降水设计

降水设计（通用12篇）

降水设计 篇1

1 引言

水工建筑物在开挖深基坑过程中, 基础深度一旦超过地下水位埋深, 由于含水层被切断, 在压差作用下, 地下水会不断渗流入基坑, 造成基坑浸水, 使现场施工条件变差, 边坡稳定性、地基承载力下降。为保证施工安全, 应采取有效的降水措施。对于地下水丰富、降水深、面积大、渗透系数大、土质为粉砂类土的施工环境, 多采用管井降水。通过均匀布井, 控制单井落差, 使水位降深满足施工要求, 同时减少对地层的扰动和对原有建筑物的影响, 避免周围地面产生过大的沉降。根据地下水有无压力、管井底部是否达到不透水层, 管井分为无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非完整井, 以无压完整井为例用水井理论分析管井的设计与施工。

2 管井的设计思路

2.1 基坑等效化

将开挖的基坑等效化为一口大井, 用大井法计算基坑总的涌水量。

总涌水量:Q大=1.366K (2H-S) S/lg (1+R/r)

参数的确定:Q大———总涌水 (m3/d)

R———群井降水影响半径 (m) , 抽水影响半径与土的渗透系数、水位降落值及抽水时间有关, 水位稳定后可按库萨金公式求出:, 也可由带观测井的抽水试验得出。r———基坑等效半径 (m) , 矩形基坑r=0.29 (a+b) , a、b为基坑的长、短边。S———水位降落值 (m) , 一般降到操作面下0.5~1m。H———含水层厚度 (m) , 综合以往施工经验和降水井的深度及地层来确定。也可先假定一个数值, 按完整井模型, 采用含水层厚度按1米间隔递增, 计算涌水量, 然后按非完整井模型, 以同样的方法计算总涌水量, 它们会有一个重合点, 再结合经验确定含水层厚度。K———渗透系数{m/d}, 可用现场抽水试验测定, 计算中取各土层渗透系数的加权平均数。

2.2 确定单井出水量

根据裘布依公式:Q单=1.366K (2H-S0) So/lgR/r0

参数的确定:Q单———单井在无干扰井下的出水量 (m3/d) ;r0———抽水井半径 (m) ;S0———管中的水位降落值 (m) ;l———滤管长度 (m)

2.3 确定管井的数量n

在群井同时抽水的状态下, 每个单井的出水量会减少, 形成干扰群井, 因此在Q单的基础上乘以一个小于1的系数α, 则Q'单=αQ单。

n'=Q大/Q’单

即用总的涌水量除以修正后单井出水量, 再加以一定的富余系数β, β一般不小于1.1.

n=βn'

2.4 确定管井的间距

管井一般基坑周围离边坡上缘2米左右环形布置, 深度应比所需降水的深度深6~8米, 井距一般为8~15米, 井距太大降水效果不好, 同时考虑水泵损坏时, 维修的间隔不能给附近的水位造成过大的提升。通常按实际部署检查疏干基坑中心点O设计水位时装置的总涌水量Q实总, Q实总=1.366K (2H-S) S/lg (R+r) -lg (X1X2X3……Xn) /n

若Q实总<n Q'单

井距、井数满足降水要求。

X为井点位置至基坑中心点的距离。

2.5 水泵的选择

水泵流量与管井的出水能力相匹配, 水泵小时, 达不到降深要求;水泵大时, 抽水不能连续, 增加维护难度, 对地层影响较大。水泵功率N (kw) 一般与流量有关:N=KQH/75η1η2.

K———安全系数;Q———基坑涌水量 (m3/d) ;η1———泵效率, 一般取0.4~0.5;η2———动力机械效率, 一般取0.75~0.85.

施工现场一般准备大中小各种规格水泵, 以便在现场调配。

3 管井的施工

3.1 工艺流程

测放井位———护筒埋设———钻机就位———钻孔———清孔———下井管———填放滤料———洗井———试抽———成井。

3.2 管井结构

管井上、下部各有一节不透水管, 中间为透水管, 井管内径与单井要求出水量、水泵直径、施工机械及井管的市场规格有关。井壁外裹2~3层尼龙网作滤网, 外缠1.0~1.5mm的铁丝固定, 井壁与井筒之间填放粗滤料, 上口用粘土封填, 以防上层滞水流入。井管底部用钢板封底, 接头用电焊接头, 井管底与井底之间填300mm厚的2~4cm碎石, 防止井管下沉。

3.3 施工技术要点

(1) 钻孔过程中, 认真填写施工记录, 记录地层变化情况、含水层岩性及顶板深度和厚度, 以及清水或泥浆的漏失情况; (2) 安装井管前必须清理井底沉渣, 稀释泥浆, 比重不大于1.25, 填料之前再次稀释泥浆, 比重不大于1.15, 填料后立即进行洗井, 水彻底抽清, 保证滤网畅通; (3) 水泵应置于设计深度, 吸水口应始终保持在动水位以下。水泵排水管线及电源线的铺设安装严格按规范要求进行; (4) 对单井进行试抽试验检查降水效果, 水位下降速度和出水量。定期取样检测含砂率, 保证含砂率不大于0.5‰; (5) 为保证降水工作顺利进行, 在施工期间不能停电或做好应对停电的预案, 使管井连续、稳定降水。

4 结束语

基坑管井降水由于土层水文地质条件的复杂性, 有关参数如渗透系数、抽水影响半径等取值的准确性将影响管井系统涌水量的计算成果。因此利用水井理论必须与场地实际情况相联系, 在降水实践中采用信息化施工, 定时检测降深、涌水量;采用抽水试验验证降水效果, 进一步优化降水设计的施工方案。

参考文献

[1]建筑与市政降水工程技术规范 (JGJ/T111-98) [S].

[2]姚天强, 石振华.基坑降水手册[M].中国建筑工业出版社, 2006.

降水设计 篇2

1、联系实际，将生活融入课堂。

这节课，我把学生日常生活中雨、雪、冰雹作为切入点，经过教师的引导启发从而得出降水的概念，启发学生同样是降水，夏季午后的降水和入冬以来的降水类型一样吗?导入降水的类型。将生活带入课堂，让学生感受到现在学习的是对生活有用的地理，对终身发展有用的地理。

2、明确教学目标，体现教学实效性

我根据初一学生的身心发展规律，根据学生的具体情况来安排教学内容。上课首先，出示学习目标，让学生明确学习目标，然后让学生看视频、书讨论的基础上，在教师启发引导下，运用自主学习法、问题解决教学法，师生交谈法、小组合作探究法，引导学生根据生活经历和体验来理解地理知识。培养了科学探究精神，树立了辩证唯物主义世界观，从而标志着本课制定的教学目标的完成。

3、运用信息技术手段优化课堂教学

计算机技术的飞速发展，为课堂教学手段现代化提供了有利的物质基础，运用多媒体计算机这一现代化教学手段，能把教学中抽象的概念直观化、具体化、能调动学生的学习积极性。在教学中我将图像、图形、符号、声音等多种媒体综合一体化。利用多媒体课件，让学生观察降水的形成和降水的类型，世界年降水量分布图，即培养了学生的学习兴趣，又提高了学生的实践能力。

4、注重小组合作学习

在学生认识到降水的类型形成过程以后，让小组组内分工把三种降水类型的形成过程演示、画出来。(分工：两位同学演示，一位同学画出来，一位同学讲解)，这样促进的小组合作并且每位成员都有任务可做，调动了积极性。同时做到了知识小品话、娱乐化，将知识化难为易。

在课后我还发现在教学中还存在不足之处：

1、知识点没有讲透

降水形成的条件中，凝结核和充足的水汽，没有给学生讲透，这可以进行追问学生，是不是有云就可以形成降水呢?雪白的雪融化以后为什么还有一些杂质，杂质就是凝结核。

2、导学案没有充足利用

因为教学的对象不是本校的学生，上课之前没有强调看导学案，导致学生在合作探究时没有按导学案的问题，回答时就出现问题了。

3、小组合作应加以完善。

学生小组合作学习应加以完善，部分学生不能积极参与教学。

深基坑止水和降水技术设计及应用 篇3

帷幕止水及降水方案

基坑止水帷幕方案原拟采用深层搅拌桩，但考虑灌注桩在施工中流砂对桩基施工的影响，而大口径井降水对周围一定范围内的土体进行了降水，使场区土的有效应力增加，土体进一步固结，从而使深层搅拌桩难以施工。根据场地深基坑强透水层特点，决定采用高压旋喷桩止水帷幕。既能达到理想的止水效果，且旋喷桩与支护灌注桩相结合，使逆作施工更加安全可靠。

在基坑逆作施工中，止水帷幕虽能起到止水作用，但考虑到周围土体含水丰富，水压大，水位高的情况下，止水帷幕可能在一些部位发生渗水、漏水、管涌现象，给基坑施工带来困难，所以决定对周围及坑内土体采取降水措施。根据抽水试验，确定采用大口径井降水方案。

止水帷幕与降水井设计

止水帷幕采用高压旋喷桩施工，在不同深度分别采用高压摆喷和定喷。高压摆喷是在某一角度范围内进行喷射，桩体固结体断面呈扇形，定喷是改变喷射方向，桩体固结成板状。根据本工程的地质情况，决定止水帷幕采用摆喷和定喷两种方法。钢筋混凝土支护桩间距为1.2m，旋喷半径定为0.7m，旋喷钻孔间距定为1.25m，使喷射体能够相互重叠，形成封闭墙体。标高18.5～31m范围采用摆喷，31～34.5m范围采用定喷。摆喷角度分225°和180°两种。

