巖土工程滲流

《地下水滲流力學(xué)》補(bǔ)充：建筑工程中的滲流問(wèn)題2補(bǔ)充：建筑工程中的滲流問(wèn)題第一節(jié)地基處理工程中的滲流問(wèn)題第二節(jié)基坑防滲措施及滲流對(duì)基坑穩(wěn)定性和變形的影響第三節(jié)邊坡穩(wěn)定分析中有關(guān)滲流的幾個(gè)問(wèn)題第四節(jié)地下室抗浮問(wèn)題3第一節(jié)地基處理工程中的滲流問(wèn)題一、概述二、排水固結(jié)法原理4一、概述排水固結(jié)法可解決以下兩個(gè)問(wèn)題：(1)沉降問(wèn)題

使地基沉降在加載預(yù)壓期間大部或基本完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降差。(2)穩(wěn)定問(wèn)題

加速地基土的抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。5由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成。6排水系統(tǒng)改變地基原有的排水條件，增加孔隙水排水途徑，縮短排水時(shí)間。由水平排水砂墊層和豎向排水體構(gòu)成。當(dāng)軟土層較薄或土的滲透性較好而施工期較長(zhǎng)時(shí)，可僅在地面鋪設(shè)一定厚度的砂墊層，然后加載使地基土中的水豎向流入砂墊層而排出。當(dāng)工程遇到深厚的透水性很差的軟粘土層時(shí)，可在地基中設(shè)置砂井、塑料排水板，地面連以排水砂墊層，構(gòu)成排水系統(tǒng)。7插打塑料排水板豎向排水體8插打袋裝砂井9有砂墊層無(wú)砂墊層直連水平排水層10加壓系統(tǒng)增加固結(jié)作用的荷載，加速地基土固結(jié)。沒(méi)有加壓系統(tǒng)，孔隙中的水不會(huì)自然排出。不縮短土層的排水距離，孔隙中的水排不快。排水和加壓系統(tǒng)總是聯(lián)合起來(lái)考慮。常用方法：堆載、真空法、降低地下水位法和電滲法。堆載法施工控制要求高，易引起剪切破壞其余方法操作技術(shù)比較復(fù)雜。111213降水固結(jié)結(jié)14二、排水水固結(jié)法法原理有效應(yīng)力力原理土的變形形(壓縮)取決于有有效應(yīng)力力增大，，可通過(guò)過(guò)提高總應(yīng)應(yīng)力或降低孔壓壓兩種方法法實(shí)現(xiàn)。。排水固結(jié)結(jié)是加速沉降而非非減少沉降！軟粘土具具有可壓壓縮性，，兩個(gè)特特性是排排水固結(jié)結(jié)法的基基礎(chǔ)：①回彈遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于壓壓縮②壓縮引引起強(qiáng)度度增長(zhǎng)15提高總應(yīng)應(yīng)力或降降低孔壓壓的方法法堆載預(yù)壓壓：增加總應(yīng)應(yīng)力，同時(shí)增增加了孔孔壓；隨后后孔壓逐漸漸消散，有有效應(yīng)力力增加，，土體壓壓縮。真空預(yù)壓壓法和降降低地下下水位法法(土層內(nèi))：總應(yīng)力不變，降低邊界界孔壓，隨后土土層內(nèi)孔孔壓逐漸漸降低。降低地下下水位法法：（成層土土）總應(yīng)應(yīng)力基本不變變，降低土層層上下邊邊界的水水位，隨后土土層內(nèi)孔孔壓逐漸漸降低。電滲法：：總應(yīng)力不不變，在在電場(chǎng)作用用下水向向陰極流流動(dòng)排出出，降低了孔孔壓。16實(shí)際工程程使用的的方法常用的聯(lián)合方方法：堆載—降低地下水位位法堆載—真空預(yù)壓常用的排水通通道：砂井塑料排水板法法袋裝砂井17太沙基的一維維滲流固結(jié)理理論當(dāng)荷載面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓縮土土層的厚度時(shí)時(shí)，地基中的的孔隙水主要要沿豎向滲流流，此即為一一維固結(jié)問(wèn)題題?；仡櫽蒏.太沙基(Terzaghi)提出的一維固固結(jié)理論。土力學(xué)知識(shí)回回顧18z深度處的微單單元體dxdydz在dt時(shí)間內(nèi)水量Q的變化(減少)為：q:單位時(shí)間內(nèi)流流過(guò)單位水平平橫截面積的的水量。