工程降水概述工程降水的目的及意義保證地下結(jié)構(gòu)的安全施工（干槽作業(yè)）防止工程事故：流砂、管涌、坑低失穩(wěn)提高邊坡的穩(wěn)定性減少板樁和支撐的壓力改善基坑和填土的砂土特性工程降水不當(dāng)引起的工程事故的比例很大基坑滲流力降水加固原理有關(guān)降水的基本概念動水壓力（滲透壓力）水在滲流過程中受到土粒的阻力，水對土粒產(chǎn)生反力，該反力叫做動水壓力動水壓力與水力坡度成正比當(dāng)時，產(chǎn)生流砂現(xiàn)象有關(guān)降水的基本概念滲透系數(shù)滲透系數(shù)是水力坡度等于1時的滲透速度滲透系數(shù)單位：m/s、m/d滲透系數(shù)大小與土的形成條件、顆粒級配、結(jié)構(gòu)有關(guān)滲透系數(shù)的取值對降水工程設(shè)計具有重要意義土層滲透系數(shù)取值有關(guān)降水的基本概念地下水的種類按埋藏條件分：上層滯水、潛水、層間水上層滯水：局部性、多層、在潛水之上潛水：第一個連續(xù)分布隔水層上部的水，受雨水和地表水影響，潛水層面標(biāo)高即為水位標(biāo)高層間水：埋藏于兩個隔水層之間的水，包括承壓水和非承壓水各種地下水的垂直分布有關(guān)降水的基本概念降水井的類型潛水完整井潛水非完整井承壓完整井承壓非完整井無壓完整井無壓非完整井地下水的的不良作作用與防防范措施施不良作用用潛蝕流砂管涌基坑突涌涌潛蝕分類機(jī)械潛蝕蝕：動水水作用下下，土粒粒受到?jīng)_沖刷、沖沖走，導(dǎo)導(dǎo)致土體體結(jié)構(gòu)破破壞化學(xué)潛蝕蝕：水的的溶解作作用導(dǎo)致致土顆粒粒之間膠膠結(jié)作用用的破壞壞，結(jié)合合力減弱弱產(chǎn)生的條條件———適宜土土層和足足夠的水水動力條條件土層的不不均勻系系數(shù)（d60/d10）愈大，愈愈易產(chǎn)生生潛蝕；；當(dāng)d60/d10大于10時，易易產(chǎn)生潛潛蝕兩種相互互接觸的的土層，，當(dāng)二者者的滲透透系數(shù)之之比K1/d2大于2時時，易產(chǎn)產(chǎn)生潛蝕蝕潛蝕當(dāng)滲流水水流的水水力坡度度大于5時，水水呈紊流流，易產(chǎn)產(chǎn)生潛蝕蝕，臨界界水力坡坡度為：：潛蝕的預(yù)預(yù)防措施施加固土體體人工降低低地下水水的水力力坡度設(shè)置反濾濾層反濾層構(gòu)構(gòu)造定義指土的松松散顆粒粒被地下下水飽和和后，在在動水壓壓力即水水頭差的的作用下下，產(chǎn)生生的懸浮浮流動現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生地層層粉細(xì)砂地地層工程意義義突發(fā)性、、工程危危害大流砂流砂破壞壞示意圖圖流砂的形形成原因因水力坡度度極大，，流速大大沖動細(xì)細(xì)顆粒使使之懸浮浮飽和時膠膠體顆粒粒吸水膨膨脹，土土顆粒密密度下降降，能懸懸浮流動動砂土在振振動作用用下結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞，，體積縮縮小，土土顆粒懸懸浮于水水而流動動流砂形成成的條件件水力坡度度極大，，動水壓壓力超過過土顆粒粒重量使使之懸浮浮時，達(dá)達(dá)到臨界界水力坡坡度流砂砂土孔隙隙度大砂土滲透透系數(shù)愈愈小排水水性能差差，愈易易形成流流砂砂土中含含有較多多的片狀狀礦物，，易形成成流砂流砂的防防止措施施人工降低低地下水水位采用地下下連續(xù)墻墻截水設(shè)置帷幕幕水下開挖挖其他方法法：凍結(jié)結(jié)法、化化學(xué)加固固等流砂井點降水水防止流流砂定義指疏松的的砂土層層時，地地基土在在具有一一定滲透透速度（（水力坡坡度）的的水流作作用，其其細(xì)小顆顆粒被沖沖走，土土中孔隙隙逐漸增增大，形形成細(xì)管管狀滲流流通道，，從而掏掏空地基基或壩體體，使之之變形、、失穩(wěn)，，此現(xiàn)象象為管涌涌。