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1、基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术第四讲1技术知识 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术A、地下水控制：、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。指在基坑工程施工过程中，对地下水影响的控制。目的：目的： 保证支护结构的安全；保证支护结构的安全； 满足基坑挖土施工的要求；满足基坑挖土施工的要求； 避免对基坑周围环境和设施带来危害。避免对基坑周围环境和设施带来危害。B、地下水控制技术：、地下水控制技术： 集水明排；集水明排； 井点降水；井点降水； 截水；截水； 回灌。回灌。 在此仅介绍在此仅介绍建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）的规定：的规定：2技术知
2、识一、一般规定一、一般规定1 1、地地下下水水控控制制的的设设计计和和施施工工：应应满满足足支支护护结结构构设设计计要要求求，应应根根据据场场地地及及周周边边工工程程地地质质条条件件、水水文文地地质质条条件件和和环环境境条条件件并并结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。 2 2、地地下下水水控控制制方方法法可可分分为为集集水水明明排排、降降水水、截截水水和和回回灌灌等等型型式式单单独独或或组组合合使使 用用 ， 可可 按按 表表8.1.28.1.2选用。选用。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术3技术知识一、一般规定一、一般规定3 3、当因降水而
3、当因降水而危及基坑及周边环境安全危及基坑及周边环境安全时：时： 宜采用宜采用截水截水或或回灌回灌方法。方法。 截水后，基坑中的截水后，基坑中的水量或水压较大水量或水压较大时：时： 宜采用宜采用基坑内降基坑内降水水。 4 4、当基坑底为当基坑底为隔水层隔水层且层底作用有且层底作用有承压水承压水时：时： 应应进进行行坑坑底底突突涌涌验验算算，必必要要时时可可采采取取水水平平封封底隔渗底隔渗或或钻孔减压钻孔减压措施保证坑底土措施保证坑底土层稳定。层稳定。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术4技术知识二、集水明排法二、集水明排法1 1、排水沟排水沟和和集水井集水井可按下列规定可按下列规定布置布置：（
4、1 1）排排水水沟沟和和集集水水井井宜宜布布置置在在拟拟建建建建筑筑基基础础边边净净距距O O.4m4m以以外外，排排水水沟沟边边缘缘离离开开边边坡坡坡坡脚脚不不应应小小于于0 0.3m3m；在在基基坑坑四四角角或或每隔每隔303040m40m应设一个集水井；应设一个集水井； （2 2）排排水水沟沟底底面面应应比比挖挖土土面面低低0 0.3 30 0.4m4m，集集水水井井底底面面应应比比沟沟底面低底面低0.5m0.5m以上。以上。 集集水水明明排排单单独独使使用用时时（无无井井点点降降水水等等措措施施），降降水水深深度度不不宜宜大大于于5m5m。否否则则，坑坑底底容容易易产产生生软软化化、泥
5、泥化化、坡坡角角出出现现流流砂、管涌，边坡塌陷，地面沉降等问题。砂、管涌，边坡塌陷，地面沉降等问题。（最简便、最经济的方法）（最简便、最经济的方法） 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术5技术知识二、集水明排法二、集水明排法2 2、沟、井截面沟、井截面根据排水量确定，排水量根据排水量确定，排水量V V 应满足下列要求：应满足下列要求： V V1.5 Q1.5 Q其其中中：Q Q 基基坑坑总总涌涌水水量量，尽尽可可能能用用试试验验方方法法确确定定和和当当地地经经验验确确定。经验不足时，可按（定。经验不足时，可按（1 19292）式方法计算。）式方法计算。3 3、抽水设备抽水设备可根据可根据排水量
6、排水量大小及大小及基坑深度基坑深度确定。确定。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术6技术知识二、集水明排法二、集水明排法4 4、当当基坑侧壁基坑侧壁出现出现分层渗水分层渗水时：时： 可按不同高程设置可按不同高程设置导水管、导水沟导水管、导水沟等构成明排系统；等构成明排系统； 当基坑侧壁当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排渗水量较大或不能分层明排时：时： 宜采用宜采用井点降水井点降水方法。方法。 基基坑坑明明排排尚尚应应重重视视环环境境排排水水，当当地地表表水水对对基基坑坑侧侧壁壁产产生生冲冲刷时：刷时： 宜在基坑外采取宜在基坑外采取截水、封堵、导流截水、封堵、导流等等措施。措施。 基坑地下水控
