地下基坑工程渗漏水问题讲解.ppt

《地下基坑工程渗漏水问题讲解.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下基坑工程渗漏水问题讲解.ppt（85页珍藏版）》请在沃文网上搜索。

1、地下基坑工程地下基坑工程 水问题水问题 宋宋 林林 技术研发中心技术研发中心20172017年年水问题水问题目录目录渗透性渗透性渗透力渗透力土粒土粒渗渗 流流j渗流量渗流量1 基坑工程基坑工程水问题水问题n围护结构质量稍有不慎，水会引发险情渗漏水渗漏水突涌突涌n承压水引起突涌破坏管涌管涌n不打井点或井点失效后，管涌渗水渗水n降水不到位，影响施工n渗流改变土体参数、应力状态的变化渗流滑坡渗流滑坡水土流失水土流失孔隙水孔隙水在水头差作用下在水头差作用下渗透：水通过土渗透：水通过土孔隙流动的现象孔隙流动的现象 渗透性：土允许渗透性：土允许水流透过的性质水流透过的性质造成水量损失，影响工程造成水量损失

2、，影响工程引起土体内部应力状态变化引起土体内部应力状态变化 讨论水在土体中的渗透性及渗透规律，渗透讨论水在土体中的渗透性及渗透规律，渗透力及渗透变形等问题。力及渗透变形等问题。2.1 渗流中的水渗流中的水头头与水力坡降与水力坡降2 土的渗土的渗透性透性2.2 达西定律达西定律2.3 渗透系数的渗透系数的测测定及影响因素定及影响因素2.4 层层状地基等效渗透状地基等效渗透2.5 流网流网碎散性碎散性多孔介质多孔介质三相体系三相体系孔隙流体流动孔隙流体流动能量差能量差土颗粒土颗粒土中水土中水渗流渗流概述概述渗流量渗流量渗透变形渗透变形土石坝土石坝防渗斜墙及铺盖防渗斜墙及铺盖浸润线浸润线透水层透水层

3、不透水层不透水层土石坝坝基坝身渗流土石坝坝基坝身渗流渗水压力渗水压力渗流量渗流量渗透变形渗透变形透水层透水层不透水层不透水层基坑基坑板桩墙板桩墙板桩围护下的基坑渗流板桩围护下的基坑渗流渗流量渗流量透水层透水层不透水层不透水层天然水面天然水面水井渗流水井渗流漏斗状潜水面漏斗状潜水面Q影响范围影响范围降水深度降水深度原地下水位原地下水位渗流时地下水位渗流时地下水位渠道渗流渠道渗流渗流量渗流量ABL透水层透水层不透水层不透水层基坑基坑板桩墙板桩墙2.1 渗流中的水头与水力坡降渗流中的水头与水力坡降ABLh1h2zAzBh h00基准面基准面水力坡降线水力坡降线总水头总水头单位重量水体所具有的能量z：

4、位置水头：位置水头u/u/w w：压力水头：压力水头V2/(2g)：流速水头流速水头00A A点总水头：点总水头：B B点总水头：点总水头：总水头：总水头：水力坡降：水力坡降：水头差：水头差：测管水头测管水头水力坡降：水力坡降：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径长度沿渗透途径水头损失与相应渗透途径长度 比值。比值。水流经过单位长度渗透路径为克服摩擦力所耗失的机水流经过单位长度渗透路径为克服摩擦力所耗失的机械能。械能。试验前提：试验前提：h，Q A，Q L，Q断面平均流速断面平均流速水力坡降水力坡降试验结果试验结果试验条件试验条件:h1，A，L=const量测变量量测变量:h2，V，Th=h1-h

5、2Q=V体体/T2.2 达西定律达西定律LAh1h2Q透水石18561856年法国学年法国学者者DarcyDarcy对对砂土砂土的渗透性进行的渗透性进行研究研究达西定律达西定律层流层流n达达西西定定律律：在在层层流流状状态态的的渗渗流流中中，渗渗透透速速度度v v与与水水力力坡坡降降i i的的一一次方成正比，并与土的性质有关次方成正比，并与土的性质有关n渗渗透透系系数数k:k:反反映映土土的的透透水水性性能能的的比比例例系系数数，其其物物理理意意义义为为水水力力坡坡降降i i1 1时时的的渗渗流流速速度度，单单位位：cm/s,cm/s,m/s,m/s,m/daym/day，(水水力力坡坡降无因

