第七章 深基坑降水

1、Slogan here第七章第七章 深基坑降水深基坑降水深基坑降水 高層建筑基礎(chǔ)埋置較深，面積大，基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工會(huì)遇到地表和地下水大量滲入，造成地基浸泡，使地基承載力降低；或出現(xiàn)管涌、流砂、坑底隆起、坑外地層過(guò)度變形等現(xiàn)象，導(dǎo)致地基基礎(chǔ)無(wú)法施工，影響附近建筑使用安全和工程順利進(jìn)行，因此，基坑的排降水，是基坑開(kāi)挖的重要條件。o 基坑工程中的降低地下水亦稱(chēng)地下水控制，即在基坑工程施基坑工程中的降低地下水亦稱(chēng)地下水控制，即在基坑工程施工過(guò)程中，地下水要滿(mǎn)足支護(hù)結(jié)構(gòu)和挖土施工的要求，并且工過(guò)程中，地下水要滿(mǎn)足支護(hù)結(jié)構(gòu)和挖土施工的要求，并且不因地下水位的變化，對(duì)基坑周?chē)沫h(huán)境和設(shè)施帶來(lái)危害。不因地下

2、水位的變化，對(duì)基坑周?chē)沫h(huán)境和設(shè)施帶來(lái)危害。o 深基坑降水的方法有集水溝明排水法和人工降低地下水位法深基坑降水的方法有集水溝明排水法和人工降低地下水位法及隔離地下水。及隔離地下水。o 在軟土地區(qū)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)在軟土地區(qū)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)3m，一般就要用井點(diǎn)降水。，一般就要用井點(diǎn)降水。開(kāi)挖深度淺時(shí)，亦可邊開(kāi)挖邊用排水溝和集水井進(jìn)行集水明開(kāi)挖深度淺時(shí)，亦可邊開(kāi)挖邊用排水溝和集水井進(jìn)行集水明排。排。o 地下水控制方法有多種，選擇時(shí)根據(jù)土層情況、降水深度、地下水控制方法有多種，選擇時(shí)根據(jù)土層情況、降水深度、周?chē)h(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)種類(lèi)等綜合考慮后優(yōu)選。周?chē)h(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)種類(lèi)等綜合考慮后優(yōu)選。o 當(dāng)因降水而危

3、及基坑及周邊環(huán)境安全時(shí)，宜采用截水或回灌當(dāng)因降水而危及基坑及周邊環(huán)境安全時(shí)，宜采用截水或回灌方法。方法。 方法名稱(chēng)方法名稱(chēng) 土類(lèi)土類(lèi) 滲透系數(shù)滲透系數(shù) (m/d)(m/d) 降水深度降水深度 m m 水文地質(zhì)特征水文地質(zhì)特征 集水明排集水明排 20.020.0 55 真空井點(diǎn)真空井點(diǎn) 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 單級(jí)單級(jí)66 多級(jí)多級(jí) 2020 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn) 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 55 含豐富的潛水、含豐富的潛水、承壓水、裂縫水承壓水、裂縫水 截水截水 粘性土、砂土粘性土、砂土 碎石土、巖溶巖碎石土、巖溶

4、巖 不限不限 不限不限 回灌回灌 填土、砂土、碎石土填土、砂土、碎石土 0.10.1200200 不限不限 降水類(lèi)型及適用范圍降水類(lèi)型及適用范圍排水盲溝3.3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便；優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：在細(xì)砂和粉砂土層，抽水時(shí)會(huì)帶走細(xì)砂，引起流砂。缺點(diǎn)：在細(xì)砂和粉砂土層，抽水時(shí)會(huì)帶走細(xì)砂，引起流砂。適用范圍：粗粒土層，滲水量小的粘土層適用范圍：粗粒土層，滲水量小的粘土層防止地下水涌入基坑防止地下水的滲流引起邊坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板樁減少了橫向荷載消除地下水的滲流,也就防止流砂現(xiàn)象濾管構(gòu)造濾管構(gòu)造1-鋼管 2-管壁上小孔 3-纏繞的鐵絲

