基坑工程施工-基坑降水工程施工（基礎(chǔ)工程）

1.管涌現(xiàn)象的概念2.管涌產(chǎn)生的原因3.管涌預(yù)防的原則4.管涌防治的方法1.管涌現(xiàn)象的概念

管涌又稱潛蝕、流土，是指在汛期高水位情況下，壩身或壩基內(nèi)的土壤顆粒被滲流帶走，堤防背水側(cè)發(fā)生“流土”和“潛蝕”兩種不同含義的險(xiǎn)情的統(tǒng)稱。管涌險(xiǎn)情的發(fā)展，以流土最為迅速。它的過(guò)程是隨著水位上升，涌水挾帶出的砂粒增多，涌水量也隨著加大，涌水量增大挾帶出砂粒也就更多。管涌發(fā)生時(shí)，水面出現(xiàn)翻花,隨著上游水位升高，持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，險(xiǎn)情不斷惡化，大量涌水翻沙，使堤防、水閘地基土壤骨架破壞，孔道擴(kuò)大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成決堤、垮壩、倒閘等事故。因此，防治管涌對(duì)于工程質(zhì)量和工程安全具有重大意義。2.管涌產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生管涌現(xiàn)象的原因有：一般來(lái)說(shuō)，堤防基礎(chǔ)為典型的二元結(jié)構(gòu)，上層是相對(duì)不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、細(xì)沙，再下面是砂礫卵石等強(qiáng)透水層，并與河水相通。在汛期高水位時(shí)，由于強(qiáng)透水層滲透水頭損失很小，堤防背水側(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)表土層底部仍承受很大的水壓力。如果這股水壓力沖破了粘土層，在沒(méi)有反濾層保護(hù)的情況下，粉沙、細(xì)沙就會(huì)隨水流出，從而發(fā)生管涌。3.管涌預(yù)防的原則防治原則：應(yīng)制止涌水帶沙，而留有滲水出路。這樣既可使沙層不再被破壞，又可以降低附近滲水壓力，使險(xiǎn)情得以控制和穩(wěn)定。4.管涌防治的方法

（1）反濾圍井：在翻沙鼓水處，搶筑反濾圍井，制止涌水帶沙，防止險(xiǎn)情擴(kuò)大。一般使用于背水坡腳附近地面或洼地坑塘數(shù)目不多和面積不大，或數(shù)目雖多，但未連成大面積，可分片處理嚴(yán)重翻沙鼓水險(xiǎn)情。對(duì)于水下的翻沙鼓水，當(dāng)水深較淺，也可采用此法。

在背水坡堤壩坡腳附近險(xiǎn)情處，搶筑反濾壓蓋，降低涌水流速，制止地基泥沙流失，以穩(wěn)定險(xiǎn)情。一般適用于翻沙鼓水范圍面積較大，漏水涌沙成片的地方。4.管涌防治的方法（2）減壓圍井（或稱養(yǎng)水盆）：在堤壩背水坡腳附近險(xiǎn)情處使用土袋搶筑圍井，提高井內(nèi)水位，減小水頭差，降低滲透壓力，減小水利坡降，制止?jié)B透破壞，以穩(wěn)定管涌險(xiǎn)情。此法適用臨背水頭差較小，出現(xiàn)翻沙鼓水險(xiǎn)情范圍小，周圍地表較堅(jiān)實(shí)完整，未遭破壞，滲透性較小，出險(xiǎn)處少，沙石反濾材料的翻沙鼓水險(xiǎn)情搶護(hù)。4.管涌防治的方法

（3）濾水壓浸臺(tái)：在大片管涌面上分層鋪填粗沙、石屑、碎石，下細(xì)上粗，每層厚20cm左方，最后壓塊石或土袋。如缺乏沙石料，可用秸柳作成柴排(厚15～30cm)，再壓塊石或土袋，袋上也可再壓沙料，厚度以不使柴草壓辱太緊為限。此法適用于管涌數(shù)目多，

出現(xiàn)范圍較大的情況。如系水下發(fā)生管涌：切不可將水抽干再填料。

以免險(xiǎn)情惡化。1.輕型井點(diǎn)降水法的概念2.輕型井點(diǎn)降水法的特點(diǎn)3.

輕型井法降水法的設(shè)備構(gòu)造4.

