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 高层建筑基础埋置较深，面积大，基坑开挖和基础施工会遇到地表和地下水大量渗入，造成地基浸泡，使地基承载力降低；或出现管涌、流砂、坑底隆起、坑外地层过度变形等现象，导致地基基础无法施工，影响附近建筑使用安全和工程顺利进行，因此，基坑的排降水，是基坑开挖的重要条件。o 基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。不因地下

2、水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。o 深基坑降水的方法有集水沟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沟明排水法和人工降低地下水位法及隔离地下水。及隔离地下水。o 在软土地区基坑开挖深度超过在软土地区基坑开挖深度超过3m，一般就要用井点降水。，一般就要用井点降水。开挖深度浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明开挖深度浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。排。o 地下水控制方法有多种，选择时根据土层情况、降水深度、地下水控制方法有多种，选择时根据土层情况、降水深度、周围环境、支护结构种类等综合考虑后优选。周围环境、支护结构种类等综合考虑后优选。o 当因降水而危

3、及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。方法。 方法名称方法名称 土类土类 渗透系数渗透系数 (m/d)(m/d) 降水深度降水深度 m m 水文地质特征水文地质特征 集水明排集水明排 20.020.0 55 真空井点真空井点 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 单级单级66 多级多级 2020 喷射井点喷射井点 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 55 含丰富的潜水、含丰富的潜水、承压水、裂缝水承压水、裂缝水 截水截水 粘性土、砂土粘性土、砂土 碎石土、岩溶岩碎石土、岩溶

4、岩 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 降水类型及适用范围降水类型及适用范围排水盲沟3.3.优缺点优缺点优点：设备简单，施工方便；优点：设备简单，施工方便；缺点：在细砂和粉砂土层，抽水时会带走细砂，引起流砂。缺点：在细砂和粉砂土层，抽水时会带走细砂，引起流砂。适用范围：粗粒土层，渗水量小的粘土层适用范围：粗粒土层，渗水量小的粘土层防止地下水涌入基坑防止地下水的渗流引起边坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板桩减少了横向荷载消除地下水的渗流,也就防止流砂现象滤管构造滤管构造1-钢管 2-管壁上小孔 3-缠绕的铁丝

5、4-细滤网 5-粗滤网 6-粗铁丝保护网 7-铸铁头 8-井点管真空泵、离心泵、水气分离器工作原理： 设备从左向右抽成真空，大气压力使水从右往左通过离心泵抽出。设备从左向右抽成真空，大气压力使水从右往左通过离心泵抽出。水气分离器副水气分离器真空泵总管井点管离心泵抽水设备工作原理抽水设备工作原理井点降水动画井点降水动画.exe 轻型井点组成轻型井点组成1-井点管 2-滤管 3-集水总管 4-弯联管 5-水泵房 6-原地下水位 7-降低后地下水位 总管 井点管 弯连管 真空泵排放总管埋设井点管用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备试运行正式抽水，轻型井点降水施工v井点布置 根据基坑平面形状与大小，

6、地质与水文情况、工程性质、降水深度等确定。 单排井点、双排井点、环形井点各自适用的范围 井点埋置深度计算HH1+h+iL+l H值确定后，为了安全，一般再增加1/2滤管长度。井点管的滤水管一般不宜埋入渗透系数极小土层。v井点的施工工艺： 放线定位铺设总管冲孔安装井点管、填砂硕石料、上部黏土密封用弯管将井点管与总管连接安装集水箱和排水管开动真空泵排气测量观测井中地下水变化。 此外，确定井点管埋深度时，还要考虑到井点管上口一般要比地面高0.2m。Hh1+h+iLB.高程布置考虑抽水设备的水头损失后，一般井点降水深度不超过6m。 n城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大

7、开挖，挂网喷浆护坡。共70页 第60页（4）轻型井点计算A.计算内容 井点系统涌水量计算，井点管数量及井距的确定，抽水设备选用。B. 涌水量计算水井分类无压完整井涌水量Q (2)1.366lglgH S SQKRr式中：Q-单井涌水量（m3/d）； K-渗透系数（m/d），应由实验测定； H-含水层厚度（m）； S-水井内水位降低值（m）； R-抽水影响半径（m）; r-水井半径（m）。 单井涌水量0(2)1.366lglgHS SQKRx式中：Q-井点系统涌水量（m3/d）； K-渗透系数（m/d），应由实验测定； H-含水层厚度（m）； S-（基坑内实际）水位降低值（m）； R-抽水影响半

8、径（m），取： x0-环形井点的假想半径（m），当基坑长宽比不大于5时，取： A-环形井点系统所包围的面积（m2）。1.95( )RSHK m0/( )xAm环状井点涌水量无压非完整井涌水量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-井点系统中心处处水位降低值； S-井点管处水位降低值； l-滤管长度。 当算得的H0大于实际含水层厚度H时，仍取H值。承压完整井涌水量02.73lglgKMSQRx式中：Q-井点系统涌水量（m3/d）； K-渗透系数（m/d），应