6、次的降无因次的)n渗渗透透速速度度v v：土土体体试试样样全全断断面面的的平平均均渗渗流流速速度度，也也称称假假想想渗渗流流速速度度其中，其中，V Vs s为实际平均流速，孔隙断面的平均流速为实际平均流速，孔隙断面的平均流速？实际实际理想模型理想模型QQ模型简化：模型简化：同一断面同一断面Q=Q所受阻力相同所受阻力相同压力压力P=P相同相同PPAAs表观流速（出表观流速（出逸流速）逸流速）v=Q/A实际流速（方向、实际流速（方向、大小各点不同）大小各点不同）流速（渗透流速）流速（渗透流速）vsAvv v：假想渗流速度，土体试样全断面的平均渗流速度：假想渗流速度，土体试样全断面的平均渗流速度v

7、vs s：实际平均渗流速度，孔隙断面的平均渗流速度：实际平均渗流速度，孔隙断面的平均渗流速度平均流速与实际流速平均流速与实际流速的关系的关系Q=vsAvQ=vA 达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失关系的达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失关系的规律，即渗流速度规律，即渗流速度v v与水力坡降与水力坡降i i成成线性关系线性关系只适用于只适用于层流层流范围。范围。在土木工程中，绝大多数渗流，无论是发生大多数砂土中或一在土木工程中，绝大多数渗流，无论是发生大多数砂土中或一般的粘性土中，均属于层流范围，故达西定律可适用。般的粘性土中，均属于层流范围，故达西定律可适用。v=ki适用范围适

8、用范围紊流？层流！土类土类渗透系数渗透系数k(cm/s)渗透性渗透性纯砾纯砾10-1高渗透性高渗透性中、粗砂、中、粗砂、砾砂砾砂10-310-1中渗透性中渗透性细砂细砂10-510-3低渗透性低渗透性粉土、砂粉土、砂与粘土混与粘土混合物合物10-710-5极低渗透性极低渗透性粘土粘土iii0 0,v=k(i-i,v=k(i-i0 0)不适用范围不适用范围紊流紊流室内试验测定方法室内试验测定方法野外试验测定方法野外试验测定方法常水头试验法常水头试验法变水头试验法变水头试验法井孔抽水试验井孔抽水试验井孔注水试验井孔注水试验2.3 渗透系数的测定及影响因素渗透系数的测定及影响因素 n渗透系数的大小是

9、直接衡量土的透水性强弱的重要力渗透系数的大小是直接衡量土的透水性强弱的重要力学性质指标。学性质指标。结果整理结果整理试验条件试验条件:h h，A A，L=constL=const量测变量量测变量:V V，t ti=h/Li=h/LV=Qt=vAtV=Qt=vAtv=kiv=ki适用土类：适用土类：透水性较大的砂性土透水性较大的砂性土hL土样土样AVQ透水性较小的粘性土透水性较小的粘性土?室内试验室内试验1不变的不变的水头差水头差 模型简化：模型简化：常水头试验常水头试验试验装置：试验装置：如图如图试验条件试验条件:h变化变化，A，L=const量测变量量测变量:h，t土样土样At=t1h1t=

10、t2h2LQ水头水头测管测管开关开关a室内试验室内试验2常水头试验常水头试验结果整理结果整理:理论依据理论依据:t时刻：时刻：hdtdhdVe=-adhdVo=kiAdt=k(h/L)AdtdVe=dVo流入量流入量：流出量：流出量：连续性条件：连续性条件：-adh=k(h/L)Adt选择几组选择几组h1,h2,t，计算相应的，计算相应的k，取平均值，取平均值土样土样At=t1h1t=t2h2LQ水头水头测管测管开关开关ahdhtt+dt优点：可获得现场较为可优点：可获得现场较为可靠的平均渗透系数靠的平均渗透系数井井抽水量抽水量Q Qrdhdrh不透水层不透水层地下水位地下水位测压管水面测压管