dt時(shí)間內(nèi)微單元元體內(nèi)孔隙體體積Vv的變化(減少)為：連續(xù)性條件土力學(xué)知識(shí)回回顧按連續(xù)性條件19根據(jù)側(cè)限條件件下孔隙比與與有效應(yīng)力關(guān)關(guān)系推導(dǎo)中利用了了在一維固結(jié)結(jié)過(guò)程中任一一點(diǎn)豎向總應(yīng)力不隨時(shí)時(shí)間而變的條件。根據(jù)達(dá)西定律律用超靜水頭和和超孔壓根據(jù)有效應(yīng)力力原理土力學(xué)知識(shí)回回顧20Cv：土的豎向固結(jié)結(jié)系數(shù)，cm2/年；m2/D；cm2/su：經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)深度z處的孔隙水壓壓力值，kPa；k：土的滲透系數(shù)數(shù)，cm/s或cm/年；m/Dγw：水的重度，kN/m3?；蛲亮W(xué)知識(shí)回回顧上述推導(dǎo)，可可由（3.2.17）式得到21總應(yīng)力可變的的情況當(dāng)總應(yīng)力突然然變化，等式式右端較小，，左端近似為為即孔壓增量與總總應(yīng)力增量相相等。這是基本假設(shè)“⑥外荷載是一一次在瞬間施施加的”的實(shí)際意義義。土力學(xué)知識(shí)回回顧22飽和粘性土地地基的滲流固固結(jié)過(guò)程(雙面排水)土力學(xué)知識(shí)回回顧23固結(jié)微分方程程的求解土力學(xué)知識(shí)回回顧初始孔壓線性性分布單面排水雙面排水雙面排水是兩兩個(gè)單面排水水的組合，滲徑減半。24固結(jié)微分方程程的求解土力學(xué)知識(shí)回回顧初始孔壓均勻勻分布單面排水雙面排水25固結(jié)度定義：土中某點(diǎn)處t時(shí)刻的變形量量與最終固結(jié)結(jié)變形量之比比，可通過(guò)孔壓消散表示。土中某點(diǎn)處的的固結(jié)度Uzt土力學(xué)知識(shí)回回顧平均固結(jié)度Ut簡(jiǎn)稱(chēng)“固結(jié)度”土中各點(diǎn)t時(shí)刻的壓縮量量平均值與最最終固結(jié)壓縮縮量之比（應(yīng)力圖中表現(xiàn)現(xiàn)為面積比）26平均固結(jié)度計(jì)計(jì)算公式（以單面排水水且初始孔壓壓均勻分布為為例）應(yīng)用最多的計(jì)計(jì)算公式平均固結(jié)度計(jì)計(jì)算公式單面排水初始始孔壓線性分分布土力學(xué)知識(shí)回回顧雙面排水、初初始孔壓線性性分布特點(diǎn)：①與α無(wú)關(guān)，②形式式上與單面排排水且初始孔孔壓均勻狀態(tài)態(tài)下相同，但但H取土層厚度的的一半。28手冊(cè)中常見(jiàn)的的圖表土力學(xué)知識(shí)回回顧29有豎向排水通道道的滲流計(jì)算算均勻布置砂井均勻布置砂井可看成多多井疊加多井疊加可看成在在隔水邊界內(nèi)內(nèi)單個(gè)井的鏡像疊加30均勻布置砂井的簡(jiǎn)化1）塑料排水板板按濕周簡(jiǎn)化化為砂井2）多邊形不透透水邊界按面面積簡(jiǎn)化為圓圓周31單個(gè)井的固結(jié)結(jié)度計(jì)算有兩種假設(shè)：：（1）自由應(yīng)變地表均布力，，完全柔性（2）等應(yīng)變地表完全剛性性，應(yīng)力重分配僅考慮向內(nèi)徑向排水水（按等應(yīng)變變）:固結(jié)度井徑比因子32單個(gè)井的固結(jié)結(jié)度計(jì)算考慮豎向和向內(nèi)徑向排水水（按等應(yīng)變變）:固結(jié)度井徑比因子實(shí)際工程還有有考慮很多因因素：①施工插板引起起的涂抹效應(yīng)應(yīng)；②淤堵問(wèn)題；；③大沉降引起起的彎折。33真空預(yù)壓施工工流程34探討：不同學(xué)派對(duì)對(duì)真空預(yù)壓法機(jī)理的解釋①等效荷載說(shuō)：：認(rèn)為抽真空相相當(dāng)于在地表表增加了相等等的荷載，按按地表加荷產(chǎn)產(chǎn)生的附加應(yīng)應(yīng)力計(jì)算地基基沉降；②降低地下水位說(shuō)：：將真空預(yù)壓法看看做降低地下下水位法，認(rèn)為抽真空會(huì)會(huì)導(dǎo)致水位下下降，存在非非飽和區(qū)域；水位降降低導(dǎo)致土體體壓縮固結(jié)。。③真空度傳遞說(shuō)說(shuō)：認(rèn)為抽氣（水水）使薄膜內(nèi)內(nèi)外形成壓差差（稱(chēng)為真空空度），真空空度通過(guò)排水水通道下傳，，使土中孔壓壓降低，形成成負(fù)的超靜孔孔壓，使土中中水排出；④絕對(duì)正壓說(shuō)：：雖然抽真空形形成負(fù)壓，實(shí)實(shí)際上是相對(duì)對(duì)當(dāng)?shù)卮髿鈮簤毫0，絕對(duì)壓力是是正值?？