基坑地下水處理講義PPT39

第八章基坑地下水水處理1內容容在地下水位位較高的地地區(qū)開挖深深基坑時，，土的含水水層被切斷斷，地下水水會不斷地地滲入到深深基坑內。。為提供地地下工程作作業(yè)條件，，防止與地地下水有關關的涌砂、、邊坡失穩(wěn)穩(wěn)及地面變變形、地基基承載力下下降等造成成的危害，，必須對地地下水進行行處理。2一、地下水水處理方法法一般可供選選用的方法法有：(1)基坑明溝落落架排水；；(2)降水：包括括輕型井點點降水和深深井降水；；(3)隔滲：包括括豎向隔滲滲(懸掛式豎向向隔滲帷幕幕和落底豎豎向隔滲帷帷幕)和水平封底底隔滲。3(1)含水層的性性質；(1)含水層的厚厚度及頂?shù)椎装甯叱?；?3)地下水位標標高及其動動態(tài)規(guī)律以以及各層水水之間的的水力聯(lián)系系狀況；(4)各含水層的的滲透系數(shù)數(shù)值。在采采用深井井井點降水和和水平封底底隔滲方法法時，必須須取得深部部砂、卵、、礫石層的的滲透系數(shù)數(shù)；二、深基坑坑地下水處處理設計應應具備的資料料4(5)含水層的補補給條件，，深基坑與與附近大型型地表水源源的距離關關系及其水水力聯(lián)系；；(6)深基坑開挖挖深度、尺尺寸范圍，，深基坑周周圍建筑物物與地下管管線的基礎礎情況．深深基坑支檔檔結構類型型；(7)深基坑工程程維持時間間，以及在在此季節(jié)內內的氣象資資料。5三、方案的的選擇與設設計(1)保證深基坑坑在開挖期期間能獲得得干燥的作作業(yè)空間；；(2)保證深基坑坑邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定和基坑坑底板的穩(wěn)穩(wěn)定；(3)保證臨近深深基坑的建建(構)筑物及地下下管線的正正常使用。。6為達到上述述要求，地地下水處理理設計中，，必須包括括變形觀測測設計、信信息施工制制度、信息息反饋處理理程序以及及應急應變變措施。7四、地下水水處理工程程

復雜程程度的劃分分編制地下水水處理方案案時，應考考慮降水的的復雜程度度。一般可可按基坑面面積、降水水深度和深深基坑工程程的安全等等級分為簡簡單、中等等、復雜三三個等級。。表8—1所列數(shù)值可可作參考。。8表8—1地下水處理理工程復雜雜程度系數(shù)數(shù)表分類基坑形狀和大小降水深度（m）深基坑工程的安全等級<500500～20002000～5000>5000<66～1010～16>16三級二級一級復雜程度系數(shù)123412341249注：表中三三個分項系系數(shù)之和稱稱為“復雜雜程度系數(shù)數(shù)”，該系系數(shù)小于等等于5者，為簡單單、6～10者為中等、、大于9者為復雜。。10第二節(jié)基基坑明溝溝排水設計計施工明溝排水屬屬重力降水水，是在基基坑內沿坑坑底周圍設設置排水溝溝和集水井井，用抽水水設備將基基坑中水從從集水井排排出，以達達到疏干基基坑內積水水的目的。。在人工填土土及淺層粘粘性土中賦賦存的上層層滯水水量量不大，或或放坡開挖挖邊坡較平平緩，或坑坑壁土層較較好的條件件下，一般般可采用明明溝排水方方法。11排水溝和集集水井就設設置在地下下室基礎邊邊線o．4m以外，溝底底至少比基基坑底低0．3一0．4m，集水井底底比溝底低低0．5m以上。隨基基坑開挖逐逐步加深，，溝底和井井底均保持持這一深度度差。溝、、井平面布布置和是否否砌筑，視視工程條件件而定?；用鳒吓排潘袘刂匾暛h(huán)境排排水必須調調查基坑周周圍地表水水是否可能能對基坑邊邊坡產(chǎn)生沖沖刷潛燭作作用，必要要時宜在基基坑外采取取截水、封封堵、導流流等措施。。12第三節(jié)降降水設計計施工要點點一、降水的的目的(1)當基坑底面面深入到含含水層中時時，將基坑坑范圍內的的地下水位位降低到基基坑底面以以下，保持持基坑干燥燥；(2)當基坑底面面下有一定定厚度的隔隔水層時，，將承壓水水降低一定定高度，以以減小承壓壓水頭壓力力，防止產(chǎn)產(chǎn)生突涌。。13二、降水種種類降水包括輕輕型井點降降水和深井井降水。