基坑降水排水

2.3.3施工排水與降水一、降水目的：1）防止地下水涌入坑內(nèi)；2）防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方；3）使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了坑底的管涌；4）降水后，使板樁減少了橫向荷載；5）消除了地下水的滲流，也就防止了流砂現(xiàn)象；6）降低地下水位后，還能使土體固結(jié)，增加地基土的承載能力。二、降水方法：明排水法與井點降水法（一）明排水法用于基坑開挖深度不大，基坑涌水量不大的情況基坑的兩側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，隔段設(shè)置集水井，使基坑滲出的地下水通過排水明溝匯集于集水井內(nèi)，然后用水泵將其排出基坑外排水溝與集水井的設(shè)置要求：(詳圖2-19)1）排水溝：基礎(chǔ)邊0.4m以外，離開邊坡坡腳應(yīng)不小于0.3m。排水溝寬0.2～0.3m；深0.3～0.6m；溝底設(shè)縱坡0.2%～0.5%。比挖土面低0.3～0.4m。2）集水井：地下水流的上游每隔20～40m設(shè)置一個；直徑或?qū)挾龋话銥?.6～0.8m；坑底應(yīng)低于排水溝底面0.5m以上，并鋪設(shè)0.3m碎石濾水層。以免由于抽水時間過長而將泥砂抽出，并防止坑底被擾動。井壁可用竹、木等簡易加固。（二）井點降水井點降水就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井）。在基坑開挖前和開挖過程中，利用真空原理，不斷抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。

“井點降水原理”動畫以及視頻

井點降水的類型

井點有兩大類：輕型井點和管井。一般根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件及經(jīng)濟比較等因素確定，可參照下表選擇。井點類別土的滲透性(m/d)降水深度(m)輕型井點一級輕型井點0.1~503~6多級輕型井點0.1~50視井點級數(shù)而定噴射井點0.1~508~20電滲井點<0.1視選用的井點而定管井類管井井點20~2003~5深井井點10~250>15（三）一般輕型井點（1）輕型井點設(shè)備輕型井點設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成管路系統(tǒng)包括：濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。詳圖2-21井管：φ38、φ51，長5～7m（常用6m），無縫鋼管，絲扣連濾管；上端用彎聯(lián)管與總管相連。濾管：φ38、φ51，長1～1.7m，開孔φ12,開孔率20～25％，包濾網(wǎng)；總管：內(nèi)φ75～127無縫鋼管，每節(jié)4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口；彎聯(lián)管：使用透明塑料管、膠管或鋼管（能隨時看到井點管的工作情況），宜有閥門；抽水設(shè)備常用的有真空泵、射流泵和隔膜泵井點設(shè)備?？偣軓澾B管井點管真空泵當基坑或溝槽寬度小于6m，且降水深度不超過5m時如寬度大于6m或土質(zhì)不良，則用雙排線狀井點1）平面布置方法及要求當基坑面積較大時，采用環(huán)形井點。有時將地下水流下游留出一段，不封閉，為U形井點地下水上游單排線狀井點（2）輕型井點的布置地下水上游中部<6m大于基坑寬透水層井點管距離基坑壁一般不宜小于0.7~1.0m，以防局部發(fā)生漏氣。井點管間距應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、降水深度、工程性質(zhì)等按計算或經(jīng)驗確定，一般采用0.8~1.6m。靠近河流處與總管四角部位，井點應(yīng)適當加密2）高程布置目的：主要考慮降低后的水位應(yīng)控制在基坑底面標高以下，保證坑底干燥。井點管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計算(圖2-25(a)、(b))：式中H1——井點管埋設(shè)面至基坑底的距離，m；

h——基坑中心處坑底面(單排井點時，為遠離井點一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離，一般為0.5～1.0m；

