地基处理之人工降低地下水位法清楚明了

第五节

人工降低地下水位本节的内容：1、几个基本概念2、集水坑降水法3、井点降水法（轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点）4、轻型井点降水法一、几个基本概念（一）含水层、不透水层、滞水层、潜水层、承压水层（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（二）降水的目的1、防止地下水渗入基坑；排除雨季流入基坑的地面水。改善施工条件。2、防止涌水、流砂，保证在较干燥的状态下施工；3、防止滑坡、塌方、坑底隆起；4、减少坑壁支护结构的水平荷载。2～5％排水沟集水井水泵二、集水井法（明沟排水法）1、定义：2、适用条件：用于土质较好(粗粒土层、含水量少的粘土)、水量不大、基坑可扩大者3、方法：挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖土、沟、井4、要求：a、排水沟：沿基坑底四周设置或中央，底宽≮300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1％。b、集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，直径0.6~0.8m，低于开挖面700-1000mm；挖至设计高程时，井底应低于坑底1~2m。长期用，有竹木护壁和碎石压底。2～5％排水沟集水井水泵（2）分层明沟排水法（1）普通明沟排水法离心泵工作简图

5、水泵选用：（1）离心泵

（2）潜水泵WQ系列污水潜水泵

30kW排沙潜6、流砂及其防治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。动水压力的大小与水力坡度成正比，方向同渗流方向。

GD＝Iγw=(Δh/L)

γw2．流砂原因

Q

F

GD当

动水压力大于或等于土的浸水重度（GD≥γ’）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。3、流沙的概念4、流沙的危害；5、流沙的防治措施三、井点降水1、定义2、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。3、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层轻型井点0.1~20m/d3～6m1.6~2m地上真空泵或喷射嘴真空吸水多层轻型井点6～20喷射井点0.1~208～202～3m地下喷射嘴真空吸水电渗井点<0.15～6极距1m钢筋阳极加速渗流管井井点20~2003～520~50单井真空泵、离心泵（1）轻型井点降水水全貌图（单层层轻型井点）（2）二层轻型井点降水（3）喷射井点井点管电极<

