第1章土方工程-基坑排水

1、土木工程施工技術(shù)Civil Engineering Construction Technologyv在土方開挖過程中，當基坑（槽）地面位于在土方開挖過程中，當基坑（槽）地面位于地下水位以下時，土的含水層被切斷，地下地下水位以下時，土的含水層被切斷，地下水會不斷地滲入基坑（槽）。雨季施工時，水會不斷地滲入基坑（槽）。雨季施工時，地面水也會流入基坑（槽），為了保證施工地面水也會流入基坑（槽），為了保證施工的正常進行，防止邊坡塌方和地基承載能力的正常進行，防止邊坡塌方和地基承載能力的下降，必須做好基坑（槽）降水工作。的下降，必須做好基坑（槽）降水工作。v人工降低地下水位的方法有：人工降低地下水位的方

2、法有：集水井降水法集水井降水法和井點降水法。和井點降水法。v井點降水又有井點降水又有輕型井點、噴射井點、管井井輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點點、深井井點等降水方法。等降水方法。1.4 1.4 土方排水與降水土方排水與降水流砂現(xiàn)象及其危害流砂現(xiàn)象及其危害 粒徑很小、無塑性的土壤，在動水壓力推動下，粒徑很小、無塑性的土壤，在動水壓力推動下，極易失去穩(wěn)定，而隨地下水一起流動涌入坑內(nèi)，這極易失去穩(wěn)定，而隨地下水一起流動涌入坑內(nèi)，這種現(xiàn)象稱種現(xiàn)象稱流砂現(xiàn)象流砂現(xiàn)象。危害：危害： a a、發(fā)生流砂現(xiàn)象后，土完全失去承載力，工人、發(fā)生流砂現(xiàn)象后，土完全失去承載力，工人難以立足，施工條件惡化；難以立足

3、，施工條件惡化； b b、土邊挖邊冒，難以達到設(shè)計深度；、土邊挖邊冒，難以達到設(shè)計深度； c c、引起塌方，使附近建筑物下沉、傾斜，甚至、引起塌方，使附近建筑物下沉、傾斜，甚至倒塌；倒塌； d d、拖延工期，增加施工費用、拖延工期，增加施工費用1 1、動水壓力與流砂現(xiàn)象、動水壓力與流砂現(xiàn)象產(chǎn)生流砂的原因產(chǎn)生流砂的原因 內(nèi)因內(nèi)因：土壤的性質(zhì)，當土的孔隙度大，含水量：土壤的性質(zhì)，當土的孔隙度大，含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。 外因外因：地下水及其產(chǎn)生動水壓力的大小。：地下水及其產(chǎn)生動水壓

4、力的大小。 動水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動中的地動水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動中的地下水對土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動水壓力。下水對土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動水壓力。1 1、動水壓力與流砂現(xiàn)象、動水壓力與流砂現(xiàn)象GDGD2 21 1 動力壓力原理圖動力壓力原理圖(a)(a)水在土中滲流的力學(xué)現(xiàn)象水在土中滲流的力學(xué)現(xiàn)象;(b);(b)動力壓力對地基土的影響動力壓力對地基土的影響 1 1、2-2-土顆粒土顆粒bw wh2 2F Fh1 1h2 2w wh1 1F FbaaTLFL 當動水壓力等于或大于土的浸水密度時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，并隨地下水一起流入基坑，即發(fā)生流砂現(xiàn)象。 防治流砂的方法防治流砂

5、的方法途徑途徑: : a: a:減小或平衡動水壓力。減小或平衡動水壓力。 b:b:改變動水壓力的方向。改變動水壓力的方向。 c:c:截斷地下水流。截斷地下水流。方法方法: : a: a:枯水期施工；枯水期施工；b:b:打板樁法；打板樁法； c:c:水中挖土法；水中挖土法； d:d:人工降低地下水位法；人工降低地下水位法； e:e:地下連續(xù)墻法；地下連續(xù)墻法； f:f:拋大石塊，搶速度施工。拋大石塊，搶速度施工。 1 1、動水壓力與流砂現(xiàn)象、動水壓力與流砂現(xiàn)象2 2、集水井降水法、集水井降水法集水井降水法集水井降水法，又稱又稱集水坑降水法、明溝排水法集水坑降水法、明溝排水法，是在基坑，是在基坑（