7、制技术基坑地下水控制技术7技术知识三、降水法三、降水法1 1）降降水水井井宜宜在在基基坑坑外外缘缘采采用用封封闭闭式式布布置置，井井间间距距应应大大于于1515倍倍井井管管直直径径，在在地地下下水水补补给给方方向向应应适适当当加加密密；当当基基坑坑面面积积较大、开挖较深时，也可在较大、开挖较深时，也可在基坑内基坑内设置降水井。设置降水井。 2 2）降降水水井井的的深深度度应应根根据据设设计计降降水水深深度度（S）、含含水水层层的的埋埋藏藏分分布布和和降降水水井井的的出出水水能能力力确确定定。设设计计降降水水深深度度在在基基坑坑范范围内不宜小于基围内不宜小于基坑底面以下坑底面以下0.5m0.5m
8、。 1 1、降水井点的、降水井点的布置布置规定：规定：2 2、降水井点的、降水井点的用水量用水量 Q Q： （JGJ12099附录F） 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术8技术知识三、降水法三、降水法3 3、降水井的、降水井的数量数量 n n 可按下式计算：可按下式计算： 1 1）真空井点真空井点出水能力可按出水能力可按363660m60m3 3/d/d确定；确定； 2 2）喷射井点喷射井点出水出水量可按下表确定：量可按下表确定： n n 1.11.1（Q/qQ/q）其中：其中：q q 设计设计单井出水量单井出水量，按下列规定：，按下列规定： 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术9技术知识三
9、、降水法三、降水法3 3）管井管井的出水量的出水量q q（m m3 3/d/d）可按下列经验公式确定：）可按下列经验公式确定：q q 120120r rs sl 其中：其中：r rs s 过滤器半径过滤器半径(m)(m)； l 过滤器进水部分长度过滤器进水部分长度(m)(m)； k k 含水层渗透系数（含水层渗透系数（m/dm/d）。）。过滤器长度过滤器长度l 宜按下列规定确定：宜按下列规定确定： 真空井点真空井点和和喷射井点喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的过滤器长度不宜小于含水层厚度的的1/31/3； 管井管井的过滤器长度宜与含水层厚度的过滤器长度宜与含水层厚度一致一致。 基坑地下水
10、控制技术基坑地下水控制技术3 3、降水井的、降水井的数量数量 n n 可按下式计算：可按下式计算： n n 1.11.1（Q/qQ/q）其中：其中：q q 设计设计单井出水量单井出水量，按下列规定：，按下列规定：10技术知识三、降水法三、降水法4 4、降水井的、降水井的结构结构和和施工施工： （1 1）真空井点真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：的结构和施工应符合下列技术要求： 1 1）滤滤管管直直径径可可采采用用3838110mm110mm的的金金属属管管，管管壁壁上上渗渗水水孔孔直直径径为为121218mm18mm，呈呈梅梅花花状状排排列列，孔孔隙隙率率应应大大于于1515；管管壁壁外
11、外应应设设两两层层滤滤网网，内内层层滤滤网网宜宜采采用用30308080目目的的金金属属网网或或尼尼龙龙网网，外外层层滤滤网网宜宜采采用用3 31010目目的的金金属属网网或或尼尼龙龙网网；管管壁壁与与滤滤网网间间应应采采用用金金属属丝丝绕绕成成螺螺旋旋形形隔隔开开，滤滤网网外外应应再再绕绕一一层层粗粗金金属丝；属丝； 2 2）当当一一级级井井点点降降水水不不满满足足降降水水深深度度要要求求时时，亦亦可可采采用用多级井多级井点点降水方法；降水方法； 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术11技术知识三、降水法三、降水法 3 3）井井点点管管的的设设置置可可采采用用射射水水法法、钻钻孔孔法法和和冲
12、冲孔孔法法成成孔孔，井井孔孔直直径径不不宜宜大大于于300mm300mm，孔孔深深宜宜比比滤滤管管底底深深O.5O.51.Om1.Om。在在井井管管与与孔孔壁壁间间及及时时用用洁洁净净中中粗粗砂砂填填灌灌密密实实均均匀匀。投投入入滤滤料料的的数数量量应应大大于于计计算算值值的的8585，在在地地面面以以下下1m1m范范围围内内应应用用粘粘土土封封孔孔； 4 4）井井点点使使用用前前，应应进进行行试试抽抽水水，当当确确认认无无漏漏水水、漏漏气气等等异常现异常现象后，应保证象后，应保证连续不断连续不断抽水；抽水； 5 5）在在抽抽水水过过程程中中应应定定时时观观测测水水量量、水水位位、真真空空度度
