基坑工程降水及承压水减压控制技术

基坑工程降水及承压水减压控制技术问题基坑工程降水

及承压水减压控制技术问题基坑中地下水的危害及降水对周边环境的影响评价基坑地下水渗流规律与基坑降水类型降水设计中几个问题降水井施工控制标准问题降水引起地面沉降问题基坑承压水减压控制技术问题

1基坑地下水的危害及降水对周边环境的影响评价1基坑地下水的危害及降水对周边环境的影响评价(一)基坑地下水危害的表现形式(二)基坑地下水危害的成因类型(三)降水对周边环境的影响评价1.坑底突涌2.坑侧渗漏3.底侧渗漏4.坑底隆起.围护“踢脚”明显5.降水诱发地层过量沉降6.(无围护结构)基坑斜坡滑移、坍塌（一）基坑地下水危害的表现形式事故现场示意图案例1河南某基坑突涌事故1.坑底突涌勘察阶段详细勘察报告事故勘察报告土层划分：深度h/m层号岩土工程划分层号岩土工程划分①（灰黄色粉土）-7②（灰黄～深灰色）粉土-8②粗～粉砂-9③（黑灰色粉土）-10③灰褐色粉质粘土-11-12④（深灰色）粉土④（褐灰色）粉土-13⑤粗-粉砂-14-15⑤（黑灰色）粉土⑥有机质粉质粘土-16-17⑦有机质粉土-18⑥粉砂⑧粉砂某基坑地层基坑以下详勘与事故勘察结果对比案例2福州某桩基工程基坑突涌事故基坑平面图基坑突涌分析示意图案例3上海金茂大厦基坑突涌事故2.坑侧渗漏

潜水渗漏案例案例4.上海地铁2号线某基坑渗漏形成盆状洼地承压水渗漏沉陷区案例5.上海地铁4号线某风井下部联络通道施工因冻结失效发生大范围流砂塌陷3.底侧渗漏4.坑底隆起.围护“踢脚”明显序号土类型土层厚度/m湿重度/g/cm-3固结快剪峰值c/kPa¢/º①杂填土2.38②3-1灰、灰黄色砂质粉土7.001.834.027.0②3-2灰色砂质粉土6.101.794.026.0④灰色淤泥质粘土1.401.6817.011.0⑤1-1灰色粘土1.801.6918.011.0⑤2灰色砂质粉土21.701.764.025.5案例6.上海某地铁车站基坑坑底隆起事故

5.降水诱发地层过量沉降测点距离(m)实测沉降（mm）长江隧道浦东段5032上中路浦东段20040地铁7号线汶水路14856.(无围护结构)基坑斜坡滑移、坍塌（二）基坑地下水危害的成因类型地下水在基坑工程实施过程中危害按成因可分为流砂、管涌和基坑底隆起，而且主要发生在细颗粒（尤其是粉质粘土、粉土、粉砂等）饱和含水的土层中。(1)土中粒径在0.01mm以下的颗粒含量在30%~35%以上，并含有较多的片状、针状矿物（如云母、绿泥石等）和附有亲水胶体矿物颗粒。这样土的吸水膨胀性较高而比重较小，在不大的水流冲力下，细小颗粒即会发生悬浮流动；(2)水力梯度较大，流速增大，动水压力超过了土颗粒的重量时，就能使土颗粒悬浮流动形成流砂；(3)土的渗透系数较小时，排水条件不通畅，易形成流砂；(4)砂土中、孔隙比愈大，愈容易形成流砂形成条件：1.流砂流砂您破坏侮示意院图斜坡条障件时贺地基条颜件时１－原豪坡面；中２－流菌砂后坡槽面；３访－流砂院堆积物丑；４－延地下水慈位；５摸－建筑宪物原位枯置；６捞－流砂沫后建筑枯物位置倒；７－能滑动面朱；８－用流砂发犯生区２．管训涌地基哀土在鬼具有塞一定孟渗流早速度漫（或纠梯度插）的脱水流蕉作用伏下，出其细胀小颗贯粒被仁冲走险，土醉中的危空隙影逐渐茅增大萍，慢合慢形押成一挡种能油穿越她地基猛的细晨管状至渗流妥通道拿，从亩而掏就空地旷基或捷坝体驶，使射之变寸形、竹失稳津，此能现象遇即为阁管涌帝。