烧照粘０匆话銤B滲流理論分析析。必要時(shí)，，壓力按相對(duì)對(duì)于絕對(duì)大氣氣壓計(jì)，水、、土壓力均加加上p0。35我的觀點(diǎn)：“④絕對(duì)正壓說(shuō)”是正確的?！阿壅婵斩葌鬟f說(shuō)說(shuō)”道理沒(méi)錯(cuò)，但但提出的“真真空度”概念念不清，易混混淆。在分析析計(jì)算時(shí)將正正壓負(fù)壓分別別考慮，增加加不必要的工工作。“①等效荷載說(shuō)”是工程界的的說(shuō)法，理論論是錯(cuò)的，但但當(dāng)軟土層較較薄時(shí)，僅在在地基處理邊邊界區(qū)域與實(shí)實(shí)際不符。“②降低地下水位位說(shuō)”是錯(cuò)誤的。。錯(cuò)在“地下下水位”的定定義，該派學(xué)學(xué)者將地下水位定義義為壓力=0。有些試驗(yàn)針對(duì)水位位測(cè)量，證明明不存在飽和非飽飽和界限，水位一般位位于地表集水水管上下，不不需要特別考考慮。36水在不同壓力力狀態(tài)下的沸沸點(diǎn)對(duì)照表溫度℃壓強(qiáng)Pa溫度℃壓強(qiáng)Pa溫度℃壓強(qiáng)Pa溫度℃壓強(qiáng)Pa0610263361.05213612.27843636.42705.3283779.75414998.88047342.84813.3304242.35616505.38251315.86934.6324754.35818145.28455568.881073.2345319.66019918.48660115.1101227.9365940.86221838.28864941.3121402.6386619.56423904.79070110.9141598.5407375.46626144.59275593.8161817.2428199.36828557.79481446.7182063.8449100.67031157.49687672.8202328.54610085.87236943.99894298.9222643.84811160.47436957.0100101325242983.85012333.77640183.4

真空泵抽出的的是水與水蒸蒸氣的混合物（真空度>90kPa）真空泵數(shù)量和和功率達(dá)到一一定程度后，，再增加意義義不大37第二節(jié)基基坑防滲措施施及滲流對(duì)基基坑穩(wěn)定性和和變形的影響響一、基坑防滲滲措施二、滲流對(duì)基坑坑穩(wěn)定性和變變形的影響三、建筑基坑坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的的水壓力38一、基坑防滲滲措施(一)截滲方法簡(jiǎn)介介1.地下連續(xù)墻2.高壓噴射灌漿漿3.攪拌樁墻4.靜壓注漿(二)降水措施（第第5章有簡(jiǎn)要介紹紹）39(一)截滲方法簡(jiǎn)介介1.地下連續(xù)墻關(guān)鍵控制因素素：槽段接頭、墻墻底嵌入條件件40(一)截滲方法簡(jiǎn)介介2.高壓噴射灌漿漿包括旋噴、擺擺噴等類(lèi)型關(guān)鍵控制因素素：鉆孔垂直度、、噴射搭接、、墻底嵌入條條件41(一)截滲方法簡(jiǎn)介介3.攪拌樁墻關(guān)鍵控制因素素：鉆孔垂直度、搭接、墻底嵌入入條件42(一)截滲方法簡(jiǎn)介介4.靜壓注漿靜壓注漿目前在基基坑工程中應(yīng)應(yīng)用不多，主主要用于搶險(xiǎn)險(xiǎn)或有些用其其他常規(guī)方法法時(shí)施工機(jī)具具難以實(shí)施的的場(chǎng)合。主要方法有：：帷幕灌漿袖閥管灌漿雙液灌漿或或化學(xué)學(xué)灌漿43(二)降水措施（第第5章有簡(jiǎn)要介紹紹）44二、滲流對(duì)基基坑穩(wěn)定性和和變形的影響響（一）孔隙水水壓力對(duì)基坑坑穩(wěn)定性影響響（二）承壓水水引起的基底底隆起（突涌涌）（三）圍護(hù)基基坑的滲流穩(wěn)穩(wěn)定性45（一）孔隙水水壓力對(duì)基坑坑穩(wěn)定性影響響這是一個(gè)尚在在研究的課題題。開(kāi)挖為“卸荷荷”過(guò)程，開(kāi)開(kāi)挖時(shí)土體水水平總應(yīng)力減減為0，孔壓也減，，有可能為負(fù)負(fù)。因此剛暴露時(shí)時(shí)是穩(wěn)定的，，隨著孔壓消消散，穩(wěn)定性性降低。不能用一般非非穩(wěn)定滲流方程解決開(kāi)挖過(guò)程滲流流問(wèn)題。