经计算参数出各含水层的总涌水量后，分类确定单井抽水量和降水井的数量。设计大口径井深度定为16.8m，降水井井距为20m，水流上游西南向另布置5口井；坑内设8口井。降水井共设26口。

降水井采用机械钻井，成孔直径600mm，井管采用直径300m无砂混凝土管，滤水段井管加扎钢丝或棕网片，孔壁与井管之间填粒径为3～24mm砾石作为过滤层。抽水采用深井潜水泵。

止水帷幕与降水井施工工艺

止水帷幕施工采用3重管高压旋喷，即用高压泵产生20Mpa左右的高压喷射水流，同时在其周围环绕一股0.8Mpa左右的圆筒状气流，进行高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成土体中最大的空隙，然后由泥浆泵注入压力为2～5Mpa的水泥浆填充，喷嘴作旋转和提升运动，最后水泥浆在土中凝固成固结体。施工参数见表1。

施工程序为：

插管作业钻机成孔一拔出芯管一换旋喷管，插入到预定深度，插管过程中边射水边插管，以防止泥砂堵塞喷嘴，水压一般控制在1.0Mpa左右。

喷射作业喷射作业应注意检查控制浆液初凝时间，喷射介质流量、压力，旋转及提升速度等参数使其符合要求，并做好记录，绘制作业过程曲线。本工程施工中高压泵用水为地下水，水中有细小砂粒，为防止砂粒堵塞或划伤喷嘴，采用特细丝网对水提前进行过滤。

施工降水方案的设计与实施 篇4

随着社会的发展和科技的进步, 对于建筑工程中遇到的某些技术问题, 相关研究者已经相继提出了较为合理的解决方案。就深基坑施工降水问题来说, 解决此类问题的意义重大, 不仅为建筑工程提高便利, 还能够获得更大的效益。解决此问题, 首先就是要研究当地的地下水存在的相关问题, 即当地的地理环境分析, 然后再据此来设计施工降水方案, 讨论其中的利弊因素, 这样才能保证工程的效率和质量。接下来将来继续深入探讨该问题及其相关解决措施。

1 当前施工降水设计理论存在的局限分析

降水井出水量的公式的建立是有前提条件的, 其前提是含水层等厚、均质、分布广泛、隔水层地板和潜水面水平以及地下水渗流稳定等, 再者对于呈层流运动的缓变流来说, 必定要流向完整井才行。在建立稳定潜流完整井公式的时候, 应当直接将垂直分流忽视即可, 理由是假设垂直分流很小而能够达到忽略的程度。那么此时可考虑的只剩水平流速。这里的存在的局限性就在于实际中存在垂直分流, 并且对于这些前提条件要想同时达到是不可能的, 也就意味着理论该公式是建立在理想状态下的, 对实际中施工降水的相关计算处理可能会造成较大的误差, 而这些误差往往就关系到整个工程的质量。因此, 在按照该理论公式进行相关演算时, 应当还有兼顾到实地考察实验分析, 这样才能保证方案准确性。

2 当下施工降水设计规范探究

上述计算出水量的公式是假设在含水土层均质、水面平整等前提下得来的, 显然深基坑的实际情况比理想中的状态复杂的多, 这也就是说通过该理想公式得来的计算结果往往与现实有很大差异。那么就解决这个问题, 可以采用实验加权平均的方式得出一个中和的渗透系数, 这样就可以使得计算结果靠近真实值了。在基坑中主要起作用的是砂和砾石层时, 它们对于该渗透系数作用明显, 土层越厚对该系数影响越大。而主要是细砂层起作用时候, 层土越是薄影响就越小。再者就该公式来讲, 黏土层厚度对加权平均的渗透值也有一定的影响, 但是就实际来讲, 深基坑中粘土层一般都是极薄的因此可以看出其厚度对于该数值影响相对还是较小的。由于粘土层渗透系数与砾石层相比较小, 并且差了一万倍, 和砂层也相差了近千倍, 所以可以将粘土层看成一个相对不透水的封闭的隔水层。如果考虑粘土层的实际透水情况, 也就是说不将其理想化, 不忽略粘土层的实际渗透量, 这样来说就复杂了, 不是现有的公式所能够考虑的, 并且通过理想化后对各土层所做的水量曲线图的影响也很大, 这时候的砂层很砾石层的承压水就有可能出现两种情况, 降水曲线的状态也会发生改变, 应当将细砂中的潜水的不断跌入考虑到, 计算就会更加复杂化。因此, 总结一下, 对于施工降水不可盲目的相信理想化的公式, 也不能脱离理论公式来空谈, 应当将该公式的应用和实际情况相结合, 采用实验加权平均的方式求得一个有意义的渗透系数来帮助工程施工方案的设计。

3 实施的工程概况

3.1 基坑分块降水方案设计

对于深度大, 相应长度宽度都较大的基坑, 应当选取同时具备维护结构和止水帷幕的地下帷幕墙和降水程度好、排水量较大的管井降水方案, 并且优先考虑管井降水方案, 一排水沟明排为辅。根据施工现场基坑形式, 可采用分块之法对基坑内涌水量进行相关计算。对每个基坑进行封闭施工, 并且采取高压旋喷桩或者中隔墙来分割。然后对各个分割后的基坑进行必要的相关数据的编号测量统计, 如各基坑的长度、宽度等。对各基坑的相关数据了如指掌后才能更好的做后续工作。

3.2 管井降水井的相关设计

依据计算主体结构基坑内布置的若干口管井降水井, 还要综合考虑到降水井的布置间距和分布情况。再者降水井距维护结构的距离, 井深和滤水层厚度都在前期工作的考虑范围内。在正式施工的时候, 还要根据当地实际水文地质情况设置水井, 以防地下水补给或者维护桩漏水。对于降水井的孔径和直径, 应当根据现场实际情形进行设计。在微风化岩侵入结构地板深度时, 降水井应当深入其下约三米处, 如果微风化埋深比较深, 降水井就应该深入基坑约七米, 这样才能保证施工降水的效果。就滤水层来讲, 应采用碎石过滤层。井管采用钢管并在低端约五米处打合理孔径、间距合理的眼, 管外还需要包裹若干层尼龙布, 且用铅丝绞紧, 管底部使用钢材封底。

3.3 降水井的施工

结合实际情况考察分析, 可采取冲击钻机正循环成孔法。首先应当进行的第一步就是钻机就位。通过使用水平仪将钻机校正到水平位置, 还要使用相关固定材料将其固定在枕木上, 以防在钻孔过程中出现震动摇晃而使得钻孔失败。接下来就是成孔, 使用该冲钻机进行正循环成孔, 当孔达到设计好的深度之后, 要及时浇注新鲜的泥浆来置换出所有的孔中的泥浆, 并且使用砂石泵抽取出孔内的沉渣, 同时测出深度。在替换泥浆的过程中要合理地安排好泥浆、渣土的清理运输工作。对于降水井井管制作, 一般采用孔径为六百毫米外包滤网材料的钢管。钢管一节长约六米, 采取现场拼接, 接头处须满焊。在钢管进入地下一米时, 须依照一百五十公分的间距在管上开孔, 在对低端的约七米内全部开孔, 并且要控制好孔距等问题。最后在管外包好几层尼龙布, 用铅丝扎紧, 管低端用钢板封底。接下来就是下井管。在下井之前在管上须焊接两个吊耳以备后用。下井时使用汽车吊整体吊装, 当完全进入孔后, 将吊绳切换至两个焊接好的吊耳处将整个管完全抽出, 将井管进行准确定位在孔的正中心时再来下井。由于孔是绝对竖直的, 所以在下放井管时, 应当充分做到吊直井管, 并且还需要另外两名人员于孔口处扶持井管缓慢下放, 尽量避免井管与孔的剧烈碰撞, 下放完成后应当保证井管伸出地表不少于二十米。接下来就是填充滤料, 下放完成后, 为了稳固井管在孔中的位置, 应当立即在井管和孔壁之间的间隙中填充滤料, 滤料的成分一般采用粒径约五到二十五毫米的碎石。在进行回填时候, 将滤料沿着井管外围四周均匀填好, 并且在填充过程中对于速度也是有要求的, 应当保持连续、缓慢而均匀的速度来填入碎石, 以防其它情况造成井管偏移或者孔内架桥等现象。最后一步便是洗井。洗井工作很重要, 应当安排在填好滤料后立即进行, 防止井壁泥质硬化, 给洗井工作造成困难。一般使用深井泵抽水洗井法, 洗井抽水直到抽出来的水质清净无污浊污秽就表示洗井工作完成。洗井时还需要注意一些问题, 需要观测水位和出水量的变化, 如果洗井时出现滤料混杂在水中, 应当立即停止并检查原因。以上就是基坑施工降水的相关工艺, 希望能为广大研究人员提供一点帮助。

4 结束语

降水工程设计理论是建立在简单的理想化模型中的, 因此, 对于深大基坑来说, 这个理论与实际的误差出入就是其局限性所在。通过上述对深大基坑的施工降水的分析讨论, 相关人员一定要善于结合实际经验来进行方案设计, 这样才能够保证整个工程的质量, 在减少时间和金钱成本的同时, 还能保证其效益。

参考文献

[1]常莉, 李君.基坑施工中二级轻型井点降水方案的设计与实践[J].建材技术与应用, 2006 (4) .