13、，并并应应使使真空真空度度保持在保持在55kPa55kPa以上。以上。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术4 4、降水井的、降水井的结构结构和和施工施工： （1 1）真空井点真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：的结构和施工应符合下列技术要求：12技术知识（2 2）喷射井点喷射井点的结构和施工应符合下列要求：的结构和施工应符合下列要求： 1 1）井井点点的的外外管管直直径径宜宜为为7373108mm108mm，内内管管直直径径为为505073mm73mm，过过滤滤器器直直径径为为8989127mm127mm，井井孔孔直直径径不不宜宜大大于于600mm600mm，孔孔深深应应比比滤滤管管底底
14、深深1m1m以以上上。过过滤滤器器的的结结构构与与真真空空井井点点相相同同；喷喷射射器器混混合合室室直直径径可可取取14mm14mm，喷喷嘴嘴直直径径可可取取6.5mm 6.5mm ( (图图1 1123)123) ，工作水工作水箱箱不应小于不应小于10m10m3 3。( (图图1 1122.6)122.6)。 2 2）工作水泵工作水泵可采用多级泵，可采用多级泵，水压水压宜大于宜大于0.75MPa0.75MPa。 3 3）井孔的井孔的施工施工及井管的及井管的设置设置方法与真空井点相同。方法与真空井点相同。 4 4）井井点点使使用用时时，水水泵泵的的起起动动泵泵压压不不宜宜大大于于O.3MPaO
15、.3MPa。正正常常工工作作水水压压宜宜为为0.25P0.25P0 0(P(P0 0扬扬水水高高度度) )；正正常常工工作作水水流流量量宜宜取取单单井排水量。井排水量。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术三、降水法三、降水法4 4、降水井的、降水井的结构结构和和施工施工： 13技术知识管井的构造管井的构造（普通水泵）（普通水泵）（3 3）管井管井的结构应符合下列要求：的结构应符合下列要求： 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术三、降水法三、降水法4 4、降水井的、降水井的结构结构和和施工施工： 14技术知识 1 1）管管井井井井管管直直径径应应根根据据含含水水层层的的富富水水性性及及水水泵泵
16、性性能能选选取取，且且井井管管外外径径不宜小于不宜小于200mm200mm，井管，井管内径内径宜大于水泵外径宜大于水泵外径50mm50mm； 2 2）沉砂管沉砂管长度不宜小于长度不宜小于3m3m； 3 3）钢钢制制、铸铸铁铁和和钢钢筋筋骨骨架架过过滤滤器器的的孔孔隙隙率率分分别别不不宜宜小小于于3030、2323和和5050。 4 4）井井管管外外填填滤滤料料宜宜选选用用磨磨圆圆度度较较好好的的硬硬质质岩岩石石，不不宜宜采采用用棱棱角角状状石石渣渣料料、风风化化料料或或其其它它粘粘质质岩岩石石。（滤滤料料粒粒径径约约为为含含水水层层土土粒粒粒粒径径的的68倍）倍） 5 5）抽抽水水设设备备主主
17、要要为为深深井井泵泵或或深深井井潜潜水水泵泵，水水泵泵的的出出水水量量应应根根据据地地下下水位降深和排水量大小选用，并应大于设计值的水位降深和排水量大小选用，并应大于设计值的2030。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术（3 3）管井管井的结构应符合下列要求：的结构应符合下列要求：三、降水法三、降水法4 4、降水井的、降水井的结构结构和和施工施工： 15技术知识抽水设备：抽水设备：长轴深井泵长轴深井泵 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术（3 3）管井管井的结构应符合下列要求：的结构应符合下列要求：三、降水法三、降水法4 4、降水井的、降水井的结构结构和和施工施工： 16技术知识四、截水四、
18、截水A A、竖向截水帷幕的两种、竖向截水帷幕的两种形式形式： 落底式落底式 截水帷幕下端插入隔水层中；截水帷幕下端插入隔水层中； 悬挂式悬挂式 截水帷幕下端截水帷幕下端悬吊在透水层中。悬吊在透水层中。B B、竖向截水帷幕的、竖向截水帷幕的种类种类很多：很多： 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术钢板桩帷幕钢板桩帷幕水泥土墙水泥土墙注浆注浆帷幕帷幕地下连续墙地下连续墙17技术知识1 1、截水帷幕的、截水帷幕的厚度厚度应满足基坑防渗要求，截水帷幕的应满足基坑防渗要求，截水帷幕的渗透渗透系数系数宜小于宜小于1 10 010106 6 cm cms s ；2 2、落底式落底式竖向截水帷幕应插入下卧不透
