畢業(yè)設(shè)計(jì)-基坑工程降水設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 中國(guó)人民解放軍軍通信指揮學(xué)院師團(tuán)職干部經(jīng)濟(jì)適用房基坑工程降水設(shè)計(jì)姓 名： 趙 甲 學(xué)號(hào)： 院（系）： 工程學(xué)院 專業(yè)： 地質(zhì)工程 指導(dǎo)教師： 李德營(yíng) 職稱： 副教授 評(píng) 閱 人： 馮曉臘 職稱： 教授 2014 年 6月本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人以聲譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲

2、得中國(guó)地質(zhì)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。畢業(yè)論文作者（簽字）： 簽字日期： 年 月 日摘要本文主要對(duì)中國(guó)人民解放軍軍通信指揮學(xué)院師團(tuán)職干部經(jīng)濟(jì)適用房地下室基坑工程中的基坑降水進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該基坑位于長(zhǎng)江沖擊一級(jí)階地，基坑范圍內(nèi)存在上層滯水和36m厚的承壓含水層，基坑開挖深度為11.3m，底部已經(jīng)揭穿隔水頂板，在基坑開挖過(guò)程中必然會(huì)導(dǎo)致流土、流砂以及突涌等工程地質(zhì)問(wèn)題的產(chǎn)生，因此必須進(jìn)行降水設(shè)計(jì)。根據(jù)場(chǎng)區(qū)承壓水水位以及基坑開挖深度確定設(shè)計(jì)降水深度10.3m，通過(guò)分析地層條件和設(shè)計(jì)水位降深，綜合比較各種降

3、水方法，最終選擇對(duì)于上層滯水采用明溝排水，對(duì)于下層承壓水采用管井降水的處理方法，同時(shí)在基坑周圍設(shè)置豎向隔滲帷幕，防止流土、流砂的產(chǎn)生。通過(guò)計(jì)算基坑涌水量、單井出水能力確定管井?dāng)?shù)，由于基坑范圍較大69.4m*87m以及隔滲帷幕的存在，為保證降水效果，采用坑內(nèi)降水，并根據(jù)基坑大小對(duì)管井進(jìn)行坑內(nèi)環(huán)狀布置。然后驗(yàn)算基坑中心的水位降深為12.03m，滿足設(shè)計(jì)要求。最后，對(duì)基坑降水給周邊環(huán)境帶來(lái)的地面沉降進(jìn)行了驗(yàn)算，通過(guò)幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的驗(yàn)算，我們發(fā)現(xiàn)基坑周邊地面沉降量和沉降差較小，最大沉降量為2.78cm，滿足規(guī)范要求，同時(shí)也說(shuō)明我們的設(shè)計(jì)方案是可行的。關(guān)鍵詞：基坑 降水設(shè)計(jì) 管井 地面沉降量ABSTRACT

4、This paper mainly to the Chinese peoples liberation army (PLA) army communication command college economy applicable room in the basement foundation pit precipitation in foundation pit engineering design. The impact of foundation pit is located in the Yangtze river level terrace, within the scope of

5、 the foundation pit is perched water confined aquifer and 36 m thick, excavation depth of 11.3 m, has exposed at the bottom of the waterproof roof, will inevitably lead to flow in the process of foundation pit excavation soil, sand, and a sudden surge of engineering geological problems, must therefo

6、re be to design rainfall. According to the confined water level in jobsite determine the design depth of the rainfall and excavation depth of 10.3 m, by analyzing the formation conditions and the design water level drawdown, comprehensive comparison of precipitation method, the final choice for the

7、upper perched water use gutter drainage, for the lower artesian water by tube well precipitation treatment method, vertical impervious curtain set up around the foundation pit at the same time, prevent the formation of flow, flow sand soil. Through calculation of foundation pit water inflow, single

8、well water ability to determine the number of tube well, due to large foundation pit range 69.4 m * 87 m as well as the existence of the impervious curtain, in order to ensure the effect of precipitation, the pit dewatering, and according to the size of the foundation pit to pit annular tube well ar

9、rangement. And then calculating the foundation pit water level drop deeply in the center of the 12.03 m, meet the design requirements. Finally, the foundation pit precipitation brings to the surrounding environment on the ground settlement, through several key points checking, we found that the foun

10、dation pit surrounding ground settlement and differential settlement is small, the largest settlement is 2.78cm, can satisfy the requirements of specification, we also illustrate the design scheme is feasible.Keyword：Foundation pit Precipitation design Tube well Ground settlement目錄TOC o 1-3 h u 第一章

11、緒論近年來(lái),隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也不斷加快,大量的高層、超高層建筑以及地鐵等項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，而這些項(xiàng)目的開展都離不開深基坑工程，因此必然會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的問(wèn)題，基坑降水就是其中之一。基坑在開挖過(guò)程中產(chǎn)生的大量積水及地下水的壓力與滲流都會(huì)影響工程施工。若基坑中的地下水不予以處理,則會(huì)使土體強(qiáng)度下降,影響基坑的安全性和穩(wěn)定性。而且由于地下水滲流與水壓力的存在，若不及時(shí)處理，則在進(jìn)行基坑開挖時(shí)極易產(chǎn)生突涌、流砂和管涌等地質(zhì)工程問(wèn)題。因此在實(shí)際工程中常采用降水兼防水帷幕的方法來(lái)減少地下水的影響?；咏邓梢员ＷC施工工作面的干燥與穩(wěn)定，同時(shí)減小凈水壓力、降低坑底的潛水頭,提高土的抗剪強(qiáng)度,

