基坑降水设计剖析.ppt

基坑降水设计 中国建筑西南勘察设计研究院 张 波 手机基坑降水设计纲要 1、地下水动力学基本概念 2、降水计算 3、缠丝填砾过滤器控制单井含砂率 4、包网填砾过滤器控制单井含砂率 5、应注意的问题 1、地下水动力学基本概念 1.1基本名词 ⑴ 地下水：存在于地面以下岩体和土体孔隙、缝隙和孔洞中的水； ⑵ 上层滞水：包气带中局部隔水层或弱透水层上积聚的具有自由水面的重力水； ⑶ 潜水：埋藏在地表以下具有自由表面的地下水； ⑷ 承压水：充满在上下两个隔水层之间的含水层中，水头高出其上层隔水顶底面的地下水； ⑸ 影响半径：由抽水井中心到水位下降漏斗边缘的水平距离； ⑹ 渗透系数：当水力梯度等于1时地下水的渗透速度； ⑺ 设计降水深度：自地面高程至设计要求的水位高程之间的差值； ⑻ 降深：自某一水位高程降低至另一水位高程之间的差值； ⑼ 含水层厚度：自静止水位高程至隔水顶板高程之间的差值； ⑽ 水头高度：自隔水顶板高程向上至某一水位高程的差值； ⑾ 基坑涌水量：当基坑开挖深度超过地下水静止水位或稳定水位时，地下水进入基坑的水量； ⑿ 干扰井群总抽水量：人工布置的所有抽水井总的出水量； ⒀ 单井抽水量：人工布置的抽水井群中某一个井的抽水量； ⒁ 管井出水能力：人工设置的抽水管井所能通过的水量； 1.2基本公式 1.2.1达西公式 达西公式是地下水运动学中的最基本公式之一，一般采用 表达。 式中Q：断面流量；K：渗透系数；ω：过水断面；J：水力坡度； 必须强调指出，达西公式是一个断面流量计算公式。公式中过水断面的概念是至关重要的。 在 式中，若规定式中的水力坡度为1，则K为常量，Q的大小为ω所确定。 1.2.2．裘布依公式 进行均质地层、潜水完整井计算，裘布依公式是最常用的公式之一。裘布依公式是达西公式的推导公式。进行该公式推导有许多方法。本文选下述推导进行问题的论述。 均质地层、潜水、稳定流、计算点为圆心的条件下，过水断面为等轴园柱曲面。 表达式中： 式中 r：圆半径；h：水头高度； 则 变为 代入边界条件，井径：r0、R，水头：h0、H。并对该式进行积分： 化自然对数为常用对数， 因H-h0=S0， 所以 详细推导可在各地下水运动学书籍中查到，本文不详述。只强调在推导过程中，当进行积分，代入井径由r0到R，水头由h0到H边界条件时，常常被忽略的积分定义域： 0＜r0＜R；0＜h0＜H； 之所以强调该定义域0＜r0＜R；0＜h0＜H，是因为若r0=0，h0=0，则无过水断面，地下水不流动，意味着裘布依公式无意义；若r0=R，h0=H，则同样无过水断面，地下水不流动，裘布依公式亦无意义；定义域0＜r0＜R；0＜h0＜H还说明，裘布依公式只研究地下水，在距圆心0点r0距离处的，过水断面上的地下水流动状况。 裘布依公式在研究距圆心0点、距离r0处，过水断面上的地下水流动状况时，并不涉及造成该处水头的原因。同时、裘布依公式在研究r0处过水断面上的地下水流动状况时，并不涉及地下水流出该断面后的性状。 2、降水计算2.1面状基坑涌水量计算 进行面状基坑涌水量计算所依据的主要工作规范有JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》（以下简称为市政规范）、YB9258-97《建筑基坑工程技术规范》（以下简称为冶金规范）、JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》现为JGJ120---2012（以下简称为建筑规程）、GB50307--1999《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》现为GB50307---2012（以下简称为地铁规范）。 现将各规范有关潜水完整井降水计算的规定，摘录如下： 市政规范第6.4.3条、按下列公式计算： 6.4.3-1或 冶金规范第13.2.4.⑶规定：按圆形（矩形、不规则形换算为圆形）或线形基坑计算基坑涌水量Q，计算方法 见表13.2.4。表中规定圆形潜水完整井计算式为： 式中 Q --基坑计算涌水量； S---设计水位降深； 建筑规程8.3.3条规定“Q ----基坑总涌水量,可按附录F计算”。其附录F的F.0.1-1式为: F.0.1-1式 式中 Q ---基坑涌水量; S---基坑水位降深;