5、4-細(xì)濾網(wǎng) 5-粗濾網(wǎng) 6-粗鐵絲保護(hù)網(wǎng) 7-鑄鐵頭 8-井點(diǎn)管真空泵、離心泵、水氣分離器工作原理： 設(shè)備從左向右抽成真空，大氣壓力使水從右往左通過(guò)離心泵抽出。設(shè)備從左向右抽成真空，大氣壓力使水從右往左通過(guò)離心泵抽出。水氣分離器副水氣分離器真空泵總管井點(diǎn)管離心泵抽水設(shè)備工作原理抽水設(shè)備工作原理井點(diǎn)降水動(dòng)畫(huà)井點(diǎn)降水動(dòng)畫(huà).exe 輕型井點(diǎn)組成輕型井點(diǎn)組成1-井點(diǎn)管 2-濾管 3-集水總管 4-彎聯(lián)管 5-水泵房 6-原地下水位 7-降低后地下水位 總管 井點(diǎn)管 彎連管 真空泵排放總管埋設(shè)井點(diǎn)管用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與總管接通安裝抽水設(shè)備試運(yùn)行正式抽水，輕型井點(diǎn)降水施工v井點(diǎn)布置 根據(jù)基坑平面形狀與大小，

6、地質(zhì)與水文情況、工程性質(zhì)、降水深度等確定。 單排井點(diǎn)、雙排井點(diǎn)、環(huán)形井點(diǎn)各自適用的范圍 井點(diǎn)埋置深度計(jì)算HH1+h+iL+l H值確定后，為了安全，一般再增加1/2濾管長(zhǎng)度。井點(diǎn)管的濾水管一般不宜埋入滲透系數(shù)極小土層。v井點(diǎn)的施工工藝： 放線定位鋪設(shè)總管沖孔安裝井點(diǎn)管、填砂碩石料、上部黏土密封用彎管將井點(diǎn)管與總管連接安裝集水箱和排水管開(kāi)動(dòng)真空泵排氣測(cè)量觀測(cè)井中地下水變化。 此外，確定井點(diǎn)管埋深度時(shí)，還要考慮到井點(diǎn)管上口一般要比地面高0.2m。Hh1+h+iLB.高程布置考慮抽水設(shè)備的水頭損失后，一般井點(diǎn)降水深度不超過(guò)6m。 n城墻側(cè)湖底段采用圍堰擋水，二級(jí)輕型井點(diǎn)降水，輔以管井井點(diǎn)降水，放坡大

7、開(kāi)挖，掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡。共70頁(yè) 第60頁(yè)（4）輕型井點(diǎn)計(jì)算A.計(jì)算內(nèi)容 井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算，井點(diǎn)管數(shù)量及井距的確定，抽水設(shè)備選用。B. 涌水量計(jì)算水井分類(lèi)無(wú)壓完整井涌水量Q (2)1.366lglgH S SQKRr式中：Q-單井涌水量（m3/d）； K-滲透系數(shù)（m/d），應(yīng)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定； H-含水層厚度（m）； S-水井內(nèi)水位降低值（m）； R-抽水影響半徑（m）; r-水井半徑（m）。 單井涌水量0(2)1.366lglgHS SQKRx式中：Q-井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量（m3/d）； K-滲透系數(shù)（m/d），應(yīng)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定； H-含水層厚度（m）； S-（基坑內(nèi)實(shí)際）水位降低值（m）； R-抽水影響半