人工填土及及淺層粘性性土中賦存存的上層滯滯水量不大大，可采用用輕型井點點降水；當當?shù)貙訛樯吧?、卵、礫礫石層，一一般含豐富富的層間承承壓水，承承壓水頭高高過含水層層頂板8～10m,在此種條件件下，宜采采用深井降降水。14輕型井點降降水應按下下述要求進進行：(1)基坑開挖要要求降低水水位深度達達5～6m時，宜慎重重選用；要要求降低水水位超過6m時，不宜采采用此法。。(2)根據(jù)淺部地地層性質，，選擇合適適的泵抽水水，如射流流泵、隔膜膜泵、真空空泵等。(3)輕型井點降降水井的結結構必須能能防止涌砂砂。15深井降水工工作應按以以下要求進進行：(1)當選取深井井降水方案案時，可根根據(jù)水文地地質條件和和環(huán)境保護護要求采用用完整井或或非完整井井。單井出出水量—般30～80m3／h。(2)管井的施施工按《供水管井井設計施施工與驗驗收規(guī)范范》(JJ10——86)的有關技技術規(guī)定定進行。。井管與與孔壁間間的環(huán)狀狀間隙頂頂部的15—20m段，必須須用優(yōu)質質粘土球球封堵。。管井抽抽水時的的含砂量量在開泵泵后30min取樣測試試，其含含砂量應應小于五五萬分之之一；長長期運行行時的含含砂量應應小于十十萬分之之一，否否則，應應停抽或或應采取取措施減減小水中中的含砂砂量。(3)在井管降降水時，，基坑的的總降水水量可以以用大井井法進行行估算，，其公式式如下：：16式中：KO——含水層概概化滲透透系數(shù)（（m/d）；RO—基坑等效效圓半徑徑(m)；F—基坑面積積(m2)；S—承壓水水水位下降降設計值值〔m)；K—完整井，，過濾器器設在底底部20m求算的滲滲透系數(shù)數(shù)（m／d）；H，L—如圖8—1表示值(m)。1718(4)必須根據(jù)據(jù)基坑的的形狀、、地下水水處理和和復雜程程度以及及場地承承壓水層層的有關關參數(shù)，，編制出出選擇不不同方案案降水后后承壓水水位的等等值線圖圖及基坑坑周邊地地面沉降降預測圖圖。①對承壓壓含水層層的完整整井，可可運用穩(wěn)穩(wěn)定流公公式，求求算基坑坑內外任任意點的的水位降降S，然后按按承壓水水干擾值值之和計計算并繪繪制等值值線圖。。在有回回灌的條條件下，，也也可按其其相應的的回灌壓壓力、回回灌量以以及回灌灌時含水水層的各各種參數(shù)數(shù)一并汁汁算繪制制等值線線圖。19Ks=1.811>=1.15,滿足規(guī)范要求求。當有n’個回灌井進行行回灌時，在在任意點處將將使承壓力的的水位增加，，此時S將為負值，即即代表水位升升高，其計算算公式為：20以上式中：M—含水層厚度〔m〕；S、S’一任意點因n，n’口井抽水或回回灌引起的水水位下降或上上升值(m)；R、一抽水或灌灌水時承壓水水的引用影響響半徑(m)；r，r’一任意點距抽抽水或回灌井井的平面距離離(m)；K，K’一分別為抽水水或回灌時含含水層的滲透透系數(shù)(m／d)；Qi—抽水和回灌井井的單井水量量（m3/d），此時Sn—抽水和回灌時時的任意點水水位降(m)。21②在按規(guī)定計計算和繪制承承壓水位等值值線圖和流網(wǎng)網(wǎng)圖的基礎上上，繪制降低低承壓水時的的地面附加沉沉降等值線預預測圖。某點地面沉降降量的計算公公式如下：22式中：—承壓水水位下下降引起的地地面沉降；Ms—經(jīng)驗系數(shù)(0.5一0.9)；σwi—承壓水水位下下降引起的各各計算分層有有效應力增量量（kPa）；Δhi—受降水影響地地層的分層厚厚度（cm）；Esi—各分層的壓縮縮模量(kPa)；n—計算分層數(shù)。。23(5)回灌井的設置置應因地制宜宜，避免因回回灌形成局部部反漏斗，增增加基坑壁外外側的水頭高高度。(6)當選取管井降降水方案時，，基坑支護結結構水平位移移如果如果超超過基坑安全全等級要求，，必須采取限限制支護結構構位移的措施施。24三、深井降水水的工作程序序（1）搜集資料。。（2）工程降水水水文地質勘察察。