地下水控制.ppt
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逆逆作作法法1.4地下水控制地下水控制P121-1341地下水流的基本性质地下水流的基本性质2地下水控制方法地下水控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工地下水控制的定义地下水控制的定义基坑工程中的降低地下水亦称为地下水控制。
即：
在基坑工程中的降低地下水亦称为地下水控制。
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基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设要求，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。
施带来危害。
1.动水压力和流砂动水压力和流砂11）地下水的分类：
地下水的分类：
一、地下水流的基本性质一、地下水流的基本性质地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工1潜水2无压层间水3承压层间水4不透水层地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。
称的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。
称为为流砂现象流砂现象。
流砂发生后，土完全丧失。
流砂发生后，土完全丧失承载力承载力，土体边挖边土体边挖边冒冒，施工条件，施工条件极端恶化极端恶化，基坑难以达到设计深度基坑难以达到设计深度。
严重时会。
严重时会引起基坑引起基坑边坡塌方边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。
2）流砂现象流砂现象广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m。
图为砂包封堵抢险现场地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工产生流砂的原因产生流砂的原因内因：
内因：
取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。
因此，流砂现象极易发生在流砂现象。
因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂细砂、粉砂和和亚粘土亚粘土中，中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。
但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。
流砂-基坑满目狼籍流砂支挡强行施工地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工外因：
外因：
是地下水在土中渗流所产生的是地下水在土中渗流所产生的动水压力动水压力的大小的大小，动水压力，动水压力GD为：
为：
式中：
式中：
I水力坡水力坡度度（I=（h1-h2）/L）；h1h2水位差；水位差；W水的重度。
水的重度。
当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，较大时，动水压力也愈大，当当GD（土的浮重）时（土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象流砂现象。
地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工防治流砂：
减小或消除动水压力防治流砂：
减小或消除动水压力防治原则：
防治原则：
“治流砂必先治水治流砂必先治水”。
流砂防治的主要途流砂防治的主要途径径一是一是减小或平衡动水压力减小或平衡动水压力；二是；二是截住截住地下地下水流；三是水流；三是改变改变动水压力的方向。
动水压力的方向。
防止流砂的防止流砂的措施措施降低地下水位；降低地下水位；消除动水压力；消除动水压力；支护结构；支护结构；冻结法；冻结法；一、地下水流的基本性质一、地下水流的基本性质地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工流砂的防治方法：
流砂的防治方法：
水下挖土、冻结、枯水期施工、抢挖、加设支护、水下挖土、冻结、枯水期施工、抢挖、加设支护、井点井点降水降水、打板桩、打板桩3）渗透系数）渗透系数K计算水井涌水量的重要参数计算水井涌水量的重要参数渗流：
水在土中的流动渗流：
水在土中的流动流线：
水点运动的轨迹流线：
水点运动的轨迹当水运动时，流线互不相交为层流，若流线相当水运动时，流线互不相交为层流，若流线相交为紊流。
其中层流中涌水量的计算为交为紊流。
其中层流中涌水量的计算为v=KI一、地下水流的基本性质一、地下水流的基本性质地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工1.地下水控制的地下水控制的方法方法选择选择1）当基坑当基坑开挖深度较大开挖深度较大时，采用时，采用井点降水井点降水。
2）当基坑开挖深度当基坑开挖深度较浅较浅时，可采用时，可采用排水沟和集水井排水沟和集水井进行集水明排。
进行集水明排。
此外，方法的选择还需根据土层情况、降水深度、此外，方法的选择还需根据土层情况、降水深度、周围环境和支护结构等综合考虑之后再做出选择，周围环境和支护结构等综合考虑之后再做出选择，具体可参考具体可参考P124表表1-17。
注意：
注意：
当基坑底为隔水层且有承压水作用时，应进当基坑底为隔水层且有承压水作用时，应进行突涌验算。
行突涌验算。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工2.2.涌水量的计算涌水量的计算根据水井理论，水井分为潜水（无压）根据水井理论，水井分为潜水（无压）完完整井、潜水（无压）非完整井、承压完整井、承整井、潜水（无压）非完整井、承压完整井、承压非完整井四种情况。
不同的情况下，涌水量的压非完整井四种情况。
不同的情况下，涌水量的计算公式也不尽相同。
计算公式也不尽相同。
具体计算公式推导自学。
具体计算公式推导自学。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工3.集水明排法集水明排法1）适用范适用范围当当基坑开挖深度不很大基坑开挖深度不很大，基坑涌水量不大基坑涌水量不大时可使可使用集水明排法，用集水明排法，简单而又而又经济。