8、徑（m），取： x0-環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑（m），當(dāng)基坑長(zhǎng)寬比不大于5時(shí)，?。?A-環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積（m2）。1.95( )RSHK m0/( )xAm環(huán)狀井點(diǎn)涌水量無(wú)壓非完整井涌水量Q 00(2)1.366lglgHS SQKRxS(S l)0.20.30.50.8H01.3(S l)1.5(S l)1.7(S l) 1.85(S l） 有效深度H0值注：S-井點(diǎn)系統(tǒng)中心處處水位降低值； S-井點(diǎn)管處水位降低值； l-濾管長(zhǎng)度。 當(dāng)算得的H0大于實(shí)際含水層厚度H時(shí)，仍取H值。承壓完整井涌水量02.73lglgKMSQRx式中：Q-井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量（m3/d）； K-滲透系數(shù)（m/d），應(yīng)

9、由實(shí)驗(yàn)測(cè)定； M-承壓含水層厚度(m)； S-（基坑內(nèi)實(shí)際）水位降低值（m）； R-抽水影響半徑（m），?。?x0-環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑（m），當(dāng)基坑長(zhǎng)寬比不大于5時(shí)，取： A-環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積（m2）。1.95( )RSHK m0/( )xAmC.井點(diǎn)管數(shù)量與井距確定單井最大出水量3120qdl K式中：d-濾管直徑（m）；l-濾管長(zhǎng)度（m）。最少井?dāng)?shù)井點(diǎn)管的最少根數(shù)nmin：min1.1()根Qnq平均井距( )LDmn式中：L-總管長(zhǎng)度（m）。確定井點(diǎn)管間距時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(a)井距過(guò)小時(shí)，彼此干擾大，影響出水量，因此井距必須大于15倍管徑。(b)在滲透系數(shù)小的土中井距宜小些

10、，否則水位降落時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。(c)靠近河流處，井點(diǎn)宜適當(dāng)加密。(d)井距應(yīng)能與總管上的接頭間距相配合，常取0.8/1.2/1.6/2.0，根據(jù)實(shí)際采用的井點(diǎn)管間距，最后確定所需的井點(diǎn)管根數(shù)。工程降水設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例工程降水設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例工程條件：工程條件：某工程基坑開(kāi)挖下口線尺寸為某工程基坑開(kāi)挖下口線尺寸為19m19m10m10m，基坑開(kāi)挖深度為，基坑開(kāi)挖深度為4.1m4.1m，采用，采用1:0.51:0.5放坡開(kāi)挖。工程放坡開(kāi)挖。工程0.000.00為自然地面標(biāo)高，地為自然地面標(biāo)高，地下水位為下水位為-0.6m-0.6m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地地面下。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地地面下0.7m0.7

11、m為為雜填土，以下為雜填土，以下為6.6m6.6m的細(xì)砂層，其滲透系數(shù)的細(xì)砂層，其滲透系數(shù)K=5m/dK=5m/d，再往下，再往下為不透水的粘土層。試對(duì)該工程進(jìn)行降水設(shè)計(jì)。為不透水的粘土層。試對(duì)該工程進(jìn)行降水設(shè)計(jì)。工程降水設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例過(guò)程l降水方法的選擇-單級(jí)輕型井點(diǎn)l含水層滲透系數(shù)K=5m/dl降水深度：S=4.1-0.6+0.5=4.0ml相關(guān)參數(shù)的確定l井點(diǎn)軸線：距基坑開(kāi)挖上口線0.8ml基坑開(kāi)挖上口線尺寸：按1:0.5放坡計(jì)，23m14ml基坑降水面積：24.6m15.6ml井點(diǎn)深度：按完整井考慮，取7.3ml繪制計(jì)算圖l繪制計(jì)算圖l基坑涌水量計(jì)算l含水層厚度：H=7.3-0.6=6.