輕型井法降水法的布置1.輕型井點(diǎn)降水法的概念

輕型井點(diǎn)是沿基坑四周將井點(diǎn)管埋入蓄水層內(nèi)，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下。2.輕型井點(diǎn)降水法的特點(diǎn)（1）施工機(jī)具、設(shè)備簡(jiǎn)單，安拆方便、靈活、時(shí)間短。（2）降水效果好、見效快，縮短降水工期。短時(shí)間內(nèi)使基底降水區(qū)域土體保持干燥，無(wú)需另設(shè)排水溝、集水丼，雨季施工雨水通過(guò)基底下滲，通過(guò)丼點(diǎn)排出。（3）降水期間所投入的人力、物力少，施工成本較低，可減少基坑開挖邊坡坡率，降低基坑開挖土方量。（4）在軟土路基，地下水較為豐富的地段應(yīng)用，有明顯的施工效果。2.輕型井點(diǎn)降水法的特點(diǎn)（5）對(duì)施工環(huán)境要求相對(duì)較低，施工安全性更高。（6）井點(diǎn)管拔除后所留空洞后期封堵簡(jiǎn)單，能有效降低封口成本（7）能有效防止流砂發(fā)生，提高邊坡穩(wěn)定性，減少基坑邊坡支護(hù)費(fèi)用，特別是對(duì)易發(fā)生流砂，管涌現(xiàn)象的粉砂粉土，釆用此方法，能有效保證降水質(zhì)量和施工安全。（8）釆用此工法，不破壞原土層結(jié)構(gòu)，加快了土體固結(jié)，提高地基承載力，能夠有效預(yù)防鄰近建筑物在降水期間產(chǎn)生不均勻沉降或地基下陷現(xiàn)象的發(fā)生，保證鄰近構(gòu)筑物安全。3.輕型井點(diǎn)降水法的設(shè)備構(gòu)造

輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)由管路系統(tǒng)（濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管）和抽水設(shè)備（真空泵、離心泵和水氣分離器）組成。4.輕型井點(diǎn)降水法的布置

（1）平面布置：

1）單排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m時(shí)可采用。井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度。2）雙排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時(shí)應(yīng)采用。位于地下水流上游一排井點(diǎn)管的間距應(yīng)小些，下游一側(cè)井點(diǎn)管的間距大些。4.輕型井點(diǎn)降水法的布置

（1）平面布置：

3）環(huán)型或U型布置：當(dāng)基坑面積較大時(shí)，應(yīng)采用環(huán)型布置（考慮施工機(jī)械進(jìn)出基坑時(shí)宜采用U型布置）。位于地下水上游一排的井點(diǎn)間距應(yīng)小些，下游井點(diǎn)的間距可大些；如采用U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。4.輕型井點(diǎn)降水法的布置

（2）高程布置：輕型井點(diǎn)降水深度一般不大于6m。井點(diǎn)管埋置深度H(不包括濾管)，可按下式計(jì)算。備注：1）如H值小于降水深度6m時(shí)，則可用一級(jí)井點(diǎn)。2）當(dāng)H值稍大于6m時(shí)，如降低井點(diǎn)管的埋置面可滿足降水深度要求時(shí)，仍可用一級(jí)井點(diǎn)降水。3）在確定井點(diǎn)管埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮井點(diǎn)管露出地面0.2～0.3m，濾管必須埋在透水層內(nèi)。4）當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)達(dá)不到降水深度要求時(shí)，則可采用二級(jí)井點(diǎn)。4.輕型井點(diǎn)降水法的布置1.輕型井點(diǎn)降水法的流程2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)1.輕型井點(diǎn)降水法的流程