因?yàn)闉樵摲匠逃小啊皟H有z方向變形”的假定，這這里x方向有更大的的變形。46（二）承壓水水引起的基底底隆起（突涌涌）開(kāi)挖卸荷，使使基底重力小小于浮力，產(chǎn)產(chǎn)生基底隆起起。解決的辦法：：①截滲②減壓③基底加固47（三）圍護(hù)基基坑的滲流穩(wěn)穩(wěn)定性懸掛式圍護(hù)滲滲流分析，可可用阻力系數(shù)數(shù)法。最好用有限元元程序計(jì)算。。關(guān)鍵是插入深深度，滲徑。。4849三、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水水壓力（一）影響支支護(hù)結(jié)構(gòu)上水水土壓力因素素（二）國(guó)內(nèi)關(guān)關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)上水壓力的的計(jì)算這個(gè)問(wèn)題仍是是有待研究的的問(wèn)題：1、原則上應(yīng)該該水土分算；；2、水應(yīng)該通通過(guò)滲流分分析而不是是簡(jiǎn)單假定定來(lái)確定；；3、土壓力的的算法用于于基坑與實(shí)實(shí)際有相當(dāng)當(dāng)距離，要要進(jìn)一步研研究；4、在軟粘土土情況，用用合算影響響不大。第三節(jié)邊邊坡穩(wěn)定定分析中有有關(guān)滲流的的幾個(gè)問(wèn)題題一、問(wèn)題的的提起二、瑞典條條分法計(jì)算算中滲流影響問(wèn)題探討三、水位驟驟降滲流場(chǎng)場(chǎng)的計(jì)算四、結(jié)論一、問(wèn)題的的提起1、邊坡穩(wěn)定定與滲流密密切相關(guān)2、瑞典條分分法計(jì)算中中的考慮滲滲流影響的的相關(guān)問(wèn)題題3、滲流場(chǎng)的的計(jì)算：①穩(wěn)定滲滲流；②驟降問(wèn)問(wèn)題；③降雨入入滲問(wèn)題1、邊坡穩(wěn)定定與滲流密密切相關(guān)大多數(shù)邊坡坡滑坡是在在強(qiáng)降雨或或坡腳水位位驟降時(shí)發(fā)發(fā)生。滲流對(duì)邊坡坡穩(wěn)定的影影響：①滲透力以以體積力的的形式作用用與坡體；；②孔壓增大大，降低有有效應(yīng)力使使抗剪能力力下降；③土體泡水水強(qiáng)度下降降；④土體重度度增加。暴雨引起滑滑坡05年105國(guó)道特大暴雨后后，40公里100多處滑坡98年錦江水庫(kù)庫(kù)左壩頭特大暴雨后后，山體滑滑坡626mm/24h1180mm/3d2、瑞典條分分法計(jì)算中中的考慮滲滲流影響的的相關(guān)問(wèn)題題計(jì)算公式有有3類(lèi)：（1）一般方法見(jiàn)于大多數(shù)數(shù)教科書(shū)及及規(guī)范誤差較大，，結(jié)果偏小可達(dá)60%甚至更多（2）浮重方法法（替代重重度法）誤差較小，，但理論不不完善。（3）考慮滲透透力，在分分母上多出出一個(gè)附加加項(xiàng)2、瑞典條分分法計(jì)算中中的考慮滲滲流影響的的相關(guān)問(wèn)題題還有其他方方法：（4）考慮滲透透力的有限限元單元集集合（毛昶熙等等）二、瑞典條條分法計(jì)算算中的滲流流影響問(wèn)題題的探討1、條分法滑滑動(dòng)力矩部部分2、條分法中中抗滑力矩矩部分3、幾個(gè)公式式或方法的的比較1、條分法滑滑動(dòng)力矩部部分以有效重度和和滲透力形形式，采用積分分方法推導(dǎo)導(dǎo)的土條滑滑動(dòng)力矩。。土條所受滑滑動(dòng)力矩用用積分關(guān)系系表達(dá)如下下：式中：γ為土條的天天然重度，，γ’為土條的浮浮重度，γw為水的重度度，Jx為土條單元元水平方向向的滲透坡坡降，Jz為土條單元元垂直方向向的滲透坡坡降。經(jīng)推導(dǎo)可得得到：土條滑動(dòng)力力矩轉(zhuǎn)化為為總應(yīng)力與土土條側(cè)面水水壓力作用用的形式。推導(dǎo)過(guò)程用用到條底孔孔壓合力通通過(guò)圓心的的條件。推導(dǎo)還忽略略了用有限限寬度土條條導(dǎo)致的誤誤差量：該項(xiàng)約與土土條寬度的的3次方成正比比。當(dāng)土條條變窄時(shí)，，會(huì)迅速減減小。按照瑞典條條分法的定定義，將所所有土條的的滑動(dòng)力矩矩加起來(lái)即即得由圓弧弧劃定的土土體整體滑滑動(dòng)力矩。。一般情況下下，左邊（（i=1）、右邊（（i=n）的土條已已退化為三三角形，變?yōu)槿鸬錀l條分法的分分母形式。。若被水淹沒(méi)沒(méi)，則為水水壓力對(duì)圓圓心的力矩矩。