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　　知識點32：地下水控制

　　【考頻指數(shù)】★★★

　　【考點精講】

　　一、地下水控制方法分類及工程分級

　　1.地下水控制方法可劃分為降水、隔水和回灌三類，可單獨或組合使用。

　　2.地下水控制可根據(jù)控制方法、工程環(huán)境限制要求、工程規(guī)模、地下水控制幅度、含水層特征、場地復(fù)雜程度，并結(jié)合基坑圍護結(jié)構(gòu)特點、開挖方法和工況等將地下水控制工程劃分為簡單、中等復(fù)雜、復(fù)雜三級。

　　(1)面狀：長寬比≤20;條狀：20<長寬比≤50;線狀：50≤長寬比。

　　(2)三類工程基本特征(面狀圍合面積A、條狀寬度B、線狀長度L和水位降深值s)

　　簡單工程：A<5000m2;B<3.0m;L<0.5m;s<6.0m;

　　中等復(fù)雜工程：5000m2≤A≤20000m2;3.0m≤B≤8.0m;0.5m≤L≤2.0m;6.0m≤s≤16.0m

　　復(fù)雜工程：A>20000m2;B>8.0m;L>2.0m;s>16.0m

　　(3)兩種以上地下水控制方法組合使用時，為復(fù)雜工程。

　　二、降水

　　(一)一般規(guī)定

　　1.基坑范圍內(nèi)地下水位應(yīng)降至基礎(chǔ)墊層以下不小于0.5m。

　　2.面狀降水工程：封閉狀均勻布置，井點距開挖上口邊線不宜小于1m。

　　3.線狀、條狀降水工程：單排或雙排布置，外延1～2倍的圍合區(qū)域?qū)挾炔贾盟?/P>

　　4.圍合區(qū)域?qū)挾却笥趩尉邓绊懓霃交虿捎酶羲∧坏墓こ?，增設(shè)降水井或疏干井。

　　5.在運土通道出口兩側(cè)應(yīng)增設(shè)降水井。

　　6.當降水區(qū)域遠離補給邊界，地下水流速較小時，降水井點宜等間距布置;當鄰近補給邊界，地下水流速較大時，在地下水補給方向降水井點間距可適當減小。

　　7.對于多層含水層降水宜分層布置降水井點。

　　(二)特殊要求

　　1.真空井點

　　(1)孔口至設(shè)計降水水位的深度不超過6.0m時，宜用單級真空井點，當大于6.0m且場地條件允許時，可用多級真空井點降水，上下級高差宜取4.0～5.0m。

　　(2)井點間距宜為0.8～2.0m，距開挖上口線的距離不應(yīng)小于1.0m;集水總管宜沿抽水水流方向布設(shè)，坡度宜為0.25%～0.5%。

　　(3)降水區(qū)域四角位置井點宜加密。

　　(4)井點管宜采用金屬管或U-PVC管，直徑宜為38～110mm。

　　(5)過濾器管徑應(yīng)與井點管直徑一致，濾水段管長度應(yīng)大于1.0m，管壁上應(yīng)布置滲水孔，直徑宜為12～18mm;滲水孔宜呈梅花形布置，孔隙率應(yīng)大于15%;濾水段之下應(yīng)設(shè)置沉淀管，沉淀管長度不宜小于0.5m。

　　(6)孔壁與井管之間的濾料宜采用中粗砂，濾料上方應(yīng)用黏土封堵，封堵至地面的厚度應(yīng)大于1.0m。

　　(7)集水總管宜采用φ89～φ127mm的鋼管，每節(jié)長度宜為4m。

　　(8)井點泵應(yīng)用密封膠管或金屬管連接各井，每個泵可帶動30～50個真空井點。

　　2.集水明排

　　(1)地表匯水、降水井抽出的地下水：明溝或管道排水。

　　(2)坑底匯水：明溝或盲溝排水。

　　(3)坡面滲水：滲水部位插打?qū)芤僚潘疁系姆绞脚潘?/P>

　　(4)沿排水溝宜每隔30～50m設(shè)置一座集水井。

　　(5)排水溝深度和寬度應(yīng)根據(jù)基坑排水量確定，坡度宜為0.1%～0.5%;集水井尺寸和數(shù)量應(yīng)根據(jù)匯水量確定，深度應(yīng)大于排水溝深度1.0m;排水管道的直徑應(yīng)根據(jù)排水量確定，排水管的坡度不宜小于0.5%。

　　3.排水設(shè)施與市政管網(wǎng)連接口之間應(yīng)設(shè)沉淀池。

　　(三)施工、驗收與運行維護要求

　　1.真空井點成孔與安裝要求

　　(1)垂直井點：易塌孔、縮孔的松軟地層，泥漿鉆進、高壓水套管沖擊鉆進成孔;不易塌孔、縮孔的地層，用長螺旋鉆進、清水或稀泥漿鉆進成孔。

　　(2)水平井點：鉆探成孔后，將濾水管水平頂入，通過射流噴砂器將濾砂送至濾管周圍;對容易塌孔地層可采用套管鉆進

　　(3)傾斜井點：井管應(yīng)傾向基坑外側(cè)。

　　(4)成孔直徑應(yīng)滿足填充濾料的要求，且不宜大于300mm。

　　(5)成孔深度不應(yīng)小于降水井設(shè)計深度。

　　(6)井點管安裝到位后，應(yīng)向孔內(nèi)投放濾料，濾料粒徑宜為0.4～0.6mm。孔內(nèi)投入的濾料數(shù)量，宜大于計算值5%～15%，濾料填至地面以下1～2m后應(yīng)用黏土填滿壓頭。

