深基坑工程地下水控制学习教案

1、会计学1深基坑工程深基坑工程(gngchng)地下水控制地下水控制第一页，共54页。承压井承压井地下水示意图地下水示意图湖湖自流井自流井潜水位潜水位潜水潜水井井隔水层隔水层承压水承压水潜水潜水基岩（岩浆岩）基岩（岩浆岩）隔水层隔水层第1页/共54页第二页，共54页。（3）动水力(shul)、流砂、管涌 静水压力与动水力：静水（不流动的水）作用静水压力与动水力：静水（不流动的水）作用(zuyng)在水中物体上的力称为静水压力；而流在水中物体上的力称为静水压力；而流动的水（地下水，或渗流）对单位体积土的骨架作动的水（地下水，或渗流）对单位体积土的骨架作用用(zuyng)的力称为动水力，又称渗透力。

2、的力称为动水力，又称渗透力。 wij3/mkN第2页/共54页第三页，共54页。eGiswsatwwsatwcr111/Kiicr第3页/共54页第四页，共54页。第4页/共54页第五页，共54页。第5页/共54页第六页，共54页。流砂与管涌的判别流砂与管涌的判别(pnbi)(pnbi)渗透变形的形式与土的类别、颗粒级渗透变形的形式与土的类别、颗粒级配以及水力条件等因素有关配以及水力条件等因素有关 粘性粘性(zhn xn(zhn xn) )土由于粒间具有粘聚力，粘结较紧，一般土由于粒间具有粘聚力，粘结较紧，一般不出现管涌而只发生流砂破坏；一般认为不均匀系数不出现管涌而只发生流砂破坏；一般认为不

3、均匀系数Cu10Cu10Cu10的砂和砾石、卵石的砂和砾石、卵石(lunsh)(lunsh)，分两种，分两种情况情况: :1.当孔隙中细粒含量较少（小于当孔隙中细粒含量较少（小于30%）时，由于阻力较小，只）时，由于阻力较小，只要较小的水力坡降，就易发生管涌要较小的水力坡降，就易发生管涌2.如孔隙中细粒含量较多，以至塞满全部孔隙（此时细料含如孔隙中细粒含量较多，以至塞满全部孔隙（此时细料含量约为量约为30%35%），此时的阻力最大，一般不出现管涌而会发生流），此时的阻力最大，一般不出现管涌而会发生流土现象土现象第6页/共54页第七页，共54页。基坑开挖面是地下水位以下的饱和粉土粉砂，采用轻型井

4、点降水(jingshu)，降水(jingshu)后的粉土粉砂面干爽得可穿皮鞋走上去。 第7页/共54页第八页，共54页。水库(shuk)副坝产生管涌 管涌(un yn)造成稻田被冲毁 第8页/共54页第九页，共54页。方法名称土类渗透系数/m/d降水深度/m水文地质特征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土720.05上层滞水或水量不大的潜水降水轻型井点0.120.05含水非富的潜水、承压水、裂隙水截水粘性土、粉土、砂土、碎石土、可熔岩、破碎带回灌填土、粉土、砂土、碎石土0.1200第9页/共54页第十页，共54页。第10页/共54页第十一页，共54页。1-排水明沟；2-集水井；3-离心式水泵；4-

5、设备基础或建筑物基础边线(bin xin)；5-原地下水位线；6-降低后地下水位线 第11页/共54页第十二页，共54页。当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管、导水沟(shu u)等构成明排系统；当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时，宜采用导流降水方法。降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。1-底层排水沟；2-底层集水井(shujng)；3-二层排水沟；4-二层集水井(shujng)；5-水泵；6-原地下水位线；7-降低后地下水位线 第12页/共54页第十三页，共54页。基坑明排适用于土层比较密实，坑壁比较稳定（细粒土基坑明排适用于土层比较密实，坑

6、壁比较稳定（细粒土边坡不易被渗流冲刷而产生塌方），基础边坡不易被渗流冲刷而产生塌方），基础(jch)埋深较埋深较浅，降水深度不大，不易发生流砂、管涌的工程。浅，降水深度不大，不易发生流砂、管涌的工程。第13页/共54页第十四页，共54页。第14页/共54页第十五页，共54页。第15页/共54页第十六页，共54页。第16页/共54页第十七页，共54页。轻型井点降水一般适用于粉、细砂，粉土，粘质粉土和轻型井点降水一般适用于粉、细砂，粉土，粘质粉土和粉质粘土粉质粘土(zhn t)等渗透系数较小（等渗透系数较小（0.120m/d）的弱）的弱含水层中降水，降水深度单层不大于含水层中降水，降水深度单层不大

7、于6m，双层不大于，双层不大于12m。第17页/共54页第十八页，共54页。粘土沉砂管钢筋焊接管架吸水管滤网小砾石管身吸水管水泵第18页/共54页第十九页，共54页。第19页/共54页第二十页，共54页。第20页/共54页第二十一页，共54页。第21页/共54页第二十二页，共54页。径通常小于0.5m、深度比较大、采用钻机开凿的水井。筒井是直径通常大于0.5m甚至数米、深度比较浅、通常用人工开挖的水井。第22页/共54页第二十三页，共54页。完整(wnzhng)井和非完整(wnzhng)井（a）-潜水井；（b）-承压水井第23页/共54页第二十四页，共54页。第24页/共54页第二十五页，共5