气温和降水教学设计 篇5

【学情分析】 世界气温分布图比较抽象，对于七年级学生来说逻辑分析能力较差，因此读图时可能会产生一定的难度；其次，教材编排上没有先讲地球的运动，学生对理解纬度因素对气温的影响有一定困难，因此，气温分布规律的原因不宜解释过深，尽量联系生活实际。【教学目标】

知识与技能：

1、了解气温的测定方法及气温的变化。

2、理解等温线的含义。

3、学会阅读世界平均气温分布图并能总结世界气温的分布特点。

过程与方法：启发引导学生积极主动、自主合作、紧张高效的去阅读课文和图，利用知识迁移，加强读图方面的引导，挖掘地图中隐含的地理信息，培养学生的空间思维、发散思维和归纳能力，实现图文转换能力。

情感态度与价值观：通过对气温测定而得到的气温分布规律等一系列知识的理解，培养学生严谨的治学态度，实事求是的科学精神。通过联系家乡实际，培养学生关注家乡和保护大气环境的意识。

【教学重点】 学会阅读世界平均气温分布图。

【教学难点】 通过阅读气温分布图，能够总结出世界年平均气温的分布规律。【教学过程】

一、创设情情，导入新课： 白板展示课本71页景观图，提出问题1：这些地区的景观为什么有如此巨大的差异？ 学生答：气温。

导入新课：今天我们就来领略世界各地的气温差异。

二、分组活动，自主学习：

自学教材P71-P72图文，完成下列问题。

1、和 对生活和生产影响深刻，是我们最为关注的气候要素。

2、气温指，常用（）表示。

3、气温的测定方法有哪两种？

（1）、用气象园中的＿＿＿＿＿＿（白板展示百叶箱）（2）、用温度计时：

①读一读：请读出下图一天中，2时、8时、14时、20时的气温是多少摄氏度？ ２时、８时、１４时、２０时四个时刻的气温分别是

、、、。

②算一算：这一天的平均气温是多少？ 想一想：怎样计算月平均气温、年平均气温？

各小组成果展示：每组代表发言阐述讨论成果；教师总结补充。

三、分组讨论，合作探究：

探究一：世界年平均气温分布的规律：（白板展示世界年平均气温分布图）阅读课本72页图4-9“世界年平均气温分布图”，并完成下列问题： 1.是最炎热的大陆，是最寒冷的大陆。

2.世界年平均气温高于20℃的地区主要在（纬线）之间。3.观察北半球、南半球的等温线，从低纬度向高纬气温变化有什么规律？ 规律一：世界年平均气温从低纬向高纬逐渐_________。

4.观察北半球20℃等温线的弯曲情况，最明显的弯曲在哪？(__________交界处)这说明，同一纬度范围内，海洋和陆地的气温是否相同？ 规律二：同纬度范围内的海洋与陆地气温_________。

5.从左向右描出北半球10℃等温线，会发现在亚洲陆地上出现了一个巨大的拐弯，原本应是10℃等温线穿过的地区，出现了_____℃等温线，观察这里是___________(地形区)，它的海拔_______。

规律三：同纬度的陆地上，海拔_______处气温较周围低。各小组交流讨论：每组代表发言阐述讨论成果；教师补充更正。探究二：世界一月和七月平均气温分布状况：（白板展示课本73页图4-

10、4-11）阅读课本73页图4-

10、4-11世界一月和七月平均气温分布图，并回答下列问题： 1.北京与悉尼相比，1月气温高的是，7月气温高的是。从而得知，南北半球季节。

2.北半球同纬度范围内，海洋和陆地的气温存在怎样的差异？（1）北半球冬季（一月）：同纬度范围内，陆地气温比海洋气温＿＿;（2）北半球夏季（七月）：同纬度范围内，陆地气温比海洋气温＿＿。小组代表发言阐述讨论成果；

学生对问题2提出了疑问，先由学生解答，教师在白板补充讲解。

四、达标测评：

1.气候最重要的两个组成要素是()A.气温和降水 B.气压和风 C.空气污染指数和雨 D.光和热 2.小明测得某地一日内的气温为下表，该地的日平均气温为（）

时刻气温（℃）248714182015 A.10℃ B.11℃ C.12℃ D.13℃

3．在同纬度地带内，高山、高原的气温较平原气温要（）A．相等

B．低

C．高

D．无法比较 4．一年当中，南半球陆地上气温最高的月份是（）A．1月

B．7月

C．8月

D．2月 5.“早穿皮袄午穿纱”反映气温的()A.日变化 B.年变化 C.周变化 D.年较差 6.读世界年平均气温分布图回答问题：

(1)是最炎热的大陆，是最寒冷的大陆。

(2)世界年平均气温高于20℃的地区主要在（纬线）之间。(3)气温的分布的最基本规律是从________向____________逐渐降低。

小组内交流核对答案，学生代表展示成果。

五、归纳整理：

（一）、气温的含义及其测定方法：

（二）、世界年平均气温分布规律：，1、由赤道（低纬）向两极（高纬），＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2、同纬度范围内，＿＿＿与＿＿＿气温不同；夏季，＿＿＿气温高，＿＿＿气温低，冬季，＿＿＿气温高，＿＿＿气温低。

3、同纬度的陆地上，海拔高处气温较周围＿＿＿。学生代表进行总结，教师补充。

本课小结：这节课我们主要通过小组交流从不同角度学习了世界气温的分布规律，同学们还有什么疑问可以举手提问，最后进行整理。【教学反思】

本节课的学习要充分运用以图析文和理论联系实际的方法。如气温的的分布规律必须借助于地图总结出来，通过读图、析图，将图上反映的信息用自己的语言来描述，提高自己分析归纳能力；另外气温的日变化与年变化相关知识与生活密切相关，联系实际平日里要养成善于动脑，勤于思考问题的好习惯。但在教学实践中，学生对于气温分布图的分析能力还较差，需要老师的引导和讲解，在以后教学中，应该在这方面加强练习，培养学生的逻辑分析和总结归纳能力。

年级：七年级 版本：湘教版

课题：第四章第二节气温和降水 教师：顾丽丽

“降水”知多少？ 篇6

明明白白降水量

(1)降水量的含义：

顾名思义，降水量就是降水的大小，它的单位是毫米(mm)。不过，单纯的降水量是没有意义的，必须还有个时间前提。所以，通常说的某地的降水量，一般专指“在一定时段内，从云中降落到水平地面上的液态或固态(经融化后)降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度。”在汛期里，气象和水利人员在汇报降水多少时，总是有个时间前提。比如，“今天六小时降水量是多少毫米”，“夜间最大降水是每小时多少毫米”，等等。

(2)降水强度的级别划分

在气象上，通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按24小时或者12小时内降水量的多少，来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种。

(3)降水量的测量

一般气象台站，都用两种方法测量降水，一种是人工方法，使用的仪器是雨量器，另一种是使用自动雨量计。人工测量的方法比较准确，是降水数据最主要的来源；自动雨量计中的数据，一般都作为补充降水资料.保存于原始的气象档案之中。限于篇幅，这里只介绍一下雨量器及其使用。

雨量器是用于测量一段时间内累积降水量的仪器。外壳是金属圆筒分上下两节，上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水溅失，保持器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读取降水量毫米数。

“雨日”和“雨时”

雨日，就是通常说的降水日数。气象观测规范规定，每日(以北京时间20点为日界)降水总量达到0.1毫米，即统计一个雨日。由于雨日是以一天24小时为基本单位，即使和雨量相配合，也无法反映降水的总时间及一天中的分布情况。例如，云南玉溪和湖南岳阳的年平均雨日都是135天，但玉溪的实际降雨时间只有岳阳的一半；又比如，我国新疆喀什冬季平均月雨量只有4毫米，平均月雨日只有2天，但天气实况是：几乎每天都有2小时左右的雨雪天气，只不过一般总量达不到0.1毫米罢了。

针对雨日的缺陷，为了更准确地反映某一地区的降水情况，我国的气候工作者通过对降水资料的统计整理，以“雨时”(顾名思义，即降水的小时数)作为基本单位，以“年雨时”作为反映降水情况的一个重要指标。以此指标绘制出全国平均年降水总时数的分布图，可供政府和有关部门使用降水资源时参考。通过此图，可以清楚地看到，以长江中下游为界，向南或向北，年雨时都逐渐减少，长江流域达1500小时，华南沿海减少到1000小时，淮河秦岭以北，只有750小时。我国两北的大部分地区，年雨时一般不足250小时，其中柴达木、吐鲁番、塔里木等盆地，年雨时只有100小时左右，是我国雨时最少的地方：而峨眉山的年雨时高达4144小时，是我国雨时最多的地区。

必须说明的是，和雨日一样，雨时与雨量也并非一定成正比例关系。像华南地区，受热带对流和台风的影响，平均年降水总量达到2000毫米，远比长江流域多，但年雨时却比长江流域少500小时。此外，峨眉山地区和柴达木等盆地，也并非是我国降水量最多和最少的两个地方。

