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 高層建筑基礎埋置較深，面積大，基坑開挖和基礎施工會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、坑外地層過度變形等現(xiàn)象，導致地基基礎無法施工，影響附近建筑使用安全和工程順利進行，因此，基坑的排降水，是基坑開挖的重要條件。o 基坑工程中的降低地下水亦稱地下水控制，即在基坑工程施基坑工程中的降低地下水亦稱地下水控制，即在基坑工程施工過程中，地下水要滿足支護結構和挖土施工的要求，并且工過程中，地下水要滿足支護結構和挖土施工的要求，并且不因地下水位的變化，對基坑周圍的環(huán)境和設施帶來危害。不因地下

2、水位的變化，對基坑周圍的環(huán)境和設施帶來危害。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)基坑開挖深度超過在軟土地區(qū)基坑開挖深度超過3m，一般就要用井點降水。，一般就要用井點降水。開挖深度淺時，亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進行集水明開挖深度淺時，亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進行集水明排。排。o 地下水控制方法有多種，選擇時根據土層情況、降水深度、地下水控制方法有多種，選擇時根據土層情況、降水深度、周圍環(huán)境、支護結構種類等綜合考慮后優(yōu)選。周圍環(huán)境、支護結構種類等綜合考慮后優(yōu)選。o 當因降水而危

3、及基坑及周邊環(huán)境安全時，宜采用截水或回灌當因降水而危及基坑及周邊環(huán)境安全時，宜采用截水或回灌方法。方法。 方法名稱方法名稱 土類土類 滲透系數滲透系數 (m/d)(m/d) 降水深度降水深度 m m 水文地質特征水文地質特征 集水明排集水明排 20.020.0 55 真空井點真空井點 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 單級單級66 多級多級 2020 噴射井點噴射井點 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 降水類型及適用范圍降水類型及適用范圍排水盲溝3.3.優(yōu)缺點優(yōu)缺點優(yōu)點：設備簡單，施工方便；優(yōu)點：設備簡單，施工方便；缺點：在細砂和粉砂土層，抽水時會帶走細砂，引起流砂。缺點：在細砂和粉砂土層，抽水時會帶走細砂，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)象濾管構造濾管構造1-鋼管 2-管壁上小孔 3-纏繞的鐵絲

5、4-細濾網 5-粗濾網 6-粗鐵絲保護網 7-鑄鐵頭 8-井點管真空泵、離心泵、水氣分離器工作原理： 設備從左向右抽成真空，大氣壓力使水從右往左通過離心泵抽出。設備從左向右抽成真空，大氣壓力使水從右往左通過離心泵抽出。水氣分離器副水氣分離器真空泵總管井點管離心泵抽水設備工作原理抽水設備工作原理井點降水動畫井點降水動畫.exe 輕型井點組成輕型井點組成1-井點管 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 井點管 彎連管 真空泵排放總管埋設井點管用彎聯(lián)管將井點管與總管接通安裝抽水設備試運行正式抽水，輕型井點降水施工v井點布置 根據基坑平面形狀與大小，

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

7、開挖，掛網噴漿護坡。共70頁 第60頁（4）輕型井點計算A.計算內容 井點系統(tǒng)涌水量計算，井點管數量及井距的確定，抽水設備選用。B. 涌水量計算水井分類無壓完整井涌水量Q (2)1.366lglgH S SQKRr式中：Q-單井涌水量（m3/d）； K-滲透系數（m/d），應由實驗測定； H-含水層厚度（m）； S-水井內水位降低值（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-井點系統(tǒng)涌水量（m3/d）； K-滲透系數（m/d），應由實驗測定； H-含水層厚度（m）； S-（基坑內實際）水位降低值（m）； R-抽水影響半

8、徑（m），取： x0-環(huán)形井點的假想半徑（m），當基坑長寬比不大于5時，?。?A-環(huán)形井點系統(tǒng)所包圍的面積（m2）。1.95( )RSHK m0/( )xAm環(huán)狀井點涌水量無壓非完整井涌水量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-井點系統(tǒng)中心處處水位降低值； S-井點管處水位降低值； l-濾管長度。 當算得的H0大于實際含水層厚度H時，仍取H值。承壓完整井涌水量02.73lglgKMSQRx式中：Q-井點系統(tǒng)涌水量（m3/d）； K-滲透系數（m/d），應