12、增加邊坡以及基坑的穩(wěn)定性,加速土體固結(jié)。基坑降水設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是依據(jù)地下水位埋深、地層結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵隔水層深度選擇一個(gè)合理經(jīng)濟(jì)有效的降水方法,以及優(yōu)化井距、井?dāng)?shù),實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)降水。此外，我們還必須認(rèn)識(shí)到基坑降水會(huì)不可避免的對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的不良影響。在基坑降水過(guò)程中由于孔隙水的排出,孔隙水壓力減小使得土體附加應(yīng)力增大,發(fā)生固結(jié)沉降變形,影響基坑周圍既有建筑物的穩(wěn)定性,使周圍建筑物產(chǎn)生裂縫、不均勻沉降等問(wèn)題,影響其正常使用要求。綜上可以看到,深基坑降水設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程,選擇合理經(jīng)濟(jì)的降水方案,優(yōu)化井距、井?dāng)?shù)、并實(shí)現(xiàn)降水時(shí)間的合理分配,對(duì)滿足基坑施工所需要的降水深度以及降水范圍,保證基坑開挖支護(hù)的正常施工

13、顯得尤為重要;與此同時(shí)對(duì)基坑降水過(guò)程中引起的地表固結(jié)沉降進(jìn)行預(yù)測(cè),對(duì)影響半徑范圍之內(nèi)的建筑物進(jìn)行沉降變形評(píng)價(jià),合理的預(yù)測(cè)降水引起的環(huán)境效應(yīng),為降水設(shè)計(jì)、井距、井?dāng)?shù)的優(yōu)化提供指導(dǎo),以期獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本論文主要是對(duì)中國(guó)人民解放軍軍通信指揮學(xué)院師團(tuán)職干部經(jīng)濟(jì)適用房地下室基坑降水工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。該基坑屬于深基坑,基坑內(nèi)存在厚度較大、滲透系數(shù)較大的孔隙承壓含水層,同時(shí)基坑周圍存在既有建筑,為保證基坑安全施工,必須進(jìn)行降水設(shè)計(jì)。通過(guò)選取合理的降水方式以及井距、井?dāng)?shù)的優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)本基坑降水施工以及減小固結(jié)變形的關(guān)鍵。本文先對(duì)場(chǎng)區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，然后根據(jù)地質(zhì)條件比較各種降水方法，選擇最為合理降水

14、方案，通過(guò)計(jì)算確定井距、井?dāng)?shù)，最后驗(yàn)算基坑水位降深以及對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的地面沉降是否滿足要求。如圖1-1是對(duì)本文技術(shù)路線一個(gè)概括：研究區(qū)域地質(zhì)條件工程概況地層構(gòu)造地下水特征基坑降水方案的選擇與設(shè)計(jì)方案對(duì)比選擇設(shè)計(jì)計(jì)算組織施工設(shè)計(jì)降水引起地面沉降的預(yù)測(cè)與控制地面沉降的防治措施地面沉降量計(jì)算降水引起地面的沉降的機(jī)理結(jié)論圖1-1 技術(shù)路線圖第二章 工程概況及工程地質(zhì)條件第一節(jié)基坑概況中國(guó)人民解放軍軍通信指揮學(xué)院師團(tuán)職干部經(jīng)濟(jì)適用房項(xiàng)目為2棟24層住宅樓，下設(shè)2層滿鋪地下室，總建筑面積60205.32平方米，地上建筑面積48035.7平米，地下建筑面積12169.62平米?；悠矫鎴D見圖2-1.圖2-1

15、 基坑平面圖基坑重要性等級(jí)為一級(jí)，形狀大致為長(zhǎng)方型，周長(zhǎng)約330米，沿基坑周邊開挖深度為自然地面下9.60m（地下室部分沿基坑周邊承臺(tái)底深度，承臺(tái)厚度為1.1m，墊層厚度為0.1m）、10.00m（主樓地下室部分沿基坑周邊承臺(tái)底深度，承臺(tái)厚度為1.5m，墊層厚度為0.1m），主樓二個(gè)電梯井開挖深度為自然地面下11.200m。基坑開挖面積約6720m2，基坑開挖周長(zhǎng)約330m。基坑總面積約為6100m2，基坑采用的主要支護(hù)形式為排樁+內(nèi)支撐的圍護(hù)體系表2-1 基坑開挖深度與建筑物基礎(chǔ)相對(duì)關(guān)系表地下室構(gòu)筑物相對(duì)標(biāo)高(m)絕對(duì)標(biāo)高(m)自然地面起算深度(m)主樓承臺(tái)底標(biāo)高（含墊層）-10.60012

16、.90010.000主樓電梯井樁頂標(biāo)高-11.65011.85011.050承臺(tái)底標(biāo)高（含墊層）-11.80011.70011.200地下室承臺(tái)底標(biāo)高（含墊層）-10.20013.3009.600負(fù)一層頂板標(biāo)高-1.50022.000.900負(fù)二層頂板標(biāo)高-5.10018.4004.500負(fù)二層底板標(biāo)高-9.00014.5008.400第二節(jié)基坑周邊環(huán)境基坑場(chǎng)區(qū)處于漢口解放大道通院院內(nèi)，周邊環(huán)境條件較為復(fù)雜。通信學(xué)院師團(tuán)職干部樓基坑位置圖2-1 基坑周邊環(huán)境概況圖1、基坑西南面為緊臨武漢楚劇院，距離基坑5.89.0m分布有1幢4層樓、1幢5層樓、1幢3層樓、1幢2層樓（據(jù)業(yè)主介紹以上建筑均為老

