毕业设计基坑工程降水设计.doc

本科毕业论文（设计）

题目： 中国人民解放军军通信指挥学院师团职干部
经济合用房基坑工程降水设计

姓 名： 赵 甲 学号：
院（系）： 工程学院 专业： 地质工程
指导教师： 李德营 职称： 副专家
评 阅 人： 冯晓腊 职称： 专家

2023 年 6月

本科生毕业论文（设计）原创性声明

本人以声誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用别人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和成果为本人独立完毕，不包含别人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表达了谢意。

毕业论文作者（签字）：

签字日期： 年 月 日

摘要

本文重要对中国人民解放军军通信指挥学院师团职干部经济合用房地下室基坑工程中的基坑降水进行了设计。该基坑位于长江冲击一级阶地，基坑范围内存在上层滞水和36m厚的承压含水层，基坑开挖深度为11.3m，底部已经揭穿隔水顶板，在基坑开挖过程中必然会导致流土、流砂以及突涌等工程地质问题的产生，因此必须进行降水设计。根据场区承压水水位以及基坑开挖深度拟定设计降水深度10.3m，通过度析地层条件和设计水位降深，综合比较各种降水方法，最终选择对于上层滞水采用明沟排水，对于下层承压水采用管井降水的解决方法，同时在基坑周边设立竖向隔渗帷幕，防止流土、流砂的产生。通过计算基坑涌水量、单井出水能力拟定管井数，由于基坑范围较大69.4m*87m以及隔渗帷幕的存在，为保证降水效果，采用坑内降水，并根据基坑大小对管井进行坑内环状布置。然后验算基坑中心的水位降深为12.03m，满足设计规定。最后，对基坑降水给周边环境带来的地面沉降进行了验算，通过几个关键点的验算，我们发现基坑周边地面沉降量和沉降差较小，最大沉降量为2.78cm，满足规范规定，同时也说明我们的设计方案是可行的。

关键词：基坑 降水设计 管井 地面沉降量

ABSTRACT

This paper mainly to the Chinese people's liberation army (PLA) army communication command college economy applicable room in the basement foundation pit precipitation in foundation pit engineering design. The impact of foundation pit is located in the Yangtze river level terrace, within the scope of the foundation pit is perched water confined aquifer and 36 m thick, excavation depth of 11.3 m, has exposed at the bottom of the waterproof roof, will inevitably lead to flow in the process of foundation pit excavation soil, sand, and a sudden surge of engineering geological problems, must therefore be to design rainfall. According to the confined water level in jobsite determine the design depth of the rainfall and excavation depth of 10.3 m, by analyzing the formation conditions and the design water level drawdown, comprehensive comparison of precipitation method, the final choice for the upper perched water use gutter drainage, for the lower artesian water by tube well precipitation treatment method, vertical impervious curtain set up around the foundation pit at the same time, prevent the formation of flow, flow sand soil. Through calculation of foundation pit water inflow, single well water ability to determine the number of tube well, due to large foundation pit range 69.4 m * 87 m as well as the existence of the impervious curtain, in order to ensure the effect of precipitation, the pit dewatering, and according to the size of the foundation pit to pit annular tube well arrangement. And then calculating the foundation pit water level drop deeply in the center of the 12.03 m, meet the design requirements. Finally, the foundation pit precipitation brings to the surrounding environment on the ground settlement, through several key points checking, we found that the foundation pit surrounding ground settlement and differential settlement is small, the largest settlement is 2.78cm, can satisfy the requirements of specification, we also illustrate the design scheme is feasible.

