地下水的优缺点范文

导语：如何才能写好一篇地下水的优缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：地下车库 ；排水形式；

中图分类号： U468.5文献标识码：A 文章编号：

地下建筑的给排水问题一直是建筑设计中的难题，像地下车库的雨水，主要由于暴雨时，大量雨水的汇聚通过进车坡道流入车库，一旦给排水设计中出现了问题，必将直接导致居民的财产受损等。

一、几种排水形式

1.明沟排水系统：明沟一般宽300mm,深300mm，并有一定的坡度坡向集水井。其盖板采用可上车铸铁盖板。结构底板为架空板和无梁楼板(厚板)形式的多采用此种排水方式。优点清扫方便，缺点盖板容易引起不平整，影响车辆通行。

2.地漏排水系统：采用地漏－排水管方式排至集水井。车库地面排水坡向地漏。结构底板为梁板形式的多采用此种排水方式。优点不破坏结构层，造价低。缺点大量排水时不很通畅，不易清扫。

3.地漏与明沟联合排水系统：在面层内做明沟，面层一般为100mm，并配合地漏排至集水并。结构底板为梁板形式且比较薄的多采用此种排水方式。优点可以清扫，不破坏构层，造价低。缺点大量排水时明沟太浅。小型地下车库多采用此种排水方式。

4.篦子井排水系统：在底板上每隔一定距离设置一600×600的篦子井，通过排水管排至集水井。任何形式的结构底板均可采用此种排水方式。它是明沟和地漏两种方式结合的变通，既解决了大量排水时的通畅问题，又便于清通，保持地面平整。

二、地下车库排水系统关键要考虑的问题“雨水”

由于地下汽车库有汽车进出口，其坡道不可能也没必要完全遮盖，必定有段暴路在露天部分，这些露天的部分，除了投影平面有雨水之外，还有侧壁流入雨水包括上部建筑侧墙以及出入口的飘雨流入。还要防止暴雨时道路路面水的侵入，所以说雨水的排水是地下车库排水系统设计关键考虑的问题。

1.地下车库地面的标高低于室外道路的标高，所以，防止暴雨时道路路面水侵入是排水设计的第一个问题，其二，车辆出入口敞开部分雨水的汇集、冲洗地面的污水、扑救火灾时的消火栓系统和喷淋系统的积水如何排除，是排水设计的重点。根据这些防排水的特点，可确定如下排水方案：在地下车库出入口起坡处应作一定的抬高处理，并设第一道集水明沟，及时排至车库外雨水沟，以阻断室外地坪瞬时积水的侵入。在出入口坡道最低处再设第二道集水明沟，以拦截坡道处的雨水；在地下车库室内设地漏以及排水直埋管或集水明沟汇集冲洗地坪的排水；设适量集水坑，由排水直埋管或集水明沟收集各种排水，并利用潜水排污泵提升、排放。

2.起坡处的挡水，极其重要，它关系到暴雨时车库能否抵御道路中雨水的倾泻。设计中，通常在车道起坡处设一坡度为7.5%、高出室外地坪300mm的斜坡，并在最高处设置第一集水明沟，然后再以7.5%的坡度坡向室外地坪，明沟内雨水直接排入雨水管网。该明沟采用净宽为450mm，深度300mm，上设钢制或铸铁篦子。在施工中，一定要按照设计要求施工，注意明沟的坡度。同时，在使用过程中，物业要注意及时清理管沟，避免堵塞，特别是雨季一定要特别的注意。

3.地下车库地坪排水，设明沟排水，或直接利用地面坡度坡向地漏，在车库地坪上设一定数量的地漏，再通过排水直埋管汇集至集水坑。根据车库的柱距，一般每两跨柱距设一地漏，如地漏设于车道与车位交界处，则可充分利用地面的坡度。该地漏及直埋管通常选用DN100型。在车道出入口坡道最低处设第二道集水明沟，以拦截坡道雨水。因该明沟设于结构底板内，故其深度不宜过大，其尺寸同第一道集水明沟。根据车道有、无顶盖的情况，应充分考虑坡道的汇水面积，并对该接收集水坑的设计流量进行校核。

三、集水坑的重要性

集水坑对于车库排水来说非常重要，多层地下车库尤其如此，设置时一般按照车库的形状、规模、合理布局。因此每设置一处集水坑，就会增加潜污泵的数量，增加供配电系统和自控系统的数量，同时由于集水坑的设置，最下一层的结构底板处将作挖深处理，在增加造价的同时，也增加了物业管理的工作量以及维修费用。地下车库冲洗废水为了保持地下车库内清洁，库内地面要经常用水冲洗，因此，地下车库必须设置冲洗楼地面的给水和排水系统，并应及时排出。从投资和工程难度的方面考虑，集水坑也不宜设置的太多，一般相距40m左右，这样扫水的距离最远或最不利点（即对角线的中点）也不到30m，应在适当的位置设置一些地漏，在底板中铺设一段通向集水坑的φ100塑料疏水管，这样则可省掉一些集水坑，以便节省投资。

在建设集水坑时，应尽量利用地下车库底板的混凝土的厚度，安排排水埋地管或集水明沟。如地下车库的底板厚度通常为500~600mm，除去上下钢筋和保护层距离250mm，尚有205~350mm的空间，可使排水埋地管或集水明沟从中穿越。设计时应利用这一高度，将排水埋地管或集水明沟的坡度尽可能采用最小设计坡度，是利用“水往低处流”的原理，以延长排水埋地管的长度，扩大地下车库集水坑的汇水面积。在集水坑的设置中，还要特别注意以下几点：（1）每个集水坑的受水区内应无沉降缝、伸缩缝、变形缝，根据《建筑给水排水设计规范》规定：建筑物内排水管不得穿越以上诸缝。（2）每个防火分区必须独立设置集水坑，以免排水直埋管或集水明沟穿越防火分区。一旦发生火灾，虽然防火卷帘将两防火分区阻隔，但隐患埋藏于车库底板下。便于处理事故（3）在有人防的地下车库，每个人防防护单元内应独立设置集水坑，排水直埋管或集水明沟也不应穿越防护单元，且排水直埋管或集水明沟亦不能同时穿越人防区与非人防区。

集水坑的平面尺寸，对地下车库而言，一般无太多的限制。只要能满足潜水排污泵的安装和土建施工时拆、装模板的操作需要。集水坑的深度可分为三部分：（1）、淹没部分：即最低水位线以下。对于小功率的潜水泵，其电机无水套冷却装置，而靠淹没在周围的污水冷却。这部分高度即为潜水泵保护高度。这一数值一般在潜水排污泵说明书中针对每一型号均有规定。对于2.2kW左右的潜水泵，其高度约在300~400mm.（2）调节部分：即有效高度。地下车库的排水流量不稳定，为保证潜水排污泵不因频繁启停而损坏电机，根据《建筑给水排水设计规范》要求，这部分贮水容积不宜小于井内最大一台泵在自控状态下5min的出水量。同时这一高度将对集水坑的设计深度起到决定的作用。在设计中，在满足控制设备的灵敏要求下，通常尽量压缩这一高度，取500~600mm以减少集水坑的总深度，以利于结构设计并适当降低造价。为节约占地面积，在条件允许的情况下，可以适当增加集水坑的深度。（3）超高部分：一般取300~400mm，该部分要满足控制系统装置的要求及盖板的厚度集，主要起收集、贮水及调节作用。

现代地下车库发展迅速，规模不断加大，功能不断增强。针对地下车库的特殊情况，排水设计人员应当周全考虑，在满足日益复杂的功能的前提下，尽量将地下车库的排水设计既经济、合理、美观、实用。使地下车库真正成为居住小区的又一道风景，人性化的设计要求将成为未来地下车库给排水设计的必然趋势。

参考文献

[1]史 云.浅谈住宅地下车库的给排水合理设计[J].规划设计.2011,03:204.