12、7ml降水深度：S=4.1-0.6+0.5=4.0ml基坑等效半徑：l抽水影響半徑：l基坑總涌水量：mbar65.116 .156 .2429. 029. 00mHKSR457 . 650 . 422dmrRSSHKQ/41965.11451lg0 . 40 . 47 . 625366. 11lg2366. 130l計(jì)算單井出水量、井點(diǎn)數(shù)和井點(diǎn)距l(xiāng)單井出水量，取過(guò)濾器直徑0.05米，進(jìn)水部分長(zhǎng)度1.2米：l井點(diǎn)管數(shù)：考慮邊角加密，增加8根，共30根l井點(diǎn)距：l實(shí)際井點(diǎn)數(shù)dmKldq/9 .2052 . 105. 014. 36565333根229 .204191 . 11 . 1qQnmmnD

13、L4 . 277. 21306 .156 .2421，實(shí)際取根，實(shí)際取345 .334 . 26 .156 .242LDnl降低水位預(yù)測(cè)mrrrrrrnRKQHHSnn0 . 4.lg34165.56lg5366. 14197 . 67 . 6lg1lg366. 12122102共70頁(yè) 第62頁(yè)3.2 施工降水共70頁(yè) 第63頁(yè)v（二）回灌（二）回灌v1.井點(diǎn)回灌井點(diǎn)回灌v降水對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，是由于土壤內(nèi)地下水降水對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，是由于土壤內(nèi)地下水流失造成的?；毓嗉夹g(shù)即在降水井點(diǎn)和要保護(hù)流失造成的?；毓嗉夹g(shù)即在降水井點(diǎn)和要保護(hù)的建（構(gòu)）筑物之間打設(shè)一排井點(diǎn)（圖的建（構(gòu)）筑物之間打設(shè)一排井

14、點(diǎn)（圖1-13），在降水井點(diǎn)抽水的同時(shí)，通過(guò)回灌井點(diǎn)向土，在降水井點(diǎn)抽水的同時(shí)，通過(guò)回灌井點(diǎn)向土層內(nèi)灌入一定數(shù)量的水（即降水井點(diǎn)抽出的水層內(nèi)灌入一定數(shù)量的水（即降水井點(diǎn)抽出的水），形成一道隔水帷幕，從而阻止或減少回灌），形成一道隔水帷幕，從而阻止或減少回灌井點(diǎn)外側(cè)被保護(hù)的建（構(gòu)）筑物地下的地下水井點(diǎn)外側(cè)被保護(hù)的建（構(gòu)）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不變，這樣就不會(huì)流失，使地下水位基本保持不變，這樣就不會(huì)因降水使地基自重應(yīng)力增加而引起地面沉降。因降水使地基自重應(yīng)力增加而引起地面沉降。v 回灌井點(diǎn)埋設(shè)深度可控制在降水水位線以回灌井點(diǎn)埋設(shè)深度可控制在降水水位線以下下1m，且位于滲透性較好的

15、土層中?；毓嗑椅挥跐B透性較好的土層中?；毓嗑c(diǎn)濾管的長(zhǎng)度應(yīng)大于降水井點(diǎn)濾管的長(zhǎng)度。點(diǎn)濾管的長(zhǎng)度應(yīng)大于降水井點(diǎn)濾管的長(zhǎng)度。v 許多工程實(shí)例證明，用回灌井點(diǎn)回灌水能許多工程實(shí)例證明，用回灌井點(diǎn)回灌水能產(chǎn)生與降水井點(diǎn)相反的地下水降落漏斗，能有產(chǎn)生與降水井點(diǎn)相反的地下水降落漏斗，能有效地阻止被保護(hù)建（構(gòu)）筑物下的地下水流失效地阻止被保護(hù)建（構(gòu)）筑物下的地下水流失，防止產(chǎn)生有害的地面沉降?；毓嗨恳m當(dāng)，防止產(chǎn)生有害的地面沉降。回灌水量要適當(dāng)，過(guò)小無(wú)效，過(guò)大會(huì)從邊坡或鋼板樁縫隙流入，過(guò)小無(wú)效，過(guò)大會(huì)從邊坡或鋼板樁縫隙流入基坑?；?。v2.砂溝、砂井回灌砂溝、砂井回灌v在降水井點(diǎn)與被保護(hù)建（構(gòu)）筑物之間設(shè)置