Keyword：Foundation pit Precipitation design Tube well Ground settlement

目录
第一章 绪论 1
第二章 工程概况及工程地质条件 3
第一节基坑概况 3
第二节基坑周边环境 4
第三节气象及水文概况 5
第四节地质构造概况 5
第五节场区地形地貌和地层构造 5
第六节场区地下水特性 6
第三章 基坑降水方案设计 8
第一节 常用基坑降水的几种方法介绍 8
3.1.1明沟排水法 8
3.1.2喷射井点降水 8
3.1.3轻型井点降水 8
3.1.4电渗井点降水 9
3.1.5管井降水 10
3.1.6辐射井点降水 10
3.1.7自渗井点降水 11
3.1.8综合井点降水 11
第二节 基坑降水法案设计 12
3.2.1 拟定降水方法及降水工程布置 12
3.2.2 设计参数拟定 12
3.2.3 降水方案常规设计与计算 13
第三节 降水系统施工组织设计 16
第四节 监测与维护规定 17
第四章 降水引起的地面沉降的预测与控制 18
第一节 降水引起的地面沉降机理 18
第二节 地面沉降量计算 19
第三节 地面沉降的防治措施 20
第五章 结束语 22
致谢 23
参考文献 24

第一章 绪论
近年来,随着国家经济的不断发展，我国的基础设施建设也不断加快,大量的高层、超高层建筑以及地铁等项目不断涌现，而这些项目的开展都离不开深基坑工程，因此必然会带来相应的问题，基坑降水就是其中之一。基坑在开挖过程中产生的大量积水及地下水的压力与渗流都会影响工程施工。若基坑中的地下水不予以解决,则会使土体强度下降,影响基坑的安全性和稳定性。并且由于地下水渗流与水压力的存在，若不及时解决，则在进行基坑开挖时极易产生突涌、流砂和管涌等地质工程问题。因此在实际工程中常采用降水兼防水帷幕的方法来减少地下水的影响。基坑降水可以保证施工工作面的干燥与稳定，同时减小净水压力、减少坑底的潜水头,提高土的抗剪强度,增长边坡以及基坑的稳定性,加速土体固结。基坑降水设计的关键是依据地下水位埋深、地层结构、关键隔水层深度选择一个合理经济有效的降水方法,以及优化井距、井数,实现动态降水。
此外，我们还必须结识到基坑降水会不可避免的对周边环境产生一定的不良影响。在基坑降水过程中由于孔隙水的排出,孔隙水压力减小使得土体附加应力增大,发生固结沉降变形,影响基坑周边既有建筑物的稳定性,使周边建筑物产生裂缝、不均匀沉降等问题,影响其正常使用规定。
综上可以看到,深基坑降水设计是一个系统工程,选择合理经济的降水方案,优化井距、井数、并实现降水时间的合理分派,对满足基坑施工所需要的降水深度以及降水范围,保证基坑开挖支护的正常施工显得尤为重要;与此同时对基坑降水过程中引起的地表固结沉降进行预测,对影响半径范围之内的建筑物进行沉降变形评价,合理的预测降水引起的环境效应,为降水设计、井距、井数的优化提供指导,以期获得良好的经济和社会效益。
本论文重要是对中国人民解放军军通信指挥学院师团职干部经济合用房地下室基坑降水工程进行设计。该基坑属于深基坑,基坑内存在厚度较大、渗透系数较大的孔隙承压含水层,同时基坑周边存在既有建筑,为保证基坑安全施工,必须进行降水设计。通过选取合理的降水方式以及井距、井数的优化是实现本基坑降水施工以及减小固结变形的关键。
本文先对场区的地质条件进行了分析，然后根据地质条件比较各种降水方法，选择最为合理降水方案，通过计算拟定井距、井数，最后验算基坑水位降深以及对周边环境产生的地面沉降是否满足规定。如图1-1是对本文技术路线一个概括：

研究区域地质条件

工程概况
地层构造
地下水特性

基坑降水方案的选择与设计

方案对比选择
设计计算
组织施工设计

降水引起地面沉降的预测与控制

地面沉降的防治措施
地面沉降量计算
降水引起地面的沉降的机理

结论

图1-1 技术路线图

第二章 工程概况及工程地质条件
第一节基坑概况
中国人民解放军军通信指挥学院师团职干部经济合用房项目为2栋24层住宅楼，下设2层满铺地下室，总建筑面积60205.32平方米，地上建筑面积48035.7平米，地下建筑面积12169.62平米。基坑平面图见图2-1.

