2022年土木工程基坑工程中地下水控制方案设计应注意的问题.docx

基坑工程中地下水控制方案设计应注意的问题导读：地下水掌握方案是基坑工程方案设计的重要组成部分，需要统 一考虑。依据不同地区的政策和技术标准，选择施工降水方案、帷幕 隔水方案、施工降水+回灌的地面沉降掌握方案等。不论什么样的地 下水掌握方案，都需要满意技术可行地下水掌握方案是基坑工程方案设计的重要组成部分，需要统 一考虑。依据不同地区的政策和技术标准，选择施工降水方案、帷幕 隔水方案、施工降水+回灌的地面沉降掌握方案等。不论什么样的地 下水掌握方案，都需要满意技术可行和经济合理，并能满意基坑工程 施工对周边环境平安的要求。1、地下水掌握方案的选择地下水掌握方案的选择必需符合当地的政策和要求，同时符合技术 的可行性和经济的合理性。爱护周边环境的地下水掌握方案选择应依据地下水位降低后对周 边环境的影响程度和可能实行的措施综合考虑，本着基坑工程平安和 周边环境平安至上的原则选择施工降水、施工降水+回灌、帷幕隔水 等地下水掌握方案。从爱护地下水资源和地下水环境角度，以最大程度削减地下水抽排 水量为前提，同时兼顾经济效益、环境效益，使基坑工程地下水掌握 符合爱护优先、合理抽取、抽水有偿、综合利用的原则，在地下水掌握方案中应优先选择帷幕隔水，其次选择施工降水+帷幕隔水，再 次选择施工降水。（1）帷幕隔水有几种缘由需选择帷幕隔水方案。一是工程地质条件较差，采纳工 程施工降水方案后，基坑工程仍存在边坡失稳等较大的平安风险；二 是基坑周边环境简单，建（构）筑物对地面沉降较敏感，采纳工程施 工降水易引起建（构）筑物损坏等，并可能进一步引发其它灾难；三 是周边接近建（构）筑物离基坑较近，不具备施工降水条件；四是地 下水资源和水环境爱护需要，不允许工程施工降水；五是经济对比后， 帷幕隔水方案较施工降水方案有明显的优势等等。是否选择帷幕隔水方案是由各种因素综合打算的，但基坑工程平安、 地区政策和周边环境条件是主要的因素。（2）施工降水+帷幕隔水存在多层水影响基坑工程的场地，依据基坑工程施工需要，也可以 采纳施工降水+帷幕隔水方案。例如直接影响基坑开挖的含水层，依 据各种因素综合分析后，需要采纳帷幕隔水，但间接影响基坑工程的 含水层（承压水含水层）需要必要的降低水位，以避开承压水突涌对 基坑的影响，则可以采纳施工降水+帷幕隔水方案。敏捷合理的采纳 施工降水+帷幕隔水方案，可有效地降低基坑工程平安风险，削减抽 取地下水量，同时也能够降低基坑工程造价。（3）施工降水施工降水方法主要分为集水明排、井点降水、管井降水、辐射井降水等类型，适用于各类含水层。施工降水主要的掌握要求是基坑内的 地下水位降低至基底以下不小于0.5m。为避开施工降水过量抽取地下水资源或影响地下水环境，施工降水 应遵循以下原则：1）分层抽水的原则：其重要前提是必需查清场地的水文地质条件, 查清影响基坑工程的场地各层地下水的分布和影响程度，有针对性的 布置降水井，掌握各层地下水的水位。当能够保证施工结束后有有效 措施使上下层不连通，才可以考虑混层抽水。2）回灌补偿原则：对于基坑排水量仍较大的状况，且具备地下水 回灌条件，应制定地下水回灌方案。3）有条件使用渗井降水原则：在上层水水质较好或施工结束后能 够有有效措施保证上下层不连通，则可以使用渗井降水。4）抽排水综合利用的原则：对抽排的地下水应进行综合利用，可 以利用施工降水进行工地车辆的洗刷、冲厕、降尘、钢筋混凝土的养 护等，也可以利用施工降水用于绿地、环境卫生以及排入地下雨水管 道等。5）动态管理的原则：依据基坑开挖的需要和基坑降水的水位状况, 对降水设施进行动态管理，达到按需降水，削减基坑抽排水量。（4）施工降水+回灌当地下水位降低引起的地面沉降对周边黄金平安产生影响时，可以 考虑采纳回灌的方法，掌握对地面沉降敏感的建（构）筑物四周含水 层的地下水位，避开施工降水对周边敏感的建（构）筑物的影响。需 要留意的是，一是敏感建（构）筑物四周含水层的地下水位应保持在 肯定高度（最好处于施工降水前的状态），不能是含水层的水位过高； 二是施工降水井停抽后，对回灌井的水位掌握仍能保持肯定时间，避 开基坑周边地下水位恢复时，被爱护敏感建（构）筑物四周含水层的 地下水位降低。2、降水设计有关参数的取值降水方案设计中用到的参数主要包括含水层的厚度（对承压水含水 层为M,对潜水含水层为H）,水位降深s,影响半径R,大井等代 半径r 0 ,渗透系数K等。（1）含水层厚度当含水层的顶底板标高相差不大，含水层厚度则取场地范围内钻孔 揭露的含水层厚度的平均值。当含水层顶底板标高差异较大时，应分析全部勘探资料，用有代表 性的含水层厚度平均值为工程场地的含水层厚度。