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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;.2 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。目的：指在基坑工程施工过程中，对地下水影响的控制。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：3一、一
2、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、水文地质条件水文地质条件和和环境条件环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。并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，可按表可按表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4一、一般规定一、一般规定3 3、当因降水而危及基坑及周边环境安全时：
3、当因降水而危及基坑及周边环境安全时： 宜采用截水或回灌方法。宜采用截水或回灌方法。 截水后，基坑中的水量或水压较大时：截水后，基坑中的水量或水压较大时： 宜采用基坑内降宜采用基坑内降水。水。 4 4、当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时：当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时： 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底隔隔渗渗或或钻钻孔孔减减压压措措施施保保证证坑底土坑底土层稳定。层稳定。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术5二、集水明排法二、集水明排法1 1、排水沟和集水井可按下列规定布置：、排水沟和集水井可按下列规定布置：（1 1）排排水水沟沟和和集集
4、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小于应小于0 0.3m3m；在基坑四角或每隔；在基坑四角或每隔303040m40m应设一个集水井；应设一个集水井； （2 2）排水沟底面排水沟底面应比挖土面低应比挖土面低0 0.3 30 0.4m4m，集水井底面集水井底面应比沟应比沟底面低底面低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软化、泥化、坡角出现流砂、管涌，边坡塌陷
5、，地面沉降等问题。生软化、泥化、坡角出现流砂、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6二、集水明排法二、集水明排法2 2、沟、井截面根据排水量确定，排水量、沟、井截面根据排水量确定，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定。经经验验不不足足时时，可按（可按（1 19292）式方法计算。）式方法计算。3 3、抽水设备可根据、抽水设备可根据排水量排水量大小及大小及基坑深度基坑
6、深度确定。确定。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术7二、集水明排法二、集水明排法4 4、当基坑侧壁出现当基坑侧壁出现分层渗水分层渗水时：时： 可按不同高程设置导水管、导水沟等构成明排系统；可按不同高程设置导水管、导水沟等构成明排系统； 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： 宜采用井点降水方法。宜采用井点降水方法。 基坑明排尚应重视环境排水，当基坑明排尚应重视环境排水，当地表水地表水对基坑侧壁产生冲刷时：对基坑侧壁产生冲刷时： 宜在基坑外采取截水、封堵、导流等宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施。措施。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术8三、降水法
7、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应适当向应适当加密加密；当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。；当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。 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。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基定。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下坑底面以下0.5m0.5m。 1 1、降水井点的布置规定：、降水井
8、点的布置规定：2 2、降水井点的用水量、降水井点的用水量 Q Q： （JGJ12099附录F） 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术9三、降水法三、降水法3 3、降水井的数量、降水井的数量 n n 可按下式计算：可按下式计算： 1 1）真空井点出水能力可按）真空井点出水能力可按363660m60m3 3/d/d确定；确定； 2 2）喷射井点出水量可）喷射井点出水量可按下表确定：按下表确定： n n 1.11.1（Q/qQ/q）其中：其中：q q 设计单井出水量，按下列规定：设计单井出水量，按下列规定： 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术10三、降水法三、降水法3 3）管井的出水量）管井的出水
9、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： 真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的的1/31/3； 管井的过滤器长度宜与含水层厚度一致。管井的过滤器长度宜与含水层厚度一致。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术3 3、降水井的数量
10、、降水井的数量 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 设计单井出水量，按下列规定：设计单井出水量，按下列规定：11三、降水法三、降水法4 4、降水井的结构和施工：、降水井的结构和施工： （1 1）真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：）真空井点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；管管壁壁外外应应设设两两层层滤滤网网，内内层层滤滤网网宜宜采
11、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开，滤网外应再绕一层粗金属丝；隔开，滤网外应再绕一层粗金属丝； 2 2）当一级井点降水不满足降水深度要求时，亦可采用多级井）当一级井点降水不满足降水深度要求时，亦可采用多级井点降水方法；点降水方法； 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术12三、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
12、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应大于量应大于计算值的计算值的8585，在地面以下，在地面以下1m1m范围内应用粘土封孔；范围内应用粘土封孔； 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、漏漏气气等等异异常常现现象象后后，应应保保证证连连续续不不断断抽抽水；水； 5 5）在抽水过程中应定时观测）在抽水过程中应定时观测水量水量、水位水位、真空度真空度，并应使真空，并应使真空度保持在度保持在55kP