17、建筑，天然地基，無(wú)詳細(xì)施工資料），臨解放大道邊距基坑邊13.2m有1棟8層的宿舍樓（無(wú)基礎(chǔ)資料）；該邊為整個(gè)基坑支護(hù)的重中之重。2、西北面緊臨通院住宅樓，距離22層經(jīng)濟(jì)適用房(深樁基礎(chǔ))為3.8m，距離22層樓下的管道線僅為2.6m（據(jù)業(yè)主介紹該管道為下水道，可根據(jù)基坑支護(hù)的實(shí)際情況進(jìn)行遷移）；距離9層住宅樓（樁基礎(chǔ)）為9.0m。該邊無(wú)煤氣管道及上水管。3、東南側(cè)為解放大道，道路邊分布有電纜溝、上下水管道等各種城市生命線管道，離基坑最近距離有17.0m。4、基坑?xùn)|北側(cè)為解放公園，距離基坑7m分布有1條電纜溝(該電纜為通院專用)，距公園綠地為16.0m。第三節(jié)氣象及水文概況武漢地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣

18、候，四季分明。春季溫暖潮濕，夏季炎熱，秋季晴朗少雨，冬季干旱。冬夏溫差較大，七月份氣溫最高，平均達(dá)28.831.3，最高達(dá)41.3；月份氣溫最低，平均為2.64.6，最低達(dá)-18.1。武漢地區(qū)雨量充沛，多年平均降水量為1284.5mm，歷年來(lái)最大降雨量為2107.1mm，最小降雨量為476.4mm（1902年）。降水主要集中在47月份，約占年降水量的60%，其中6月份最高，最高達(dá)669.7mm（1889年），12月份降雨量?jī)H為32mm。多年平均蒸發(fā)量為1447.9mm。夏季長(zhǎng)江、漢水水位高漲（每年4月下旬至11月上旬），是防汛時(shí)期。最高洪水位29.73m（吳淞高程系統(tǒng)）；冬季長(zhǎng)江、漢水水位最低

19、，最低枯水位為8.7m。武漢地區(qū)47月份以東南季風(fēng)為主，其余時(shí)間以北風(fēng)或東北風(fēng)為主，最大風(fēng)力八級(jí)，最大風(fēng)速27.9m/s（1956年3月17日）。基本風(fēng)壓按30年一遇，10秒平均最大風(fēng)速（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)，武漢地區(qū)為2.5MPa。第四節(jié)地質(zhì)構(gòu)造概況武漢位于淮陽(yáng)山字型構(gòu)造南孤西翼，主要受控于燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為一系列走向近東西至北西西的線型褶皺，以及北西、北西西、北東和近東西的正斷層、逆斷層及逆掩斷層。市區(qū)分布地層有古生界砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r及泥巖；中生界的砂礫巖、砂巖、頁(yè)巖及泥巖；新生界的粘性土、砂、砂礫巖等，志留系頁(yè)巖常組成背斜軸部，背斜兩翼依次為泥盆、石炭、二疊、三疊各巖層。三迭系地層常組成向

20、斜的槽部。由于強(qiáng)烈的南北向壓應(yīng)力作用，形成了東西向的緊密褶皺，并伴隨壓扭性斷裂。在南北向主應(yīng)力支配下，還發(fā)育有其它次一級(jí)的構(gòu)造，即北北東及北北西兩組張扭性斷裂。據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造資料，武漢地區(qū)的大地構(gòu)造均屬古老的地質(zhì)構(gòu)造。無(wú)第四紀(jì)全新世活動(dòng)跡象，擬建建筑場(chǎng)地處于一個(gè)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定的地帶，無(wú)大的構(gòu)造斷裂分布，下伏基巖為白堊下第三系含礫泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖，屬非可溶巖。因此，擬建場(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性良好，適宜工程建設(shè)。第五節(jié)場(chǎng)區(qū)地形地貌和地層構(gòu)造本場(chǎng)區(qū)地貌單元屬長(zhǎng)江沖積一級(jí)階地。場(chǎng)區(qū)地勢(shì)較為平坦，本次勘察各勘探孔孔口地面高程在22.5224.74m之間，場(chǎng)區(qū)地層從上至下的構(gòu)成及其特征列表描述如下：地

21、層編號(hào)巖土名稱層頂埋深（m）層厚（m）1-1雜填土Qml0.00.3-3.21-2素填土Qml0.5-1.90.4-1.62-1粉質(zhì)粘土Qal0.3-3.20.9-8.22-2粘 土Qal2.4-9.31.2-8.73粉質(zhì)粘土、粉砂互層Qal7.2-15.20.5-12.44-1粉 砂Qal10.2-28.10.9-26.74-2粉細(xì)砂Qal22.2-39.51.2-21.3表2-2 地層埋深與層厚表2-3 場(chǎng)區(qū)地層相關(guān)參數(shù)表地層編號(hào)巖土名稱天然重度(kN/m3)綜合建議值壓縮模量（MPa）C(kPa)()1-1雜填土Qml18.5018101-2素填土Qml18.305333.22-1粉質(zhì)粘

