基坑地下水處理講義PPT39

第八章基坑地下水水處理1內(nèi)容容在地下水位位較高的地地區(qū)開(kāi)挖深深基坑時(shí)，，土的含水水層被切斷斷，地下水水會(huì)不斷地地滲入到深深基坑內(nèi)。。為提供地地下工程作作業(yè)條件，，防止與地地下水有關(guān)關(guān)的涌砂、、邊坡失穩(wěn)穩(wěn)及地面變變形、地基基承載力下下降等造成成的危害，，必須對(duì)地地下水進(jìn)行行處理。2一、地下水水處理方法法一般可供選選用的方法法有：(1)基坑明溝落落架排水；；(2)降水：包括括輕型井點(diǎn)點(diǎn)降水和深深井降水；；(3)隔滲：包括括豎向隔滲滲(懸掛式豎向向隔滲帷幕幕和落底豎豎向隔滲帷帷幕)和水平封底底隔滲。3(1)含水層的性性質(zhì)；(1)含水層的厚厚度及頂?shù)椎装甯叱蹋唬?3)地下水位標(biāo)標(biāo)高及其動(dòng)動(dòng)態(tài)規(guī)律以以及各層水水之間的的水力聯(lián)系系狀況；(4)各含水層的的滲透系數(shù)數(shù)值。在采采用深井井井點(diǎn)降水和和水平封底底隔滲方法法時(shí)，必須須取得深部部砂、卵、、礫石層的的滲透系數(shù)數(shù)；二、深基坑坑地下水處處理設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)具備的資料料4(5)含水層的補(bǔ)補(bǔ)給條件，，深基坑與與附近大型型地表水源源的距離關(guān)關(guān)系及其水水力聯(lián)系；；(6)深基坑開(kāi)挖挖深度、尺尺寸范圍，，深基坑周周?chē)ㄖ镂锱c地下管管線的基礎(chǔ)礎(chǔ)情況．深深基坑支檔檔結(jié)構(gòu)類(lèi)型型；(7)深基坑工程程維持時(shí)間間，以及在在此季節(jié)內(nèi)內(nèi)的氣象資資料。5三、方案的的選擇與設(shè)設(shè)計(jì)(1)保證深基坑坑在開(kāi)挖期期間能獲得得干燥的作作業(yè)空間；；(2)保證深基坑坑邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定和基坑坑底板的穩(wěn)穩(wěn)定；(3)保證臨近深深基坑的建建(構(gòu))筑物及地下下管線的正正常使用。。6為達(dá)到上述述要求，地地下水處理理設(shè)計(jì)中，，必須包括括變形觀測(cè)測(cè)設(shè)計(jì)、信信息施工制制度、信息息反饋處理理程序以及及應(yīng)急應(yīng)變變措施。7四、地下水水處理工程程

復(fù)雜程程度的劃分分編制地下水水處理方案案時(shí)，應(yīng)考考慮降水的的復(fù)雜程度度。一般可可按基坑面面積、降水水深度和深深基坑工程程的安全等等級(jí)分為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、中等等、復(fù)雜三三個(gè)等級(jí)。。表8—1所列數(shù)值可可作參考。。8表8—1地下水處理理工程復(fù)雜雜程度系數(shù)數(shù)表分類(lèi)基坑形狀和大小降水深度（m）深基坑工程的安全等級(jí)<500500～20002000～5000>5000<66～1010～16>16三級(jí)二級(jí)一級(jí)復(fù)雜程度系數(shù)123412341249注：表中三三個(gè)分項(xiàng)系系數(shù)之和稱(chēng)稱(chēng)為“復(fù)雜雜程度系數(shù)數(shù)”，該系系數(shù)小于等等于5者，為簡(jiǎn)單單、6～10者為中等、、大于9者為復(fù)雜。。10第二節(jié)基基坑明溝溝排水設(shè)計(jì)計(jì)施工明溝排水屬屬重力降水水，是在基基坑內(nèi)沿坑坑底周?chē)O(shè)設(shè)置排水溝溝和集水井井，用抽水水設(shè)備將基基坑中水從從集水井排排出，以達(dá)達(dá)到疏干基基坑內(nèi)積水水的目的。。在人工填土土及淺層粘粘性土中賦賦存的上層層滯水水量量不大，或或放坡開(kāi)挖挖邊坡較平平緩，或坑坑壁土層較較好的條件件下，一般般可采用明明溝排水方方法。11排水溝和集集水井就設(shè)設(shè)置在地下下室基礎(chǔ)邊邊線o．