岩土工程设计-6降水工程.

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1、第六章 降水工程 *1岩土工程设计-降水工程 本章内内容 6.1 概述 6.2 降水技术术方法的选择选择 6.3 降水设计设计 原理 6.4 工程降水设计设计 6.5工程降水案例 Date2岩土工程设计-降水工程 6.1 概概述 一、工程降水的含义义 应应用水文地质质学原理，通过过降水设计设计 和降水施工，排除地 表水体和降低地层层中滞水、潜水、承压压水、基岩水、岩溶水 等地下水的水位，满满足建设设工程的降水深度和时间时间 要求，并 对对工程环环境无危害性影响。 东东北沉积积土时间长时间长 ，沉降影响小。南方、上海、天津属近 代沉降土层层，沉降大。 降水深度 开挖深度总总深度 降水时间时间 总

2、时间总时间分段时间时间 Date3岩土工程设计-降水工程 6.1 概述 二、工程降水的目的 （1）增强边边坡的稳稳定性。 （2）改善工作环环境，大大降低了工作强度，可利用机 械施工。 （3）缩缩短工期，降低了造价。 （4）有利于岩土工程的施工，特别别是人工挖孔桩桩，锚锚 杆。人工挖孔桩桩可降水也可不降水，视视具体的情况而定。 Date4岩土工程设计-降水工程 6.1 概述 三、工程降水分类类 地下水人工处处理方法： A.止水法基坑侧侧面和基坑底面： （1）沉箱法（2）冻结冻结 法（3）灌浆浆法（4）地下连续墙连续墙 （5 ）板桩桩法 B.排水法 明排水；人工降低地下水法。 工程降水分类类 （1

3、）按基坑几何形状，点状降水、线线状降水、块块状降水 。 （2）按降水深度，浅降水（小于6米）、中降水（6到22 米）、深降水（大于22米）。 （3）按地层层渗透性，弱渗透，中渗透，强渗透。 （4）按降水复杂杂程度分，简单简单 ，中等，复杂杂。 Date5岩土工程设计-降水工程 6.2降水技术术方法的选择选择 一、工程降水方法与施工要求 1.明排降水法 适用于（1）不易产产生流沙塌陷的地层层；（2）地下水 的降深要小于2米；（3）排降残留水时时。 Date6岩土工程设计-降水工程 6.2降水技术术方法的选择选择 明沟排水示意图图 Date7岩土工程设计-降水工程 6.2降水技术术方法的选择选择

4、2.点井降水的方法 也称轻轻型井点，口径小于100mm，单级单级 降水小于10m， 动动力是真空泵泵，多级级称为为多级级点井。 点井适用于： （1）基坑地层层易发发生管涌或边边坡不稳稳定的地层层。 （2）地层层的渗透性比较较弱如沙土、粘性土。 （3）单级单级 降深小于7米，大于7米用多级级或喷喷射井。 施工中注意不要漏气。 3.无管的裸井渗井 无泵泵井，一般井径大于200mm。 （1）引渗自降：含水层层下层层水位低于上层层水位。 （2）引渗抽降：含水层层下层层水位高于上层层水位。可布在 基坑内外。 Date8岩土工程设计-降水工程 6.2降水技术术方法的选择选择 注意含水层层的条件，井距210

5、m，深5m.。 施工时时注意（1）洗井；（2）滤滤料。采用有管的井时时注 意含水层层的水质质，含水层层水多时时要注意这这一点，管井与渗 井相结结合。 4.管井 指口径在200500mm的各种材料材质质的井。与供水井 比较较其滤滤水管较长较长 ，渗透系数从0.3到几百米每日，降深从 几米到几百米。 施工中注意的问题问题 ： （1）成井工艺艺中花管及其包网； （2）洗井注意。 Date9岩土工程设计-降水工程 5.大口径井方法 指井的口径在18m，井深在 数十米到数百米。适用于渗透系 数大施工场场地比较较差的场场地的 砂砾砾石层层。多数降深小于15m。 6.辐辐射井方法 指在大口径的井中加水平角度