22、土Qal19.0167.56.02-2粘 土Qal19.620105.53粉質(zhì)粘土、粉砂互層Qal18.1815158.04-1粉 砂Qal19.3020134-2粉細(xì)砂Qal19.303021第六節(jié)場(chǎng)區(qū)地下水特征場(chǎng)區(qū)地下水按賦存條件及含水層性質(zhì)可分為上層滯水和孔隙承壓水兩種類型，上層滯水主要賦存于（1）單元層人工填土層中，無(wú)統(tǒng)一自由水面，其水位變化較大，水量隨大氣降水及地表排水強(qiáng)度波動(dòng)，總體有限，但不容忽視；孔隙承壓水賦存于（3）單元粉土、粉質(zhì)粘土、粉砂互層（過(guò)渡層）及（4）單元砂土層中，與長(zhǎng)江等地表水體及區(qū)域承壓水體聯(lián)系密切，水位相對(duì)穩(wěn)定，水量豐富。武漢地區(qū)水文資料顯示，孔隙承壓水位年變化

23、幅度為34m，標(biāo)高17.021.0m左右。據(jù)勘察期間實(shí)測(cè)，場(chǎng)地上層滯水及潛水埋深在地表下0.203.20m；抽水試驗(yàn)井中測(cè)得場(chǎng)地承壓水穩(wěn)定水位在井口下3.20 m，相當(dāng)于標(biāo)高19.65m。根據(jù)抽水試驗(yàn)資料分析、整理、計(jì)算，建議孔隙承壓水含水量滲透系數(shù)（K）取18.6m/d，影響半徑R取322m。圖2-2 基坑工程地質(zhì)剖面圖第三章 基坑降水方案設(shè)計(jì)第一節(jié) 常用基坑降水的幾種方法介紹在國(guó)內(nèi)的基坑施工中采用的降水方法主要有明溝排水法、噴射井點(diǎn)降水法、輻射井點(diǎn)降水法、自滲井點(diǎn)降水法、輕型井點(diǎn)降水法、管井井點(diǎn)降水法、電滲井點(diǎn)降水法以及綜合井點(diǎn)降水法等等，以下是對(duì)各種降水方法的適用條件與平面布置方法的簡(jiǎn)單

24、介紹：3.1.1明溝排水法一、明溝排水的適用條件基坑內(nèi)側(cè)明溝排水是指在坑內(nèi)開挖排水明溝或明渠和集水井,然后采用潛水泵、污水泵和離心泵等將水集中抽到基坑外的方法。該方法一般適用于土層比較密實(shí),坑壁較穩(wěn)定,基坑較淺,降水深度不大,不會(huì)產(chǎn)生流砂和管涌等問(wèn)題的降水工程,當(dāng)場(chǎng)地含水層為上層滯水或潛水,而且其補(bǔ)給源遠(yuǎn)離基坑,滲透性較弱,漏水量不大時(shí),一般可以釆用明溝排水方案。二、明溝排水的平面位置的布置當(dāng)基坑的開挖深度接近地下水位時(shí),應(yīng)該沿基坑四周(擬建建筑物的邊線以外,降水基坑底內(nèi)邊緣坡腳0.4m內(nèi))開挖排水明溝或明渠和集水井,在基坑的每個(gè)角點(diǎn)或間距25-30m處設(shè)一直徑為1.0-1.5m的集水井,明溝

25、的底寬一般大于0.3m,坡度為0.5%1.0%,溝底相對(duì)基坑底低0.3-0.5m,集水井底相對(duì)排水溝底低0.5-1.Om。集水井的容積大小取決于排水溝的進(jìn)水量以及水泵的排水量,最好能夠保證泵在停止抽水以后30分鐘內(nèi)還可以使基坑坑底不被地下水掩沒。,排水溝以及集水井也隨著基坑的開挖而進(jìn)行分級(jí)設(shè)置和加深,直到坑底降水達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。降水基坑開挖到事先設(shè)定的深度后,需要對(duì)排水溝以及集水井進(jìn)行相應(yīng)的修整完善,排水溝溝壁不穩(wěn)時(shí)還要利用透水性好的砂袋或磚石干砌進(jìn)行支護(hù)。3.1.2噴射井點(diǎn)降水當(dāng)基坑開挖較深，降水深度要求大于6.0m，而且場(chǎng)地狹窄，不允許布設(shè)多級(jí)輕型井點(diǎn)時(shí)宜采用噴射井點(diǎn)降水。其一層降

26、水深度可達(dá)10.020.0m。適用于滲透系數(shù)為3.050.0m/d的砂土層中。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是降水能夠達(dá)到較大的深度,該方法的缺點(diǎn)是要雙層井點(diǎn)管,由每根井點(diǎn)管與二根總管相連,噴射器設(shè)在降水井的底部,地面管網(wǎng)埋設(shè)復(fù)雜,功效低,成本大。噴射井點(diǎn)系統(tǒng)由供水總管、噴射器、井點(diǎn)管、高壓水泵、排水總管、測(cè)真空管以及循環(huán)水箱等組成。3.1.3輕型井點(diǎn)降水一、輕型井點(diǎn)的降水原理及適用條件基坑降水輕型井點(diǎn)降水井布設(shè)如圖3-1所示,抽水的原理為利用真空作用抽吸地下水。基坑降水井由抽水設(shè)備啟動(dòng),在井點(diǎn)系統(tǒng)中形成真空, 并在輕型井點(diǎn)周圍的一定范圍形成一個(gè)真空區(qū)。圖3-1 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)圖3-2 二級(jí)輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的布置