图2-1 基坑平面图
基坑重要性等级为一级，形状大体为长方型，周长约330米，沿基坑周边开挖深度为自然地面下9.60m（地下室部分沿基坑周边承台底深度，承台厚度为1.1m，垫层厚度为0.1m）、10.00m（主楼地下室部分沿基坑周边承台底深度，承台厚度为1.5m，垫层厚度为0.1m），主楼二个电梯井开挖深度为自然地面下11.200m。基坑开挖面积约6720m2，基坑开挖周长约330m。基坑总面积约为6100m2，基坑采用的重要支护形式为排桩+内支撑的围护体系

表2-1 基坑开挖深度与建筑物基础相对关系表
地下室构筑物
相对
标高(m)
绝对
标高(m)
自然地面
起算深度(m)
主楼
承台底标高（含垫层）
-10.600
12.900
10.000
主楼电梯井
桩顶标高
-11.650
11.850
11.050
承台底标高（含垫层）
-11.800
11.700
11.200
地
下
室
承台底标高（含垫层）
-10.200
13.300
9.600
负一层顶板标高
-1.500
22.00
0.900
负二层顶板标高
-5.100
18.400
4.500
负二层底板标高
-9.000
14.500
8.400
第二节基坑周边环境
基坑场区处在汉口解放大道通院院内，周边环境条件较为复杂。
通信学院师团职干部楼基坑位置

图2-1 基坑周边环境概况图
1、基坑西南面为紧临武汉楚剧院，距离基坑5.8～9.0m分布有1幢4层楼、1幢5层楼、1幢3层楼、1幢2层楼（据业主介绍以上建筑均为老建筑，天然地基，无具体施工资料），临解放大道边距基坑边13.2m有1栋8层的宿舍楼（无基础资料）；该边为整个基坑支护的重中之重。
2、西北面紧临通院住宅楼，距离22层经济合用房(深桩基础)为 3.8m，距离22层楼下的管道线仅为2.6m（据业主介绍该管道为下水道，可根据基坑支护的实际情况进行迁移）；距离9层住宅楼（桩基础）为9.0m。该边无煤气管道及上水管。
3、东南侧为解放大道，道路边分布有电缆沟、上下水管道等各种城市生命线管道，离基坑最近距离有17.0m。
4、基坑东北侧为解放公园，距离基坑7m分布有1条电缆沟(该电缆为通院专用)，距公园绿地为16.0m。
第三节气象及水文概况
武汉地区属亚热带季风气候，四季分明。春季温暖潮湿，夏季炎热，秋季晴朗少雨，冬季干旱。冬夏温差较大，七月份气温最高，平均达28.8～31.3℃，最高达41.3℃；１月份气温最低，平均为2.6～4.6℃，最低达-18.1℃。武汉地区雨量充沛，数年平均降水量为1284.5mm，历年来最大降雨量为2107.1mm，最小降雨量为476.4mm（192023）。降水重要集中在4～7月份，约占年降水量的60%，其中6月份最高，最高达669.7mm（1889年），12月份降雨量仅为32mm。数年平均蒸发量为1447.9mm。夏季长江、汉水水位高涨（每年4月下旬至11月上旬），是防汛时期。最高洪水位29.73m（吴淞高程系统）；冬季长江、汉水水位最低，最低枯水位为8.7m。
武汉地区4~7月份以东南季风为主，其余时间以北风或东北风为主，最大风力八级，最大风速27.9m/s（1956年3月17日）。基本风压按30年一遇，10秒平均最大风速（m/s）为标准，武汉地区为2.5MPa。
第四节地质构造概况
武汉位于淮阳山字型构造南孤西翼，重要受控于燕山期构造运动，表现为一系列走向近东西至北西西的线型褶皱，以及北西、北西西、北东和近东西的正断层、逆断层及逆掩断层。
市区分布地层有古生界砂岩、页岩、灰岩及泥岩；中生界的砂砾岩、砂岩、页岩及泥岩；新生界的粘性土、砂、砂砾岩等，志留系页岩常组成背斜轴部，背斜两翼依次为泥盆、石炭、二叠、三叠各岩层。三迭系地层常组成向斜的槽部。由于强烈的南北向压应力作用，形成了东西向的紧密褶皱，并随着压扭性断裂。在南北向主应力支配下，还发育有其它次一级的构造，即北北东及北北西两组张扭性断裂。
据区域地质构造资料，武汉地区的大地构造均属古老的地质构造。无第四纪全新世活动迹象，拟建建筑场地处在一个地质构造运动相对稳定的地带，无大的构造断裂分布，下伏基岩为白垩~下第三系含砾泥质粉砂岩、砂砾岩，属非可溶岩。因此，拟建场区地质构造稳定性良好，适宜工程建设。
第五节场区地形地貌和地层构造
本场区地貌单元属长江冲积一级阶地。场区地势较为平坦，本次勘察各勘探孔孔口地面高程在22.52～24.74m之间，场区地层从上至下的构成及其特性列表描述如下：
地层编号
岩土名称
层顶埋深（m）
层厚（m）
1-1
杂填土Qml
0.0
0.3-3.2
1-2
素填土Qml
0.5-1.9
0.4-1.6
2-1
粉质粘土Qal
0.3-3.2
0.9-8.2
2-2
粘 土Qal
2.4-9.3
1.2-8.7
3
粉质粘土、
粉砂互层Qal
7.2-15.2
0.5-12.4
4-1
粉 砂Qal
10.2-28.1
0.9-26.7
4-2
粉细砂Qal
22.2-39.5
1.2-21.3
表2-2 地层埋深与层厚
表2-3 场区地层相关参数表
地层编号
岩土名称
天然重度
(kN/m3)
综合建议值
压缩模量
（MPa）
C(kPa)
φ(°)
1-1
杂填土Qml
18.50
18
10

