基坑降水设计计算

基坑降水设计

第一部分：井点降水计算的前提

1、所需水文地质资料

(1).水层性质——承压水、潜水；

(2).含水层厚度H；

(3).含水层的渗透系数K和影响半径R；

(4).含水层的补给条件，地下水流动方向，水力梯度；

(5).原有地下水埋藏深度，水位高度和水位动态变化资料；

(6).井点系统的性质——完整井、非完整井。

2、了解建筑工程对降低地下水位的要求

(1).建筑工程的平面布置、范围大小，周围建筑物的分布和结构情况；

(2).建筑物基础埋设深度、设计要求的水位下降深度；

(3).由于井点排水引起土层压缩变形的允许范围和大小。

第二部分：基坑降水方法

一、明沟排水

(一)、明沟排水的适用条件

明沟排水是指在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟排水(简称明排)一般适用于土层比较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流

砂和管涌等的降水工程。当具备下列条件时，一般可以采用明沟排水方案。

(1)地质条件。场地为较密实的、分选好的土层，特别是带有一定胶结度或粘稠度的土层时，由于其渗透性低，渗流量较少，在地下水流出时，边坡仍稳定，即使在挖土方时，底部可能会出现短期翻浆或轻微变动，但对地基无损害，所以适宜明排；当地层土质为硬质粘土夹无水源补给的砂土透镜体或薄层时，由于在基坑开挖过程中，其所储存的少量水会很快流出而被疏干，有利于明诽；在岩石土质中施工时，一般均可以进行明排。

(2)水文条件。场地含水层为上层滞水或潜水，其补给水源较远，渗透性较弱，漏水量不大时，一般可以考虑采用明排随水。

(3)挖土方法。当采用拉铲挖斗机、反向铲和抓斗挖土机等机械挖土，为避免由于挖土过程中出现的临时浸泡而影响施工时，对含水层的砂、卵石．涌水量较大、具有一定阵水深度的降水工程，也可以采用明排降水。

(4)其他条件。当基坑边坡为缓坡或采用堵截隔水后的基坑时；建筑场地宽敞，邻近无建筑物时；基坑开挖面积大，有足够场地和施工时间时：建筑物为轻型地基荷载等条件下，采用明排降水的适用条件可以扩大。

明沟排水的抽水设备常用离心泵、潜水泵和污水泵等，以污水泵为好。

(二)、明沟排水工程的布置

随着基坑的开挖，当基坑深度接近地下水位时，沿基坑四周(基础轮廓线以外，基坑边缘坡脚0.3m 内)设置排水沟或渗渠，在基坑四角或每隔30~40m 设一直径为0.7~0.8m 的集水井，沟底宽大于0.3m ，坡度为0.5％—1.0％，沟底比基坑底低0.3~0.5m ，集水井底比排水沟底低0.5~1.0m 。集水井容积大小决定于排水沟的来水量和水泵的排水量，宜保证泵停抽后30分钟内基坑坑底不被地下水淹没。随着基坑的开挖，排水沟和集水井随之分级设置与加深，直到坑底达到设计标高为止。基坑开挖至预定深度后，应对排水沟和集水井进行修整完善，沟壁不稳时还须利用砖石干砌或用透水的砂袋进行支护。

二、轻型井点降水

(一)、轻型井点的降水原理及适用条件

轻型井点抽水系真空作用抽水，如图1所示。轻型井点由井点管、

过滤器、集水总管、支管、阀门等组成管路系统，井由抽水设备启动，在井点系统中形成真空，并在井点周围一定范围形成一个真空区，

真

空区通过砂并扩展到一定范围。

图1轻型井点系统

(a)轻型井点系统总体布置图； (b)单井点布置图

1、井点管；

2、过滤管；

3、沉淀管；

4、集水总管；

5、连接管；

6、水泵房；

7、静水位；

8、动水位；

9、弯头；10、由任；11、阀门，12、粘土；13、砾科

(二)、轻型井点工程的布置

轻型井点系统的平面布置由基

坑的平面形状、大小，要求降深，地

下水流向和地基岩性等因家决定，可

布成环形、U 型或线形等，一般沿基

坑外缘1.O~1.5m 布置。当降水基坑为

矩形、圆形、三角形成不规则形状时，常采用环形封闭式或U 形井点布置。当降水深度在6m 以内时，采用单级井点降水。当降水深度较大时，可采用下卧降水设备或多级井点降水(图2)。

图 3 二级轻型井点系统的布置

1. 地下水静止水位；

2.从第二级抽水时地下

水位的降落曲线；

3.

从第一级抽水时地下

水位的降落曲线三、喷射井点降水

(一)、喷射井点降水原理及适用条件

喷射井点系统由高压水泵、供水总管、井点管、喷射器、测真空管、排水总管及循环水箱所组成。

喷射井点主要适用于渗透系数较小的含水层和降水深度较大(8~2m)的降水工程。其主要优点是降水深度大，但由于需要双层井点管，喷射器设在井孔底部，有二根总管与各井点管相连，地面管网敷设复杂，工作效率低，成本高，管理困难。

四、电渗井点降水

电渗降水一般只适用于含水层渗透系数较小(0.1m/d)的饱和粘土，特别是在淤泥和淤泥质粘土之中的降水。由于粘性上的颗粒较小，地下水流动十分困难，其中仅自由水在孔隙中流动，其它部分地下水则处于被毛细管吸附的约束状态，不能在压力水头作用下参与流动，当向土中通以直流电流后，不仅自由水、而且被毛细管约束的枯滞水也能参与流动，增加孔隙水流动的有效断面，其渗透性提高数十倍，从而缩短降水时间，提高降水效果。

一、管井降水

(一)、管井降水原理及适用条件

管井降水方法即利用钻孔成井，多采用单井单泵(潜水泵或深井泵)抽取地下水的降水方法。当管井深度大于15m时，也称为深井井

点降水。管井井点直径较大，出水量大，适用于中、强透水含水层，如砂砾、砂卵石、基岩裂隙等含水层，可满足大降深、大面积降水要求。

(二)、管井防水工程的布置

抽降管井一般沿墓坑周围距基境外缘1.2m布置，如场地宽敞或采用垂直边坡或有锚仟和土钉护坡等条件下，应尽量距离基坑边缘远些，可用3~5m；当基坑边部设置围护结构及止水帷幕的条件下，可在墓坑内布置管井，采用坑内降水方法。

管井的间距和深度应根据场地水文地质条件、降水范围和降水深度确定。井间距一般为10~20m。当降水层为弱透水层或降水深度超过含水层底板时，井间距应缩小，可用6~8m；当降水层为中等送水层或降水深接近含水层底板时，井间距可为8~12；当降水层为中等到强透水层，含水层厚度大于降水深度时，可用12~20m；当降水深度较浅，含水层为中等以上透水层．具有一定厚度时，井间距可大于20m。井点深度要大于设计井中的降水深度或进入非含水层中3~5m，井中的降水深度由基坑降水深度、降水范围等计算确定。

六、辐射井点降水

(一)、辐射井点降水的原理及适用条件

辐射井降水是在降水场地设置集水竖井，于竖井中的不同深度和方向上打水平井点，使地下水通过水平井点流入集水竖井中，再用水泵将水抽出，以达到降低地下水位的目的。该降水方法一般适用于渗透性能较好的含水层(如粉土、砂土、卵石土等)中的降水，可以满足