管涌制形成笛条件招：（１）土中霞粗细颗粒仔粒径比D/d>1通0；（２）土的不古均匀系炉数d60/d10>10；（３韵）两种互锤相接触号的土层鄙渗透系谋数之比k1/k2>2～3；（４）渗流梯岭度大于额土的临沉界梯度编。管涌破阻坏示意病图斜坡条泳件时地基条周件时３．合基坑烧底的洋突涌当基誉坑下两有承渣压水依存在疫，开刻挖基炒坑减申小了料含水轻层上始覆不艺透水雾层的非厚度钱，当店它减征少到持一定以程度串时，窄承压领水的哈水头口压力风能顶迎裂或定冲毁鹊基坑易底板丧，造衡成突鸣涌。抗承冠压水肺稳定斩性示谅意图式中：－水的重度惧：－土的浮特重度；－承压水头名高于含水凉层顶板的喜高度。基坑突涌姻产生的条液件是基坑剖开挖后不准透水层的克厚度(三)降水对周尺边环境的魔影响评价民房1（混6）民房3（混6）民房4（混6）赛华公寓（砼9）三层公寓（混3）淮海大楼（混6）三号楼（混3）淮海中路1号线地铁隧道常熟路常熟灵路车蝴站周中边环倍境示帆意图7号线常熟惯路民房2（混4）(三)降水对周四边环境的蛇影响评价2基坑地下旱水渗流规援律与基刻坑降透水类据型（一）基恰坑地下水冠渗流规律工程栗降水挑案例（回P3）案例1、合午流污柏水外谦排一建期工乒程彭虑越浦肚泵站饮降水声工程案例2、复迟兴东生路电捕缆隧江道工兄作井禁降水搜工程案例3、宝尚钢188得0基坑降缩慧水工程案例1、合流世污水外亏排一期价工程彭等越浦泵婚站降水夜工程主要技恒术参数表1项目深度（m）基坑开挖深度26.50潜水含水层（②+③）深度1.00至4.50承压含水层（⑤a+⑤b）深度17.00至42.50连续墙入土深度37.50连续墙插入承压含水层深度20.00降水井设计深度47.00滤管伸出连续墙底深度7.50泵站核主体尾工程隙为一罪内径60m的圆壤井，坑内孙外水砌位差欺为10m。案例1、合流污传水外排一吸期工程彭俩越浦泵站孩降水工程彭越浦泵站地质、连续墙、降水井剖面图1－潜水位；2－承压水位；3－承压水头;4－连续墙；5－底板；6－透镜体26.5楼047.0膨037.5夹0案例1、合流吴污水外医排一期烟工程彭悉越浦泵森站降水锤工程抽水试验期间抽水井与观测井及沉降点的分布位置图案例1、合流蚊污水外旺排一期居工程彭钞越浦泵词站降水岂工程(a胡)承压含墓水层顶俭部水位(b)承压含酒水层底挖部水位承压含水域层顶面及跃底面的水揉位立体图连续祥墙周很围地末下水土水位堡等降中深线窄示意诱图案例1、合流些污水外旺排一期勿工程彭侄越浦泵雨站降水苹工程案例1、合句流污宁水外湖排一旅期工手程彭搂越浦买泵站桐降水扣工程降水工程井群分布位置图主要面技术结参数表2项目深度（m）基坑开挖深度32.45承压含水层（⑦１＋⑨）深度29.89~90.00连续墙入土深度44.30连续墙插入承压含水层深度14.41降水井设计深度60滤管伸出连续墙底深度13.70案例2、复兴兵东路电珍缆隧道三工作井念降水工络程坑内外呆水位相录差(m)表3项目下降值（m）下降值（m）下降值（m）坑内222833坑外151820坑内外水位相差71013案例2、复兴浑东路电伍缆隧道辈工作井增降水工钳程抽水试验期间沉降观测点平面布置图1－工作井；2－煤气井；3－煤气仪表房；4－围墙；5－大门；6－马路；7－防汛墙；8－黄浦江案例2、复兴东屈路电缆隧恭道工作井轻降水工程降水井、观测井平面布置图案例2、复滋兴东殃路电逗缆隧航道工坝作井捕降水淘工程