27、二、輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的平面布置根據(jù)基坑的開挖邊線的形狀、基坑的開挖的大小,要求降水深度,地下水流的方向以及基坑場(chǎng)地內(nèi)地層巖性等因素決定輕型降水系統(tǒng)的布置方式，一般有單線狀、雙線狀、U型以及環(huán)狀等布置形式,一般布置在基坑外緣1.2-1.6m的位置。當(dāng)基坑的開挖形狀為矩形、圓形、三角形成不規(guī)則形狀時(shí),井點(diǎn)常采用環(huán)形封閉式或U形布置。當(dāng)降水深度在6m以內(nèi)時(shí),采用單級(jí)井點(diǎn)降水。當(dāng)要求更大降深時(shí),則需采用二級(jí)甚至多級(jí)輕型井點(diǎn)系統(tǒng)，所需配置設(shè)備及其占地范圍也相應(yīng)增加，如圖3-2。3.1.4電滲井點(diǎn)降水電滲井點(diǎn)基坑降水適用于含水層透水性較差、持水能力較強(qiáng)的的飽和粘性土,特別是在淤泥和淤泥質(zhì)粘土層中進(jìn)行降水。因?yàn)?/p>

28、基坑場(chǎng)區(qū)內(nèi)的淤泥以及於泥質(zhì)粘土的顆粒很小,地下水在其中流動(dòng)非常困難,在其空隙中流動(dòng)的只有自由水,淤泥以及游泥質(zhì)粘土中其它地下水均處于被毛細(xì)管吸附的約束狀態(tài),無(wú)法在僅有壓力水頭參與的情況下流動(dòng),當(dāng)土中接通直流電后,應(yīng)用電壓比降使帶負(fù)電的土粒向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)（即電泳作用），帶正電的孔隙水則向陰極方向產(chǎn)生電滲現(xiàn)象。除了自由水外,被毛細(xì)管所束縛的枯滯水也能夠參與流動(dòng),使其滲透性提高數(shù)十倍,從而減少降水時(shí)間,提高降水效果。3.1.5管井降水一、管井降水適用條件及原理管井基坑降水適用于輕型井點(diǎn)不易解決的含水層顆粒較粗的粗砂卵石地層，滲透系數(shù)大、水量較大、且江水深度較深的潛水或承壓水地區(qū)?？蓾M足大降深、大面積降水

29、要求。管井進(jìn)行降水是利用機(jī)械鉆孔成井,一般采用潛水泵進(jìn)行抽水,使地下水位下降的方法。當(dāng)鉆孔深度大于15m時(shí),也稱為深井點(diǎn)降水。有井管孔徑較大,有出水量大的優(yōu)點(diǎn)。二、管井防水工程的布置管井降水一般沿基坑周圍距基坑外邊緣1.2m布置,如果基坑場(chǎng)地較大或者采用了垂直邊坡以及有錨桿和土釘護(hù)坡等，在這樣的條件下,需要距離基坑邊緣盡量遠(yuǎn)些,可用4-6m;當(dāng)需要降水的基坑邊上設(shè)置了相應(yīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)或者止水帷幕的情況下,我們最好選擇在基坑內(nèi)布置管井,采用坑內(nèi)降水的方法。管井的間距以及深度需要根據(jù)該場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件、降水范圍以及降水深度來(lái)進(jìn)行確定。一般情況下井間距為10-20m。并且如果降水層為弱透水層或者降水深

30、度超過(guò)了含水層的底板時(shí)則需縮小井間距,可采用6-8m;而如果降水層為中等透水層或者降水的深度接近含水層的底板時(shí),一般井間距為8-12m;而若降水層為中等甚至強(qiáng)透水層,含水層的厚度大于降水深度時(shí),可用12-20m;此外,若降水的深度較淺,含水層是中等以上的透水層.并具有一定厚度時(shí),井間距可大于20m。井點(diǎn)深度要大于設(shè)計(jì)井中的降水深度或進(jìn)入非含水層中3-5m,井中的降水深度由基坑降水深度、降水范圍等進(jìn)行計(jì)算確定。3.1.6輻射井點(diǎn)降水一、輻射井點(diǎn)降水的原理及適用條件輻射井降水是在降水場(chǎng)地中設(shè)置集水豎井,在豎井中在不同方向及深度上開挖水平井點(diǎn),這就使地下水通過(guò)水平井點(diǎn)進(jìn)到集水豎井中,再用水泵將水抽出

31、,從而使得地下水位降低。這種降水方法適用于在滲透性比較好的含水層(比如砂土、粉土、卵石土層等),可以滿足不同深度,尤其是具有大面積降水要求時(shí)。二、輻射井點(diǎn)降水工程的布置輻射井降水的豎井和水平井點(diǎn)設(shè)置,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件、降水面積和降水深度等綜合考慮確定。集水豎井一般設(shè)置在基坑角點(diǎn)外2-3m,豎井直徑一般為3-5m,深度超過(guò)基坑底3-5m。對(duì)長(zhǎng)方形基坑,可在對(duì)角設(shè)置兩個(gè)集水豎井;當(dāng)基坑長(zhǎng)度較大時(shí),可在一長(zhǎng)邊的兩角和另一邊中部各設(shè)一個(gè)集水豎井;基坑長(zhǎng)度大于100m時(shí),可按50-80m的間距設(shè)置一個(gè)豎井。對(duì)于正方形基坑,當(dāng)其邊長(zhǎng)大于40m時(shí),可在基坑四個(gè)角設(shè)置豎井。當(dāng)降水面積特別大時(shí),除了在周邊