11、水面r1r2h1h2观察井观察井A=2rhi=dh/dr缺点：费用较高，耗时较长缺点：费用较高，耗时较长积积分分野外试验野外试验井半径井半径降水影响半径降水影响半径井的水深井的水深Hh0r0公式公式1R公式公式2抽抽/注水试验注水试验粒径大小及级配粒径大小及级配孔隙比孔隙比矿物成分矿物成分结构结构饱和度（含气量）饱和度（含气量）水的动力粘滞系数水的动力粘滞系数K影响因素影响因素是土中孔隙直径大小的主要影响因素；因由粗颗粒形是土中孔隙直径大小的主要影响因素；因由粗颗粒形成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般由细颗粒所控制。由细颗粒所控制。是单

12、位土体中孔隙体积的直接度量；对于砂性土，渗是单位土体中孔隙体积的直接度量；对于砂性土，渗透系数透系数k k一般随孔隙比一般随孔隙比e e增大而增大。增大而增大。对粘性土，影响颗粒的表面力；不同粘土矿物之间渗透系对粘性土，影响颗粒的表面力；不同粘土矿物之间渗透系数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石 伊里石伊里石 蒙脱蒙脱石；塑性指数石；塑性指数IpIp综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数。渗透系数的参数。影响孔隙的构成和方向性，对粘性土影响更大；在宏观构影响孔隙的构成和方向性，对粘性土影响更大；在宏观构造上

13、，天然沉积层状粘性土层，常使得造上，天然沉积层状粘性土层，常使得 k k水平水平 k k垂直垂直；在微；在微观结构上，当孔隙比相同时，凝聚结构将比分散结构具有观结构上，当孔隙比相同时，凝聚结构将比分散结构具有更大的透水性。更大的透水性。粒径大小及粒径大小及级配度级配度结构结构矿物成分矿物成分孔隙比孔隙比土粒特性土粒特性饱和度饱和度 s sr r(%)(%)渗透系数渗透系数k(10k(10-3-3cm/s)cm/s)8 87 76 65 54 43 32 280 90 10080 90 100饱和度的影响饱和度的影响流体粘滞性的影响流体粘滞性的影响温度高温度高粘滞性低粘滞性低渗透系数大渗透系数大

14、封闭气泡对封闭气泡对k k影响很大，可影响很大，可减少有效渗透面积，还可减少有效渗透面积，还可以堵塞孔隙的通道以堵塞孔隙的通道流体特性流体特性x不透水层不透水层条件条件:等效渗透系数等效渗透系数:L1122水平渗流水平渗流2.4 层状地基等效渗透层状地基等效渗透xzv承压水承压水条件条件:等效渗透系数等效渗透系数:vi=ki(hi/Hi)竖直渗流竖直渗流按层厚加权平均，由较大值控制按层厚加权平均，由较大值控制倒数层厚加权平均，由较小值控制倒数层厚加权平均，由较小值控制算例算例井点降水原理井点降水原理降水井原理降水井原理止水帷幕止水帷幕+降水井降水井回灌井原理回灌井原理降水适用范围降水适用范围流

15、网及其特性流网及其特性F流线和等势线正交流线和等势线正交F流网中每一网格的边长比流网中每一网格的边长比为常数，通常取为为常数，通常取为1 1F流网中相邻等势线间的势流网中相邻等势线间的势函数（水头）差不变函数（水头）差不变F各流槽的渗流量相等各流槽的渗流量相等n在流场中，流线和等势在流场中，流线和等势线（等水头线）组成的线（等水头线）组成的网格称为流网网格称为流网 H=H1-H20H1H2不透水层不透水层lsabc defgh2.5 流网流网流网识别流网识别 H=H1-H20H1H2不透水层不透水层fn 测管水头测管水头 hn 确定流速确定流速n 确定流量确定流量n 水力坡降水力坡降 h h

16、hH1-hH1H1-2 h q q q q流道数流道数2.5 流网流网流网应用流网应用典型流网分析接近坝底，流线密集，水接近坝底，流线密集，水力梯度大，渗透速度大力梯度大，渗透速度大远离坝底，流线远离坝底，流线稀疏，水力梯度稀疏，水力梯度小，渗透速度小小，渗透速度小3 渗流量渗流量 水井是最为常见的集水（地下水）建筑物。水井是最为常见的集水（地下水）建筑物。根据井径的大小和开凿方法的不同，分为筒井和管井。根据井径的大小和开凿方法的不同，分为筒井和管井。按含水层埋藏条件分为：潜水井和承压水井。按含水层埋藏条件分为：潜水井和承压水井。按水井进入含水层的深度分为完整井和不完整井。按水井进入含水层的深

