地基基础工程地下水控制Word文档格式.docx
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（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
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）
（6-132）
（2）基坑近河岸，含水层厚度不大时（图6-169b）
（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）：
（b＞l）（6-134）
（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
（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）
（6-136）
式中M——承压含水层厚度。
（2）基坑近河岸（图6-170b）
（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）
（6-138）
图6-170均质含水层承压水完整井涌水量计算简图
（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）
（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
（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
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。
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）。
图6-173明沟、集水井排水方法
1-排水明沟；
2-集水井；
3-离心式水泵；
4-设备基础或建筑物基础边线；
5-原地下水位线；
6-降低后地下水位线
排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外，沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3m。
排水明沟的底面应比挖土面低0.3~0.4m。
集水井底面应比沟底面低0.5m以上，并随基坑的挖深而加深，以保持水流畅通。
沟、井的截面应根据排水量确定，基坑排水量V应满足下列要求：
V≥1.5Q（6-141）
式中Q——基坑总涌水量，按2节提供的方法计算。
明沟、集水井排水，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕、回填土为止。
当基坑开挖的土层由多种土组成，中部夹有透水性能的砂类土，基坑侧壁出现分层渗水时，可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统，分层阻截和排除上部土层中的地下水，避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方（图6-174）。
图6-174分层明沟、集水井排水法
1-底层排水沟；
2-底层集水井；
3-二层排水沟；
4-二层集水井；
5-水泵；
6-原地下水位线；
7-降低后地下水位线
2．水泵选用
集水明排水是用水泵从集水井中排水，常用的水泵有潜水泵、离心式水泵和泥浆泵，其技术性能如表6-124、表6-125、表6-126和表6-127所示。
排水所需水泵的功率按下式计算：
（6-142）
式中K1——安全系数，一般取2；
Q——基坑涌水量（m3/d）；
H——包括扬水、吸水及各种阻力造成的水头损失在内的总高度（m）；
η1——水泵效率，0.4~0.5；
η2——动力机械效率，0.75~0.85。
一般所选用水泵的排水量为基坑涌水量的1.5~2.0倍。
潜水泵技术性能表6-124
型号
流量
（m3/h）
扬程
电机功率
（kw）
转速
（r/min）
电流
（A）
电压
（V）
QY-3.5
100
3.5
2.2
2800
6.5
380
QY-7
65
7
QY-15
25
15
QY-25
JQB-1.5-6
10~22.5
28~20
5.7
JQB-2-10
15~32.5
21~12
JQB-4-31
50~90
8.2~4.7
JQB-5-69
80~120
5.1~3.1
7.5JQB8-97
288
4.5
7.5
-
1.5JQB2-10
18
14
1.5
2Z6
4.0
JTS-2-10
2900
5.4
B型离心水泵主要技术性能表6-125
水泵型号
流量（m3/h）
扬程（m）
吸程（m）
电机功率（kW）
重量（kg）
B-17
6~14
20.3~14.0
6.6~6.0
17.0
2B-31
10~30
34.5~24.0
8.2~5.7
37.0
2B-19
11~25
21.0~16.0
8.0~6.0
19.0
3B-19
32.4~52.2
21.5~15.6
6.2~5.0
23.0
3B-33
30~55
35.5~28.8
6.7~3.0
40.0
3B-57
30~70
62.0~44.5
7.7~4.7
70.0
4B-15
54~99
17.6~10.0
5.0
5.5
27.0
4B-20
65~110
22.6~17.1
10.0
51.6
4B-35
65~120
37.7~28.0
6.7~3.3
48.0
4B-51
70~120
59.0~43.0
5.0~3.5
30.0
78.0
4B-91
65~135
98.0~72.5
7.1~40.0
55.0
89.0
6B-13
126~187
14.3~9.6
5.9~5.0
88.0
6B-20
110~200
22.7~17.1
8.5~7.0
104.0
6B-33
36.5~29.2
6.6~5.2
117.0
8B-13