產(chǎn)生條件件土中粗、、細(xì)顆粒粒粒徑比比D/d大于10土的不均均勻系數(shù)數(shù)d60/d10大于10兩種相互互接觸土土層滲透透系數(shù)比比K1/d2大于2～～３滲透的水水力坡度度大于臨臨界水力力坡度管涌管涌破壞壞示意圖圖管涌的防防治措施施增加支護(hù)護(hù)樁的入入土深度度，使?jié)B滲流路線線增加人工降低低地下水水位，改改變地下下水的滲滲流方向向管涌含義當(dāng)基坑開開挖，基基底有承承壓水，，承壓水水頂板厚厚度小時時，水頭頭壓力能能頂穿基基坑底板板的現(xiàn)象象，稱為為基坑突突涌基坑突涌涌突涌形式式基底頂裂裂，出現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)狀或或樹枝狀狀裂縫，，地下水水涌入，，帶出下下部土顆顆?；装l(fā)生生流砂現(xiàn)現(xiàn)象，邊邊坡失穩(wěn)穩(wěn)，地基基懸浮流流動基底發(fā)生生類似于于“沸騰騰”的噴噴水現(xiàn)象象，使基基坑積水水，地基基土擾動動突涌產(chǎn)生生條件與與防治措措施承壓水層層頂板厚厚度：減壓井基坑突涌涌基坑突涌涌降水方法法的分類類明排法井點法輕型井點點噴射井點點電滲井點點引滲法管井法大口井法法輻射井法法降水技術(shù)術(shù)的發(fā)展展降水技術(shù)術(shù)有一百百多年的的歷史最早采用用明排或或豎井降降水1896年，柏柏林地鐵鐵施工第第一次用用深井降降水1925～1930年年，真空空泵井點點1939年，德德國在Salzg-itter鐵路一段段長距離離挖方中中采用電電滲穩(wěn)定定邊坡1950年以來來：多級級井點、、噴射井井點、輻輻射井點點降水方法法——明明排法原理降水方法法——明明排法適用條件件不易產(chǎn)生生流砂、、流土、、管涌和和塌陷等等現(xiàn)象的的粘性土土、砂土土和碎石石土基坑地下下水位超超過基礎(chǔ)礎(chǔ)底板標(biāo)標(biāo)高不大大于2.0m滲透系數(shù)數(shù)小于0.5m/d，，降水深度度小于2.0m單獨使用用或聯(lián)合合使用降水方法法——明明排法排水溝和和集水井井的設(shè)置置布置在距距擬建建建筑物基基礎(chǔ)邊凈凈距0.4m以外，排排水溝離離開坡腳腳不小于于0.3m，在基坑四四角或每每隔30～40m設(shè)置1個個集水井井（坑））排水溝底底面應(yīng)比比挖土面面低0.3～0.4m，集水井（（坑）比溝底低低0.5m溝、井截截面根據(jù)據(jù)排量確確定：基礎(chǔ)較深深或地下下水位較較高時，，應(yīng)分層層明排或或?qū)欧ǚǚ謱用髋排欧ㄔ砝砭c法降降水根據(jù)據(jù)井型的的不同進(jìn)進(jìn)行分類類：輕型井點點噴射井點點電滲井點點降水方法法——井井點法降降水降水方法法——輕輕型井點點原理適用條件件K=0.1～80m/d單級：小小于6m二級：6～9m輕型井點點全貌圖圖二級輕型型井點降水方法法——輕輕型井點點井點設(shè)置沿基坑周圍布布置，線狀或或封閉狀，距距邊坡線不小小于1.0m井點間距0.8～2.40m主要設(shè)備：井點管：直徑徑38～55mm，長度5～7m，下端1～1.7m為濾管，孔眼眼直徑12～～18mm，包濾連接管：膠皮皮管、鋼管、、塑料管，直直徑38～～55mm線狀布置封閉狀布置降水方法———輕型井點主要設(shè)備：集水管：直徑徑100～～127mm，分節(jié)連接，長長度5m，法蘭盤連接，，每隔0.8～1.6m設(shè)一連接井點點管的接頭抽水設(shè)備：真空泵射流泵真空泵原理射流泵原理集水總管射流器離心泵壓力表循環(huán)水箱真空表噴射井點原理：3—集水總管4—排水總管5—高壓泵6—集水池?fù)P水器結(jié)構(gòu)示示意噴射井點適用條件土層滲透系數(shù)數(shù)K=0.1～～80m/d降水深度大于于6m，最大可達(dá)20m井點布置基本同輕型井井點井距1.5～3m成孔直徑400～600mm電滲井點原理電滲井點適用條件飽和粘土，特特別是淤泥、、淤泥質(zhì)粘土土配合輕型井點點和噴射井點點滲透系數(shù)K小于0.1m/d布置同輕型井點和和噴射井點極距:輕型井點0.8-1.0m；噴射井點1.2-1.5m間歇通電：24h停2-3h引滲井點適用條件當(dāng