降水工程课件

1、2022-2-2215.1 概述概述5.1.1 降水的作用降水的作用 通过明沟排水、井点降水使要开挖的基坑地下通过明沟排水、井点降水使要开挖的基坑地下水位降低至基坑底面以下，其主要作用是：水位降低至基坑底面以下，其主要作用是：（1）使基坑开挖、基础和地下室施工在疏干条件下）使基坑开挖、基础和地下室施工在疏干条件下进行；进行；（2）使开挖基坑边坡稳定，防止流砂和坍塌发生；）使开挖基坑边坡稳定，防止流砂和坍塌发生；（3）加速软土地基的固结，提高地基强度、承载力、）加速软土地基的固结，提高地基强度、承载力、降低沉降量；降低沉降量；（4）降低地下承压水的水头值；）降低地下承压水的水头值；（5）减少支护

2、桩墙的侧压力。）减少支护桩墙的侧压力。5.1.2 降水发展概况降水发展概况 降水有近百年的历史，降水有近百年的历史，1896年，德国柏林地年，德国柏林地铁工程首先采用深井进行降水；铁工程首先采用深井进行降水；1928年，美国年，美国公司开始生产井点降水系统的有关设备；公司开始生产井点降水系统的有关设备；1936年，德国萨尔兹脱铁路边坡工程首先采用；电渗年，德国萨尔兹脱铁路边坡工程首先采用；电渗井点进行降水；井点进行降水；1952年，我国上海市在基坑开年，我国上海市在基坑开挖工程中，首先采用喷射井点进行降水。挖工程中，首先采用喷射井点进行降水。 5.1.3 降水基本方法降水基本方法 1、止水法、

3、止水法 （1）冻结法；（）冻结法；（2）灌浆法；）灌浆法； 2、排水法、排水法 （1）明沟排水；（）明沟排水；（2）井点降水；）井点降水；5.1.4 流砂现象的判断流砂现象的判断（1）流砂现象的原因：当地下水的动水压力地基土）流砂现象的原因：当地下水的动水压力地基土的浮容重时，土颗粒失重，处于悬浮状态，将的浮容重时，土颗粒失重，处于悬浮状态，将随渗流的水一起流动，就产生流砂。随渗流的水一起流动，就产生流砂。（2）易发生流砂的地层：土颗粒细、均匀、饱和状）易发生流砂的地层：土颗粒细、均匀、饱和状态、孔隙率大、夹砂层等。态、孔隙率大、夹砂层等。（3）流砂发生的后果：）流砂发生的后果：轻微的，部分细

4、砂穿过板桩之间缝隙涌入基坑；轻微的，部分细砂穿过板桩之间缝隙涌入基坑；中等的，坑底冒砂（泉眼），有细小排水沟；中等的，坑底冒砂（泉眼），有细小排水沟；严重的，基底翻砂，严重坍塌。严重的，基底翻砂，严重坍塌。（4）室内判断分析流砂：）室内判断分析流砂：5.2 明沟排水明沟排水 5.2.1 方法及适用条件方法及适用条件1、明沟排水方法、明沟排水方法 用水泵通过明沟或渗渠、集水井等将基坑开挖底用水泵通过明沟或渗渠、集水井等将基坑开挖底面的地下水排走。面的地下水排走。 2、适用条件、适用条件（1）土层比较密实，坑壁较稳定，基础埋深浅，）土层比较密实，坑壁较稳定，基础埋深浅，降水深度小；降水深度小； (

5、2) 明排时，坑底不会发生流砂、管涌的工程。明排时，坑底不会发生流砂、管涌的工程。以上以上2条不满足，就需进行支护和井点降水。条不满足，就需进行支护和井点降水。 5.2.25.2.2 明沟排水工艺及要求明沟排水工艺及要求 （1）基坑坡底设置排水沟 沟宽m3 . 0，沟深m5 . 03 . 0，坡度%2 . 0%1 . 0，距坡脚m3 . 0。 （2）基坑四角每隔 3040m 设置一集水井，井直径m8 . 05 . 0，井比排水沟深 0.51.0m； （3）随基坑开挖加深，集水井、排水沟同步加深； （4）抽出的水不能回渗。 （1 1）基坑总涌水量计算）基坑总涌水量计算 )4lg185. 11 (

