高层建筑施第1章.ppt

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1、第一章地下水控制与基坑开挖地下水控制边坡稳定基坑土方开挖12.1地下水控制为什么必须进行地下水控制?补偿性基础地下水位较高的软土地区流砂边坡失稳地基承载力下降降水:集水明排和井点降水截水回灌2补偿性基础(compensatedfoundation)又称浮基础。在结构设计中使建筑物的重量约等于建筑位置挖去土重（包括水重）的基础。当建筑物的重量等于挖去的土重时，称“全补偿性基础”，此时土中的应力无变化；如挖去的土重只相当于建筑物的部分重量时，称“部分补偿性基础”。可减少建筑物的沉降，充分利用地下空间。由于开挖较深，施工较困难，需考虑基坑的支护结构、降低地下水

2、、防止坑底隆起和管涌等问题。高层建筑中常用。3水在土中渗流的基本规律达西定律：v=Q/A=k(ΔH/L)=ki一维渗流情况（图2-1）Q=k(ΔH/L)A渗透系数:k(m/d,cm/s)渗流/流线/层流/紊流/物理意义/透水性渗流速度v（m/d,cm/s）:v=Q/A=k(ΔH/L)或v=ki水力梯度:i=ΔH/L两个问题:A、L、v适用于砂及其他较细颗粒的土中，孔隙较大时产生紊流；Ip特别大的粘土：v=k(i-i’)一、地下水的基本特性4等压流线与流网水在土中稳定渗流（水流情况不随时间而变，土的孔隙比和饱和度不变，流入任意单元体的水量等于自单元体流出的

3、水量以保持平衡），地下水头值相等的点连成的面,称为“等水头面”，在平面或剖面上表现为“等水头线”（等势线，等压流线）。由等压流线与流线所组成的网称为“流网”。等压流线与流线正交。潜水与层间水（图2-4）P9潜水：从地表至第一层不透水层之间含水层中所含的水。水无压力，重力水。层间水：夹于两不透水层之间含水层中所含的水。无压层间水和承压层间水5二、动水压力和流砂动水压力单位体积土中土颗粒骨架所受到的压力总和。(kN/m3)GD=-T=-γWi(图2-5动水压力原理图P10)流砂产生条件:GD≥γ’W多发生在颗粒级配均匀而细的粉、细砂等砂性土中。粘土和粉质粘土

4、、砾石均不易发生流砂。危害：基坑泥泞、坍塌、基础滑移防止措施：降水和防水帷幕6三、降低地下水的方法轻型井点：一层降水深度不超过6m确定井点系统的布置方式确定基坑的计算图形面积计算涌水量：单井涌水量：无压完整井：群井涌水量无压完整井：7无压非完整井：承压完整井：承压非完整井：基坑的假想半径x0：对于矩形基坑a/b≤5时,抽水影响半径R:抽水影响半径深度H0:查表8井管数量:n’=Q/q井管平均间距:校核y0:9喷射井点：8~20mk=0.1~20m/d主要设备：喷射井管、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统。工作原理：图2-6、2-7P12井点布置：b<10

5、m单排布置；b>10m双排布置；环状布置。井点间距2~3.5m。井点系统的安装与使用：施工工艺程序：注意事项：井点堵塞：原因、预防喷射扬水器失效、井点倒灌：原因、预防工作水压力升不高：原因、预防10电渗井点在降水井点管的内侧打入金属棒（钢筋、钢管等），连以导线。以井点管为阴极，金属棒为阳极，通入直流电后，土颗粒自阴极向阳极移动，称电泳现象，使土体固结；地下水自阳极向阴极移动，称电渗现象，使软土地基易于排水。用于k<0.1m/d的土层。深井井点在深基坑周围埋置深于基底的井管，依靠深井泵或深井潜水泵将地下水从深井内扬升到地面排出，使地下水位降至坑底以下。适用

6、于k较大（10~250m/d）；土质为砂土、碎石土；地下水丰富、降水深（10~50m）、面积大的情况。11真空深井泵：设备：井管、滤头、电动机和真空泵。也适用于低渗透性的粉砂、粉土和淤泥质粘土。降水深度达8~18m，降水服务范围达200m2左右。深井井点系统设备：深井、井管、深井泵和集水井等。深井井点布置：200~250m2深井井点埋设与使用施工工艺程序：井点埋设与使用阶段的注意事项：12四、截水截水帷幕：在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁（亦称隔水帷幕）。类型：水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续墙。作用：挡水和档土厚度：满足防渗要求，k<1.

7、0*10-6cm/s插入深度：l=0.2h-0.5b侧向截水与坑内井点降水结合或侧向截水与水平封底结合。水平封底采用化学注浆或旋喷注浆法。13五、回灌回灌措施包括回灌井点、回灌砂井、回灌砂沟等。回灌井点：在降水井点与要保护的已有建（构）筑物之间打一排井点，在井点降水的同时，向土层中灌入一定数量的水，形成一道隔水帷幕，使井点降水的影响半径不超过回灌井点的范围，从而阻止回灌井点外侧的建（构）筑物下的地下水的流失。14回灌井点（砂井、砂沟）布置与降水井点的距离不宜小于6m间距：降水井点的间距和被保护物的平面布置回灌井点（砂井）宜进入稳定降水曲线面下1m，且位于

8、渗透性好的土层中，过滤管的长度应大于降水井点过滤管的长度。设置水位观测井回灌井点