)含水層的下下層水位低于于上層水位，，上層含水層層的重力水可可通過鉆孔滲滲入到下部含含水層，起混混合水位滿足足降水要求時時，可采用引引滲自降通過井孔抽水水，使上層含含水層的重力力水通過井孔孔引導(dǎo)滲入下下部含水層，，使其混合水水位滿足降水水要求時，可可采用引滲抽抽降當(dāng)采用引滲井井降水時，應(yīng)應(yīng)注意防止有有害水質(zhì)污染染下部含水層層引滲井點布置引滲井點可布布置在基坑內(nèi)內(nèi)外井距根據(jù)引滲滲實驗確定，，一般2—10m引滲深度宜揭揭穿被滲層，，當(dāng)深度大時時，揭進(jìn)厚度度不小于3m井徑400—600mm管井法適用范圍井點不易解決決的含水層顆顆粒較粗的粗粗砂—卵石層，滲透透系數(shù)大、水水量大，降深深8—20m，潛水或承壓壓水含水層厚度大大于5m基巖裂隙和溶溶洞含水層，，厚度可小于于5m滲透系數(shù)大于于1.0m/d布置原則基坑開挖上口口線1.0m外設(shè)置觀測井井徑600—800mm，井管外徑400—600mm抽水設(shè)備為潛潛水泵管井構(gòu)造大口徑井降水水適用條件第四紀(jì)含水層層，地下水補(bǔ)補(bǔ)給豐富、滲滲透系數(shù)大的的砂土和碎石石土地下水埋藏在在15m以內(nèi)，含水層層厚度大于3m，施工條件允允許可大于15m布置基坑外側(cè)1.0m，特殊可布置置在基坑內(nèi)配合其他降水水井徑0.8m—4.0m大口徑井構(gòu)造造輻射井降水適用條件粘性土、砂土土和碎石土降水范圍大或或地面施工困困難降水深度大于于4m—20m布置盡量使輻射井井最大限度控控制基坑降水水范圍含水層薄時，，單層，每層層6-8根；否則多層層最下層輻射管管應(yīng)大于1.0m輻射管長度宜宜為20—50m，直徑50—150mm降水工程設(shè)計計降水設(shè)計的資資料水文地質(zhì)資料料含水層的性質(zhì)質(zhì)、厚度、滲滲透系數(shù)、地地下水補(bǔ)給條條件、水流方方向及水力坡坡度、地下水水埋藏深度、、水位高度和和動態(tài)水位變變化資料、井井的類型等建筑工程對降降水的要求建筑平面布置置、范圍及周周邊建筑物分分布和結(jié)構(gòu)；；基礎(chǔ)埋深、、設(shè)計要求的的水位降深；；抽水引起土土層壓縮變形形的允許范圍圍和大?。恢еёo(hù)形式和開開挖方式；相相關(guān)工程經(jīng)驗驗資料降水工程設(shè)計計降水設(shè)計的內(nèi)內(nèi)容降水方法的選選擇基坑涌水量計計算單井涌水量計計算井距、井?dāng)?shù)和和井深井的布置井身結(jié)構(gòu)設(shè)計計成井工藝抽排水方案沉降預(yù)測降水工程設(shè)計計—降水方法法選擇降水方法選擇擇應(yīng)考慮的因因素含水層滲透系系數(shù)K、降深h、含水層厚度等等降水目的含水水層與相關(guān)含含水層的水力力關(guān)系周邊工程或地地下構(gòu)筑物、、管線對降水水的敏感性降水面積多種方法相結(jié)結(jié)合支護(hù)方案常規(guī)降水方法法適用條件降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水完整井——基坑遠(yuǎn)離邊界界Q—基坑涌水量K—滲透系數(shù)S—水位降深H—含水層厚度R—降水影響半徑徑r0—基坑等效半徑徑降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水完整井——岸邊降水Q—基坑涌水量K—滲透系數(shù)S—水位降深H—含水層厚度b—基坑中心至水水源中心距r0—基坑等效半徑徑降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水完整井——基坑位于兩個個地表水之間間或位于補(bǔ)給給區(qū)和排泄區(qū)區(qū)之間降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水完整井——基坑靠近隔水水邊界降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