基坑开挖降水

1、基坑开挖降水第1页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二第2页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二第3页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二第4页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二第5页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二第6页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二地下含水构造的种类滞水层不透水层潜水层不透水层承压水层不透水层第7页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二二）流砂现象 1动水压力地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。

2、动水压力的大小与水力坡度成正比，方向同渗流方向。 GDIw =(h/L) w2流砂原因 Q F GD当动水压力大于或等于土的浸水重度（GD）时，土粒被水流带到基坑内。主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中。第8页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二用抽水机在基坑底明排水粉细沙随地下水流入基坑，产生流沙 在基坑开挖和地下结构施工中，必须防止流沙，以免支护失效发生重大基坑坍塌事故。第9页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二 上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地下水充沛，基坑土方开挖时排水或降水不当，均有可能造成支护结构失效坍塌事故。 基坑支护结构

3、外侧因泥沙随水渗流进入基坑，造成局部沉陷坍塌事故第10页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二3流砂的防治减小动水压力（板桩等增加L）；平衡动水压力（抛石块、水下开挖、泥浆护壁）；改变动水压力的方向（井点降水）。第11页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二25排水沟集水井水泵二、集水井法1概述 用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 挖至地下水位时，挖排水沟设集水井抽水再挖土、沟、井第12页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二2、要求：（ 1）排水沟：沿基坑底四周设置，底宽300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1。（ 2）集水井：沿基坑

4、底边角设置，间距2040m，直径0.60.8m，井底低于坑底12m。长期用，有护壁和碎石压底。（ 3）水泵：离心泵、潜水泵、污水泵第13页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二（一）普通明沟排水法（二）分层明沟排水法第14页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二离心泵工作简图第15页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二三、井点降水法（一）特点 效果明显，使土壁稳定、避免流砂、防止隆起、方便施工； 可能引起周围地面和建筑物沉降。（二）井点类型及适用范围井点类型渗透系数降水深度最大井距主要原理单级轻型井点0.120 m/d36 m1.62 m

5、地上真空泵或喷射嘴真空吸水多级轻型井点620喷射井点0.12082023m地下喷射嘴真空吸水电渗井点 0.156极距1m钢筋阳极加速渗流管井井点20200352050单井真空泵、离心泵深管井井点1025025303050单井潜水泵排水水平辐射井点大面积降水平管引水至大口井排出引渗井点不透水层下有渗存水层打穿不透水层，引至下一存水层第16页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二 在地下水丰富地区，当土的渗透系数为0.11m/d时，常采用轻型井点降水。第17页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二轻型井点降水全貌图第18页，共59页，2022年，5月20日，22

6、点30分，星期二二级轻型井点降水第19页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二喷射井点第20页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二井点管电极6m，或土质不良。环状或U形：在坑槽四周布置。 用于面积较大的基坑。如采用U形布置，则井点管不封闭的 一段应在地下水下 游方向。第36页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置；d） U形布置第37页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二单排井点平面及高程布置（2）高程布置（图）单排布置：H=H1hiL+l第38页，共59页，2022年，5月20

7、日，22点30分，星期二环状井点平面及高程布置双排或环状布置：H=H1hiL+l第39页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二 井管埋深：H埋H1hiL。 H1埋设面至坑底距离； h降水后水位线至坑底最小距离（一般可取0.51m）； i地下水降落坡度，环状1/10，线状1/5； L井管至基坑中心（环状）或另侧（线状）距离。当H埋6m时：降低埋设面； 采用二级井点； 改用其它井点。第40页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二4计算涌水量Q：（环状井点系统） （1）判断井型（图）按照滤管与不透水层的关系：完整井到不透水层非完整井未到不透水层.按照是否承压水层：

8、承压井无压井第41页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二水井的分类第42页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二（2）无压完整井群井井点计算Q1.366K(2HS)S / (lg(R)lgX0) （m3/d） K土层渗透系数（m/d）； H含水层厚度（m）； S井点管处水位降低值（m）； S基坑中心处水位降低值（m）； R抽水影响半径（m），R=2 S(HK)1/2； X0环状井点系统的假想半径（m）；当长宽比A/B5时，X0=(F/)1/2，否则分块计算涌水量再累加。 F井点系统所包围的面积。s S第43页，共59页，2022年，5月20日，22点30分

9、，星期二（3）无压非完整井群井系统涌水量计算（近似解）以有效影响深度H0代替含水层厚度H用上式计算Q。H0的确定方法：s/(s+l)0.20.30.50.8H01.3 (s+l)1.5 (s+l)1.7 (s+l)1.85 (s+l)s井点管处的水位降低值。第44页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二注意：1、当H0值超过H时，取H0H； 2、计算R时，也应以H0代入。第45页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二 （4）承压完整井Q2.73KMS/(lgRlgX0) （m3/d)M承压含水层厚度（m）承压水位不透水层含水层不透水层hsHMR第46页，共5