17、度分为完整井和不完整井。水井水井完整井完整井不完整井不完整井不透水层不透水层水井水井 1863年年法法国国水水力力学学家家裘裘布布依依(Dupuit)首首先先应应用用直直线线渗渗透透定定律律研研究究了了地地下下水水向向完完整整井井的的稳稳定定运运动动规规律律，推推导导出出了了著著名名的的裘裘布布依依(Dupuit)公式。公式。1.1 公式推导时的假定条件公式推导时的假定条件 地下水运动为稳定流，符合达西定律，即：地下水运动为稳定流，符合达西定律，即：QKFI；含水层均质、等厚，各向同性；含水层均质、等厚，各向同性；含水层的隔水底板水平，天然水力坡度为零；含水层的隔水底板水平，天然水力坡度为零；

18、边界条件为环形补给边界边界条件为环形补给边界(半径为半径为R)；抽水井流量稳定不变。抽水井流量稳定不变。渗流量渗流量1 潜水完整井潜水完整井井井抽水量抽水量Q Qrdhdrh不透水层不透水层Hh0r0R降水漏斗降水漏斗初始水位面初始水位面1.2 推导过程推导过程 地下水流向为指向水井中心的放射状直线，等水位线为以水井为中心的同心圆柱面，且：Qr1=Qr2=Q=Av=Aki=Ak h/L，根据达西（Darcy）定律，有：分离变量：积分得：rdhdr不透水层不透水层hQrhdr代入定解条件：移项：或写成常用对数形式：1.3 Thiem(蒂姆蒂姆)公式公式 两个观测孔两个观测孔一个观测孔一个观测孔井

19、井抽水量抽水量Q Qrdhdrh不透水层不透水层Hr0R KM2.承压完整井承压完整井2.2 推导过程推导过程 地下水流向为指向水井中心的放射状直线，等水位线为以水井为中心的同心圆柱面，且：Qr1=Qr2=Q 根据达西（Darcy）定律，式中，T=KM写成常用对数形式：2.3 Thiem(蒂姆蒂姆)公式公式 两个观测孔两个观测孔一个观测孔一个观测孔土类土类渗透系数渗透系数k(cm/s)渗透性渗透性纯砾纯砾10-1高渗透高渗透中、粗砂、中、粗砂、砾砂砾砂10-310-1中渗透中渗透细砂细砂10-510-3低渗透低渗透粉土、砂粉土、砂与粘土混与粘土混合物合物10-710-5极低渗极低渗透性透性粘土

20、粘土10-7几乎不几乎不透水透水不同土质不同土质 KQ=vA=k i A 单位时间内流过某一段土体的流体体积，m3/s 纯砾：纯砾：V总总=QT=k i A T=0.1 0.3 3600 24 A(cm3)=20m3 细砂：细砂：V总总 =10-3 20=0.02m3 密实粘土：密实粘土：V总总 =2 10-6 =0 例例：渗水直径：渗水直径1m，水力坡降，水力坡降 0.3，24小时的水量？小时的水量？4 土的渗土的渗透变形透变形4.1 渗透力渗透力4.2 渗透渗透变变形形4.3 防治措施防治措施土粒土粒渗渗 流流j定义：定义：单位土体内土骨架所受到单位土体内土骨架所受到的渗透水流的拖曳力。的

21、渗透水流的拖曳力。j=wi大小：大小：方向：方向：与渗流方向一致与渗流方向一致作用对象：作用对象：土骨架土骨架4.1 渗透力渗透力土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏。土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏。基本类型基本类型 流土流土管涌管涌形成条件形成条件 防治措施防治措施 4.2 渗透变形渗透变形突涌突涌管涌土管涌土非管涌土非管涌土在很大的水力梯度下也不会发生在很大的水力梯度下也不会发生管涌管涌在不大的水力梯度下就可以发生在不大的水力梯度下就可以发生管涌管涌流土型流土型管涌型管涌型粘性土粘性土无粘性土无粘性土过渡型土过渡型土只有流土而无管涌只有流土而无管涌与土的颗粒组成、