19、水层，其竖向截水帷幕应插入下卧不透水层，其插入深度插入深度可可按下式计算：按下式计算： l 0.20.2h hw 0.50.5b b 其中：其中： l 帷幕插入不透水层的深度；帷幕插入不透水层的深度； h hw w 作用水头；作用水头； b b 帷幕厚度。帷幕厚度。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术四、截水四、截水18技术知识3 3、当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式悬挂式竖竖向截水与向截水与坑内井点降水坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与相结合或采用悬挂式竖向截水与水水平封底平封底相结合的方案。相结合的方案。 4 4、截水帷幕截
20、水帷幕施工方法、工艺和机具施工方法、工艺和机具的选择应根据场地工程地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。质、水文地质及施工条件等综合确定。 施工质量施工质量应满足应满足建筑地建筑地基处理技术规范基处理技术规范JGJ792002的有关规定。的有关规定。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术四、截水四、截水19技术知识五、回灌五、回灌（一）降水时预防周围（一）降水时预防周围地面沉降地面沉降的措施的措施1、采用回灌井点技术、采用回灌井点技术 在降水井点与保护建筑物之间，采用在降水井点与保护建筑物之间，采用一般井点一般井点降水设备降水设备加加回灌水箱回灌水箱等构成等构成回灌井点回灌
21、井点，灌入一定量的水，形，灌入一定量的水，形成一道成一道隔水帷幕隔水帷幕，以补水保持原地下水位。，以补水保持原地下水位。2、采用砂沟、砂井回灌、采用砂沟、砂井回灌 在上述回灌井点位置设置在上述回灌井点位置设置砂井砂井，并沿砂井设置，并沿砂井设置沙沟沙沟，将井点抽出的水，适时、适量地排入沙沟，再经砂井，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。回灌到地下。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术20技术知识五、回灌五、回灌（一）降水时预防周围（一）降水时预防周围地面沉降地面沉降的措施的措施3、使降水速度减缓、使降水速度减缓 如如加长加长井点管、调小泵阀减缓井点管、调小泵阀减缓抽水速
22、度抽水速度、加大、加大在邻近保护建筑物一侧的井点在邻近保护建筑物一侧的井点间距间距，以及需要时，以及需要时暂停抽水暂停抽水等等措施。措施。4、防止将土粒带出的措施、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设置井点降水时，根据土的粒径选择井点管的滤网滤网；确保周围；确保周围砂滤层砂滤层厚度和施工厚度和施工质量质量；井点管上部；井点管上部15m范围内用粘土范围内用粘土封口封口要严密。要严密。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术21技术知识五、回灌五、回灌（二）（二）JGJ12099规程对回灌的规定：规程对回灌的规定：1、回灌可采用、回灌可采用井点、砂井、砂沟井点、砂井、砂沟
23、等。等。2、回灌井回灌井与与降水井降水井的的距离距离不宜小于不宜小于6m。3、回回灌灌井井的的间间距距应应根根据据降降水水井井的的间间距距和和被被保保护护物物的的平平面面位位置置确定。确定。4、回回灌灌井井宜宜进进入入稳稳定定水水面面下下1m，且且位位于于渗渗透透性性较较好好的的土土层层中中，过滤器（滤管）过滤器（滤管）的的长度长度应大于降水井过滤器的长度。应大于降水井过滤器的长度。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术22技术知识五、回灌五、回灌（二）（二）JGJ12099规程对回灌的规定：规程对回灌的规定：5、回回灌灌水水量量可可通通过过水水位位观观测测孔孔中中水水位位变变化化进进行行控控制制和和调调节节，不宜超过不宜超过原水位原水位标高。标高。6、回回灌灌砂砂井井的的灌灌砂砂量量应应取取井井孔孔体体积积的的95，填填料料宜宜采采用用含含泥泥量不大于量不大于3、不均匀系数在、不均匀系数在35之间的纯净之间的纯净中粗砂中粗砂。7、回灌井与降水井应回灌井与降水井应协调控制协调控制。回灌水回灌水宜采用宜采用清水清水。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术23技术知识结束结束24技术知识
