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1、6-2-8地下水控制基坑工程中的降低地卜.水亦称地卜水控制,即在基坑工程旗工过程中,地F水要满足支护结构和挖土施工的要求,并I1.不因地下水位的变化,对基坑周闹的环境和设施带来危害。6-2-8-1地下水控制方法选择在软上地区基坑开挖深度超过3m,一般就要用井点降水。开挖深度浅时,亦可边开花边用排水沟和集水井进行集水明排。地下水控制方法有多种,其适用条件大致如表6-123所示,选择时根据士必情况、降水深度、周围环境、支护结构种类等综合考虑后优选。当因降水而危及基坑及周边环境安全时,宜采用被水或回灌方法。地下水控制方法适用条件表6-I23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
2、明排填土、粉土、粘性土、砂土7-20.05上层海水或水责不大的潜水降水真空井点0.1-20.0单级V6多级20喷射井点0.1-20.05含水丰富的潜水、承压水、裂隙水截水粘性土、粉土、砂上、碎石土、岩溶土不限不限回源雄土、粉土、砂上、碎石土0.1.2,0不限当基城底为隔水展且乂底作用有承压水时,应进行坑底突涌验算,必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施,保证坑底土层稳定。否则一旦发生突涌,将给施工带来极大麻烦。6-2-8-2基坑涌水计算根据水井理论,水井分为潜水(无压)完整井、潜水(无压)非完整井承压完整井和承压非完整井。这几种井的涌水量计兑公式不同。1.均质含水层潜水完整井基坑涌水晶计算根据
3、基坑是否邻近水源,分别计算如下:(I)基坑远离地面水源时(图6168a)Q=13662吐1S(6-124)g(1.+-)ro式中Q基坑涌水51:K土填的渗透系数;H一一潜水含水层厚度:S一基坑水位降深:R一降水影响半径;宜通过试验或根据当地经验确定,当基坑安全等级为二、三级时,对潜水含水层按下式计算:R=251T6-125)对承压含水层按卜式计算:R=IOSJi(6-126)k一一土的渗透系数;n,一一基坑等效半径:当基坑为网形时,基坑等效半存取圆半径。当基坑非圆形时,对矩形基坑的等效半径按下式计算:H)=O.29(a+b)(6-127)式中a、b一一分别为基坑的长、短边。对不规则形状的基坑,
4、其等效半径按下式计算:式中A一一基坑面积。(2)基坑近河岸(图6.168b)Q=1.366.(2;S)S(b05/i)(6-129),2b-%(3)基坑位于两地表水体之间或位于补给区与排泄区之间时(图6-I68CO=1366(2-S)SQ.f2(ft,+,)11(b1.-b.)1.g!-cos!程2(fr1.+)(6-130)Q=2-73iRiM1.g(1.)+-1.g(1.+0.2)图6770均质含水层承压水完整井涌水量计算简图基坑远高地面水源:(b)基坑近河岸;(c)基坑位于两地表水体之间4 .均质含水层承压水非完整井基坑涌水是计算(困6-171)(6-139)图6771均质含水层承压水非
5、完整井涌水计算筒图5 .均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水盘计算q=1.366人也也”(6-140)图6772均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算简图6-2-8-3集水明排法在地卜.水位较高地区开挖基坑,会遇到地卜冰问题。如涌入基坑内的地卜.水不能及时排除,不但土方开挖困难,边坡易r塌方,而且会使地基被水浸泡,扰动地基上,造成竣工后的建筑物产生不均匀沉降。为此,在基坑开挖时要及时排除涌入的地下水。当基坑开挖深度不很大,基坑涌水量不大时.,集水明排法是应用最广泛,亦是最简单、经济的方法。1 .明沟、集水井排水明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟,在基坑四角或每隔307Om设
6、置集水井,使基坑渗出的地下水通过扑水明沟汇集于集水井内,然后用水泵将其排出基坑外(图6/73)。1图6773明沟集水井排水方法1排水明沟;2集水井:3圈心式水系:4-设符桩础或建筑初期础边线;工原地卜水位雄;&降低后地卜水位线排水明沟宜布置在拟建建筑基础边04m以外,沟边缘离开边坡坡脚应不小于03排水明沟的底面应比挖土面低030.4m,集水井底而应比沟底面低0.5m以上,并随基坑的挖深而加深,以保持水流畅通。沟、井的威面应根据排水量踊定,基坑排水量V应满足卜.列要求:V1.5G(6-141)式中Q一基坑总涌水量,按6-2-8-2节提供的方法计算。明沟、集水井排水.视水量多少连续或间断抽水,直至
7、基础施工完毕、回填士为止。当基坑开挖的土层由多种土组成,中部夹有透水性能的砂类土,基坑侧壁出现分层渗水时,可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统,分层阻截和排除上部土层中的地下水,避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方(图6-174)。图6774分层明沟、集水井排水法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原地下水位规:7-降低后地下水位线2 .水泵选用集水明排水是用水泵从集水井中排水,常用的水泵有潜水泵、离心式水泵和泥浆泵,其技术性能如表6-124、表6-125、表6/26和表6-127所示。排水所需水泵的功率按下式计算:N=逊(6.1
