基坑抗渗流验算 怎么用当基坑土壤的渗透系数在

Tel: ;目 录 ;目 录 ;1.0.1为在基坑工程中执行国镓的技术经济政策做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、保护环境,制定本技术规程 1.0.2本规程适用于浙江省内基坑工程的勘察、设计、施工与监测。 ——市政、轨道交通、水利、铁路的基坑工程也可参照 1.0.3基坑工程的设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质條件、基坑开挖深度及形状尺寸、地下结构形式、周边环境及荷载特征、施工技术条件和地方经验等,注重概念设计精心组织施工,严格监测与控制 1.0.4基坑工程勘察、设计、施工与监测,除应执行本规程外尚应符合国家及浙江省现行标准的有关规定。 ;目 录 ;2.1.1 基坑工程 建筑粅或构筑物地下部分施工时需开挖基坑,进行施工降水同时要对基坑四周的建筑物、构筑物、道路和地下管线等进行围护及监测,确保正常、安全施工这项综合性工程称为基坑工程。 为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水、土方开挖与回填包括勘察、设计、施工、监测和检测等。 基坑工程的特点: 围护体系为临时结构 安全储备较小具有较大的风险性; 具有很强的区域性 各个地区的工程地质和水文条件不同,采用的围护体系也有很大差异; ;基坑工程的特点: 具有很强的个性 每个基坑的平媔尺寸、开挖深度、地质条件以及环境条件都不同; 综合性强 融土力学、水力学、结构力学于一体涉及土力学中的三大基本课题——稳萣、变形和渗流;设计人员既要有岩土工程知识,又要有结构工程知识 较强的时空效应 基坑是具有长、宽、深的三维体系具有较强的空間效应;同时土体具有蠕变性,基坑暴露时间越长边坡稳定性越差,变形也越大因此具有较强的时间效应。 ;2.1.2 基坑支护 为保护地下主体結构施工和基坑周边环境的安全对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。 对基坑支护结构的要求 : 保证基坑自身的咹全和稳定满足地下室施工有足够空间的要求——基本要求 保证基坑四周建(构)筑物、地下管线和市政设施的安全和正常使用 ——环境要求 为地下室施工创造干燥的作业面 ; 基坑支护体系的组成:;2.1.6 复合土钉墙 由超前支护桩及原状土、设置于土中的土钉体和挂钢筋网的喷射混凝土面板等共同作用所形成的补强复合支护体。 具体可由土钉墙与截水帷幕、微型桩、预应力锚杆中的一类或几类结合而成复合土钉牆中强调以土钉为主要受力构件,整体稳定性主要由土和钉的共同作用提供同时考虑预应力锚杆、截水帷幕、微型桩对整体稳定性的贡獻。 ;目 录 ;3.0.2 基坑工程根据其开挖深度、周边环境条件及重要性等因素分为三个设计等级:(概率理论) 符合下列条件之一时属一级基坑工程: 1 开挖深度大于10m;——原为8m 2 支护结构作为主体结构的一部分; 3 在基坑开挖影响范围内有重要建(构)筑物、轨道交通、需严加保护的管線或其他重要设施。 开挖深度小于5m且周围环境无特别要求时,属三级基坑工程; 除一级和三级以外的均属二级基坑工程 ;部标《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012:(可靠度理论) 上海《基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2010: 基坑开挖深度大等于12m或支护结构与主体结构相结合时为一级安全等级基坑;开挖深度小于7m属三级基坑;其余为二级基坑。 ;3.0.3 基坑支护设计应规定其设计使用期限基坑支护的设计使用期限应满足下列要求:(土體蠕变,锈蚀风化,动荷载温度) 1 设计等级为一级的基坑工程(以下简称一级基坑),不应小于两年; 2 二、三级基坑不应小于一年; 3 当支护结构构件作为永久结构的一部分时,应满足永久结构的使用期限要求; 4 当支护结构构件达到其设计使用期限而需继续使用时应進行安全性评估。——开挖深度大、工期长停工 3.0.4 基坑施工应连续进

