1、基坑降水建筑与土木工程学院1ppt课件u 第一节第一节 概述概述u 第二节第二节 地下水的不良作用地下水的不良作用u 第三节第三节 基坑降水方法基坑降水方法u 第四节第四节 降水设计计算降水设计计算u 第五节第五节 降水施工降水施工u 第六节第六节 降水对环境影响及其防治措施降水对环境影响及其防治措施主主 要要 内内 容容2ppt课件基坑降水目的基坑降水目的为什么进行为什么进行基坑降水？基坑降水？p保证地下结构的安全施工（干作业）保证地下结构的安全施工（干作业）p防止工程事故：流砂、管涌、坑底失稳防止工程事故：流砂、管涌、坑底失稳p提高边坡的稳定性提高边坡的稳定性p减少板桩和支撑的压力减少板桩
2、和支撑的压力p改善基坑和填土的砂土特性改善基坑和填土的砂土特性p工程降水不当引起的工程事故的比例很大工程降水不当引起的工程事故的比例很大第一节第一节 概述概述3ppt课件第二节第二节 地下水的不良作用地下水的不良作用1.1.流土流土 2.2.管涌管涌3.3.接触冲刷与接触流失接触冲刷与接触流失4.4.基坑突涌基坑突涌4ppt课件l定义在向上渗流作用下局部土体表面的隆起、顶穿或粗在向上渗流作用下局部土体表面的隆起、顶穿或粗颗粒群同时浮动而流失的现象。颗粒群同时浮动而流失的现象。l发生地层流土：表层由黏性土与其他细粒土组成的土体或较流土：表层由黏性土与其他细粒土组成的土体或较均匀的粉细砂地层。均匀
3、的粉细砂地层。流砂：颗粒级配均匀而细的粉、细砂，粉土。流砂：颗粒级配均匀而细的粉、细砂，粉土。l工程意义突发性、工程危害大突发性、工程危害大1.流土（砂）5ppt课件l形成原因 水力坡度大，流速大冲动细颗粒使之悬浮水力坡度大，流速大冲动细颗粒使之悬浮 饱和时胶体颗粒吸水膨胀，土颗粒密度下降，能悬浮饱和时胶体颗粒吸水膨胀，土颗粒密度下降，能悬浮流动流动 砂土在振动作用下结构破坏，体积缩小，土颗粒悬浮砂土在振动作用下结构破坏，体积缩小，土颗粒悬浮于水而流动于水而流动l形成条件形成条件 水力坡度大，渗透力超过土颗粒重量使之悬浮时，达水力坡度大，渗透力超过土颗粒重量使之悬浮时，达到临界水力坡度到临界水
4、力坡度1.流土（砂）6ppt课件l防止措施防止措施人工降低地下水位人工降低地下水位 采用地下连续墙截水采用地下连续墙截水设置帷幕设置帷幕 水下开挖水下开挖其他方法：冻结法、化学加固等其他方法：冻结法、化学加固等井点降水防治流砂现象井点降水防治流砂现象7ppt课件定义定义指疏松的砂土层时，地基土在具有一定渗透速度指疏松的砂土层时，地基土在具有一定渗透速度（水力坡度）的水流作用，其细小颗粒被冲走，土中孔（水力坡度）的水流作用，其细小颗粒被冲走，土中孔隙逐渐增大，形成细管状渗流通道，从而掏空地基或坝隙逐渐增大，形成细管状渗流通道，从而掏空地基或坝体，使之变形、失稳，此现象为管涌。体，使之变形、失稳，
5、此现象为管涌。产生条件产生条件土中粗、细颗粒粒径比土中粗、细颗粒粒径比D/dD/d大于大于1010土的不均匀系数土的不均匀系数d d6060/d/d1010大于大于1010两种相互接触土层渗透系数比两种相互接触土层渗透系数比k1/k2k1/k2大于大于2 23 3渗透的水力坡度大于临界水力坡度渗透的水力坡度大于临界水力坡度2.管涌8ppt课件管涌破坏示意图管涌破坏示意图管涌的防治措施管涌的防治措施增加支护桩的入土深度，使渗流路线增加增加支护桩的入土深度，使渗流路线增加人工降低地下水位，改变地下水的渗流方向人工降低地下水位，改变地下水的渗流方向a. 斜坡条件时；斜坡条件时；b. 地基条件时地基条
6、件时1管涌堆积颗粒；管涌堆积颗粒；2地下水位；地下水位；3管涌通道；管涌通道；4渗流方向渗流方向9ppt课件管涌管涌10ppt课件3.接触冲刷与接触流失接触冲刷：接触冲刷：对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均小于等于均小于等于1010，且符合，且符合 ，不会发，不会发生接触冲刷。生接触冲刷。接触流失：接触流失：对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均小于等于均小于等于5 5，且，且 ，不会产生接触，不会产生接触流失；流失；对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均小于等于均小于等
