上海地区深基坑降水及环境效应

挡土结构 挡土结构 H0
潜水位 承压水位
潜水含水层
弱透水层 (半隔水层)
基坑底面
弱透水层 (半隔水层)
承压含水层
潜水位 承压水位
潜水含水层
弱透水层 (半隔水层)
基坑开挖面以 下，当承压含 水层顶板处的 土的自重应力 小于承压水头 压力时，必须 降低承压含水 层水头，以防 止基坑底面发 生突涌、流土 现象。
2、基坑降水的若干类型
围护结构 减压井 L
2.2.2 基坑外侧减压降水
Q
潜水位 潜水含水层 承压水位
弱透水层 (半隔水层)
减压井 围护结构
基坑底面
Q
潜水位 潜水含水层 承压水位
弱透水层 (半隔水层)
d
l
(l-d)
承压含水层
M
情形1：
隔水帷幕未 进入减压降 水目的含水 层的顶板以 下，宜优先 考虑选用基 坑外侧减压 降水。
围护墙体向地面塌陷一侧移动 漏空成洞穴 基坑底面
1、承压水对地下工程的主要影响
1.4 坑底砂性土层的管涌破坏(潜水、承压水)
在砂性土层中开挖基 坑，如不采取井点降 水措施或井点降水未 达到预定效果，在坑 内外水头差作用下， 基坑底部可能产生冒 水翻砂现象。
1、承压水对地下工程的主要影响
1.5 地下结构抗浮问题(潜水、承压水)
上海地区深基坑降水及环境效应
1、地下水对地下工程的主要影响
1.1 基坑突涌破坏(承压水)
当基坑开挖深度足够大， 承压含水层顶板以上土层 的重量不足以抵抗承压含 水层顶板处的承压水头压 力时，基坑开挖面以下的 土层将发生突涌破坏。
潜水位
承压水位
弱透水层 (半隔水层)
承压水位 基坑底面
承压含水层 弱透水层(半隔水层)
止水帷幕
止水帷幕
线状井点平面布置(轻型井点)
点状井点平面布置(管井井点)
井点平面布置形式
2、基坑降水的若干类型
2.1.1 封闭型浅层潜水疏干降水
渗流计算： 根据基坑内侧地下水静储量及地区经验，估算需要 排除的水量。
2、基坑降水的若干类型
2.1.2 敞开式浅层潜水疏干降水
工程特点
基坑开挖深度浅； 基坑周边无止水帷幕； 坑底以下有较厚隔水层，阻隔下伏承压含水层的水力联系； 围护结构：纯土钉墙、放坡开挖等； 渗流问题：无界潜水含水层井流。
承压含水层
地面沉降漏斗 承压水降落漏斗
弱透水层 (半 隔 水 层 )
1、承压水对地下工程的主要影响
1.3 围护结构开裂、空洞引起的流砂(潜水、承压水)
在砂层、粉砂层、砂 质粉土或其他透水性 较好的夹层中，止水 帷幕或围护墙因开裂、 空洞等，致使大量的 地下水夹带砂粒涌入 基坑，坑外产生水土 流失。
2、基坑降水的若干类型
2.2.1 承压含水层减压降水的必要性
挡土结构 挡土结构 H0
潜水位 承压水位
潜水含水层
弱透水层 (半隔水层)
基坑底面
承压含水层
潜水位 承压水位
潜水含水层
弱透水层 (半隔水层)
基坑开挖面 已到达承压 含水层顶板 以下，必须 将承压水头 降至基坑底 面以下，以 防止坑底发 生管涌、流 土现象。
g4m1 rw
A1lg4R m1
1
22
2lg4rmw2
A2lg4m R2
1
0.5l m1
2
0.5l m2
A1, A2 根据 1及2 按标准曲线图确定
适用条件： l0 0.5H
2、基坑降水的若干类型
2.2 深层承压含水层减压降水
基坑内侧减压降水
基坑外侧减压降水
2、基坑降水的若干类型
2.2.1 承压含水层减压降水的必要性
Q
k lSW
0.183B2lg rW
C
m1
C Sw
rw
R
l0
H
l
0.5l 0.5l
m2
B f C l C
适用条件： l0 0.5H
潜 水 非 完 整 井 抽 水
2、基坑降水的若干类型
2.1.2 敞开式浅层潜水疏干降水
渗流计算
计算公式二：
Q 2.73 kS W 1
ED
E
m1
D
m2
1
21
2l
降水目的
潜水位下降至坑底以下0.50～1.00m；便于挖土与施工。
2、基坑降水的若干类型
2.1.2 敞开式浅层潜水疏干降水
渗流计算
rw
R
Q1.366k(2HSW)SW lgR rW
h Sw H
潜 水 完 整 井 抽 水
2、基坑降水的若干类型
2.1.2 敞开式浅层潜水疏干降水
渗流计算
计算公式一：
2、基坑降水的若干类型
围护结构 减压井 L
2.2.2 基坑外侧减压降水
Q
潜水位 潜水含水层 承压水位
弱透水层 (半隔水层)
减压井 围护结构
基坑底面
Q
潜水位 潜水含水层 承压水位
弱透水层 (半隔水层)
d
l
(l-d)
承压含水层
M
情形2：
隔水帷幕进入 减压降水目的 含水层中，但 含水层中隔水 帷幕的长度较 小。宜优先考 虑选用基坑外 侧减压降水。
承压水位
潜水位
弱透水层 (半隔水层)
1、承压水对地下工程的主要影响
1.2 环境岩土工程问题
减压降水后，在承压含水 层中形成了水位降落漏斗， 必然在基坑周围引起地面 变形。地面沉降的分布形 态与承压水降落漏斗的分 布形态基本上相似的。
地面沉降漏斗 承压水降落漏斗
弱透水层 (半 隔 水 层 )
承压水位 基坑底面
2.1.1 封闭型浅层潜水疏干降水
工程特点
基坑周边设置止水帷幕； 坑底以下有较厚隔水层，阻隔下伏承压含水层的水力联系； 围护结构：重力坝、复合土钉墙、SMW工法桩墙等； 渗流问题：有界潜水含水层井流。
降水目的
潜水位下降至坑底以下0.50～1.00m；便于挖土与施工。
2、基坑降水的若干类型
2.1.1 封闭型浅层潜水疏干降水2、基坑降水的若干类型
2.2.3 基坑内侧减压降水
潜水位 承压水位
降水工程结束后，地下结构的重量以及基础底面至承 压含水层顶板之间的残留土层的重量不足以抵抗承压 水头的顶托力或潜水含水层的浮力时，地下结构将会 发生上浮。一旦发生了上浮现象，地下结构的复位将 十分艰难。
2、基坑降水的若干类型
2.1 浅层潜水疏干降水
封闭型浅层潜水疏干降水
敞开式浅层潜水疏干降水
2、基坑降水的若干类型
2、基坑降水的若干类型
L1 围护结构 减压井
2.2.3 基坑内侧减压降水
Q
Q
潜水位 承压水位
潜水含水层
弱透水层 (半隔水层)
基坑底面
减压井
围护结构
潜水位 承压水位 潜水含水层
弱透水层 (半隔水层)
l
承压含水层
承压含水层
(l-d) d
M
弱透水层(半隔水层) 承压含水层
情形3：
隔水帷幕进入 减压降水目的 含水层中，且 含水层中隔水 帷幕的长度较 大。宜选用基 坑内侧减压降 水。