1.3基坑降水工程幻灯片.ppt

1.3 基坑降水工程 1.3基坑支护工程 1.3.1地下水的基本特性 高层建筑基坑施工过程中，最重要的三个环节是基坑的开挖、基坑的支护和基坑的降水，由于地下水的存在会给基坑的施工带来很大麻烦。为了降低地下水对基坑施工的影响，保证基坑工程的顺利进行，需要对地下水的特性进行了解，为控制地下水创造出更多、更好的办法。 1.3基坑支护工程 1．地下水的分类 根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为层间水、潜水和承压水三大类。 潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。这种水无压力，属于重力水，能做水平方向流动。当地下水流出地面时就形成泉。 层间水是两个不透水层之间含水层中所含的地下水。如果层间水未充满含水层，水无压力，称为无压层间水； 承压水（自流水）是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水，这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上、下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水 1.3基坑支护工程 2．动水压力和“流砂”现象 在地下水位下开挖基坑时，由于水头高度的不同，常产生渗流。水在渗流过程中受到土骨架的阻力，同时水对土则产生一种反力，这种反力叫作动水压力。 当基坑土方开挖至地下水位以下，动水压力大于或等于土的浸水容重时，土颗粒失去自重，处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，地基土颗粒在地下水的渗流作用下产生流动状态并随地下水一起涌进坑内，边挖边冒而无法继续深挖，这种现象称为“流砂”现象 3．渗透系数 渗透系数是计算水井涌水量的重要参数之一。 1.3基坑支护工程 1.3.2地下水的控制 地下水控制：为保证支护结构施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。 地下水位的控制方法可分为集水井明排水、降水、截水、回灌等。 1.3基坑降水工程 1．集水明排 集水明排法(图1. 74)属重力降水，又称为集水坑降水法。 1.3基坑支护工程 2．截水 当采用降水方法对基坑地下水进行控制时，会导致地下水位整体下降，周边建筑物的地基因地下水的减少而产生下沉影响。为了避免对周边的环境造成影响，宜采用截水的方法将周边建筑物地基下的地下水进行截挡，既能保证周边建筑物的地下水位不下降，又能保证基坑安全施工。 高层建筑基坑工程的截水常采取设置截水帷幕，它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁（隔水帷幕）。截水帷幕的类型有水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续墙等，它们往往不只是为了挡水，常常同时作为基坑的支护结构来使用。 截水帷幕的厚度应满足防渗要求，其渗透系数宜小于1．O×10-6 cm/s。 1.3基坑支护工程 3．回灌 (1)回灌井点定义 所谓回灌通常称为回灌井点。回灌井点就是在降水井点与要保护的已有建筑物之间打一排井点，在井点降水的同时，向土层中灌入一定数量的水，形成一道隔水帷幕，使井点降水的影响半径不超过回灌井点的范围从而阻止回灌井点外侧的建筑物下地下水的流失，如图1. 78所示。 1.3基坑支护工程 (2)回灌井点的布置要求 ①回灌井点与降水井点的距离不宜小于6 m，以避免回灌水直接回到降水井点，造成两井“相通”。 ②回灌井点的间距应根据降水井点的间距和被保护物的平面位置确定。 ③回灌井点宜进入稳定降水曲面下Im，且位于渗透性较好的土层中，过滤管的长度应大于降水井点过滤段的长度。 ④在回灌井点保护范围内应设置水位观测井，以便根据水位调节回灌水量。 1.3基坑支护工程 1.3.3降低地下水方法 人工降低地下水的方法分为集水明排和井点降水，集水明排在前面一部分已经进行了介绍，本部分主要介绍井点降水的方法。 当高层建筑的深基础或地下室在地下水位以下的含水层中施工时，基坑开挖常遇到地下水涌入或较严重流砂的障碍，即使打板桩和采用大量水泵进行明排水，也不能阻止流砂的涌入，不但坑底不能挖深，而且由于板桩外围的泥土掏空，附近地面下陷，影响邻近建筑等的稳定性。 1.3基坑支护工程 1．轻型井点降水法 (1)轻型井点的构成 轻型井点主要由管路系统和抽水设备构成，如图1. 79所示。 ①管路系统。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。 ②抽水设备。 真空泵抽水设备由真空泵、离心泵和水气分 离器（又叫作集水箱）等组成，其工作原理如图 1. 81所示。 1.3基坑支护工程 (2)轻型井点的布置 井点系统的布置，应根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等而