1-2
素填土Qml
18.30
5
33
3.2
2-1
粉质粘土Qal
19.0
16
7.5
6.0
2-2
粘 土Qal
19.6
20
10
5.5
3
粉质粘土、
粉砂互层Qal
18.18
15
15
8.0
4-1
粉 砂Qal
19.3
0
20
13
4-2
粉细砂Qal
19.3
0
30
21

第六节场区地下水特性
场区地下水按赋存条件及含水层性质可分为上层滞水和孔隙承压水两种类型，上层滞水重要赋存于（1）单元层人工填土层中，无统一自由水面，其水位变化较大，水量随大气降水及地表排水强度波动，总体有限，但不容忽视；孔隙承压水赋存于（3）单元粉土、粉质粘土、粉砂互层（过渡层）及（4）单元砂土层中，与长江等地表水体及区域承压水体联系密切，水位相对稳定，水量丰富。武汉地区水文资料显示，孔隙承压水位年变化幅度为3~4m，标高17.0～21.0m左右。
据勘察期间实测，场地上层滞水及潜水埋深在地表下0.20～3.20m；抽水实验井中测得场地承压水稳定水位在井口下3.20 m，相称于标高19.65m。根据抽水实验资料分析、整理、计算，建议孔隙承压水含水量渗透系数（K）取18.6m/d，影响半径R取322m。