雨日和雨时都是某一地区雨量的定性反映：雨日可以反映某个时期下了多少天不小于0.1毫米的降水，但不能表达降水时间；雨时则表达了某一时期真实的降水总时间，但却不能说明这些降水下在多少天里。两者互有利弊.互相补充。在我国，所有的气象台站都要观测雨量、统计雨日；但受客观条件限制，雨时的统计还不可能具体到每个气象台站。例如，夜间不守班的气象观测站，冬季又不使用雨量自动仪器，就无法统计雨时。伴随着气象观测自动化、遥测化的到来，雨时的记录、统计将变得非常简单，运用也会更加广泛。

上海某大型深基坑降水设计 篇7

随着经济的发展, 城市化进程的加快, 人口的增长, 地面空间显得越来越紧张。为了利用有限的土地, 人们不得不将视角转向高层空间与地下空间。近年来, 大量高层建筑的涌现, 地下工程如地铁、地下商业街、地下电厂、泵房等纷纷上马是这种发展趋势的必然结果。

在高层建筑和地下工程的构筑中, 深基坑工程占了极大的比例, 它越来越成为一种优选的施工方法。但是, 工程建设中由地下水引发的工程地质与环境问题日益突出, 如基坑开挖中由于地下水引起的坑底突涌和土体位移、地下水渗流对围护结构和边坡的稳定性影响、地下工程施工中引起的流砂和管涌、砂土液化等。在工程实践过程中发生与工程地下水有关的各种地质问题与工程事故, 已经引起了研究人员和工程技术人员的高度关注。如何更好地对工程实践中积累起来的经验教训加以总结, 以避免或减轻由于地下水问题引发的工程地质问题与环境问题, 已成为工程建设中一项具有重大意义且迫切需要解决的工作[1]。

同时地面沉降问题已经成为沿海发达城市面临的一个非常严峻的问题, 控制基坑降水引起的地面沉降是基坑降水方案设计过程中不可或缺的一部分。

本文以上海某工程为例, 根据场区工程地质、水文地质条件及渗流理论, 进行基坑降水方案设计, 并采用解析法进行方案验证, 为类似工程提供宝贵的工程经验。

1 工程背景

本工程西侧距离沪杭客运铁路专线约为15.5 m, 场地北侧距离宝城路地道中心线约20 m, 场地东侧距离梅陇西路中心为20 m, 距离西侧住宅小区为63 m, 如图1所示。

基坑开挖总面积约为49 500 m2, 基坑采用分区开挖即分3个区域, 其中①区基坑开挖深度为11.27 m~20.72 m, ②区开挖深度为19.42 m~20.72 m, ③区基坑开挖深度为19.42 m。基坑开挖采用明挖, 最大开挖深度为22 m, 基坑边坡防护采用地下连续墙。

本工程开挖面积大、深度深, 属于大型深基坑, 且临近沪杭铁路, 周边环境复杂、地下管线密布、人流车流繁忙、场地施工空间有限, 对周边环境的影响及地面沉降控制要求均很高。

2 场地地质条件

2.1 地层分布

拟建场地位于上海市西南 (闵行区莘庄镇) , 地貌类型为滨海平原, 地形起伏不大, 拟建场地地表主要为水泥地坪和建筑垃圾, 地面标高变化不大, 约为4.23 m~4.66 m, 平均为4.48 m。根据地基土的成因、结构及土性等综合分析, 本场地共划分9大层, 如表1所示。

m

2.2 水文地质分布

场地浅部地下水属潜水类型, 主要接受大气降水入渗补给, 水位随季节而变化, 潜水水位埋深约在0.3 m~1.5 m, 按照勘测资料, 地下水静止水位埋深在0.70 m~1.40 m间。

场地深部地下水为承压水含水层, 由于拟建场地第⑧层粘性土层缺失, 第⑦层承压含水层和第⑨层承压含水层连通。根据上海地区的区域资料, 承压水水位一般低于潜水水位, 呈周期性变化, 埋深一般为3.00 m~12.00 m。

3 降水方案设计

3.1 降水方案的选择

降水时基坑底板的稳定条件为:基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。需要进行抗突涌验算, 按式 (1) 进行验算:

式中:F———基坑底面突涌安全系数[2], 取1.1;

γm———透水层以上的土的饱和重度, k N/m3;

t———透水层顶面距基坑底面的深度, m;

Pw———含水层水压力, k Pa。

验算结果见表2。

经验算, 降水目标为降低除①1外第⑦层承压含水层水头16 m。

根据勘察所得地层特性降水方法选用管井降水法。管井降水方法具有排水量大, 降水深, 不受吸程限制, 排水效果好, 井距大, 对平面布置干扰小等优点, 且可用于各种情况[3]。因本工程对周边沉降要求非常高, 故采用坑内降水。

3.2 降水设计

由表2可知本次工程的设计降深为16 m, 则进行降水设计:

1) 基坑的引用半径r0:

式中:A———基坑面积, m2。

计算得r0=125.5 m。

2) 降水影响半径R:

式中:S———设计降深, m;

K———含水层渗透系数, m/d。

计算得R=295 m。

3) 选用均质含水层, 承压水非完整井基坑涌水量计算公式[4]计算基坑总涌水量Q:

式中:M———含水层厚度, m;

l———滤水管长度, m。

计算得Q=15 446.1 m3/d。

4) 单井最大出水量q:

式中:d———滤水管外径, m。

计算得q=1 467.0 m3/d。

5) 所需管井数量n:

计算得n=12, 加一口井作为备用井, 则设计13口井进行降水。

降水井布置如图2所示。

3.3 降水井设计

井的结构主要分为三部分, 最上部为井壁管, 不能透水;中间为过滤管, 地下水主要通过过滤管渗进井中;最下面的为沉砂管。降水井的结构设计见表3。

3.4 方案验证

1) 降深验证。

根据非完整井的非稳定流公式[5]:

其中, K为含水层渗透系数, m/d;q为抽水井出水量, m3/d;s为水位降深, m;M为含水层厚度, m;T为导水系数, m2/d;r为预测点至抽水井的距离, m;l为抽水井过滤器长度, m;u为井函数自变量;μ*为含水层弹性释水系数;μs为贮水率, m-1;t为抽水延续时间, d。

经计算机迭代计算得不间断抽水20 d单井最大降深为22 m, 坑内最小降深为16.2 m, 大于16 m, 符合降水目标。

2) 沉降验证。

承压水条件下考虑围护结构隔水作用的单层土层基坑涌水量的计算方法[6]为:

式中:H0———初始水头值, m;

l2———围护结构底部至基坑内水位的距离, m;

l3———围护结构底部至下部隔水层间的距离, m;

h———基坑内水头值, m;

Sw———基坑外水位最大降深, m;

h'———围护结构底中心轴线位置的等水头线的水头值, m;

R'———降水影响范围, m。

由Qin=Qout及0<Sw<16, 通过计算机迭代求解得Sw=1.638 m;R'=30.2 m。则坑外最大降深为1.638 m, 运用分层总和法计算由于降水引起的周边地面沉降:

式中:SS———土层收缩量, m;

γw———水的重度, k N/m3;

Δh———水位降深, m;

hi———各土层厚度, m。

根据李卫超、王伟等人[7]的研究成果, 上海基坑开挖引起的地面沉降的调整系数介于0.90~1.25之间, 出于安全考虑, 本次设计取1.25, 则:

经计算本次基坑开挖引起的周边沉降最大值为6.93 mm, 符合降水沉降要求允许值。

4 结语

1) 本工程的降水目标为降低第⑦层承压含水层水头16 m, 采用管井降水方案。管井井点直径较大, 出水量大, 可满足大降深、大面积的要求, 施工简单、效果好、成本低。基坑临近沪杭铁路, 周边环境复杂、场地施工空间有限, 对周边环境的影响及地面沉降控制要求均很高, 故采用坑内降水方案。

2) 经计算, 基坑涌水量为15 446.1 m3/d, 在基坑内布置降水井13口, 井间距70 m, 单井出水量为1 467.0 m3/d, 不间断抽水20 d基坑内最小降深为16.2 m, 大于设计的16 m, 说明基坑中任意点的降深深度均满足降水设计要求。

3) 经解析法验证, 降水引起的基坑外最大沉降为6.93 mm, 符合降水沉降要求允许值。

摘要：以上海某工程为例, 通过分析该工程的地层及水文地质分布特征, 按规范要求进行了基坑降水设计, 并提出了基坑降水方案, 基于解析法, 验证该降水方案的可行性, 为相似工程设计积累了经验。

关键词：深基坑,降水方案,承压含水层,降水井

参考文献

[1]唐益群, 杨坪, 王建秀, 等.工程地下水[M].上海:同济大学出版社, 2011.

[2]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[3]张阳, 范冉冉.华润凤凰城深基坑降水方案设计[J].地质灾害与环境保护, 2008 (3) :86-89.

[4]吴林高.工程降水设计施工与基坑渗流理论[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[5]薛禹群.地下水动力学[M].北京:地质出版社, 1997.

[6]刘庆方, 刘继强, 谭佩莲, 等.考虑围护结构隔水作用的基坑涌水量计算[J].隧道建设, 2013 (2) :142-146.