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

10、，否則水位降落時間過長。(c)靠近河流處，井點宜適當加密。(d)井距應能與總管上的接頭間距相配合，常取0.8/1.2/1.6/2.0，根據實際采用的井點管間距，最后確定所需的井點管根數。工程降水設計計算實例工程降水設計計算實例工程條件：工程條件：某工程基坑開挖下口線尺寸為某工程基坑開挖下口線尺寸為19m19m10m10m，基坑開挖深度為，基坑開挖深度為4.1m4.1m，采用，采用1:0.51:0.5放坡開挖。工程放坡開挖。工程0.000.00為自然地面標高，地為自然地面標高，地下水位為下水位為-0.6m-0.6m。根據巖土工程勘察報告，場地地面下。根據巖土工程勘察報告，場地地面下0.7m0.7

11、m為為雜填土，以下為雜填土，以下為6.6m6.6m的細砂層，其滲透系數的細砂層，其滲透系數K=5m/dK=5m/d，再往下，再往下為不透水的粘土層。試對該工程進行降水設計。為不透水的粘土層。試對該工程進行降水設計。工程降水設計計算實例過程l降水方法的選擇-單級輕型井點l含水層滲透系數K=5m/dl降水深度：S=4.1-0.6+0.5=4.0ml相關參數的確定l井點軸線：距基坑開挖上口線0.8ml基坑開挖上口線尺寸：按1:0.5放坡計，23m14ml基坑降水面積：24.6m15.6ml井點深度：按完整井考慮，取7.3ml繪制計算圖l繪制計算圖l基坑涌水量計算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計算單井出水量、井點數和井點距l(xiāng)單井出水量，取過濾器直徑0.05米，進水部分長度1.2米：l井點管數：考慮邊角加密，增加8根，共30根l井點距：l實際井點數dmKldq/9 .2052 . 105. 014. 36565333根229 .204191 . 11 . 1qQnmmnD

13、L4 . 277. 21306 .156 .2421，實際取根，實際取345 .334 . 26 .156 .242LDnl降低水位預測mrrrrrrnRKQHHSnn0 . 4.lg34165.56lg5366. 14197 . 67 . 6lg1lg366. 12122102共70頁 第62頁3.2 施工降水共70頁 第63頁v（二）回灌（二）回灌v1.井點回灌井點回灌v降水對周圍環(huán)境的影響，是由于土壤內地下水降水對周圍環(huán)境的影響，是由于土壤內地下水流失造成的?；毓嗉夹g即在降水井點和要保護流失造成的?；毓嗉夹g即在降水井點和要保護的建（構）筑物之間打設一排井點（圖的建（構）筑物之間打設一排井

14、點（圖1-13），在降水井點抽水的同時，通過回灌井點向土，在降水井點抽水的同時，通過回灌井點向土層內灌入一定數量的水（即降水井點抽出的水層內灌入一定數量的水（即降水井點抽出的水），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外側被保護的建（構）筑物地下的地下水井點外側被保護的建（構）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不變，這樣就不會流失，使地下水位基本保持不變，這樣就不會因降水使地基自重應力增加而引起地面沉降。因降水使地基自重應力增加而引起地面沉降。v 回灌井點埋設深度可控制在降水水位線以回灌井點埋設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?，且位于滲透性較好的土層中?；毓嗑c濾管的長度應大于降水井點濾管的長度。點濾管的長度應大于降水井點濾管的長度。v 許多工程實例證明，用回灌井點回灌水能許多工程實例證明，用回灌井點回灌水能產生與降水井點相反的地下水降落漏斗，能有產生與降水井點相反的地下水降落漏斗，能有效地阻止被保護建（構）筑物下的地下水流失效地阻止被保護建（構）筑物下的地下水流失，防止產生有害的地面沉降?；毓嗨恳m當，防止產生有害的地面沉降?；毓嗨恳m當，過小無效，過大會從邊坡或鋼板樁縫隙流入，過小無效，過大會從邊坡或鋼板樁縫隙流入基坑。基坑。v2.砂溝、砂井回灌砂溝、砂井回灌v在降水井點與被保護建（構）筑物之間設置