8、4页。不到水位降深处的径向距离。第25页/共54页第二十六页，共54页。第26页/共54页第二十七页，共54页。Dupuit假设假设(jish)井点降水系统的计算理论是由法国水力学家裘布依首先提出来的。井点降水系统的计算理论是由法国水力学家裘布依首先提出来的。该理论的基本假定为（该理论的基本假定为（1）地下水流向水井处于稳定流动状态；（）地下水流向水井处于稳定流动状态；（2）地下水呈层流运动，运动规律遵循达西定律；（）地下水呈层流运动，运动规律遵循达西定律；（3）地下水为缓）地下水为缓变流，可将空间变流，可将空间(kngjin)流简化为平面流；（流简化为平面流；（4）假定静水位是水）假定静水位

9、是水平的，降落漏斗的供水边界是圆柱形；（平的，降落漏斗的供水边界是圆柱形；（5）含水层为均质等厚，）含水层为均质等厚，分布是无限的，隔水层顶、底板是水平的；（分布是无限的，隔水层顶、底板是水平的；（6）水井为完整井。）水井为完整井。第27页/共54页第二十八页，共54页。)(2ayxA在该剖面(pumin)上的水头梯度为：dxdyi 由达西公式即可得出(d ch)裘布依微分方程：dxdykAAikQQ井的涌水量；k渗透系数第28页/共54页第二十九页，共54页。dxdykyxQ2将（a）式代入可得：积分(jfn)得：)(ln2bCxkQy当x=R时，y=H，其中R为影响(yngxing)半径，

10、H为潜水层厚度，可求得：2lnHkRQC代入（b）式，经整理(zhngl)得：xRyHkQlglg366. 122第29页/共54页第三十页，共54页。当x=r时，y=h（r为水井半径，h为井内水位(shuwi)距不透水层距离）。令水位(shuwi)降低值S=H-h，则得：rRSSHkQlglg)2(366. 1完整承压井完整承压井取井底不透水层顶面为取井底不透水层顶面为x轴轴，井轴为，井轴为y轴，可得出流向轴，可得出流向井的水流任意井的水流任意(rny)圆柱圆柱剖面的断面面积剖面的断面面积A的表达的表达式为：式为：MxA2第30页/共54页第三十一页，共54页。在该剖面上的水头(shutu)

11、梯度为：dxdyi 由达西公式即可得出(d ch)裘布依微分方程：dxdykMxAikQ2积分(jfn)后得：cxQykMln2当x=R时（R为影响半径），y=H，代入上式整理得：xRyHMkQln)(2第31页/共54页第三十二页，共54页。将式中的自然对数以常用对数(chngyng-dush)代替，则：xRyHMkQlg73. 2当x=r（r为井的半径），y=h，令水位(shuwi)降低值S=H-h，则得：rRSMkQlglg73. 2第32页/共54页第三十三页，共54页。Rr0HMh等效(dn xio)半径和影响半径 矩形基坑： )(29. 00bar（7-4） 不规则块状基坑： Ar

12、 0（7-5） ba,分别是矩形基坑的两个边长，m； 第33页/共54页第三十四页，共54页。kHSR2承压含水层 潜水(qinshu)含水层 kSR10第34页/共54页第三十五页，共54页。)1lg()2(366. 10rRSSHkQ(d)(b)(c)RSH(a)r0RSHr0bb2b1r0SHbr0RS.均质含水层潜水完整井基坑涌水量可按下列规定(gudng)计算，完整井指井底与隔水层顶面接触的井。02lg23661rbS)SH(k.Q第35页/共54页第三十六页，共54页。)(2)(cos)(2lg)2(36612121021bbbbrbbSSHk.Q)2(lg)lg(2)2(3661

13、000rbrrRSSHk.Q(d)(b)(c)RSH(a)r0RSHr0bb2b1r0SHbr0RS第36页/共54页第三十七页，共54页。)2 . 01lg()1lg(36610mm02m2rhllhrRhHk.Q(c)H(a)(b)r0RhSHr0RSr0RSlllbbM2mhHh第37页/共54页第三十八页，共54页。2220014. 0lg25. 066. 0lg2lg3661lMbMlrllrbSlkS.Q2Mb (c)H(a)(b)r0RhSHr0RSr0RSlllbbM第38页/共54页第三十九页，共54页。blarshrllrbSlks.Q44. 022. 066. 0lg2l

14、g366100lb blrllrbSlks.Q11. 066. 0lg2lg366100lb (c)H(a)(b)r0RhSHr0RSr0RSlllbbM第39页/共54页第四十页，共54页。)1lg(7320rRMSk.Q)2lg(7320rbMSk.Q b0.5R (c)(b)(a)r0RSlMr0RSlMbr0b2SlMb1(c)(b)(a)r0RSlMr0RSlMbr0b2SlMb1第40页/共54页第四十一页，共54页。)(2)(cos)(2(lg7322121021bbbbrbbMSk.Q(c)(b)(a)r0RSlMr0RSlMbr0b2SlMb1第41页/共54页第四十二页，共

15、54页。)2 . 01lg()1lg(73200rMllMrRMSk.QMRSlr0第42页/共54页第四十三页，共54页。)1lg()2(336102rRhMMHk.QRhroHM第43页/共54页第四十四页，共54页。3120klrqsqQn1 . 1rs过滤器半径(bnjng)，m，通常为0.250.30m：l过滤器进水部分长度，m，通常取2.53.0m。第44页/共54页第四十五页，共54页。211lilShLLl1Sh1l2il1i7）计算(j sun)井管长度L第45页/共54页第四十六页，共54页。).lg(1lg366. 12102nrrrnRkQHHS).lg(1lg366. 0210nrrrnRMkQS第46页/共54页第四十七页，共54页。第47页/共54页第四十八页，共54页。第48页/共54页第四十九页，共54页。第49页/共54页第五十页，