6、 的辐辐射井。辐辐射井径在50 150mm，长长度2050m。可以 是多层辐层辐 射管。 6.2降水技术术方法的选择选择 Date10岩土工程设计-降水工程 6.2降水技术术方法的选择选择 二、人工降水技术选择术选择 方法根据 （1）场场地水文地质质条件； （2）开挖深度与技术术条件； （3）场场地的施工条件与技术术要求； （4）经济经济 技术术合理性； （5）可以选择单选择单 一方法也可以选择选择 多种方法的组组合。 长长春市黏性土降水方法：用点井法或管井法。多用管 井，每米造价70元。用水泥管每米15到18元。井深是开 挖深度的两倍。不能平面布井。 Date11岩土工程设计-降水工程 一、

7、地下水动动力方法（以裘布依理论为论为 基础础） （1）将降水基坑视为视为 是一个大井； （2）确定含水层层的性质质及其井的性质质与边边界条件； （3）计计算涌水量：Q总总的涌水量，q单单井的涌水量； （4）计计算降水井个数：h=Q/q； （5）计计算井距； （6）计计算井深。 6.3 降水设计设计 原理 Date12岩土工程设计-降水工程 6.3 降水设计设计 原理 承压完整井 承压非完整井 各种井的布置示意 图图 Date13岩土工程设计-降水工程 根据地下水类类型和井的性质选择质选择 涌水量计计算公式 （1）潜水完整井涌水量公式 式中： K渗透系数； H潜水含水层层厚度； S抽水井的降深；

8、 Ro基坑抽水影响半径，从基坑中心算起 （ Ro =R+X0）； Xo基坑的引用半径。 6.3 降水设计设计 原理 Date14岩土工程设计-降水工程 （2）承压压水完整井涌水量公式 式中 M承压压水层层厚度。 （3）潜水非完整井的涌水量公式 式中 L过滤过滤 器长长度； h0过滤过滤 器顶顶到隔水层层底板距离。 6.3 降水设计设计 原理 Date15岩土工程设计-降水工程 6.3 降水设计设计 原理 （4）承压压水非完整井涌水量公式 式中 l过滤过滤 器长长度。 （5）透水边边界潜水完整井涌水量计计算公式。 （6）透水边边界潜水非完整井涌水量计计算公式。 （7）隔水潜水完整井涌水量计计算公

9、式。 （8）隔水潜水非完整井涌水量计计算公式。 （9）透水边边界承压压水完整井涌水量计计算公式。 （10）透水边边界承压压水非完整井涌水量计计算公式。 （11）隔水边边界承压压水完整井涌水量计计算公式。 （12）隔水边边界承压压水非完整井涌水量计计算公式。 Date16岩土工程设计-降水工程 6.3 降水设计设计 原理 二、水文地质质比拟拟法 1.水文地质质条件相同或相似天然条件； 2.开挖的深度和开挖的形式及开挖时间时间 相同或相似； 3.基坑形状和开挖面积积相同或相似。 三、有效半径法不太成熟的方法 1.根据有不同深度不同时间时间 的抽水降深的曲线线有单单井 或多井； 2.根据开挖深度时间

10、选时间选 有效半径。有3m、5m、7m、 8m等； 3.通过计过计 算机进进行优优化。 Date17岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 一、概述 （一）降水设计设计 依据资资料 1.场场地测测量资资料。 2.场场地及其周围围管线线。 3.场场地的轮轮廓，轴线轴线 ，外墙线墙线 ，边边坡开挖线线，允许许降水 井布置的线线。 4.基坑开完深度，施工顺顺序。 5.降水时间时间 。 6.排水位置。 7.周围围建筑物的基础础，与对环对环 境的影响。 Date18岩土工程设计-降水工程 （二）工程降水的设计设计 依据 1.根据基坑的形状深度与技术术要求。有没有护护坡桩桩，长长 方形布井较较好