32、按5080m的間距布設(shè)豎井外,還可在基坑中部設(shè)置臨時(shí)降水井點(diǎn)。水平井點(diǎn)在集水豎井內(nèi)施工,其平面位置一般沿基坑四周布設(shè),形成封閉狀。當(dāng)面積較大或降水時(shí)間要求較緊時(shí),可在基坑中部打入水平井點(diǎn),形成扇形狀。3.1.7自滲井點(diǎn)降水自滲井點(diǎn)降水法適用于下列條件:1、在基坑降水范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)為三層以上且含水層數(shù)大于兩層。2、基坑降水場(chǎng)區(qū)內(nèi)的各下地層含水層對(duì)應(yīng)的水位比各上地層含水層對(duì)應(yīng)的水位低時(shí),且低于設(shè)計(jì)降水水位時(shí),并且下含水層的埋深最好距離基坑開挖底部10-20m。3、基坑降水場(chǎng)區(qū)內(nèi)的上地層地下水的水質(zhì)情況良好,達(dá)到引入下層地下水的標(biāo)準(zhǔn)。4、基坑降水范圍內(nèi)的地層下層的滲透系數(shù)通常要大于上層含水層的滲透

33、系數(shù),并且還具有一定的厚度(一般大于2m),能夠進(jìn)行消納的水量通常不小于降水深度范圍內(nèi)的基坑涌水量。自滲井點(diǎn)降水法是近年才發(fā)展起來(lái)的一種新型井點(diǎn)降水法,具有施工快、簡(jiǎn)單,不需排水、不需抽水設(shè)備、耗能低、易于管理、成本低、不占場(chǎng)地等優(yōu)點(diǎn)。表3-1 降水技術(shù)方法適用范圍降水技術(shù)方法適合地層滲透系數(shù)(m/d)降水深度(m)明排井（坑）粘性土、砂土52真空點(diǎn)井粘性土、粉質(zhì)粘土砂土0.120.0單級(jí)6噴射點(diǎn)井0.120.0多級(jí)20電滲點(diǎn)井粘性土5大口井砂土、碎石土1.0200.05輻射井粘性土、砂土、礫砂0.120.020潛埋井粘性土、砂土、礫砂0.120.0Q*1.1/8=2696.79 m3/d=1

34、12.37 m3/h因此采用總揚(yáng)程為45m,額定流量為120 m3/h的深井潛水電泵。采用坑內(nèi)布置，排列如圖：圖3-3 管井平面布置圖基坑降水井管埋設(shè)深度計(jì)算：4、根據(jù)建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范，降水井埋設(shè)深度可按下式確定： （3-3）式中降水井深度（m）基坑深度（m）降水水位距離基坑底要求的深度（m）ir0；i為水力坡度，在降水井分布范圍內(nèi)宜為；r0為降水井分布范圍的等效半 徑或降水井排間距的（m）；降水期間地下水位變幅（m）；降水井過(guò)濾器工作長(zhǎng)度（m）；沉砂管長(zhǎng)度（m）。其中=11.2m，=1m,=0.1*17.5=1.75m，=-1m，=22m，=1m。則=11.2+1+1.75-1+2

35、2+1=35.95m ，取整=36m驗(yàn)算基坑中心點(diǎn)出的降水深度：各井至基坑中心點(diǎn)處的距離：r1= r3=r6=r8=43.01m ，r2=r7=25m ，r4=r5=35m5、基坑中心點(diǎn)的水位降深可按下式計(jì)算： (3-4)式中 S 任意點(diǎn)由n口抽水井引起的水位下降值（m）qi抽水井的單井出水量（m3/d）ri任意點(diǎn)距抽水井的平面距離（m）其他符號(hào)意義同前。經(jīng)計(jì)算得：S=12.03m10.3m（設(shè)計(jì)降水深度）故滿足要求。其剖面圖如下：圖3-4 管井剖面圖第三節(jié) 降水系統(tǒng)施工組織設(shè)計(jì)降水管井施工工藝流程見下圖:定井位洗井成孔安裝井管添 礫驗(yàn)井，水泵安裝，試抽圖3-5 降水管井施工工藝流程圖定井位：

36、根據(jù)甲方現(xiàn)場(chǎng)給定基礎(chǔ)軸線并按“降水井平面圖”測(cè)放出各井位,并打入木樁,涂上顏色作標(biāo)記。為保證安全，定井位后應(yīng)進(jìn)行物探、挖探坑以查明井位處有無(wú)地下管線、地下障礙物。 成孔：在鉆孔之前，要調(diào)整好鉆機(jī)并校核井位。為防止破壞場(chǎng)內(nèi)地下管線,人工開挖1.50m深,埋好護(hù)壁管,管徑700cm,護(hù)壁管埋設(shè)完畢后開始鉆進(jìn)成孔；鉆孔采用泥漿護(hù)壁,施工時(shí)保持孔內(nèi)泥漿高度,防止孔內(nèi)垮孔。檢查孔深，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后終孔。安裝井管：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人驗(yàn)收合格后,用抽筒清孔,吊裝井管。做到井管之間焊接牢固、垂直安裝。添礫：在井管的外圍注入規(guī)格2-3mm礫石濾料，然后填入粘土封井。洗井：采用空壓機(jī)和活塞進(jìn)行聯(lián)合洗井,空壓機(jī)洗清