（2）水位降深设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑底面以下0.5限 当施工 降水涉及多层地下水时、方案设计不能为了平安而各层地下水统一取 水位降深值为第一层地下水降低至基底以下的水位降低值。应依据各 含水层的地下水位确定水位降深值；当采纳大井法计算水量时，可以 依据各含水层的设计水位降深值计算流量；对于降水管井的井内水位 则为基坑中心点的水位降深与管井至中心点的距离与水力坡度乘积 之和，同时应考虑井损和水跃值。(3)大井等效半径一般的降水井群在基坑外缘采纳封闭式的布置，为了计算简洁，将 井点系统看成一口大井，以便引用已有的公式计算这个等效大井。等 效半径即指大井的半径r 0 ,通常根据降水范围和基坑外形确定。(4)影响半径井点系统的影响半径可以表示为对于R的取值可以采纳两种方法获得。若有抽水试验资料时，应 根据观测孔的试验资料求得R;若没有抽水试验资料时，应用比拟法 选用当地类似的水文地质条件下其它地段的参数值或当地阅历值；当 基坑平安级别比较低的状况下，可以采纳阅历公式。(5)渗透系数在目前的施工降水方案设计中，渗透系数取值大小不仅对降水工程 实施可行性有直接影响，而且对降水方案合理性至关重要。原则上应 用场地各含水层的渗透系数应依据抽水试验求得。当邻近本工程 100m范围内存在抽水试验资料，且水文地质单元类似，则可以借用 邻近工程的渗透参数。对于基坑平安级别比较低的状况，可以采纳当 地的渗透系数阅历值。3、施工降水的风险掌握施工降水设计人员应有工程风险意识，以保证基坑工程的施工平安。在设计阶段的风险掌握主要留意以下几个方面。(1)设计人员应全面了解、把握基坑降水区域的地质及水文地质 条件。在此基础上，对深基坑工程而言，应尽可能进行三维地下水渗 流计算。(2)在进行地下水渗流分析时，应正确把握水文地质概念模型、 渗流数值模型的牢靠性。(3)设计人员应充分了解基坑围护结构特点及各工况条件，在此 基础上确定降水方案并进行降水设计。(4)应选取满意基坑开挖、施工平安与周边环境和地下水环境爱 护要求的最佳方案。(5)考虑到计算参数的牢靠性以及地质条件的变异性，降水井施 工质量及成井后的爱护程度、设备运行特别等，降水设计计算要留有 肯定的平安系数。(6)设计前应把握充分的设计依据，应精确把握场地的水文地质资料，从源头开头掌握基坑降水设计的牢靠性。考虑到施工降水过程中存在的风险因素，在设计阶段应编制有针对 性的应急预案。(1)应编制施工降水工程专项应急预案，也可与基坑工程应急预 案一并编制。(2)施工降水应急预案应主要包括以下内容：涉及消防、医疗急救、防汛防风、用电平安等常规预案；深基坑工程可能发生的基坑突涌、围护渗漏涌水涌砂等险情编制具有针对性、可操作性的应急抢险预案；应急物资、设备的堆放、保管的日常检查措施；因停电、潜水泵损坏等造成地下水位上升应编制应急预案，并确定 应急生效时间。4、帷幕隔水的要求竖向截水帷幕的形式有两种：一种是插入隔水层，另一种是含水层 相对较厚，帷幕悬吊在透水层中。前者须进行基底渗流稳定、隆起验 算，必要时可加深竖向截水帷幕深度或采纳基坑内设降压井保证施工 平安。后者需要考虑绕过帷幕涌入基坑的水量，评价基坑内降水井数 量和布置及其可能造成的周边环境问题，必要时进行封底或采纳其它 方法。(1)纵向截水帷幕1)同一工程可采纳多种止水帷幕方式，依据地层特点、基坑开挖 深度、支护型式、周边环境条件等，在不同的部位选用适合的止水帷 幕。2)落底式竖向截水帷幕应插入下卧不透水层，其插入深度宜不小 于23m或按下式计算：式中m；1帷幕插入不透水层的深度,h w作用水头，m；b帷幕厚度，m。3）当地下含水层渗透性较强，厚度较大时，可采纳悬挂式竖向截 水与坑内井点降水相结合或采纳悬挂式竖向截水与水平封底相结合 的方案，以削减抽取地下水量和基坑周边地下水位的降低值，降低地 面沉降对基坑周边环境平安的影响。4）截水帷幕插入弱透水地层中，需进行基底渗流稳定、隆起验算。 假如不符合要求，则坑外或坑内布设降压井。5）基坑内需依据弱透水地层的渗透性、基坑内外水头差、基坑底 面与含水层底板的关系、含水层岩性、基坑面积等确定采纳明排、或 布设降水井以掌握地下水位在基底以下。6）采纳止水帷幕后，因地层中的地下水不能排出，除了对支护结 构产生水压力外，土层的强度指标、c值与降水条件下的指标也 有所不同。无相关试验数据时，帷幕止水条件下的、c值宜适当 降低。（2）横向截水帷幕1）当含水层较厚，采纳悬挂式帷幕截水和基坑内降水方案仍不能 满意基坑开挖需要或采纳全封闭式截水帷幕施工时，在完成纵向截水 帷幕的同时也应进行横向截水帷幕的实施。2）横向截水帷幕厚度和深度应依据含水层的水头和基坑开挖深度, 通过基底抗隆起验算确定。3）为了削减横向截水帷幕消失漏点数量，降低发生涌砂等破坏地 基、支护结构等事故，旋喷桩搭接厚度不低于1020cm,基坑越深，搭接厚度越大。