篇2

关键词 地下水动态；回归分析；小波去噪；PLS模型

中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0126-01

地下水动态是指含水层中，各要素包括水位、水量、水温和物理性质在时间上的变化而变化的状态[1]。由于城市化进程的不断加快，气候的不断变化，致使对水量的需求不断地加大，致使地下水循环条件发生了变化，从而也引起了很严重的地下水问题。因此，对于地下水动态变化的预测模拟可以成为水资源的优化配置的重要依据。

1 研究进展

关于地下水动态预测的研究方法非常多，优缺点也十分明显。梅勒和卡门斯基分别在1905年、20世纪50年代，通过解析法对于泉水的流量和地下水动态进行了预测。来自苏联的康诺普良采夫仅在1966年就让更多的研究学者意识到地下水动态研究的重要性。1983年，我国就利用水均衡和水文地质比拟等最最简单的方法进行了地下水动态的模拟。伴随着国外模型研究的深入，以及GIS地理信息系统技术的不断发展，使地下水动态的研究更加严谨、更加多元。常用的预测模型有确定性模型和随机性模型，是根据变量的取值来划分的。

2 研究方法

2.1 回归分析模型

回归分析模型是较为常用的随机模型之一。对于北方灌区，影响地下水的因素相对比较简单，利用回归方法进行短期预报会有良好的适用性。

2.2 小波去噪

近年来，小波理论的发展十分迅速，由于其具备良好的时频特性，其应用也非常广泛[2]。小波去噪的原理是将地下水位数据进行信噪分离，去除高频信息，然后重新构建处理后的数据，最后，进行数据分析与预报。实测数据属于含有白噪声的非平稳信号[3]：

（1）

式中，：观测信号；：实测地下水位数据；：白噪声。

小波去噪包括三个步骤：首先，利用小波变换对地下水位信号进行小波分解，然后将分层后的各个高频系数进行阈值量化处理，最后利用利用小波逆变换对所获取的信号进行小波重构，得到所需要的信号。

3 研究实例

3.1 研究区概况

以大安灌区为例。该灌区位于大安市中部，属松嫩平原的一部分。大安市的近年来年均年降水量仅在400 mm左右，蒸发量却超过了1000 mm，温带大陆性季风气候。

3.2 小波去噪

首先，根据已有地下水和影响因子的数据进行小波去噪处理，结果见图1、图2。

a. 原始数据 b.去噪数据

图1 降水量去噪图

a. 原始数据 b.去噪数据

图2 地下水位去噪图

从图1到图2可以发现，在大安灌区内，降水量、蒸发量以及地下水位数据的噪声数据都比较明显，经过小波去噪处理之后的数据将波动较大的数据都已经去除了，变化比较平稳。

3.3 构建小波去噪的PLS模型

模型的因变量是地下水位，影响因子包括月平均降水量和月蒸发量，将2008-2012年的数据通过偏最小二乘法构建模型，然后对研究区进行2013年的地下水位预测。结果见表1。

通过表1可以看出，通过该模型进行地下水预测的结果与原数据的相对误差较小，尤其是在经过小波去噪之后的地下水位数据，结果显示，利用小波去噪的PLS模型可以有效地对研究区的地下水位进行预测。

参考文献

[1]陈葆仁，洪再吉，汪福.地下水动态及其预测[M].北京：科学出版社，1988.

篇3

关键词：缓冲、回填材料；分层设置

引言：甘肃北山被视为修建高放废物处置库的首选地区[1]。依据国内学者对于处置库预选区地下水化学类型、特征的研究结果，处置库预选区的地下水可以认为是盐溶液环境。而根据国内外学者研究[3]：高水平放射性核废物（高放废物）处置库中的混凝土经长期使用将逐渐衰解，与地下水作用形成高碱性孔隙水（pH>12），并可能与处置库中的缓冲、回填材料发生反应，从而对缓冲、回填材料的膨胀等性能产生消极影响，且放射性核素衰变产生的热量会加速水泥的老化，使得pH变得更高。故可认为在一定时间后，处置库内将会产生pH>12甚至更高的溶液，形成碱液环境，并向外渗透。综上，缓冲回填材料的功能可由下图1-1表示：

如上图所示，处置库及内部的核废物有向外界自然环境释放核辐射、热量、渗透碱液的趋势，处置库所在环境含盐溶液的地下水有向处置库方向侵蚀的趋势，这就需要处于两者之间的缓冲回填材料发挥作用以利于处置库产生的热量向外传导并阻止辐射、碱液、含盐地下水的渗透。

结合本人进行的以新疆阿尔泰膨润土为基材多种配方的混合试样膨胀性能的研究，得出一些结论，现仅以膨胀性能为基础进行缓冲/回填材料按功能特性分层设置的探讨。

一、试验介绍

（1）试验内容简介。本人所进行的试验包括：介质溶液分别为自来水、模拟北山预选处置库地下水的NaCl-Na2S04溶液（质量比为2：1浓度为4.3g/L、8.3g/L、12.3g/L）、模拟处置库内的水泥构筑物会老化产生的碱性溶液的NaOH溶液（摩尔浓度为0.1mol/L、0.3mol/L、0.5mol/L），试验样品干密度（1.8g/cm3）和含水率（12%）一致，分别为纯膨润土试样、膨润土-石英砂（质量比9：1）混合试样、膨润土-沸石-黄铁矿（质量比63：27：10）混合式样。（2）试验结论。实验过程参照《土工试验方法标准》

GB/T50123―1999进行。所的实验结果如下：①自来水作用下纯膨润土试样膨胀力2924.544KPa，膨润土-石英砂试样膨胀力2034.194KPa，膨润土-沸石-黄铁矿样膨胀力2291.64KPa；②盐溶液（浓度为0、4.3、8.3、12.3g/L）作用下纯膨润土试样膨胀力2924.54、2519.808、2310.912、2206.464KPa，膨润土-石英砂试样膨胀力2034.194、1893.12、1788.672、1579.776KPa，膨润土-沸石-黄铁矿样膨胀力2291.64、2102.016、1893.12、1475.332KPa；③碱溶液（浓度为0、0.1、0.3、0.5mol/L）作用下纯膨润土试样膨胀力2924.54、2611.2、2297.856、1932.288KPa，膨润土-石英砂试样膨胀力2034.194、1880.064、1697.28、1514.496KPa，膨润土-沸石-黄铁矿样膨胀力2291.64、2193.408、2088.96、1775.616KPa；

目前国外学者对于缓冲/回填材料应具备的膨胀力的大小已有见解，如比利时要求缓冲材料的膨胀力高于2 MPa，以使孔隙自行封闭，另一方面又要求膨胀力低于4 MPa，使得废物包装容器不至承受太大应力，并防止对于母岩的侵扰[7]。从以上三个表格中膨胀力值可以清楚的知道，所采用的试验材料均满足这一要求，那么我们再从材料在浓度不同的盐、碱溶液作用下膨胀力的变化来判断材料的稳定性，将表2-3、2-4数据进行处理，如图2-1、2-1所示：

其中，膨润土-沸石-黄铁矿混合式样组膨胀力变化趋势拟合曲线为y=2008.67-1009.62x（R2=0.98419），膨润土-石英砂混合式样组膨胀力变化趋势拟合曲线为：y=2308.33-981.89x（R2=0.92051），由国内外的研究可知纯膨润土的诸多缺点决定了其不能作为缓冲/回填材料直接使用，本研究仅将其作为试验参照参照。由图2-1可知，在不同浓度盐溶液作用下，膨润土-石英砂混合试样的膨胀力较为稳定；由图2-2及拟合曲线对比可知，在不同浓度碱溶液作用下，膨润土-石英砂混合式样的膨胀力则无膨润土-沸石-黄铁矿混合式样的膨胀力表现的稳定。

三、结论探讨

综上，当介质溶液为自来水时，实验试样中，膨润土-沸石-黄铁矿试样的膨胀力表现较好；当介质溶液换成盐溶液时，膨润土-石英砂试样的膨胀力稳定性较好；而当介质溶液换成碱溶液时，膨润土-沸石-黄铁矿试样的膨胀力稳定性较好。这说明了一种类型的缓冲/回填材料很难在不同介质溶液作用下均表现较好的稳定性。因此，我们可以考虑将用作屏障作用的缓冲/回填材料根据材料特性进行分层设置，如下图3-1所示：