6、57. 125. 6lg)2(366. 1000mRmrkSrrRSHkSQ （dm /3） 式中：0r基坑底面换算半径， 40bar 或或 Aro565. 0 S基坑底距降水稳定水为差，S=0.51.0m； R抽水影响半径； k渗透系数，取均值 m/d； （2 2）抽水总功率计算）抽水总功率计算 21075QHKN （kW） 式中：K安全系数，取 2.0； 0H水头总损失，SHH0； 1水泵效率，0.40.5； 2动力机械效率，0.750.85； Q基坑总涌水量，hm /3。 5.3.1 5.3.1 轻型井点轻型井点 采用真空系统抽水，适合于渗透系数dmk/0 . 11 . 0的地层。 一级

7、降水最大降深 36m； 二级降水最大降深 59m。 5.3.2 5.3.2 喷射井点喷射井点 将喷射器下入井管下端，靠送入的工作水流在喷射器形成真空，将地下水排出。 喷射井点喷射井点适合于渗透系数dmk/201 . 0的地层。 5.3.3 5.3.3 电渗井点电渗井点 对于dmk/1 . 0的地层，为加速降水，可加设电极。即在距井管附近插入金属棒为阳极，井管为阴极，可提高降水 20 倍。 5.3.4 5.3.4 管井井点管井井点 对于dmk/1的地层，可采取一泵一井的降水井点，其降深m5。 抽水可采用离心泵、潜水泵、深井泵等。 5.3.5 联合井点联合井点 以上两种或两种以上降水方法结合起来以

8、上两种或两种以上降水方法结合起来使用，可提高降水效率。使用，可提高降水效率。（1）喷射与电渗井点组合；）喷射与电渗井点组合；（2）轻型与电渗井点组合；）轻型与电渗井点组合；（3）管井与电渗井点组合；）管井与电渗井点组合；（4）轻型与管井井点组合。）轻型与管井井点组合。5.4 井点降水工程设计井点降水工程设计5.4.1 基坑总涌水量的计算基坑总涌水量的计算无压完整井无压非完整井承压完整井5.4.1 基坑总涌水量的计算基坑总涌水量的计算 1 1、基坑总涌水总涌水量、基坑总涌水总涌水量 （1 1）潜水完整井）潜水完整井 00lg)2(366. 1XRSSHkQ （2 2）潜水非完整井）潜水非完整井

9、4000000025 . 0lglg)2(366. 1hlhhXlXRSSHkQ （3 3）承压完整井）承压完整井 00lg73. 2XRkMSQ （4 4）承压非完整井）承压非完整井 4000000025 . 0lg73. 2MlMMXlXRSkMQ 5.4.1 基坑总涌水量的计算基坑总涌水量的计算2、群井互阻问题、群井互阻问题 各井点运行时，总涌水量将比理论计算值减少一些，即出现群井互阻问题；此时，应估算流场内任一点的水位降是否满足设计要求。3、大井引用半径计算、大井引用半径计算FX 0；或40baX；或nnrrrrrX.43210 4 4、抽水影响半径、抽水影响半径 （1）潜水地层：KH

10、SR2；或kHTXR220 （2）承压水地层：kSR10 5.4.1 基坑总涌水量的计算基坑总涌水量的计算5、抽水影响深度 lss 0.2 0.3 0.5 0.8 )(00MH 1.3)(ls 1.5)(ls 1.7)(ls 1.85)(ls 5.4.2 单井抽水量、井数和井距的确定单井抽水量、井数和井距的确定1 1、单井抽水量、单井抽水量 （1 1）按含水层强弱计算）按含水层强弱计算 软弱含水层：Hikrqw5 . 2 （dm /3） ； 一般含水层：3130klrq （dm /3） （2 2）按井点类型计算）按井点类型计算 轻型井点：hmq/5 . 25 . 13 喷射井点：ikDHq （

