电大高层建筑第二章课后思考题

电大高层建筑第二章课后思考题地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三类。动水压力GD与水力梯度成正比，即水位差越大，动水压力GD越大；与渗流路径长度成反比，渗流路径越长，则动水压力GD越小。动水压力的作用方向与水流方向相同，其量纲为kN/m3。地下水的治理主要包括降低地下水位和堵截地下水。降低地下水位的常用方法有集水明排和井点降水。在深基坑施工中，地下水的存在会给施工带来很多问题，如基坑开挖、边坡稳定、基底隆起与突涌、浮力及防渗漏等。为了确保施工正常进行，必须对地下水进行有效地控制。流砂现象是指水在土中渗流，当动水压力等于或大于土的浸水容重时，土颗粒失去自重处于悬浮状态，土颗粒随着渗流的水一起流动。流砂对基坑开挖施工的危害主要包括地基完全失去承载力、难以达到设计深度、容易引起边坡塌方、拖延工期和增加施工费用等。为了防治流砂现象，必须在施工前对工程地质资料和水文资料进行详细调查研究，并采取有效措施，如枯水期施工、抛沙袋或石块法、打钢板桩法、水下挖土法、人工降低地下水位法和地下连续墙法等。明沟、集水井排水是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或每隔30米设置集水井，地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。井点降水分主要为有真空（轻型）井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。真空井点设备主要由井管、集水总管、水泵和动力装置组成。喷射井点设备由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。为了防止或减少井点降水对邻近建筑物的影响，通常采用抗渗挡墙截水技术和补充地下水的回灌技术。在降水区和原有建筑物之间土层设置一道抗渗屏幕，以防止井点降水对邻近建筑物产生负面影响。截水帷幕的主要类型有泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙和地下连续墙挡墙等。集水明排法是一种简单易行的地下水控制方法，设备简单，施工方便。但是，当深基坑工程中单独使用时，可能会出现地下水沿边坡面或坡脚或坑底渗出的情况，使坑底软化或泥泞，施工条件恶化。同时，如果土的组成较细，开挖深度较大时，在地下水动水压力的作用下，还可能引起流砂、管涌、坑底隆起和边坡失稳。井点降水的主要作用包括稳定边坡、防止塌方、防止流砂、防止管涌、减少横向荷载等。井点降水法的优点包括避免大量涌水、冒泥、翻浆，有效防止流砂现象发生；通过排出土中水分，减小或消除动水压力，提高边坡稳定性，边坡可放陡，减少土方开挖量；改变渗流方向，使动水压力方向与重力方向相同，增加土颗粒间的压力，使坑底土层更为密实，改善土的性质；改善施工条件，提高效率，缩短工期。缺点包括设备一次性投资较高，运转费用较大，并且可能引起基坑周围土体固结下沉。真空井点降水的工作原理是沿基坑周围以一定的间距埋入井管（下端为滤管），在地面上用水平铺设的集水总管将各井管连接起来，再于一定位置设置真空泵和离心泵。开动真空泵和离心泵后，地下水在真空吸力作用下，经滤管进入井管，然后经集水总管排出。这样就降低了地下水位。喷射井点的工作部件是喷射井管内管底端的扬水装置一喷嘴的混合室。当喷射井点工作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水，经过内外管之间的环形空间直达底端，在此处高压工作水由特制内管的两侧进水孔进入至喷嘴喷出。在喷嘴处，过水断面突然收缩变小，使工作水流具有极高的流速，在喷口附近造成负压（形成真空），因而将地下水经滤管吸入。吸入的地下水在混合室与工作水混合，然后进入扩散室，水流从动能逐渐转变为位能，即水流的流速相对变小，而水流压力相对增大，把地下水连同工作水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，再用排水泵排出。采用截水和回灌技术的目的是为了防止或减少井点降水对邻近建筑物的影响。抗渗挡墙截水技术可以在降水区和原有建筑物之间土层设置一道抗渗屏幕，以防止