文档介绍：南京林业大学土木工程学院
赵志峰
挡土结构与基坑工程
第二部分基坑工程
基坑降水与基坑监测
挡土结构与基坑工程
基坑开挖施工中降水的作用为:
防止基坑坡面和基底的渗水,保持坑底干
燥,方便施工
增加边坡和坑底的稳定性,防止边坡上或基
底的土层颗粒流失。
减少土体含水量,有效提高土体物理力学指标
提高土体固结程度,增加地基抗剪强度
防止基坑的隆起和破坏
基坑控制地下
水位的方法
基坑控制地下
水位的方法
隔离地下水
基坑降水与基坑监测
重力式降水
降低地下水位
强制式降水
水泥土搅拌桩
地下连续墙
化学灌浆
挡土结构与基坑工程
S
h
R
H
原地下水位
基坑降水与基坑监测
水井理论与水井涌水量计算
水井的分类
2r
降低后
水面
不透水层
潜水完整井
S
原地下水位
R
不透水层
潜水非完整井
挡土结构与基坑工程
不透水层
2r
H
l
含水层
不透水层
基坑降水与基坑监测
水井的分类
R
承压完整井
M
R
不透水层
2r S
含水层
不透水层
承压非完整井
挡土结构与基坑工程
基坑降水与基坑监测
挡土结构与基坑工程
水井理论的基本假设
井点系统的理论计算,是以法国水力学家裘布依1857年提出
的水井理论为基础,该水井的基本假定是:
•含水层为均质和各向同性;
•水流为层流;
•流动条件为稳定流;
•水井出水量不随时间变化。
基坑降水与基坑监测
水井涌水量
完整潜水井
当在完整潜水井内抽水时,周围潜水流向水位降低之处。经过一
段时间抽水后,井周围原有水面就由水平面变成弯曲液面,成为
向井倾斜的水位降落漏斗。
当含水层为均质土层,原地下水位为水平时,其水位降落漏斗为
规则的旋转面,其轴线与水井轴线重合。
挡土结构与基坑工程
流线
Q = Fv = Fki = Fk
Q = 2π xyk
y 2 =
ln x + c
y2 − y1 =
(ln x2 1 ) =
− ln x
π k
π k x1
基坑降水与基坑监测
R
H
2r
y1
x1
y
x
x2
y2
S
l
不透水层
流线
等势线
挡土结构与基坑工程
取铅直的圆柱面作为水流断面,其面积
为:
F = 2π xy
dy
dx
该断面上的水力坡度为:
i = dy / dx
裘布依微分方程:
dy
dx
积分后得: Q
π k
对任意两点:
2
Q Q x
ln 2
y − y =
(ln x2 1 ) =
− ln x
Q Q x2
π k
π k x1
流线
H 2 − l 2 =
π k r
Q = π k
=
基坑降水与基坑监测
R
H
2r
y1
x1
y
x
x2
y2
S
l
不透水层
流线
2 2
2 1
ln
若欲求一个水井的涌水量,可将水井作
用范围最远处点的坐标作为x2、y2,即
取x2=R,y2=H,再将最近点处的坐标
作为x1、y1,即x1=r,y1=l,则:
Q R
ln
H 2 − l 2
即:
R
ln
r
将l=H-S代入,并用常用对数代替自然
对数:
H 2 − l 2 (2H − S )S
R R
lg lg
r r
挡土结构与基坑工程
Q =
等势线
基坑降水与基坑监测
挡土结构与基坑工程
基坑涌水量的计算
根据水井理论可求得单井的涌水量,但是基坑周围往往布置多个
井点,使得各个单井的水位降落漏斗互相干扰,应考虑群井的相
互作用。
基坑涌水量的计算,可把由各井点组成的群井系统,视为一口大
的单井,设该井为圆形,可推导出潜水完整井群井的涌水量计算
公式。