深基坑工程地下水控制學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1深基坑工程深基坑工程(gngchng)地下水控制地下水控制第一頁，共54頁。承壓井承壓井地下水示意圖地下水示意圖湖湖自流井自流井潛水位潛水位潛水潛水井井隔水層隔水層承壓水承壓水潛水潛水基巖（巖漿巖）基巖（巖漿巖）隔水層隔水層第1頁/共54頁第二頁，共54頁。（3）動水力(shul)、流砂、管涌 靜水壓力與動水力：靜水（不流動的水）作用靜水壓力與動水力：靜水（不流動的水）作用(zuyng)在水中物體上的力稱為靜水壓力；而流在水中物體上的力稱為靜水壓力；而流動的水（地下水，或滲流）對單位體積土的骨架作動的水（地下水，或滲流）對單位體積土的骨架作用用(zuyng)的力稱為動水力，又稱滲透力。

2、的力稱為動水力，又稱滲透力。 wij3/mkN第2頁/共54頁第三頁，共54頁。eGiswsatwwsatwcr111/Kiicr第3頁/共54頁第四頁，共54頁。第4頁/共54頁第五頁，共54頁。第5頁/共54頁第六頁，共54頁。流砂與管涌的判別流砂與管涌的判別(pnbi)(pnbi)滲透變形的形式與土的類別、顆粒級滲透變形的形式與土的類別、顆粒級配以及水力條件等因素有關(guān)配以及水力條件等因素有關(guān) 粘性粘性(zhn xn(zhn xn) )土由于粒間具有粘聚力，粘結(jié)較緊，一般土由于粒間具有粘聚力，粘結(jié)較緊，一般不出現(xiàn)管涌而只發(fā)生流砂破壞；一般認(rèn)為不均勻系數(shù)不出現(xiàn)管涌而只發(fā)生流砂破壞；一般認(rèn)為不

3、均勻系數(shù)Cu10Cu10Cu10的砂和礫石、卵石的砂和礫石、卵石(lunsh)(lunsh)，分兩種，分兩種情況情況: :1.當(dāng)孔隙中細(xì)粒含量較少（小于當(dāng)孔隙中細(xì)粒含量較少（小于30%）時，由于阻力較小，只）時，由于阻力較小，只要較小的水力坡降，就易發(fā)生管涌要較小的水力坡降，就易發(fā)生管涌2.如孔隙中細(xì)粒含量較多，以至塞滿全部孔隙（此時細(xì)料含如孔隙中細(xì)粒含量較多，以至塞滿全部孔隙（此時細(xì)料含量約為量約為30%35%），此時的阻力最大，一般不出現(xiàn)管涌而會發(fā)生流），此時的阻力最大，一般不出現(xiàn)管涌而會發(fā)生流土現(xiàn)象土現(xiàn)象第6頁/共54頁第七頁，共54頁?；娱_挖面是地下水位以下的飽和粉土粉砂，采用輕型井

4、點降水(jingshu)，降水(jingshu)后的粉土粉砂面干爽得可穿皮鞋走上去。 第7頁/共54頁第八頁，共54頁。水庫(shuk)副壩產(chǎn)生管涌 管涌(un yn)造成稻田被沖毀 第8頁/共54頁第九頁，共54頁。方法名稱土類滲透系數(shù)/m/d降水深度/m水文地質(zhì)特征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土720.05上層滯水或水量不大的潛水降水輕型井點0.120.05含水非富的潛水、承壓水、裂隙水截水粘性土、粉土、砂土、碎石土、可熔巖、破碎帶回灌填土、粉土、砂土、碎石土0.1200第9頁/共54頁第十頁，共54頁。第10頁/共54頁第十一頁，共54頁。1-排水明溝；2-集水井；3-離心式水泵；4-

5、設(shè)備基礎(chǔ)或建筑物基礎(chǔ)邊線(bin xin)；5-原地下水位線；6-降低后地下水位線 第11頁/共54頁第十二頁，共54頁。當(dāng)基坑側(cè)壁出現(xiàn)分層滲水時，可按不同高程設(shè)置導(dǎo)水管、導(dǎo)水溝(shu u)等構(gòu)成明排系統(tǒng)；當(dāng)基坑側(cè)壁滲水量較大或不能分層明排時，宜采用導(dǎo)流降水方法。降水井的深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計降水深度、含水層的埋藏分布和降水井的出水能力確定。1-底層排水溝；2-底層集水井(shujng)；3-二層排水溝；4-二層集水井(shujng)；5-水泵；6-原地下水位線；7-降低后地下水位線 第12頁/共54頁第十三頁，共54頁?；用髋胚m用于土層比較密實，坑壁比較穩(wěn)定（細(xì)粒土基坑明排適用于土層比較密實，坑

