【2017年整理】地下水的静水压力及浮托作用
3页1、地下水的静水压力及浮托作用 地下水对水位以下的岩土体产生静水压力,并产生浮托力。浮托力的大小可以按阿基米得原理确定,即当岩土体空隙或孔隙中的水与岩土体外界的地下水相通,浮托力等于岩土体骨架颗粒体积部分的浮力。当建筑物以粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石作地基时,按设计水位 100%计算浮托力;当建筑物以节理裂隙不发育的岩石作地基时,按设计水位 50%计算浮托力;当建筑物以粘性土作地基时,其浮托力难以确切地确定,应结合地区的实际经验考虑。根据建筑地基基础设计规范Gb50007-2002 的规定,确定地基承载力特征值时,无论是基础底面以下土的天然重度或是基础底面以上土的加权平均重度的确定,地下水位以下均取有效重度。 潜蚀作用通常产生于粉、细砂或粉土地层中。基坑降水施工过程中会产生水头差,在动水压力作用下,土颗粒受到冲刷,细颗粒从较大颗粒的孔隙中被带走,土的结构遭到破坏。易产生潜蚀作用的条件是:(1)土的不均匀系数 大于 10 时易产生, 按下式计算: 式中 d60限定粒径(mm) ,即土样中小于该粒径的土粒质 量占土粒总质量的 60%; d10有效粒径(mm) ,即土样中小于该粒径的土
2、粒质量占土粒总质量的 10%。(2). 上下两层的渗透系数 k1/k22 时,在两土层接触面处易产生;(3). 当渗透水流的水力坡度大于产生潜蚀的临界水力坡度时易产生,产生潜蚀的临界坡降。 1.流砂现象流砂通常产生于粉、细砂或粉土层中,是指土被水饱和后产生流动的现象。易产生流砂的条件如下: (1)水力坡降大于临界水力坡降,即动水压力超过土粒重量时易产生流砂。 (2)粉、细砂或粉土的孔隙比愈大,愈易形成流砂; (3)粉、细砂或粉土的渗透系数愈小,排水性能愈差时,愈易形成流砂。流砂的形成原因: 流砂的形成是多种多样的,主要原因是由于河水的冲积经过地质的变化而形成的砂层,在遇到水流的情况下,整个砂层发生流动,从而形成了流砂层,在长江沿岸、沿淮部分地区以及我省的砀山、萧县也有流沙层的分布。流砂,顾名思义,就是流动的砂子,这主要是砂子在地下遇到水,在水的压力发生变化的情况下,水发生了流动,这样砂子跟水一起发生了流动。在通常情况下地下水的压力是固定不变的,但是一旦水压发生变化,整个砂层就会跟着发生变化,因此处理好流砂问题对基础的影响,对于基础施工来说,有着十分重要的意义。正确的处理好流砂层在基础施
3、工过程中造成的负面影响,不仅可以有效的控制工程的造价,而且能够提高施工的工艺流砂的危害 基础是建筑物的十分重要组成部分,它对建筑物的安全和正常使用影响极大,在实际施工过程中必须结合工程地质条件、建筑材料及施工技术等因素,并将上部结构与地基基础综合考虑,使基础工程安全可靠、经济合理、技术先进,便于施工。在基础施工过程中,如果没有解决好这一问题,基础就会跟着砂层一起流动,发生位移,这样地基础的持力层就会发生变化,这对建筑物来说是十分有害的,也是绝对不容许有这种现象发生的。实践证明,建筑物的事故很多是与地基基础有关的。例如著名的意大利比萨斜塔的倾斜就是由于地基的不均匀沉降而造成的。我国上海工业展览馆建于 1954 年,总重 10000t,地基为厚14m 的淤泥软质粘土。建成后,当年地基下沉 0.6m,目前大厅平均每年沉降量达 1.6m。因此我们在进行施工时,必须要认真处理好基础,一般多层建筑中,基础工程造价约占总造价的 20%-25%,对高层建筑或需地基处理时,则所需费用更大。另外,地基基础属于隐蔽工程,一旦出现事故,不容易处理。因此基础工程实属百年大计,必须慎重对待。 流砂处理的简易对策
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