8、42)75TJ1.rI,式中Ki安全系数,一般取2;Q基坑涌水员(mVd):H包括扬水、吸水及各种阻力造成的水头损失在内的总高度(m);I水泵效率,0.4-0.5:112动力机械效率,0.75).851一般所选用水泵的排水量为塘坑涌水量的1.52.O倍。潜水泵技术性能表6-124堂号漉地(m)扬程电机功率(kw)转速电流电压(V)QY-3.5I(X)3.52.228(X)6.5380QY-76572.228006.5380QY-1525152.228006.5380QY-25!5252.228006.5380JQB-1.5-610-22.528-202.228005.7380JQB-2-IO1
9、5-32.521-122.228005.7380JQB-4-3I50-908.24.72.2285.7380JQB-5-690-1205.1-3.12.228005.73807.5JQB8-972884.57.5-380I.5JQB2-IO18141.5*-3802Z615254.0-380JTS-2-IO25152,229005.4-B型离心水泵主要技术性能表6-125水泵型号流量:(m1.h)扬程(m)吸程(m)电机功率(kW)kg)11B-767420.3-14.06.6F01.517.02B-3I10-3034.5-24.08.2-5.74.037.()2B-191N2521.076.
10、08.0-).02.219.()3B-I932.4-52.221.5-15.66.2-5.04.023.03B-3330-5535.5-28.86.73.07.540.03B-5730-7062.074.57.7-I.717.070.04B-1554-9917.6-10.05.05.527.04B2065-11022,677.15.010.051.64B-356512037.7-28.06.73.317.048.04B-5I7012059.0-43.05.O-3.530.078.04B-9I65-13598.0-72.57.1-4().()55.089.06B13126-18714.3-9.6
11、5.95.010.088.06B-20110-20022.7-17.18.57.017.0104.06B-33110*20036.5-29.26.6-5.230.0117.08B-I3216-32414.5-11.05.5-4.517.0111.08BI822036020.0-14.06.25.022.0-OoOOaROos图6-181管井构造1-水井管:2-1.Mmm钢筋焊接竹架:36nmX30mm帙环25Omm:4-10号铁丝垫筋25Omm焊于管骨架上,外包孔眼1.2mm铁丝:5沉砂管;6木塞:7.吸水管:8-M*200mm帆管:9-拈孔:芬填拈土:充砂砾:12-抽水设备1)井点构造与设备
12、海水井管卜部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架,外包孔眼为2mm滤,长23m,上部井管部分用直径20Omm以上的钢管、塑料管或混凝土管。吸水管用直径5O-100mm的钢管或胶皮管,插入混水井管内,其底端应沉到管井吸水时的最低水位以下,并装逆止阀,上端装设带法兰盘的短钢管一节。水泵采用BA型或B型.流5;:1025m3h离心式水泵。每个井管装置台,当水泵排水量大于单孔灌水井涌水量数是时,可另加设集水总管将相邻的相应数是的吸水管连成一体,共用一台水泵。2)管井的布置沿基坑外围四周呈环形布置或沿基坑(或沟槽)两(W或单侧呈直线形布图6T82深井井点构造(八)则管深井井点;(b)无砂混凝土管深井井点I-井
13、孔;2-井口(粘土封口33-6300J75mm井管:4潜水电泵:5-过一段(内填碎石):6港:7-导向段:8开孔底板(下铺、):/50mm出水管:IO电缆:I1.-小砾石或中粗砂:12.中粗砂:135O-75mm出水总管:142Omm厚钢板井门井管井管由漉水管、吸水管和沉砂管三部分组成。可用钢管、塑料管或混凝土管制成,管径一般为30Omm,内径宜大于潜水泵外径50mm.a.滤水管(图6-183)在降水过程中,含水层中的水通过该管滤将土、眇过滤在外,使地下清水潦入管内。港水管长度取决于含水层厚度、透水层的渗透速度和降水的快慢,一般为39m。通常在钢管上分三段轴条(或开孔),在轴条(或开孔)后的管壁上焊巾6mm垫筋,与管壁点焊,在垫筋外螺旋形缠绕12号铁丝(间距Imm),与垫筋用锡焊焊牢,或外包IO孔c11和14孔/cm?镀锌铁丝两层或尼龙。图6783深井滤水管构造I-钢管:2-轴条后孔:3-6mmfft筋:4-缠绕12号铁丝与钢筋锡焊焊牢当土质较好,深度在15m内,亦可采用外径38O6OOmm,壁厚5060mm,长1.21.5m的无砂混凝土管作