6、壁比較穩(wěn)定（細(xì)粒土邊坡不易被滲流沖刷而產(chǎn)生塌方），基礎(chǔ)邊坡不易被滲流沖刷而產(chǎn)生塌方），基礎(chǔ)(jch)埋深較埋深較淺，降水深度不大，不易發(fā)生流砂、管涌的工程。淺，降水深度不大，不易發(fā)生流砂、管涌的工程。第13頁/共54頁第十四頁，共54頁。第14頁/共54頁第十五頁，共54頁。第15頁/共54頁第十六頁，共54頁。第16頁/共54頁第十七頁，共54頁。輕型井點降水一般適用于粉、細(xì)砂，粉土，粘質(zhì)粉土和輕型井點降水一般適用于粉、細(xì)砂，粉土，粘質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土(zhn t)等滲透系數(shù)較小（等滲透系數(shù)較?。?.120m/d）的弱）的弱含水層中降水，降水深度單層不大于含水層中降水，降水深度單層不大

7、于6m，雙層不大于，雙層不大于12m。第17頁/共54頁第十八頁，共54頁。粘土沉砂管鋼筋焊接管架吸水管濾網(wǎng)小礫石管身吸水管水泵第18頁/共54頁第十九頁，共54頁。第19頁/共54頁第二十頁，共54頁。第20頁/共54頁第二十一頁，共54頁。第21頁/共54頁第二十二頁，共54頁。徑通常小于0.5m、深度比較大、采用鉆機開鑿的水井。筒井是直徑通常大于0.5m甚至數(shù)米、深度比較淺、通常用人工開挖的水井。第22頁/共54頁第二十三頁，共54頁。完整(wnzhng)井和非完整(wnzhng)井（a）-潛水井；（b）-承壓水井第23頁/共54頁第二十四頁，共54頁。第24頁/共54頁第二十五頁，共5

8、4頁。不到水位降深處的徑向距離。第25頁/共54頁第二十六頁，共54頁。第26頁/共54頁第二十七頁，共54頁。Dupuit假設(shè)假設(shè)(jish)井點降水系統(tǒng)的計算理論是由法國水力學(xué)家裘布依首先提出來的。井點降水系統(tǒng)的計算理論是由法國水力學(xué)家裘布依首先提出來的。該理論的基本假定為（該理論的基本假定為（1）地下水流向水井處于穩(wěn)定流動狀態(tài)；（）地下水流向水井處于穩(wěn)定流動狀態(tài)；（2）地下水呈層流運動，運動規(guī)律遵循達(dá)西定律；（）地下水呈層流運動，運動規(guī)律遵循達(dá)西定律；（3）地下水為緩）地下水為緩變流，可將空間變流，可將空間(kngjin)流簡化為平面流；（流簡化為平面流；（4）假定靜水位是水）假定靜水位

9、是水平的，降落漏斗的供水邊界是圓柱形；（平的，降落漏斗的供水邊界是圓柱形；（5）含水層為均質(zhì)等厚，）含水層為均質(zhì)等厚，分布是無限的，隔水層頂、底板是水平的；（分布是無限的，隔水層頂、底板是水平的；（6）水井為完整井。）水井為完整井。第27頁/共54頁第二十八頁，共54頁。)(2ayxA在該剖面(pumin)上的水頭梯度為：dxdyi 由達(dá)西公式即可得出(d ch)裘布依微分方程：dxdykAAikQQ井的涌水量；k滲透系數(shù)第28頁/共54頁第二十九頁，共54頁。dxdykyxQ2將（a）式代入可得：積分(jfn)得：)(ln2bCxkQy當(dāng)x=R時，y=H，其中R為影響(yngxing)半徑，