（3）編制降水方方案，除按有有關規(guī)范執(zhí)行行外，尚應注注意：①多種方案的的技術經(jīng)濟效效益對比及其其選擇；②降水對周圍圍環(huán)境影響的的預測；③降水與護坡坡、支撐系統(tǒng)統(tǒng)的相互影響響的預測；④變形觀測布布置；⑤應急應變措措施。25（4）編制和審查查工作綱要(施工組織設計計)和實施細則；；（5）施工、安裝裝各項設施并并驗收。（6）按降水設計計要求持續(xù)降降水。在此期期間必須保證證：26①降水設施正正常運行，動動力源不中斷斷；②對基坑和環(huán)環(huán)境的變形持持續(xù)監(jiān)控；③各項應變措措施到位。（7）提交工程降降水成果，除除按規(guī)范及質質撿要求提供供所需資料外外，降水工程程結束后，尚尚需對周圍建建(構)筑物持續(xù)一段段時間的沉降降觀測，直至至確認不會因因降水產(chǎn)生的的滯后地面沉沉降而影響環(huán)環(huán)境安全為止止。27第四節(jié)隔隔滲設計用高壓旋噴、、深層攪拌或或高壓灌漿法法形成具有一一定強度和抗抗?jié)B性能的水水泥土墻或底底板，阻止地地下水滲入基基坑的方法，，稱之為隔滲滲。28一、隔滲的一一般規(guī)定(1)采用隔滲應因因地制宜，對對場區(qū)水文地地質特征需有有足夠的確切切資料。(2)在獲得正確資資料后，宜計計算和繪制流流網(wǎng)圖，直觀觀了解場地地地下水滲透規(guī)規(guī)律，較準確確地預估基坑坑涌水量、隔隔滲帷幕內外外的水壓力差差和坑底浮托托力，以此作作為隔滲帷幕幕或封底底板板厚度計算的的依據(jù)。(3)隔滲體抗壓強強度宜等于大大于5MPa，滲透系數(shù)宜宜小于等于1.0×10-6cm/s。(4)隔滲能否達到到預期目的，，只能在基坑坑開挖施工中中預以檢驗，，因此必須備備有應急措施施。對豎向帷帷幕隔滲，應應備有灌漿補補漏和明溝排排水措施；對對水平封底，，應在坑內設設置減壓井(孔)。(5)隔滲體的厚度度和密度應經(jīng)經(jīng)過計算確定定，并綜合考考慮環(huán)境安全全。29二、落底式豎豎向隔滲設計計

施工要點點設置豎向隔滲滲帳幕一直深深入到含水層層底且進人下下臥不透水不不大者，稱為為落底式隔滲滲帷幕。這一一般適用于下下臥不透水層層深度不大者者。(1)設置落底式帷帷幕，會形成成墻內外較大大的水壓力差差。因此，對對帷幕結構強強度，水平方方向變形及整整體穩(wěn)定性等等，均需驗算算。(2)在含水埋深大大，厚度大的的情況下，落落底式豎向隔隔滲帷幕的施施工難度大，，難以完全隔隔絕地下水入入滲，故應在在帷幕內設置置一定數(shù)量的的抽水井、抽抽排透過帷幕幕入滲的地下下水流。30三、懸掛式豎豎向隔滲設計計

施工要點點(1)豎向隔滲帷幕幕未穿透含水水層者，稱為為懸掛式隔滲滲帷幕，一般般用于隔斷上上層滯水（潛潛水)，或延長承壓壓水的滲透路路徑；（2）采用樁排支支護結構，又又需要隔滲時時，需在支擋擋結構外側設設置旋噴樁，，或垂向連續(xù)續(xù)注漿充填樁樁間孔縫。（3）在場地條件件允許時，宜宜使豎向隔滲滲帷幕自成體體系，與基坑坑支護系統(tǒng)分分離，設置在在支護系統(tǒng)主主動土壓力區(qū)區(qū)以外，使帷帷幕只承受靜靜水側壓力。。(4)在場地狹窄且且環(huán)境條件嚴嚴峻時，宜選選用既擋土又又擋水且可納納入水久性地地下工程的支支護結構，如如地下連續(xù)墻墻等。31四、水平封底底設計施工要要點(1)以高壓旋噴或或其它合適的的方法在基坑坑開挖深度以以下一定位置置形成足夠強強度的水泥土土隔滲底板，，以水平隔滲滲體自重、工工程樁與底扳扳之間的摩擦擦力和底板與與坑底之間一一定厚度的土土自重，來平平衡地下水的的浮托力，以以防止坑底產(chǎn)產(chǎn)生突涌，這這種方法稱為為水平封底隔隔滲。32(2)水平封底一般般與懸掛式豎豎向隔滲墻結結合，形成五五面隔滲(或稱周底隔滲滲)的“浮箱”式式建(構)筑物，其受力力狀況需進行行預估和驗算算，包括：①底板抗彎和和抗沖切性能能的驗算；②底板抗?jié)B性性能的檢驗；；③底板與工程程樁結合處的的摩阻力允許許值驗算；④按下列推薦薦式進行底板板厚度驗算：：33式中