7、于1010，且，且 ，不会产生接，不会产生接触流失；触流失；D D1010，d d1010分别代表较粗和较细一层土的颗粒粒径，小分别代表较粗和较细一层土的颗粒粒径，小于该粒径的土中占总土重的于该粒径的土中占总土重的10%10%1010Dd102070Dd71585Dd511ppt课件突涌形式突涌形式基底顶裂，出现网状或树枝状裂缝，地下水涌入，基底顶裂，出现网状或树枝状裂缝，地下水涌入，带出下部土颗粒带出下部土颗粒基底发生流砂现象，边坡失稳，地基悬浮流动基底发生流砂现象，边坡失稳，地基悬浮流动基底发生类似于基底发生类似于“沸腾沸腾”的喷水现象，使基坑积水，的喷水现象，使基坑积水，地基土扰动地基土
8、扰动4.4.基基坑突涌含义含义当基坑开挖，基底有承压水，承压水顶板厚度小时，当基坑开挖，基底有承压水，承压水顶板厚度小时，水头压力能顶穿基坑底板的现象，称为基坑突涌水头压力能顶穿基坑底板的现象，称为基坑突涌12ppt课件产生条件产生条件wHh4.4.基基坑突涌设置减压井，降低承压水水位。设置减压井，降低承压水水位。当当 时，基坑不时，基坑不产生突涌。产生突涌。防治措施防治措施13ppt课件第三节第三节 基坑降水方法基坑降水方法降水方法的分类明排法明排法井点法井点法轻型井点轻型井点喷射井点喷射井点电渗井点电渗井点引渗法引渗法管井法管井法大口井法大口井法辐射井法辐射井法14ppt课件 井点类型及适
9、用范围井点类型及适用范围井点类型井点类型渗透系数渗透系数降水深度降水深度最大井距最大井距主要原理主要原理单级轻型井点单级轻型井点0.00520 0.00520 m/dm/d3 36 m6 m1.62 m1.62 m地上真空泵或喷射地上真空泵或喷射嘴真空吸水嘴真空吸水多级轻型井点多级轻型井点6 62020喷射井点喷射井点0.005200.005208 820202 23m3m地下喷射嘴真空吸地下喷射嘴真空吸水水电渗井点电渗井点 0.1 0.15 56 6极距极距1m1m钢筋阳极加速渗流钢筋阳极加速渗流管井井点管井井点0.12000.12003 35 520502050单井真空泵、离心单井真空泵、
10、离心泵泵大口径井点大口径井点10250102502525303030503050单井潜水泵排水单井潜水泵排水水平辐射井点水平辐射井点大面积降水大面积降水平管引水至大口井排出平管引水至大口井排出引渗井点引渗井点不透水层下有渗存水层不透水层下有渗存水层打穿不透水层，引至下一存水层打穿不透水层，引至下一存水层15ppt课件降水方法明排法原理16ppt课件降水方法降水方法明排法明排法适用条件适用条件 不易产生流砂、流土、管涌和塌陷等现象的不易产生流砂、流土、管涌和塌陷等现象的粘性土、砂土和碎石土粘性土、砂土和碎石土 基坑地下水位超过基础底板标高不大于基坑地下水位超过基础底板标高不大于2.02.0m m
11、 渗透系数小于渗透系数小于0.50.5m/dm/d，降水深度小于降水深度小于2.02.0m m 单独使用或联合使用单独使用或联合使用17ppt课件降水方法降水方法明排法明排法l排水沟和集水井的设置排水沟和集水井的设置l布置在距拟建建筑物基础边净距布置在距拟建建筑物基础边净距0.40.4m m以外，排水沟离以外，排水沟离开坡脚不小于开坡脚不小于0.30.3m m，在基坑四角或每隔在基坑四角或每隔30304040m m设置设置1 1个集水井（坑）个集水井（坑）l排水沟底面应比挖土面低排水沟底面应比挖土面低0.30.30.40.4m m，集水井（坑）集水井（坑） 比沟底低比沟底低0.50.5m ml