根据各试样的性能设置三层缓冲/回填材料，各层的主要功能分别为：①抗碱溶液腐蚀③抗盐溶液侵蚀②吸附放射性物质。其中①、③两层回填材料的另一个重要作用就是将盐、碱溶液阻隔在②层以外，使之不被盐、碱溶液破坏。

四、分层设置优缺点讨论

按照材料特性进行分层设置的优点：1、降低了材料选择的工作量，因为虽然不能否定存在各类性能均表现较好的材料，但是实际试验验证的工作量会很大；2、有利于利用已知性能的材料，便于多学科的参与，使得本类工作在选材方面的开放程度更高。

按照材料特性进行分层设置的缺点：由于①、②、③层的材料不同，膨胀性能有差异，导热性能也不同，作为缓冲/回填材料，它的整体性不如使用一种材料的好。

参考文献：

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1 增城市棠夏生活垃圾填埋场的现状

增城市棠厦垃圾填埋场位于增城市荔城街棠厦村，距离市区约12.6km，该场主要填埋增城市下属的六个镇街的生活垃圾。填埋场于1996年12月投入使用，日进垃圾量约200吨/天，自开始使用到2008年5月止，堆填垃圾达80多万吨，已填的垃圾堆体占地面积达48982m2，占填埋库区面积为58.22％。

填埋场为毫不设防的简易垃圾填埋场，场区内臭味四溢、蚊蝇四处乱窜，垃圾渗沥液通过地表遍布填埋场的空地；场内没有作业道路，作业方式十分简易，采用的是高处向下倾倒、简易压实、简易杂土覆盖作业；填埋场存在严重的环境污染及安全隐患。

垃圾填埋场平面布置图 垃圾填埋场实拍照片

2 简易垃圾填埋场的整治方案

毫不设防的棠夏垃圾填埋场产生的环境问题主要来自以下三个方面：填埋气体的污染与安全隐患、垃圾渗沥液的污染、填埋场的景观问题。针对污染现状，对各种污染源实施了行之有效的整治措施。

2.1填埋气体的整治

填埋的垃圾经微生物分解会产生填埋气体，气体的主要成分为甲烷（30％～40％）和二氧化碳（40％～50％）

现状垃圾堆体高度约40～50m，未设置填埋气体导排系统，填埋气体在填埋场的聚集，当甲烷浓度达到5～15％时，遇到火种会发生爆炸，当浓度达到40％以上时，遇到火种会迅速燃烧。另外，甲烷和二氧化碳都是温室气体。为有效解决填埋气体的环境问题，拟在现状垃圾堆体区域按照间距40m梅花状分布气体导排系统，导排系统实施方案如下：

（1） 钻入DN400钢管进入垃圾堆体2/3处；

（2） 在DN400钢管中套入Dn150HDPE穿孔管，在两管之间填充16～20mm碎石；

（3） 将d400钢管拔出。

现状垃圾堆体的产气量较小，沼气利用价值不大，因此，填埋气体拟采用收集后集中燃烧排放处理方案。

2.2 防渗方案

根据工程的现状，对库区防渗进行了多方案的比选与论证，最终确定了经济、合理、可行的工程方案，下面进行详细的论述。

（1）防渗目的

防渗工程的目的，就是采用天然的或人工的防渗层，切断库区内渗沥液向库外泄漏的通道，彻底杜绝渗沥液的外渗，同时防止地下水向填埋库区的渗入，确保垃圾填埋场安全可靠的运作，减少渗沥液产生量，避免造成二次污染。因此，防渗工程的设计好坏，是关系到填埋场设计成败的关键。

（2）防渗工艺

填埋场的防渗方式可以分为自然防渗、人工防渗两种：

① 自然防渗：如果在填埋场底部和周边有足够数量的高粘性土壤的压实土壤层，且各个部位的土层保持均匀，厚度至少2m，其渗透系数≤10-7cm/s，渗透性不因与渗沥液接触而增加时，可考虑采用自然防渗。

② 人工防渗：当填埋场在地形、地貌和水文地质条件达不到自然防渗要求时，必须进行人工防渗。根据场址的工程地质和水文地质条件，人工防渗主要有以下两种形式：

a、水平防渗：水平防渗指采用人工衬层将填埋场基底与垃圾堆体完全隔离，以防止渗沥液外渗，最常见的有以下几种工艺：天然粘土防渗层、钠基膨润土软衬防渗层、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗层或者上述几种的复合防渗层。

b、垂直防渗：所谓垂直防渗，系指通过垂直库底方向、沿库底周边敷设于岩土中的防渗幕墙，使幕墙与库底以下的天然隔水层相连，使得库底以下形成一个相对独立封闭的水系，从而阻止渗沥液外渗。其适应条件是：要求填埋场库底在地下水承压水位2m之上，必须连续存在不透水层。垂直防渗幕墙可以通过帷幕灌浆工艺来实施。通过灌注压入浆液（水泥砂浆+膨润土或其它化学浆液），使浆液填充岩石裂隙，胶结成符合防渗标准要求的地下幕墙。

垂直防渗填埋场的地下水由于防渗帷幕的阻拦，不能按原来的渗流路线排泄，随着水位升高到场底以上和垃圾渗沥液混合，一并排入渗沥液调节池，由此造成清污合流，增加渗沥液处理站的负荷。一般采用场垂直防渗工艺的填埋场，其渗沥液水量是水平防渗的2~3倍。

（3）防渗方案

本填埋场总的面积为124600 m2，垃圾填埋库区面积为84127 m2，其中未堆填区的面积为35145 m2，已堆填区的面积为48982 m2。已填埋区堆填的垃圾的高度约40～50m，垃圾量约80多万吨，均为简易堆填，垃圾堆体高且不密实，现场情况非常复杂，针对复杂的现状，提出如下防渗方案：

方案一，库区完全采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜防渗（已填垃圾转运）

实施方案如下：①将未堆填区清淤平整，按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统；②搬运现有垃圾至未堆填区，并按照国家相关标准进行垃圾摊铺、压实、覆土压实覆土，据初步估算，未堆填区的库容约53万吨，不足以容纳现状80万吨的垃圾，需在填埋场附近找地经简单防渗处理后，作为临时的垃圾堆放点；③现状垃圾搬运完毕后，对腾空的填埋二区库底进行清淤平整，并按卫生填埋要求在库底设置防渗层、地下水导排系统、HDPE防渗膜、渗沥液导排系统及导气系统，然后将剩余的垃圾转运至该区。

方案二，整体垂直防渗

根据地质勘察院的岩土工程初步勘察报告：本填埋场库区不存在断层及断裂带，为独立的水文单元，因此采用防渗幕墙阻隔库内地下水与库外地下水的联系是有条件的。

垂直防渗具体方案如下：① 在渗沥液调节池下游（现状氧化塘以西）设置一道垂直防渗幕墙隔绝场区地下水与场外地下水的联系；② 在填埋场北侧设置一减压井排场区的地下水至地下水处理系统；③ 设置地下水处理系统：三次钻孔的地下水水质指标表明，地下水虽呈污染加重趋势，但近期地下水仅BOD5、CODcr轻度超标，因此近期仅设置滤池及沉淀池处理地下水，保证地下水达标后排放，远期根据地下水水质的变化，预留场地以备增设地下水处理系统；④ 为最大程度减小库区内地下水的污染，将储存渗沥液的调节池进行水平及边坡防渗。