10、9页，2022年，5月20日，22点30分，星期二5确定井管的数量与间距 （1）单井出水量：q65d l K1/3 （m3/d） d、l滤管直径、长度（m）； （2）最少井点数：n1.1Q / q （根） 1.1备用系数。 （3）最大井距：DL总管 / n （m）； （4）确定井距： 取井距D （5）确定井点数：nL总管 / DD15d符合总管的接头间距。第47页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二例题：某基础施工，基坑宽8米，长12米，深4.5米，挖土边坡1：0.5，经地质勘察，天然地面以下为1米厚亚黏土，其下有8米厚的细砂层，细砂层的K=8m/d，在细砂层下为不透水的粉

11、土层，地下水标高为-1.5米。拟采用轻型井点法降水，试进行井点系统的设计。第48页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二解：采用环型轻型井点系统。为使总管接近地下水位，表层土先挖除1米，则基坑上口尺寸为：11.5*15.5 m2。则总管长度为：L =（11.5+2）+15.5+2）*2=62m ,取64米。(一）布置1、平面布置如右图；2、高程布置，如下图：环状井点平面及高程布置第49页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二第50页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二井点管埋深H埋H1hiL =3.5+0.5+0.1*6.775 =4.6

12、75m采用6 m井点管51，露出地面0.2m,滤管取1.0m 长（二）涌水量计算：1、判别井点管类别：1）井点管+滤管=7米，没有达到不透水层，2）基坑长宽比小于5； 故按无压非完整井环型井点系统计算。2、涌水量计算： Q1.364K(2H0S)S / (lg(R)lgX0)1)K=8m/d 2) H0S S=3.5, S =3.5+0.68=4.18mS/s+l = 0.81 查表 取H0=9.58m 实际H=8+1-1.5=7.5m， 取H0 =H=7.5第51页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二3）抽水影响半径R： R=1.95S(HK)1/2 =52.87m4）基

13、坑假想半径 X0： = (F/)1/2 = 8.67m Q555.43 m3 /d3、井点管数量及间距：1）单根井点管出水量： q65d l K1/3 =20.41 m3 /d2）数量：最少井点数：n1.1Q / q 29.9=30（根）3）最大井距：DL总管 / n =2.13 （m）；4）确定井距： 取井距D=2.0或1.6 （m）。取1.6m，则n L总管 / n=40 （根）第52页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二 练习某基坑底面尺寸为30m20m，基坑深4米，地下水位在地面以下1米，不透水层在地面以下10米，地下水为无压水，土层的渗透系数为15m/d，基坑边坡

14、为1：0.5，拟采用轻型井点降水，试进行井点系统的布置和计算。第53页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二6井点管的埋设与使用 （1）埋设方法：水冲法：水枪、井管自身（高压水）钻孔法：正循环钻 、反循环钻、冲击钻振动水冲法：(2)使用要求：开挖前25天开泵降水；连续抽水不间断（水量先大后小，先混后清），防止堵塞。降水施工第54页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二 管井井点施工时，先用小型钻机钻孔或水冲成孔，插入井点管后，在管四周填入砂滤料，井内放入潜水泵。 管井的井点管 井的四周填入砂滤料第55页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二

15、3）注意问题：1)真空度0.60.7大气压2)死管：检查、变活3)设观测井检查水位下降情况4）拔除井管： 基坑回填后；井点管孔要及时回填； 卷扬机、支架 ； 516.5m上拔力1.21.8t第56页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二7、井点降水对周围环境的影响1）井点降水的不利影响 井点管埋设完成开始抽水时，井内水位开始下降，一般情况下，经过一段时间之后，在井点周围形成漏斗状的弯曲水面，即所谓“降水漏斗”，以后逐渐趋于稳定。 降水漏斗范围内的地下水位下降以后，会造成土体固结沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因而所产生的沉降也是不均匀的。在实际工程中，还可能把土层中的一些土颗粒连同地下水抽出，这种现象会使地面产生的不均匀沉降加剧，造成附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。第57页，共59页，2022年，5月20日，22点30分，星期二2）防范井点降水影响的措施 通常采用的技术措施有： （1）采用合理的井点降水布置，避免过度降水； （2）在周边环境保护有严格要求的地区，尽可能采取设置止水帷幕的方法，切断地下水的渗流，必要时可进行坑内降水，减少降水影响范围 （3）降水场地外缘设置回灌水系统。 第58页，共59页，2022年，5月20日，22点3