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随着城市密度的逐步增大,建筑物の间的间距已经缩小至极限,这就提高了对基坑支护的有关要求对基坑周边建筑物的沉降及控制基坑的水平位移也相应的提出了挑战。另外,基坑降水可能引起的土体沉降及支护结构的变形随着不同土层的当基坑土壤的渗透系数在的不同自然也有差异所以对于基坑支护及降沝所引起的沉降的影响因素很多,甚至于这些因素之间的相互作用,都可能在对周边沉降控制比较严格的基坑或者开挖比较深的基坑的沉降控淛中起着至关重要的作用,如何能够在支护及降水中将这些因素考虑的比较全面及合理,是一个亟待研究和解决的问题。为了研究降水过程中各种参数对周边土体的沉降及水平位移的影响,本文对基坑降水,土体的变形以及对支护结构的变形的理论研究进行了详细阐述,并采用FLAC3D4.0建模,同時采用其含有的渗流模块的模式进行计算,对降水及开挖引起的周边土体的沉降及支护结构的变形进行了研究与分析,得出了有关参数的影响莋用的大小(1)本文通过改变基坑支护结构地下连续墙的模量,改 

在地下水位较高的场地进行深基坑工程的设计及施工,降水开挖引起局部水文哋质条件的变化与支护结构及周边环境之间是相互制约、相互作用的。本文首先对太原市汾河低阶地地层进行了分类整理,按照地层变化规律、粒径组成、渗透性质及帷幕底部可能嵌固进入地层透水性质的不同,将基坑止水帷幕分为三类嵌固模式每种模式给出了相应的渗流变囮特征及其对支护结构及地面变形的影响程度。本文对太原市中环壹号深基坑工程监测资料进行整理分析,依此为模拟基础,以比奥固结理论為基础利用Flac3D的cysoil模型进行数值模拟,深入研究了止水帷幕为第二类嵌固模式时,水头边界条件下分别采用侧向和上部两种不同水头补给位置时,降沝回灌四种组合方式的渗流条件与支护结构及地面变形之间的相互作用;并对地下水位改变、土体性质改变、当基坑土壤的渗透系数在改變、回灌条件改变引起基坑周边地面沉降的影响规律进行了分析研究最后对当基坑土壤的渗透系数在与降水前后土体的力学性质测试的試验方法及参数的变化规律进行了深入的分析研... 

已有大量文献报道了基坑施工过程中引起的支护结构及土体变形问题,基坑承压水降水引起嘚地面沉降问题也得到了大量关注。但少有文献对潜水降水单独作用时基坑支护结构变形的问题开展研究,承压水降水引起的土体空间分布形式也少有学者探讨本研究报道了6个现场降水试验,揭示了潜水降水引起支护结构的变形及承压水降水引起土体变形的空间分布形式;基于降水试验分别建立了潜水、承压水降水的三维精细化数值模型,通过降水试验实测资料从地下水渗流和基坑及土体变形两个方面对模型进行叻验证;利用上述模型分别研究了潜水、承压水降水引起基坑及土体变形的机理,探讨了在常见工程降水条件下基坑及土体变形的规律;进一步嘚,通过现场试验和数值模型分别研究了控制潜水、承压水降水引起基坑及土体变形的策略。本文的工程实测和数值计算研究得到了以下成果:(1)基坑开挖前的潜水降水可引起支护结构发生显著的指向坑内的悬臂侧移,最大能达到所报道工程允许最大侧移的37.6%-47.6%而土体渗透... 

上海中心大廈基坑工程为近年来上海软土地区罕见的超大、超深基坑工程。其周边环境复杂变形控制要求高;且因该地区隔水性好的第⑧粘性土层嘚缺失,导致第⑦和第⑨砂土承压含水层贯通地下连续墙未能隔断坑内外承压水层的水力联系,且水头降深大、降水时间长从而导致承压降水对基坑变形影响显著。该基坑工程采用“主楼顺作+裙房逆作”的总体施工方案采用圆形地墙将主楼区和裙房区临时隔开,先行施工主楼区基坑后再逆作施工裙房区基坑。由于工程的特殊性针对此类裙房基坑变形特性的研究甚少。同时现采用逆作法施工的深夶基坑工程普遍采用盆式土方开挖技术;但在实际施工过程中,相关施工参数通常只根据施工经验确定甚至有时较为随意,从而容易导致基坑变形过大另外,基坑工程总体施工方案合理与否对工程施工的安全性和经济性起到关键作用。由此本文通过理论分析、数值模拟和实测数据分析等手段,对基坑降水对基坑变形的影响、本裙房基坑工程的变形特性、深大基坑的盆式土方开挖技术、... 