37、之后再用活塞洗井;然后再用重復(fù)以上洗井過(guò)程,直至滿足設(shè)計(jì)要求。每個(gè)井的活塞洗井?dāng)?shù)要超過(guò)兩次,并且每次的提拉活塞數(shù)要高于2小時(shí),空壓機(jī)冼井至少2個(gè)臺(tái)班,這樣才能確保冼井質(zhì)量,達(dá)到正常出水時(shí)含砂率低于1 / 20000的要求。第四節(jié) 監(jiān)測(cè)與維護(hù)要求在降水期間還需對(duì)降水情況進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)降水設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以確保降水工作的順利進(jìn)行以及防止意外危險(xiǎn)情況的發(fā)生，主要要求有以下幾方面：(1)應(yīng)在抽水前統(tǒng)一監(jiān)測(cè)一次各井靜止水位；(2)抽水開始后,在水位還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)降水深度前,每天監(jiān)測(cè)三次水位；(3)當(dāng)水位達(dá)到設(shè)計(jì)降水深度后,可每天僅監(jiān)測(cè)一次水位;水位監(jiān)測(cè)允許誤差為士5cm；(4)根據(jù)水位、水量監(jiān)測(cè)記錄;查明在

38、降水過(guò)程中出現(xiàn)的異常狀況及其原因,并及時(shí)提出整改補(bǔ)充措施,從而確保工期和降水深度；(5)抽水設(shè)備需定期保養(yǎng),降水期內(nèi)不得隨意停抽；(6)注意井口的保護(hù),盡量避免有雜物掉入井內(nèi),還要經(jīng)常對(duì)排水溝進(jìn)行檢查,防止?jié)B漏；(7)在水泵進(jìn)行更換時(shí),要測(cè)量井深,掌握安裝水泵的合理深度,防止埋泵；(8)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)準(zhǔn)備備用120kw柴油發(fā)電機(jī)3臺(tái),當(dāng)發(fā)生意外停電時(shí),能夠及時(shí)切換電源,保持降水工作的正常運(yùn)行。第四章 降水引起的地面沉降的預(yù)測(cè)與控制第一節(jié)降水引起的地面沉降機(jī)理在主要由各含水層(粉土層和砂層)及其相對(duì)隔水層（粘性土層）相疊組成的地層中，各層間在水壓力的作用下有著水力聯(lián)系。降水使含水層的水頭或水位下降，并牽

39、動(dòng)相關(guān)地層水頭波動(dòng)，從而使導(dǎo)致孔隙水壓力減少，使有效應(yīng)力增加。而有效應(yīng)力的增加，等同于給土層施加了附加壓應(yīng)力，其壓縮變形量的大小受應(yīng)力大小和受壓層厚度及其工程性質(zhì)的控制。通常砂層的強(qiáng)度和模量值較高，故粘性土是主要壓縮層。土層中某點(diǎn)的孔隙水壓力增量等于水頭差與水重度的積，即： （4-1）根據(jù)太沙基的有效應(yīng)力原理：及由于上覆地層總應(yīng)力保持不變，得：將，代入(1)式，得： (4-2)式中 為孔隙水壓力增量；有效應(yīng)力增量；為水位變化前后水頭差；水重度。(4-1)式和(4-2)式表明，水頭的下降，導(dǎo)致了液壓減少和有效應(yīng)力增加，從而使土層發(fā)生壓縮變形。對(duì)承壓含水層，水頭下降，浮托力降低，使上方土層中原由該

40、水頭壓力所承擔(dān)的重量轉(zhuǎn)移到土骨架上來(lái)，等于給土層施加一附加壓力；對(duì)潛水含水層，水位下降，被疏干段浮力消失，使其土的土重由有效重度增加為濕重度，粒間應(yīng)力增加，土層發(fā)生壓縮變形。第二節(jié) 地面沉降量計(jì)算承壓水水位的下降引起降水影響范圍內(nèi)各土層有效應(yīng)力的增加，將產(chǎn)生地面沉降。應(yīng)用基坑降水管井技術(shù)規(guī)程（湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)）中地面沉降量計(jì)算公式：(4-3)式中 ：水位下降引起的地面沉降量（cm）水位下降引起的各計(jì)算分層有效應(yīng)力增量（kpa）受降水影響地層（自降水前的水位至含水層底板之間）的分層厚度（cm）計(jì)算分層數(shù)各分層的壓縮模量（kpa）Ms 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；Ms= M1*M2。對(duì)于一般粘性土，M1可取0.3-0

41、.5；粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層M1可取0.5-0.7；淤泥、淤泥質(zhì)土可取0.7-0.9。當(dāng)降水維持在3個(gè)月之內(nèi)時(shí)M2可取0.5-0.7；當(dāng)降水維持超過(guò)三個(gè)月時(shí)M2可取0.7-0.9。取基坑長(zhǎng)短邊中軸線上距基坑0、10m、20m、50m、100m、200m共12個(gè)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。首先對(duì)受降水影響地層分層及其參數(shù)如下：表4-1 地層分層及參數(shù)表地層編號(hào)巖土名稱天然重度(kN/m3)綜合建議值壓縮模量（MPa）層厚（m）C(kPa)()2-1粉質(zhì)粘土Qal19.0167.56.03.22-2粘 土Qal19.620105.53.83粉質(zhì)粘土、粉砂互層Qal18.1815158.06.24-1粉 砂Qal

