基坑工程降水技术及案例分析-课件.ppt
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1、基坑工程降水基坑工程降水及承压水减压控制技术问题及承压水减压控制技术问题 一、基坑中地下水的危害及降水对周边环境的影响评价一、基坑中地下水的危害及降水对周边环境的影响评价 二、基坑地下水渗流规律与基坑降水类型二、基坑地下水渗流规律与基坑降水类型 三、降水设计中几个问题三、降水设计中几个问题 四、降水井施工控制标准问题四、降水井施工控制标准问题 五、降水引起地面沉降问题五、降水引起地面沉降问题 六、基坑承压水减压控制技术问题六、基坑承压水减压控制技术问题 一、基坑地下水的危害一、基坑地下水的危害及降水对周边环境的影响评价及降水对周边环境的影响评价1.坑底突涌坑底突涌(一)基坑地下水危害的表现形式
2、(一)基坑地下水危害的表现形式事故现场示意图事故现场示意图案例案例1 河南某基坑突涌事故河南某基坑突涌事故勘察阶段详细勘察报告事故勘察报告土层划分:深度h/m层号岩土工程划分层号岩土工程划分(灰黄色粉土)-7(灰黄深灰色)粉土-8粗粉砂-9(黑灰色粉土)-10灰褐色粉质粘土-11-12(深灰色)粉土(褐灰色)粉土-13粗-粉砂-14-15(黑灰色)粉土有机质粉质粘土-16-17有机质粉土-18粉砂某基坑地层某基坑地层基坑以下详勘与事故勘察结果对比基坑以下详勘与事故勘察结果对比案例案例2 福州某桩基工程福州某桩基工程 基坑突涌事故基坑突涌事故基坑平面图基坑平面图基坑突涌分析示意图基坑突涌分析示意
3、图案例案例3 上海金茂大厦基坑突涌事故上海金茂大厦基坑突涌事故2.坑侧渗漏坑侧渗漏 潜水渗漏案例潜水渗漏案例案例案例4.上海地铁上海地铁2号线某基坑渗漏形成盆状洼地号线某基坑渗漏形成盆状洼地承压水渗漏沉陷区承压水渗漏沉陷区案例案例5.上海地铁上海地铁4号线某风井下部联络通道施工因冻结号线某风井下部联络通道施工因冻结 失效发生大范围流砂塌陷失效发生大范围流砂塌陷3.底侧渗漏底侧渗漏4.坑底隆起坑底隆起.围护围护“踢脚踢脚”明明显显序号土类型土层厚度/m湿重度/g/cm-3固结快剪峰值c/kPa/杂填土2.383-1灰、灰黄色砂质粉土7.001.834.027.03-2灰色砂质粉土6.101.79
4、4.026.0灰色淤泥质粘土1.401.6817.011.01-1灰色粘土1.801.6918.011.02灰色砂质粉土21.701.764.025.5案例案例6.上海某地铁车站基坑坑底隆起事故上海某地铁车站基坑坑底隆起事故 5.降水诱发地层过量沉降降水诱发地层过量沉降测点距离(m)实测沉降(mm)长江隧道浦东段5032上中路浦东段20040地铁7号线汶水路14856.(无围护结构无围护结构)基坑斜坡滑移、坍塌基坑斜坡滑移、坍塌(二)基坑地下水危害的成因类型(二)基坑地下水危害的成因类型 地下水在基坑工程实施过程中危害按成因可分为地下水在基坑工程实施过程中危害按成因可分为流砂、管涌和基坑底隆起
5、,而且主要发生在细颗粒流砂、管涌和基坑底隆起,而且主要发生在细颗粒(尤其是粉质粘土、粉土、粉砂等)饱和含水的土层(尤其是粉质粘土、粉土、粉砂等)饱和含水的土层中。中。(1)土中粒径在土中粒径在0.01mm以下的颗粒含量在以下的颗粒含量在30%35%以上,并含有较多的以上,并含有较多的片状、针状矿物(如云母、绿泥石等)和附有亲水胶体矿物颗粒。这样片状、针状矿物(如云母、绿泥石等)和附有亲水胶体矿物颗粒。这样土的吸水膨胀性较高而比重较小,在不大的水流冲力下,细小颗粒即会土的吸水膨胀性较高而比重较小,在不大的水流冲力下,细小颗粒即会发生悬浮流动;发生悬浮流动;(2)水力梯度较大,流速增大,动水压力超
6、过了土颗粒的重量时,就能使水力梯度较大,流速增大,动水压力超过了土颗粒的重量时,就能使土颗粒悬浮流动形成流砂;土颗粒悬浮流动形成流砂;(3)土的渗透系数较小时,排水条件不通畅,易形成流砂;土的渗透系数较小时,排水条件不通畅,易形成流砂;(4)砂土中、孔隙比愈大,愈容易形成砂土中、孔隙比愈大,愈容易形成流砂形成条件流砂形成条件:1.流砂流砂破坏示意图流砂破坏示意图 斜坡条件时 地基条件时原坡面;流砂后坡面;流砂堆积物;地下水位;建原坡面;流砂后坡面;流砂堆积物;地下水位;建筑物原位置;流砂后建筑物位置;滑动面;流砂发生区筑物原位置;流砂后建筑物位置;滑动面;流砂发生区管涌管涌 地基土在具有一定渗