（4）方案比较及推荐方案

两方案的优缺点比较如下：

方案一

优点：

① 能彻底地防止垃圾填埋场的渗沥液及气体对生态环境的污染，完全满足垃圾无害化处理要求；

② 渗沥液处理规模小，日常运行费用低；

③ 后期运行管理简便。

缺点：

① 工程耗时耗工，一次性投资大；

② 施工周期较长；

③ 转运过程会对周边大气环境造成污染；

④ 需在垃圾填埋场找面积6万m3的空地用于现状垃圾转运，难度较大。

方案二

优点：

① 工程施工便捷，一次性投资少；

② 施工周期短。

缺点：

① 根据目前地下水的污染现状，该方案近期内基本能够满足垃圾无害化处理要求，但是该区域地下水污染呈逐渐加重的趋势，随着地下水水质的变化，地下水处理系统需同步更新，此种处理方式不足以保证地下水达标，并给以后的运行管理带来诸多不便，同时，不能准确评估后期的运营费用；

② 若底部的不透水层的垂直防渗系统不能承受泄压井的水压，最终导致地下水与渗沥液的混流，将使得地下水完全污染，环境污染风险较大。

③ 地下水监测资料显示，库区的地下水水质已被污染，且污染呈逐渐加重趋势，此种情况表明，该库底的不透水层可能存在如下的其中一种情况：a、不透水层厚度不够，渗沥液已经下渗到不透水层以下的土层；b、不透水层不完整，渗沥液通过漏洞下渗到不透水层以下的土层。库底的不透水层存在上述的任何一种情况，都会导致垂直防渗方案存在较大的环境污染风险。

④ 根据江门地质勘察院的地质勘察报告：该区地下水枯、丰水期水位变幅为3.0m左右，可见地下水水量变化较大，地下水处理系统的规模很难确定。

⑤ 渗沥液处理规模为完全水平防渗的2倍，日常运行费用高。

根据上述，方案一虽然整治后，不存在环境风险，且运行管理方便，但在进行现状垃圾转运时，实施难度大，耗时耗工，投资大；方案二虽实施难度小，但整治后仍然存在环境风险，且运行管理复杂。综合本填埋场的现状特点及两方案的技术优点，本填埋场决定采用水平防渗与垂直防渗相结合的方案：在未堆填区与已堆填区之间设置一道分割坝，未堆填区采用HDPE膜水平防渗，已堆填区采用垂直防渗。

4 结论

篇5

[中图分类号] TQ126.4+1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-171-1

据调查统计我国月10个省市出现地下水砷超标问题，这些地区已出现地方性砷中毒患者[1]。因此，对地下水和饮用水中的除砷技术的研究越来越受到重视。目前，国内外许多环境科学家都在研究和开发新的除砷技术和除砷材料。本文就近年来国内外除砷技术的发展简要概括如下。

1除砷技术研究现状与进展

1.1吸附法

吸附法是一种简单易行的废水处理技术，一般适合于处理量大、浓度较低的水处理体系。Kaushik Gupta等人[2]将纳米级的铁―钛混合氧化物用于砷的吸附研究，发现氧化物的pH值为6.0（±0.05）时，水溶液中砷的吸附效果最好，朗缪尔单层吸附容量为As（Ⅲ）80.0mg/g，As（Ⅴ）14.6mg/g，并且在室温下砷的动态吸附性能很好。张昱等人[3]研制了几种复合型稀土金属铁氧化物吸附剂，在100℃的干燥条件下制备的铈材料CFA4除砷效果较好，这主要是因为材料的金属配位羟基在对砷的吸附中起着重要的作用。少量的稀土铈在铁基材料中的复合掺杂可以提高载体铁的活性，增大了对砷的去除效果。

吸附法未来污水厂的革新有非常重要的意义，适合于发展中国家的农村和低收入人群的使用。

1.2生物法

生物控砷技术，就是通过砷与生物表面诸多功能键的结合，在生物体表面富集浓缩，其吸附在表面的砷再慢慢渗入到细胞内的原生质中，通过生物体细胞的吸附和新陈代谢作用，达到去除砷的目的。Khondoker Mahbub Hassan[4]等人运用生物物理化学方法，在砷浓度500μg/L的条件下，出水浓度低于15μg/L。杨宏[5][6]等人用生物除锰滤池进行了研究，发现该滤池对As（Ⅲ）都有良好的去除效果，这是因为细菌同铁、锰氧化物形成了菌泥，具有很好的截污能力和透过性。

生物除砷法相对于其它的方法，具有除砷效果好、费用低、处理后的二次污染小等优点。

1.3氧化法

当原水砷污染的浓度不太高时，对砷进行氧化处理，将三价砷氧化为五价砷，可以通过混凝沉淀工艺除砷。陈春宁等人[7]研究了零价铁（Fe0）对砷的去除效果，对质量浓度为1mg/L的含砷水样，Fe0对As（Ⅴ）的去除率高达96.5%，而对As（Ⅲ）的去除率只有75.8%。另有学者对零价铁在腐殖酸缺乏和腐殖酸充足的地下水中去除砷时硬度和碱度的影响进行了研究。发现去除砷的同时也促进了碳酸钙的形成。然而，在腐殖酸存在的条件下，将会影响碳酸钙的形成，从而影响处理效果。氧化法有很好的应用前景，能够很好的应对日益严峻的砷污然水体问题。

1.4其他方法

张岚[8]等人研究铁屑的表面预处理方法和水质的pH条件对铁屑石英砂除砷作用的影响，并考察其动态的除砷效果。结果表明：在pH7～9的范围内铁屑具有良好的除砷效果，并且铁屑经表面酸化处理后其除砷效果略好于表面酸化处理前。试验同时完成了实际高砷水的除砷效果实验，原水中总砷浓度为0.402mg/L，经处理后其浓度降至0.0023mg/L，试验结果符合国家标准要求。易求实[9]等人研究了硫酸亚铁、漂白粉、氢氧化钠三者协同作用对砷的去除率的影响，当硫酸亚铁早pH7～8范围内加漂白粉絮凝沉淀除砷，效率较高。对于1ppm的水样，一次除砷操作砷含量即可达到饮用水的标准。

2小结

每种除砷技术都有其优缺点，对不同的含砷废水应选用适当的方法进行处理。显然，吸附法、氧化法和生物法越来越受到人们的关注，处理效果明显。但吸附法和氧化法处理费用较高，投资大，在工程上的运作受到了限制。生物法具有除砷效果好，费用低，处理后二次污染小等优点，但是，技术上尚有待进一步提高。因此，高性能、低成本、无二次污染且能稳定应用的实际工程的除砷技术还需要进一步发展。

吉林建筑大学青年科研发展基金（520111026）

参考文献

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[3]张昱.用于地下水中砷去除的铈铁复合材料的制备和作用机制[J].中国科学（B辑），2003，33（2），127-133.

[4]Zouboulis A I，Katsoyiannis I A，et al.Arsenic Removal Using Iron Oxide Loaded Alginate Beads.Ind.Eng. Chem.Res.2002，41：6149-6155.

[5]杨宏.生物除锰滤池对砷（Ⅲ）的去除效果研究[J].中国给水排水，2006，22（7）：85-88.

[6]Anastasios I Zouboulis， Ioannis A Katsoyiannis. Recent Advances in the Bioremediation of Arsenic-contaminated Groundwaters[J].Environment International，2005，31：213.

[7]陈春宁.Fe0对饮用水中砷的去除效率及影响因素[J]. 安全与环境学报，2007，7（4）：46-49.