12、沟、井截面根据排量确定：沟、井截面根据排量确定：l基础较深或地下水位较高时，应分层明排或导排法基础较深或地下水位较高时，应分层明排或导排法18ppt课件当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管、导当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管、导水沟等构成明排系统；当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明水沟等构成明排系统；当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时，宜采用导流降水方法。降水井的深度应根据设计降水排时，宜采用导流降水方法。降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。1-1-底层排水沟；底层排水沟；2-2-底层
13、集水井；底层集水井；3-3-二层排水沟；二层排水沟；4-4-二层集水井；二层集水井；5-5-水泵；水泵；6-6-原地下水位线；原地下水位线；7-7-降低后地下水位线降低后地下水位线 19ppt课件基坑明排适用于土层比较密实，坑壁比较稳定基坑明排适用于土层比较密实，坑壁比较稳定（细粒土边坡不易被渗流冲刷而产生塌方），基础（细粒土边坡不易被渗流冲刷而产生塌方），基础埋深较浅，降水深度不大，不易发生流砂、管涌的埋深较浅，降水深度不大，不易发生流砂、管涌的工程。工程。20ppt课件井点法降水根据井型的不同进行分类：井点法降水根据井型的不同进行分类：轻型井点轻型井点喷射井点喷射井点电渗井点电渗井点降水方
14、法降水方法井点法降水井点法降水21ppt课件降水方法降水方法轻型井点轻型井点原理原理适用条件适用条件k=0.005k=0.00520m/d20m/d单级降深：小于单级降深：小于6 6m m二级降深：二级降深： 6 612m12m22ppt课件 在地下水丰富地区，当土的渗透系数为在地下水丰富地区，当土的渗透系数为0.0050.0051m/d1m/d时，常采用轻型井点降水。时，常采用轻型井点降水。23ppt课件24ppt课件轻型井点全貌图轻型井点全貌图25ppt课件二级轻型井点26ppt课件降水方法降水方法轻型井点轻型井点井点设置井点设置 沿基坑周围布置，线状或封闭状，距边坡线不小于沿基坑周围布置
15、，线状或封闭状，距边坡线不小于0.71.2m0.71.2m，井点间距，井点间距0.80.82.402.40m m单排布置双排布置环状布置C形布置27ppt课件降水方法降水方法轻型井点轻型井点主要设备：主要设备：井点管：直径井点管：直径38 38 5555mmmm，长度长度5 5 7 7m m，下端下端1 1 1.71.7m m为滤管，孔眼直为滤管，孔眼直径径12 12 1818mmmm，包滤包滤连接管：胶皮管、钢管、塑料管，连接管：胶皮管、钢管、塑料管，直径直径38 38 5555mmmm集水管：直径集水管：直径100 100 127127mmmm，分节连分节连接，长度接，长度5 5 m m，
16、法兰盘连接，每隔法兰盘连接，每隔0.8 0.8 1.61.6m m设一连接井点管的接头设一连接井点管的接头抽水设备：真空泵抽水设备：真空泵 射流泵射流泵28ppt课件 轻型井点降水系统构成轻型井点降水系统构成 总管总管 井点管井点管 弯连管弯连管29ppt课件 真空泵真空泵30ppt课件 轻型井点降水轻型井点降水 喷射混凝土坡面保护喷射混凝土坡面保护31ppt课件滤管构造滤管构造32ppt课件真空泵原理真空泵原理33ppt课件射流泵原理射流泵原理集水总管集水总管射流器射流器离心泵离心泵压力表压力表循循环环水水箱箱真空表真空表34ppt课件35ppt课件喷射井点喷射井点适用条件适用条件土层渗透系
