基坑地下水控制技术

基坑地下水控制技术第四讲基坑地下水控制技术A、地下水控制：———指在基坑工程施工过程中，对地下水影响的控制。目的：①保证支护结构的安全；②满足基坑挖土施工的要求；③避免对基坑周围环境和设施带来危害。B、地下水控制技术：①集水明排；②井点降水；③截水；④回灌。在此仅介绍《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）的规定：一、一般规定1、地下水控制的设计和施工：应满足支护结构设计要求，应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。2、地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用，可按表8.1.2选用。基坑地下水控制技术一、一般规定3、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。截水后，基坑中的水量或水压较大时：——宜采用基坑内降水。4、当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时：——应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施保证坑底土层稳定。基坑地下水控制技术二、集水明排法1、排水沟和集水井可按下列规定布置：（1）排水沟和集水井宜布置在拟建建筑基础边净距O.4m以外，排水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m；在基坑四角或每隔30～40m应设一个集水井；（2）排水沟底面应比挖土面低0.3～0.4m，集水井底面应比沟底面低0.5m以上。集水明排单独使用时（无井点降水等措施），降水深度不宜大于5m。否则，坑底容易产生软化、泥化、坡角出现流砂、管涌，边坡塌陷，地面沉降等问题。（最简便、最经济的方法）基坑地下水控制技术二、集水明排法2、沟、井截面根据排水量确定，排水量V应满足下列要求：V≥1.5Q其中：Q——基坑总涌水量，尽可能用试验方法确定和当地经验确定。经验不足时，可按（1－92）式方法计算。3、抽水设备可根据排水量大小及基坑深度确定。基坑地下水控制技术二、集水明排法4、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：——宜采用井点降水方法。基坑明排尚应重视环境排水，当地表水对基坑侧壁产生冲刷时：——宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施。基坑地下水控制技术三、降水法1）降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应大于15倍井管直径，在地下水补给方向应适当加密；当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。2）降水井的深度应根据设计降水深度（S）、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下0.5m。1、降水井点的布置规定：2、降水井点的用水量Q：（JGJ120－99附录F）基坑地下水控制技术)1lg()2(366.1Q0rRSSHK三、降水法3、降水井的数量n可按下式计算：1）真空井点出水能力可按36～60m3/d确定；2）喷射井点出水量可按下表确定：n＝1.1（Q/q）其中：q——设计单井出水量，按下列规定：基坑地下水控制技术三、降水法3）管井的出水量q（m3/d）可按下列经验公式确定：q＝120πrsl3k其中：rs——过滤器半径(m)；l——过滤器进水部分长度(m)；k——含水层渗透系数（m/d）。过滤器长度l宜按下列规定确定：①真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的1/3；②管井的过滤器长度宜与含水层厚度一致。基坑地下水控制技术3、降水井的数量n可按下式计算：n＝1.1（Q/q）其中：q——设计单井出水量，按下列规定：三、降水法4、降水井的结构和施工：（1）真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：1）滤管直径可采用38～110mm的金属管，管壁上渗水孔直径为12～18mm，呈梅花状排列，孔隙率应大于15％；管壁外应设两层滤网，内层滤网宜采用30～80目的金属网或尼龙网，外层滤网宜采用3～10目的金属网或尼龙网；管壁与滤网间应采用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网外应再绕一层粗金属丝；2）当一级井点降水不满足降水深度要求时，亦可采用多级井点降水方法；基坑地下水控制技术三、降水法3）井点管的设置可采用射水法、钻孔法和冲孔法成孔，井孔直径不宜大于300mm，孔深宜比滤管底深O.5～1.Om。