13、a55kPa以上。以上。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术4 4、降水井的结构和施工：、降水井的结构和施工： （1 1）真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：）真空井点的结构和施工应符合下列技术要求：13（2 2）喷射井点的结构和施工应符合下列要求：）喷射井点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深深1m1m以以上上。过过滤滤器器的的结结构构与
14、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) ，工工作作水水箱箱不不应应小小于于10m10m3 3。( (图图1 1122.6)122.6)。 2 2）工作水泵可采用多级泵，水压宜大于工作水泵可采用多级泵，水压宜大于0.75MPa0.75MPa。 3 3）井孔的施工及井管的设置方法与真空井点相同。井孔的施工及井管的设置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.3MPa。正正常常工工作作水水压压宜宜为为0
15、.25P0.25P0 0(P(P0 0扬扬水水高高度度) )；正常工作水流量宜取单井排水量。；正常工作水流量宜取单井排水量。 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、降水井的结构和施工：、降水井的结构和施工： 14管井的构造管井的构造（普通水泵）（普通水泵）（3 3）管井的结构应符合下列要求：）管井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、降水井的结构和施工：、降水井的结构和施工： 15 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性性能能选选取取，且且井井管管外外径径不不宜宜小小于于
16、200mm200mm，井管内径宜大于水泵外径，井管内径宜大于水泵外径50mm50mm； 2 2）沉砂管长度不宜小于沉砂管长度不宜小于3m3m； 3 3）钢制、铸铁和钢筋骨架过滤器的孔隙率分别不宜小于）钢制、铸铁和钢筋骨架过滤器的孔隙率分别不宜小于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粘质岩石。（它粘质岩石。（滤料粒径约为含水层土粒粒径的滤料粒径约为含水层土粒粒径的68倍）倍） 5 5）抽抽水水设设备备主主要要为为深深井井泵泵或或深深井井潜潜水水泵泵，
17、水水泵泵的的出出水水量量应应根根据据地地下下水水位位降降深深和和排排水水量量大小选用，并应大于设计值的大小选用，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）管井的结构应符合下列要求：）管井的结构应符合下列要求：三、降水法三、降水法4 4、降水井的结构和施工：、降水井的结构和施工： 16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）管井的结构应符合下列要求：）管井的结构应符合下列要求：三、降水法三、降水法4 4、降水井的结构和施工：、降水井的结构和施工： 17四、截水四、截水A A、竖向截水帷幕的两种形式：、竖向截水帷幕的两
18、种形式： 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、竖向截水帷幕的种类很多：、竖向截水帷幕的种类很多： 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181 1、截水帷幕的厚度应满足基坑防渗要求，截水帷幕的渗透系数宜小于、截水帷幕的厚度应满足基坑防渗要求，截水帷幕的渗透系数宜小于1 10 010106 6 cm cms s ；2 2、落底式竖向截水帷幕应插入下卧不透水层，其插入深度可按下式计算：落底式竖向截水帷幕应插入下卧不透水层
19、，其插入深度可按下式计算： 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193 3、当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。相结合的方案。 4 4、截水帷幕施工方法、工艺和机具的选择应根据场地工程地质、水文地质及施工条件等综截
20、水帷幕施工方法、工艺和机具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。合确定。 施工质量应满足施工质量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20五、回灌五、回灌（一）降水时预防周围地面沉降的措施（一）降水时预防周围地面沉降的措施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，采用一般井点降水设备一般井点降水设备加加回灌水箱回灌水箱等构成等构成回灌井点，灌入一定量的水，形成一道隔水帷幕，以补水保持原地下水位。回灌井点，灌入一定量的
21、水，形成一道隔水帷幕，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砂井，并沿砂井设置沙沟，将井点抽出的水，适在上述回灌井点位置设置砂井，并沿砂井设置沙沟，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。时、适量地排入沙沟，再经砂井回灌到地下。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术21五、回灌五、回灌（一）降水时预防周围地面沉降的措施（一）降水时预防周围地面沉降的措施3、使降水速度减缓、使降水速度减缓 如加长井点管、调小泵阀减缓抽水速度、加大在邻近保护建筑物一侧的井如加长井点管、调小泵阀减缓抽水速度、加大在邻近保护建筑物一侧的井点间距，以及需
22、要时暂停抽水等措施。点间距，以及需要时暂停抽水等措施。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滤网；确保周围砂滤层厚度设置井点降水时，根据土的粒径选择井点管的滤网；确保周围砂滤层厚度和施工质量；井点管上部和施工质量；井点管上部15m范围内用粘土封口要严密。范围内用粘土封口要严密。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术22五、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、回灌可采用井点、砂井、砂沟等。、回灌可采用井点、砂井、砂沟等。2、回灌井回灌井与与降水井降水井的距离不宜小于的距离不宜小于6m。3、回灌井的间距应
23、根据降水井的间距和被保护物的平面位置确定。、回灌井的间距应根据降水井的间距和被保护物的平面位置确定。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，过过滤滤器器（滤滤管管）的的长长度度应应大大于降水井过滤器的长度。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23五、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、回灌水量可通过水位、回灌水量可通过水位观测孔观测孔中水位变化进行控制和调节，不宜超过原水位标高。中水位变化进行控制和调节，不宜超过原水位标高。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量不不大大于于3、不不均均匀匀系系数数在在35之间的纯净中粗砂。之间的纯净中粗砂。7、回灌井与降水井应协调控制。回灌井与降水井应协调控制。回灌水回灌水宜采用清水。宜采用清水。 基坑地下水控制技术基坑地下水控制技术结束结束24;.