图2-2 基坑工程地质剖面图

第三章 基坑降水方案设计
第一节 常用基坑降水的几种方法介绍
在国内的基坑施工中采用的降水方法重要有明沟排水法、喷射井点降水法、辐射井点降水法、自渗井点降水法、轻型井点降水法、管井井点降水法、电渗井点降水法以及综合井点降水法等等，以下是对各种降水方法的合用条件与平面布置方法的简朴介绍：
3.1.1明沟排水法
一、明沟排水的合用条件
基坑内侧明沟排水是指在坑内开挖排水明沟或明渠和集水井,然后采用潜水泵、污水泵和离心泵等将水集中抽到基坑外的方法。该方法一般合用于土层比较密实,坑壁较稳定,基坑较浅,降水深度不大,不会产生流砂和管涌等问题的降水工程,当场地含水层为上层滞水或潜水,并且其补给源远离基坑,渗透性较弱,漏水量不大时,一般可以釆用明沟排水方案。
二、明沟排水的平面位置的布置
当基坑的开挖深度接近地下水位时,应当沿基坑四周(拟建建筑物的边线以外,降水基坑底内边沿坡脚0.4m内)开挖排水明沟或明渠和集水井,在基坑的每个角点或间距25-30m处设一直径为1.0-1.5m的集水井,明沟的底宽一般大于0.3m,坡度为0.5%—1.0%,沟底相对基坑底低0.3-0.5m,集水井底相对排水沟底低0.5-1.Om。集水井的容积大小取决于排水沟的进水量以及水泵的排水量,最佳可以保证泵在停止抽水以后30分钟内还可以使基坑坑底不被地下水掩没。,排水沟以及集水井也随着基坑的开挖而进行分级设立和加深,直到坑底降水达成相应的设计标高为止。降水基坑开挖到事先设定的深度后,需要对排水沟以及集水井进行相应的修整完善,排水沟沟壁不稳时还要运用透水性好的砂袋或砖石干砌进行支护。
3.1.2喷射井点降水
当基坑开挖较深，降水深度规定大于6.0m，并且场地狭窄，不允许布设多级轻型井点时宜采用喷射井点降水。其一层降水深度可达10.0—20.0m。合用于渗透系数为3.0—50.0m/d的砂土层中。该方法最大的优点是降水可以达成较大的深度,该方法的缺陷是要双层井点管,由每根井点管与二根总管相连,喷射器设在降水井的底部,地面管网埋设复杂,功效低,成本大。喷射井点系统由供水总管、喷射器、井点管、高压水泵、排水总管、测真空管以及循环水箱等组成。
3.1.3轻型井点降水
一、轻型井点的降水原理及合用条件
基坑降水轻型井点降水井布设如图3-1所示,抽水的原理为运用真空作用抽吸地下水。基坑降水井由抽水设备启动,在井点系统中形成真空, 并在轻型井点周边的一定范围形成一个真空区。