10、H為潛水層厚度，可求得：2lnHkRQC代入（b）式，經(jīng)整理(zhngl)得：xRyHkQlglg366. 122第29頁/共54頁第三十頁，共54頁。當(dāng)x=r時，y=h（r為水井半徑，h為井內(nèi)水位(shuwi)距不透水層距離）。令水位(shuwi)降低值S=H-h，則得：rRSSHkQlglg)2(366. 1完整承壓井完整承壓井取井底不透水層頂面為取井底不透水層頂面為x軸軸，井軸為，井軸為y軸，可得出流向軸，可得出流向井的水流任意井的水流任意(rny)圓柱圓柱剖面的斷面面積剖面的斷面面積A的表達(dá)的表達(dá)式為：式為：MxA2第30頁/共54頁第三十一頁，共54頁。在該剖面上的水頭(shutu)

11、梯度為：dxdyi 由達(dá)西公式即可得出(d ch)裘布依微分方程：dxdykMxAikQ2積分(jfn)后得：cxQykMln2當(dāng)x=R時（R為影響半徑），y=H，代入上式整理得：xRyHMkQln)(2第31頁/共54頁第三十二頁，共54頁。將式中的自然對數(shù)以常用對數(shù)(chngyng-dush)代替，則：xRyHMkQlg73. 2當(dāng)x=r（r為井的半徑），y=h，令水位(shuwi)降低值S=H-h，則得：rRSMkQlglg73. 2第32頁/共54頁第三十三頁，共54頁。Rr0HMh等效(dn xio)半徑和影響半徑 矩形基坑： )(29. 00bar（7-4） 不規(guī)則塊狀基坑： Ar

12、 0（7-5） ba,分別是矩形基坑的兩個邊長，m； 第33頁/共54頁第三十四頁，共54頁。kHSR2承壓含水層 潛水(qinshu)含水層 kSR10第34頁/共54頁第三十五頁，共54頁。)1lg()2(366. 10rRSSHkQ(d)(b)(c)RSH(a)r0RSHr0bb2b1r0SHbr0RS.均質(zhì)含水層潛水完整井基坑涌水量可按下列規(guī)定(gudng)計算，完整井指井底與隔水層頂面接觸的井。02lg23661rbS)SH(k.Q第35頁/共54頁第三十六頁，共54頁。)(2)(cos)(2lg)2(36612121021bbbbrbbSSHk.Q)2(lg)lg(2)2(3661

13、000rbrrRSSHk.Q(d)(b)(c)RSH(a)r0RSHr0bb2b1r0SHbr0RS第36頁/共54頁第三十七頁，共54頁。)2 . 01lg()1lg(36610mm02m2rhllhrRhHk.Q(c)H(a)(b)r0RhSHr0RSr0RSlllbbM2mhHh第37頁/共54頁第三十八頁，共54頁。2220014. 0lg25. 066. 0lg2lg3661lMbMlrllrbSlkS.Q2Mb (c)H(a)(b)r0RhSHr0RSr0RSlllbbM第38頁/共54頁第三十九頁，共54頁。blarshrllrbSlks.Q44. 022. 066. 0lg2l

14、g366100lb blrllrbSlks.Q11. 066. 0lg2lg366100lb (c)H(a)(b)r0RhSHr0RSr0RSlllbbM第39頁/共54頁第四十頁，共54頁。)1lg(7320rRMSk.Q)2lg(7320rbMSk.Q b0.5R (c)(b)(a)r0RSlMr0RSlMbr0b2SlMb1(c)(b)(a)r0RSlMr0RSlMbr0b2SlMb1第40頁/共54頁第四十一頁，共54頁。)(2)(cos)(2(lg7322121021bbbbrbbMSk.Q(c)(b)(a)r0RSlMr0RSlMbr0b2SlMb1第41頁/共54頁第四十二頁，共

15、54頁。)2 . 01lg()1lg(73200rMllMrRMSk.QMRSlr0第42頁/共54頁第四十三頁，共54頁。)1lg()2(336102rRhMMHk.QRhroHM第43頁/共54頁第四十四頁，共54頁。3120klrqsqQn1 . 1rs過濾器半徑(bnjng)，m，通常為0.250.30m：l過濾器進(jìn)水部分長度，m，通常取2.53.0m。第44頁/共54頁第四十五頁，共54頁。211lilShLLl1Sh1l2il1i7）計算(j sun)井管長度L第45頁/共54頁第四十六頁，共54頁。).lg(1lg366. 12102nrrrnRkQHHS).lg(1lg366. 0210nrrrnRMkQS第46頁/共54頁第四十七頁，共54頁。第47頁/共54頁第四十八頁，共54頁。第48頁/共54頁第四十九頁，共54頁。第49頁/共54頁第五十頁，