降水井、观测井结构图1－黄泥；2－粘土球；3－4#人工砂案例2、复遣兴东懒路电臣缆隧勉道工腰作井战降水订工程32.吼48基坑深44.获30连续墙去深60.0傍0粉砂案例３祝宝钢18想80基坑降水奥工程主要技索术参数表4案例警３仿宝钢1880基坑降水碧工程坑内层外第向一承谨压含皇水层⑦水括位差君（m）表5案例3、宝钢18暮80降水工程18留80基坑地质堂、连续墙美、降水井炭剖面图案例3、宝钢18炭80降水工程18贡80基坑衬抽水带试验养井平钉面布超置图1、第一类基坑围护结构（隔水帷幕）周围的地下水渗流2、第二类基坑围护结构（隔水帷幕）周围的地下水渗流3、第三类基坑围护结构（隔水帷幕）周围的地下水渗流分析以上鸟案例，可骗见基坑地捎下水渗馒流有以脂下几种霉类型：4、第四类基坑（无隔水帷幕）周围的地下水渗流1、第滨一类粗基坑芒围护亚结构隙（隔蚀水帷略幕）废周围芝的地磁下水正渗流降水望井围护垃结构（隔水帷棍幕）潜水含水扬层或微决承压惑含水失层或承压坐含水层隔水层基坑围护灿结构深入役隔水层（崭即含水层狸底板）中威，井点降缩慧水以疏干个基坑内的而地下水为惯目的，(见图)。这井类围樱护结必构位碎于降违水含将水层笑以下旅，即苹潜水怖含水怀层底碰板之骑中，迅将基握坑内菌的地衔下水闻与基丙坑外旗的地滴下水竟分隔屈开来漆。其阳地下稀水渗稳流特善征：由于围捎护结构蚕隔水，据基坑内幕、外地往下水无诉水力联孙系。降逃水时，聚基坑外环地下水妹不受影招响。因此，这蓝类井点降窗水影响范宿围小。这伍种基坑在界上海很普晌遍，一般使基坑度小裤于10～15m。1、第捷一类锯基坑毫围护海结构旬（隔庆水帷蝴幕）王周围待的地附下水承渗流2、第二崇类基坑严围护结育构（隔渡水帷幕姨）周围绒的地下拼水渗流降水井围护聪结构（隔水订帷幕）潜水含水淘层隔水辞层承压含接水层弱透水喝层2、第控二类组基坑旷围护舰结构脚（隔披水帷表幕）案周围幻玉的地梁下水避渗流基坑围护漏结构深入斧隔水层（泥即含水层阿顶板）中扭，井点降龄水以降低里基坑下部庄承压含水啦层的水头僚，防止基骨坑底板隆荷起或突水剪产生流砂筹为目的，叹见图。这类逃围护辈结构递位于咏降水肠含水辨层以敏上，渣即承车压含须水层栗顶板乔之中存，围花护结饮构未糠将基棉坑内串、外米承压区含水极层分叹隔开颤。其地下陈水渗流愧特征：露由于不搞受围护雾结构的通影响，遣基坑内渣、外地负下水连桨续相通截。这类井点糟降水影响醋范围较大天，但降落歼漏斗平缓摔，抽水引陷起的地面谨沉降为均浩匀沉降。这种基坑坦深度在上晴海一般大头于15～20m。例如提引水缎工程地中的常南市您水厂达降水幅工程淘、世汤界广悲场降刊水工骡程、布人民补广场疼地下受变电铸站降到水工陕程等锡。3、第三很类基坑挑围护结拣构（隔商水帷幕蚊）周围折的地下菜水渗流降水井围护结怀构（隔水疗帷幕）承压含水勤层隔水冲层弱透水层潜水锄含水孩层3、第梨三类呼基坑忽围护映结构割（隔到水帷侮幕）家周围技的地叮下水布渗流基坑围护灭结构深入颗承压含水偷层中，井芝点降水的搅前期以降祝低基坑下辞部承压含粪水层的水负头为目的强，后期以掠疏干承压序含水层为脸目的。这类补围护娇结构东位于违降水危含水遵层中婆上部定，基藏坑内各、外邪承压卸含水率层大去部分搜被围猜护结庆构隔东开，辉仅含神水层态底部混未被阅隔开茅。其地下水摄渗流特征舟：由于受艘围护结构沟的阻挡，呆上部基坑绞内、外地傍下水不连远续，中下编部或底部围含水层连庄续相通，员地下水呈耕三维流态遣。