216~324
14.5~11.0
5.5~4.5
111.0
8B-18
220~360
20.0~14.0
22.0
8B-29
220~340
32.0~25.4
6.5~4.7
139.0
BA型离心水泵主要技术性能表6-126
吸程
（kW）
外形尺寸（mm）
（长×
宽×
高）
重量
（kg）
BA-6
11.0
17.4
6.7
370×
225×
240
30
2BA-6
20.0
38.0
7.2
524×
337×
295
35
2BA-9
18.5
6.8
534×
319×
270
36
3BA-6
60.0
50.0
5.6
714×
368×
410
116
3BA-9
45.0
32.6
623×
350×
310
60
3BA-13
18.8
554×
344×
275
41
4BA-6
115.0
81.0
730×
430×
440
138
4BA-8
109.0
47.6
3.8
722×
402×
425
4BA-12
90.0
34.6
5.8
725×
387×
400
108
4BA-18
631×
365×
4BA-25
79.0
14.8
571×
301×
44
6BA-8
170.0
32.5
5.9
759×
528×
480
166
6BA-12
160.0
20.1
7.9
747×
490×
450
146
6BA-18
162.0
12.5
748×
470×
420
134
8BA-12
280.0
29.1
809×
584×
490
191
8BA-18
285.0
18.0
786×
560×
180
8BA-25
270.0
12.7
779×
512×
143
泥浆泵主要技术性能表6-127
泥浆泵
泵口径（mm）
外形尺寸（m）
吸入口
出口
3PN
21
22
125
75
0.76×
0.59×
0.52
3PNL
160
90
1.27×
5.1×
1.63
300
4PN
50
150
1.49×
0.84×
1.085
1000
NWL
25~45
5.8~3.6
70
1.247（长）
61.5
3NWL
55~95
9.8~7.9
3
1.677（长）
63
BW600/30
（600）
38
102
64
2.106×
1.051×
1.36
1450
BW200/30
（200）
13
45
1.79×
0.695×
0.865
578
BW200/40
89
1.67×
0.89×
1.6
680
注：
流量括号中数量单位为L/min。
4降水
降水即在基坑土方开挖之前，用真空（轻型）井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，同时使土体产生固结以方便土方开挖。
1．降水井（井点或管井）数量计算
（6-143）
式中Q——基坑总涌水量；
q——设计单井出水量；
真空井点出水量可按36~60m3/d确定；
真空喷射井点出水量按表6-128确定；
管井的出水量q（m3/d）按下述经验公式确定：
（6-144）
rs——过滤器半径（m）；
l——过滤器进水部分长度（m）；
k——含水层的渗透系数（m/d）。
喷射井点的设计出水能力表6-128
外管直径
（mm）
喷射管
工作水
压力
（MPa）
（m3/d）
设计单个井
点出水能力
适用含水层
喷嘴直径
混合室直径
1.5型并列式
0.6~0.8
112.8~163.2
100.8~138.2
0.1~5.0
2.5型圆心式
68
110.4~148.8
103.2~138.2
4.0型圆心式
10
20
230.4
259.2~388.8
5~10
6.0型圆心式
162
19
40
720
600~720
10~20
2．过滤器长度
真空井点和喷射井点的过滤器长度，不宜小于含水层厚度的1/3。
管井过滤器长度宜与含水层厚度一致。
群井抽水时，各井点单井过滤器进水部分长度应符合下述条件：
y0＞l（6-145）
式中y0——单井井管进水长度，按下式计算：
（1）潜水完整井
（5-146）
式中r0——基坑等效半径；
rw——管井半径；
R0——基坑等效半径与降水影响半径之和
R0＝r0＋R
R——降水井影响半径。
（2）承压完整井
（6-147）
式中H'
——承压水位至该承压含水层底板的距离；
M——承压含水层厚度。
当滤管工作部分长度小于2/3含水层厚度时，应采用非完整井公式计算。
若不满足上式条件，应调整井点数量和井点间距，再进行验算。
当井距足够小仍不能满足要求时，应考虑基坑内布井。
（3）基坑中心点水位降低深度计算
1）块状基坑降水深度计算
①潜水完整井稳定流时：
（6-148）
②承压完整井稳定流时：
（6-149）
式中S——基坑中心处地下水位降低深度；
r1、r2……rn——各井距基坑中心或井点中心处的距离。
2）对非完整井或非稳定流，应根据具体情况采用相应的计算方法。
3）当计算出的降深不能满足降水设计要求时，应重新调整井数、布井方式。
3．井点结构和施工的技术要求
（1）一般要求
1）基坑降水宜编制降水施工组织设计，其主要内容为：
井点降水方法；
井点管长度、构造和数量；
降水设备的型号和数量；
井点系统布置图；
井孔施工方法及设备；
质量和安全技术措施；
降水对周围环境影响的估计及预防措施等。
2）降水设备的管道、部件和附件等，在组装前必须经过检查和清洗。
滤管在运输、装卸和堆放时应防止损坏滤网。
3）井孔应垂直，孔径上下一致。
井点管应居于井孔中心，滤管不得紧靠井孔壁或插入淤泥中。
4）井孔采用湿法施工时，冲孔所需的水流压力如表6-129所示。
在填灌砂滤料前应把孔内泥浆稀释，待含泥量小于5%时才可灌砂。
砂滤料填灌高度应符合各种井点的要求。
冲孔所需的水流压力表6-129
土的名称
冲水压力（kPa）
松散的细砂
250~450
中等密实粘土
600~750
软质粘土、软质粉土质粘土
250~500
砾石土
850~900
密实的腐殖土
500
塑性粗砂
850~1150
原状的细砂