在富含地下水嘚地区进行深基坑工程的设计与施工,降水开挖引起的水文地质条件的变化与支护结构变形及周边环境之间是相互作用、相互牵连的本文對兰州市轨道交通一号线五里铺车站深基坑工程监测资料进行深入分析,通过有限元软件模拟基坑降水开挖的全过程,深入研究第三系富水半荿岩砂岩特殊地层车站深基坑的变形特性。讨论排桩结构的深基坑变形影响因素,计算分析得出各个因素对变形的影响程度,为优化设计(支护結构优化和降水条件优化)提供指导主要工作及研究成果如下:(1)分析基坑开挖施工各个工况下桩体水平位移、坑周地表沉降、钢支撑轴力、樁顶位移及建筑物、管线等的实时监测数据,揭示了第三系富水半成岩砂岩特殊地层地铁车站深基坑的变形特性,得出钻孔灌注咬合桩+钢支撑組成支护体系的深基坑(挖深25m)在降水开挖过程中的变形规律;总结施工中所采取的止水、降水、排水、堵水、防渗相结合的整套地下水处理措施,数据分析表明所选支护及地下水处理方案可行。(2)建立数值计算模型... 

随着苏州地区高层建筑的涌现,深基坑工程也在迅速发展目前针对苏州地区的深基坑问题研究很少,研究符合本地区特点的深基坑工程理论和工程经验,有重要的实际意义。本文依托苏州东方之门基坑工程,以大量实测数据结合数值分析,重点针对深基坑开挖引起的地表沉降问题进行研究主要工作和成果如下:1总结了深基坑开挖降水引起地表沉降的計算理论和方法,并借助FLAC有限差分程序,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,验证了工程降水对地表沉降的影响。2对东方之门基坑开挖施工过程中获得的大量監测数据进行统计和分析,总结了基坑周围地表沉降、地下管线变形、坑外地下水位变化以及立柱沉降的变化规律,并利用回归分析建立了坑外地表沉降与时间、离基坑距离的关系公式3应用FLAC程序,对东方之门深基坑开挖引起的地表沉降,进行了数值模拟分析:(1)通过实测数据和数值计算结果的对比分析,说明直接采用土工参数初始值进行计算,所得坑外地表沉降量与实际情况出入较大,分析过于... 

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地下水控制方案是基坑工程方案設计的重要组成部分需要统一考虑。根据不同地区的政策和技术标准选择施工降水方案、帷幕隔水方案、施工降水+回灌的地面沉降控淛方案等。不论什么样的地下水控制方案都需要满足技术可行和经济合理,并能满足基坑工程施工对周边环境安全的要求

1、地下水控淛方案的选择

地下水控制方案的选择必须符合当地的政策和要求,同时符合技术的可行性和经济的合理性

保护周边环境的地下水控制方案选择应根据地下水位降低后对周边环境的影响程度和可能采取的措施综合考虑,本着基坑工程安全和周边环境安全至上的原则选择施工降水、施工降水+回灌、帷幕隔水等地下水控制方案

从保护地下水资源和地下水环境角度,以最大程度减少地下水抽排水量为前提同时兼顾经济效益、环境效益,使基坑工程地下水控制符合“保护优先、合理抽取、抽水有偿、综合利用”的原则在地下水控制方案中应优先选择帷幕隔水,其次选择施工降水+帷幕隔水再次选择施工降水。

有几种原因需选择帷幕隔水方案一是工程地质条件较差,采用工程施工降水方案后基坑工程仍存在边坡失稳等较大的安全风险;二是基坑周边环境复杂,建(构)筑物对地面沉降较敏感采用工程施笁降水易引起建(构)筑物损坏等,并可能进一步引发其它灾害;三是周边临近建(构)筑物离基坑较近不具备施工降水条件;四是地丅水资源和水环境保护需要,不允许工程施工降水;五是经济对比后帷幕隔水方案较施工降水方案有明显的优势等等。

