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《用覆盖层土的浮重与渗透力计算基坑下承压水降深》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第4期水利水电科技进展2004年8月用覆盖层土的浮重与渗透力计算基坑下承压水降深葛孝椿(安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院,安徽蚌埠233000)摘要:通过对渗透力基本概念的分析,指出用覆盖层土的浮重与覆盖层内渗透力计算基坑下承压水降深比用覆盖层湿土重与层底水压力计算合理.通过两种方法比较说明,在基坑渗透稳定安全系数等于1,后一种方法中覆盖层用饱和土重计算时两者是一致的;但是,在基坑渗透稳定安全系数大于1时,通常前者计算的基坑下承压水降深小于后者;当基坑下承压水降深一定时,前者求得的基坑渗透稳定安全系数大于后者
2、.用覆盖层土的浮重与覆盖层内渗透力计算基坑下承压水降深比较合理,宜于采用,但是相应的基坑渗透稳定安全系数可以适当提高.关键词:基坑降水;承压水降深;渗透力;蚌埠闸+中图分类号:TU463文献标识码:A文章编号:1006O7647(2004)04O0012O02当建筑物基坑以下存在承压水,上覆弱透水层间的单位水平面积湿土重为(hp-hs)ρcg,其中hp不足以保证基坑渗透稳定时,必须通过承压水降深为基坑底面高程,即基坑开挖后覆盖层顶面高程;hs的计算,求得确保施工时期基坑渗透稳定安全的承为砂层顶面高程,即覆盖层底面高程;ρc为覆
3、盖层压水位.计算基坑下承压水降深(以下简称降深)的湿土密度;g为重力加速度.常用方法是将承压水层顶面以上到基坑底面之间的覆盖层底面水压力等于承压水层顶面水压力,湿土重与承压水层顶面的水压力之比作为基坑渗透单位水平面积上水压力为(h-hs)ρwg,其中h为基稳定安全系数(以下简称安全系数).但是,当安全系坑承压水降后水位;ρw为水的密度.数不等于1时,上述计算方法与渗透力作用的概念安全系数k为承压水层顶面以上到基坑底面并不相符,而用覆盖层土的浮重与覆盖层内渗透力之间的单位水平面积上湿土重与承压水层顶面水压计算降深比较合理.下面介
4、绍两种降深(或安全系力之比,即数)的计算方法,并对两种方法进行比较,最后通过(hp-hs)ρck=(1)蚌埠闸扩建工程降深的计算,进一步说明两者计算(h-hs)ρw结果的差异.为了说明方便,将承压水层顶面以上到基坑降水前的承压水位与式(1)计算的安全系基坑底面之间的弱透水土层简称为覆盖层(见图1).数满足要求的承压水降后水位h之差即为降深.式(1)适用于覆盖层为绝对不透水层或底部存在绝对不透水隔层的情况,但在实际工程中这种情况难以见到.1.2按覆盖层土的浮重与覆盖层内渗透力计算安全系数———方法2由于覆盖层土体内存在孔隙,下面
5、又有承压水,图1基坑降水示意图因此覆盖层土体内总会受到渗透力的作用.基坑开挖前,覆盖层在地基承压水的长期作用下,一般已处1两种计算方法及其比较于稳定渗流状态,基坑开挖仅使渗透力进行调整;又1.1按覆盖层湿土重与层底水压力计算安全系数由于水利工程基坑开挖面大,历时较长,因此可按稳———方法1定渗流考虑.覆盖层单位水平面积土体的浮重为如图1所示,承压水层顶面以上到基坑底面之(hp-hs)ρc′g,其中ρc′为覆盖层土体的浮密度.覆作者简介:葛孝椿(1936—),男,江苏南京人,教授级高级工程师,从事堤坝变形、渗流和稳定分析研究.·
6、12·盖层内平均竖向渗透比降j为重,将会产生渗流破坏.为了保证新闸基坑施工安h-hp全,并且确保老闸不致因承压水位降低而产生有害j=hp-hs沉降,必须降低砂层承压水水头,进行砂层承压水降作用于覆盖层单位水平面积土体的渗透力(方向向深计算.上)为j(hp-hs)ρwg=(h-hp)ρwg.2.2按方法1计算安全系数及降深安全系数k为覆盖层单位水平面积上土体浮根据文献[1]得蚌埠闸扩建工程基坑降水设计重与渗透力之比,即33中的hs=-110m,ρc=1192g/cm,ρw=110g/cm,(hp-hs)ρc′Δh=hp-hs.由
7、于安排非汛期施工最低部工程,所k=(2)(h-hp)ρw以承压水位(降前)设计值用1615m,由建筑物各部1.3两种计算方法比较位底部高程确定的hp见表1,根据各种基坑承压水当安全系数k=1时,从式(1)可得:降后水位h,对不同部位的hp代入式(1)求得相应ρw的安全系数k,见表1.hp-hs=(h-hs)(3)ρc表1按方法1计算与基坑承压水降后水位h由于基坑顶面高程低于承压水水位,所以ρc可用饱相应的安全系数和密度代替,故有ρc=ρc′+ρw,代入式(3)并整理得不同h时的安全系数k项目名称hp/mΔh/m(hp-hs)ρ
8、c′18.0m1615m11.0m10.0m9.0m=1(4)消力池6147140181111811291142(h-hp)ρw闸底板6197190187112611381151可见,当k=1时,式(4)即式(2),说明在k=1时,以铺盖7108100188112811401