篇6

关键词：水文地质；抽水试验；解析法；动态分析法

中图分类号：P641文献标识码：A

地下水是我国北方居民主要的饮水来源，在国民经济中发挥着重要作用，水文地质计算是进行地下水资源勘测以及数值模拟等的方法，常采用的方法是采取现场抽样试验资料方法，目前水文地质研究领域普遍关注的问题是计算方法的精简、高效性和准确性的水文计算地质参数，虽然计算水文地质参数的方法有很多，但是使用技巧不尽相同，本文将对我国主要的水文地质计算方法进行简介，并分析其优越性。

1.我国水文地质主要的计算方法综述

最早出现的水文地质计算方法是配线法，存在很大的人为误差，依赖于计算人员的工作经验，精度较低。随着计算机技术的发展，各种有关水文地质参数计算方法的软件不断开发出来，提高了水文地质计算精度。Vivier等人对裂隙含水层抽水试验采用Cooper-Jacob公式进行分析，并提出了FTA计算方法，此方法将地质与周围岩石联系在一起，精确度高；Nawrocki等人采用不同公式计算水文地质参数，并进行对比分析；国内学者李佩成等人提出了非稳定渗流的计算方式，并有学者不断进行完善；腾凯等人采取优化参数的方法，明确非稳定型流抽水试验解析法的计算；肖常来等人采取泰斯公式进行计算，并进行了优化。

水文地质计算方法中的数值法和分析法是随着计算机的发展而发明的，其要点是把整个渗流部分分为若干单元，并建立地下水流的关系式，通过综合表征来体现渗流区的总体特点。该计算方法比较简单，适用于多种水文地质条件。

2.水文地质计算方法的优缺性

采取抽水试验的标准曲线对比法方法进行计算。 在实际的工程计算中，水文地质上覆层与下伏层之间并不是理论上的不透水层，往往是亚沙层等，导水能力很小，假设第一类越流系统基本方程相邻含水层与主含水层之间的出水水头面水平相等，忽略比较弱的透水层的弹性释放量，其他的条件与泰斯公式计算条件相同，井径无限小，因此数学模型就可以表示为δ2s/δr2+δs/rδr-s/B2=Sδs/Tδt；s(r,0)=0；s(∞,t)=0；lim(rδs/δr)=Q/2πT（1），式中s(r,t)表示任意时间下的降深，S表示含水层弹性释水系数，T表示导水系数，B表示越流因数。对公示进行边界条件转换，得到关于s的定解问题，s(r,t)=QF(μ,r/G)/4ΠT（2），对公示（2）采用标准曲线法进行计算，两边分别取两次对数lgt=lg1/u+lgr2S/4T，从这个公式中可以看出含水层的水文地质参数只需要确定平移值就可以得到。在进行配线时需要注意的是选取一条与lgs~lgt曲线最佳拟合度的曲线，将模数相同的时间~降深曲线重叠到标准曲线上，记录匹配点的s和t坐标，得出S=4uTt/r2，含水层的越流参数可以使用B=r/[r/B]计算，式中r代表观测孔与主孔之间存在的距离,[r/B]可以从曲线上直接读出。

拐点法发展时间较早，使用同一观测孔的s-lgt曲线上的任意点的斜率mi导出mi=2.3[Qe-(n+r2/4B2u)/4ΠT]（3），求解二阶导数，令δ2s/δ(lgt)2=0，得到拐点的坐标ti=rBS/2T（4），公式（4）带入公式（2）中可以求出mi=2.3Qe-r/B/4πT（5），对公式（5）两边同时取自然对数，带入到公式（2）中，得到s=Q[2k0(r/B)-⌠exp(-y-r2/4B2y)/ydy-⌠exp(-y-r2/4B2y)/ydy]/4πT(6)，对公示（6）两边换元变化，简化s1=Qk0(r/B)/4πT=smax/2.对与只有一个观测空的地质环境，若是抽水时间足够长，利用外推法计算最大降深，查表确定r/B，进而求出B值；在抽水时间不够长情况下，绘制r-lgmi关系曲线根据曲线斜率计算各观测孔拐点的降深，此方法推导过程很麻烦，存在很强的人为因素，因此计算精度比较低，在实际应用中不常采用。

以上两种方法虽然比较常见，但是误差仍然较大，还需要采取其他方法进行优化。全程曲线拟合法即是其中一种，通过构建并优化目标函数和约束条件，进行抽水试验，建立试验数据库，计算抽水试验理论降深，Excel规划求解进行优化及选。在求解目标函数时，限制条件数值变化缓慢的因素可以采用向前差分解决，该方法理论计算简单，精度高，具有很强的使用价值。数值模拟法是目前研究的热点，计算时需建立水文地质概念模型、数学模型以及数值模型，再进行模型校正试验，水文地质计算可以采用两种方式进行反演，区别在于模拟区和拟合的目标差异，数值模拟法目前具有很强的理论研究价值，正在研究中在实际应用中还存在很多困难。

【结束语】：

综上所述，本文先简单分析了我国水文地质计算的方法，然后以第一类越流系统为例重点论述了不同计算方法之间的优缺点标准曲线对比法、拐点法、全程曲线拟合法以及数值模拟法等都可进行计算，所得结果相近，其中拐点法发展较早，但是实用性不强，计算方法过多，存在很强的人为因素，标准曲线对比法是一种使用最广泛的方法，可以使用在精度要求较高的水文地质计算中。

【参考文献】：

[1]肖明贵,陈学军,刘宝臣,等.无限承压含水层中主孔涌水多孔观测定降深井流试验水文地质参数计算[J].地球科学-中国地质大学学报,2008,28(05):575-578.

[2]代世伟,刘愿英,李春娟,等.动态分析法在水文地质参数计算中的应用[J].陕西农业科学,2012,58(02):101-104.

[3]伟,罗周全,欧阳仕元,等.基于抽水试验微分分析的岩溶含水层水文地质参数计算[J].工程勘察,2012,40(12):39-43.

篇7

方案。

关键词：软土基；基坑边坡；坑支护；放坡开挖

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0068-02

近些年来，建筑行业发展迅速，为了节省占地面积，提高土地的使用面积，很多建筑物的建设都是不断纵向发展。那么，一些软土面积相对较大的地区，就要对这个地区的高层建筑提供基坑边坡的措施，可以保证工程建设的顺利进行，并且这项措施会占用很大的工程投资成本。云南地区地型多样、湖泊众多，很多建筑的建设的地基都会是软土层，因此，这个地区的软土基坑边坡支护的方法更要进行探讨。

云南地区地处我国西南部，省区内湖泊众多，软土层较多。软土地区的基坑边坡支护方案一定要考虑到土质的特殊性，它的牢固性与稳定性会对建筑物的整体产生很大的影响。近些年，传统的支护方法日益成熟，并且又出现了很多新的工艺与方法，成功地解决了很多地质情况复杂的基坑边坡支护问题。本文将对几种支护方法进行分析，探讨每一种方法的施工原理，并分析其适用性。

1 放坡开挖基坑边坡支护方法

1.1 施工原理

施工过程主要分为四步，分别为降水，即软土地区的地下水位较高时，首先要将地下水位降下来，至少要降到基坑底部1m以下的位置；开挖表层，即在基坑的所在地，开始进行表层的挖掘工作；对称放坡开挖，即形成坡体后，继续进行土方的挖取，直至挖至基地；底板施工，是指对基坑的底部进行平整性施工。

放坡开挖这种施工方法是最传统的施工方法，在采用这种施工方法施工时，要注意不要为了施工方便，而将开挖所得的土堆放在基坑两侧的坡顶上，在施工的过程中，如果开挖的深度接近于安全坡度，管理人员应不断地进行巡查，避免安全事故的发生，基坑的纵向坡度最好不要大于安全坡度，在开挖完成后，还要注意在坑内设置利于排水的沟渠。

1.2 适合范围

这种支护方法主要适用于场地的平坦度较高，大范围都是开阔平整的区域，建筑工程本身也是对稳定性没有过高的要求，并且对建筑物的位移也没有严格的要求。

1.3 优缺点

这种支护方法对施工的要求低，因此只适合于地质稳定性相对较好的，易于实现，并且造价低。但是这种方法的缺点则是开挖与回填的土方数量特别的大，工程量大，费时费力。

2 SMW基坑边坡支护方法

2.1 施工原理

SMW基坑边坡支护方法即劲性水泥土防护墙法。通过在水泥桩中搅入受拉力材料，受拉力材料多为H型钢，将型钢与水泥桩混合为一体，不但提高了型钢的钢度，同时控制了它的位移。采取这种型钢与水泥混合的情况来对基坑进行支护，与单一的型钢相比，挠度要小些，抗弯刚度则提高了20%。