放線、定井位→鋪設(shè)總管→沖孔→安裝井點(diǎn)管→填砂礫濾料、上部填粘土密封→井點(diǎn)管與總管連接→安裝集水箱和排水管→試抽→抽水→水位觀測(cè)→封井。2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)（1）放線、定井位：按設(shè)計(jì)要求布設(shè)井位并測(cè)量地面標(biāo)高。（2）鋪設(shè)總管：抽水設(shè)備一般安裝在集水總管的中部。集水管應(yīng)鋪設(shè)在堅(jiān)實(shí)地面上，并低于真空泵，同時(shí)應(yīng)沿抽水水流方向有0.25%～0.50%的上仰坡度。2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)（3）沖孔：根據(jù)土質(zhì)情況、場(chǎng)地和施工條件，選擇適用的成孔機(jī)具和方法。井孔直徑不宜大于300mm，孔深宜比濾管底深0.5m～1.0m，井孔應(yīng)保持垂直。（4）安裝井點(diǎn)管：下管前應(yīng)校正孔深，并適當(dāng)稀釋孔內(nèi)泥漿。同時(shí)必須逐根檢查濾管，保證濾網(wǎng)完好，井管連接處牢固可靠。吊放井管時(shí)要垂直，并保持在井孔中心。2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)（5）填砂礫濾料、上部填粘土密封（可以不用）：在井管與孔壁間及時(shí)用潔凈中粗砂填灌密實(shí)均勻，填灌砂濾料應(yīng)沿井周均勻填入。在地面以下1m范圍內(nèi)應(yīng)用粘土封孔。填料時(shí)管口有泥漿冒出或向管內(nèi)灌水時(shí)能很快下滲為合格井。安設(shè)好的井點(diǎn)管在與集水管連接前，應(yīng)將管口堵塞。2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)（6）井點(diǎn)管與總管連接：井點(diǎn)管安好后用透明塑料管或內(nèi)裝有彈簧鋼絲的膠管與集水總管連通嚴(yán)密、不漏氣。（7）安裝集水箱和排水管：根據(jù)抽水量和井點(diǎn)位置布設(shè)一定數(shù)量和型號(hào)的集水箱，安裝集水箱的進(jìn)、出排水管。2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)（8）試抽：井點(diǎn)使用前，應(yīng)進(jìn)行試抽水，檢查各部分是否正常。無(wú)漏水、漏氣等異?，F(xiàn)象為合格，否則應(yīng)及時(shí)檢修。（9）抽水：先開動(dòng)真空泵排氣，再開動(dòng)離心泵抽水，井點(diǎn)降水系統(tǒng)運(yùn)行后，要求連續(xù)工作，應(yīng)準(zhǔn)備雙電源，保持正常抽水，不得隨意停泵。（10）水位監(jiān)測(cè)：抽水初期每天觀測(cè)2次以上，水位穩(wěn)定后應(yīng)每天觀測(cè)1次。（11）封井：基坑外降水井在降水工程結(jié)束后直接采用粘土回填，基坑內(nèi)降水井采用混凝土封井。2.輕型井點(diǎn)降水法的施工要點(diǎn)降排水施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)1.降排水中常見問(wèn)題2.解決措施1.降排水中常見問(wèn)題

（1）地下水位降低深度不足：地下水位沒(méi)有降到設(shè)計(jì)要求，即挖土面以下0.5~1.0m，水不斷滲進(jìn)基坑內(nèi)；基坑內(nèi)土的含水量較大、較濕，不利于土方開挖，并引起基坑邊坡失穩(wěn)；坑內(nèi)有流砂現(xiàn)象出現(xiàn)。原因分析：1）地質(zhì)與水文地質(zhì)資料缺乏詳細(xì)了解調(diào)查；收集資料與實(shí)際不符；降水設(shè)計(jì)采用含水層滲透系數(shù)不可靠；井點(diǎn)的平面布置、設(shè)計(jì)降水深度不合理。

2）降水方案與挖土和基坑圍護(hù)方案不匹配，施工過(guò)程中因土方和圍護(hù)支撐的拆除影響降水。3）施工質(zhì)量有問(wèn)題，如井孔垂直度、深度、直徑等不達(dá)要求。1.降排水中常見問(wèn)題1.降排水中常見問(wèn)題

（2）地面沉陷過(guò)多：在基坑外側(cè)的降低地下水位影響范圍內(nèi)，地基土產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致受其影響的臨近建筑物和市政設(shè)施發(fā)生不均勻沉降，引起不同程度的傾斜、裂縫、甚至斷裂、倒塌。1.降排水中常見問(wèn)題

原因分析：1）基坑降水開挖時(shí)，在基坑四周一定范圍內(nèi)，必然由于水位降落而引起地面沉降。2）抽水時(shí)，在無(wú)承壓水等環(huán)境下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，在井點(diǎn)周圍形成漏斗狀的彎曲水面，稱為“降水漏斗”。降水漏斗范圍內(nèi)的地下水降低后，必然造成地面固結(jié)沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因而所產(chǎn)生的沉降也不均勻。

