线间插补其余部 分 如果规定相邻两条流线 之间通过的流量相等，则 流线的疏密可以反映地下 径流强度 (流线密代表径流 强，疏代表径流弱 )，等水 头线的密疏则说明水力梯 度的大小。 （3）河间地块流网绘制 实例（图7—4）
（图7—4）流网图可以获得以下信息： 1）由分水岭到河谷，流向从由上向下到接近水平再向上； 2) 在分水岭地带打井，井中水位随井深加大而降低，河谷地带井水 位则随井深加大而抬升； 3) 由分水岭到河谷，流线愈来愈密集，流量增大，地下径流加强； 4) 由地表向深部，地下径流减弱； 5) 由分水岭出发的流线，渗透途径毛长；平均水力梯度最小，地下 水径流交替最弱，近流线末端河谷下方，地下水的矿化度最高。
同理，当含水层中存在强渗透性透镜体时，流线将向其 汇聚；存在弱渗透性透镜体时，流线将绕流(图7—8)。
7.3
饱水粘性土中水的运动规律
根据不通研究者曾对饱水粘性土室内渗透试验结果 （Kufilek，1969；Milleretal，1963；Olsen，1966）， 粘性土渗透流速V与水力梯度I主要存在三种关系： （ 1 ） V—I 关系为通过原点的直线，服从达西定律 ( 图 7—9，a)； （2）V—I 曲线不通过原点，水力梯度小于某一值I。时 无渗透；大于I。时，起初为一向I轴凸出的曲线，然后转 为直线(图7—9，b)； （3）V—I 曲线通过原点，I小时曲线向I轴凸出，I大时 为直线(图7—9，c)。
有效空隙度 ne 为重力水流动的空隙体积 ( 不包括结合水 占据的空间) 与岩石体积之比。 有效空隙度特征 (1)有效空隙度ne<孔隙度n。 (2)有效孔隙度ne>给水度。 对于粘性土，有效孔隙度很小。对于空隙大的岩层，ne = μ = n
[全]一建考点知识点：1K413021地下水控制
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一建考点知识点：1K413021 地下水控制掌握基坑降水深度要求熟悉集水明排排水沟布置要求掌握集水明排、轻型井点、管井的适用掌握轻型井点布置要求及降水深度要求熟悉疏干井、减压井的作用了解隔水帷幕底位于不同位置时，井点的作用及布置要求，了解回灌井的施工要求1K413020 明挖基坑施工1K413021 地下水控制地下水控制包括基坑开挖影响深度内的潜水、微承压水与承压水控制，应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、回灌或其组合方法。
—、基本要求(1)当降水会对基坑周边建筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时，应采用截水方法控制地下水。
采用悬挂式隔水帷幕时，一般应同时采用坑内降水，并宜根据水文地质条件结合坑外回灌的措施。
(3)疏干地下水有增加坑内土体强度的作用，有利于控制基坑围护结构的变形。
（疏干土体便于开挖）。
(4)当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。
当坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，防止承压水突涌，确保基坑开挖施工安全。
一般要求K≥1.05，否则要布置降压井降压承压水水头。
二、截水(1)采用隔水帷幕的目的是阻止基坑外地下水流入基坑内部，或减小地下水沿帷幕的水力梯度。
(2)基坑隔水方法应根据工程地质条件、水文地质条件及施工条件等，选用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等。
支护结构采用排桩时，可采用水泥土搅拌粧或高压喷射注浆帷幕，采用高压喷射注浆帷幕时应保证桩体有一定搭接宽度。
(3)当基坑底存在连续分布、埋深较浅的隔水层时，应采用底端进入下卧隔水层的落底式帷幕；落底式帷幕进入下卧隔水层的深度应满足下式要求，且不宜小于1.5m(4)当坑底以下含水层厚度大而需采用悬挂式帷幕时，帷幕进入透水层的深度应满足地下水沿帷幕底端绕流的渗透稳定性要求，并应对帷幕外地下水位下降引起的基坑周边建筑物、地下管线、地下构筑物沉降进行分析。
建设场地地下水勘察的基本要求
第五章建设场地地下水勘察的基本要求本章重点：本章介绍了地下水勘察的基本要求、水文地质参数的测定方法及对地下水和土的腐蚀性的评价要求学习要求：通过学习，要明确地下水对岩土工程的影响及对地下水的勘察评价要求。
在工程建设中，地下水的存在与否与建筑工程的安全和稳定有很大的影响。
地下水在岩土工程勘察、设计和施工过程中始终是一个极为重要的问题。
地下水既作为岩土体的组成部分直接影响岩土性状与力学性能，又作为工程建筑物的环境，影响工程建筑物的稳定性和耐久性。
由于地下水会对岩土体及建筑物（或构筑物）产生作用以及对工程施工带来各种问题，所以在岩土工程勘察时，应着眼于建筑工程的设计和施工需要，提供地下水的完整资料，评价地下水的作用和影响，预测地下水可能带来的后果并提出工程措施。