60V的直流电源（4）电渗井点（5）管井井点构造（5）管井井点（6）深井井点四、轻型井点降水1．井点设备井管：φ38、φ51，长5～7m（常用6m），无缝钢管，丝扣扣连滤管；滤管：φ38、φ51，长1～1.7m，开孔φ12,开孔率20～25％，包滤网；抽水设备：真空泵、射流泵泵滤管构造2．轻型井点布置置（1）平面布置a.单排：在沟槽上游一侧侧布置，每侧超超出沟槽≮B（B为沟槽宽度）。（见下图）用于沟槽宽度B≤6m，降水深度≤5m。b.双排：在沟槽两侧布置置，每侧超出沟沟槽≮B。用于沟槽宽度B>6m，或土质不良，以以便快速将水抽抽干。c.环形布置：在沟槽四周布置置，可以封闭，，也可以在基坑坑下游侧留一段段不封闭。用于于基坑面积较大大时。（2）高程布置（上上图）井管埋深计算：H埋≥H1＋h＋iL。H1――埋设面至坑底距距离；h――降水后水位线至至坑底最小距离离（一般可取0.5～1m）；i――地下水降落坡度度，环状1/10，线状1/5；L――井管至基坑中心心（环状）或另另侧（线状）距距离。注意，当H埋>6m时：降低埋设面；；采用二级井点点；改用其它井井点（如管井井井点、深井井点点等）。3．计算涌水量Q：（单个井点、环状状井点系统）（1）判断井型（图图）按照滤管与不透透水层的关系：：完整井――到不透水层非完整井――未到不透水层.按照是否承压水水层：承压井无压井综合类型：无压压完整井，无压压非完整井，承承压完整井，承承压非完整井，，如下图：水井的分类l1（2）单井涌水量计计算a、无压完整井单井井的涌水量Q（见图1-48a）：根据达西线性渗渗透定律，可得得无压完整井单单井的涌水量Q为：式中：H——含水层厚度，m；h——井内水深，m；R——抽水影响半径，，m；r——水井半径，m。（1-38）b、承压完整井单井井的涌水量Q(见图1—48c)为：式中：H——承压水头高度，，m；M——承压含水层厚度度，m；S——井中水位降低深深度，m。（1-39）（3）井点系统（井井群）涌水量计计算a.无压完整井群井井井点计算Q＝1.366K(2H－S)S/(lgR－lgX0)（m3/d）（1-40）K――土层渗透系数（（m/d）；H――含水层厚度（m）；S――水位降低值（m）；R――抽水影响半径（（m），R=1.95S(HK)1/2；X0――环状井点系统的的假想半径（m）；当长宽比A/B≯5时，X0=(F/π)1/2，否则分块计算涌涌水量再累加。F――井点系统所包围围的面积。b.无压非完整井群群井系统涌水量量计算以有效影响深度度H0代替含水层厚度度H用上式计算Q。H0的确定方法：l----滤管长度，一般般取1m，p51s’/(s’+l)0.20.30.50.8H01.3(s’+l)1.5(s’+l)1.7(s’+l)1.85(s’+l)注意：1、当H0值超过H时，取H0＝H；2、计算R时，也应以H0代入。c、承压完整井Q＝2.73KMS/(lgR－lgX0)（m3/d)（（1-41）M――承压含水层厚度度（m）承压水位不透水层含水层不透水层hsHMRd、承压非完整井环环形井点系统涌涌水量计算：(1—42)式中：r——井点管的半径，，m；l1——井点管进入含水水层的深度，m。4．确定井管的数数量与间距（1）单井出水量：q＝65πdlK1/3（m3/d）d、l――滤管直径、长度度（m）；（2）最少井点数：n＝1.1Q/q（根）1.1－－备用系数。。（3）最大井距：D＝L总管/n（m）；（4）确定井距：取井距D（5）确定井点数：：n＝L总管/D≤D计算值≥15d（5πd）符合总管的接头头间距。5．轻型井点的施施工（1）施工工艺放线定位→铺设总管→冲孔→安装井管点→填滤料、上部粘粘土密封→井点管与总管连连接→安抽水机→抽水→在观测井中测量量地下水位的变变化（2）埋设方法：水冲法：水枪、、井管自身（高高压水）；钻孔孔法：正循环钻钻、反循环钻钻、冲击钻；振振动水冲法：(3)使用要求：开挖前2～5天开泵降水；连续抽水不间断断（水量先大后后小，先混后清清），防止堵塞塞。真空度55.3-66.7MP降水施工案例：轻型井点系统设设计计算实例。。1、某多层厂房地地下室呈凹字形形，其平面尺寸寸如图1-49所示，基础底面面标高为-4.5m，电梯井部分深达达-5.30m，天然地面标高为为-0.40m。2、根据地质勘测资资料：标高在-1.40m以上为亚粘土，，再往下为粉砂砂土，地下水静静水位在-1.80m处，土的渗透系系数为5m／d。3、基坑边坡采用1:0.5，为施工方便，，坑底开挖平面面尺寸比设计平平面尺寸每边放放出0.5m。1、井点管的直径径与长度选择：：a.直径：50mm（p46））b.离基坑壁的距离离：1m（p48,0.7-1.0m）c.埋深：p49，公式（1-37）H≥H1+h+Li即H≥(4.5-0.4)+0.5+17.4x0.1=6.34m因为井点降水深深度以6m为宜（p48（2））），而且，井点管标标准长度为6m，可以往下挖0.6m的沟槽，然后安安装总管。井点管所需长度度为：6.34-0.6+0.2=5.94≤6电梯井处为6+0.8=6.8≈7m2、井点的间距为为：D=L/n，考虑粉砂土的渗渗透系数小，水水量不大，D取1.6m，以后验证。3、总管：直径选用127mm，长度为：2（67.6+2x1.0）+（（46.4+2x1.0）+（46.4-2x1.8-2x1.0））=228.4m4、水泵：三台5、核算：①涌水量核算（无压不完整井井，表1-9）查表并计算。a.H0=1.85(4.94+1.0)=10.99mb.基坑中下降水深深：s=(4.5-1.8+0.5)=3.2mc.R=1.95s=1.95x3.2=46.25md.井点的假想半径径为e.按（1-40）可以计算出井井点系统出水量量Q=1353m3/d换算基坑