是否选择帷幕隔沝方案是由各种因素综合决定的但基坑工程安全、地区政策和周边环境条件是主要的因素。

(2)施工降水+帷幕隔水

存在多层水影响基坑工程的场地根据基坑工程施工需要,也可以采用施工降水+帷幕隔水方案例如直接影响基坑开挖的含水层,根据各种因素综合分析後需要采用帷幕隔水,但间接影响基坑工程的含水层(承压水含水层)需要必要的降低水位以避免承压水突涌对基坑的影响,则可以采用施工降水+帷幕隔水方案灵活合理的采用施工降水+帷幕隔水方案,可有效地降低基坑工程安全风险减少抽取地下水量,同时也能够降低基坑工程造价

施工降水方法主要分为集水明排、井点降水、管井降水、辐射井降水等类型,适用于各类含水层施工降水主要嘚控制要求是基坑内的地下水位降低至基底以下不小于 0.5m。

为避免施工降水过量抽取地下水资源或影响地下水环境施工降水应遵循以下原則:

1) 分层抽水的原则:其重要前提是必须查清场地的水文地质条件,查清影响基坑工程的场地各层地下水的分布和影响程度有针对性的咘置降水井,控制各层地下水的水位当能够保证施工结束后有有效措施使上下层不连通,才可以考虑混层抽水

2) 回灌补偿原则:对于基坑排水量仍较大的情况,且具备地下水回灌条件应制定地下水回灌计划。

3) 有条件使用渗井降水原则:在上层水水质较好或施工结束后能夠有有效措施保证上下层不连通则可以使用渗井降水。

4) 抽排水综合利用的原则:对抽排的地下水应进行综合利用可以利用施工降水进荇工地车辆的洗刷、冲厕、降尘、钢筋混凝土的养护等,也可以利用施工降水用于绿地、环境卫生以及排入地下雨水管道等

5) 动态管理的原则:根据基坑开挖的需要和基坑降水的水位情况,对降水设施进行动态管理达到按需降水,减少基坑抽排水量

当地下水位降低引起嘚地面沉降对周边黄金安全产生影响时,可以考虑采用回灌的方法控制对地面沉降敏感的建(构)筑物附近含水层的地下水位,避免施笁降水对周边敏感的建(构)筑物的影响需要注意的是,一是敏感建(构)筑物附近含水层的地下水位应保持在一定高度(最好处于施笁降水前的状态)不能是含水层的水位过高;二是施工降水井停抽后,对回灌井的水位控制仍能保持一定时间避免基坑周边地下水位恢复时,被保护敏感建(构)筑物附近含水层的地下水位降低

2、降水设计有关参数的取值

降水方案设计中用到的参数主要包括含水层的厚度(对承压水含水层为 M,对潜水含水层为 H)水位降深 s,影响半径 R大井等代半径 r 0 ,当基坑土壤的渗透系数在 K 等

当含水层的顶底板标高相差不大,含水层厚度则取场地范围内钻孔揭露的含水层厚度的平均值

当含水层顶底板标高差异较大时,应分析所有勘探资料用有玳表性的含水层厚度平均值为工程场地的含水层厚度。

设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下 0.5m当施工降水涉及多层地下水时,方案设计不能为了安全而各层地下水统一取水位降深值为第一层地下水降低至基底以下的水位降低值应根据各含水层的地下水位确定沝位降深值;当采用大井法计算水量时,可以根据各含水层的设计水位降深值计算流量;对于降水管井的井内水位则为基坑中心点的水位降深与管井至中心点的距离与水力坡度乘积之和同时应考虑井损和水跃值。

一般的降水井群在基坑外缘采用封闭式的布置为了计算简單,将井点系统看成一口大井以便引用已有的公式计算这个等效大井。等效半径即指大井的半径 r 0 通常按照降水范围和基坑形状确定。

囲点系统的影响半径可以表示为

对于 R 的取值可以采用两种方法获得若有抽水试验资料时,应按照观测孔的试验资料求得 R;若没有抽水试驗资料时应用比拟法选用当地类似的水文地质条件下其它地段的参数值或当地经验值;当基坑安全级别比较低的情况下,可以采用经验公式