第一节地下水对岩土工程的影响作用一、地下水的静水压力及浮托作用地下水对水位以下的岩土体有静水压力的作用，并产生浮托力。
静水压力对岩土体的作用体现在进行基底压力和土压力计算时应考虑地下水静水压力。
地下水位以下的这种浮托力符合阿基米德浮力原理。
即当岩土体的节理裂隙或孔隙中的水与岩土体外界的地下水相通时，其浮托力应为岩土体的岩石体积部分或土颗粒体积部分的浮力。
当建筑物位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上时，按设计水位100％计算浮托力；当建筑物位于节理裂隙不发育的岩石地基上时，按设计水位的50％计算浮托力。
当建筑位于粘性土地基上时，其浮托力较难确切地确定，应结合地区的实际经验考虑。
《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)规定，确定地基承载力设计值时，无论是基础底面以下的天然重度或是基础底面以上土的加权平均重度的确定，地下水位以下均取有效重度。
一般来说，土体的有效重度是饱和重度的1/2，由此可知，有地下水存在时，由于地下水对土体的浮托力的作用，土体的有效重量将减轻50％。
二、地下水的潜蚀作用潜蚀作用通常产生于粉细砂、粉土地层中，即在施工降水等活动过程中产生水头差，在动水压力作用下，土颗粒受到冲刷，将细颗粒冲走，使土的结构遭到破坏。
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I
前言 随着城市建设的不断发展， 地面上可利
由于地基土层中渗透系数在垂向上有所变 化， 垂向上水压力的分布不符合静水条件下 的直线分布规律， 因而基底抗浮验算、 地下室 外墙承载力验算等有关地下水压力的取值问 题， 不再仅仅是确定一个地下水位就可以解 决的问题。在基础埋深范围内可能明显存在 多层地下水， 且各含水层之间存在以粘性土 为主的相对隔水层， 这就使得确定垂向上水 压力的分布变得复杂起来， 需要考虑的因素
于在 %$ 不变时， %" 的增大也就是 !! 层的 厚度增大， 因此可得出在这种条件下， !! 层 厚度越大， 则相同位置某一标高点的地下水 压力越小。 以上这些规律， 尤其是某建筑场地内地 层分布不均时， 判定各处的水压力分布状况 非常实用。 为分析地下水压力 " # 随 $" 和 $$ 的 !） 变化规律， 对 （"） 式求 " # 对 $" 和 $$ 的一阶 偏导数， 结果如下： %" # # "" # ( "# %" # %$ "$" %" # # "" # ( % $ " $ " # %$ （+） （,）
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科
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技
术
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建筑场地相对隔水层中地下水压力 分布的若干规律
贺学海 （北京市勘察设计研究院 龙陆军 （中国煤田地质总局一七三队 提要 河北 ・ 涿州 "%&%’"） 北京市 !"""#$）
地下水压力的大小在建筑物基础底板抗浮验算和地下室外墙承载力验算等工程计算中
都是一个很重要的参数。根据一些建筑场地地下水压力现场监测的结果， 并利用有限元模型进 行计算分析和验证， 总结出在一定的水文地质条件下， 相对隔水的粘性土层中地下水压力分析 的若干规律。由于类似的建筑场地很多， 上述规律对类似工程中判定地下水压力分布状况有一 定的指导作用， 这种分析结果具有一定的实用性。 关键词 建筑场地 地下水压力 现场监测 有限元 含水层 相对隔水层
点的地下水压力 " # 随 $" 和 $$ 的增大而增 大； 同理可得出： 在 $" 不变时， !! 层中某一 标高点的地下水压力 " # 随 !! 层之上下土层 中的水位标高之差 （ $" # $$ ） 的增大而减小； 在 $$ 不变时， !! 层中某一标高点的地下水 压力 " # 随 !! 层之上下土层中的水位标高之 差 （ $" # $$ ） 的增大而增大。 地层组合类型变化时的地下水压力分 *） 布规律。对图 $ 中垂向上 ! 种渗透性不同的 ， 通过调整其在垂向上的 地层 （ !" 、 !$ 和 !! ） 相对分布位置， 共有 , 种组合类型， 根据地下 水的渗流理论， 利用 -./01234 有限元法专门 编制 了 “建 筑 场 地 地 下 水 压 力 分 析 计 算 程 序” ， 对其中的地下水压力的分布情况进行分 析， 从分析结果可知地下水压力曲线的分布 形态有 ! 种 （见图 !） ， 其形态的变化主要受 渗透性最小的地层 （ !! ） 控制。或者说无论 中部或下 !! 层位于这 ! 种地层组合的上部、 部位置， 地下水在垂向上各点的总水头出现