水非完整井井—基坑遠(yuǎn)離邊界界降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水非完整井井—基坑靠近邊界界、含水層厚厚度不大降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層潛潛水非完整井井—基坑靠近邊界界、含水層厚厚度很大基坑靠近邊界界、含水層厚厚度很大降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層承承壓完整井——基坑遠(yuǎn)離邊界界降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層承承壓完整井——基坑位于河岸岸邊時降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層承承壓完整井——基坑位于兩個個地表水體之之間降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層承承壓非完整井井降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算均質(zhì)含水層承承壓～潛水完完整井降水工程設(shè)計計—基坑涌水水量計算基坑等效半徑徑圓形基坑：非圓形基坑：：矩形：不規(guī)則：降水影響半徑徑潛水層承壓水層降水工程設(shè)計計—單井涌水水量計算輕型井點出水水能力規(guī)范推薦值：：1.5～2.5m3/h計算公式：噴射井點出水水能力規(guī)范推薦值：：4.22～～30.0m3/h計算公式：管井出水能力力—出水能力（m3/h）—濾管直徑（m）—濾管長度（m）—濾管淹沒長度度（m）—滲透系數(shù)（m/d）—與滲透系數(shù)有有關(guān)經(jīng)驗系數(shù)數(shù)經(jīng)驗系數(shù)取取值值降水工程設(shè)計計—井距、井井?dāng)?shù)、井深井?dāng)?shù)井距井深—降水井深度度（m）—基坑井深度度（m）—降水水位距距離基坑底的的要求深度（（m）—，，為水水力坡度，在在降水井范圍圍內(nèi)宜為1/10～1/15，為為降水井井分布范圍的的等效半徑，，或降水井排排距的1/2（m）—降水期間的的地下水水位位變幅（m）—降水井過濾濾器工作長度度（m）—沉砂管長度度（m）降水工程設(shè)計計—降低水位位預(yù)測潛水完整井穩(wěn)穩(wěn)定流承壓完整井穩(wěn)穩(wěn)定流—含水層厚度度（m）—各井距基坑坑中心的距離離（m）降水工程設(shè)計計—井身結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計井點要求井孔直徑：不不小于300mm孔深：比濾管管低0.5～～1.0m填礫：中粗砂砂，地面下1.0m用粘土封孔連接：真空度度大于55kPa管井要求井管直徑：內(nèi)內(nèi)徑不小于200mm，大于水泵外徑徑50mm沉砂管長度：：大于3.0m填礫：級配良良好降水施工井點成孔方法：射射水法、鉆孔孔法、沖擊法法洗井：壓水、、壓氣管井成孔：正反循循環(huán)、沖擊法法洗井：抽水法法、氣舉法降水施工降水施工降水施工工程降水對環(huán)環(huán)境影響及其其防范措施分層總合法簡易算法—地面最終沉沉降量—各土層壓縮縮系數(shù)—各土層起始始孔隙比—降水產(chǎn)生附附加壓力—土層厚度—降水產(chǎn)生自自重附加壓力力—降水深度—各降水范圍圍土層壓縮模模量—水的重度降水引起地面面沉降防范措措施降水前認(rèn)真做做好調(diào)查合理使用井點點減少細(xì)顆粒流流失減緩降水漏斗斗坡度合理控制井點點運(yùn)行設(shè)置回灌系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)置隔水帷幕幕凍結(jié)法的應(yīng)用用回灌系統(tǒng)布置置回灌井點水位位圖工程降水設(shè)計計計算實例工程條件：某工程基坑開開挖下口線尺尺寸為19m×10m，，基坑開挖深度度為4.1m