22、级配和密度等因素与土的颗粒组成、级配和密度等因素有关有关与密度有关，大密度流土，小密度管与密度有关，大密度流土，小密度管涌涌粘性土粘性土k1k2砂性土砂性土k2坝体坝体粘性土基中，土颗粒间有粘结力，个体不易被粘性土基中，土颗粒间有粘结力，个体不易被冲动携带，在向上的渗透作用下，冲动携带，在向上的渗透作用下，表层局部表层局部土土体颗粒整体同时发生体颗粒整体同时发生悬浮移动悬浮移动的现象的现象渗流渗流原因：原因：4.2 渗透变形渗透变形流土流土i icr:土体处于稳定状态土体处于稳定状态土体发生流土破坏土体发生流土破坏土体处于临界状态土体处于临界状态任何土，包括粘性土或无任何土，包括粘性土或无粘性

23、土粘性土,渗透坡降大于临界渗透坡降大于临界水力坡降这一个事实，均水力坡降这一个事实，均要发生流土。即要发生流土。即 i icr 土粒土粒 任何土，任何土，包括粘性土或包括粘性土或无粘性土无粘性土,渗透渗透坡降大于临界坡降大于临界水力坡降这一水力坡降这一个事实，均要个事实，均要发生流土。即发生流土。即 i icr 透水层透水层基坑基坑板桩墙板桩墙HLH1不透水层不透水层基坑基坑HLl1i icr:土体处于稳定状态土体处于稳定状态土体发生流土破坏土体发生流土破坏坝坝体体F 原因原因内因：有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙内因：有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙外因：渗透力足够大外因：渗透力

24、足够大 渗流渗流过程演示过程演示1.1.在渗透水流作用下，在渗透水流作用下，细颗粒在粗颗粒形成细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动流失的孔隙中移动流失2.2.孔隙不断扩大，渗孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较流速度不断增加，较粗颗粒也相继被水带粗颗粒也相继被水带走走3.3.形成贯穿的渗流通形成贯穿的渗流通道，造成土体塌陷道，造成土体塌陷管涌管涌4.2 4.2 渗透变形渗透变形在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。贯通的管道。较均

25、匀土较均匀土（CuCu1010）管涌管涌几何条件几何条件水力条件水力条件必要条件必要条件级配级配孔隙及细粒孔隙及细粒判定判定非管涌土非管涌土粗粒形成的孔隙粗粒形成的孔隙通道小于细粒径通道小于细粒径不均不均匀土匀土（Cu10Cu10）不连续不连续连续连续D D0 0=0.25d=0.25d2020细粒含量细粒含量35%35%细粒含量细粒含量25%25%细粒含量细粒含量=25-35%=25-35%D D0 0 d d5050D D0 0=d=d3030-d-d5050管涌土管涌土过渡型土过渡型土非管涌土非管涌土非管涌土非管涌土管涌土管涌土过渡型土过渡型土(1)几何条件几何条件土中粗颗粒所土中粗颗粒

26、所构成的孔隙直径构成的孔隙直径(D0)必须大于细颗必须大于细颗粒的直径粒的直径(ds)，才，才可能让细颗粒在其可能让细颗粒在其中移动，这是管涌中移动，这是管涌产生的产生的必要条件必要条件。一般发生在无粘性一般发生在无粘性土中。土中。砂层砂层基坑基坑板桩墙板桩墙HL不透水层不透水层承压水层承压水层粘土层粘土层流土与管涌的比较流土与管涌的比较 流土流土土体局部范围的颗粒同时土体局部范围的颗粒同时发生移动发生移动管涌管涌只发生在水流渗出的表层只发生在水流渗出的表层只要渗透力足够大，只要渗透力足够大，可发生在任何土中可发生在任何土中破坏过程短破坏过程短导致下游坡面产生局部滑动等导致下游坡面产生局部滑动

27、等现象现象位置位置土类土类历时历时后果后果土体内细颗粒通过粗粒形成土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动的孔隙通道移动可发生于土体内部和渗流可发生于土体内部和渗流溢出处溢出处一般发生在特定级配的一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土无粘性土或分散性粘土破坏过程相对较长破坏过程相对较长导致结构发生塌陷或溃口导致结构发生塌陷或溃口突涌突涌4.2 4.2 渗透变形渗透变形 当基坑下有承压水存在，开挖基坑减小了含水层上覆当基坑下有承压水存在，开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度，在厚度减小到一定程度时，承压水的的不透水层的厚度，在厚度减小到一定程度时，承压水的的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，引起基

