基坑中地下水的控制.doc

前言当基坑开挖至地下水位以下时，为了防止因地下水作用而引起的渗流、流沙、管涌、坑底隆起、边坡滑塌以及坑外地层过度变形等，保证施工过程中处于疏干和稳态的工作条件下进行开挖，必须做好对地下水的控制工作。基坑工程控制地下水的方法有降低地下水位与隔离地下水两类。对于弱透水地层中的浅基坑，当基坑环境简单、含水层较薄、降水深度较小时，可考虑采用集水明排的方法进行降水；在其他情况下宜采用将水井降水、隔水措施或隔水、降水综合措施。基坑地下水控制设计应具备以下资料：（1） 地层各层的岩性厚度及顶底板高程。（2） 地下水的类型、地下水位标高与动态规律以及各含水层之间的水力联系。（3） 各含水层的补给、径流条件、基坑与附近大型地表水源的距离关系及其水力联系。（4） 各含水层的水文地质及与降水相关的工程地质参数、（5） 基坑开挖深度、尺寸，基坑周围建筑与地下管线基础情况，基坑支护结构类型。（6） 基坑工程施工季节的气象资料及基坑维持时间。一、 基坑降水基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水。明沟排水就是在基坑内或基坑外设置排水沟、集水井（坑），用抽水设施将地下水从集水井（坑）中排出。井点降水是将带有滤管的降水工具沉没到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土结构情况下，将地下水位下降至基坑底部以下，以利基坑的开挖。井点降水在深基坑中应用较广，下面将着重介绍该方法。基坑降水首先应该进行基坑降水内容的设计，设计内容主要有：（1） 确定降水井类型。（2） 降水井系统的布设，包括井数、井深井径过滤管。人工滤层。单井出水量、水位和地面沉降的监测等。（3） 预测降水效果，包括基坑内外典型部位的最终稳定水位及水文降深时间的变化，降水引起的沉降及对邻近建筑物、地下管线等的影响。（4） 设置回灌井时，应按逆行回灌系统设计。1、 井点管的埋设深度井点管的埋深必须满足使地下水位下降到基坑底面以下0.5至1.0M的要求，可由下式确定：h=h1+h2+h+iL1+L式中：h-井点管底面的埋设速度（m）； h1-基坑底面离原地下水位的距离（m）； h2-地下水位到集水总管的距离(m),为了充分发挥井点的效率，一般把总管放在距地下水位以上0.5至1.0M的平台上； h-水位降低后地下水位距基底面的安全距离（m），一般为0.5至1.0M； L1-井点管中心线到基坑中心线的水平距离（m）； i-水力坡度，一般可取1/10； L-滤管长度（m）。求算出允后，为安全计，一般再宜增加L/2。2、 基坑总涌水量当矩形基坑的长宽比小于5，或基坑宽度小于抽水影响半径尺的两倍时，基坑的总涌水量Q（m3/d）为：Q=1.366K(H2-h2)logR+roro式中：K-土的渗透系数（m/d）； H-含水层厚度（m）； h-抽水时井点系统中心的降水深度到不透水层顶面的高度（m），即：h=H-s； s-设计水位降深（m）； R-抽水影响半径（m），可根据稳定抽水实验确定，或用经验公式数据； ro-基坑换算半径（m）,矩形或不规则形基坑ro=0.564F,F为基坑面积。3、 单井干扰出水量q（m3/d）q=2rLk15式中：2r-滤管的直径（m）； L-滤管长度（m）；一般1.0至1.7M。4、 降水井数量n与井点间距an=Qqa=l(n-1)式中：l -沿基坑周边布置降水井的总长度（m）； a-降水井间距，一般要求大于15d（d为滤管外径）。为了防止井点管因故堵塞或漏气而影响抽水效率，往往把计算所得的井点数量n再增加10%左右。5、 降水引起的地面沉降地下水位下降后，地基应力发生变化，地面出现沉降，井点降水引起周围地面的最终沉降可按下式计算：S=ai1-2pi hi1+eoiS式中：S-最终沉降量（mm）； ai1-2-第i层土100至200kpa的压缩系数（kpa-1）； eoi-第i层土的初始孔隙比； pi-第i层上因降水产生的附加应力（kpa）； hi-第i层土的厚度（mm）。基坑降水引起的地基变化加上基坑开挖本身引起的地基变形，对周围的建筑物、地下管线以为其他设施必然产生影响，当环境对这类影响的承受能力有限时，必须采取措施以减轻。二、 基坑隔水基坑隔水就是采取隔离地下水的措施，阻止地下水向基坑内流动。主要措施有地下连续墙、连续排列的排柱墙、隔水帷幕、坑底水平封底隔水等。采用隔水应因地制宜，必须查清场区及邻近场地的地层结构、水文地质特征，了解地下水渗流规律、基坑出水量、隔水帷幕及封底底板设计应经过计算分析或结合已有工程