i——地下水降落坡度；環(huán)狀井點為1/10，單排線狀井點為1/5~1/4,雙排井點取1/7；

L——井點管至基坑中心的水平距離(單排井點中為井點管至基坑另一側(cè)的水平距離)，m。

輕型井點施工工藝：放線定位→鋪設(shè)總管→沖孔→安裝井點管→填砂礫濾料、上部填粘土密封→用彎聯(lián)管將井點管與總管接通→安裝抽水設(shè)備→開動設(shè)備試抽水→測量觀測井中地下水位變化。（3）輕型井點施工1）井點管埋設(shè)一般采用水沖法進行，借助于高壓水沖刷土體，用沖管擾動土體助沖，將土層沖成圓孔后埋設(shè)井點管。沖孔的直徑一般為300mm，以保證井管四周有一定厚度的砂濾層；沖孔深度宜比濾管底深0.5m左右。砂濾層的填灌宜選用干凈粗砂，填灌均勻，并填至濾管頂上1～1.5m，以保證水流暢通。每根井點管埋設(shè)后，應(yīng)及時檢驗滲水性能。井點管與孔壁之間填砂濾料時，管口應(yīng)有泥漿水冒出，或向管內(nèi)灌水時，能很快下滲方為合格。2）布設(shè)集水總管之前，必須對集水總管進行清洗，并對其它部件進行檢查清洗。井點管與集水總管之間用橡膠軟管連接，確保其密閉性。（了解）3）井點系統(tǒng)安裝完畢后，必須及時試抽，并全面檢查管路接頭質(zhì)量、井點出水狀況和抽水機械運轉(zhuǎn)情況等，如發(fā)現(xiàn)漏氣和死井，應(yīng)立即處理。每套機組所能帶動的集水管總長度必須嚴格按機組功率及試抽后確定。（了解）4）試抽合格后，井點孔口到地面下1.0m的深度范圍內(nèi)，用粘性土填塞嚴密，以防漏氣。5）開始抽水后一般不應(yīng)停抽，時抽時止，濾網(wǎng)易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降開裂。一般在抽水3～5d后水位降落漏斗基本趨于穩(wěn)定。正常出水規(guī)律是“先大后小，先渾后清”。如不上水，或水一直較渾，或出現(xiàn)清后又渾等情況，應(yīng)立即檢查糾正。通病及現(xiàn)象原因分析預(yù)防措施井點抽水時在周圍地面出現(xiàn)沉降開裂及位移含水層疏干后，土體產(chǎn)生密實效應(yīng)，土層壓縮，地面下沉。限制基坑周圍堆放材料，機械設(shè)備量，且不宜集中。降水速度過慢或無效，坑內(nèi)水位無明顯下降或不下降。表層土滲水性較強，抽出的水又迅速返回井內(nèi)。做好地表排水系統(tǒng)，防止雨水倒灌，井點抽水就近排入下水道中。圍護樁施工質(zhì)量差，不能起止水作用。找出漏水部位，用高壓密注漿修補。進水管、濾網(wǎng)堵塞或泵發(fā)生機械故障等。抽水前檢驗水泵，正式抽水前進行試抽。輕型井點常見質(zhì)量問題防治

井點系統(tǒng)涌水量計算是按水井理論進行的，當濾管底達到不透水層頂面時，稱為完整井，否則，稱為不完整井。根據(jù)地下水有無壓力，又分為無壓井和承壓井。

1—承壓完整井；2—承壓非完整井；3—無壓完整井；4—無壓非完整井（四）輕型井點的降水計算：涌水量、井點管數(shù)量、井距1）涌水量計算－－無壓完整井

降落漏斗：當抽水一段時間以后，井周圍水面最后降落成漸趨穩(wěn)定的漏斗狀曲面，稱之為降落漏斗。無壓完整井群涌水量計算：m3/dm3/d式中：Q－群井涌水量H－含水層厚度（m）K－滲透系數(shù)（m/d）S－水位降低值（m）R－抽水影響半徑（m）x0－環(huán)形井點的假想半徑（m）F－環(huán)形井點所包圍的面積（m2）對于無壓不完整井用H0查表2-8對于單井涌水量以及承壓井涌水量詳課本P95單根井點管最大出水量q：(m3/d)（根）式中：d－濾管直徑（m）l－濾管長度（m）K－滲透系數(shù)（m/d）n－井點管的最少根數(shù)L－總管長度D－井點間距2）確定井管的數(shù)量與間距實際采用的井點管間距應(yīng)當與總管上接頭尺寸相適應(yīng)。即采用0.8m、1.2m、1.6m或2.0m。求出的管距應(yīng)大于1.5d，小于2m流沙施工條件惡化..地基完全喪失承載能力..附近建筑物沉降，傾斜。動水壓力(滲透力)和流砂GD－動水壓力（滲透力），kN/m3；I－水力坡度（）γw－水的容重kN/m3動水壓力與水力坡度成正比，水位差越大，GD大，滲流路線越長，GD小流砂防治動水壓力GD的大小與水力坡度成正比，即水位差越大，亦越大，而滲流路線越長，則越小。動水壓力GD的作用方向與水流方向相同。當水流在水位差作用下對土顆粒產(chǎn)生向上的壓力時，動水壓力GD使土顆粒受到向上的壓力，當動水壓力等于或者大于土的浸水重度γ’時，即GD≥

γ’當GD>=

γ’（土的浸水重度）時，土顆粒失去自重，處于漂浮狀態(tài)，隨滲流的水一起流動，稱流砂在一定動水壓力作用下，松散而飽和的細砂和粉砂容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，降低地下水位，改變水流方向，消除動水壓力，是防治流砂現(xiàn)象的重要途徑。1、枯水期施工－地下水位低，坑內(nèi)外水位差小，動水壓力減小，不易產(chǎn)生流砂。2、拋大石塊法－基坑開挖中，出現(xiàn)流砂現(xiàn)象，搶挖至標高后，立即鋪設(shè)