3）水位降低減少土中水對(duì)土顆粒的浮托力，使軟弱土層受壓縮二沉降，降水除了使坑外土中的自重應(yīng)力增大外，坑內(nèi)外水頭差的存在將引發(fā)土中滲流。4）井點(diǎn)濾管濾網(wǎng)和砂濾層結(jié)構(gòu)不良，把土層中的粘土顆粒、粉土顆粒甚至細(xì)砂同地下水一同抽出地面。1.降排水中常見問(wèn)題1.降排水中常見問(wèn)題

（3）井點(diǎn)出水量小于設(shè)計(jì)出水量。原因分析：由于鉆孔、成井時(shí)，泥漿稠、泥皮厚和洗井不合適造成井點(diǎn)出水量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)或?qū)嶋H出水量。1.降排水中常見問(wèn)題

（4）降水監(jiān)測(cè)與管理異常。原因分析：降水井點(diǎn)少、抽水設(shè)備類型不配、井點(diǎn)布置不合理、水源不足、含水層滲透性差、開挖速度超過(guò)水位下降速度等。2.解決措施

（1）地下水位降低深度不足的解決措施：1）對(duì)于井點(diǎn)管或?yàn)V層淤塞而引起的降水失效，可通過(guò)洗井處理（向管內(nèi)用壓力水或壓縮空氣反復(fù)沖洗，疏通），破壞成孔時(shí)在孔壁形成的泥皮，并恢復(fù)土層好人井管的降水性能。2）對(duì)于地下水降深與要求相差不大的工程，可根據(jù)降深差異的大小，分別采用減少井管之間間距的方法。3）對(duì)于相差較大的工程，需要在原降水系統(tǒng)外，在重新考慮比較合理的降水方法，重新施工。2.解決措施

（2）地面沉陷過(guò)多的解決措施：1）在滿足基本降水要求下，對(duì)各種降水方案比較分析，選擇最優(yōu)。2）在降水井點(diǎn)與重要構(gòu)筑物之間設(shè)置回灌井、回灌溝。3）在鄰近構(gòu)建筑一側(cè)將井點(diǎn)間距加大以及調(diào)小抽水設(shè)備的閥門，減緩降水和滲透速度。2.解決措施

4）提高施工質(zhì)量，控制好出水流出帶出的含沙土量，防止地下砂土流失掏空，導(dǎo)致不均勻沉降。5）布置觀測(cè)井和沉降、位移、傾斜等觀測(cè)點(diǎn)。隨時(shí)掌握水位降低和周圍地表及建筑物沉降變化動(dòng)。2.解決措施

（3）井點(diǎn)出水量小于設(shè)計(jì)出水量的解決措施：1）重新洗井。2）當(dāng)重新洗井受限制或洗井效果不佳時(shí)，對(duì)于輕型井點(diǎn)類，可向井管內(nèi)送入高壓清水，以沖動(dòng)內(nèi)濾料，將泥漿和泥皮稀釋，破壞，在送氣吹揚(yáng)水井或接上真空泵抽吸。2.解決措施

（4）降水監(jiān)測(cè)與管理異常的解決措施：1.降排水的概念2.降排水目的3.降排水方法基坑（基槽）開挖過(guò)程中，地表水（雨水、雪水和生活污水）以及地下水容易滲入基坑（基槽），如果不采取有效措施，不但會(huì)使施工條件惡化，而且基坑（基槽）被水浸泡后會(huì)導(dǎo)致地基承載力下降和邊坡塌方，因此，為了保證工程質(zhì)量和工程安全，在基坑（基槽）開挖前和開挖過(guò)程中，都需采取相應(yīng)的降排水措施，使得整個(gè)開挖過(guò)程處于干燥狀態(tài)。降排水分為降水和排水，降水是降低地下水位，使得地下水位處于基坑（基槽）底部之下，保持基底干燥；排水是及時(shí)排出地表水和地下水，使得過(guò)程土層不受地下水、下雨暴雪和生活污水的侵蝕。1.降排水的概念降排水主要目的如下：（1）人工降低地下水位能防止基坑被淹，創(chuàng)造良好的開挖施工條件。（2）防止地基被水泡軟，降低承載力。（3）降低邊坡中孔隙水壓力，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。（4）可使設(shè)計(jì)邊坡坡腳加大，減少挖方工程，節(jié)約資金。（5）防止基坑地面隆脹、破裂及冒砂突水、淹沒(méi)基坑等。2.降排水目的