17、数土层渗透系数K=0.005K=0.00520m/d20m/d降水深度大于降水深度大于6m6m，最大可达，最大可达20m20m井点布置井点布置基本同轻型井点基本同轻型井点井距井距1.51.53m3m成孔直径成孔直径400400600mm600mm36ppt课件电渗井点电渗井点原理原理37ppt课件电渗井点电渗井点适用条件适用条件饱和粘土，特别是淤泥、淤泥质粘土饱和粘土，特别是淤泥、淤泥质粘土配合轻型井点和喷射井点配合轻型井点和喷射井点渗透系数渗透系数K K小于小于0.005m/d0.005m/d布置布置同轻型井点和喷射井点同轻型井点和喷射井点极距极距: :轻型井点轻型井点0.8-1.0m0.8
18、-1.0m；喷射井点；喷射井点1.2-1.5m1.2-1.5m间歇通电：间歇通电：24h24h停停2-3h2-3h38ppt课件引渗井点引渗井点适用条件适用条件当含水层的下层水位低于上层水位，上层含水层的重当含水层的下层水位低于上层水位，上层含水层的重力水可通过钻孔渗入到下部含水层，起混合水位满足力水可通过钻孔渗入到下部含水层，起混合水位满足降水要求时，可采用引渗自降降水要求时，可采用引渗自降通过井孔抽水，使上层含水层的重力水通过井孔引导通过井孔抽水，使上层含水层的重力水通过井孔引导渗入下部含水层，使其混合水位满足降水要求时，可渗入下部含水层，使其混合水位满足降水要求时，可采用引渗抽降采用引渗
19、抽降当采用引渗井降水时，应注意防止有害水质污染下部当采用引渗井降水时，应注意防止有害水质污染下部含水层含水层39ppt课件引渗井点引渗井点布置布置引渗井点可布置在基坑内外引渗井点可布置在基坑内外井距根据引渗实验确定，一般井距根据引渗实验确定，一般210m210m引渗深度宜揭穿被渗层，当深度大时，揭进厚度不引渗深度宜揭穿被渗层，当深度大时，揭进厚度不小于小于3m3m井径井径400600mm400600mm40ppt课件管井法管井法适用范围适用范围井点井点不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂卵石层卵石层，渗，渗透系数大、水量大，降深透系数大、水量大，降深820m820m，潜
20、水或承压水，潜水或承压水含水层厚度大于含水层厚度大于5m5m基岩裂隙和溶洞含水层，厚度可小于基岩裂隙和溶洞含水层，厚度可小于5m5m渗透系数大于渗透系数大于0.1m/d0.1m/d布置原则布置原则基坑开挖上口线基坑开挖上口线1.0m1.0m外外设置观测井设置观测井井径井径600800mm600800mm，井管外径，井管外径400600mm400600mm抽水设备为潜水泵抽水设备为潜水泵41ppt课件管井井点构造管井井点构造粘土沉砂管钢筋焊接管架吸水管滤网小砾石管身吸水管水泵管井井点由两部分组成，管井井点由两部分组成，一是井壁管，一是滤水管。一是井壁管，一是滤水管。井壁管可用直径井壁管可用直径2
21、00200350mm350mm的铸铁管、无砂混凝土管、的铸铁管、无砂混凝土管、塑料管。滤水管可用钢筋焊塑料管。滤水管可用钢筋焊接骨架，外包滤网（孔眼为接骨架，外包滤网（孔眼为1 12mm2mm），长），长2 23m3m（如图），（如图），也可用铸铁管打孔，外缠镀也可用铸铁管打孔，外缠镀锌铅丝。锌铅丝。42ppt课件管井井点构造管井井点构造粘土沉砂管钢筋焊接管架吸水管滤网小砾石管身吸水管水泵降水井宜在基坑外缘采降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应用封闭式布置，井间距应大于大于1515倍井管直径，在地倍井管直径，在地下水补给方向应适当加密；下水补给方向应适当加密；当基坑面积较大、开挖较当基坑
22、面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置深时，也可在基坑内设置降水井。降水井。43ppt课件管井井点构造管井井点构造粘土沉砂管钢筋焊接管架吸水管滤网小砾石管身吸水管水泵降水井的深度应根据设降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能藏分布和降水井的出水能力确定。设计降水深度在力确定。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑基坑范围内不宜小于基坑底面以下底面以下0.5m0.5m。 44ppt课件 基坑放坡大开挖是一种最简单的基坑施工方法，优点是基坑放坡大开挖是一种最简单的基坑施工方法，优点是施工速度快，相对措施费用不高；缺点是周边场地要空旷，施工速度快，相对措