11、dm /3） 管井井点：24ldq；或152KrLq （dm /3） 式中：经验系数，1.01.5； i 水力坡度，开始时取i1.0,降水正常时取12151i； l 过滤器浸水长度，1.03.5m； wr降水井半径； r过滤器半径； 5.4.2 单井抽水量、井数和井距的确定单井抽水量、井数和井距的确定2 2、井数确定、井数确定 初选qQn ，再增加 1020%，基坑四角及迎水面加密 48 个； 最终 nn15. 1)84( 3 3、井间距确定、井间距确定 nbab15. 1)(2；lb)105(；且db15（d滤水管直径） 。 5.4.3 5.4.3 渗透系数的确定渗透系数的确定 渗透系数k由

12、室内渗透试验和野外抽水确定；亦可查规范取值。 5.5 井点布置井点布置5.5.1 5.5.1 井点的平面布置井点的平面布置 （1）包围基坑四周布置； （2）板桩内侧布置； （3）基坑内补充布井或施工袋装砂井。 5.5.2 5.5.2 井点的剖面布置井点的剖面布置 （1 1）按基坑降水曲线（剖面图）计算井管及过滤器长度）按基坑降水曲线（剖面图）计算井管及过滤器长度 11LLiLhHHSg （2 2）计算电渗井点井管与电极棒的间距：）计算电渗井点井管与电极棒的间距：IVLD100 （3 3）计算电极所需总功率：）计算电极所需总功率：1000VIFN 5.5.3 5.5.3 总管及其它总管及其它 （

13、1 1）总管：）总管：1/3001/500 流向抽水泵的坡度；尽量靠进抽水泵。 （2 2）观测孔的设置：）观测孔的设置：观测基坑和邻建物的水位变化。 （3 3）减压井的设置：）减压井的设置：基坑底有承压水的地层需减压。 5.6 降水设备与管具降水设备与管具 5.6.1 成孔设备成孔设备 可用冲击、螺旋、回转钻进（正、反循环）、潜水电钻、人力钻、钻斗、冲抓锥等进行降水井的成孔施工。5.6.2 井点设备与管具（详见表）井点设备与管具（详见表）（1）轻型井点设备及管具；（2）喷射井点设备及管具；（3）电渗井点设备及管具；（4）管井井点设备及管具。5.7 降水工程施工降水工程施工5.7.1 成孔方法与

14、机具成孔方法与机具（1）导杆式水冲法；（2）套管式水冲法5.7.2 成井工艺成井工艺（1）冲孔换浆；（2）井管安装；（3）填砾；（4）孔口封闭止水;（5）试抽水5.7.3 井点运行及管理井点运行及管理 井点运行及管理井点从开始抽水到终结降水井点各种工作。 5.7 降水工程施工降水工程施工5.7.4 施工要点施工要点（1）认真了解场地的水文地质、工程地质条件；（2）尽量降低泵组安装高程，严格检查真空系统的真空度；（3）重要工程，需埋设观测设备、仪器等；（4）电渗井点、管井井点等控制好电极埋深、井泵下入深度.5.8 降水对邻建物的影响及预防措施降水对邻建物的影响及预防措施5.8.1 影响后果影响后果地基不均匀下降，基础偏沉，建筑物变形。5.8.2 预防措施预防措施（1）减少基坑周围的静、动荷载；（2）缩短抽水周期；（3）保证足够的填砾厚度；（4）进行围幕灌浆加固保护邻建物；（5）在基坑内侧设置井点；（6）采取回灌技术。作业27-1 某降水工程，降水面积为 5050m