2018年注冊巖土工程師巖土工程勘察講義:地下水控制
地下水控制
當(dāng)基坑開挖至地下水位以下時,為了防止因地下水作用而引起的滲流、流砂、管涌、坑底隆起、邊坡滑塌以及坑外地層過度變形等,保證施工過程中處于疏干和穩(wěn)態(tài)的工作條件下進(jìn)行開挖,必須做好對地下水的控制工作;庸こ炭刂频叵滤姆椒ㄓ薪档偷叵滤慌c隔離地下水兩類。對于弱透水地層中的淺基坑,當(dāng)基坑環(huán)境簡單、含水層較薄、降水深度較小時,可考慮采用集水明排的方法進(jìn)行降水;在其他情況下宜采用降水井降水、隔水措施或隔水、降水綜合措施;拥叵滤刂圃O(shè)計應(yīng)具備下列資料:
(1)地層各分層的巖性厚度及頂?shù)装甯叱獭?/P>
(2)地下水的類型、地下水位標(biāo)高與動態(tài)規(guī)律以及各含水層之間的水力聯(lián)系。
(3)各含水層的補給、徑流條件、基坑與附近大型地表水源的距離關(guān)系及其水力聯(lián)系。
(4)各含水層的水文地質(zhì)及與降水相關(guān)的工程地質(zhì)參數(shù)。
(5)基坑開挖深度、尺寸,基坑周圍建筑與地下管線基礎(chǔ)情況,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型。
(6)基坑工程施工季節(jié)內(nèi)的氣象資料及基坑維持時間。
基坑降水常用的方法是明溝排水和井點降水。明溝排水就是在基坑內(nèi)或基坑外設(shè)置排水溝、集水井(坑),用抽水設(shè)備將地下水從集水井(坑)中排出。井點降水是將帶有濾管的降水工具沉沒到基坑四周的土中,利用各種抽水工具,在不擾動土結(jié)構(gòu)情況下,將地下水位下降至基坑底部以下,以利基坑的開挖。井點降水在深基坑中應(yīng)用較廣,下面將著重介紹該方法。
常用井點類型與適用范圍見表5。實際中應(yīng)根據(jù)基坑規(guī)模、槽深、環(huán)境條件、各土層滲透性和降低水位的深度等合理選擇降水井類型。
表5降水井類型及適用范圍表
適用條件 降水井類型 |
滲透系數(shù)(cm·s-1) |
可降低水位深度 (m) |
土質(zhì)類別 |
輕型井點及多層輕型井點 |
1×10-7~2×10-4 |
<6 6~10 |
含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土,粘質(zhì)粉土,砂質(zhì)粉土,粉細(xì)砂 |
噴射井點 |
1×10-7~2×10-4 |
8~20 |
含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土,粘質(zhì)粉土,砂質(zhì)粉土,粉細(xì)砂 |
電滲井點 |
<1×10-7 |
根據(jù)選定的井點確定 |
粘土,淤泥質(zhì)粘土,粉質(zhì)粘土 |
管井 |
>1×10-6 |
>10 |
含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土,砂質(zhì)粉土,各類砂土,礫砂,卵石 |
砂(礫)滲井 |
>5×10-7 |
根據(jù)下伏導(dǎo)水層的性質(zhì)及埋深確定 |
含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土,粘質(zhì)粉土,砂質(zhì)粉土,粉土,粉細(xì)砂 |
基坑降水首先應(yīng)進(jìn)行基坑降水內(nèi)容的設(shè)計,設(shè)計內(nèi)容主要有:①確定降水井類型;②降水井系統(tǒng)的布設(shè),包括井?dāng)?shù)、井深、井距、井徑、過濾管、工人濾層、單井出水量、水位與地面沉降的監(jiān)測等;③預(yù)測降水效果,包括基坑內(nèi)外典型部位的最終穩(wěn)定水位及水位降深隨時間的變化,降水引起的沉降及對鄰近建筑物、地下管線等的影響;④設(shè)置回灌井時,應(yīng)進(jìn)行回灌系統(tǒng)的設(shè)計。
井點的平面布置盡可能使井點能包圍基坑,并考慮地下水流向、降水深度和土質(zhì)等因素,布置成環(huán)形、U型或線形,目的是使基坑中心水位降到最低。當(dāng)基坑寬度小于6m,降深不超過5m時,可采用單層輕型井點;若要求降水深度大于5m、基坑寬度大于6m時,可采用多層輕型井點;井點距坑邊約0.5~1.0m;咏邓木?dāng)?shù)、井深、井距及單井出水量等可通過計算確定。在房屋建筑與構(gòu)筑物的基坑降水中,多采用輕型井點或多層輕型井點類型。