（三種處理方方法）2、條分法中中抗滑力矩矩部分以有效重度和和滲透力形形式，采用積分分方法推導(dǎo)導(dǎo)的土條抗抗滑力矩。?？够赜捎伤型翖l條底面達(dá)到到抗剪強(qiáng)度度所需的力力Ti對(duì)圓心的力力矩組成，，由于底面面是圓弧的的切線，力力臂都是半半徑R，故只須求求Ti。展開(kāi)積分可可得其中Fwli、Fwri分別表示土土條左、右右側(cè)水壓力力的合力。。與通常瑞典典法公式比比，Ni多了即增加了條條間力（盡盡管是水））條間力是否否要考慮？？傳統(tǒng)瑞典法法不考慮條條間力但由于水壓壓力存在，，總應(yīng)力至至少應(yīng)不小小于水壓力力才能保證有效應(yīng)應(yīng)力非負(fù)（（不出現(xiàn)拉拉應(yīng)力）盡管但由于它們還還要乘以不能簡(jiǎn)單地抵消消加上條間水水壓力，得得到我們建建議的改進(jìn)進(jìn)公式3、與幾個(gè)公公式或方法法的比較（1）與傳統(tǒng)瑞瑞典法公式式比較兩者分母實(shí)實(shí)際是相同同的。可以證明明，在均質(zhì)質(zhì)土條件下下，當(dāng)土條條數(shù)增大（（條寬變小?。?，分子子的差值趨趨向：S為浸潤(rùn)線與與圓弧包圍圍的區(qū)域面面積，為該區(qū)域孔孔壓的平均均值。省略略該項(xiàng)使計(jì)計(jì)算的安全全系數(shù)偏小小。當(dāng)孔壓較大或圓弧在浸潤(rùn)潤(rùn)線以下的的面積較大大時(shí)，誤差很大大，有時(shí)甚甚至出現(xiàn)負(fù)負(fù)值。（2）與浮重方方法公式比比較兩者分母實(shí)實(shí)際是相同同的?？梢宰C明明靜水情況況兩式相等等。非靜水水時(shí)較復(fù)雜雜，若Jx為常數(shù)，則則可證明當(dāng)當(dāng)土條數(shù)增增大，浮重重方法分子子的忽略量量值趨向：：即浮重方法法忽略的是是個(gè)負(fù)值，，因此得到到的抗滑力力矩偏大，，安全系數(shù)數(shù)偏大，偏偏于不安全全（實(shí)際計(jì)計(jì)算偏大不不是很多））。（3）與考慮滲透力力的有限元元單元集合合（毛昶熙熙等）方法公式比比較公式中求和和定義不同同，前一式式為有限元元的單元，，后者為土土條。若單單元尺寸較較小，可以證明兩兩式的分子子相等。分分母多了一一項(xiàng)附加項(xiàng)項(xiàng)α為單元重心心正下方滑滑動(dòng)面上交交點(diǎn)的半徑徑與鉛垂線線所成的角角度該項(xiàng)是人為為加入的，，不計(jì)此項(xiàng)項(xiàng)則兩式是是相同的。。算例（陳祖煜））圓弧中心角（°）條底孔壓方法（Kc）浮重方法（Kr）本文方法（Ks）畢肖普法（Kb）孔壓系數(shù)1181.7242.1322.0622.0980.65951.8302.0962.0242.0660.59811.9512.1492.0772.1020.56712.0522.2192.1472.1860.54632.1542.3002.2282.2390.52坡度為1：3的均質(zhì)邊坡坡，坡高為為27m，c＝5×9.8kN/m2，φ＝35度，γ＝1.7×9.8kN/m3，k＝0.1cm/s三、水位驟驟降滲流場(chǎng)場(chǎng)的計(jì)算1、瞬態(tài)總應(yīng)應(yīng)力變化與與孔壓關(guān)系系2、水位驟降降引起孔壓壓變化簡(jiǎn)化化計(jì)算方法法3、試驗(yàn)驗(yàn)證證孔壓4、程序計(jì)算算1、瞬態(tài)總應(yīng)應(yīng)力變化與與孔壓關(guān)系系水位驟降，，導(dǎo)致坡體體總應(yīng)力變變化按平面應(yīng)變變條件，由由廣義虎克定律可推得瞬態(tài)態(tài)總應(yīng)力變變化與孔壓壓關(guān)系：可將水位降降低看成坡坡面移去一一個(gè)梯形荷荷載?？讐河?jì)算公式式均布荷載三角形荷載載兩項(xiàng)合并得得試驗(yàn)驗(yàn)證孔壓基坑開(kāi)挖面面臨相似的的問(wèn)題等勢(shì)線72第四節(jié)地地下室抗抗浮問(wèn)題一、問(wèn)題的的提出二、地下結(jié)結(jié)構(gòu)浮力分分析方法簡(jiǎn)簡(jiǎn)介三、可控減減壓技術(shù)的的研究四、工程應(yīng)應(yīng)用實(shí)例73一、問(wèn)題的的提出1.1地下結(jié)構(gòu)抗抗浮需求的的變化1.2當(dāng)前常用抗抗浮措施1.3疏導(dǎo)方法需需要解決的的問(wèn)題741.1地下結(jié)構(gòu)抗抗浮需求的的變化早期建筑很很少設(shè)地下下室沒(méi)有抗浮問(wèn)問(wèn)題751.1地下結(jié)構(gòu)抗抗浮需求的的變化地下室利用用率很低抗浮問(wèn)題不不突出761.1地下結(jié)構(gòu)抗抗浮需求的的變化由開(kāi)發(fā)商主主導(dǎo)，以充充分利用土土地資源為為目標(biāo)，近近期小區(qū)開(kāi)開(kāi)發(fā)應(yīng)用越越來(lái)越多。。