基坑与边坡工程第6章基坑降水ppt课件.ppt

基坑与边坡工程,第6章 基坑降水,制 作 人 ：周 勇,第6章 基坑降水,在基坑开挖过程中，当基坑开挖面位于地下水位以下时，土中的含水层被切断，基坑外及坑内开挖面以下的地下水就会不断渗入基坑。对于放坡开挖的基坑，地下水的渗流很容易造成流砂、边坡失稳和基坑底面地基承载力下降。,当基坑底面以下存在承压含水层时，基坑开挖至坑底后，由于坑内土体的卸荷作用，基坑底面有被承压水顶破而发生突涌、隆起的危险。,为什么在进行深基坑施工时必须做好地下水控制工作？,井点降水,第6章 基坑降水,根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式，基坑工程地下水控制可以选用截水、降水、集水明排或其组合方法。目前，基坑降水常用方法有管井、真空井点、喷射井点等方法，并宜按下表的适用条件选用。,第6章 基坑降水,坑外降水,坑内降水,坑内与坑外相结合降水,将井点布设在基坑以外,将井点布置在基坑内部,井点降水类型,6.2.1 基坑降水设计要求,建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）规定：基坑内的设计降水水位应低于基坑底面0.5m。,按地下水位降深确定降水井间距和降水井水位降深时，地下水位降深应符合下式规定： si sd （6-1）式中：si基坑内任一点的地下水位降深(m)； sd基坑地下水位的设计降深(m)。,第6章 基坑降水,6.2.2 井点涌水量计算理论,井点涌水量的理论计算是以水井理论为基础的。水井理论由法国水力学家裘布依于1857年提出。该水井理论的基本假定是：,第6章 基坑降水,（1）含水层是水平的，均质各向同性；,（2）水流呈轴对称的径向流运动；,（3）在距井轴一定距离R处，水位下降为零；,（4）水流运动符合达西定律。,基坑降水井分类,当基坑降水井布置在潜水层内，井内地下水无压力时。,当降水井布置在两层不透水层之间的承压含水层内时，该类降水井称为承压井。,井底达到了含水层下的不透水层，水只能通过井壁进入井。,井底未达到含水层下的不透水层，水可从井底或井壁、井底同时进入井内。,第6章 基坑降水,承压井,潜水井,完整井,非完整井,地下水是否有压力,完整程度,常见水井种类,（a）潜水完整井（无压完整井）,（b）潜水非完整井（无压非完整井）,第6章 基坑降水,（d）承压非完整井,（c）承压完整井,第6章 基坑降水,（1） 潜水完整井涌水量计算,抽水时潜水完整井含水层内的降落漏斗和流线网图,第6章 基坑降水,当含水层为均质土层、原地下水位为水平时，其水位降落漏斗为形状规则的旋转面，其轴线与井轴重合。在剖面图上，流线是一些曲线，这些曲线在上部与降落漏斗曲线近乎平行，而下部则与不透水层顶面近乎平行。,按照水井理论假定，根据达西线性渗透定律，取不透水层基底为x轴，取井轴为y轴，就可以求出流向井中的水流。对于任意横剖面为：,（6-2）,式中：A水流的横断面面积，取铅直的圆柱面作为水流断面面积； x由井中心至边缘的距离，即圆柱半径； y由不透水层到距中心距离为x处曲线上的高。,第6章 基坑降水,该断面上的水力梯度为：,（6-3）,将以上两式代入达西公式即可得出微分方程:,（6-4）,式中： Q水井的涌水量； v渗透速度； k渗透系数。,将式（6-2）代入式（6-4）得：,（6-5）,积分后得：,第6章 基坑降水,取坐标为（x1，y1）、（x2，y2）的两点，则可写成:,（6-6）,由图6-2可知，单井降水的影响半径为R，潜水含水层厚度为H，设降水井半径为r，降水井内水位距不透水层的高度为h。