采用这种方法一定要注意型钢的变形度与搅拌桩要协调，如果二者出现分离，则会对支护的刚度产生影响，造成桩体开裂，容易产生大量的漏水现象，会对工程产生较大的影响。

2.2 适合范围

这种支护方法技术成熟，适用范围很广，对于很多土质都比较适合。

2.3 优缺点

与其他支护方法相比，它对周围地层的影响是最小的，施工时不会产生太大的噪音，振动小，易于实现，使用的工期较短，并且不会产生太多的开挖土方，因此，泥土污染较少。但是这种支护方法支护的刚度相对较小，并且当基坑开挖后，很容易发生变形。

3 土钉墙基坑边坡支护方法

3.1 施工原理

土钉墙法的普遍应用主要是由于现代生活空间增大的需求，很多建筑物的地下层都会被利用起来。土体具有一定的结构强度与整体性，它可以使基坑保持自然的稳定性。它的施工原理是在墙体内按着一定的密度，安去一些长度固定的钉子，与墙体结合成一个整体，土与钉相互作用，对外力产生共同的抵抗作用，对原土的刚度与强度都有影响，还改变了原有土坡的形态，使整个土体表现出较强的稳定性。这个方法充分利用了土钉性能，土钉在这个结构中主要发挥三个方面的作用：第一，形成了墙体骨架。这些土钉要具有一定的长度，错落有致地置于墙体中，形成了它的骨架。第二，承载与加固的作用，可以使整个墙体更稳固，承载更大的外力作用。第三，应力的扩散作用。由于土钉与墙体结合在一起，当受到外力时，外力就会被土钉有效地扩散与分解掉。

3.2 适用范围

这种支护方法主要适用于条件较好的地质层，例如地下水位以上或是人工降雨以后可以形成的粘性土、粉土、松土，还适用于非松散性的砂土、卵石土等。

3.3 优缺点

这种支护方法的优点主要体现在三个方面：第一，对于其他施工不会产生影响。它的施工可以与其他施工同时进行，不用单独地占用工期。第二，施工简单，使用的设备较少，易于实现。第三，增加边坡的稳定性，可以起到主动的固定作用，使基坑开挖进行过程中直面可以保持一个稳定的状态。它的缺点主要是无法控制位移，如果工程对位移的控制要求较高，这种方法是不适合的。

4 地下连续墙基坑边坡支护方法

4.1 施工原理

这种施工技术在软土基坑支护方面是十分适用的。这种技术最早起源于西方，在20世纪50～60年代最广泛地推广开来。地下连续墙是指在地下建立以钢构与混凝土相混合的墙体。这种技术在地铁的修建中发挥着重要的作用。由于它形成的是一个连续的墙体，因此，具有很好的整体性，对于外力的抵抗作用也是十分有效，易在大型地下工程中使用。这种施工方法与其他支护施工方法的施工原则相同，即在施工过程中，其支护结构一定要保证施工安全，基坑底部要始终保持无水状态，将支护结构的变形控制到一定的范围内。这个支护体系主要由两部分组成：一部分为地下连续墙体，另一部分则是内撑系体系结构。

4.2 适用范围

这种支护方法主要适用于地质条件差、地层组成结构复杂、基坑的深度较大、周围的环境同样要求要有较深的基坑。

4.3 优缺点

这处支护方法的优点主要有三个方面：第一，支护性好，也应该是刚度较大、整体稳定性较好。第二，可以用于超深围护结构和作为主体结构。第三，它对周围环境的影响较小，也是深度最大的支护形式。它的缺点主要是会产生泥浆污染、造价高、施工工艺要求高，再者就是开挖后的槽壁容易出现塌方。

5 人工冻结基坑边坡支护方法

5.1 施工原理

这种施工方法在沿海地区应用广泛，它的施工原理是将支护地区的土壤冻结，在施工的过程中始终保持一个冻体状态，不发生土层的滑坡，保证施工的安全。使土壤冻结主要是通过向支护部分的土壤内注入冻结管。这种施工方法完成的支护体其强度是普遍墙体的10倍以下，由土壤颗粒组成的冻结体还具有良好的止水防渗功能。

5.2 适用范围

这种方法一般适用于土层含水量较高的地质条件中，如含水里较高的地质软土或是砂性土等。

5.3 优缺点

这种支护方法稳定性好、造价低、施工工艺低、易于实现，并且具有较强的适应性。它的缺点则是容易因为冻胀产生变形，并且温度升高而引起的融沉问题不容易

解决。

上述介绍的五种基坑防护技术都是在建筑工程中被广泛应用的，这些技术伴随着建筑技术的发展也变得成熟可靠，每一种技术都有各自的适用范围与优缺点，并且每一种技术的造价是不同的。工程造价是继工程施工环境需要而要考虑到的第二个重要问题。因此，在进行施工设计时，考虑到施工条件的允许后，还要考虑工程造价。

参考文献

[1] 张勇.软土地区不同深基坑支护结构形式的分析比较[J].科技致富向导，2013，（3）.

[2] 王德雷.浅谈房屋建筑基坑支护工程施工管理方法

[J].建筑知识（学术刊），2013，（1）.

篇8

关键词: 深基坑，支护结构 ， 地下水处理

Abstract: with the development of the economy and people living environment asks improved, and the basis of the buried depth to bring a lot of difficulties increase construction, especially in the city building dense, underground pipelines crisscross and geological conditions and the surrounding environment complex areas, already don't grant by the comparative economic put slope excavation, and need in artificial supporting conditions excavation. This paper mainly introduces the foundation pit of several normal the type of supporting, and various types of paper.

Keywords: deep foundation pit, supporting structure, groundwater treatment

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

1. 深基坑支护结构

深基坑施工,是高层和超高层建筑施工中一个突出问题,而深基坑的挡土支护结构技术又是深基坑施工的关键。其主要作用使基坑开挖和地下结构施工过程中能安全顺利地进行,并保证在深基础施工期间对邻近建筑物和周围的地上地下工程不产生危害,确保整个建筑工程的顺利完工。

2. 深基坑支护型式

一般深基坑的支护结构通常是作为临时性的结构,当基础施工完毕便失去作用。分析众多深基坑支护工程事故发生的原因,最主要的还是基坑工程支护结构的选型不合理,考虑的因素不全面,因此深基坑施工的支护体系在整个建筑工程中具有举足轻重的作用。基坑施工的支护方法有很多种,但都要结合土质条件、基坑的深度、地下水的状况因地制宜地制定施工方案。根据不同支护类型的优缺点，适用条件,科学合理地选择经济合理的方案。现将几种应用较多的支护形式简述如下。

(1) 地下连续墙

从国内外的使用情况及习惯考虑，地下连续墙有如下几种类型：按槽孔的形式可以分为壁板式和桩排式两种；按开挖方式及机械分类，可分为抓斗冲击式、旋转式和旋转冲击式；按施工方法的不同可以分为现浇、预制和二者组合成墙等；按功能及用途分为作承重基础或地下构筑物的结构墙、挡土墙、防渗心墙、阻滑墙、隔震墙等；按墙体材料不同分为钢筋混凝土、素混凝土、黏土、自凝泥浆混合墙体材料等。

地下连续墙的优点主要表现在如下方面：

①施工全盘机械化，速度快、精度高，并且振动小、噪声小，适用于城市密集建筑群及夜间施工。

②具有多功能用途，如防渗、截水、承重、挡土、防爆等，由于采用钢筋混凝土或素混凝土，强度可靠，承压力大。

③对开挖的地层适应性强，在我国除熔岩地质外，可适用于各种地质条件，无论是软弱地层或在重要建筑物附近的工程中，都能安全地施工。

④可以在各种复杂的条件下施工，如美国110层世界贸易中心的地基，过去曾为河岸，地下埋有码头等构筑物，用地下连续墙则易处理；广州白天鹅宾馆基础施工，地下连续墙呈腰鼓状，两头狭中间宽，形状虽复杂也能施工。