28、坑底土体隆起破水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，引起基坑底土体隆起破坏并同时发生喷水涌砂的现象。坏并同时发生喷水涌砂的现象。基坑基坑板桩墙板桩墙基坑突涌，基坑突涌，偏保守偏保守承压水层承压水层不透水层不透水层(粘土等粘土等)不透水层不透水层(粘土等粘土等)Hh规范：规范：4.2 4.2 渗透变形渗透变形基坑基坑板桩墙板桩墙基坑突涌基坑突涌承压水层承压水层不透水层不透水层(粘土等粘土等)不透水层不透水层(粘土等粘土等)Hh考虑土体剪考虑土体剪切强度切强度理论研究：理论研究：突涌突涌土的临界水力梯度土的临界水力梯度n抗渗强度：土体抵抗渗透破坏的能力，通常以濒临渗透破抗渗强度：土体抵抗渗透破坏的能力，通

29、常以濒临渗透破坏时的水力梯度表示，一般称为坏时的水力梯度表示，一般称为临界水力梯度临界水力梯度或或抗渗梯度抗渗梯度，此时土体结构破坏，土粒处于一种悬浮状态。此时土体结构破坏，土粒处于一种悬浮状态。4.3 临界水力梯度临界水力梯度流土型土的临界水力梯度流土型土的临界水力梯度流土型土的临界水力梯度流土型土的临界水力梯度 流土的临界水力梯度决定于土流土的临界水力梯度决定于土流土的临界水力梯度决定于土流土的临界水力梯度决定于土的物理性质，当土的比重和孔隙的物理性质，当土的比重和孔隙的物理性质，当土的比重和孔隙的物理性质，当土的比重和孔隙率已知时，则土的临界水力梯度率已知时，则土的临界水力梯度率已知时，

30、则土的临界水力梯度率已知时，则土的临界水力梯度是一定值，一般在是一定值，一般在是一定值，一般在是一定值，一般在0.81.20.81.2之间之间之间之间 根据竖向渗流不考虑周围土体根据竖向渗流不考虑周围土体根据竖向渗流不考虑周围土体根据竖向渗流不考虑周围土体的约束作用情况下推得的，因此，的约束作用情况下推得的，因此，的约束作用情况下推得的，因此，的约束作用情况下推得的，因此，按此式求得临界水力梯度偏小，一按此式求得临界水力梯度偏小，一按此式求得临界水力梯度偏小，一按此式求得临界水力梯度偏小，一般比试验值要小般比试验值要小般比试验值要小般比试验值要小15152020粘性土的临界水力梯度粘性土的临界

31、水力梯度粘性土的临界水力梯度粘性土的临界水力梯度n粘性土由于粒间粘结力的存在，其临界水力梯度较大。粘性土由于粒间粘结力的存在，其临界水力梯度较大。n粘性土与无粘性土的流土破坏机理不同，后者是由于渗流力的粘性土与无粘性土的流土破坏机理不同，后者是由于渗流力的作用，前者则还与土体表面的水化崩解作用（水稳性）以及渗作用，前者则还与土体表面的水化崩解作用（水稳性）以及渗流出口临空面的孔径有关。水科院建议对粘性土流出口临空面的孔径有关。水科院建议对粘性土逸出梯度与渗透稳定逸出梯度与渗透稳定逸出梯度与渗透稳定逸出梯度与渗透稳定n流土一般发生在渗流逸出处。因此只要求出渗流逸出处的流土一般发生在渗流逸出处。因

32、此只要求出渗流逸出处的水力梯度，就可判别流土的可能性。水力梯度，就可判别流土的可能性。土处于稳定状态土处于稳定状态土处于临界状态土处于临界状态土处于流土状态土处于流土状态逸出梯度与渗透稳定逸出梯度与渗透稳定n n渗透逸出的水力梯度实际上渗透逸出的水力梯度实际上渗透逸出的水力梯度实际上渗透逸出的水力梯度实际上是不可求出的，通常是把渗是不可求出的，通常是把渗是不可求出的，通常是把渗是不可求出的，通常是把渗流逸出处的流网网格的平均流逸出处的流网网格的平均流逸出处的流网网格的平均流逸出处的流网网格的平均水力梯度作为逸出梯度水力梯度作为逸出梯度水力梯度作为逸出梯度水力梯度作为逸出梯度。n n在设计时，为