此时，若需计算单井的流量，可以设x1=r，y1=h，x2=R，y2 =H，则得：,第6章 基坑降水,即：,（6-7）,（6-8）,第6章 基坑降水,（2） 承压完整井涌水量计算,承压完整井水位降落漏斗和流网图,第6章 基坑降水,当降水井为承压完整井时，假设在井内均匀抽水，井中水位开始下降，而含水层周围的地下水将流向井中。经过一段时间后，井周围的原有水位就由水平变为向井弯曲的降落曲线。,降落漏斗,取井底不透水层水平方向为x轴，而取井轴为y轴，可任意圆柱剖面的水头梯度i和过水断面面积A的表示式如下：,式中： x由井轴至任一点的水平距离； M承压含水层厚度。,代入达西定律：,分离变数得：,积分得到：,第6章 基坑降水,第6章 基坑降水,设降水井半径为r，承压井内水位距含水层底板的距离为h。则计算单井的流量可以设x1=r，y1=h，x2=R，y2 =H，则得：,（3） 群井涌水量计算,群井总涌水量并不等于各个单井涌水量之和。,相互作用的群井,第6章 基坑降水,注意,假设一群井降水系统，1n号单井均为潜水完整井，各单井之间的间距均不大于各个单井的影响半径。在群井系统中任取一点A，其与各单井的距离为x1、x2、x3xn。,根据单井理论分析可得水位降落漏斗的方程式为：,（6-11）,式中：,第一个井点在A点不透水层以上水位的高度；,第一个井点处的水位；,第一个井点的涌水量；,第一个井点与A点的水平距离；,第一个单井的半径。,第6章 基坑降水,同理，可得：,总降落曲线的方程式：,式中：,各个井点同时抽水时，各个井点的涌水量；,每一个井点处的水位，令各井点处的水位均相等。,第6章 基坑降水,，假设 , , 由此 ，,抽水时的总涌水量，n为单井井点总数。则公式（6-12）可写成：,或,（6-13）,（6-14）,第6章 基坑降水,设各单井的半径均相等，即,同时，各井的涌水量亦相近似，即 ,Q 为所有井点,为计算群井涌水量，在群井影响范围内任取一点，其水位高度等于静止水位H,，,，y = H,公式（6-13）可写成：,由公式（6-13）、（6-14）可得：,（6-15）,（6-17）,（6-18）,第6章 基坑降水,潜水完整井的群 井 涌 水量:,如果基坑降水设计将各井点设在一个圆周上，则x1=x2=x3=xn= x0，即等于圆的半径，代入上式，则得到潜水完整井群井涌水量计算公式：,第6章 基坑降水,井点群重心处水位降低数值,潜水完整井群井基坑涌水量计算简图1矩形基坑；2一等效圆形单井,6.2.3 基坑涌水量计算,第6章 基坑降水,基坑降水井点系统一般布置在基坑周围，各个单井同时抽水，因此基坑涌水量计算需要考虑群井的相互作用，把由各井点组成的群井系统，视为一口大的圆形单井。,参照公式(6-8)，可得：,式中：Q基坑降水总涌水量(m3/d)；,k土的渗透系数(m/d)；,H潜水含水层厚度，即地下水位至不透水层的厚度（m）；,S 水位降落值（m）；,R单井降水影响半径（m）；,由井点管围成的基坑等效半径（m），可按,计算；,群井降水影响半径（m）,A井点系统包围的基坑面积(m2)。,为满足工程设计的需要，建筑基坑支护技术规程（JGJ120）附录E给出了5种典型条件下的基坑涌水量计算公式。,第6章 基坑降水,（6-21）,式中：,基坑地下水位设计降深(m)；其余参数同公式（6-20）。,第6章 基坑降水,1.