建筑施工范本-土方与基坑工程-6-2-8 地下水控制

0.1~20.0 粉土、砂土、碎石土、可溶岩、
1.0~200.0 破碎带 粘性土、粉土、砂土、碎石土、
不限 岩溶土 填土、粉土、砂土、碎石土 0.1~200.0
降水深度 （m） ＜5 单级＜6
多级＜20 ＜20
＞5
水文地质特征
上层滞水或水量 不大的潜水
含水丰富的潜水、 承压水、裂隙水
不限
不限
当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可
2．均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算
（1）基坑远离地面水源（图 6-169a）
Q
1.366k
lg(1
R )
H 2 hm2 hm l lg(1
0.2
hm
)
r0
l
r0
(hm
H 2
h)
（6-132）
（2）基坑近河岸，含水层厚度不大时（图 6-169b）
Q 1.366ks[ l s
l
]
lg 2b lg 0.66l 0.25 l lg
r0
A
（6-128）
式中 A——基坑面积。 （2）基坑近河岸（图 6-168b）
Q 1.366k (2H S)S 2b
lg r0
（b＜0.5R）
（6-129）
（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 6-168c）
Q
1.366k
lg[
2(b1
(2H S)S b2 ) cos (b1
6-2-8 地下水控制
基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，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的要求，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。
6-2-8-1 地下水控制方法选择
在软土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，
亦可边开挖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
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 30~40m 设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然 后用水泵将其排出基坑外（图 6-173）。
Q 1.366K (2H S)S lg(1 R ) r0
（6-124）
式中 Q——基坑涌水量；
K——土壤的渗透系数；
H——潜水含水层厚度；
S——基坑水位降深；
R——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 2S kH （6-125）
Q 2.73k MS lg(1 R ) r0
（6-136）
式中 M——承压含水层厚度。
（2）基坑近河岸（图 6-170b）
Q 2.73k MS 2b
lg( ) r0
（b＜0.5r0） （6-137）
（3）基坑位于两地表水体之间或位于补给区与排泄区之间（图 6-170c）
ห้องสมุดไป่ตู้
Q
2.73k
lg[ 2(b1
6-2-8-3 集水明排法
在地下水位较高地区开挖基坑，会遇到地下水问题。如涌入基坑内的地下水 不能及时排除，不但土方开挖困难，边坡易于塌方，而且会使地基被水浸泡，扰 动地基土，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。
b2
)
]
r0
2 (b1 b2 )
（6-130）
（4）当基坑靠近隔水边界时
Q 1.366k
(2H S)S
2 lg(R r0 ) lg r0 (2b r0 )
（6-131）
图 6-168 均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算简图
（a）基坑远离地面水源；（b）基坑近河岩；
（c）基坑位于两地表水体之间；（d）基坑靠近隔水边界
l
]
lg 2b lg 0.66l 0.11 l
r0
r0
b
（b＜l）
（6-135）
图 6-169 均质含水层潜水非完整井涌水量计算简图
（a）基坑远离地面水源；（b）基坑近河岸，含水层厚度不大；
（c）基坑近河岸，含水层厚度很大
3．均质含水层承压水完整井基坑涌水量计算
（1）基坑远离地面水源（图 6-170a）
对承压含水层按下式计算：
R 10S k （6-126）
k——土的渗透系数； r0——基坑等效半径；当基坑为圆形时，基坑等效半径取圆半径。当基坑
非圆形时，对矩形基坑的等效半径按下式计算： r0＝0.29（a＋b） （6-127）
式中 a、b——分别为基坑的长、短边。 对不规则形状的基坑，其等效半径按下式计算：
条件大致如表 6-123 所示，选择时根据土层情况、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，宜采用截水
或回灌方法。
地下水控制方法适用条件 表 6-123
方法名称 集水明排
真空井点 降
喷射井点 水
管井
截水 回灌
土类
渗透系数 （m/d） 7~20.0
填土、粉土、粘性土、砂土 0.1~20.0
b2
r0
r0
M M 2 0.14l 2
（b＞M/2）
（6-133）
式中 M——由含水层底板到滤头有效工作部分中点的长度。
（3）基坑近河岸（含水层厚度很大时）：
Q 1.366ks[ l s
l
]
lg 2b lg 0.66l 0.22arsh 0.44l
r0
r0
b
（b＞l）
（6-134）
Q 1.366ks[ l s
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 基坑涌水量计算
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算公式不同。
1．均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算 根据基坑是否邻近水源，分别计算如下： （1）基坑远离地面水源时（图 6-168a）
R)
MS M l
lg(1 0.2
M
)
r0
l
r0
（6-139）
图 6-171 均质含水层承压水非完整井涌水量计算简图
5．均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算
Q 1.366k (2H M )M h2 lg(1 R ) r0
（6-140）
图 6-172 均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算简图
(2H S)S b2 ) cos (b1
b2
) ]
r0
2 (b1 b2 )
（6-138）
图 6-170 均质含水层承压水完整井涌水量计算简图
（a）基坑远离地面水源；（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量计算（图 6-171）
Q
2.73k
lg(1