4m以外，溝底底至少比基基坑底低0．3一0．4m，集水井底底比溝底低低0．5m以上。隨基基坑開(kāi)挖逐逐步加深，，溝底和井井底均保持持這一深度度差。溝、、井平面布布置和是否否砌筑，視視工程條件件而定。基坑明溝排排水尚應(yīng)重重視環(huán)境排排水必須調(diào)調(diào)查基坑周周?chē)乇硭欠窨赡苣軐?duì)基坑邊邊坡產(chǎn)生沖沖刷潛燭作作用，必要要時(shí)宜在基基坑外采取取截水、封封堵、導(dǎo)流流等措施。。12第三節(jié)降降水設(shè)計(jì)計(jì)施工要點(diǎn)點(diǎn)一、降水的的目的(1)當(dāng)基坑底面面深入到含含水層中時(shí)時(shí)，將基坑坑范圍內(nèi)的的地下水位位降低到基基坑底面以以下，保持持基坑干燥燥；(2)當(dāng)基坑底面面下有一定定厚度的隔隔水層時(shí)，，將承壓水水降低一定定高度，以以減小承壓壓水頭壓力力，防止產(chǎn)產(chǎn)生突涌。。13二、降水種種類(lèi)降水包括輕輕型井點(diǎn)降降水和深井井降水。人工填土及及淺層粘性性土中賦存存的上層滯滯水量不大大，可采用用輕型井點(diǎn)點(diǎn)降水；當(dāng)當(dāng)?shù)貙訛樯吧?、卵、礫礫石層，一一般含豐富富的層間承承壓水，承承壓水頭高高過(guò)含水層層頂板8～10m,在此種條件件下，宜采采用深井降降水。14輕型井點(diǎn)降降水應(yīng)按下下述要求進(jìn)進(jìn)行：(1)基坑開(kāi)挖要要求降低水水位深度達(dá)達(dá)5～6m時(shí)，宜慎重重選用；要要求降低水水位超過(guò)6m時(shí)，不宜采采用此法。。(2)根據(jù)淺部地地層性質(zhì)，，選擇合適適的泵抽水水，如射流流泵、隔膜膜泵、真空空泵等。(3)輕型井點(diǎn)降降水井的結(jié)結(jié)構(gòu)必須能能防止涌砂砂。15深井降水工工作應(yīng)按以以下要求進(jìn)進(jìn)行：(1)當(dāng)選取深井井降水方案案時(shí)，可根根據(jù)水文地地質(zhì)條件和和環(huán)境保護(hù)護(hù)要求采用用完整井或或非完整井井。單井出出水量—般30～80m3／h。(2)管井的施施工按《供水管井井設(shè)計(jì)施施工與驗(yàn)驗(yàn)收規(guī)范范》(JJ10——86)的有關(guān)技技術(shù)規(guī)定定進(jìn)行。。井管與與孔壁間間的環(huán)狀狀間隙頂頂部的15—20m段，必須須用優(yōu)質(zhì)質(zhì)粘土球球封堵。。管井抽抽水時(shí)的的含砂量量在開(kāi)泵泵后30min取樣測(cè)試試，其含含砂量應(yīng)應(yīng)小于五五萬(wàn)分之之一；長(zhǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行行時(shí)的含含砂量應(yīng)應(yīng)小于十十萬(wàn)分之之一，否否則，應(yīng)應(yīng)停抽或或應(yīng)采取取措施減減小水中中的含砂砂量。(3)在井管降降水時(shí)，，基坑的的總降水水量可以以用大井井法進(jìn)行行估算，，其公式式如下：：16式中：KO——含水層概概化滲透透系數(shù)（（m/d）；RO—基坑等效效圓半徑徑(m)；F—基坑面積積(m2)；S—承壓水水水位下降降設(shè)計(jì)值值〔m)；K—完整井，，過(guò)濾器器設(shè)在底底部20m求算的滲滲透系數(shù)數(shù)（m／d）；H，L—如圖8—1表示值(m)。1718(4)必須根據(jù)據(jù)基坑的的形狀、、地下水水處理和和復(fù)雜程程度以及及場(chǎng)地承承壓水層層的有關(guān)關(guān)參數(shù)，，編制出出選擇不不同方案案降水后后承壓水水位的等等值線圖圖及基坑坑周邊地地面沉降降預(yù)測(cè)圖圖。①對(duì)承壓壓含水層層的完整整井，可可運(yùn)用穩(wěn)穩(wěn)定流公公式，求求算基坑坑內(nèi)外任任意點(diǎn)的的水位降降S，然后按按承壓水水干擾值值之和計(jì)計(jì)算并繪繪制等值值線圖。。