33、保证建筑物的在设计时，为保证建筑物的在设计时，为保证建筑物的在设计时，为保证建筑物的安全，通常要求将逸出梯度安全，通常要求将逸出梯度安全，通常要求将逸出梯度安全，通常要求将逸出梯度限制在容许梯度之内限制在容许梯度之内限制在容许梯度之内限制在容许梯度之内安全系数安全系数安全系数安全系数F Fs s=1.52=1.52透水层基坑管涌型土的临界水力梯度管涌型土的临界水力梯度n管涌是单个土粒在土体中移动和带出，水科院提出的管涌土临管涌是单个土粒在土体中移动和带出，水科院提出的管涌土临界水力梯度的计算公式为界水力梯度的计算公式为n n 根据渗流场中单个土粒受到的渗流力、浮力以及自重作用根据渗流场中单个土

34、粒受到的渗流力、浮力以及自重作用根据渗流场中单个土粒受到的渗流力、浮力以及自重作用根据渗流场中单个土粒受到的渗流力、浮力以及自重作用时的极限平衡条件，并结合试验资料分析而得到时的极限平衡条件，并结合试验资料分析而得到时的极限平衡条件，并结合试验资料分析而得到时的极限平衡条件，并结合试验资料分析而得到n反滤围井n反滤导渗n蓄水反压n滤水压重n降水减压n注浆n打板桩，路径管涌的治理管涌的治理4.3 防治措施防治措施n反滤围井 1 1、砂袋围井不宜过高，、砂袋围井不宜过高，1.5m1.5m以内，与基底紧密接触，以内，与基底紧密接触，以防漏水。以防漏水。2 2、围井内透水料铺填，可填充碎石砾石等一般透

35、水、围井内透水料铺填，可填充碎石砾石等一般透水材料，井底可铺土工布，拦截细小土质。材料，井底可铺土工布，拦截细小土质。忌用不透水忌用不透水材料材料控制涌水带控制涌水带砂砂渗水有出路，渗水有出路，降水压降水压n反滤导渗n蓄水反压n滤重反压 采用滤水性材料直接分层压在管涌口范围采用滤水性材料直接分层压在管涌口范围,一般一般由下到上压重颗粒由小到大由下到上压重颗粒由小到大,厚度根据管涌程度确定厚度根据管涌程度确定,分层厚度不宜小于分层厚度不宜小于30cm。n坑周降水法坑周降水法n压重法：压片石、土袋n换土法n设置反滤层n止水帷幕封堵4.3 防治措施防治措施流土的治理流土的治理渗漏水渗漏水1.贯通的管

36、道贯通的管道2.水力梯度增大，流速增大水力梯度增大，流速增大n高水位基坑施工过程中，砂层地质出现围高水位基坑施工过程中，砂层地质出现围护结构失效问题护结构失效问题治理治理1.洞口棉被等减少水土流失。洞口棉被等减少水土流失。2.降水位，导管引流，基坑渗漏位置的地降水位，导管引流，基坑渗漏位置的地表附近上部卸压孔。表附近上部卸压孔。4.注浆止水，渗漏位置的附近地表双注浆止水，渗漏位置的附近地表双 液浆止水。液浆止水。3.反压措施。反压措施。增大增大 ii：增加洞口水压力：增加洞口水压力 降低洞口降低洞口 i i增大增大i i4.3 防治措施防治措施漏水的治理漏水的治理5 其他工程其他工程问题问题降水过深降水过深1.土侧压力增大。土侧压力增大。土参数变化土参数变化2.侧桩墙受力形式变化，初始侧桩墙受力形式变化，初始变形增大变形增大n降水过深问题不易引起重视，导致围降水过深问题不易引起重视，导致围护结构变形增大。护结构变形增大。治理治理1.合理控制降水深度。合理控制降水深度。2.保护降水井。保护降水井。通过理正软件计算分析通过理正软件计算分析!降水过深降水过深