均质含水层潜水完整井的基坑降水总涌水量计算,（6-22）,（6-23）,式中：h降水后基坑内的水位高度(m)； l过滤器进水部分的长度(m)。,第6章 基坑降水,2.均质含水层潜水非完整井的基坑降水总涌水量计算,（6-24）,第6章 基坑降水,3.均质含水层承压水完整井的基坑降水总涌水量计算,承压含水层厚度,（6-25）,第6章 基坑降水,4.均质含水层承压水非完整井的基坑降水总涌水量计算,（6-26）,第6章 基坑降水,5.均质含水层承压水潜水完整井的基坑降水总涌水量计算,承压水含水层的初始水头,（1） 降水影响半径,6.2.4 基坑降水设计相关参数,按地下水稳定渗流计算井距、井的水位降深和单井流量时，影响半径（R）宜通过试验确定。缺少试验时，可按下列公式计算并结合当地经验取值：,第6章 基坑降水,1）潜水含水层(6-27)2）承压水含水层(6-28),井水位降深（m）,潜水含水层厚度,渗透系数（m/d）,（2）降水井的设计单井流量,当已计算出基坑降水的总涌水量Q时，降水井的设计单井流量计算：,（6-29）,式中：q单井设计流量； Q基坑降水的总涌水量(m3/d)，可按公式（6-21）（6-26）计算； n降水井数量。,第6章 基坑降水,（3） 含水层渗透系数,含水层的渗透系数k宜按现场抽水试验确定。当缺少试验数据时，可根据土的其他物理指标按工程经验确定。各种土类渗透系数的一般范围见表6-2。,第6章 基坑降水,岩土层渗透系数k的经验值 表6-2,6.3.1 轻型井点降水,（1） 工作原理,第6章 基坑降水,轻型井点是沿基坑四周或一侧以一定间距将直径较细的井管（井管下端为滤管）沉入深于基底的含水层内，在地面上用水平铺设的集水总管将各井点管连接起来，在一定位置设置真空泵和离心泵，开动真空泵和离心泵，地下水在真空吸力的作用下经滤管进入井管，然后经集水总管排出。,因为该方法利用真空降水，因此也称为真空降水法。,轻型井点降低地下水位的示意图,1一地面； 2一水泵房； 3总管； 4一连接管； 5一井点管； 6一滤管； 7一原有地下水位线； 8一降低后地下水位线； 9一基坑。,第6章 基坑降水,轻型井点适用范围：,轻型井点特点,该方法存在占用场地大、设备多、投资大等。在较长时间的降水过程中，对供电、抽水设备的要求高，维护管理复杂。,第6章 基坑降水,优点：,缺点：,井点间距小，能有效地拦截地下水流入基坑内，尽可能地减少残留滞水层厚度，对保持边坡和桩间土的稳定较有利，因此降水效果较好。,粉砂、粉土、粉质黏土等渗透系数较小（0.00520m/d）的弱含水层中降水。单级井点降水深度小于6m，多级井点降水深度小于20m。,（2） 轻型井点主要设备,1）井点管,滤管构造1一铸铁头；2一钢管；3一管壁上的进水孔；4一缠绕的塑料管；5一细滤网；6一粗滤网；7一粗铁丝保护网；8一井,第6章 基坑降水,井管一般采用外径38110mm的无缝钢管，长度为57m。井点管的下端装有长度1.01.7m的滤管。在管壁上钻有直径12mm18mm的梅花型排列的渗水孔，渗水孔的孔隙率应大于15%。,2）集水总管,3）连接管,4）抽水设备,第6章 基坑降水,集水总管采用直径75100mm的无缝钢管，每根长4m左右，互相用法兰连接。在管壁上每隔12m设一个与井点管连接的短接头。,连接管采用直径3855mm的胶皮管或塑料管，长度为1.22.0m，用来连接井点管和集水总管。,根据水泵和动力设备的不同，轻型井点分为真空泵井点、射流泵井点和隔膜泵井点三种。,这三者用的设备不同，其所配用功率和能负担的总管长度见表6-3。