7、流速度(或梯度)的水流作用下,其细地基土在具有一定渗流速度(或梯度)的水流作用下,其细小颗粒被冲走,土中的空隙逐渐增大,慢慢形成一种能穿越地基小颗粒被冲走,土中的空隙逐渐增大,慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通道,从而掏空地基或坝体,使之变形、失稳,此的细管状渗流通道,从而掏空地基或坝体,使之变形、失稳,此现象即为管涌。现象即为管涌。管涌形成条件:()土中粗细颗粒粒径比)土中粗细颗粒粒径比 D/d10;()()土的不均匀系数土的不均匀系数 d60/d10 10;()()两种互相接触的土层渗透系数之比两种互相接触的土层渗透系数之比 k1/k2 23;()()渗流梯度大于土的临界梯度。渗流梯度大
8、于土的临界梯度。管涌破坏示意图管涌破坏示意图 1 管 涌 堆 积 物;2 地 下 水 位;3 管 涌 通 道;4 渗 流 方 向 斜坡条件时地基条件时基坑底的突涌基坑底的突涌 当基坑下有承压水存在,开挖基坑减小了含水层上覆不透当基坑下有承压水存在,开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度,当它减少到一定程度时,承压水的水头压力能顶裂水层的厚度,当它减少到一定程度时,承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板,造成突涌。或冲毁基坑底板,造成突涌。抗承压水稳定性示意图式中:水的重度:水的重度:土的浮重度;土的浮重度;承压水头高于含水承压水头高于含水层顶板的高度。层顶板的高度。基坑突涌产生的条件是基坑开挖后
9、不透水层的厚度基坑突涌产生的条件是基坑开挖后不透水层的厚度/hHWwh(三三)降水对周边环境的影响评价降水对周边环境的影响评价民房民房1(混(混6)民房民房3(混(混6)民房民房4(混(混6)赛华公寓(砼赛华公寓(砼9)三层公寓(混三层公寓(混3)淮海大楼(混淮海大楼(混6)三号楼(混三号楼(混3)淮海中路淮海中路1号线地铁隧道号线地铁隧道常熟路常熟路常熟路车站周边环境示意图常熟路车站周边环境示意图7号线常熟路号线常熟路民房民房2(混(混4)(三三)降水对周边环境的影响评价降水对周边环境的影响评价二、基坑地下水渗流规律二、基坑地下水渗流规律与基坑降水类型与基坑降水类型(一)、基坑地下水渗流规律
10、(一)、基坑地下水渗流规律(回P3)案例1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程案例2、复兴东路电缆隧道工作井降水工程案例3、宝钢1880基坑降水工程案例案例1 1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程 主要技术参数主要技术参数 表表1 1项 目深 度(m)基坑开挖深度基坑开挖深度26.5026.50潜水含水层(潜水含水层(+)深度)深度1.001.00至至4.504.50承压含水层(承压含水层(a a+b b)深度深度17.0017.00至至42.5042.50连续墙入土深度连续墙入土深度37.5037.50连续墙插入承压含水层深度连续墙插入承压含
11、水层深度20.0020.00降水井设计深度降水井设计深度47.0047.00滤管伸出连续墙底深度滤管伸出连续墙底深度7.507.50泵站主体工程为一内径60m的圆井,坑内外水位差为10m。案例案例1 1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程 彭越浦泵站地质、连续墙、彭越浦泵站地质、连续墙、降水井剖面图降水井剖面图1潜水位;2承压水位;3承压水头;4连续墙;5底板;6透镜体26.5047.0037.50案例案例1 1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程抽水试验期间抽水井与观测井及沉降点的分布位置图抽水试验期间抽
