第5章 工程降水.ppt

第五章 工程降水 概述 地下水的不良作用及防止措施 降低地下水的方法 工程降水设计计算 工程降水施工 工程降水对环境影响及其防范措施 工程实例 概述 工程降水的目的及意义 保证地下结构的安全施工（干槽作业） 防止工程事故：流砂、管涌、坑低失稳 提高边坡的稳定性 减少板桩和支撑的压力 改善基坑和填土的砂土特性 工程降水不当引起的工程事故的比例很大 有关降水的基本概念 动水压力（渗透压力） 水在渗流过程中受到土粒的阻力，水对土粒产生反力，该反力叫做动水压力 动水压力与水力坡度成正比 当 时，产生流砂现象 土层渗透系数取值 地下水的不良作用与防范措施 不良作用 潜蚀 流砂 管涌 基坑突涌 潜蚀 分类 机械潜蚀：动水作用下，土粒受到冲刷、冲走，导致土体结构破坏 化学潜蚀：水的溶解作用导致土颗粒之间胶结作用的破坏，结合力减弱 产生的条件——适宜土层和足够的水动力条件 土层的不均匀系数（d60/d10）愈大，愈易产生潜蚀；当d60/d10大于10时，易产生潜蚀 两种相互接触的土层，当二者的渗透系数之比K1/d2大于2时，易产生潜蚀 降水方法的分类 明排法 井点法 轻型井点 喷射井点 电渗井点 引渗法 管井法 大口井法 辐射井法 降水技术的发展 降水技术有一百多年的历史 最早采用明排或竖井降水 1896年，柏林地铁施工第一次用深井降水 1925～1930年，真空泵井点 1939年，德国在Salzg-itter铁路一段长距离挖方中采用电渗稳定边坡 1950年以来：多级井点、喷射井点、辐射井点 降水方法——明排法 原理 分层明排法原理 二级轻型井点 线状布置 封闭状布置 喷射井点 原理： 3—集水总管 4—排水总管 5—高压泵 6—集水池 扬水器结构示意 喷射井点 适用条件 土层渗透系数K 0.1～80m/d 降水深度大于6m，最大可达20m 井点布置 基本同轻型井点 井距1.5～3m 成孔直径400～600mm 电渗井点 原理 电渗井点 适用条件 饱和粘土，特别是淤泥、淤泥质粘土 配合轻型井点和喷射井点 渗透系数K小于0.1m/d 布置 同轻型井点和喷射井点 极距:轻型井点0.8-1.0m；喷射井点1.2-1.5m 间歇通电：24h停2-3h 引渗井点 适用条件 当含水层的下层水位低于上层水位，上层含水层的重力水可通过钻孔渗入到下部含水层，起混合水位满足降水要求时，可采用引渗自降 通过井孔抽水，使上层含水层的重力水通过井孔引导渗入下部含水层，使其混合水位满足降水要求时，可采用引渗抽降 当采用引渗井降水时，应注意防止有害水质污染下部含水层 引渗井点 布置 引渗井点可布置在基坑内外 井距根据引渗实验确定，一般2—10m 引渗深度宜揭穿被渗层，当深度大时，揭进厚度不小于3m 井径400—600mm 管井法 适用范围 井点不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂—卵石层，渗透系数大、水量大，降深8—20m，潜水或承压水 含水层厚度大于5m 基岩裂隙和溶洞含水层，厚度可小于5m 渗透系数大于1.0m/d 布置原则 基坑开挖上口线1.0m外 设置观测井 井径600—800mm，井管外径400—600mm 抽水设备为潜水泵 大口径井降水 适用条件 第四纪含水层，地下水补给丰富、渗透系数大的砂土和碎石土 地下水埋藏在15m以内，含水层厚度大于3m，施工条件允许可大于15m 布置 基坑外侧1.0m，特殊可布置在基坑内 配合其他降水 井径0.8m—4.0m 辐射井降水 适用条件 粘性土、砂土和碎石土 降水范围大或地面施工困难 降水深度大于4m—20m 布置 尽量使辐射井最大限度控制基坑降水范围 含水层薄时，单层，每层6-8根；否则多层 最下层辐射管应大于1.0m 辐射管长度宜为20—50m，直径50—150mm 降水工程设计 降水设计的资料 水文地质资料 含水层的性质、厚度、渗透系数、地下水补给条件、水流方向及水力坡度、地下水埋藏深度、水位高度和动态水位变化资料、井的类型等 建筑工程对降水的要求 建筑平面布置、范围及周边建筑物分布和结构；基础埋深、设计要求的水位降深；抽水引起土层压缩变形的允许范围和大小；支护形式和开挖方式；相关工程经验资料 工程降水设计计算实例 工程条件： 某工程基坑开挖下口线尺寸为19m×10m，基坑开挖深度为4.1m，采用1:0.5放坡开挖。工程±0.00为自然地面标高，地下水位为-0.6m。根据岩土工程勘察报告，场地地面下0.7m为杂填土，以下为6.6m的细砂层，其渗透系数K 5m/d，再往下为不透水的粘土层。试对该工程进行降水设计。 降水工程设计—基坑涌水量计算 均质含水层潜水非完整井—基坑靠近边界、含水层厚度不大 降水工程设计—基坑涌水量计算 均质含水层潜水非完整井—基坑靠近边界、含水层厚度很大 基坑靠近边界、