,第6章 基坑降水,各种轻型井点的配用功率和井点根数与总管长度 表6-3,三种水泵井点特点,抽水机组由一台干式真空泵、二台离心式水泵(一台备用)和水气分离器组成。这种井点对不同渗透系数的土层有较大的适应性，排水和排气能力大。,由喷射扬水器、离心泵和循环水箱组成。射流泵的优点是耗电少、重量轻、体积小、机动灵活，但它的喷嘴易磨损。,机组构造简单，是单根井点平均消耗功率最少的井点。,第6章 基坑降水,真空泵井点：,射流泵井点：,隔膜泵井点：,（3） 轻型井点系统的布置,轻型井点系统的平面布置应根据基坑的平面形状与尺寸、基坑降水深度及含水层的渗透性能等因素而定，井间距宜取0.8m2.0m。对于面积较大的基坑采用环状井点，也可布置成“U”形。环状井点的四角部分应适当加密，井管距离基坑壁一般取0.71m。,环状井点（a）平面布置；（b）高程布置1-总管；2-井点管；3-泵站,第6章 基坑降水,当开挖窄而长的基坑时，可按线状井点布置。如基坑宽度不大于6m，且降水深度不超过5m时，可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，两端适当加以延伸,一般延伸宽度以不小于基坑宽为宜。,单排线状井点平面布置图1-总管；2-井点管；3-排水设备,第6章 基坑降水,井点系统的高程布置主要是确定井管的埋设深度（不包括滤管,设井管埋设深度为H) 计算。,(6-30),式中：H1井点管埋设面至基坑底的距离；,h 降低后的地下水位至基坑中心底的距离，一般不应小于0.5m；i地下水降落坡度，环状井点取1/10，单排井点取1/41/5；L井点管至群井中心的水平距离。,由计算确定的井管埋设深度应小于水泵的最大抽吸高度，还要考虑到井管一般要露出地面0.2m左右。,注意：,第6章 基坑降水,二级轻型井点降水1一原地面线；2一原地下水位线；3一抽水设备；4一井点管；5总管；6一第一级井点；7一第二级井点；8一降低水位线,第6章 基坑降水,如果井管计算埋设深度小于降水深度6m时，则可用一级轻型井点；若H值稍大于6m时，通过设法降低井点总管的埋设面后可满足降水要求时，仍可采用一级井点。当一级井点系统达不到降水深度要求时，需要采用二级井点。,（4）井点构造要求,第6章 基坑降水,（5） 井点施工要求,第6章 基坑降水,6.3.2 喷射井点,所需降水深度超过6m,考虑采用喷射井点,（1） 工作原理,喷射井点一般有喷水井点和喷气井点两种，两者的工作原理相同。井点系统由喷射器、高压水泵和管路组成。喷射器的工作原理是利用高速喷射液体的动能工作。,喷射器构造1-喷嘴；2-混合室；3-扩散室；4-吸水室；5-吸水管；6-喷射管；7-滤管,第6章 基坑降水,喷射井点适用于深层降水，在粉土、细砂和粉砂中较为适用。一般一级喷射井点可降低地下水位820m。,喷射井点适用范围：,喷射井点组装图,第6章 基坑降水,水泵,水箱,工作水管,上水管,喷射器,滤管,（2）喷射井点布置及构造要求,喷射井点管路系统的布置和井点管的埋设如图所示。井间距宜取1.53.0m。井孔直径宜取400mm600mm，井孔应比滤管底部深1m以上。当喷射井点的井口至设计降水水位的深度大于6m时，可采用多级井点降水，多级井点上下级的高差宜取45m。,喷射井点平面布置简图1-喷射井管；2-供水总管；3-排水管道；4-高压离心水泵；5-水池；6-排水泵,第6章 基坑降水,（3） 喷射井点施工要求,第6章 基坑降水,下井管时，水泵应先开始运转，以便每下好一根井点管，立即与总管接通(不接回水管)，然后及时进行单根试抽排泥，让井管内出来的泥浆从水沟排出，并测定真空度，待井管出水变清后地面测定真空度不宜小于93.3kPa。