另外，馒由于井损煤，井内水扁位低于井激壁外水位轻，而且，筐随着水位淘降深的加硬大，井内足、外水位廊降相差越幸大。这类垫基坑芬深度出比较们深，币在上跑海一鞋般大夹于20～25m。例如合奴流污水屿治理工板程中的戚的4.1标彭越浦广泵站降水鼓工程，吴海泾、闵行孤污水外排糟工程3.1标降态水工魄程，拍上海谨外环骗沉管且隧道订浦西绿岸边许段降些水工童程、错复兴就东路围电缆剧隧道陶工作类井、M4号线我董家偿渡修斑复段依等。4、第四类冷基坑（无倦隔水帷幕稀）周围的偷地下水渗休流基坑周边周无隔水帷义幕，这类夸基坑渗流片只受水文输地质条件轮影响为平徐面渗流，瓦在降水井读附近为三京维空间流。（二滔）基佳坑降泄水类怎型根据量基坑绿渗流机类型箭可以换划分虑四种餐基坑愁降水厌类型1．第藏一类挠基坑去工程限降水——隔水项帷幕滑深入愈降水谨含水旋层隔成水底绪板的只基坑辩降水这类降烫水设计出依据的扮理论是墨带隔水螺边界的早基坑平怀面渗流简理论。羽降水方是法采用富管井抽则水方法充或加真报空的管迅井抽水告方法，丛也可以手采取轻占型井点酷、喷射柄井点抽衣水方法锈。该类损降水对化周边环话境影响仍很小。2．第使二类干基坑盒工程猾降水——隔水洽帷幕宿未深窗入降叛水含柱水层肚中的紧基坑岭降水这类降水届设计依据舅的理论是疫无界或者即有补给边登界的基坑弃平面渗流起理论。降沉水方法采胖用管井抽霸水方法。腐该类降水姑对周边环史境影响比香较大。3．第阁三类借基坑召工程阁降水——隔水帷幕下深入降水咱含水层中咐的基坑降后水这类降昌水设计各依据的采理论是悬基坑空鲜间渗流忌理论。负降水方栏法采用忍管井抽盈水方法夸。该类赴降水对元周边环党境的影举响取决卧于降水号井的位顾置、滤饺管长度避及其与钉隔水帷陆幕的关姨系。4．第四欢类基坑晴工程降旅水——无隔水帷碍幕的基坑杯降水这类基坑必深度浅、赖无隔水帷技幕，降水米设计依据伞的理论是章潜水含水擦层平面渗浙流理论。匆降水方法海可采用轻撑型井点、字喷射井点兽或真空管雪井抽水方宾法。该类么降水对周肥边环境影坟响比较大陪。3降水永设计虑中的侦几个滥问题3降水设计降中的几个种问题降水井布勤设比较表6降水井布设配合措施优点缺点适用条件坑外降水井点布设无隔水帷幕有利边坡稳定减少围护的侧压力坑外水位下降环境要求不高坑内降水井点布设隔水帷幕或部分无隔水帷幕坑外水位不下降或少下降形成向坑内水头差环境要求高（一）登降水井略的设置1．降水井贫的平面布份设坑外恼水位>2m321坑内伯水位2．连续墙耗深度与降报水井深度车的关系坑内降水塔时坑内地沾下水水位据与连续墙赢深度的关捏系1－深井愧井管；2－隔水帷笨幕；3－地下管戴线；4－坑恐外建胞筑物蝇基础4连续呢墙入第土深腥度与永降水辛井深呼度的骑关系表7工程项目连续墙入土深度（m）降水井布设降水井深度（m）井中水位深度（m）基坑内地下水位深度（m）1．外环越江隧道浦西岸边段连接井与风井降水工程44～46坑内降水504531.00～33.002．上海复兴东路高压电缆隧道工程工作井降水工程44.30坑内降水605034.393．上海吴、闵污水外排工程3.1标工作井降水工程47.80坑内降水625236.00案例（二）吨降水井故深度问湾题传统方航法确定铺降水井怎深度公史式为：式中其各项世见图丑：——降水井奸深度，m;——地面滚至基饿坑底役面的蠢距离士，m;——基坑底面煤至降低后纽奉的地下水女位距离，缩慧一般取h=皂0.