2）做法做法明沟、集水井排水多是在基坑的两明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周或四周设置置排水明沟，在基坑四角或每隔排水明沟，在基坑四角或每隔30-40m设置集水井，置集水井，使基坑渗出的地下水通使基坑渗出的地下水通过排水明沟排水明沟汇集于集水井内，集于集水井内，然后用水然后用水泵将其基坑外。
将其基坑外。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工3）水水泵的的选择集水井明排水是用水集水井明排水是用水泵从集水井中排水，常用的从集水井中排水，常用的水水泵有有潜水潜水泵、离心式水离心式水泵和和泥泥浆泵。
根据排水所需。
根据排水所需水水泵的功率的功率选择水水泵的种的种类和型号。
和型号。
注意：
注意：
a.所所选的水的水泵的排水量的排水量为基坑涌水量的基坑涌水量的1.5-2.0倍。
倍。
b.当基坑开挖的当基坑开挖的土土层由多由多层土土组成，中成，中间夹有透水有透水性的砂性的砂类土土，基坑，基坑侧壁出壁出现分分层渗水渗水时，必，必须在基坑在基坑的的边坡上按不同高坡上按不同高层分分层设置明沟和集水井构成明沟置明沟和集水井构成明沟排水系排水系统，分分层阻截以防止基坑下部阻截以防止基坑下部边坡塌方坡塌方。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工排水明沟排水明沟设置在建筑置在建筑基基础边0.4m之外之外排水明沟底比挖土面低排水明沟底比挖土面低0.3-0.4m，集水井底比，集水井底比沟底面低沟底面低0.5m以上。
以上。
地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工4.降水法降水法1）适用范围适用范围地下水位较高的地区地下水位较高的地区中基坑工程施工。
中基坑工程施工。
2）特点特点能克能克服流砂现象服流砂现象，稳定基坑边坡稳定基坑边坡，降低承压水位，降低承压水位，防止坑底隆起和加速土的固结防止坑底隆起和加速土的固结，使天然的地下水位以，使天然的地下水位以下的土方工程在较干燥的施工环境中进行。
下的土方工程在较干燥的施工环境中进行。
3）方法方法真空井点、喷射井点、管井法或深井泵法。
真空井点、喷射井点、管井法或深井泵法。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工喷射井点装置真空深井泵轻型井点降水图地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工a.真空井点真空井点）工艺流程工艺流程沿基坑周围以一定的间距埋入井管（下端为滤沿基坑周围以一定的间距埋入井管（下端为滤管）在地面上涌水平铺设的集水总管将各井管连接管）在地面上涌水平铺设的集水总管将各井管连接起来，再于一定位置设置真空泵和离心泵，开动真起来，再于一定位置设置真空泵和离心泵，开动真空泵和离心泵后，地下水在真空吸力作用下，经滤空泵和离心泵后，地下水在真空吸力作用下，经滤管进入井管，然后经集水总管排除。
管进入井管，然后经集水总管排除。
）设备设备井管、集水总管、水泵和动力装置井管、集水总管、水泵和动力装置等。
等。
）分类分类（水泵和动力设备不同）（水泵和动力设备不同）干式真空井点、射流泵井点和隔膜泵井点。
干式真空井点、射流泵井点和隔膜泵井点。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工b.喷射井点喷射井点）适用范围适用范围降水深度超过降水深度超过6m的基坑的基坑,一般为一般为8m20m.）工作原理工作原理喷水井点喷水井点（以压力水作为工作流体）和喷气井点（以压力水作为工作流体）和喷气井点（压缩空气作为工作流体）（压缩空气作为工作流体）构造设计构造设计当当渗透系数大的土层中渗透系数大的土层中，设计关键是，设计关键是增大单井抽水增大单井抽水能力能力。
当渗透系数当渗透系数小小的土层中，设计关键是将水聚集在井的土层中，设计关键是将水聚集在井点管内形成点管内形成最大限度的真空度最大限度的真空度。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工）构造构造设计影响影响喷射井点抽水和抽气能力的因素：
射井点抽水和抽气能力的因素：
喷嘴直径嘴直径大小、大小、喷嘴直径与混合室直径之比、混合室嘴直径与混合室直径之比、混合室长度等。
度等。
）布置和使用布置和使用当基坑当基坑宽度小于度小于10m可可单排排布置井点，当大于布置井点，当大于10m双排双排布置，若面布置，若面积大大时呈呈环形形布置。
井点布置。
井点间距距一般一般为2-3m.注意：
注意：
a.扬水装置加工的水装置加工的质量和精度量和精度b.喷嘴、混合室和嘴、混合室和扩散室的散室的轴线不重合的情况不重合的情况c.工作水要干工作水要干净二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工c.管井法（真空深井泵法）管井法（真空深井泵法）适用范围适用范围适用于土渗透系数较大，地下水量大的土层中。
适用于土渗透系数较大，地下水量大的土层中。
）工艺流程工艺流程管井法是围绕开挖的基坑每隔一定距离管井法是围绕开挖的基坑每隔一定距离（20-50m）设置一个管井，设置一个管井，每个管井单独使用一台水泵每个管井单独使用一台水泵进行抽水，进行抽水，以降低地下水位。
以降低地下水位。
其中每个井泵由井管和滤管组成，并单独配一台电其中每个井泵由井管和滤管组成，并单独配一台电动机和一台真空泵，开动后达到一定的真空度，则可动机和一台真空泵，开动后达到一定的真空度，则可达到深层降水的目的。
达到深层降水的目的。
二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工5.降水时预防周围地面的沉降的措施措施a.沉降的形成原因沉降的形成原因在降水过程中，由于水流带走一部分细微土颗粒，再加上降水后土层的含水量降低，使土产生固结而引起周围地面的沉降。
b.措施措施二、地下水的控制方法二、地下水的控制方法地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工井点降水全貌图地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工地下水控制地下水控制高层建筑施工高层建筑施工地下
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