为防止喷射器损坏，安装前应对喷射井管逐根冲洗(开泵压力不宜大于0.3MPa)，以后再将其逐步开足。如果发现井点管周围有翻砂、冒水现象，应立即关闭井管检修。工作水应保持清洁。尤其是工作初期更应注意工作水的干净。试抽2d后，应更换清水，此后视水质污浊程度定期更换清水。用喷射井点降水，应在滤管下端增设逆止球阀。,6.3.3 电渗井点,（1） 工作原理,在降水井点管的内侧垂直打入金属棒(钢筋、钢管等)作为阳极，利用轻型井点或者喷射井点管本身作为阴极。当对阳极施加强直流电时，带有负电荷的土粒即向阳极移动(即电泳现象)，而带有正电荷的水则向阴极方向移动，产生电渗现象。,电渗井点l-井点管；2-金属棒；3-地下水降落曲线,第6章 基坑降水,（2） 电渗井点施工要求,第6章 基坑降水,电渗井点埋设程序一般是先埋设轻型井点或喷射井点管，预留出布置电渗井点阳极的位置，待轻型井点降水不能满足降水要求时，再埋设电渗阳极。电渗井点阴极的埋设与轻型井点、喷射井点相同。阳极采用5070mm的钢管或2025mm的钢筋垂直埋设，埋设深度应比井点管深500mm，上部外露在地面上约200400mm。阳极在水平方向应当采用轻型井点时，间距为0.81.0m；当采用喷射井点时，间距取1.21.5m。需要注意的是，阳极严禁与相邻阴极相碰，以免造成短路，损坏设备。一般阴阳极数量相等，平行交错排列，必要时可增加阳极的数量。,6.3.4 降水管井,（1） 管井设备及构造,第6章 基坑降水,管井井管由井壁管和滤水管两部分组成。井壁管可采用直径200350mm无砂混凝土管、钢管、铸铁管、塑料管等。下部滤水管过滤部分可用长23m的焊接钢筋笼，外包孔眼为12mm滤网，也可采用无砂混凝土滤管、钢管或铸铁管。滤管内径应按满足单井设计出水量要求而配置的水泵规格确定，滤管内径宜大于水泵外径50mm，且滤管外径不宜小于200mm。管井井管与土层中钻孔孔壁之间需设过滤层。管井成孔直径应满足填充滤料的要求，一般成孔直径应大于管井外径150200mm。,滤料规格宜满足下列要求：,1）砂土含水层：,（6-31）,式中：D50小于该粒径的填料质量占总填料质量50% 所对应的填料粒径(mm)； d50含水层中小于该粒径的土颗粒质量占总土颗粒质量50% 所对应的土 颗粒粒径(mm)。,2）d20小于2mm 的碎石土含水层 D50=6d208d20 （6-32）,式中：d20含水层中小于该粒径的土颗粒质量占总土颗粒质量 20% 所对应 的土颗粒粒径(mm)。,第6章 基坑降水,D50=6d508d50,3）对d20大于或等于2mm的碎石土含水层，宜充填粒径为 10mm20mm 的滤料。 4）滤料的不均匀系数应小于2。,注意：,第6章 基坑降水,当采用深井泵或深井潜水泵抽水时，水泵的出水量应根据单井出水能力确定，水泵的出水量应大于单井出水能力的1.2倍。深井井管的底部应设置沉砂段，井管沉砂段长度不宜小于3m。沉砂段的作用是沉淀那些通过滤网的少量砂粒。一般采用与滤水管同直径钢管，下端用钢板封底。,Lanzhou University of Technology,（2）管井布置,基坑外降水,基坑内降水,基坑内管井井点布置图R-降水影响半径；D-井点间距,第6章 基坑降水,一般管井之间的间距D可取1015m，同时应不小于2R,注意,沿基坑外围每隔一定距离设置一个管井。,如图所示。