深基坑降水优化设计与施工 篇8

由于高层建筑越来越多, 随之导致深基坑数量也日益增多。为了保证深基坑工程顺利进行, 要不断抽取地下水, 但为了避免地下水源过度抽取, 破坏地下水环境, 所以不仅要对基坑的地勘报告进行详细分析, 从多角度考虑设计出最优方案, 而且要做好基坑降水的施工过程控制。

1 时间效应对勘察结果的影响

在深基坑降水方案设计和施工前, 不仅要仔细分析地勘报告, 而且应考虑时间效应对勘察结果的影响[1]。若勘察时间与深基坑设计、施工的时间间隔不大于2个月, 则勘察提供的水位与设计、施工时的水位相差不大;若两者时间间隔超过2个月, 甚至超过6个月, 则一般勘察水位与设计、施工水位会有差别。其差别主要取决于以下两个方面:1) 不同季节造成区域水位整体上升或下降;2) 周边近期深基坑的施工, 导致地下水位下降。因此在进行施工或者方案设计时, 定要考虑时间效应;否则会影响后期的施工, 进而可能会导致地下水源过度抽取, 破坏地下水环境。

2 井点降水方法选择与降水方案优化设计

2.1 井点降水方法选择

结合周围已有的深基坑勘察报告及降水采取的措施效果, 根据工程类比法和现有的深基坑地勘资料综合确定井点降水方法。常用的井点降水方法有:管井井点降水、真空井点降水、喷射井点降水。

2.2 降水方案优化设计

基于确定的井点降水方法, 针对不同具体工程, 根据基坑形状、地下水类型、含水层构造及《建筑基坑支护技术规程》[2]确定降水总涌水量, 计算出单井设计流量, 进而确定出降水井的数量和平面布置。但要进一步设计出最优降水方案, 还需从以下三个方面进行考虑:

1) 由于深基坑面积较大, 一般降水井会沿基坑周围布置。根据《建筑基坑支护技术规程》[2]可以确定基坑内任一点处的地下水位降水高程, 具体见下列计算公式。

a.潜水完整井坑内任一点地下水位计算公式:

其中, si为基坑内任一点地下水位降深, m;H为潜水含水层厚度, m;k为含水层渗透性系数, m/d;R为影响半径, m, R=2Sw (k·H) 1/2, Sw为井水位降深, 当井水位降深小于10 m时, 取10 m;n为降水井数量;qj为按干扰井群计算的第j口降水井的单井流量, m3/d;rij为第j口井中心至地下水位降深计算点的距离, m, 当rij>R时, 取rij=R。

b.承压完整井坑内任一点地下水位计算公式:

其中, R为影响半径, m, R=10Swk1/2;M为承压含水层厚度, m。

2) 深基坑工程的地下建筑基础存在浮力作用时应满足抗浮验算要求, 它对设计地面以上覆土厚度、基础厚度等具有指导意义。而对于简单的浮力作用情况, 基础的抗浮性应满足式 (3) 要求[3]。

其中, Gk为建筑物自重及压重之和, k N;Nw, k为浮力作用值, k N;Kw为抗浮稳定安全系数, 一般情况下可取1.05。

3) 对基底以下有水头高于坑底承压水含水层, 且未采用截水帷幕隔断其基坑内外的水力联系时, 应利用以下公式对承压水作用下的坑底做突涌稳定性验算。它对设计基坑的最大开挖深度, 承压水的最小降深有重要的指导作用。

其中, Kh为突涌稳定安全系数, Kh≥1.1;D为承压水含水层顶面至坑底的土层厚度, m;γ为天然重度, k N/m3;γw为水的重度, k N/m3;hw为承压含水层顶面的压力水头高度, m。

3 深基坑工程降水施工

对于深基坑降水, 设计仅仅是降水工作的第一步, 要真正确保深基坑降水工作正常有序开展, 更要控制好降水井施工质量、做好施工组织管理及相应的降水应急方案。

3.1 控制好降水井的施工质量

为了保证降水井的施工质量, 应采取以下工艺流程[4]:放线定井位→钻机就位钻孔→吊放井管→填充滤料→安装排水总管→洗井→试抽水→正常抽水。在降水井的施工过程中, 应保证每个井管定位准确;吊放时应保证其垂直度, 降水井四周应使用铁撬均匀填滤料, 禁止使用机械下料。降水井施工完成, 进行试抽水之后可以正常抽水。

由于降水效果与洗井质量密切相关, 所以现场的技术、管理人员必须高度重视此项控制点。对于降水井较深及渗透性较小的土层, 应采用空压机洗井;反之, 用气泵清洗, 要求降水井从上到下清洗达到砂净水清即可。否则很可能会出现虽然观测井的水位很低, 但在基坑开挖时会出现土中带水等不能真实反映动态观测的情形。

3.2 加强降水井施工组织管理

1) 保证深基坑降水的整体效果, 应对降水井进行分块有组织地管理。做好材料和设备进场计划、雨季施工计划、四节一环保计划、安全生产的管理计划等。

2) 严格按照专家论证的专项施工方案和相关的法律行政法规进行施工;现场应设置专职技术人员做日常维护工作, 动态监测观测井水位变化、排水管有无漏水、边坡稳定性等相关信息。若出现问题, 及时反馈, 以便采取相应措施。

3) 大部分土方开挖到基底设计标高时应继续降水, 根据地勘报告和相关经验判断地下水的流向, 确定重点抽水部位;从而能达到节约地下水源, 保护地下水环境的目的。

3.3 做好降水应急防范方案

1) 防突发性停电方案。根据施工方案确定的降水泵数量、扬程、流量等来备用相应功率的柴油发电机 (至少一台) , 做到两路电源供电, 确保降水施工的连续性。

2) 危及周围建筑物安全防范方案。因深基坑降水可能会危及到基坑或周边建筑物的安全, 宜采用截水或回灌技术。由于截水后, 深基坑中的水量会较大或水压较大, 宜采用坑内降水的方法。

3) 防基坑滑坡及塌方方案。基坑降水过快或过慢、深基坑工程的降水周期长及雨期施工都可能会出现滑坡或塌方情形。此时可以根据地勘报告中的土层参数选取相应的临时支护方法, 如使用排桩、水泥土墙、锚杆、土钉等;同时基坑壁应喷射C20的混凝土及配置ф6~ф10@150 mm~300 mm的钢筋网片。

4) 雨季施工防范方案。为做好基坑降水雨季施工, 首先, 基底应增设盲沟和集水井, 设置明排水泵, 地面四周应排水流畅;其次可采用防滑坡及塌方的施工方案加固边坡;最后可根据现场情况增打降水井。

4 结语

为避免地下水源过度抽取, 破坏地下水环境, 所以要进一步优化降水设计和施工要求, 应从以下3个方面进行考虑, 总结如下:

1) 考虑时间效应对勘察结果的影响, 有利于更好地指导设计与施工。

2) 根据勘察报告中的土性确定出井点降水方法, 进而从三个角度考虑, 优化设计降水方案。

3) 控制好降水井施工质量、做好施工组织管理及相应的降水应急方案, 对正常有序开展降水工作至关重要。

参考文献

[1]宋福渊, 刘小刚, 程学军.建筑深基坑降水设计与施工[J].施工技术, 2008, 36 (2) :99-100.

[2]JGJ 120—2012, 建筑基坑支护技术规程[S].

[3]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

某大厦基坑边坡支护与降水设计 篇9

随着我国国民经济的快速发展,城市高层建筑越来越多。为了满足建筑功能的需要,目前,高层建筑物都设有地下停车场等综合多功能设施。在高层建筑深基坑开挖工程中,为了能够保证基坑的稳定及基坑周边环境的安全,都必须对基坑降水及边坡支护采取有效的措施后,方可进行施工。

1 工程概况

某高度约100m的大厦地上28层,地下1层,以163m×108m为基坑放坡后的平面尺寸,以167m×112m为实际基坑有效尺寸,在距离基坑边2m处设计井位,11m的开挖深度,大于9.3m的水位降深,工期一年半;基坑建筑物东、南两侧为交通主干道,北侧是箱型基础埋深7.0m、高15层、距离16m的少年宫,西侧有毛石基础埋深1.8m、高6层、距离12m的住宅楼。本工程位于断陷盆地内,地下浅层水水位比较高,一般在2.2m～3.8m左右,所以,必须确保做好有效的边坡支护和基坑降水措施后,才可进行基坑开挖。

通常情况下,基坑开挖时应具备的条件有:(1)保持稳定的基坑底板及基坑边坡;(2)确保基坑开挖过程中,开挖深度内不出现坑底干燥和地下水;(3)保证周边建筑物能够正常使用。

2 降水设计

结合地区降水情况,参照水文地质及场地工程的地质状况,使用经济合理的大口径井点降水。该方法的工期较短,施工方便,易于对水位降深进行调控。

2.1 工程地质手册计算

2.1.1 基坑总涌水量

,式中:k为渗透系数,k=90mm/d;s为水位降深,s=9.3m;H为含水层厚度,H=14.5m;ro为基坑等效半径;;其中:a为基坑长167m;b为基坑宽112m;η为修正系数,取1.18;Ro为引用影响半径,Ro=R+ro=282.31,其中:R为影响半径,取200m。