23、施费用不高；缺点是周边场地要空旷，开挖和回填土方量大。放坡坡度的大小与地区土质有关。开挖和回填土方量大。放坡坡度的大小与地区土质有关。 大型基坑放坡大型基坑放坡开挖，坡面喷混凝开挖，坡面喷混凝土保护土保护 管井井点降水管井井点降水45ppt课件 管井井点管管井井点管 管井井点降水是一种常用的降水方法，适用在降管井井点降水是一种常用的降水方法，适用在降水深度要求大，土质的渗透系数在水深度要求大，土质的渗透系数在0.10.1200m/d200m/d。46ppt课件 管井井点施工时，先用小型钻机钻孔或水冲成孔，管井井点施工时，先用小型钻机钻孔或水冲成孔，插入井点管后，在管四周填入砂滤料，井内放入潜水
24、插入井点管后，在管四周填入砂滤料，井内放入潜水泵。泵。 管井的井点管管井的井点管 井的四周填入井的四周填入砂滤料砂滤料47ppt课件48-164ppt课件49-164ppt课件50-164ppt课件大口径井降水大口径井降水l适用条件适用条件第四纪含水层，地下水补给丰富、渗透系数大的砂土第四纪含水层，地下水补给丰富、渗透系数大的砂土和碎石土和碎石土地下水埋藏在地下水埋藏在15m15m以内，含水层厚度大于以内，含水层厚度大于3m3m，施工条，施工条件允许可大于件允许可大于15m15ml布置布置基坑外侧基坑外侧1.0m1.0m，特殊可布置在基坑内，特殊可布置在基坑内配合其他降水配合其他降水井径井径0
25、.8m4.0m0.8m4.0m51ppt课件辐射井降水辐射井降水水平辐射井是由大口径竖井和以其为中心，分水平辐射井是由大口径竖井和以其为中心，分层设置并向四周辐射水平滤水管组成的降水系统。层设置并向四周辐射水平滤水管组成的降水系统。水平滤水管埋置于地下含水层内以截断基坑的外来水平滤水管埋置于地下含水层内以截断基坑的外来水和坑底涌水。地下水以重力形式分层渗入水平滤水和坑底涌水。地下水以重力形式分层渗入水平滤水管集于竖井，用泵将水抽出达到降水目的。水管集于竖井，用泵将水抽出达到降水目的。原理原理52ppt课件辐射井降水辐射井降水l适用条件适用条件粘性土、砂土和碎石土粘性土、砂土和碎石土降水范围大或
26、地面施工困难降水范围大或地面施工困难降水深度大于降水深度大于4m20m4m20ml布置布置尽量使辐射井最大限度控制基坑降水范围尽量使辐射井最大限度控制基坑降水范围含水层薄时，单层，每层含水层薄时，单层，每层6-86-8根；否则多层根；否则多层最下层辐射管应大于最下层辐射管应大于1.0m1.0m辐射管长度宜为辐射管长度宜为2050m2050m，直径，直径50150mm50150mm53ppt课件l降水井的类型降水井的类型按照滤管与不透水层的关系：按照滤管与不透水层的关系：完整井完整井到不透水层到不透水层非完整井非完整井未到不透水未到不透水层层按照是否承压水层：按照是否承压水层：承压井承压井无压井
27、无压井潜水非完整井潜水非完整井承压完整井承压完整井承压非完整井承压非完整井潜水完整井潜水完整井第四节第四节 降水的设计计算降水的设计计算54ppt课件水井的分类水井的分类55ppt课件基本概念：基本概念：水位降深水位降深：从井中抽水时，井周围含水层中的地下水向：从井中抽水时，井周围含水层中的地下水向井中运动，井中和井附近的水位降低。设某点（井中运动，井中和井附近的水位降低。设某点（x,yx,y）的初）的初始水头为始水头为H0(x,y,0)H0(x,y,0)，抽水，抽水t t时间后的水头为时间后的水头为H(H(x,y,tx,y,t) )，则该，则该点的水头降低值为点的水头降低值为s s，s= H