,（3） 管井施工要求,第6章 基坑降水,6.3.5 常用井点降水的设计,基坑降水设计主要步骤,第6章 基坑降水,确定基坑等效半径,计算基坑涌水量Q,计算单井的出水能力q0,确定单井降水影响半径,确定井管埋设深度,确定需设置的井点数 量,计算井点管的间距,水位降深验算,各类井的单井出水能力可按下列规定取值：1）真空井点出水能力可取36m3/d60m3/d；2）喷射井点出水能力可按表6-4取值；,喷射井点的出水能力 表6-4,第6章 基坑降水,水位降深验算,1）含水层为粉土、砂土或碎石土时，潜水完整井的基坑地下水位降深计算,潜水完整井地下水位降深计算1-基坑面；2-降水井；3-潜水含水层底板,计算点与降水井的关系1-第j口井；2-第m口井；3-降水井所围面积的边线；4-基坑边线,（6-35）,第6章 基坑降水,潜水完整井第j个降水井的单井流量（qj）计算：,（6-36）,式中：sw,m第m口井的井水位设计降深(m)；,rjm第j口井中心至第m口井中心的距离(m)；当j=m时，应取降水井半径rw；当rjmR时，取rjm=R。,当含水层为粉土、砂土或碎石土，各降水井所围平面形状近似圆形或正方形且各降水井的间距、降深相同时，潜水完整井的地下水位降深也可按下列公式计算：,第6章 基坑降水,式中：q按干扰井群计算的降水井单井流量( m3/d)； r0井群的等效半径(m)；井群的等效半径应按各降水井所围多边形与等效圆的周长相等确定，取r0=u/(2)；当公式（6-37）中 时，取当公式（6-38）中的 时，取 。,（6-37）,(6-38）,j第j口降水井； sw井水位的设计降深(m)； rw降水井半径(m)； u各降水井所围多边形的周长(m)。,第6章 基坑降水,2）含水层为粉土、砂土或碎石土时，承压完整井的基坑地下水位降深可按下式计算:,（6-39）,承压水完整井地下水位降深计算1基坑面；2降水井；3承压含水层顶板；4-承压含水层底板,第6章 基坑降水,承压含水层厚度(m),承压完整井第 j 个降水井的单井流量计算：,（6-40）,当含水层为粉土、砂土或碎石土时，各降水井所围平面形状近似圆形或正方形，且各降水井的间距、降深相同时，承压完整井的地下水位降深也可按下列公式计算：,（6-41）,第6章 基坑降水,时，取 ；当公式（6-42）中的 ；时，取,（6-42）,式中：r0井群的等效半径(m)；井群的等效半径应按各降水井所围多边形与等效圆的周长相等确定，取r0=u/(2)；当公式（6-41）中,第6章 基坑降水,。,6.4.1 基坑降水对周围环境的影响,在松散沉积层中进行人工降低地下水位时，如果抽水井滤网和砂滤层的设计不合理或施工质量差，在抽水时就会将软土层中的粘粒、粉粒，甚至细砂等细小土颗粒随同地下水一起抽出地面，使周围地面土层很快产生不均匀沉降，造成地面建筑和地下管线不同程度的损坏。,另一方面，当井管开始抽水时，井内水位下降，井外含水层中的地下水不断流向滤管，经过一段时间后，在井周围形成漏斗状的弯曲水面降水漏斗。在这一降水漏斗范围内的软土层会发生渗透固结而造成邻近的建筑物、道路、地下管线的不均匀沉降，严重时将导致建筑物开裂、道路破坏、管线错断等工程事故的发生。,第6章 基坑降水,6.4.2 基坑降水引起的地层变形计算,基坑降水引起的地层变形量计算：,（6-43）,式中：s计算剖面的地层压缩变形量(m)；,沉降计算经验系数，应根据地区工程经验取值，无经验时，宜取,1；,降水引起的地面下第i土层的平均附加有效应力(kPa)；对黏 性土，应取降水结束时土的固结度下的附加有效应力；,第6章 基坑降水,hi第i层土的厚度(m)；土层的总计算厚度应按渗流分析或实际土层分布情况确定； Esi第i 层土的压缩模量(kPa)；应取土的自重应力至自重应力与附加有效应力之和的压力段的压缩模量值。