42、19.30201316.44-2粉細(xì)砂Qal19.30302113.4計(jì)算結(jié)果如下：表4-2水位降及地面沉降表距基坑距離（m）長(zhǎng)邊水位降（m）地面沉降（cm）短邊水位降（m）地面沉降（cm）011.20 2.75 11.282.781010.11 2.33 10.062.33209.23 2.25 9.092.05507.11 1.82 6.891.761004.70 0.89 4.480.842001.71 0.20 1.550.17用折線圖來(lái)反映地面沉降趨勢(shì)如下：圖4-1 基坑周邊地面沉降量折線圖由以上結(jié)果可以得到基坑降水引起的地面沉降量和差異沉降滿足規(guī)范要求。第三節(jié) 地面沉降的防治措施當(dāng)

43、地面沉降量明顯時(shí)，可能使地面產(chǎn)生開裂、地下管道被拉斷、室內(nèi)地坪產(chǎn)生坍塌及建筑物產(chǎn)生墻體開裂甚至傾斜等后果。為了防止降水給建筑危及設(shè)施在成為還，在建筑物密集地區(qū)進(jìn)行降水施工時(shí)，必須采取相應(yīng)措施減少或消除地面沉降。目前，工程中主要采用以下措施：一、井點(diǎn)回灌井點(diǎn)回灌是在降水井點(diǎn)與已有建筑物之間打設(shè)一排井點(diǎn)作為回灌井，在降水的過(guò)程中，同時(shí)通過(guò)回灌點(diǎn)向土層中灌入一定量的水，形成一道隔水帷幕，該帷幕可減少或阻止其外側(cè)已有建筑物地基中的地下水流失，使建筑物地基土中的地下水位基本保持不變，也不會(huì)引起土層的自重應(yīng)力增加，因而可防止出現(xiàn)地面沉降。二、砂溝、砂井回灌在降水點(diǎn)與被保護(hù)的建筑物之間設(shè)置一定數(shù)量的砂井，砂

44、井之間設(shè)置砂溝，將降水井點(diǎn)內(nèi)抽出的地下水適時(shí)適量地排入砂溝，經(jīng)砂井回灌至地下，當(dāng)抽水井濾管上部存在弱透水層或隔水層時(shí)，采用此法效果良好。三、減緩降水速度在砂質(zhì)粉土中進(jìn)行降水時(shí)，由于降水影響半徑較大，降落曲線較平緩，根據(jù)這一特點(diǎn)，可將降水井管加長(zhǎng)，使降水速度減緩，臨近建筑物的沉降也趨于均勻。另外，也可調(diào)小水泵抽水量，減緩抽水速度；還可將鄰近建筑物一側(cè)的井點(diǎn)管間距加大，使該側(cè)降水速度減緩，必要時(shí)甚至可以停止該側(cè)井點(diǎn)降水。四、防止將土粒帶出為了防止細(xì)粒土隨地下水帶出，應(yīng)根據(jù)粒徑選擇合適的濾網(wǎng)。濾管外圍的濾層填料，應(yīng)分布均勻并保證其厚度。在井點(diǎn)管上部1-5m范圍內(nèi)用粘土將井管外圍填實(shí)。以上辦法均可防止

45、土粒帶出。以上幾種方法若配合使用，則效果更佳。另外，對(duì)采用鋼板樁或水泥土擋墻支護(hù)的基坑進(jìn)行降水時(shí)，可將降水井點(diǎn)布設(shè)在支護(hù)墻的內(nèi)側(cè)。由于支護(hù)墻能起阻水的作用，所以因降水對(duì)基坑外鄰近建筑物產(chǎn)生的不利影響也相應(yīng)減少。第五章 結(jié)束語(yǔ)本文主要是對(duì)中國(guó)人民解放軍軍通信指揮學(xué)院師團(tuán)職干部經(jīng)濟(jì)適用房地下室基坑工程進(jìn)行了降水設(shè)計(jì)以及降水對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行的探討。主要工作和結(jié)論有以下幾個(gè)方面：（1）通過(guò)對(duì)場(chǎng)地的勘察資料以及基坑概況分析，我們注意到基坑底部已經(jīng)揭穿隔水頂板，若不采取有效的降水措施，開挖過(guò)程中，必然會(huì)造成流土、流沙、突涌等工程地質(zhì)問(wèn)題。（2）由于場(chǎng)區(qū)含水層主要為粉砂、粉細(xì)砂層，降水深度較大（10.3m）,基坑面積較大（87m*69.4m），綜合比較各種降水方法，最終選擇上層滯水采用明溝排水，下層承壓水采用管井降水的處理方法，同時(shí)由于承壓水頭較高，為了阻斷上層滯水，防止側(cè)壁管涌以及減少對(duì)周圍建筑物的影響，在基坑周圍設(shè)置豎向隔滲帷幕。（3）進(jìn)行降水的常規(guī)計(jì)算，確定基坑涌水量為19613.00m3/d、單井出水能力為3296.22 m3/d，從而確定管井?dāng)?shù)8口，由于基坑較大以及隔滲帷幕的存在，為保證降水效果以及減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，對(duì)管井進(jìn)行坑內(nèi)布置。最后確定