在有回回灌的條條件下，，也也可按其其相應(yīng)的的回灌壓壓力、回回灌量以以及回灌灌時(shí)含水水層的各各種參數(shù)數(shù)一并汁汁算繪制制等值線線圖。19Ks=1.811>=1.15,滿足規(guī)范要求求。當(dāng)有n’個(gè)回灌井進(jìn)行行回灌時(shí)，在在任意點(diǎn)處將將使承壓力的的水位增加，，此時(shí)S將為負(fù)值，即即代表水位升升高，其計(jì)算算公式為：20以上式中：M—含水層厚度〔m〕；S、S’一任意點(diǎn)因n，n’口井抽水或回回灌引起的水水位下降或上上升值(m)；R、一抽水或灌灌水時(shí)承壓水水的引用影響響半徑(m)；r，r’一任意點(diǎn)距抽抽水或回灌井井的平面距離離(m)；K，K’一分別為抽水水或回灌時(shí)含含水層的滲透透系數(shù)(m／d)；Qi—抽水和回灌井井的單井水量量（m3/d），此時(shí)Sn—抽水和回灌時(shí)時(shí)的任意點(diǎn)水水位降(m)。21②在按規(guī)定計(jì)計(jì)算和繪制承承壓水位等值值線圖和流網(wǎng)網(wǎng)圖的基礎(chǔ)上上，繪制降低低承壓水時(shí)的的地面附加沉沉降等值線預(yù)預(yù)測(cè)圖。某點(diǎn)地面沉降降量的計(jì)算公公式如下：22式中：—承壓水水位下下降引起的地地面沉降；Ms—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(0.5一0.9)；σwi—承壓水水位下下降引起的各各計(jì)算分層有有效應(yīng)力增量量（kPa）；Δhi—受降水影響地地層的分層厚厚度（cm）；Esi—各分層的壓縮縮模量(kPa)；n—計(jì)算分層數(shù)。。23(5)回灌井的設(shè)置置應(yīng)因地制宜宜，避免因回回灌形成局部部反漏斗，增增加基坑壁外外側(cè)的水頭高高度。(6)當(dāng)選取管井降降水方案時(shí)，，基坑支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)水平位移移如果如果超超過(guò)基坑安全全等級(jí)要求，，必須采取限限制支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)位移的措施施。24三、深井降水水的工作程序序（1）搜集資料。。（2）工程降水水水文地質(zhì)勘察察。（3）編制降水方方案，除按有有關(guān)規(guī)范執(zhí)行行外，尚應(yīng)注注意：①多種方案的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效效益對(duì)比及其其選擇；②降水對(duì)周?chē)鷩h(huán)境影響的的預(yù)測(cè)；③降水與護(hù)坡坡、支撐系統(tǒng)統(tǒng)的相互影響響的預(yù)測(cè)；④變形觀測(cè)布布置；⑤應(yīng)急應(yīng)變措措施。25（4）編制和審查查工作綱要(施工組織設(shè)計(jì)計(jì))和實(shí)施細(xì)則；；（5）施工、安裝裝各項(xiàng)設(shè)施并并驗(yàn)收。（6）按降水設(shè)計(jì)計(jì)要求持續(xù)降降水。在此期期間必須保證證：26①降水設(shè)施正正常運(yùn)行，動(dòng)動(dòng)力源不中斷斷；②對(duì)基坑和環(huán)環(huán)境的變形持持續(xù)監(jiān)控；③各項(xiàng)應(yīng)變措措施到位。（7）提交工程降降水成果，除除按規(guī)范及質(zhì)質(zhì)撿要求提供供所需資料外外，降水工程程結(jié)束后，尚尚需對(duì)周?chē)ń?構(gòu))筑物持續(xù)一段段時(shí)間的沉降降觀測(cè)，直至至確認(rèn)不會(huì)因因降水產(chǎn)生的的滯后地面沉沉降而影響環(huán)環(huán)境安全為止止。27第四節(jié)隔隔滲設(shè)計(jì)用高壓旋噴、、深層攪拌或或高壓灌漿法法形成具有一一定強(qiáng)度和抗抗?jié)B性能的水水泥土墻或底底板，阻止地地下水滲入基基坑的方法，，稱(chēng)之為隔滲滲。28一、隔滲的一一般規(guī)定(1)采用隔滲應(yīng)因因地制宜，對(duì)對(duì)場(chǎng)區(qū)水文地地質(zhì)特征需有有足夠的確切切資料。