A05第五章地下水讲解.ppt

Soil name K(cm/s) Soil name K(cm/s) Gravel sand 砾砂 6.0×10-2~1.8×10-1 Loess 黄土 3.0×10-4~6.0×10-4 Coarse sand 粗砂 2.4×10-2~6.0×10-2 (1--10 m/d) Clay silt 粘质粉土 6.0×10-5~6.0×10-4 Middle sand 6.0×10-3~2.4×10-2 Silt clay 粉质粘土 1.2×10-6~6.0×10-5 Fine sand 细砂 6.0×10-4~1.2×10-3 Clay 粘土 ＜1.2×10-6 (＜0.001 m/d) Silt sand 粉砂 6.0×10-4~1.2×10-3 表5.4 渗透系数参考值 5.3.5地下水与工程 Groundwater and engineering 从工程角度研究地下水，主要是水的质、量与水环境、力及地下水引起的环境问题。 Example 1北京地下水位变化与开采量的关系 1960年以前，人工开采量很小，地下水位较高，动态受自然因素影响。1960~1970年，开采量增加，水位缓慢下降，1962年起，东部形成水位降落漏斗。1971~1979年，开采量急速增加，下降速度快，漏斗范围扩大，观测孔中出现历年水位最低值。1980~1985年，连年干旱，超采更严重，出现历年水位最低值。1985年以后，北京开展水资源管理，开采得到一定控制，水位变化趋势平稳，出现上升趋势。1988年后，开采相对减小，水位升幅较快。1992年以来，又处于超采状态，水位不同程度下降。1995、10~1997、11官厅水库大体上分三个阶段的连续大规模放水（向永定河），地下水侧向补给，研究区近50年来最显著的一次人为因素对地下水位的强烈干扰，引起地下水位大幅升高。 地下水的赋存状态对工程建设的影响： 在基础埋深范围内，对抗浮设计与基坑支护工程有直接影响； 在受压范围内，水压力分布状态对工程分析有直接影响 。 Example 2 国家大剧院的技术难题 国家大剧院是由法国建筑师设计的椭圆型蛋壳，2004年底投入使用，可容纳5500名观众，耗资26亿，位于北京西长安街路南，紧邻人民大会堂西侧。 (1)如何让人民大会堂不受施工影响 剧院地基深26~32米，降水形成“尖顶斗笠”，会引起人民大会堂沉降，地基下陷，严重者，导致该国家标志性建筑出现裂缝，是绝对不允许的。解决办法，用混凝土从最高地下水位直到地下40米处密封的地下隔水墙，形成“小口水桶”。 (2)国家大剧院如何不当“水上漂” 剧院地基下地下水的浮力能让重量33万吨的物体变成水上漂。充分利用剧院自身的重量，然后回填砂石。 5.3.5.1 地基沉降settlement /subsidence 地下水位降低，造成软土地基沉降Lowering of groundwater table causes the settlement of soft ground foundation. 在松散沉积层中进行深基础施工时，往往需要人工降低地下水位；若降水不当，会使周围地基土层产生固结沉降，轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降，重者使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，导致建筑物开裂和危及安全。抽水时会将软土层中的粘粒、粉粒甚至细砂等细小土颗粒随同地下水一起带出地面，使周围地面土层很快产生不均匀沉降，造成地面建筑物和地下管线不同程度的损坏。 降水漏斗范围内的软土层会发生渗透固结而造成地基土沉降。而且，由于土层的不均匀性和边界条件的复杂性，降水漏斗往往是不对称的，因而使周围建筑物或地下管线产生不均匀沉降，甚至开裂。 两个因素Two factors: construction; consolidation. 5.3.5.2流砂、流土破坏seepage failure 渗透力（动水压力）是岩土中一些颗粒发生移动，从而引起岩土变形和破坏，即为渗透变形。一般发生在无粘性土和亚砂土中。 流砂Quick sand (/flowing sand) 是地下水自下而上渗流时土体产生流动的现象，是一定体积的土体同时发生移动的现象，一般发生在均质细砂、粉砂、粉质粘土层中，可使土体完全丧失强度。它与地下水的动水压力有密切关系，当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时，就会产生流砂。 处理流砂方法：降水，打板桩，冻结，水下挖掘，化学加固，爆炸法，加重法，抛大块石，桩基穿过流沙 基坑突涌Pipin