在沒(méi)有上部部結(jié)構(gòu)范圍圍，抗浮成成為突出問(wèn)問(wèn)題771.1地下結(jié)構(gòu)抗抗浮需求的的變化由政府主導(dǎo)導(dǎo)，有規(guī)劃劃地成片開(kāi)開(kāi)發(fā)。將交交通、商業(yè)業(yè)、停車(chē)有有機(jī)的結(jié)合合，形成地地下街、地地下廣場(chǎng)甚甚至是地下下城。地下綜合體體，地下城城抗浮成為關(guān)關(guān)鍵問(wèn)題781.2當(dāng)前常用抗抗浮措施1、增大結(jié)構(gòu)構(gòu)抗浮能力力：抗拔樁；錨錨桿、錨索索；結(jié)構(gòu)配筋加加強(qiáng)……2、減低上浮浮力：截滲（防滲滲墻）減壓疏導(dǎo)（（減壓井、、排水層））791.3減低上浮力力方法需要要解決的問(wèn)問(wèn)題1、正確分析析水壓作用用力：水壓計(jì)算截滲、減壓壓效果及對(duì)對(duì)環(huán)境影響響的評(píng)估2、合適的工工程措施：：穩(wěn)定性耐久（可維維修）性經(jīng)濟(jì)性應(yīng)急預(yù)案80二、地下結(jié)結(jié)構(gòu)浮力分分析方法簡(jiǎn)簡(jiǎn)介2.1南方地域地地下結(jié)構(gòu)所所受浮力的的典型類(lèi)型型2.2結(jié)構(gòu)受水壓壓力荷載的的特點(diǎn)2.3浮力計(jì)算的的常用方法法812.1南方地域地地下結(jié)構(gòu)所所受浮力的的典型類(lèi)型型1.平地大型地地下室最高水位一一般在地面面附近，表表現(xiàn)為靜水水壓力2.坡地、階梯梯型地下室室與地形密切切相關(guān)，屬屬于滲流運(yùn)運(yùn)動(dòng)影響的的水壓力分分布。植被被好的地區(qū)區(qū)水位較穩(wěn)穩(wěn)定，雨季季、旱季有有變化，但但不大。3.受汛期影響區(qū)區(qū)域的地下室室一般位于堤防防保護(hù)的低地地范圍，平時(shí)時(shí)水位較低，，洪水來(lái)臨水水壓力迅速上上升，高于地地面821.平地大型地下下室最高水位一般般在地面附近近，表現(xiàn)為靜靜水壓力，也也有部分為承承壓水。832.坡地、階梯型型地下室與地形密切相相關(guān)，屬于滲滲流運(yùn)動(dòng)影響響的水壓力分分布。植被好好的地區(qū)水位位較穩(wěn)定，雨雨季、旱季有有變化，但不不大。843.受汛期影響區(qū)區(qū)域的地下室室一般位于堤防防保護(hù)的低地地范圍，平時(shí)時(shí)水位較低，，洪水來(lái)臨水水壓力迅速上上升，高于地地面。建一層地下室室。地面高程4.0m，北江平時(shí)水水位0.5~1.5m，警戒水位8.0m，百年一遇水水位12.5m。852.2結(jié)構(gòu)受水壓力力荷載的特點(diǎn)點(diǎn)受結(jié)構(gòu)本身、、土層、截滲滲結(jié)構(gòu)之間的的相對(duì)滲透能能力大小控制制，最不透水的分分壓最大流量不大但壓壓力大成層土中有可可能為承壓水水均質(zhì)土粘性土砂層靜水壓力承壓水透水或減壓截滲結(jié)構(gòu)在底底板透水或減減壓時(shí)才能發(fā)發(fā)揮作用86結(jié)構(gòu)與砂層間間有相對(duì)弱透透水層：底板不透水時(shí)時(shí)，相對(duì)弱透透水層按靜水水壓力分布，，上下水壓力力差：wd；底板透水時(shí)，，相對(duì)弱透水水層承擔(dān)大部部分壓力；底面透水，相相對(duì)弱透水層層下方也減壓壓，截滲結(jié)構(gòu)構(gòu)承擔(dān)大部分分壓力。砂層粘性土d87基坑和泵站實(shí)實(shí)例中見(jiàn)到的的現(xiàn)象中山新城商業(yè)業(yè)中心基坑礫砂淤泥花斑色粘土淤淤泥質(zhì)粘粘土鉆孔樁+鋼支撐高壓擺噴止水墻，墻底底進(jìn)入殘積層層0.5m，墻頂至礫砂層層上1.0m。88局部擊穿、涌涌水時(shí)滲流有有限元計(jì)算結(jié)結(jié)果89穩(wěn)定滲流有限限元計(jì)算結(jié)果果基坑底土層完完好時(shí)，承受受大部分水壓壓（分壓超過(guò)過(guò)50%），局部擊穿穿后，水頭差差幾乎全部由由高噴墻承擔(dān)擔(dān)。