图3-1 轻型井点系统

图3-2 二级轻型井点系统的布置

二、轻型井点系统的平面布置
根据基坑的开挖边线的形状、基坑的开挖的大小,规定降水深度,地下水流的方向以及基坑场地内地层岩性等因素决定轻型降水系统的布置方式，一般有单线状、双线状、U型以及环状等布置形式,一般布置在基坑外缘1.2-1.6m的位置。当基坑的开挖形状为矩形、圆形、三角形成不规则形状时,井点常采用环形封闭式或U形布置。当降水深度在6m以内时,采用单级井点降水。当规定更大降深时,则需采用二级甚至多级轻型井点系统，所需配置设备及其占地范围也相应增长，如图3-2。
3.1.4电渗井点降水
电渗井点基坑降水合用于含水层透水性较差、持水能力较强的的饱和粘性土,特别是在淤泥和淤泥质粘土层中进行降水。由于基坑场区内的淤泥以及於泥质粘土的颗粒很小,地下水在其中流动非常困难,在其空隙中流动的只有自由水,淤泥以及游泥质粘土中其它地下水均处在被毛细管吸附的约束状态,无法在仅有压力水头参与的情况下流动,当土中接通直流电后,应用电压比降使带负电的土粒向阳极运动（即电泳作用），带正电的孔隙水则向阴极方向产生电渗现象。除了自由水外,被毛细管所束缚的枯滞水也可以参与流动,使其渗透性提高数十倍,从而减少降水时间,提高降水效果。
3.1.5管井降水
一、管井降水合用条件及原理
管井基坑降水合用于轻型井点不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂—卵石地层，渗透系数大、水量较大、且江水深度较深的潜水或承压水地区。可满足大降深、大面积降水规定。管井进行降水是运用机械钻孔成井,一般采用潜水泵进行抽水,使地下水位下降的方法。当钻孔深度大于15m时,也称为深井点降水。有井管孔径较大,有出水量大的优点。
二、管井防水工程的布置
管井降水一般沿基坑周边距基坑外边沿1.2m布置,假如基坑场地较大或者采用了垂直边坡以及有锚杆和土钉护坡等，在这样的条件下,需要距离基坑边沿尽量远些,可用4-6m;当需要降水的基坑边上设立了相应围护结构或者止水帷幕的情况下,我们最佳选择在基坑内布置管井,采用坑内降水的方法。
管井的间距以及深度需要根据该场地的水文地质条件、降水范围以及降水深度来进行拟定。一般情况下井间距为10-20m。并且假如降水层为弱透水层或者降水深度超过了含水层的底板时则需缩小井间距,可采用6-8m;而假如降水层为中档透水层或者降水的深度接近含水层的底板时,一般井间距为8-12m;而若降水层为中档甚至强透水层,含水层的厚度大于降水深度时,可用12-20m;此外,若降水的深度较浅,含水层是中档以上的透水层.并具有一定厚度时,井间距可大于20m。井点深度要大于设计井中的降水深度或进入非含水层中3-5m,井中的降水深度由基坑降水深度、降水范围等进行计算拟定。
3.1.6辐射井点降水
一、辐射井点降水的原理及合用条件
辐射井降水是在降水场地中设立集水竖井,在竖井中在不同方向及深度上开挖水平井点,这就使地下水通过水平井点进到集水竖井中,再用水泵将水抽出,从而使得地下水位减少。这种降水方法合用于在渗透性比较好的含水层(比如砂土、粉土、卵石土层等),可以满足不同深度,特别是具有大面积降水规定期。
二、辐射井点降水工程的布置
辐射井降水的竖井和水平井点设立,应根据场地水文地质条件、降水面积和降水深度等综合考虑拟定。
集水竖井一般设立在基坑角点外2-3m,竖井直径一般为3-5m,深度超过基坑底3-5m。对长方形基坑,可在对角设立两个集水竖井;当基坑长度较大时,可在一长边的两角和另一边中部各设一个集水竖井;基坑长度大于100m时,可按50-80m的间距设立一个竖井。对于正方形基坑,当其边长大于40m时,可在基坑四个角设立竖井。当降水面积特别大时,除了在周边按50—80m的间距布设竖井外,还可在基坑中部设立临时降水井点。
水平井点在集水竖井内施工,其平面位置一般沿基坑四周布设,形成封闭状。当面积较大或降水时间规定较紧时,可在基坑中部打入水平井点,形成扇形状。
3.1.7自渗井点降水
自渗井点降水法合用于下列条件:
1、在基坑降水范围内的地层结构为三层以上且含水层数大于两层。
2、基坑降水场区内的各下地层含水层相应的水位比各上地层含水层相应的水位低时,且低于设计降水水位时,并且下含水层的埋深最佳距离基坑开挖底部10-20m。
3、基坑降水场区内的上地层地下水的水质情况良好,达成引入下层地下水的标准。
4、基坑降水范围内的地层下层的渗透系数通常要大于上层含水层的渗透系数,并且还具有一定的厚度(一般大于2m),可以进行消纳的水量通常不小于降水深度范围内的基坑涌水量。
自渗井点降水法是近年才发展起来的一种新型井点降水法,具有施工快、简朴,不需排水、不需抽水设备、耗能低、易于管理、成本低、不占场地等优点。
表3-1 降水技术方法合用范围
降水技术方法
适合地层
渗透系数(m/d)
降水深度(m)
明排井（坑）
粘性土、砂土
<5
<2
真空点井
粘性土、粉质粘土
砂土
0.1—20.0
单级<6
喷射点井
0.1—20.0
多级<20
电渗点井
粘性土
<0.1
按井类型拟定
引渗井
粘性土、砂土
0.1—20.0
由下伏含水层的埋藏
和水头条件拟定
管井
砂土、碎石土
1.0—200.0
>5
大口井
砂土、碎石土
1.0—200.0
>5
辐射井
粘性土、砂土、砾砂
0.1—20.0
<20
潜埋井
粘性土、砂土、砾砂
0.1—20.0
<2