6、槽）開挖過程種，在坑底設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍或中（槽）開挖過程種，在坑底設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水由排水溝流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出央開挖排水溝，使水由排水溝流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外坑外集水井降水法集水井降水法 2 2、集水井降水法、集水井降水法構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：集水坑應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水的上游側(cè)，間距集水坑應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水的上游側(cè)，間距20-40m，直徑或?qū)挾?，直徑或?qū)挾?.6-0.8m，低于挖土面，低于挖土面0.8-1m，（坑壁可用，（坑壁可用竹木加固）至設(shè)計標高后低竹木加固）至設(shè)計標高后低1-2m，底部設(shè)碎石濾層，底部設(shè)碎石濾層3

7、0cm,以防以防止基坑底的土顆粒隨水流失而使土結(jié)構(gòu)受到破壞。止基坑底的土顆粒隨水流失而使土結(jié)構(gòu)受到破壞。3 3、井點降水法、井點降水法井點降水法井點降水法：又稱：又稱人工降低地下水人工降低地下水，就是在基坑開挖前，預(yù)先，就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑周圍或基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水在基坑周圍或基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下并穩(wěn)定后再開挖基坑。設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下并穩(wěn)定后再開挖基坑。輕型井點降水法輕型井點降水法3 3、井點降水法、井點降水法井井 點點 類類 別別滲透系數(shù)滲透系數(shù) （m/d）降水深度降水深度（m）單級真空

8、井點單級真空井點0.0050.00520.066多級真空井點多級真空井點0.0050.00520.02020噴射井點噴射井點0.0050.00520.02020管井井點管井井點0 01200.0不限不限各類井點的適用范圍（表各類井點的適用范圍（表1.7） 人工降低地下水位的方法有輕型井點、噴人工降低地下水位的方法有輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點及深井泵井點等，射井點、電滲井點、管井井點及深井泵井點等，可統(tǒng)稱為可統(tǒng)稱為井點降水法井點降水法。輕型井點輕型井點 適用于土壤的滲透系數(shù)適用于土壤的滲透系數(shù)K=0.1K=0.150m/d50m/d的土的土層中，降水深度為：單級輕型井點層中，降水深度

9、為：單級輕型井點3 3 6m6m，多，多級輕型井點級輕型井點6 6 12m 12m 。圖圖1.23 1.23 輕型井點法降低地下水位全貌圖輕型井點法降低地下水位全貌圖1 1井管；井管；2 2濾管；濾管；3 3總管；總管；4 4彎聯(lián)管；彎聯(lián)管；5 5水泵房水泵房 6 6原有地下水位線；原有地下水位線；7 7降低后地下水位線降低后地下水位線輕型井點輕型井點輕型井點的施工輕型井點的施工輕型井點的施工輕型井點的施工輕型井點平面及高程布置輕型井點平面及高程布置水井類型水井類型管井井點降水簡圖管井井點降水簡圖 管井井點的布置管井井點的布置 2 2、噴射井點、噴射井點 當基坑開挖較深，降水深度要求較大時，當

10、基坑開挖較深，降水深度要求較大時，可采用噴射井點降水。其降水深度可達可采用噴射井點降水。其降水深度可達8 820 m20 m，可用于滲透系數(shù)為，可用于滲透系數(shù)為0.10.150 m50 md d的砂的砂土、淤泥質(zhì)土層。土、淤泥質(zhì)土層。3 3、電滲井點、電滲井點 電滲井點是在輕型或噴射井點中增設(shè)電電滲井點是在輕型或噴射井點中增設(shè)電極而形成，主要用于滲透系數(shù)小于極而形成，主要用于滲透系數(shù)小于0.1m0.1md d的土層。的土層。 4 4、管井井點、管井井點 管井井點就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置管井井點就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽水來降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大水來降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大(20(20200m200md)d)的土層中，宜采用管井井點。的土層中，