局部擊穿、涌涌水基坑底土層完完好9091某泵站進(jìn)水前前池事故及處處理設(shè)計(jì)意圖：用用4~6m厚的高壓旋噴噴加固體承擔(dān)擔(dān)5~6m水頭差荷載實(shí)際上由0.4m厚混凝土板承承受9208年6月十年一遇洪洪水出險(xiǎn)。討論的處理方方案：1、加蓋封閉（（配重）2、57根抗拔樁；3、609根錨桿我們的方案：：32個(gè)減壓井施工期強(qiáng)抽水水，運(yùn)行期自自流排水93施工期強(qiáng)抽水水942.3浮力計(jì)算的常常用方法1、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)方方法平地地下室常常常采用，按按靜水壓力計(jì)計(jì)算，水位按按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或或統(tǒng)計(jì)資料。。2、簡(jiǎn)化計(jì)算方方法——改進(jìn)阻力系數(shù)數(shù)法坡地階梯形地地下室可用，，是借用水閘閘揚(yáng)壓力計(jì)算算方法3、數(shù)值方法有限元方法。。這是我們十十幾年重點(diǎn)研研究的內(nèi)容95坡地階梯形地地下室可用，，是借用水閘閘揚(yáng)壓力計(jì)算算方法，但在在結(jié)構(gòu)上下游游處，由承壓壓水變?yōu)闈撍?，需要修正正?、簡(jiǎn)化計(jì)算方方法——利用改進(jìn)阻力力系數(shù)法96有限元方法簡(jiǎn)簡(jiǎn)介多層強(qiáng)透水地地基滲流計(jì)算算的應(yīng)用研究究水平面滲流有有限元計(jì)算中中減壓井點(diǎn)處處理北江大堤石角角段減壓井試試驗(yàn)研究解決了井的計(jì)計(jì)算問(wèn)題有限元一般來(lái)來(lái)說(shuō)是成熟的的方法，有很很多商用軟件件。對(duì)于成層土、、大區(qū)域、復(fù)復(fù)雜地形（水水面、高地））、減壓井等等沒(méi)有很好的的解決。多年來(lái)一直在在開(kāi)發(fā)研究。。97三、可控減壓壓技術(shù)的研究究3.1可控減壓的基基本思路3.2其他行業(yè)減壓壓抗浮的應(yīng)用用3.3可控減壓井工工藝及其原理理983.1可控減壓的基基本思路1、截滲與減壓壓結(jié)合2、減壓井自流流控制3、正確分析水水壓作用力：：水壓計(jì)算、減減壓效果評(píng)估估、環(huán)境影響響評(píng)估4、合適的工程程措施：穩(wěn)定性、耐久久（可維修））性、應(yīng)急預(yù)預(yù)案、經(jīng)濟(jì)性性993.2已有減壓抗浮浮方法的應(yīng)用用1、干船塢的減減壓方法；2、水閘減壓方方法3、解決浸沒(méi)問(wèn)問(wèn)題中的減壓壓井4、基坑減壓抗抗突涌1001、干船塢的減減壓方法1012、水閘減壓方方法施工期運(yùn)行期1023、解決潮州城城區(qū)浸沒(méi)問(wèn)題題中的減壓井井潮州供水樞紐紐，水庫(kù)水位位10.5m，高于城區(qū)地地面，用68個(gè)減壓井，將將城區(qū)水位降降到地面以下下。103潮州供水樞紐紐西溪電站廠廠房基坑基礎(chǔ)下方深厚厚強(qiáng)透水層，，廠房旁建在在軟土上的水水閘，常規(guī)封封底方法造價(jià)價(jià)極高4、基坑減壓抗抗突涌104基坑寬36m，長(zhǎng)161.75m，采用內(nèi)撐式地地下連續(xù)墻支支護(hù)105采用減壓井結(jié)結(jié)合深槽處旋旋噴樁封底，，該方案采用用減壓井自流流減壓，對(duì)機(jī)機(jī)電依賴(lài)小，，減壓水頭小小，且僅當(dāng)開(kāi)開(kāi)挖至較深處處才達(dá)到最大大減壓值，對(duì)對(duì)水閘影響小小。106107開(kāi)挖到第三層層底面108四、工程應(yīng)用用實(shí)例4.1實(shí)例一：保利利國(guó)際——平地大型地下下室4.2實(shí)例二：竣和和小區(qū)——坡地大型地下下室4.3實(shí)例三：海印印大旺——汛期影響區(qū)域域地下室1094.1實(shí)例一：保利世界貿(mào)易易中心——平地大型地下下室兩層地下室，，地下室平面面基本呈矩形形，長(zhǎng)約335m，寬約223m。建筑0.00為高程9.20m，地面高程8.00m，地下室底板板底高程為-2.80m。