经计算:基坑总涌水量Q=42077.0m3/d。

2.1.2 单井出水量

,式中:r为过滤器半径,r=0.15m;l—为滤水管有效长度,按经验取l=4m。

经计算q=1013.16m3/d。

2.1.3 确定井点数

眼,实际布井45眼。根据单井出水量及场地水文地质条件、水位降深要求,选用型号为QJ的潜水泵,流量为50m3/h的20台,30m3/h的25台。

2.1.4基坑中心水位降深验算

3.7m,基坑中心水位降深s'=14.5-3.7=10.8m,完全满足要求。

2.2 理正降水沉降软件计算

2.2.1 降水井数计算结果

降水影响半径为300m;基坑等效半径为80.9m;基坑涌水量=39468.3m3/d;单井过滤器进水长度为5.0m;单井出水量按960.0m3/d计算,降水井沿基坑外围2m布置,共需降水井数42眼～46眼。

2.2.2 建筑物(少年宫)

各角点降深与沉降计算结果见图1。建筑物各角点之间最大倾斜率为1.558‰。

3 其他技术参数

3.1 降水管井施工要求

该次降水设计井深18m,采用CZ-22型钻机冲击成孔,孔径准=550mm～600mm,下入准=300mm的水泥管(内径),钻孔与井管之间的环状间隙填入4mm～8mm砾料;成井后,要求洗井彻底,直到水清砂净为止,单井出水量30m3/h～50m3/h(成井工艺严格按供水管井的施工技术要求进行)。

3.2 降水管井布设

在基坑外围2m处设置降水管井,其间距为13m～15m,但由于青城公园距基坑西北侧较近,且地下水由东北向西南径流,使该两处形成较充分的地下水补给,因此,管井的实际布设中,须适度增加上游(东北角)和西北角间距的密度,可对其余处管井均匀布置。可在基坑中心设立观测孔,深度18m。

3.3 排水及电控系统

在降水井的外侧布置排水主管,其使用的是准=300mm的铁皮管,同时按照周围污水井的分布状况,城市排污管网的连通是通过被分成四条的管线完成的。每一个井点抽取的地下水集中汇入主管网,然后排进污水道。该降水的用电总量是一百二十五千瓦,供电方式是使用准=180mm2的主电缆,其次采用准=50mm2的电缆分为两路通至水泵,将三到四台划为一个泵组,采用泵分组控制。整个的总闸以及分闸都要使用自动空气断路器。另外,预留两台九十千瓦的发电机组(同市电构成准双回路系统)以使用,进而保证在停电时,降水系统仍能安全的运转。

4 降水实施效果

4.1 水位降深数据

所有管井、管网布置架设完毕后,立即进行降水,观测水位降深数据见表1。

4.2 水位控制

为确保基坑降水安全,初期的降水要启动全部管井,基坑水位随时间推移而持续下降,甚至部分井水供应量不能满足抽取量,为保证水泵因长期运作而发热受损(或因水量不足而产生泵头振动)或对附近建筑物带来不利影响,当水位降低到降深要求时,启用水泵间歇,使管井内水位保持在14m上下,如此不但确保了9.5m～10.0m的基坑水位降深,而且延长了水泵寿命。

5 边坡支护

本工程采用的是悬臂(自立)钻孔灌注桩支护形式,支护位置为北侧及西侧边坡,长度约271m。

5.1 计算参数的选取

据岩土工程勘察报告,结合当地的建筑经验,本工程支护设计计算所需(11m以上)的有关参数见表2。

5.2 灌注桩支护结构设计结果

采用悬臂式钻孔灌注桩对西侧、北侧边坡进行支护,灌注桩桩长19.0m,桩径600mm,桩间距1.2m,桩数226根,配筋规格为:主筋6准25,4准16,箍筋8准@200,16@200,混凝土标号C20,保护层厚度50mm;桩顶用圈梁连接,连梁高50cm,宽70cm,连梁配筋规格为:主筋4准20,箍筋准8@200,混凝土标号C25,保护层厚度35mm;8根边桩主筋12准16;护坡桩每隔一根设一道拉结,每道拉力不小于50t,拉结方式采用地锚或打桩,用钢丝绳和花篮螺丝预先紧固。利用226根直径600mm,长19.0m,间距为1.2m的悬臂式钻孔灌注桩,在西、北两侧边坡进行支护。使用混凝土标号为C20,主筋6准25,4准16,箍筋8准@200,16@200,保护层厚度为50mm的配筋;用圈梁将桩顶连接,连梁宽70cm,高50cm。混凝土标号C25,主筋4准20,箍筋准8@200,保护层厚度35mm的连梁配筋;8根边桩主筋12准16;隔一根护坡桩布设一道拉结,预先用钢丝绳及花篮螺丝紧固拉结,使用打桩或地锚,同时保证拉力大于50t。

6 结语

6.1 该工程使用的钻孔灌注桩支护方式效果明显,本地段较适宜采取大口径井点降水。

6.2 在重要的工程中为准确测定影响半径、渗透系数、过滤有效进水长度等参数,使设计计算更符合实际情况,最好预先做现场抽水实验。

6.3 降水中后期有效控制管井内水位,水泵间歇启动,既可减少浪费,亦能避免对周边建筑物的不良影响。

6.4 降水管井的成井工艺(包括滤水管、砾料、成井过程)在降水工程中起至关重要的作用。

6.5 过滤器有效进水长度指基坑中心底水位(加1m左右的安全系数)到管井动水位的高度。

参考文献

[1]张宝生.基坑降水设计与边坡支护施工[J].山西建筑,2004,(08).

深基坑降水回灌系统设计与施工 篇10

关键词：深基坑,降水井,回灌系统,水位观测

0 引言

近年来, 我国城市化建设发展迅速, 地下空间的应用越来越广泛, 基坑开挖深度越来越深。在基坑工程中, 为保证土方开挖及基础施工处于干燥状态, 常采用降水方法将地下水位降低至基坑底部标高500 mm以下。与此同时, 由于地下水位的降低, 易引起土层性质改变, 使土体内应力发生变化, 进而引起降水影响范围内的地面和建筑物沉降甚至开裂。目前, 回灌技术是解决这一问题的重要技术手段。

回灌技术是在工程中常被用以补充井点降水引起地下水流失的一种技术方法, 其主要原理是在降水运行过程中, 通过回灌井点向周边土层中补充地下水, 使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围, 此时回灌井点就形成了一道隔水帷幕, 阻止回灌井点外侧地下水流失, 使地下水位保持稳定, 保证土层压力处于相对平衡状态, 从而减少降水井点对周边环境的影响。

1 工程概况

美泰综合住宅楼工程位于太原市王村南街南侧, 山西省交通建设工程监理总公司宿舍与山西假肢厂之间。地上22层, 地下2层, 总建筑面积16 511 m2。

本工程住宅部分为剪力墙结构, 基础采用墙下桩承台基础;裙楼商业部分为框架结构, 采用柱下桩承台基础。桩基采用灌注桩, 桩身直径700 mm, 桩混凝土强度等级C35。

本工程主体结构±0.000绝对标高为784.88 m, 基础底标高为774.37 m, 场地平均标高约782.68 m, 基坑开挖深度约8.30 m。

2 工程地质及水文地质情况

2.1 工程地质情况

根据地勘报告, 地层由上至下依次为: (1) 素填土层, 主要由粉土、粉质粘土组成, 平均层底埋深2.65 m; (2) 粉土层, 呈褐黄~褐色, 含云母、氧化物煤屑等, 平均层底埋深8.50 m; (3) 粉土层, 呈褐黄~褐灰色, 含云母、氧化物煤屑等, 局部夹有薄层粉质粘土、粉细砂层, 平均层底埋深13.93 m。

2.2 水文地质情况

根据地勘报告, 勘察深度范围内, 实测稳定水位位于自然地表下3.95 m~4.02 m之间, 水位随季节性变化, 变化幅度在1.00 m左右, 地下水类型为潜水。

3 基坑支护设计概况

本工程基坑周边环境复杂, 基坑结构安全等级为一级。基坑支护设计如下:

1) 四角部与南侧采用钢筋混凝土灌注 (排) 桩+钢支撑 (角) +水泥土地下连续墙支护防水结构体系;

2) 东、西侧中部采用钢筋混凝土双排桩+水泥土地下连续墙支护防水结构体系;

3) 北侧采用水泥土地下连续墙+喷锚 (复合) 支护防水结构体系。

4 基坑降水与回灌系统设计

4.1 降水系统设计

基坑内设计12眼降水井, 井距约15.0 m, 井深18 m, 井口起始标高782.68 m。成孔直径800 mm, 管井采用400 mm无砂管, 外裹两层60目滤布, 滤料采用砂砾石, 其中中粗砂30%, 砾石 (5 mm~15 mm) 70% (见图1及图2a) ) 。

4.2 回灌系统设计

基坑周边设16眼回灌井和4眼观测孔。回灌井井距约15.0 m, 井深12 m, 井口起始标高782.68 m, 成孔直径150 mm, 采用静压回灌工艺;观测井设于基坑四角, 井深12 m, 井口起始标高782.68 m, 成孔直径150 mm。