28、0(x,y,0)- H(s= H0(x,y,0)- H(x,y,tx,y,t),),将将 S S称为水称为水位降深，简称降深。位降深，简称降深。水位降落漏斗水位降落漏斗：水位降深：水位降深S S在不同的位置上是不同的，井在不同的位置上是不同的，井中心降深最大，离井越远，降深越小，抽水井周围总体上形中心降深最大，离井越远，降深越小，抽水井周围总体上形成的漏斗状水头下降区；成的漏斗状水头下降区；影响半径影响半径：从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向：从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。距离。56ppt课件降水工程设计降水工程设计降水设计的内容降水设计的内容降水方法的选择降水方法的选择基坑
29、涌水量计算基坑涌水量计算单井涌水量计算单井涌水量计算井距、井数和井深井距、井数和井深井的布置井的布置井身结构设计井身结构设计成井工艺成井工艺抽排水方案抽排水方案沉降预测沉降预测57ppt课件降水工程设计降水工程设计降水方法选择降水方法选择l降水方法选择应考虑的因素降水方法选择应考虑的因素含水层渗透系数含水层渗透系数K K、降深降深h h、含水层厚度等含水层厚度等降水目的含水层与相关含水层的水力关系降水目的含水层与相关含水层的水力关系周边工程或地下构筑物、管线对降水的敏感性周边工程或地下构筑物、管线对降水的敏感性降水面积降水面积多种方法相结合多种方法相结合支护方案支护方案58ppt课件常规降水方
30、法适用条件常规降水方法适用条件59ppt课件Dupuit假设假设（1 1）地下水流向水井处于稳定流动状态；）地下水流向水井处于稳定流动状态；（2 2）地下水呈层流运动，运动规律遵循达西定律；）地下水呈层流运动，运动规律遵循达西定律；（3 3）地下水为缓变流，可将空间流简化为平面流；）地下水为缓变流，可将空间流简化为平面流；（4 4）假定静水位是水平的，降落漏斗的供水边界是圆柱形；）假定静水位是水平的，降落漏斗的供水边界是圆柱形；（5 5）含水层为均质等厚，分布是无限的，隔水层顶、底板是水）含水层为均质等厚，分布是无限的，隔水层顶、底板是水平的；平的；（6 6）水井为完整井。）水井为完整井。降水
31、工程设计降水工程设计基坑涌水量计算基坑涌水量计算60ppt课件完整潜水井完整潜水井取不透水层顶面为取不透水层顶面为x x轴，轴，井轴为井轴为y y轴，则降落漏斗轴，则降落漏斗任意横剖面的面积表达式任意横剖面的面积表达式为：为：2( )Ax ya 在该剖面上的水头梯度为：在该剖面上的水头梯度为：dyidx由达西公式即可得出裘布依微分方程由达西公式即可得出裘布依微分方程：dyQk i AA kdx QQ井的涌水量；井的涌水量；kk渗透系数渗透系数61ppt课件2dyQx y kdx 将（将（a a）式代入可得）式代入可得：积分得：积分得：2ln( )QyxCbk当当x=Rx=R时，时，y=Hy=H
32、，其中，其中R R为影响半径，为影响半径，H H为潜水层厚度，可求得：为潜水层厚度，可求得：2lnCQRk H 代入（代入（b b）式，经整理得：）式，经整理得：22lnlnHyQkRx 62ppt课件当当x=rx=r时，时，y=hy=h（r r为水井半径，为水井半径，h h为井内水位距不透水层距为井内水位距不透水层距离）。离）。令水位降低值令水位降低值S=H-hS=H-h，则得：，则得：(2)lglgHSSQkRr 63ppt课件完整承压井完整承压井取井底不透水层顶面取井底不透水层顶面为为x x轴，井轴为轴，井轴为y y轴，可得轴，可得出流向井的水流任意圆柱出流向井的水流任意圆柱剖面的断面面
33、积剖面的断面面积A A的表达的表达式为：式为：2Ax M 64ppt课件在该剖面上的水头梯度为：在该剖面上的水头梯度为：dyidx由达西公式即可得出裘布依微分方程：由达西公式即可得出裘布依微分方程：2dyQk i Ax M kdx 积分后得：积分后得：2lnM k yQxc 当当x=Rx=R时（时（R R为影响半径），为影响半径），y=Hy=H，代入上式整理得：，代入上式整理得：2()lnk M HyQRx 65ppt课件将式中的自然对数以常用对数代替，则：将式中的自然对数以常用对数代替，则：2.73lgHyQk MRx 当当x=rx=r（r r为井的半径），为井的半径），y=hy=h，令水位