在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌密实均匀。投入滤料的数量应大于计算值的85％，在地面以下1m范围内应用粘土封孔；4）井点使用前，应进行试抽水，当确认无漏水、漏气等异常现象后，应保证连续不断抽水；5）在抽水过程中应定时观测水量、水位、真空度，并应使真空度保持在55kPa以上。基坑地下水控制技术4、降水井的结构和施工：（1）真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：（2）喷射井点的结构和施工应符合下列要求：1）井点的外管直径宜为73～108mm，内管直径为50～73mm，过滤器直径为89～127mm，井孔直径不宜大于600mm，孔深应比滤管底深1m以上。过滤器的结构与真空井点相同；喷射器混合室直径可取14mm，喷嘴直径可取6.5mm(图1－123)，工作水箱不应小于10m3。(图1－122.6)。2）工作水泵可采用多级泵，水压宜大于0.75MPa。3）井孔的施工及井管的设置方法与真空井点相同。4）井点使用时，水泵的起动泵压不宜大于O.3MPa。正常工作水压宜为0.25P0(P0扬水高度)；正常工作水流量宜取单井排水量。基坑地下水控制技术三、降水法4、降水井的结构和施工：管井的构造（普通水泵）（3）管井的结构应符合下列要求：基坑地下水控制技术三、降水法4、降水井的结构和施工：1）管井井管直径应根据含水层的富水性及水泵性能选取，且井管外径不宜小于200mm，井管内径宜大于水泵外径50mm；2）沉砂管长度不宜小于3m；3）钢制、铸铁和钢筋骨架过滤器的孔隙率分别不宜小于30％、23％和50％。4）井管外填滤料宜选用磨圆度较好的硬质岩石，不宜采用棱角状石渣料、风化料或其它粘质岩石。（滤料粒径约为含水层土粒粒径的6～8倍）5）抽水设备主要为深井泵或深井潜水泵，水泵的出水量应根据地下水位降深和排水量大小选用，并应大于设计值的20％～30％。基坑地下水控制技术（3）管井的结构应符合下列要求：三、降水法4、降水井的结构和施工：抽水设备：长轴深井泵基坑地下水控制技术（3）管井的结构应符合下列要求：三、降水法4、降水井的结构和施工：四、截水A、竖向截水帷幕的两种形式：①落底式——截水帷幕下端插入隔水层中；②悬挂式——截水帷幕下端悬吊在透水层中。B、竖向截水帷幕的种类很多：基坑地下水控制技术钢板桩帷幕水泥土墙注浆帷幕地下连续墙1、截水帷幕的厚度应满足基坑防渗要求，截水帷幕的渗透系数宜小于1．0×10－6cm／s；2、落底式竖向截水帷幕应插入下卧不透水层，其插入深度可按下式计算：l＝0.2hw－0.5b其中：l——帷幕插入不透水层的深度；hw——作用水头；b——帷幕厚度。基坑地下水控制技术四、截水3、当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。4、截水帷幕施工方法、工艺和机具的选择应根据场地工程地质、水文地质及施工条件等综合确定。施工质量应满足《建筑地基处理技术规范》JGJ79～2002的有关规定。基坑地下水控制技术四、截水五、回灌（一）降水时预防周围地面沉降的措施1、采用回灌井点技术——在降水井点与保护建筑物之间，采用一般井点降水设备加回灌水箱等构成回灌井点，灌入一定量的水，形成一道隔水帷幕，以补水保持原地下水位。2、采用砂沟、砂井回灌——在上述回灌井点位置设置砂井，并沿砂井设置沙沟，将井点抽出的水，适时、适量地排入沙沟，再经砂井回灌到地下。基坑地下水控制技术五、回灌（一）降水时预防周围地面沉降的措施3、使降水速度减缓——如加长井点管、调小泵阀减缓抽水速度、加大在邻近保护建筑物一侧的井点间距，以及需要时暂停抽水等措施。4、防止将土粒带出的措施——设置井点降水时，根据土的粒径选择井点管的滤网；确保周围砂滤层厚度和施工质量；井点管上部1～5m范围内用粘土封口要严密。基坑地下水控制技术五、回灌（二）JGJ120－99规程对回灌的规定：1、回灌可采用井点、砂井、砂沟等。2、回灌井与降水井的距离不宜小于6m。3、回灌井的间距应根据降水井的间距和被保护物的平面位置确定。4、回灌井宜进入稳定水面下1m，且位于渗透性较好的土层中，过滤器（滤管）的长度应大于降水井过滤器的长度。基坑地下水控制技术五、回灌（二）JGJ120－99规程对回灌的规定：5、回灌水量可通过水位观测孔中水位变化进行控制和调节，不宜超过原水位标高。6、回灌砂井的灌砂量应取井孔体积的95％，填料宜采用含泥量不大于3％、不均匀系数在3～5之间的纯净中粗砂。7、回灌井与降水井应协调控制。回灌水宜采用清水。基坑地下水控制技术结束