回灌井4.0 m以上采用水泥土封孔, 4.0 m以下填中粗砂滤料。注水井管选用70型钢管, 采用管口套丝缠生胶带螺帽连接。0.0 m~4.0 m段实管;4.0 m~12.0 m段梅花形打孔, 310@100 mm, 孔径不小于10 mm。外裹两层40目滤布, 管端部用木塞封口 (见图1及图2b) ) 。

5 主要施工工艺及注意事项

5.1 降水井施工

1) 挖泥浆池:在基坑内设泥浆池, 泥浆池与降水井距离约3.0 m。每个泥浆池供4口~5口降水井共用。泥浆池开挖尺寸为1.5 m×1.5 m×1.5 m。

2) 成孔:降水井成孔施工选用回转成孔工艺施工, 孔径600 mm, 其施工工艺流程如图3所示。钻进过程中, 孔壁应保持圆正垂直, 深度满足设计要求。

3) 换浆:井管吊入前注入清水进行泥浆置换, 用捞砂筒抽出井底沉渣, 保证井内泥浆密度维持在1.15 g/cm3~1.25 g/cm3。

4) 吊放井管:在井底中间设导中器, 井管四周拴8号铁丝, 缓缓下放。井管周围用100目×100目网纱包好, 防止流砂流入井中, 淤埋水井和潜水泵, 致使降水井报废。当管口与井口相距200 mm时, 接上节井管, 接头处用玻璃丝布粘贴, 以免挤入泥砂造成井管淤塞。井管竖向采用30 mm宽竹条固定。井管吊放要与井孔同心。井管高出地面200 mm~500 mm, 并在井口处加设保护盖, 以防止雨水、泥砂等流入井中。

5) 填滤料:井管下入后立即填入滤料。滤料采用砾砂, 杂质含量不大于3%。滤料沿井孔四周均匀、连续填入, 以便将泥浆挤出。填充滤料时, 应用铁锹下料, 严禁使用装载机直接填料, 以防填料不均匀或填料对井壁造成冲击。滤料填充过程中, 应随填随测滤料填入高度。当实际填入量与理论值不符时, 及时查明原因。洗井后, 如滤料下沉量过大, 应补填至井口下1 m处, 上部用粘土封填。

6) 洗井:成井后用污水泵进行反复抽洗, 次数不少于6次。成井后4 h内及时洗井, 以免时间过长, 护壁泥皮发生老化难以去除, 进而影响渗水效果。洗井后进行试抽水, 确定单井出水量, 并验证水位下降是否满足设计要求。

7) 水泵安装:潜水泵置于井底1.0 m处。每口井采用单井单控电源。在正式抽水前, 对水位断电制动抽水装置和漏电保护系统进行全面检查, 确保安全。

8) 铺设排水管网:排水管网采用钢管或硬塑料管, 管径150 mm~200 mm。排水管线布置于降水井外侧, 出口处接市政排污管网。排水管网向水流方向的倾斜以1‰为宜。

9) 抽降:连网抽降后, 抽水应连续进行, 中途不得间断。抽水初期, 出水量大, 宜引起排水管网排水能力不足, 因此可采取间隔逐一启动方式。抽水开始后, 应逐一检查单井出水量、出砂量。当出砂量过大, 可将水泵上提。如出砂量仍然较大, 应重新进行洗井。

10) 水位观测:抽水前观测并记录静止水位。抽水初期, 每天早晚各观测1次。水位稳定后, 每天观测1次。水位观测用测绳测量。

11) 水井使用完毕后, 井口用砂砾填充捣实。

5.2 降水注意事项

1) 基坑周边1.5 m范围外施工挡水墙阻止地面水流入基坑。2) 开挖过程中, 遇到边壁内滞水量丰富, 甚至涌水时, 应设置导水孔将水排出。3) 有水的情况下要连续抽水, 不能间断。4) 下泵、提泵要特别小心, 以免破坏井壁。5) 井位要避开基础梁、柱位置, 并紧密配合土方开挖, 防止挖土作业机械破坏降水井。6) 控制坑内地下水位在基底标高以下0.5 m~1.0 m, 不得超降;控制坑外地下水位在原始地下水位±1.0 m。7) 降水施工前, 必须对场地内所有的水位观测井内的稳定水位进行测量、标定和记录。降水过程中, 要加强对地下水位的动态观测, 一般地下水位稳定后, 每8 h观测1次。

5.3 回灌井施工

回灌井施工采用地质150型钻机, 其成孔工艺同降水井钻孔成孔工艺。

5.4 回灌井运行

1) 回灌井的启动:当潜水水位日变量超过300 mm或累计变量超过500 mm时, 启动回灌系统。

2) 回灌水源:回灌水源主要为基坑内抽出的地下水, 亦可采用自来水作为回灌水源。

3) 回灌压力:回灌压力应控制在0.05 MPa以内, 不能过大, 否则会对回灌井周边地层结构造成影响。

4) 回灌井的监控:回灌过程中, 每间隔12 h对观测井水位进行一次观测。

5) 回灌井的停运:当场区地下水位下降是由止水帷幕渗漏引起时, 待止水帷幕堵漏完成后, 经一段时间观测水位恢复正常后, 即可停止回灌。

5.5 回灌注意事项

1) 回灌井口需高出地面0.3 m~0.5 m, 遮盖保护, 并设警示标志, 防止遭到破坏。

2) 回灌井的回灌量应根据水位观测井中的水位变化进行调节、控制。既要防止回灌水量过大渗入基坑而对施工造成影响, 又要防止回灌水量过小使地下水位失控而影响回灌效果。回灌过程中, 应控制坑外地下水位在原始地下水位±0.5 m范围内。

3) 回灌井与降水井是一个完整的系统, 在回灌井实施回灌的同时, 基坑内抽水井需继续正常运行。因此回灌与降水必须做到“同时启动、同时停止、同时恢复”。

4) 回灌水可直接利用基坑抽出的地下水, 但必须经沉淀过滤后方可使用。当采用其他水源作回灌水时, 应保证水质洁净。

5) 降水与回灌施工过程中应加强对水位的动态观测, 及时调整降水回灌方案, 指导降水与回灌施工。

6) 回灌系统必须配备制动性能良好的控制阀门。

6 实施效果

通过对基坑周边地下水位及周边建筑物动态监测, 本工程基坑内降水与基坑外回灌相结合的方案未对地下水位及周边建筑物、道路造成影响, 从而确保了基坑支护及周边建筑物与道路的安全, 形成了良好的社会效益和环境效益。

7 结语

1) 随着城市建筑的发展, 地下空间的应用越来越多, 基坑的深度也日益增加, 对基坑安全等级要求也在不断提高。

2) 在深基坑工程降水施工中, 必须结合工程水文地质情况、建筑物周边环境、降水深度要求、经济及环保等因素进行综合考虑, 选择合理、可行的降水方案。

3) 在基坑降水过程中, 必须做好地下水位动态监测, 依据监测数据合理回灌, 及时调整降水回灌方案, 从而确保基坑、周边建筑物及道路的安全。

参考文献

[1]JGJ 120—2012, 建筑基坑支护技术规程[S].

[2]GB 50497—2009, 建筑基坑工程监测技术规范[S].

[3]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[4]JGJ/T 111—98, 建筑及市政降水工程技术规范[S].

[5]薛永申.超大超深基坑工程降水及回灌施工技术[J].建筑施工, 2014, 36 (5) :483-485.

广西2016年降水情况预测 篇11

关键词：广西；降水量；水资源情况；降水情况预测；洪涝灾害 文献标识码：A

中图分类号：TV121 文章编号：1009-2374（2016）19-0122-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.058

1 概述

根据一年中降水量的多少，与当地多年平均降水量对比，可以分为丰水年、平水年和枯水年。降水的变化直接反映了气候的变化。降水偏少，会出现干旱；降水偏多，会出现洪涝；降水适中，就是风调雨顺。

降水的多少受很多因素影响，一般呈现周期性变化，也就是丰水年、平水年和枯水年的周期性变化。有关研究发现，年降水的周期与潮汐、太阳活动、厄尔尼诺现象等发生周期关系密切。潮汐有1.1、2.2、5.5、11和22年周期变化，与厄尔尼诺事件的2.2、5.5、11、22年周期相对应，与太阳活动的11、22年周期相对应。因此，笔者认为，年降水量的变化周期应该是11年左右。基于上述观点，笔者以广西2009～2014年的降水量和水资源量变化情况作为依据，大胆预测广西2016年降水情况，希望能为广西防汛抗旱工作提供些许帮助。

2 广西2009～2014年水资源情况对比

降水时空的分布不均，是造成广西干旱洪涝灾害频发的主要原因。根据广西壮族自治区水利厅2009～2014年的统计数据显示，2009年广西先后发生了春旱、夏秋冬连旱和6次洪涝灾害，属水灾偏轻、旱灾偏重的年份。2010年广西出现了历史罕见的秋冬春持续特大干旱灾害和10次洪涝灾害，属旱灾和水灾都偏重的年份。2011年广西全区共发生7次区域性或局部明显的降雨，比常年偏少，其中区域性的暴雨过程仅1次，属水灾偏轻、旱灾偏重的年份。2012年广西全年共有7次强降雨过程，旱情方面主要是桂西北的百色市大部地区发生了较为严重的春旱灾，属旱灾和水灾都偏轻的年份。2013年广西先后发生了春季旱情、夏季旱情和13次洪涝灾害，属旱灾偏轻、水灾偏重的年份。2014年，广西灾害性天气比较频繁，先后发生11次洪涝灾害，其中受强降雨影响致灾9次，受台风影响致灾2次，属旱灾偏轻、水灾偏重的年份。