110地下室抗浮分分析，主要內(nèi)內(nèi)容：(1)地下連續(xù)墻滲滲透狀況分析析：統(tǒng)計(jì)抽水水量；實(shí)測(cè)連連續(xù)墻漏水通通道(2)依據(jù)場(chǎng)地抽水水量，并參考考地下連續(xù)墻墻的滲漏情況況，反算得到到場(chǎng)地砂層的的滲透系數(shù)等等參數(shù)；(3)對(duì)地下下室施施工完完畢的的情況況進(jìn)行行滲流流計(jì)算算預(yù)測(cè)測(cè)分析析，提提出可可能的的降水水方案案，并并提供供各種種降水水方案案中場(chǎng)場(chǎng)地的的滲流流量及及地下下室底底板壓壓力。。111地質(zhì)條條件及及周邊邊環(huán)境境（1）人工工填土土層：：主要要為雜雜填土土，局局部為為素填填土，，厚度度1.50～6.20m，平均均3.72m。（2）第四四系海海陸交交互相相沉積積層：：1、淤泥泥質(zhì)土土：層層厚0.60～6.40m，平均均2.43m。2、粉、、細(xì)砂砂：層層厚1..30～11.30m，平均均5.86m。3、中、、粗砂砂：層層厚1.30～6.30m，平均均4.06m。4、粗砂砂、礫礫砂：：層厚厚1.60～8.70m，平均均5.07m。（3）殘積積層：：層厚厚1.20～4.50m，平均均5.07m。（4）白堊堊系碎碎屑沉沉積巖巖：劃劃分為為全風(fēng)風(fēng)化巖巖帶、、強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化巖巖帶、、中風(fēng)風(fēng)化巖巖帶、、微風(fēng)風(fēng)化巖巖帶。。本工程程的地地質(zhì)情情況為為砂層層下基基本直直接為為強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化巖巖層，，缺失失中間間粘土土層。。112滲透系系數(shù)砂砂層一一般為為5.0×10-2cm/s，防滲滲墻為為2.0×10-6cm/s，強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化巖巖層為為1.0×10-3～1.0×10-5cm/s，強(qiáng)風(fēng)化化巖層層與防防滲墻墻對(duì)比比滲透透系數(shù)數(shù)相差差兩個(gè)個(gè)量級(jí)級(jí)，強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化化巖層層仍可可視為為透水水層；；同時(shí)時(shí)防滲滲墻進(jìn)進(jìn)入強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化化巖深深度很很少，，設(shè)計(jì)計(jì)要求求為1.5m，防滲滲墻底底必然然存在在繞滲滲情況況。另另外，，某些些地段段砂層層下直直接為為中風(fēng)風(fēng)化巖巖層，，由于于施工工工藝藝的局局限，，防滲滲墻底底與巖巖層之之間也也可能能存在在滲流流通道道。113通過(guò)分分析連連續(xù)墻墻施工工記錄錄、自自然電電位法法測(cè)試試，圈圈出滲滲漏通通道：：48小時(shí)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)場(chǎng)場(chǎng)地抽抽水量量：2120m3/d114挖樁施施工期期間的的滲流流場(chǎng)計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果115減壓井井布置置方案案一：：15口井，，井口口高程程為-3.5m（實(shí)際際分析析了-3.5~+1m多種））116減壓井井布置置方案案一：（15口井井井口高高程為為-3.5m）底板板底水水頭計(jì)算單單日出出水量量約1700m3/d底板底底高程程為-2.80m117減壓井井結(jié)構(gòu)構(gòu)剖面面圖減壓井井特點(diǎn)點(diǎn)：1、無(wú)砂砂砼井井管，，可維維修。。2、井口口高程程控制制水位位，自自流。。3、井與與井間間聯(lián)通通，降降低設(shè)設(shè)備依依賴(lài)。。4、井蓋蓋與地地下室室相通通，避避免斷斷電風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。。1184.2實(shí)例二二：竣竣和小小區(qū)——坡地大大型地地下室室1.1.場(chǎng)地地地形場(chǎng)地三三面環(huán)環(huán)山，，山頂頂高程程約為為80m至100米，地地處谷谷地，，其低低處高高程約約為34.5m，基本本為南南西——北東走走向。。由于三三面環(huán)環(huán)山，，場(chǎng)地地集雨雨面積積大，，地下下水豐豐富。。豐富富地下下水向向場(chǎng)地地匯集集，