地下水控制方案
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 地下水对岩土体及结构物的力学作用 （1）渗透稳定性 流土（流砂） 管涌 （2）水压力作用 基坑突涌 浮托力或扬压力 动水压力
2. 地下水的物理化学作用 （1）地下水的腐蚀性 （2）地基冻胀 （3）地下水对岩土体性能的劣化
地下水的赋存、变化对工程影响具体表现在以下几个方面：
(1)当地下水潜水位上升接近地表时，由于毛细作用而引 起沼泽化，或由于强烈蒸发浓缩作用而引起的盐渍化，增强 了岩土及地下水对建筑材料的腐蚀性。
饱和土体是由液态水和固态土体颗粒二部分组成。由于 土体颗粒和水分子之间存在静电引力作用，土层中的水呈结 合水和自由水两种存在形式。
(3)在粉、细砂及粉土为主的场地，地下潜水位上升，地 震时可能产生砂土液化现象。在基础开挖过程中可能产生流 沙、管涌、底鼓、侧壁变形、坍塌等不良现象，这些不仅降 低了地基土的力学强度，而且往往给施工带来很大困难。
(4)地下水通过裂隙，断层破碎带，溶洞等通道流人洞体 内，造成洞室淹没。地下水位的上升，对上覆荷重较小的地 下广场等，还可能使基础上浮，使建筑物失稳。
竣工后的控制往往为达以下目的：①要求降低或消除作用在底板上 的扬压力，从而由于减小地下室、埋入式结构、渠道衬砌、溢洪道、干 船坞等的底板厚度而节约投资；②提供干燥的地下室环境；③减小作用 于挡土结构物上的侧向压力；④控制所有大坝的渗流；⑤控制路面、山 边填土和切方边坡下的渗流和孔隙水压力；⑥防止地表水或地下水受污 染物的污染等。
(7)若地下水位在压缩层范围内下降时，岩土的自重应力 增加，可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均或地下 水位突然下降，也可能使建筑物发生变形、破坏。
(8)在基坑支护工程中，地下水位控制设计和支护结构的 侧向压力更与地下水密切相关。
(9)地下水位的下降往往会引起地表塌陷，地面沉降及地 裂缝的复活，造成建筑物的严重损坏。
而从作为一种地质营力角度研究地下水，则可发现其作 用有正负两方面。正的作用如地下水成矿，负作用则主要是 地下水作为一种可诱发多种地质灾害的直接或间接营力，能 在自然条件下或在人类工程活动中引起一系列直接制约工程 设计、施工和运营以及严重影响人类生存环境的工程和环境 地质问题。
地下水对工程建筑的危害作用
实践表明：在砂土中水的流动符合于达西定律；而在粘 性土中只有当水头梯度超过所谓的起始梯度后才开始渗流。
2. 地下来自百度文库控制概论
在天然斜坡、坝和堤防，建筑物地基深开挖、切方边坡、露天矿坑， 隧道和竖井、埋入式结构物、路面，以及山边填土等稳定性方面，地下 水渗流控制是必须加以考虑的工程问题。
工程勘察必须考虑在施工期间和竣工后两种条件下的地下水控制 问题，因为作为自然因素或建筑活动影响的结果，可能使竣工后的条件 与施工中遇到的条件大不相同。
(2)在河谷阶地、斜坡及岸边地带，地下潜水上升时，岩 土体浸润范围增大，浸湿程度加剧，岩土被水饱和、转化、 降低了抗剪强度，导致岩土体不均匀沉降；同时增大了动水 压力，可能产生潜蚀作用及流沙、管涌现象，破坏了岩土体 的结构和强度。以上这些原因，促使岩土体产生变形、崩塌， 滑移等，都将对工程产生不利影响。
施工期间，在下列情况下往往进行地下水渗流控制；①要求提供 干燥的开挖环境，从而使施工有效地进行；②在开挖中，减少作用在板 桩和支撑上的侧向荷载；③稳定坑底，从而防止流土、管涌和隆起；④ 改善地基的承载能力；⑤增加挖方边坡和山边填土的稳定性；⑥在路面 工程中，切断毛细水上升通道，从而防止抽吸现象和冻胀发生；⑦降低 在隧洞施工中使用的气体压力等。
➢运动规律
地下水运动有层流和紊流两种形式。
通常地下水在岩土体中孔隙或微小裂隙中连续渗透时 属层流运动；而在喀斯特化的空隙内流动，会产生紊流， 其流线有互相交错的现象。
地下水的渗流一般符合达西定律。