11、，主要是在角点上布井不利。不同形状设计设计 的 个数和间间距将不同。 2.水文气象资资料。去最大降水的资资料，距离江河近时时要考 虑虑江河的最大水位时间时间 。 3.水文地质质条件。地下水类类型，地下水流向，各类类土的毛 细细上身高度。 4.水文地质质参数的确定。目前除了上海、天津外各地基本 不做降水的水文地质试验质试验 。 5.岩土工程地基勘察资资料。 6.附近工程降水资资料。 6.4 工程降水设计设计 Date19岩土工程设计-降水工程 二、工程降水设计设计 要有平面图图，剖面图图。考虑虑天然因素，人为为因素。 （一）工程降水的水文地质质参数 K渗透系数 R0降水漏斗半径 给给水度 a压压

12、力系 数 1.在岩性已知的情况下，用经验经验 数据黏土的渗透系数是0.1 0.5m/d。 2.利用经验经验 公式，潜水 承压压水 3.利用已有的工程降水资资料来估计计参数。 4.利用抽水实验实验 。 （二）降水方案设计设计 地下水动动力方法 1.根据地下水类类型和井的性质选择质选择 涌水量计计算公式 6.4 工程降水设计设计 Date20岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 2.降水出水量的计计算 （1）基坑总总的涌水量计计算 X0的求法： F基坑面积积 矩形基坑化为圆为圆 型 u系数；l、 B基坑长长度、宽宽度 X0的平方根算法 Date21岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降

13、水设计设计 3.单单井的涌水量 设计设计 的单单井出水量应应小于单单井出水能力，单单井出水能力 可按下列方法确认认： （1）真空井点出水量可按1.5-2.5m3/h选选用； （2）喷喷射井点出水量可按下表选选用； （3）降水管井的出水能力应选择应选择 群井抽水中水位干扰扰影 响最大的井，按下式确定： Date22岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 式中 q管井出水量； d过滤过滤 器外井； Date23岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 与含水层层渗透系数有关的经验经验 系数； l过滤过滤 器淹没段长长度； （4）含水层层的经验经验 系数可按下表确定 Date24岩

14、土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 式中：r抽水井半径；n抽 水井个数。 4.求井数、井距 （1）井数 n=Q/q n=(68)+1.15Q/q (2)井距 b=L/n A.均布井 b=L/n B.非均布井长长方形场场地 长边长边 布置Xi=aiL Xi相邻邻两眼井距 ai系数 L长边长边 的边长边长 例：X1=a1L=0.1945*96.9=18.9；X2=a2L=0.18*96.9=17.4 X3=a3L=0.1452*96.9=14.1；X4=a4L=0.077*96.9=7.5 Date25岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 降水井平面布置 Date26岩土工

15、程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 井形布置原则则 井角必须须有井；从井角向内由密 变变疏 5.井深 经验经验 公式：井的深度*2 h=H+c+2X0+L1+L2 式中： h井深； H基坑开挖深度； c基坑底向下土层层毛细细上升高度； I水力坡度； X0基坑引用半径； L1水位控制器控制长长度； L2沉淀长长度。 Date27岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 三、单单井设计设计 （一）内容 1.单单井成孔采用机械。 2.单单井的井径，井管直径，填料直径，测绘测绘 平面剖面图图。 3.滤滤水管的结结构和包裹。 （二）成井工艺艺 （三）单单井设计说设计说 明 四、计计算水位

16、降深 井点数量、间间距及排列方式确定后，可以根据以下公式计计算 水位降深，主要计计算基坑内抽水影响最小处处的水位降深值值， 检查检查 是否满满足水位降深的要求 Date28岩土工程设计-降水工程 6.4 工程降水设计设计 对对于潜水含水 层层 对对于承压压含水 层层 式中 h在井点抽水影响范围围内某点（Z）的水头值头值 ， 即 h=H-S（m） x1、x2、.xn从某点（Z）到井点中心的距离； S在井点抽水范围围内某点（Z）的水位下降值值。 经过经过 降深场场的水位计计算，如果达不到设计设计 水位降深的 要求（过过小或过过大），则须则须 重新调调整井点数与井点间间距 ，再进进行降深场场的水位计计算。 Date29岩土工程设计-降水工程 6.5 工程降水案例（北方大厦降水工程） 6.5.1 概况 本工程的地下水位较较高，距地面只有1.41.7m，高于基 坑开挖面9.59.