深基坑工程7-地下水控制

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1、8.1概述基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。第八章地下水控制（1）地下水的埋藏条件地下水按埋藏条件可分为上层滞水、潜水和承压水三种。上层滞水是指埋藏在地表浅处或局部隔水层（透镜体）的上部、且具有自由水面的地下水。潜水是指埋藏在地表以下第一个稳定的隔水层以上且具有自由水面的地下水承压水是指充满于两个隔水层之间的地下水承压井地下水示意图湖自流井潜水位潜水井隔水层承压水潜水基岩（岩浆岩）隔水层（2）地下水位实测水位：初见水位、稳定水位历年最高水位（3）动水力、流砂、管涌静水压

2、力与动水力：静水（不流动的水）作用在水中物体上的力称为静水压力；而流动的水（地下水，或渗流）对单位体积土的骨架作用的力称为动水力，又称渗透力。临界水力梯度：渗透力恰好等于土的有效重度时的水力梯度，称为临界水力梯度可用渗流的水力梯度i和土的临界水力梯度icr来判断是否会发生流砂，若iicr则会发生流砂现象。设计时不仅应保证i

3、，这对于工程是有利的；反之，如渗流方向由下向上，此时动水力方向与重力相反。当动水力j在数值上等于土的有效重度时γ/，土粒处于悬浮状态，砂土随水流动，这种现象称为流砂。流砂常发生在细砂、粉砂和粉土中。管涌，又称为潜蚀，指当地下水流动的水力梯度很大时，渗流从层流变为紊流，此时动水力可把土体粗粒孔隙中填充的细粒土冲走，破坏土的结构，这种现象，称为管涌或潜蚀。长期潜蚀的结果，会形成地下土洞，土洞由小逐渐扩大，可导致地表沉陷。流砂与管涌的判别——渗透变形的形式与土的类别、颗粒级配以及水力条件等因素有关粘性土由于粒间具有粘聚力，粘结较紧，一般不出现管涌而只发生流砂破坏；一般认为不均匀系数Cu<10的匀

4、粒砂土，在一定的水力梯度下，局部地区较易发生流砂破坏对Cu>10的砂和砾石、卵石，分两种情况:1.当孔隙中细粒含量较少（小于30%）时，由于阻力较小，只要较小的水力坡降，就易发生管涌2.如孔隙中细粒含量较多，以至塞满全部孔隙（此时细料含量约为30%－35%），此时的阻力最大，一般不出现管涌而会发生流土现象基坑开挖面是地下水位以下的饱和粉土粉砂，采用轻型井点降水，降水后的粉土粉砂面干爽得可穿皮鞋走上去。水库副坝产生管涌管涌造成稻田被冲毁(4)地下水控制方法简述方法名称土类渗透系数/m/d降水深度/m水文地质特征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土7<20.0<5上层滞水或水量不大的潜水降水轻型井

5、点0.1～20.0<20管井粉土、砂土、碎石土、可熔岩、破碎带1.0～200.0>5含水非富的潜水、承压水、裂隙水截水粘性土、粉土、砂土、碎石土、可熔岩、破碎带回灌填土、粉土、砂土、碎石土0.1～2008.2基本降水方法(1)集水明排:排水沟和集水井1）排水沟和集水井宜布置在基坑底部与基础边缘净距0.4m以外，排水沟边缘离开坡脚不应小于0.3m；在基坑四角或每隔30—40m应设一个集水井；2）排水沟底面应比挖土面低0.3—0.4m，集水井底面应比沟底面低0.5m以上。1-排水明沟；2-集水井；3-离心式水泵；4-设备基础或建筑物基础边线；5-原地下水位线；6-降低后地下水位线当基坑侧壁出现

6、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。1-底层排水沟；2-底层集水井；3-二层排水沟；4-二层集水井；5-水泵；6-原地下水位线；7-降低后地下水位线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），基础埋深较浅，降水深度不大，不易发生流砂、管涌的工程。（2）轻型井点法此法主要是利用“下降漏斗”。当在井内抽水时，井中的水位开始下降，周围含水层的地下水流向井中，经一段时间后达到稳定，水位就形成了向井弯曲的下降曲线。

7、地下水位逐渐降低到坑底设计标高以下。使施工能在干燥无水的情况下并行。轻型井点系统由井点管（直径50mm的钢管）、连接管、集水总管及抽水设备等组成。一般是沿基坑周边以一定间距（计算确定）埋入井点管，在地面上用水平铺设的集水总管将各井点管（下端为滤管）连接起来，在一定位置设置离心泵和水力喷射器，离心泵驱动工作水，当水流通过喷嘴时形成局部真空，地下水在真空吸力作用下经滤管进入井管，然后经集水总管排出。轻型井点降水一般适用于粉、