饺5~础2m姻;——水力梯度泡，环形井仪点系统J＝1/累8～1/1骂0，单排井组点系统J＝1/4~睡1/5;——降水井谷至基坑哈中心的华水平距坟离，m；——过滤诞器工尽作部铺分长棵度和观沉淀汇管的牙长度广，m。LH1hlH700等~10寄0020配0J=抚1/协10水流通过滤水管的滤网和圆孔；进入滤水管水流与滤水管已有水流的作用；沿程的流量和流速不断增加；滤水属管内君部的既磨阻烘。由上式饺设计的债井深往往往偏小巷，尤其贷是比较侍深井的穷降水。筐其原因皱是该方怪法没有孝考虑地铅下水流麦经滤水忠管的损等失（即顶井损）鲁，主要钻来自四排个方面斩：——井内水陡位降深；——井内流批量；——渗透系数兴；——含水层厚度度；——影响半径溜；——滤水管半尽径；——当吸抚水管野位于加滤水桌管顶拾端时析，为卵滤水台管的魂直径臣，即；当吸水朗管位于换滤水管酬内时，，为吸水管劣半径；——当吸水胁管位于别滤水管刊顶端时阅，为滤只水管的押断面积炉，即；当吸身水管鹅位于满滤水生管内斑时，——滤水字管的犯磨阻薪系数寄；——重力加速仍度；分析师上式蚊，井削内水虽位降筋深是喉由两铁部分亚组成辽。一玩是与律无旷关的愿常数舍项即裘布依挨单井公代式，它积代表了习流量经过含水筐层输送到各滤水管外蜓壁的水头喘损失，是虹与习的一次眉方成正比膝。二是与迷有关的钟函数，听即代表了各滤水管蹄的水头书损失（奶即井损倾），前工面的“迟＋”号担代表吸鞭水管位福于滤水绩管顶端杨，“－钳”代表批吸水管晕位于滤贤水管内购，而滤民水管内押的水头滥损失又宁有两种搁原因造蚂成的：原因1：水司流的讨摩阻汇损失这一岗损失略是远的三桶次方恶的函烤数。经试验锦验证在逼降水井算深度设密计中应央该考虑她井损，奴采用以闯下公式虎：——井的水头脉损失（即台井损），m。原因2：水流逗的增量致加速度银运动引激起的损炊失这一损荒失是体的二次叼方的函伞数。降水井数在量、井的迟间距根据理渗流规律柜选用公式胳计算，考蛋虑安全性坛确定。（三）降占水井数量例如在著上海地播区不考棚虑隔水帜帷幕影因响情况奥下：粉质堤粘土鸣：20菌0m2一口井钳；砂质粉疲土：井傍间距10～15m；粉细砂：除井间距15～20m。4降水井号施工控定制标准耀问题4降水井债施工控柔制标准演问题1.滤管婶孔隙刮率问胞题：孔隙率罗不得小抓于18～20乔%。2.滤料规格头问题：砂质放粉土0.25管mm～2.0m泡m粉砂寇、粉价细砂0.征5～2.0穴mm。3.洗井问乒题：活爹塞洗井牢加空气宗压缩机窜洗井4.单井出水溪量在没侵有帷幕影塌响情况下绸：砂质粉土2～5m3/h粉砂8～15m3/h粉细掌砂50～100拒m3/h。5.含砂量1/5万～1/2万（体把积比渐）。5降水引起腾地面沉降它问题5降水完引起箭地面材沉降寸问题１．伴第一宋组建汤筑物兼沉降拴曲线②盘粉质粘扬土③11淤泥质粉中质粘土⑤1-1粘土⑤2-2粉质粘享土⑥粉射质粘袖土⑦1砂质粉土⑦2粉砂④淤泥质尊粘土⑧粉腐质粘绝土上海某号坡线上行线够沉降观测军曲线2．第啦二组浴土体元沉降唇与地沾面沉德降曲赏线日期J325M10M15壳M20销M25M30伶M35蛋M45谣M40M①杂罪填土②粉质聋粘土③奴淤泥滨质粉富质粘狭土④淤泥滋质粘土⑤a粘土⑤2粉质斧粘土⑥粉质睬粘土⑦粉卷砂地层上海复挤兴东路象电缆隧碧道分层葡沉降2．第二婆组土体醉沉降与樱地面沉裤降曲线J31