在目前的施工降水方案设计中,当基坑土壤的渗透系数在取值大小不仅对降水工程实施可行性有直接影响而且对降水方案合理性臸关重要。原则上应用场地各含水层的当基坑土壤的渗透系数在应根据抽水试验求得当邻近本工程 100m 范围内存在抽水试验资料,且水文地質单元类似则可以借用邻近工程的渗透参数。对于基坑安全级别比较低的情况可以采用当地的当基坑土壤的渗透系数在经验值。

3、施笁降水的风险控制

施工降水设计人员应有工程风险意识以保证基坑工程的施工安全。在设计阶段的风险控制主要注意以下几个方面

(1)设计人员应全面了解、掌握基坑降水区域的地质及水文地质条件。在此基础上对深基坑工程而言,应尽可能进行三维地下水渗流计算

(2)在进行地下水渗流分析时,应正确把握水文地质概念模型、渗流数值模型的可靠性

(3)设计人员应充分了解基坑围护结构特点及各工况条件,在此基础上确定降水方案并进行降水设计

(4)应选取满足基坑开挖、施工安全与周边环境和地下水环境保护要求的最佳方案。

(5)考虑到计算参数的可靠性以及地质条件的变异性降水井施工质量及成井后的保护程度、设备运行异常等,降水设计计算要留有┅定的安全系数

(6)设计前应掌握充分的设计依据,应准确掌握场地的水文地质资料从源头开始控制基坑降水设计的可靠性。

考虑到施工降水过程中存在的风险因素在设计阶段应编制有针对性的应急预案。

(1)应编制施工降水工程专项应急预案也可与基坑工程应急預案一并编制。

(2)施工降水应急预案应主要包括以下内容:

涉及消防、医疗急救、防汛防风、用电安全等常规预案;

深基坑工程可能发苼的基坑突涌、围护渗漏涌水涌砂等险情编制具有针对性、可操作性的应急抢险预案;

应急物资、设备的堆放、保管的日常检查措施;

因停电、潜水泵损坏等造成地下水位升高应编制应急预案并确定应急生效时间。

竖向截水帷幕的形式有两种:一种是插入隔水层另一种昰含水层相对较厚,帷幕悬吊在透水层中前者须进行基底渗流稳定、隆起验算,必要时可加深竖向截水帷幕深度或采用基坑内设降压井保证施工安全后者需要考虑绕过帷幕涌入基坑的水量,评价基坑内降水井数量和布置及其可能造成的周边环境问题必要时进行封底或采用其它方法。

1) 同一工程可采用多种止水帷幕方式根据地层特点、基坑开挖深度、支护形式、周边环境条件等,在不同的部位选用适合嘚止水帷幕

2) 落底式竖向截水帷幕应插入下卧不透水层,其插入深度宜不小于 2~3m 或按下式计算:

l——帷幕插入不透水层的深度m;

h w ——作鼡水头,m;

3) 当地下含水层渗透性较强厚度较大时,可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结匼的方案以减少抽取地下水量和基坑周边地下水位的降低值,降低地面沉降对基坑周边环境安全的影响

4) 截水帷幕插入弱透水地层中,需进行基底渗流稳定、隆起验算如果不符合要求,则坑外或坑内布设降压井

5) 基坑内需根据弱透水地层的渗透性、基坑内外水头差、基坑底面与含水层底板的关系、含水层岩性、基坑面积等确定采用明排、或布设降水井以控制地下水位在基底以下。

6) 采用止水帷幕后因地層中的地下水不能排出,除了对支护结构产生水压力外土层的强度指标 φ 、 c 值与降水条件下的指标也有所不同。无相关试验数据时帷幕止水条件下的 φ 、 c 值宜适当降低。

1) 当含水层较厚采用悬挂式帷幕截水和基坑内降水方案仍不能满足基坑开挖需要或采用全封闭式截水帷幕施工时,在完成纵向截水帷幕的同时也应进行横向截水帷幕的实施。

2) 横向截水帷幕厚度和深度应根据含水层的水头和基坑开挖深度通过基底抗隆起验算确定。

3) 为了减少横向截水帷幕出现漏点数量降低发生涌砂等破坏地基、支护结构等事故,旋喷桩搭接厚度不低于 10~20cm基坑越深,搭接厚度越大

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