12、水井与观测井及沉降点的分布位置图案例案例1 1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程(a)承压含水层顶部水位承压含水层顶部水位(b)承压含水层底部水位承压含水层底部水位承压含水层顶面及底面的水位立体图承压含水层顶面及底面的水位立体图连续墙周围地下水水位等降深线示意图连续墙周围地下水水位等降深线示意图案例案例1 1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程案例案例1 1、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程、合流污水外排一期工程彭越浦泵站降水工程降水工程井群分布位置图降水工程井群分布位置图 主要技术参数主要技术参数
13、 表2项目项目深度深度(m)基坑开挖深度基坑开挖深度32.4532.45承压含水层(承压含水层()深度深度29.8990.0029.8990.00连续墙入土深度连续墙入土深度44.3044.30连续墙插入承压含水层深度连续墙插入承压含水层深度14.4114.41降水井设计深度降水井设计深度6060滤管伸出连续墙底深度滤管伸出连续墙底深度13.7013.70案例案例2 2、复兴东路电缆隧道工作井降水工程、复兴东路电缆隧道工作井降水工程 坑内外水位相差坑内外水位相差(m)(m)表3 项目下降值(m)下降值(m)下降值(m)坑内坑内222228283333坑外坑外151518182020坑内外水位相
14、差坑内外水位相差7 710101313案例案例2 2、复兴东路电缆隧道工作井降水工程、复兴东路电缆隧道工作井降水工程抽水试验期间沉降观测点平面布置图抽水试验期间沉降观测点平面布置图1工作井;2煤气井;3煤气仪表房;4围墙;5大门;6马路;7防汛墙;8黄浦江案例案例2 2、复兴东路电缆隧道工作井降水工程、复兴东路电缆隧道工作井降水工程降水井、观测井平面布置图降水井、观测井平面布置图案例案例2 2、复兴东路电缆隧道工作井降水工程、复兴东路电缆隧道工作井降水工程 降水井、观测井结构图降水井、观测井结构图1黄泥;2粘土球;34#人工砂案例案例2 2、复兴东路电缆隧道工作井降水工程、复兴东路电缆隧道工作
15、井降水工程32.48基坑深基坑深44.30连续墙深连续墙深60.00粉砂案例宝钢案例宝钢1880基坑降水工程基坑降水工程 项目 深度(m)基坑开挖深度 35.30 潜水含水层()深度 2.20 至 11.40 第一承压含水层()深度 42.00 至 68.74 第二承压含水层()深度 71.69m 以下 连续墙入土深度 53.00 连续墙插入承压含水层深度 11.00 第一承压含水层 36.00(静止水位埋深 7.00)承压水减压深度 第二承压含水层 10.06(静止水位埋深 8.06)第一承压含水层 59.00(坑内),68.00(坑外)降水井设计深度 第二承压含水层 80.00 滤管伸出连
16、续墙底深度 17.00(坑内),24.00(坑外)主要技术参数主要技术参数表4案例宝钢案例宝钢1880基坑降水工程基坑降水工程坑内外第一承压含水层坑内外第一承压含水层水位差(水位差(m m)表5案例案例3 3、宝钢宝钢1880 1880 降水工程降水工程1880基坑地质、连续墙、降水井剖面图钢筋制作及堆放场地环形施工便道钢筋笼起吊临时施工便道接头桩制作场地接头桩堆放场地泥浆循环池泥浆材料堆场四个集装箱休息室纬 十 二 路接头桩制作场地电缆通廊案例案例3 3、宝钢、宝钢1880 1880 降水工程降水工程1880基坑抽水试验井平面布置图1、第一类基坑围护结构(隔水帷幕)周围的地下水渗流2、第二类
17、基坑围护结构(隔水帷幕)周围的地下水渗流3、第三类基坑围护结构(隔水帷幕)周围的地下水渗流分析以上案例,可见基坑地下水渗流有以下几种类型:基坑地下水渗流有以下几种类型:4、第四类基坑(无隔水帷幕)周围的地下水渗流1 1、第一类基坑围护结构(隔水帷幕)周围的地下水渗流、第一类基坑围护结构(隔水帷幕)周围的地下水渗流降水井降水井 围护结构围护结构(隔水帷幕)(隔水帷幕)潜水含水层潜水含水层或微承压含水层或微承压含水层或承压含水层或承压含水层隔水层隔水层 基坑围护结构深入隔水层(即含水层底板)中,井点降水以疏干基坑内的地下水为目的,(见图)。这类围护结构位于降水含水层以下,即潜水含水层底板之中,将基
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