(2)在獲得正確資資料后，宜計(jì)計(jì)算和繪制流流網(wǎng)圖，直觀觀了解場(chǎng)地地地下水滲透規(guī)規(guī)律，較準(zhǔn)確確地預(yù)估基坑坑涌水量、隔隔滲帷幕內(nèi)外外的水壓力差差和坑底浮托托力，以此作作為隔滲帷幕幕或封底底板板厚度計(jì)算的的依據(jù)。(3)隔滲體抗壓強(qiáng)強(qiáng)度宜等于大大于5MPa，滲透系數(shù)宜宜小于等于1.0×10-6cm/s。(4)隔滲能否達(dá)到到預(yù)期目的，，只能在基坑坑開(kāi)挖施工中中預(yù)以檢驗(yàn)，，因此必須備備有應(yīng)急措施施。對(duì)豎向帷帷幕隔滲，應(yīng)應(yīng)備有灌漿補(bǔ)補(bǔ)漏和明溝排排水措施；對(duì)對(duì)水平封底，，應(yīng)在坑內(nèi)設(shè)設(shè)置減壓井(孔)。(5)隔滲體的厚度度和密度應(yīng)經(jīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定定，并綜合考考慮環(huán)境安全全。29二、落底式豎豎向隔滲設(shè)計(jì)計(jì)

施工要點(diǎn)點(diǎn)設(shè)置豎向隔滲滲帳幕一直深深入到含水層層底且進(jìn)人下下臥不透水不不大者，稱(chēng)為為落底式隔滲滲帷幕。這一一般適用于下下臥不透水層層深度不大者者。(1)設(shè)置落底式帷帷幕，會(huì)形成成墻內(nèi)外較大大的水壓力差差。因此，對(duì)對(duì)帷幕結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度，水平方方向變形及整整體穩(wěn)定性等等，均需驗(yàn)算算。(2)在含水埋深大大，厚度大的的情況下，落落底式豎向隔隔滲帷幕的施施工難度大，，難以完全隔隔絕地下水入入滲，故應(yīng)在在帷幕內(nèi)設(shè)置置一定數(shù)量的的抽水井、抽抽排透過(guò)帷幕幕入滲的地下下水流。30三、懸掛式豎豎向隔滲設(shè)計(jì)計(jì)

施工要點(diǎn)點(diǎn)(1)豎向隔滲帷幕幕未穿透含水水層者，稱(chēng)為為懸掛式隔滲滲帷幕，一般般用于隔斷上上層滯水（潛潛水)，或延長(zhǎng)承壓壓水的滲透路路徑；（2）采用樁排支支護(hù)結(jié)構(gòu)，又又需要隔滲時(shí)時(shí)，需在支擋擋結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)設(shè)置旋噴樁，，或垂向連續(xù)續(xù)注漿充填樁樁間孔縫。（3）在場(chǎng)地條件件允許時(shí)，宜宜使豎向隔滲滲帷幕自成體體系，與基坑坑支護(hù)系統(tǒng)分分離，設(shè)置在在支護(hù)系統(tǒng)主主動(dòng)土壓力區(qū)區(qū)以外，使帷帷幕只承受靜靜水側(cè)壓力。。(4)在場(chǎng)地狹窄且且環(huán)境條件嚴(yán)嚴(yán)峻時(shí)，宜選選用既擋土又又擋水且可納納入水久性地地下工程的支支護(hù)結(jié)構(gòu)，如如地下連續(xù)墻墻等。31四、水平封底底設(shè)計(jì)施工要要點(diǎn)(1)以高壓旋噴或或其它合適的的方法在基坑坑開(kāi)挖深度以以下一定位置置形成足夠強(qiáng)強(qiáng)度的水泥土土隔滲底板，，以水平隔滲滲體自重、工工程樁與底扳扳之間的摩擦擦力和底板與與坑底之間一一定厚度的土土自重，來(lái)平平衡地下水的的浮托力，以以防止坑底產(chǎn)產(chǎn)生突涌，這這種方法稱(chēng)為為水平封底隔隔滲。32(2)水平封底一般般與懸掛式豎豎向隔滲墻結(jié)結(jié)合，形成五五面隔滲(或稱(chēng)周底隔滲滲)的“浮箱”式式建(構(gòu))筑物，其受力力狀況需進(jìn)行行預(yù)估和驗(yàn)算算，包括：①底板抗彎和和抗沖切性能能的驗(yàn)算；②底板抗?jié)B性性能的檢驗(yàn)；；③底板與工程程樁結(jié)合處的的摩阻力允許許值驗(yàn)算；④按下列推薦薦式進(jìn)行底板板厚度驗(yàn)算：：33式中