另外，就广西2009～2014年降水量和水资源总量变化情况而言，2009年，广西平均降水量为1293.7mm，降水总量为3061.7亿m3，比多年均值偏少15.8%；水资源总量为1484.3亿m3，比多年均值减少21.6%，为偏枯水年份。2010年，广西平均降水量为1580.3mm，降水总量为3740.0亿m3，比多年均值偏多2.82%；水资源总量为1823.6亿m3，比多年均值偏少3.62%，为平水年份。2011年，广西平均降水量为1268.8mm，降水总量为3002.7亿m3，比多年均值偏少17.5%；水资源总量为1350.6亿m3，比多年均值偏少28.7%，为偏枯水年份。2012年，广西平均降水量为1670mm，降水总量为3953亿m3，比多年平均值偏多8.68%；水资源总量为2087亿m3，比多年平均值偏多10.3%，为平水年份。2013年，广西平均降水量为1696mm，降水总量为4014亿m3，比多年平均值偏多10.4%；水资源总量为2057亿m3，比多年平均值偏多8.67%，为平水年份。2014年，广西平均降水量为1583mm，降水总量为3746亿m3，比多年平均值偏多2.98%；水资源总量为1990.9亿m3，比多年平均值偏多5.17%，属平水年份。

利用上述广西2009～2014年降水量和水资源总量相关数据进行对比统计，得出以下图1和表1，以更直观地反映广西以往几年水资源变化情况以及为更好地预测广西2016年降水情况提供依据。

根据表1和图1数据对比分析，2009～2014年六年间，出现两次枯水年和四次平水年，未出现丰水年。并且2012～2014年连续三年为平水年，降水总量和水资源总量比年均值偏大，但总体呈下降趋势。

另外，根据笔者观察和记录，2015年广西春季降水偏少，尤其是4月份，出现了大面积干旱灾害，影响春播耕种。而进入5月份后，降水明显增多增强。汛期结束后，11月份广西降水却比常年偏多偏大，并且出现了罕见的冬汛现象。据此笔者判断，2015年降水总量比2014年偏大，可能属降水偏丰年份。

3 广西2016年降水情况预测

根据有关报道，2015年太阳活动进入活跃期和厄尔尼诺现象达到峰值，再加上降水的周期变化规律、广西2009～2014年水资源变化情况分析以及对2015年降水情况的分析判断，笔者大胆预测，2016年广西很有可能是丰水年，全区降水量会较前几年明显偏多偏大，尤其是2015～2016年冬春时节，降水将明显偏多，汛期有可能提前到来。2016年，广西强降水主要将集中在6、7、8三个月，到时可能会出现较大规模的洪涝灾害。另外，还要注意防范（强）台风、强热带风暴等灾害性天气带来的强降水，大涝之年还有可能出现大旱。因此，2016年汛期结束后还要密切关注天气变化，预防冬春干旱发生，以减少灾害或是次生灾害造成的损失。

4 广西2016年防汛工作的建议和思考

由于2015年降水明显偏多偏强，降水分布不均且很不规律，因此，2016年广西有可能出现的丰水年，防汛形势也将十分严峻。但要做到未雨绸缪，不打无准备之仗。有关单位和部门要提前排查江河水库是否存在安全隐患，检查防汛人员物资是否安排到位，清查易发或多发地质灾害区域预警系统是否工作正常，让汛期有大水无大灾，全力保障人民群众的生命财产安全。

4.1 加强组织领导，强化责任意识

区、市、县水利部门要深入落实以行政首长负责制为核心的防汛责任制，落实好防汛责任人和各水库的行政责任人，要有“防大汛、抢大险、救大灾”的思想准备，坚决克服麻痹松懈、经验主义等思想，要时刻绷紧防大汛这根弦不放松，绝不能有半点松懈。

4.2 加大宣传力度，增强安全意识

区、市、县水利部门各就各位，迅速组织和行动起来，对辖区内重要山塘、水库、江河、水电站、在建工程巡查一遍，对灾害多发区的群众做好宣传动员，居安思危，提高警惕，增强安全意识，最大可能地降低灾害造成的人员伤亡和经济损失。

4.3 加强协调演练，增强灾害意识

地方政府领导要担当起防汛第一责任人的责任，领导干部要成为防汛抗洪抢险工作的指挥者、决策者。各级防汛行政责任人要以身作则，防患于未然。灾害发生前，要深入防汛一线检查指导，组织救灾演练，及时协调解决存在的问题。灾害发生后，要在第一时间亲赴现场指挥抗灾，安排好群众的生产生活。

4.4 加大物资储备，强化救灾意识

地方政府和水利部门要认真做好防汛救灾物资的更新、补充和储备工作，未雨绸缪，对储备的物资要严格做好检修和检测工作，确保防汛救灾物资在需要时刻能调得出、用得上、救得急。

参考文献

[1] 广西壮族自治区水利厅.2009年广西水资源公报[R].

[2] 广西壮族自治区水利厅.2010年广西水资源公报[R].

[3] 广西壮族自治区水利厅.2011年广西水资源公报[R].

[4] 广西壮族自治区水利厅.2012年广西水资源公报[R].

[5] 广西壮族自治区水利厅.2013年广西水资源公报[R].

[6] 广西壮族自治区水利厅.2014年广西水资源公报[R].

作者简介：王焱森（1989-），河南太康人，供职于广西平南县水利局，研究方向：水利工程管理。

降水设计 篇12

目前,沈阳市自动站降水查询系统主要是柱状图和文字报表,对于日益增长的气象预报业务需求而言,基于Web GIS技术的区域自动站雨量图应用研究更快捷、更实用。地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是在计算机软硬件系统技术的支持下,对地理数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述,并解决复杂规划、决策和管理问题的空间信息系统[1]。随着互联网技术的不断发展和人们对GIS相关功能需求的不断增强, 利用Internet在Web上发布和出版空间数据, 为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能, 已经成为GIS发展的必然趋势。

2 资源分析

2.1 GIS来源

沈阳市测绘局为气象局提供了GIS地图前端机系统,该系统提供沈阳市范围内的GIS切片数据和矢量数据。

2.2 数据库来源

沈阳市现有自动站230 个,数据保存在沈阳市“基础数据平台” 数据库中,使用Oracle Data Base 11G数据库系统,可为全市站点降水量显示平台提供数据来源。

2.3 编译语言

使用java进行数据管理和操作,利用Java Script,结合Web Gis进行平台显示应用。Web GIS将传统GIS技术和Internet技术相结合,基于Internet环境,采用了TCP/IP通信协议,扩展了空间信息的共享范围,应用层采用了HTTP协议,只需要有通用的浏览器即可,不需要有特殊的GIS软件,增强了GIS的开放性。

3 系统设计

3.1 数据层设计

数据层采用沈阳市气象局“基础数据平台”数据库,项目设计使用常规站表、区域站表及自动站信息表,为提高使用效率特设计建立视图,视图将关联站点名称、站点编号、站点所属地、站点类型、站点经纬度、实况降水量、数据有效时间等信息。

3.2 应用层设计

本系统采用BS/ 模式的富客户端技术结构,富客户端是采用HTML5 技术的WEB页面显示应用层。HTML5 主要使用Java Script语言,这与WEB GIS的开发语言一致。

用户通过浏览器发出信息浏览、查询、分析、地图操作等服务请求, 通过网络提交给WEB服务器。WEB服务器分析收到的服务请求, 将不同的服务请求发送给不同的GIS应用服务处理或者查询业务信息数据库。GIS应用服务根据需要向数据库发出数据请求, 获取请求的结果数据, 并返回处理结果, 在WEB层合成最终的页面结果, 在浏览器端用列表显示处理结果。在浏览器的后端建立客户端代理,其作用是缓存和进行异步访问WEB服务,减少客户端和服务端的交互。在WEB层建立全局缓存机制,可以用缓存内容响应多个用户的请求,增加并发访问量。

3.3 显示界面设计

显示界面采用全屏显示方式,主要适应宽屏幕显示器,地图显示部分可全屏显示,右侧提供图层附着选项和数据查询功能。显示界面采用单界面结构,主要是考虑平台开发的系统特点,也增加了产品展示效率。

4 结束语

GIS在气象资料的管理、查询、制作图和统计分析中已经起到不可替代的作用,建设基于Web Gis的站点降水量显示平台,是适应气象预报业务深入发展的需要。本系统将Web技术和GIS技术相结合,实现了自动气象站降水信息的实时查询、显示功能,用户可在任意电脑通过浏览器访问、操作该平台,提升了视觉效果和应用时效。

参考文献

[1]薛在军,马娟娟,Arc Gis地理信息系统大全.北京,清华大学出版社,2013.

[2]刘光,曾敬文,曾庆丰等.Web GIS从基础到开发实践.北京,清华大学出版社,2015.

[3]作者Kevin Loney翻译刘伟琴张格仙.Oracle Database 11g完全参考手册.清华大学,2010.

[4]叶至军.Java2自学教程.人民邮电出版社,2004.