34、降低值，令水位降低值S=H-hS=H-h，则得：，则得：2.73lglgM SQkRr 66ppt课件群井涌水量计算群井涌水量计算各井点在基坑周围同时抽水时，各单井的水位降落漏各井点在基坑周围同时抽水时，各单井的水位降落漏斗相互干扰，为此要考虑群井的相互作用，其总涌水斗相互干扰，为此要考虑群井的相互作用，其总涌水量不等于各个单井涌水量之和。量不等于各个单井涌水量之和。1A2345x2x1x3x5x4第一个单井的水位降落漏斗第一个单井的水位降落漏斗方程：方程：2211111yhlnlnQxrk第第 i 个单井的水位降落漏斗个单井的水位降落漏斗方程：方程：22yhlnlniiiiiQxrk67pp
35、t课件同时抽水同时抽水221122n012yhln+ln+lnnnQQxQxxkrkrkr假定各单井的半径相等，涌水量相近似；假定各单井的半径相等，涌水量相近似；2212n012yhln+ln+lnnxxxQk nrrr 22012nyhlnRRRlnQnrk n 0(2)lglgxHssQkR 1012nnxxxx68ppt课件基坑涌水量计算基坑涌水量计算02ln1ddHssQkRr1.1.均质含水层潜水完整井均质含水层潜水完整井3.3.均质含水层潜水非完整井均质含水层潜水非完整井2200ln1ln10.2mmHhQkhlhRrlr2.2.均质含水层承压水完整井均质含水层承压水完整井5.5.
36、 承压水承压水潜水完整井潜水完整井0M2ln1dsQkRr002ln1ln10.2dM sQkRMlMrlr4.4.均质含水层承压水非完整井均质含水层承压水非完整井2002ln1HMMhQkRr69ppt课件降水工程设计降水工程设计基坑涌水量计算基坑涌水量计算基坑等效半径基坑等效半径0Ar0r降水影响半径降水影响半径 潜水层潜水层 承压水层承压水层2wRsk H10wRsk70ppt课件降水工程设计降水工程设计单井涌水量计算单井涌水量计算轻型井点出水能力轻型井点出水能力规范推荐值：规范推荐值：1.51.52.52.5m m3 3/h/h计算公式：计算公式：3120sqr lK 单井出水能力（单
37、井出水能力（m m3 3/h/h）滤管直径（滤管直径（m m）滤管长度（滤管长度（m m）渗透系数（渗透系数（m/dm/d）qdlK71ppt课件降水工程设计降水工程设计井距、井数、井深井距、井数、井深l井数井数l井距井距1.1Qnq1DLn72ppt课件降水工程设计降水工程设计井距、井数、井深井距、井数、井深Ll1Sh1l2il1i112LhSillS基坑水位降深，m； h1地下水位至集水总管的距离，m；i水力梯度，一般可取0.1；l1管井中心至基坑中心的距离l1=r0；m；l2滤管长度，m，通常取1.21.5m。73ppt课件降水工程设计降水工程设计降低水位预测降低水位预测l潜水完整井稳定
38、流l承压完整井稳定流20121lglg1.366nQSHHRr rrKn0120.3661lglgnQSRr rrM Kn含水层厚度含水层厚度（m m）H各井距基坑中心的距离各井距基坑中心的距离（m m）12nrrr、74ppt课件第五节第五节 降水施工降水施工l井点井点成孔方法：射水法、钻孔法、冲击法成孔方法：射水法、钻孔法、冲击法洗井：压水、压气洗井：压水、压气l管井管井成孔：正反循环、冲击法成孔：正反循环、冲击法洗井：抽水法、气举法洗井：抽水法、气举法75ppt课件第五节第五节 降水施工降水施工76ppt课件第五节第五节 降水施工降水施工77ppt课件第五节第五节 降水施工降水施工78p