*,-/ 23 06) J7/) K @870) 7,0* K 3827070*2, 23 J1*8:*,- 321,:70*2, 7,: 06) 210)A G788 J)7A*,- 57@75*0F 23 J7/)C),0 = (7/): 2, 06) 3*)8: C2,*02A*,- 23 06) -A21,:G70)A @A)//1A) *, /2C) 52,/0A150*2, /*0)/ 7,: 1/*,- 06) 3*,*0) )8)C),0 C)062: 32A 52C@1070*2,78 7,78F/*/ 7,: 56)5H*,-，06) @7@)A /1CC7A*L)/ /)9)A78 A)-187A*0*)/ 23 06) -A21,:G70)A @A)//1A) :*/0A*J10*2, *, 06) A)870*9)8F *C@)A9*21/ 587F)F /2*8 87F)A/ 1,:)A 5)A07*, 6F:A2-)282-*578 52,:*0*2,/= MG*,- 02 06)A) 7A) C7,F /*C*87A 52,/0A150*2, /*0)/， 06) 7J29) A)-187A*0*)/ @2//)// -1*:*,- /*-,*3*57,5) 32A /*C*87A @A2+)50/ 02 )978170) 06) :*/0A*J10*2, 52,:*0*2,/ 23 06) -A21,:G7I 0)A @A)//1A)= B6*/ 7,78F/*/ A)/180/ 7A) @A750*578 70 5)A07*, )?0),0 = E6FG<CHA 52,/0A150*2, /*0)/；-A21,:G70)A @A)//1A)；3*)8: C2,*02A*,-；3*,*0) )8)C),0；7N1*3)A；A)870*9)8F *C@)A9*21/ 87F)A
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较多。 近几年我们在北京地区进行了 !" 多个 建筑场地的地下水压力现场监测和分析， 发 现地下水压力分布曲线在垂向上呈现出多种 形态 （图 #） ， 为找出控制曲线形态的主要因 素， 分析地下水压力分布规律， 通过大量的建 筑场地的地质及水文地质条件的对比分析， 结合相关的理论推导和有限元分析法， 总结 出一些地下水压力分布的规律。
用的空间有限， 一些建筑物充分发展地下空 间， 使建筑物的基础埋深也不断增大， 北京地 区最 大 基 础 埋 深 达 O!C。在 基 础 埋 深 范 围 内， 经常出现多种渗透性不同的地层组合。
第一作者简介： 贺学海， 男， 工学硕士、 工程师， 主要 #& 岁， 万方数据 从事水文地质与工程地质方面的科研和工程咨询工作。
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研究的前提条件
在图 % 中， 为便于研究， 假设 $ 种渗透 #） 性不同的地层 （ !# 、 的渗透系数大小 !% 和 !$ ） 存在 !# & !% & !$ 的关系， !$ 就是相对隔水 层。在 !# 层和 !% 层中各有一层地下水， 水 位标高分别为 "# 和 "% ， !$ 层的顶底板标高 分别为 ## 和 #% ， $ 是 !$ 层中的某位置点。 根据地下水渗流的基本理论和建筑场 %） 地的地质及水文地质条件， 将研究的建筑场 地概化为一维、 非均质、 侧向无限的稳定流系 统。 忽略含水层中地下水垂向渗流时的水 $） 头损失等因素， 则影响 !$ 层中地下水压力 大小的因素主要是其顶底板位置和相邻地层 （ $ 点） 的 中水位的高低， !$ 层中某标高位置 地下水压力表达式可简化为： %$ ’ "# ( $ ( ## ( $ （ " ( "% ） （#） ## ( #% #
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科
学
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术
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明显减小的位置总是在 ! ! 层的顶板位置， 这种总水头的明显减小在地下水压力垂向分 布曲线上的表现是曲线上出现转折点 （分别 见图 ! 中的 " 、 。 #、 $）
上述规律。 以上验证说明了本文中总结出的规律是 正确、 可靠的。 & 结语 以上对垂向上渗透性有差异的地层组合 中的地下水压分布规律进行了初步分析总 结， 并运用实际工程等方法进行了验证， 这些 规律对我们判断地层中水压力的分布状态提 供了一定的参考， 具有一定的实用性。 为简化分析， 上述分析过程中进行了一些 假设， 忽略了一些因素的影响。众所周知， 影 响地下水压力分布的因素很多， 比如含水层及 相对隔水层的渗透系数、 侧向径流条件等都有 可能影响到地下水压力的分布状态， 实际工程 中的地下水压力分布状态可结合具体的地质 及水文地质条件进行深入具体的研究。
地下水压力分布规律 如前所述， 当建筑场地分布有多层地下