V=kJ 式中 J——水力坡（梯）度；k——渗透系数(cm／s)，k值的 大小反映了介质透水性的强弱,V—渗透速度。
1.2 地下水的作用
从不同研究角度、不同学科领域研究地下水的作用或功 能，可极大地丰富水文地质学的内涵和外延，从而形成另一 些新的交叉学科。
例如，从资源角度研究地下水，形成了供水水文地质学， 矿泉水水文地质学和卤水水文地质学等；
从作为一种地壳深部信息载体角度研究地下水，形成了 热水水文地质学和地震水文地质学。
地下水渗流控制方法可分成三种主要类型： (1)截水墙和防渗层：包括防渗铺盖和防渗衬砌等，如果施 工或设置得当，它们有可能封闭住水流。 (2)降水系统：用于降低水位和减小孔隙水压力，或在某些 情况下仅用于减小孔隙水压力。包括明沟和各种井点。 (3)排水：用于控制水流，降低水位，减少孔隙水压力和渗 透力。
工程降水技术中，井点降水技术已有百余年的发展史。 人们在地下工程活动中，最早是开挖一些简单的集水坑 道，继而出现了滤水井，采用水泵把井内的水抽出；后 因工程实践发展的需要，出现了真空泵井点，即轻型井 点；到了20世纪30年代又出现了电渗井点。再后来，由 于降水深度的不断增加，又先后出现了多级井点和喷射 井点、深井井点。
(5)对于膨胀性岩土地区，当地下水位季节性升、降变化 或土体中水分的增减变化，可促使膨胀岩土产生不均匀胀缩 变形。
(6)在寒冷地区，地下潜水位升高，地基土中含水量也增 多。使地基土产生冻结，地面隆起。冻结状态的岩土体在温 度升高岩土解冻后，其抗剪和抗压强度大大降低。以上这些 均易导致建筑物开裂失稳。
除此之外，以下两种方法也是常用的：
(1)反滤层：在渗透性显著不同的两种材料间设置的反滤 层，用于控制流速，从而防止细粒迁移、排水设施阻塞和管涌。
(2)地表处理：制止或防止斜坡上水的渗入。
地下工程中的 地下水控制
在地下工程施工过程中，常因流砂、坑壁坍塌而引起 工程事故，造成周围地下管线和建筑物不同程度的损坏； 有时坑底下会遇到承压含水层，若不减压，就会导致基 底破坏，同时伴随着隆胀流砂和坑底土的流失现象。采 用降水或排水技术可以防范这类工程事故的发生。因此， 控制地下水水位已成为目前市政工程开挖施工的一项重 要的配套措施。
2. 地下水的物理化学作用 （1）地下水的腐蚀性 （2）地基冻胀 （3）地下水对岩土体性能的劣化
地下水的赋存、变化对工程影响具体表现在以下几个方面：
(1)当地下水潜水位上升接近地表时，由于毛细作用而引 起沼泽化，或由于强烈蒸发浓缩作用而引起的盐渍化，增强 了岩土及地下水对建筑材料的腐蚀性。
饱和土体是由液态水和固态土体颗粒二部分组成。由于 土体颗粒和水分子之间存在静电引力作用，土层中的水呈结 合水和自由水两种存在形式。
(3)在粉、细砂及粉土为主的场地，地下潜水位上升，地 震时可能产生砂土液化现象。在基础开挖过程中可能产生流 沙、管涌、底鼓、侧壁变形、坍塌等不良现象，这些不仅降 低了地基土的力学强度，而且往往给施工带来很大困难。
(4)地下水通过裂隙，断层破碎带，溶洞等通道流人洞体 内，造成洞室淹没。地下水位的上升，对上覆荷重较小的地 下广场等，还可能使基础上浮，使建筑物失稳。
竣工后的控制往往为达以下目的：①要求降低或消除作用在底板上 的扬压力，从而由于减小地下室、埋入式结构、渠道衬砌、溢洪道、干 船坞等的底板厚度而节约投资；②提供干燥的地下室环境；③减小作用 于挡土结构物上的侧向压力；④控制所有大坝的渗流；⑤控制路面、山 边填土和切方边坡下的渗流和孔隙水压力；⑥防止地表水或地下水受污 染物的污染等。
(7)若地下水位在压缩层范围内下降时，岩土的自重应力 增加，可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均或地下 水位突然下降，也可能使建筑物发生变形、破坏。
(8)在基坑支护工程中，地下水位控制设计和支护结构的 侧向压力更与地下水密切相关。
(9)地下水位的下降往往会引起地表塌陷，地面沉降及地 裂缝的复活，造成建筑物的严重损坏。