39、pt课件第六节第六节 工程降水对环境影响及其防范措施工程降水对环境影响及其防范措施l分层总和法分层总和法l简易算法简易算法0.10.2101niiiiiSPhe 地面最终沉降量地面最终沉降量各土层压缩系数各土层压缩系数各土层起始孔隙比各土层起始孔隙比降水产生附加压力降水产生附加压力土层厚度土层厚度S0.1 0.2i0 ieiPih0.1 0.2PHSE 降水产生自重附加压力降水产生自重附加压力降水深度降水深度PH各各降水范围土层压缩模量降水范围土层压缩模量0.1 0.2E2wHP 水的重度水的重度w79ppt课件回灌系统布置回灌系统布置80ppt课件回灌井点水位图回灌井点水位图81ppt课件例
40、题【2011年下午23题】某基坑开挖深度10m，地面以下2m为人工填土，填土以下18m厚为中、细砂，含水层平均渗透系数k=1.0m/d；砂层以下为黏土层，地下水位在地表以下2m。已知基坑的等效半径r0=10m，降水影响半径R=76m，要求地下水位降到基坑地面以下0.5m，井点深为20m，基坑远离边界，不考虑周边水体的影响。计算该基坑降水的涌水量82ppt课件该基坑降水属于潜水完整井：Sd=10+0.5-2=8.5m，H=18m，R=76m，r0=10m，k=1.0m/d;涌水量：302218-8.58.5=3.141.0341.176ln1ln110ddHssmQkdRr83ppt课件基坑开挖
41、深度为6m，土层依次为人工填土、黏土和砾砂，黏土层： 砂层中承压水头高度为9m。基坑底至含砾粗砂层顶面的距离为4m。抗突涌安全系数取1.2，为满足抗承压水突涌稳定性要求，场地承压水最小降深为多少。3=19/20,20okNmckP a，。基坑开挖深度最大为多少84ppt课件1.29mwdh当上部为不透水层，坑底有承压水时，坑底的抗渗流稳定性可以表示为：1941.2109h得2.67hm85ppt课件【2012年下午21题】某基坑开挖深度8m，其基坑形状及场地地层如图所示，基坑周边无重要构建物及管线。粉细砂层渗透系数为 ，在水位观测孔中测得该层地下水水位埋深位0.5m。为确保基坑开挖过程中不至发
42、生突涌，拟采用完整井降水措施（降水井管井过滤器半径设计为0.15m，过滤器商都与含水层厚度一致），将地下水水位降到基坑地面以下0.5m，估算本基坑降水时需要布置的降水井数量-21.510/cms86ppt课件该基坑降水属于承压水完整井：Sd=8.5-0.5=8.0m，涌水量：单井出水量：井数：30128.02=23.1412.963393.3360ln1ln140dM smQkdRr-21.510/12.96/kcmsmd2075203040.03.14Arm10101012.9636010,10 mwwRskmsm取3321201203.140.151212.961593.1smqrlkd1
43、.13393.31.12.34,n31593.1Qnq取87ppt课件【2018年下午18题】某基坑长96m，宽96m，开挖深度为12m，地面以下2m为人工填土，填土以下22m厚的中细砂，含水层的平均渗透系数为10m/d，砂层以下为黏土层，地下水位在地表以下6m，施工时拟在基坑外周边距基坑边2.0m处布置井深18m的管井降水，降水维持期间，基坑内地下水水力坡度为1/30，管井过滤器半径为0.15m，要将地下水水位降到基坑地面以下0.5m，估算本基坑降水至少需要布置多少口降水井88ppt课件该基坑降水属于潜水非完整井：Sd=12-6+0.5=6.5m，H=24-6=18m；涌水量：2200223ln1ln10.21811.5=3.1410268.3314.753.6214.75ln1ln10.256.433.6256.433157.69mmHhQkhlhRrlrmd-21.510/12.96/kcmsmd2010056.433.14Arm22101018268.3310,10 mwwRskHmsm取160.556.438.3830wsm118120.556.433.6230lm89ppt课件单井出水量：井数：3331201203.140.153.6210440.8smqrlkd1.13157.691.17.88,n8440.8Qnq取90ppt课件谢谢91ppt课件