密实粘土、密实粉土质粘土
750~1250
松散中砂
450~550
中等颗粒的砾石
1000~1250
黄土
600~650
硬粘土
1250~1500
原状的中粒砂
600~700
原状粗砾
1350~1500
5）井点管安装完毕应进行试抽，全面检查管路接头、出水状况和机械运转情况。
一般开始出水混浊，经一定时间后出水应逐渐变清，对长期出水混浊的井点应予以停闭或更换。
6）降水施工完毕，根据结构施工情况和土方回填进度，陆续关闭和逐根拔出井点管。
土中所留孔洞应立即用砂土填实。
7）如基坑坑底进行压密注浆加固时，要待注浆初凝后再进行降水施工。
（2）真空井点结构和施工技术要求
1）机具设备
真空井点系统由井点管（管下端有滤管）、连接管、集水总管和抽水设备等组成。
①井点管
井点管为直径38~110mm的钢管，长度5~7m，管下端配有滤管和管尖。
滤管直径与井点管相同，管壁上渗水孔直径为12~18mm，呈梅花状排列，孔隙率应大于15%；
管壁外应设两层滤网，内层滤网宜采用30~80目的金属网或尼龙网，外层滤网宜采用3-10目的金属网或尼龙网；
管壁与滤网间应采用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网外面应再绕一层粗金属丝。
滤管下端装一个锥形铸铁头。
井点管上端用弯管与总管相连。
②连接管与集水总管
连接管常用透明塑料管。
集水总管一般用直径75~110mm的钢管分节连接，每节长4m，每隔0.8~1.6m设一个连接井点管的接头。
③抽水设备
根据抽水机组的不同，真空井点分为真空泵真空井点、射流泵真空井点和隔膜泵真空井点，常用者为前两种。
真空泵真空井点由真空泵、离心式水泥、水气分离器等组成（图6-175），有定型产品供应（表6-130）。
这种真空井点真空度高（67~80kPa），带动井点数多，降水深度较大（5.5~6.0m）；
但设备复杂，维修管理困难，耗电多，适用于较大的工程降水。
图6-175真空泵真空井点抽水设备工作简图
1-井点管；
2-弯联管；
3-集水总管；
4-过滤箱；
5-过滤网；
6-水气分离器；
7-浮筒；
8-挡水布；
9-阀门；
10-真空表；
11-水位计；
12-副水气分离器；
13-真空泵；
14-离心泵；
15-压力箱；
16-出水管；
17-冷却泵；
18-冷却水管；
19-冷却水箱；
20-压力表；
21-真空调节阀
真空泵型真空井点系统设备规格与技术性能表6-130
名称
数量
规格技术性能
往复式真空泵
1台
V5型（W6型）或V6型；
生产率4.4m3/min，真空度100kPa，电动机功率5.5kW，转速1450r/min
离心式水泵
2台
B型或BA型；
生产率30m3/h，扬程25m，抽吸真空高度7m，吸口直径50mm，电动机功率2.8kW，转速2900r/min
水泵机组配件
1套
井点管100根，集水总管直径75~l00mm，每节长1.6~4.0m，每套29节，总管上节管间距0.8m，接头弯管100根；
冲射管用冲管1根；
机组外形尺寸2600mm×
1300mm×
1600mm，机组重1500kg
射流泵真空井点设备由离心水泵、射流器（射流泵）、水箱等组成，如图6-176所示，配套设备如表6-131，系由高压水泵供给工作水，经射流泵后产生真空，引射地下水流；
设备构造简单，易于加工制造，操作维修方便，耗能少，应用日益广泛。
图6-176射流泵真空井点设备工作简图
（a）工作简图；
（b）射流器构造
1-离心泵；
2-射流器；
3-进水管；
4-集水总管；
5-井点管；
6-循环水箱；
7-隔板；
8-泄水口；
9-真空表；
10-压力表；
11-喷嘴；
12-喉管
2）井点布置
井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。
当基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过6m时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧（图6-177）；
当基坑（槽）宽度大于6m，或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑（槽）的两侧，当基坑面积较大时，宜采用环形井点（图6-178）；
挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达4m，一般留在地下水下游方向。
井点管距坑壁不应小于1.0~1.5m，距离太小，易漏气。
井点间距一般为0.8~1.6m。
集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。
井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深0.9~1.2m，井点管的埋置深度亦可按下式计算（图6-178）；
φ50型射流泵真空井点设备规格及技术性能表6-131
型号技术性能
备注
离心泵
3BL-9型，流量45m3/h，扬程32.5m
供给工作水
电动机
JO2-42-2，功率7.5kW
水泵的配套动力
射流泵
喷嘴φ50mm，空载真空度100kPa，工作水压0.15~0.3MPa，工作水流45m3/h，生产率10~35m3/h
1个
形成真空
水箱
1100mm×
600mm×
1000mm
循环用水
每套设备带9m长井点25~30根，间距1.6m，总长180m，降水深5~9m。
图6-177单排线状井点布置
2-集水总管；
3-抽水设备；
4-基坑；
6-降低后地下水位线；
H-井点管长度；
H1-井点埋设面至基础底面的距离；
h-降低后地下水位至基坑底面的安全距离，一般取0.5~1.0m；
L-井点管中心至基坑外边的水平距离；
l-滤管长度；
B-开挖基坑上口宽度
图6-17
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