土木工程地质结课论文 下载本文

在膨胀土地区,地下水多为上层滞水或裂隙水,随着季节水位的变化,可使膨胀土产生不均匀的胀缩变形,而当地下水位变化频繁或变化幅度较大时,不仅土的膨胀收缩变形往复,而且胀缩幅度也大,建筑物升裂、变形而破坏。

在寒冷地区,地下水位升高,由于冻结作用,土中的水分往往向冻结区迁移和集聚,冰冻形成冰夹层或冰锥等,使地基土产生冻胀,地面隆起,使建筑物开裂破坏。此外,土体在冻结状态时虽具有较高的强度和较低的压缩性,但当温度升高土解冻后,其抗压和抗剪强度就会大大降低,对于含水率很大的土体,融化后的黏聚力约为冻土时的十分之一。

此外,地下水位的下降同样会给工程造成危害,如由于过量开采地下水引起水位下降,造成水中孔隙水压力减小,有效应力增大,土层压缩量增大,造成地面沉降或塌陷,导致房屋开裂、井管上拔,地下铁路错开等问题。

由此可见,地下水对地基承载力、变形和地基稳定等均会产生不利影响,对此必须予以高度重视,工程地质勘察不仅要重视水文地质参数的测定,还应注意收集与整理区域性水位动态变化资料,建立区域性水文地质资料数据库,对建筑物范围内的地下水位变化规律进行定量分析,做好地下水位的预测、预报工作。 七、地下水对基础工程施工的影响 1.渗流

渗流对坝基、边坡、地下工程等均有直接或潜在的破坏作用,容易

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产生流砂、管涌等,往往对工程造成严重影响。 2.边坡工程

地下水是影响边坡稳定性的重要因素。许多滑坡都与地下水的租用有关,如著名的长江鸡爪子滑坡、甘肃的洒勒山滑坡等都与地下水的活动有关。

3. 基坑工程

基坑工程一般位于地下水位以下,地下水问题比较突出,地下水对基坑工程的主要影响有:(1)恶化基坑开挖施工的条件。地下水流入基坑,淹没工作面,将严重影响开挖施工的质量和效率,同时坑内排水会造成基坑周围地面沉降、变形,导致周围建筑物下降、变形、开裂、倾斜等破坏。(2)造成流砂、管涌等不良现象。在颗粒细小的非粘土中开挖基坑,由于坑内外产生水头差,导致地下水向坑内渗流,甚至产生流砂、管涌等破坏作用,严重威胁基坑工程及其周围建筑物的安全。(3)软化基坑周围的土质,降低坑壁,坑底岩土体的强度,产生侧壁变形、底鼓等。对于放坡开挖的基坑,由于谁对边坡土体的软化及渗流作用,还会造成边坡塌陷、滑坡等事故。(4)造成基坑突涌。当基坑下都有承压水时,开挖基坑减小了含水层的上覆隔水层厚度。(5)增大支护结构上的压力。由于地下水的存在,设计挡土止水结构上的水土压力增大,相应的增加基坑支护的费用和施工难度。

4. 地下工程

地下工程多位于地下水位以下。地下水对地下工程的影响尤为突出,无论是设计还是施工或是正常运行,都必须考虑和控制地下水对

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地下工程产生的不良影响。

地下水对地下工程的影响主要表现为:(1)产生静水压力作用于洞石衬砌,增加支护结构上的压力,造成硐室围岩沿软弱结构面滑动,造成硐室变形、失稳等。地下水还会产生渗漏、管涌,影响地下工程的正常使用。(2)地下水使岩土软化,强度降低;使围堰中软弱夹层泥化,减小层间阻力;还会使某些岩土(如石膏、岩盐、高岭土等)产生溶解、膨胀,造成硐室变形。(3)造成地下工程施工中产生涌水、流砂、涌泥等现象,引起洞室变形、塌方和冲溃,甚至淹没和堵塞洞室,砂、水混合物涌入洞室,常常造成严重事故,影响地下工程的施工和地下建筑物的使用。 八、人工减低水位的施工方法

人工降低地下水位,就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备,在基坑开挖前和开挖过程中不断地抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下,直至基础工程施工完毕为止。人工降低地下水位不仅是一种施工措施,也是一种加固地基的方法(土中的水被抽出,土体变得密实,提高了基础承载力)。 人工降低地下水位的方法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。

施工时可根据土的渗透系数、要求降低水位的深度、工程特点、设备条件及经济性等具体条件选择。其中轻型井点降水应用最广泛 1.轻型井点降低地下水位,是利用( 真空 )原理,通过抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,使原有地下水位降至坑底以下。

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2.当基坑或沟槽宽度小于6m,且降水深度不大于5m时,井点平面布置可用( 单排线状井点 )。

3.如宽度大于6m,或土质不良,渗透系数较大时,则井点平面布置宜采用( 双排线状井点 )。

4.面积较大的基坑,井点平面布置宜用(环状井点 )。

5.面积较大的基坑可布置为( U形井点 )井点,以利挖土机械和运输车辆出人基坑。

6.井点管的埋设深度\的计算式中,i表示地下水降落坡度,对于环状井点,i取(1/10 )。

7.井点管的埋设深度\的计算式中,i表示地下水降落坡度,对单排线状井点,i取(1/4)。

8.若计算出的\值大于井点管长度,则应(降低)井点管的埋置面以适应降水深度的要求。

9.人工降低地下水位的方法主要有: 轻型井点 、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点。

10.施工时可根据(土的渗透系数、要求降低水位的深度、工程特点、设备条件及经济性)选择降低地下水位的方法。

11.轻型井点系统的布置,应根据(基坑或沟槽的平面形状和尺寸、地下水位高低与流向、降水深度要求、基坑或沟槽的深度及土质情况 )因素综合确定。

在土木工程的设计与施工中,都必须研究地下水问题,只有掌握了

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建设场地带的地下水埋藏条件、地下水的类型及其活动的规律性,才能针对性的采取相应措施,保证建筑物的安全施工和正常使用。

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