3.1.8综合井点降水
重要用于某些特定的水文地质条件下工程以及对工程有着特殊的规定情况下,若仅采用单一的井点降水方法已无法达成抱负的降水效果时,通常采用两种甚至更多的降水方法,比如采用管井与轻型井点降水相结合，管井以及引渗砂烁井相结合,喷射井点和电渗井点降水相结合,轻型井点与喷射井点降水相结合等方式。下面简朴介绍渗抽结合的降水方法。
具有了一定自渗条件,但仅采用自渗不能满足水位降深规定,或这降水面积较大,光靠周边围降使降水深度以及降水时间不能满足设计、施工规定期,可以采用砂烁井或管井引渗并配合轻型井点或管井抽水以达成降水目的。
当场地具有浅层自渗条件,但自渗后水位埋深仍高于降水深度或者降水面积较大时。可沿基坑四周或中部布设砂烁引渗井，以减少上层滞水位,并在基坑四周边沿适当增长管井来抽取下部砂层地下水，从而加深引渗井中混合水位，从而达成设计降水深度并保证降水工期的规定。两种井的间距和深度应根据场地水文地质条件和降水规定拟定,可参照以上相同井点布置。
当基坑场地内上层滞水或潜水含水层埋藏较浅,其含水层为粉、细砂层,基坑深度进入第二含水层或者以下时,虽然具有深层自渗条件,但仅采用引渗管井难以有效疏干含水层,经常引起边坡或桩间土的坍塌。因此,采用引渗管井减少地下水位,再配合轻型井点疏干上层滞水或潜水残留水、从而保证降水效果和边坡稳定。
当基坑场地虽具有深层自渗条件,但降水深度非常大,且降水面积很大时,可在基坑周边或中部布设引渗管井,以减少上层滞水和中部潜水的水位,再选用部分管井来作为抽水井,抽取下部承压或潜水含水层中的地下水，从而满足降水规定。此方法可完毕地下水位达20m。各降水方法合用范围如表3-1所示。
第二节 基坑降水法案设计
3.2.1 拟定降水方法及降水工程布置
一、上层滞水解决
对上层滞水可采用明沟排水，汇集于集水井后抽排。
二、下部承压水解决
根据场区地水文地质条件，基坑开挖已挖穿隔水层，进入含水层。即使在枯水季节施工，假如不采用降水措施，基坑开挖后亦会发生流土、流砂现象。对下部承压水采用多井点深井降水，将承压水位减少到设计所规定的地下水位，可避免基坑范围内承压水头压力也许导致的管涌和突涌，并对基坑周边进行竖向隔渗解决。
根据场区的地质条件，基坑降水深度10.3m，含水层的渗透系数为18.6m3/d，综合比较各种降水技术方法，以期得到经济和高效的降水效果，选择管井降水的的方法。
由于该基坑呈矩形（69.4m*87m）状跨度和面积都比较大，故可以采用环形封闭式平面布置。同时，为了减少基坑降水对周边建筑物产生不利影响，基坑周边设立有竖向隔水帷幕，所以采用坑内降水方案，这样缩小降水的影响范围，减少降水的总出水量。
3.2.2 设计参数拟定
根据场地勘察报告并结合汉口地区深基坑降水工程实践经验，其相关水文地质计算参数取值如下:
管井深度段承压含水量渗透系数： k=18.6m/d，
引用影响半径：R=322m（抽水实验建议值）
承压含水层计算厚度： M=36m
基坑等效半径：r0=44.06m
承压水水位降设计值(取开挖最深的部位)：S=10.3m
丰水季节的承压水水头标高为21.00m
3.2.3 降水方案常规设计与计算
一、竖向隔渗帷幕设计
在基坑四周设立深层搅拌(浆喷)桩或高喷灌浆技术形成竖向隔渗帷幕，与钻孔灌注桩联合作用，既挡土又止水。
在支护桩外，设立2排深层搅拌(浆喷)桩组成的竖向隔渗帷幕；进入基坑底3.0m，即绝对标高8.70m。
二、地表水解决
1、在基坑四周距坡顶3.0m处修筑一条排水沟，截面尺寸300×400mm，混凝土浇筑，按3%坡率流入集水井中，统一排入市政排水系统。
2、基坑底部内也沿坑底四周设立一条排水沟，截面尺寸300×300mm，混凝土浇筑，并布置一定数量的集水井，以抽排坑内之水。
3、在排水沟中，每50m设立一集水坑尺寸为1000mm*1000mm，混凝土浇筑。
三、下部砂层承压水解决
基坑已挖透下部承压含水层，对下部承压含水层须采用疏干降水。基坑开挖深度及地下水位、水位降深见下表：
表3-2 基坑开挖深度及地下水位、水位降深表
部位
基坑开挖相对标高
（m）
基坑开挖绝对标高
（m）
设计水头
标高（m）
降深
（m）
降水后的水位标高
（m）
备注
附楼地下室底板底（含垫层）
-10.200
13.300
21.000
9.000
12.000
超降1.0m
主楼电梯井底（含垫层）
-11.800
11.700
21.000
10.300
10.700
超降1.0m
主楼承台底（含垫层）
-10.600
12.900
21.000
9.100
11.900
超降1.0m
注：以上基坑开挖部位为电梯井底（含垫层）、承台台底（含垫层）、地下室底板底（含垫层）；取丰水期下部承压水水头标高为21.000m。
1、基坑总涌水量计算：
(3-1)
式中 k—渗透系数 18.6m3/d
M—承压含水层厚度 36m
S—基坑水位降深 10.3m
R—降水影响半径 322m（采用勘察报告建议值）
r0—基坑等效半径 r0=,A为基坑面积 r0==44.06m
l—滤水管长度 22m
将数据代入上式得涌水量：Q=19613.00m3/d
2、单井出能力计算：
(3-2)
式中 d—滤水管直径（m） 取0.3m
l—滤水管长度（m） 取22m
k—渗透系数（m3/d） 取18.6m3/d
将数据代入上式得：q=3296.22 m3/d
3、井点数的拟定：
n=1.1=1.1*Q/q =5.95个
采用n=8个，则单井设计出水量应满足：q>Q*1.1/8=2696.79 m3/d=112.37 m3/h
因此采用总扬程为45m,额定流量为120 m3/h的深井潜水电泵。
采用坑内布置，排列如图：