　　2.驗收與運行維護

　　(1)降水井內(nèi)沉淀厚度不應(yīng)大于成井深度的5%。

　　(2)聯(lián)網(wǎng)試運行抽水試驗時，當基坑內(nèi)觀察井的穩(wěn)定水位24h波動幅度小于20mm時，可停止試驗。

　　(3)降水期間應(yīng)對抽水設(shè)備和運行狀況進行維護檢查，每天檢查不應(yīng)少于2次。

　　三、隔水帷幕

　　(一)一般規(guī)定

　　1.隔水帷幕方法分類

　　(1)按布置方式：懸掛式豎向隔水帷幕、落底式豎向隔水帷幕、水平向隔水帷幕。

　　(2)按結(jié)構(gòu)形式：獨立式隔水帷幕、嵌入式隔水帷幕、支護結(jié)構(gòu)自抗?jié)B式隔水帷幕。

　　(3)按施工方法：高壓噴射注漿(旋噴、擺噴、定噴)隔水帷幕，壓力注漿隔水帷幕、水泥土攪拌樁隔水帷幕、凍結(jié)法隔水帷幕、地下連續(xù)墻或咬合式排樁隔水帷幕、鋼板樁隔水帷幕、沉箱。

　　2.隔水帷幕應(yīng)滿足自防滲要求，滲透系數(shù)不宜大于1.0×10-6cm/s。

　　(二)設(shè)計注意事項

　　1.當基礎(chǔ)底部以下存在連續(xù)分布、埋深較淺的隔水層時，應(yīng)采用落底式豎向隔水帷幕;當基礎(chǔ)底部以下含水層厚度較大，隔水層不連續(xù)或埋深較深時，可采用懸掛式豎向隔水帷幕，同時應(yīng)采取隔水帷幕內(nèi)側(cè)降水，必要時采取帷幕外側(cè)回灌或與水平隔水帷幕結(jié)合的措施;地下暗挖隧道、涵洞工程可采用水平向或斜向隔水帷幕。

　　2.當支護結(jié)構(gòu)為排樁時，可采用高壓噴射注漿或水泥土攪拌粧與排樁相互銜接(咬合)組成的嵌入式隔水帷幕。

　　3.施工方法：

　　(1)高壓噴射注漿法：地下水流速較大時，高壓噴射注漿效果較差。

　　(2)注漿法：適用于除巖溶外的各類巖土。

　　(3)水泥土攪拌法：不適用于含大弧石或障礙物較多且不易清除的雜填土，欠固結(jié)的淤泥、淤泥質(zhì)土，硬塑、堅硬的黏性土，密實的砂土以及地下水滲流影響成樁質(zhì)量的地層。

　　(4)凍結(jié)法：適用于地下水流速不大的土層。

　　(5)地下連續(xù)墻：適用于除巖溶外的各類巖土，施工技術(shù)環(huán)節(jié)要求高，造價高，泥漿易造成現(xiàn)場污染、泥濘，墻體剛度大，整體性好，安全穩(wěn)定。

　　(6)咬合式排樁：對施工精度、工藝和混凝土配合比均有嚴格要求。

　　(7)鋼板樁：對土層適應(yīng)性較差，多應(yīng)用于軟土地區(qū)。

　　(8)沉箱：適用于各類巖土層，適用于地下水控制面積較小的工程，如豎井等。

　　(9)注漿帷幕不宜在永久性隔水工程中使用。

　　(三)施工、驗收與運行維護要求

　　1.施工順序：

　　(1)獨立的、連續(xù)性隔水帷幕：宜先施工帷幕，后施工支護結(jié)構(gòu)。

　　(2)嵌入式隔水帷幕：當采用攪拌工藝成樁時，可先施工帷幕樁，后施工支護結(jié)構(gòu);當采用高壓噴射注漿工藝成樁或可對支護結(jié)構(gòu)形成包覆時，可先施工支護結(jié)構(gòu)后施工帷幕。

　　(3)咬合式排樁帷幕：宜先施工非加筋樁，后施工加筋樁。

　　2.基坑開挖過程中不得損傷隔水帷幕;當土釘、錨桿穿過隔水帷幕時應(yīng)采用快硬水泥砂漿封堵錨孔，修復(fù)隔水帷幕。

　　【經(jīng)典例題】

　　1.降水工程的長寬比大于(　)時，歸類為線狀。

　　A.20

　　B.30

　　C.40

　　D.50

　　【答案】D

　　【解析】本題考查的是地下水控制的基本規(guī)定。降水工程長寬比小于或等于20時為面狀，大于20小于或等于50時為條狀，大于50時為線狀。

　　2.基坑真空井點降水施工時，井點間距宜為(　)。

　　A.0.6～1.8m

　　B.0.8～2.0m

　　C.1.2～2.0m

　　D.1.5～2.5m

　　【答案】B

　　【解析】本題考查的是工程降水。真空井點間距宜為0.8～2.0m。

　　3.集水明排沿排水溝宜每隔(　)m設(shè)置一座集水井。

　　A.5～15

　　B.10～30

　　C.20～40

　　D.30～50

　　【答案】D

　　【解析】本題考查的是工程降水。集水明排沿排水溝宜每隔30～50m設(shè)置一座集水井。

　　4.當基礎(chǔ)底部以下存在連續(xù)分布、埋深較淺的隔水層時，應(yīng)采用(　)隔水帷幕。

　　A.懸掛式

　　B.壓力注漿

　　C.落底式

　　D.嵌入式

　　【答案】C

　　【解析】本題考查的是隔水帷幕。當基礎(chǔ)底部以下存在連續(xù)分布、埋深較淺的隔水層時，應(yīng)采用落底式隔水帷幕。

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