9、由实验测定； M-承压含水层厚度(m)； S-（基坑内实际）水位降低值（m）； R-抽水影响半径（m），取： x0-环形井点的假想半径（m），当基坑长宽比不大于5时，取： A-环形井点系统所包围的面积（m2）。1.95( )RSHK m0/( )xAmC.井点管数量与井距确定单井最大出水量3120qdl K式中：d-滤管直径（m）；l-滤管长度（m）。最少井数井点管的最少根数nmin：min1.1()根Qnq平均井距( )LDmn式中：L-总管长度（m）。确定井点管间距时，还应注意以下几点：(a)井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此井距必须大于15倍管径。(b)在渗透系数小的土中井距宜小些

10、，否则水位降落时间过长。(c)靠近河流处，井点宜适当加密。(d)井距应能与总管上的接头间距相配合，常取0.8/1.2/1.6/2.0，根据实际采用的井点管间距，最后确定所需的井点管根数。工程降水设计计算实例工程降水设计计算实例工程条件：工程条件：某工程基坑开挖下口线尺寸为某工程基坑开挖下口线尺寸为19m19m10m10m，基坑开挖深度为，基坑开挖深度为4.1m4.1m，采用，采用1:0.51:0.5放坡开挖。工程放坡开挖。工程0.000.00为自然地面标高，地为自然地面标高，地下水位为下水位为-0.6m-0.6m。根据岩土工程勘察报告，场地地面下。根据岩土工程勘察报告，场地地面下0.7m0.7

11、m为为杂填土，以下为杂填土，以下为6.6m6.6m的细砂层，其渗透系数的细砂层，其渗透系数K=5m/dK=5m/d，再往下，再往下为不透水的粘土层。试对该工程进行降水设计。为不透水的粘土层。试对该工程进行降水设计。工程降水设计计算实例过程l降水方法的选择-单级轻型井点l含水层渗透系数K=5m/dl降水深度：S=4.1-0.6+0.5=4.0ml相关参数的确定l井点轴线：距基坑开挖上口线0.8ml基坑开挖上口线尺寸：按1:0.5放坡计，23m14ml基坑降水面积：24.6m15.6ml井点深度：按完整井考虑，取7.3ml绘制计算图l绘制计算图l基坑涌水量计算l含水层厚度：H=7.3-0.6=6.

12、7ml降水深度：S=4.1-0.6+0.5=4.0ml基坑等效半径：l抽水影响半径：l基坑总涌水量：mbar65.116 .156 .2429. 029. 00mHKSR457 . 650 . 422dmrRSSHKQ/41965.11451lg0 . 40 . 47 . 625366. 11lg2366. 130l计算单井出水量、井点数和井点距l单井出水量，取过滤器直径0.05米，进水部分长度1.2米：l井点管数：考虑边角加密，增加8根，共30根l井点距：l实际井点数dmKldq/9 .2052 . 105. 014. 36565333根229 .204191 . 11 . 1qQnmmnD

13、L4 . 277. 21306 .156 .2421，实际取根，实际取345 .334 . 26 .156 .242LDnl降低水位预测mrrrrrrnRKQHHSnn0 . 4.lg34165.56lg5366. 14197 . 67 . 6lg1lg366. 12122102共70页 第62页3.2 施工降水共70页 第63页v（二）回灌（二）回灌v1.井点回灌井点回灌v降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护的建（构）筑物之间打设一排井点（图的建（构）筑物之间打设一排井

14、点（图1-13），在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水（即降水井点抽出的水层内灌入一定数量的水（即降水井点抽出的水），形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌），形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建（构）筑物地下的地下水井点外侧被保护的建（构）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。v 回灌井点埋设深度可控制在降水水位线以回灌井点埋设深度可控制在降水水位线以下下1m，且位于渗透性较好的

15、土层中。回灌井，且位于渗透性较好的土层中。回灌井点滤管的长度应大于降水井点滤管的长度。点滤管的长度应大于降水井点滤管的长度。v 许多工程实例证明，用回灌井点回灌水能许多工程实例证明，用回灌井点回灌水能产生与降水井点相反的地下水降落漏斗，能有产生与降水井点相反的地下水降落漏斗，能有效地阻止被保护建（构）筑物下的地下水流失效地阻止被保护建（构）筑物下的地下水流失，防止产生有害的地面沉降。回灌水量要适当，防止产生有害的地面沉降。回灌水量要适当，过小无效，过大会从边坡或钢板桩缝隙流入，过小无效，过大会从边坡或钢板桩缝隙流入基坑。基坑。v2.砂沟、砂井回灌砂沟、砂井回灌v在降水井点与被保护建（构）筑物之间设置