图3-3 管井平面布置图
基坑降水井管埋设深度计算：
4、根据《建筑与市政降水工程技术规范》，降水井埋设深度可按下式拟定：
（3-3）
式中—降水井深度（m）
—基坑深度（m）
—降水水位距离基坑底规定的深度（m）
—ir0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为；r0为降水井分布范围的等效半 径或降水井排间距的（m）；
—降水期间地下水位变幅（m）；
—降水井过滤器工作长度（m）；
—沉砂管长度（m）。
其中=11.2m，=1m,=0.1*17.5=1.75m，=-1m，=22m，=1m。则=11.2+1+1.75-1+22+1=35.95m ，取整=36m
验算基坑中心点出的降水深度：
各井至基坑中心点处的距离：
r1= r3=r6=r8=43.01m ，r2=r7=25m ，r4=r5=35m
5、基坑中心点的水位降深可按下式计算：
(3-4)
式中 S— 任意点由n口抽水井引起的水位下降值（m）
qi—抽水井的单井出水量（m3/d）
ri—任意点距抽水井的平面距离（m）
其他符号意义同前。
经计算得：S=12.03m>10.3m（设计降水深度）
故满足规定。其剖面图如下：

图3-4 管井剖面图
第三节 降水系统施工组织设计
降水管井施工工艺流程见下图:
定井位
洗井

成孔

安装井管

添 砾

验井，水泵安装，试抽

图3-5 降水管井施工工艺流程图
定井位：根据甲方现场给定基础轴线并按“降水井平面图”测放出各井位,并打入木桩,涂上颜色作标记。为保证安全，定井位后应进行物探、挖探坑以查明井位处有无地下管线、地下障碍物。
成孔：在钻孔之前，要调整好钻机并校核井位。为防止破坏场内地下管线,人工开挖1.50m深,埋好护壁管,管径700cm,护壁管埋设完毕后开始钻进成孔；钻孔采用泥浆护壁,施工时保持孔内泥浆高度,防止孔内垮孔。检查孔深，当达成设计深度后终孔。
安装井管：经现场技术负责人验收合格后,用抽筒清孔,吊装井管。做到井管之间焊接牢固、垂直安装。
添砾：在井管的外围注入规格2-3mm砾石滤料，然后填入粘土封井。
洗井：采用空压机和活塞进行联合洗井,空压机洗清之后再用活塞洗井;然后再用反复以上洗井过程,直至满足设计规定。每个井的活