,（1）第i土层位于初始地下水位以上时：,降水引起的附加有效应力计算,（6-45）,（2）第i土层位于降水后水位与初始地下水位之间时：,第6章 基坑降水,基坑外土中各点降水引起的附加有效应力计算；,（6-44）,（3）第i土层位于降水后水位以下时：,（6-46）,6.4.3 防范基坑降水不利影响的措施,（1） 设置回灌井,当基坑降水引起的地层变形对基坑周边环境产生不利影响时，宜采用回灌方法减少地层变形量。,回灌井点布置示意图1-原有建筑物；2-开挖的基坑；3-降水井点；4-回灌井点；5-原有地下水位线；6-降水和回灌井点间水位线；7-降低后地下水位线；8-仅有降水井点时的地下水位线,第6章 基坑降水,（2） 采用砂沟、砂井回灌,第6章 基坑降水,该回灌方法是在降水井点与被保护区域之间设置砂井作为回灌井，沿砂井布置一道砂沟，然后将降水井点抽出来的水适时、适量地排入砂沟，再经砂井回灌到地下。采用回灌技术时，要防止降水和回灌两井相通，以防降水井点仅抽吸回灌井点的水，而使基坑内水位无法下降，失去降水的作用。回灌砂沟应设在透水性较好的土层内。为了实时掌握地下水位的变化，在回灌系统保护范围内设置水位观测井，测量地下水位标高，根据水位调节回灌水量，从而达到控制沉降的目的。,（3） 防止抽水带出土粒的措施,为防止土粒随水流被抽吸带出，降水井管的滤管、滤料和滤层厚度均应符合规范要求，并保证施工质量。滤网孔径应根据土的粒径选择，下井管前必须严格检查滤网，发现破损或包扎不牢、不严密应及时修补。滤料粒径应根据土质条件确定，不宜太大，以免失去过滤作用。,（4） 采用截水方法控制地下水,基坑截水是在基坑降水场地外侧设置挡水帷幕，切断降水漏斗曲线向基坑外侧延伸的部分，从而减小基坑降水对周围环境的影响范围。,基坑截水帷幕布置示意图1-井点管；2-截水帷幕；3-坑外建筑物浅基础；4-坑外地下管线,第6章 基坑降水,1）水泥土搅拌桩帷幕,采用水泥土搅拌桩帷幕时，搅拌桩桩径宜取450mm800mm。搅拌桩的施工偏差应符合下列要求：桩位的允许偏差应为50mm；垂直度的允许偏差应为1%。,搅拌桩的搭接宽度应符合下列规定：,双排水泥搅拌桩平面布置图,第6章 基坑降水,当搅拌深度不大于10m时，不应小于150mm；当搅拌深度为10m15m时，不应小于200mm；当搅拌深度大于15m时，不应小于250mm。,双排搅拌桩搅拌桩的搭接宽度，当搅拌深度不大于10m时，不应小于100mm；当搅拌深度为10m15m时，不应小于150mm；当搅拌深度大于15m时，不应小于200mm。,2）高压旋喷、摆喷注浆帷幕,采用高压旋喷、摆喷注浆帷幕时，注浆固结体有效半径宜通过试验确定。单排高压摆喷帷幕如图所示。,当注浆孔深度不大于10m时，水泥土固结体搭接宽度不应小于150mm；当注浆孔深度为10m20m时，不应小于250mm；当注浆孔深度为20m30m时，不应小于350mm。,规定：,摆喷帷幕平面形式,第6章 基坑降水,高压喷射注浆截水帷幕施工时应符合下列规定：,1）应先进行排桩施工，后进行高压喷射注浆施工；2）高压喷射注浆的施工作业顺序应采用隔孔分序方式，相邻孔喷射注浆的间隔时间不宜小于24h；3）喷射注浆时，应由下而上均匀喷射，停止喷射的位置宜高于帷幕设计顶面1m；4）可采用复喷工艺增大固结体半径、提高固结体强度；5）喷射注浆时，当孔口的返浆量大于注浆量的20时，可采用提高喷射压力等措施；6）当因喷射注浆的浆液渗漏而出现孔口不返浆的情况时，应将注浆管停置在不返浆处持续喷射注浆。