⑤开挖基坑无需放坡，土方量小，浇混凝土无需支模和养护，并可在低温下施工，降低成本，缩短施工时间。

⑥用触变泥浆保护孔壁和止水，施工安全可靠，不会引起水位降低而造成周围地基沉降，保证施工质量。

⑦可将地下连续墙与“逆做法”施工结合起来，地下连续墙为基础墙，地下室梁板作支撑，地下部分施工可自上而下与上部建筑同时施工，将地下连续墙筑成挡土、防水和承重的墙，形成一种深基础多层地下室施工的有效方法。

地下连续墙的缺点主要表现在如下方面：

①每段连续墙之间的接头质量较难控制，往往容易形成结构的薄弱点。

②墙面虽可保证垂直度，但比较粗糙，尚须加工处理或做衬壁。

③施工技术要求高，无论是造槽机械选择、槽体施工、泥浆下浇筑混凝土、接头、泥浆处理等环节，均应处理得当，不容疏漏。

④制浆及处理系统占地较大，管理不善易造成现场泥泞和污染。

(2) 排桩支护

由于地下连续墙工程量大,所以有的基坑支护采用排桩支护,常采用冲孔或钻孔灌注桩,较多的是采用挖孔桩作排桩支护。这种排桩支护施工简单,不需要专用设备,而且工程造价比地下连续墙低,所以在深基坑支护中采用较多。但排桩支护的缺点同以往采用的钢板桩类似,随基坑深度的增加,常常出现基坑支护失稳等事故。因此采用此支护方法时,必须采用合理的桩间距,而不能一味地追求经济效益。

(3) 锚固支护

锚固支护就是在排桩支护之后,在桩顶增设一条锁口梁,有的在桩顶适当位置增设锚杆,使悬臂桩改变其受力形式,但往往由于基坑较深,有众多因素的相互影响,如土质、地下水动向、现场管理等等,所以锚固支护事故也很多。常见的是锚杆整体被拔出,这主要是锚杆的抗拉能力不够引起的。因此在使用锚杆支护时,必须对土体的物理力学性质有充分的认识,采用合理的可插入稳定土层的深度。

(4) 水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩支护主要是将基坑坑壁的土层,在开挖前用水泥和固化剂进行原位搅拌改性,以提高土的强度,还可以形成壁状或格栅状的地下水泥土桩、墙的隔水帷幕,阻止地下水侵入。施工工艺流程：桩机就位喷浆搅拌下沉喷浆搅拌上升重复下沉上升关闭搅拌机并移位。

实践证明,提高土的强度对深基坑开挖有一定的保护作用,但阻水主要不是解决承压水,而是解决土层中的局部滞水。将来对搅拌桩支护结构的研究,主要是怎样在保证一定的抗剪强度和自身稳定的条件下,提高它的支护深度同时能继续保持它自身造价相对较低、施工简单等优点;而且在超长情况下,荷载如何有效地传递到桩的下部,也还有待解决。

(5) 喷锚网加锚杆支护

喷锚网加锚杆支护作为一种先进的支护技术,国内外在大跨度地下工程中,特别是在不良地质条件下,已经普遍应用。它运用“喷、锚、网”取代老式的桩、板、墙、管、撑等,确实有其优势之处。具体施工顺序和工艺流程如下：

篇9

关键词：高地下水位 基坑 管井降水

中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

青荣城际铁路双林前特大桥位于胶东半岛,地貌主要为冲洪积平原、剥蚀平原、滨海平原、丘陵低山区等。桥址区表覆第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl ）粉质粘土、粉、细、中、粗砂，下伏基岩为晚元古代晋宁期片麻状含斑二长花岗岩（ηγ23）。地下水类型主要为第四系孔隙潜水，一般不具承压性，砂层为主要含水层，受大气降水补给。地下水位埋深0.6～6m，水位季节性变幅1.0～3.0m。

本桥共有22个承台，承台开挖深度3.5～4.0m。本桥地下水位较高、水量较大，承台开挖流砂现象严重开挖难度大，需采取井点降水等辅助施工措施。

2、降水方案选择

人工降低地下水，常用的方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点等。根据本桥段土层性质、渗透系数、工程特点等，对各种方法进行综合对比分析后确定选用管井降水的方案。

管井井点适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到到50m3/h～100m3/h，土的渗透系数在20m/d～200m/d范围内。降低地下水位深度约3.0～5.0m。这种方法一般用于潜水层降水。

3、管井降水设计

以双林前特大桥12#承台为例，承台尺寸10.4×4.8×2.2m，承台底埋深3.0m，现场试挖地下水埋深0.6m。根据地质资料显示自上而下依次为：①细砂厚3.0m；②粉质粘土厚2.0m；③细砂厚6.6m；④片麻状花岗岩。

（1）降水井深度H：

H≥H1+h+iL+L1+L2

式中：H――管井的埋置深度,m;

H1――井点管埋设面距至坑底面距离，取H1=3.0m;

h――基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离，h=0.5m;

L――井点管中心至基坑中心的短边距离，取6.2m;

i――降水曲线坡度，取0.1；

L1――滤管有效长度，取1.0m；

L2――井托高度，取0.2m；

计算得出：H=5.32m，取6.0m。

（2）基坑涌水量计算

式中：K――土的渗透系数（m/d），根据附近工地经验K=8m/d；

H――含水层厚度（m）取11m；

S――基坑中心水位降低值（m），取3.4m；

R――抽水影响半径（m），=63.8m；

r0 ――基坑等效半径（m），=5.0m。

计算得到基坑涌水量Q=607.0m³。

（3）降水井点数量

n=1.1Q/q

式中：（m³/d），其中为虑管半径取0.16m；

计算井点管最大出水量q=120.6m³/d，n=5.1，根据实际情况布设6眼。

4）降水平面布置

抽水管井位于基坑东西两侧，每侧布置3根，井间距4.0m。

5）根据以上计算，双林前特大桥10#承台基坑管井降水设计如下：

①井深：6.0m；

②井径：600mm；

③井数：6眼；

④井管：Ф320mm PVC管，井壁管每40cm设置一道过滤孔；

⑤滤料：砾料(米石)；

⑥水泵：采用扬程＞10m，3″潜水泵抽水，水泵下入深度为5m。

4、管井降水施工方案

管井降水工序流程：确定井位钻机安装就位钻进成孔清孔换浆安装井管充填滤料下入水泵抽排降水。

（1）测放井位。根据井位平面布置示意图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整。

（2）埋设护口管。护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土和草辫子填实封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.5m。

（3）安装钻机。根据双林前特大桥地质状况采用循环钻机成孔。机台安装稳固水平，对准孔中心。

（4）钻进成孔。降水井开孔孔径经反复计算确定，一径到底。钻进开孔时钻机慢转，以保证开孔钻进的垂直度，成孔施工采用泥浆护壁，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，防止孔壁坍塌。

（5）清孔换浆。钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.5m，进行冲孔清除孔内杂物，同时调整孔内的泥浆密度，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。

（6）下井管。下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器(找正器)，以保证滤水管能居中，下到设计深度后，井口固定居中。

（7）填砾料。填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底0.3m～0.5m，井管上口加闷头密封后，按设计要求填入砾料，并随填随测填砾料的高度，直至砾料下入预定位置为止。

（8）安泵试抽。在降水井内及时下入潜水泵试抽水。

（9）降水井运行排水系统。从降水井抽出来的水由分管汇集到主管到达沉淀池，经沉淀后再排放。

（10）设置坑外水位观测井。根据设计要求及现场需要，环绕基坑设置坑外水位观测井。水位观测井施工工艺同降水井。

5、管井降水实施效果

对双林前特大桥12#～14#承台基坑采用管井降水试验，连续抽水3天后进行基坑开挖，开挖出的土体基本处于干燥状态，说明管井降水对本地区砂土类基坑疏干的效果较好，且滤水管采用了耐压PVC管，可重复利用，降低了成本。

管井降水措施适合本工程沿海高地下水位砂土地层基坑的开挖。该方案操作简单，对设备、场地等要求较低，施工安全、简便、可靠。在施工过程中针对每个基坑进行验算并结合实际情况，对管井数量、布置方式、计算参数取值等进行不断完善修正，目前通过此方法已完成了20个类似基坑施工，取得了良好效果。