而从作为一种地质营力角度研究地下水，则可发现其作 用有正负两方面。正的作用如地下水成矿，负作用则主要是 地下水作为一种可诱发多种地质灾害的直接或间接营力，能 在自然条件下或在人类工程活动中引起一系列直接制约工程 设计、施工和运营以及严重影响人类生存环境的工程和环境 地质问题。
地下水对工程建筑的危害作用
实践表明：在砂土中水的流动符合于达西定律；而在粘 性土中只有当水头梯度超过所谓的起始梯度后才开始渗流。
2. 地下来自百度文库控制概论
在天然斜坡、坝和堤防，建筑物地基深开挖、切方边坡、露天矿坑， 隧道和竖井、埋入式结构物、路面，以及山边填土等稳定性方面，地下 水渗流控制是必须加以考虑的工程问题。
工程勘察必须考虑在施工期间和竣工后两种条件下的地下水控制 问题，因为作为自然因素或建筑活动影响的结果，可能使竣工后的条件 与施工中遇到的条件大不相同。
(2)在河谷阶地、斜坡及岸边地带，地下潜水上升时，岩 土体浸润范围增大，浸湿程度加剧，岩土被水饱和、转化、 降低了抗剪强度，导致岩土体不均匀沉降；同时增大了动水 压力，可能产生潜蚀作用及流沙、管涌现象，破坏了岩土体 的结构和强度。以上这些原因，促使岩土体产生变形、崩塌， 滑移等，都将对工程产生不利影响。
施工期间，在下列情况下往往进行地下水渗流控制；①要求提供 干燥的开挖环境，从而使施工有效地进行；②在开挖中，减少作用在板 桩和支撑上的侧向荷载；③稳定坑底，从而防止流土、管涌和隆起；④ 改善地基的承载能力；⑤增加挖方边坡和山边填土的稳定性；⑥在路面 工程中，切断毛细水上升通道，从而防止抽吸现象和冻胀发生；⑦降低 在隧洞施工中使用的气体压力等。
➢运动规律
地下水运动有层流和紊流两种形式。
通常地下水在岩土体中孔隙或微小裂隙中连续渗透时 属层流运动；而在喀斯特化的空隙内流动，会产生紊流， 其流线有互相交错的现象。
地下水的渗流一般符合达西定律。
V=kJ 式中 J——水力坡（梯）度；k——渗透系数(cm／s)，k值的 大小反映了介质透水性的强弱,V—渗透速度。
1.2 地下水的作用
从不同研究角度、不同学科领域研究地下水的作用或功 能，可极大地丰富水文地质学的内涵和外延，从而形成另一 些新的交叉学科。
例如，从资源角度研究地下水，形成了供水水文地质学， 矿泉水水文地质学和卤水水文地质学等；
从作为一种地壳深部信息载体角度研究地下水，形成了 热水水文地质学和地震水文地质学。
地下水渗流控制方法可分成三种主要类型： (1)截水墙和防渗层：包括防渗铺盖和防渗衬砌等，如果施 工或设置得当，它们有可能封闭住水流。 (2)降水系统：用于降低水位和减小孔隙水压力，或在某些 情况下仅用于减小孔隙水压力。包括明沟和各种井点。 (3)排水：用于控制水流，降低水位，减少孔隙水压力和渗 透力。
工程降水技术中，井点降水技术已有百余年的发展史。 人们在地下工程活动中，最早是开挖一些简单的集水坑 道，继而出现了滤水井，采用水泵把井内的水抽出；后 因工程实践发展的需要，出现了真空泵井点，即轻型井 点；到了20世纪30年代又出现了电渗井点。再后来，由 于降水深度的不断增加，又先后出现了多级井点和喷射 井点、深井井点。
(5)对于膨胀性岩土地区，当地下水位季节性升、降变化 或土体中水分的增减变化，可促使膨胀岩土产生不均匀胀缩 变形。
(6)在寒冷地区，地下潜水位升高，地基土中含水量也增 多。使地基土产生冻结，地面隆起。冻结状态的岩土体在温 度升高岩土解冻后，其抗剪和抗压强度大大降低。以上这些 均易导致建筑物开裂失稳。
除此之外，以下两种方法也是常用的：
(1)反滤层：在渗透性显著不同的两种材料间设置的反滤 层，用于控制流速，从而防止细粒迁移、排水设施阻塞和管涌。
(2)地表处理：制止或防止斜坡上水的渗入。
地下工程中的 地下水控制
在地下工程施工过程中，常因流砂、坑壁坍塌而引起 工程事故，造成周围地下管线和建筑物不同程度的损坏； 有时坑底下会遇到承压含水层，若不减压，就会导致基 底破坏，同时伴随着隆胀流砂和坑底土的流失现象。采 用降水或排水技术可以防范这类工程事故的发生。因此， 控制地下水水位已成为目前市政工程开挖施工的一项重 要的配套措施。