,第6章 基坑降水,高压喷射注浆截水帷幕施工时应符合下列规定：,7）喷射注浆后，当浆液析水、液面下降时，应进行补浆； 8）当喷射注浆因故中途停喷后，继续注浆时应与停喷前的注浆体搭接，其搭接长度不应小于500mm；9）当注浆孔邻近既有建筑物时，宜采用速凝浆液进行喷射注浆； 10）高压喷射注浆的孔位偏差应为50mm；注浆孔垂直度偏差应为1.0%; 11）高压旋喷、摆喷注浆帷幕的施工尚应符合现行行业标准建筑地基处理技术规范JGJ79的有关规定。,第6章 基坑降水,3）组合帷幕,基坑截水也可以采用水泥土搅拌桩、高压喷射注浆帷幕与排桩咬合的组合帷幕形式。组合帷幕中支护桩与旋喷、摆喷桩的平面轴线关系应使旋喷、摆喷固结体受力后与支护桩之间有一定的压合面。,组合截水帷幕平面形式(a)旋喷固结体或搅拌桩与排桩组合帷幕；(b)摆喷固结体与排桩组合帷幕1-支护桩；2-旋喷固结体或搅拌桩；3-摆喷固结体；4-基坑方向,第6章 基坑降水,4）止水帷幕的分类,落底式止水帷幕,落底式帷幕进入下卧隔水层的深度应满足下式要求，且不宜小于1.5m：,第6章 基坑降水,悬挂式止水帷幕,采用悬挂式帷幕时，帷幕进入透水层的深度应满足对地下水沿帷幕底端绕流的渗透稳定性要求,当采用悬挂式止水帷幕时，应同时采用坑内降水，并宜根据水文地质条件结合坑外回灌措施。,6.4.4 基坑降水的渗透稳定性分析,（1） 基坑突涌的稳定性,当基坑底面以下有承压水存在时，开挖基坑将减小承压含水层上覆不透水层的厚度。当不透水层厚度减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌。,由基坑开挖后不透水层厚度D与承压水头压力的平衡条件可知，D应为：,基坑下最小隔水层厚度,(6-48),第6章 基坑降水,时，基坑不发生突涌。,时，就可能发生突涌。,当,当,当基坑底面以下有水头高于坑底的承压水含水层，且未用截水帷幕隔断其基坑内外的水力联系时，承压水作用下的坑底突涌稳定性应符合下式规定：,坑底土体的突涌稳定性验算1-截水帷幕；2-基底；3-承压水测管水位；4-承压水含水层；5-隔水层,第6章 基坑降水,突涌稳定安全系数，其值不应小于1.1,（2） 流土稳定性,采用悬挂式帷幕截水时的流土稳定性验算1截水帷幕；2基坑底面；3含水层；4潜水水位；5-承压水测管水位； 6承压含水层顶面,第6章 基坑降水,流土稳定性安全系数；安全等级为一、二、三级的支护结构，分别不应小于1.6、1.5、1.4；,（3） 管涌,第6章 基坑降水,概念：当基坑底面以下或周围的土层为疏松的砂土层时，地基土在具有一定渗流速度(或水力梯度)的水流作用下，其细小颗粒被冲走，土中的孔隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路。,特征：颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径；孔隙直径大且互相连通。颗粒多由重度较小的矿物组成，易随水流移动，有较大和良好的渗流通道。,防治措施：通过增加基坑截水帷幕的入土深度，使地下水绕帷幕底端 的渗流路径长度增加，降低动水水力梯度，防止管涌现象的发生。,第6章 基坑降水,谢谢！,