6、结束语

高地下水位的基坑降水工程设计，根据土层的渗透系数，要求降水的深度和工程特点，经过技术、经济和可行性等比较后并结合一定的施工经验确定。降水实践中要采用信息化施工，通过试验验证降水效果，以便进一步优化降水设计的施工方案。

参考文献：

篇10

关键词：地下室；抗浮设计；抗浮措施；复位；

1、地下室抗浮失效问题分类及其破坏特征

地下室抗浮失效问题分为整体抗浮失效和局部抗浮失效两大类。

整体抗浮失效是指当建筑物的自重不能够克服地下水浮力，建筑物发生整体上浮位移或倾斜。其失效形式与地下室结构刚度关系密切，若地下室结构刚度小，可能会出现局部上浮或倾斜，刚度大则可能整体向上浮移。局部抗浮失效是指水浮力不超过建筑物的总重量，但

局部自重小于水浮力，造成抗浮承载力不均衡。其失效形式使得地下室产生裂缝，部分结构上浮。由于受周边墙体以及内部框架柱、墙的制约，裂缝一般分布于底板或地梁跨中，且其分布范围广并具有一定规律性。

2、地下室抗浮计算理论依据

2.1 浮力的计算方法

地下室抗浮验算的关键是准确计算地下室结构所承受的水浮力。该问题可采用阿基米德定律来计算。该定律简要表述如下：

F浮=ρw V w g （1）

式（1）中，ρw 为水的密度，一般取 10 KN/m?；V w为建筑物浸入地下水部分的体积；g 为重力加速度。在实际抗浮计算中，V w按式（2）计算：

V w=A j h w （2）

式（2）中，h w 为抗浮设计水位高度，A j 为建筑物底板面积。

由浮力计算公式可以看出，确定抗浮设计水头高度是抗浮设计至关重要的一步。

2.2 地下室结构抗浮设计水位的合理取值

地下室抗浮设计水位的确定按照现行国家规范的要求，需由岩土工程勘察单位在地质勘察报告中提供。规范明确规定：

1）当有长期水位观测资料时，场地抗浮设防水位可采用实测最高水位； 无长期水位观测资料时按勘察期间实测最高水位并结合场地地形地貌及地下水补给条件确定；

2）场地有承压水且与潜水有水力联系时应实测水位并考虑对抗浮设防水位的影响。

3）只考虑施工期间的抗浮设防时水位可按一个水文年的最高水位确定。

勘察资料未提供抗浮设计水位时， 应取建筑物设计基准期内可能产生的最高水位。 当地下水赋存条件复杂变化幅度较大， 区域性补给和排泄条件可能有较大变化或者工程需要时应进行专门论证提供抗浮设防水位的咨询报告。

2.3 地下室抗浮稳定性验算

建筑物基础应满足抗浮稳定性验算如式（3）所示：

（3）

式中：Gk为建筑物自重及压重之和；N w，k为浮力作用值，Kw为抗浮稳定安全系数，一般情况下可取 1.05。

3、地下室抗浮措施

3.1 无抗浮构件作用下的抗浮措施

3.1.1 压重抗浮

当不满足抗浮稳定性验算时，对于不采用抗浮构件作用的地下结构，可采用增加自重的方式来满足抗浮要求。

1）增加地下室结构自重，如适当增加顶板或底板的厚度。

2）增加结构层数，如增加设备层，非使用空间等。

3）用大容重材料对地下室地面进行回填。

4）在地下室顶板增加覆土厚度。

3.1.2 降低抗浮设计水位

由浮力计算公式可以看出，降低抗浮设计水头高度可减小水浮力。通过结构优化，在确保地下室使用净高的前提下减小地下室的埋置深度可实现降低抗浮设计水位的要求。 具体可采取如下措施：

1）采用平板式筏板基础，较梁板式筏板基础梁底标高略有抬高，水浮力相应减小。

2）顶板采用宽扁梁或无梁楼盖 ，厚顶板不仅增加了结构自重，而且在保证使用净高的情况下，底板标高可相应抬高，有效降低了抗浮设计水位。

3.2 设置抗浮构件作用下的抗浮措施

3.2.1 设置抗拔桩

通过抗拔桩本身自重和与周边土的摩擦力实现与水浮力相抗衡的抗拔力，可均匀布置于筏板下，也可较集中地布置于柱、墙下。

设置抗拔桩时的抗浮计算

（4）

式中：Gk为建筑物自重及压重之和，N w，k为浮力作用值，Kw为抗浮稳定安全系数， 一般情况下可取 1.05，n 为抗拔桩的根数，N k为按荷载效应标准组合计算的基桩拔力。

基桩抗拔力 N k应按照规范第 5.4.5 条同时进行群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时的抗拔承载力验算。

3.2.2 设置抗浮锚杆

1）抗浮锚杆的计算

抗浮锚杆通过在底板与其下坚硬土层或岩土体之间设置锚杆和砂浆组成的锚固体建立抗浮力，因其布置灵活、受力合理、造价低廉等优点而得到广泛应用。

抗浮锚杆可根据规范第 6.8.6 条进行计算：

Rt= ξf u r h r（5）

式中：Rt为锚杆抗拔承载力特征值，ξ 为经验系数，对于永久性锚杆取 0.8，f 为砂浆与岩石间的粘结强度特征值，ur为锚杆周长，hr为锚杆锚固段嵌入岩层中的长度，当长度超过 13 倍锚杆直径时，按 13 倍锚杆直径计算。

2）抗浮锚杆的布置

抗浮锚杆可采用面式、线式或点式等 3 种形式布置，其各自优缺点比较如表 1 所示。

3.2.3 永久性降低地下水水位

通过设置永久性降水井或者其他措施根据设计要求动态抽水防止地下水水位上升也可降低地下水浮力。该方法用于常规方法无法满足抗浮要求的情况，如无锡崇安寺一期工程地下室抗浮设计即采用人为控制地下水水位的方法，具有一定的经济效益。

优点：（1）上部结构通过柱、墙向下传递荷载，锚杆在这些点下布置可充分抵抗浮力作用；（2）因锚杆布置具有局部密度大的特点，故锚杆荷载可相互协调，对个别锚杆承载力不足的情况具有一定的相互补偿性。

缺点：（1）侧壁摩阻力较小地层如软岩或土体等不适用；（2）地下室底板钢筋用量大。

4、地下室整体复位技术简介

地下结构上浮后须采取相应措施使其复位， 目前常用措施有以下几种。

4.1 结构加压

增加结构自重可以快速有效地使已上浮的结构沉回原位， 即可通过在地下室底板或上部结构上放置密度较大的重物，此时应注意校核结构承载力，防止加压过程中引起结构破坏。

4.2 降低地下水水位

采用抽水的方法降低地下水位以减少浮力，从而防止地下室进一步上浮。抽水过程中需加强水位监测，根据出水情况及结构下沉情况及时调整设备的出水量。但是仅通过降低地下水水位的方法不能使结构完全复位，必要时需配合其他措施综合处理。

4.3 释放地下水压力

地下室上浮后地下水一般在底板下形成较大浮托力，通过在底板适当位置布置压力释放孔，有组织地引导地下水排出并及时抽排到场地以外，也可使地下室复位。

5、结语

1）地下室的抗浮设计是一个非常重要的问题，须予以重视。

2）地下室抗浮设计的关键在于选择合理的抗浮设防水位，设计人员在设计过程中应充分结合场地特点和区域工程地质、水文地质以及周边环境选择合理的抗浮设计水位。

3）不满足抗浮要求的建筑物务必采取抗浮措施 ，抗浮措施应结合工程实际在保证工程安全的情况下，尽量做到科学经济、合理可行。

4）若因设计不合理而导致地下结构上浮后，应尽早采取有效措施，使上浮结构复位。并加固处理已变形或损伤的结构构件，使其达到承载能力的要求。

参考文献：

[1]GB 50007-2011 建筑 地 基基础 设计 规范[S].北 京 ：中国建筑工业出版社，2011.