（1）排水：一般采用截、疏、抽的方法。截：在現(xiàn)場(chǎng)周圍設(shè)臨時(shí)或永久性排水溝、防洪溝或擋水堤，以攔截雨水、潛水流入施工區(qū)域；疏：在施工范圍內(nèi)設(shè)置縱橫排水溝，疏通、排干場(chǎng)內(nèi)地表積水；抽：在低洼地段設(shè)置集水、排水設(shè)施，然后用抽水機(jī)抽走。（2）降水：一般采用井點(diǎn)降水的方法。3.降排水方法

1）截水：國(guó)內(nèi)外對(duì)地下水和地表水進(jìn)行堵截的方法主要有防滲垂直帷幕法、防滲水平帷幕法、鋼板樁、地下連續(xù)墻、稀漿槽、夾心墻及凍結(jié)法等。3.降排水方法防滲垂直帷幕法也稱“落地式”隔滲，是在基坑四周采用高壓噴射注漿、壓力注漿或滲透注漿和深層攪拌等技術(shù)方法，在地下形成一道連續(xù)的墻幕，既可以起到很好的防滲阻水效果，又能有效地支撐邊坡，截水帷幕的底部宜插入不透水層。特點(diǎn)：此法簡(jiǎn)單，適用廣泛，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。3.降排水方法防滲水平帷幕法是在基坑底部采用高壓注漿、攪拌方法，形成一道地下水平連續(xù)帷幕，用于基坑底的防滲和抗坑底隆起、變形等。特點(diǎn)：此法簡(jiǎn)單，適用狹窄，不能單獨(dú)使用，需與防滲垂直帷幕法一起使用。3.降排水方法在開挖前，將鋼板樁打入地下，能有效地堵截地下水，且對(duì)邊坡起支撐護(hù)坡的作用。為能較好的阻水，需將鋼板樁打入基坑下部的隔水層中，并將其連成一體。特點(diǎn)：此法適用于淤泥質(zhì)砂和粘土質(zhì)砂等地層。3.降排水方法地下連續(xù)墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有一定的入土深度，它既能承受較大的側(cè)土壓力，也能防止地下水入侵。特點(diǎn)：一箭三雕，既可以截水，又可以擋土，還可以作為結(jié)構(gòu)體一部分供使用。對(duì)于軟弱、透水性小的土層止水效果較好。3.降排水方法稀漿槽是在基坑四周挖一槽溝，向槽中灌入膨潤(rùn)液，并用不透水物質(zhì)回填，使膨潤(rùn)液在槽壁上形成一層濾餅，可以防止或減少地下水向坑內(nèi)滲流，達(dá)到止水的目的。特點(diǎn)：雖有止水作用，但不能起到支撐的作用，一般用于具有施工場(chǎng)地的淺基礎(chǔ)施工。夾心墻是在稀漿槽中再挖一條溝槽，在槽內(nèi)灌注混凝土，形成防滲擋土墻。特點(diǎn)：該法造價(jià)較高，一般也用于具有施工場(chǎng)地的淺基礎(chǔ)施工。3.降排水方法

2、3）疏水和抽水：疏水和抽水，既可以單獨(dú)使用又可以聯(lián)合使用。單獨(dú)使用時(shí)，疏水方法有引水、分流等；聯(lián)合使用時(shí)，疏水抽水方法是集水井法。

引水、分流主要是在建筑工程水流上方修建遮擋物，在遮擋物四周設(shè)置排水溝渠，將上方水流牽引至建筑工程所在地四周流過(guò)，不對(duì)建筑工程所在地造成影響。3.降排水方法

集水井法是在基坑的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在四角或每隔20～30m設(shè)一集水井，排水溝始終比開挖面低0.4～0.5m，集水井比排水溝低0.5～1m，在集水井內(nèi)設(shè)水泵將水抽排出基坑。3.降排水方法

4）井點(diǎn)降水法是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管，利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基礎(chǔ)工程施工完畢，使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)。1.流砂現(xiàn)象的概念2.流砂產(chǎn)生的原因3.流砂預(yù)防的原則4.流砂防治的方法1.流砂現(xiàn)象的概念

在細(xì)砂或粉砂土層的基坑開挖時(shí)，地下水位以下的土在動(dòng)水壓力的推動(dòng)下極易失去穩(wěn)定，隨著地下水涌入基坑，稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生后，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒，施工條件極端惡化，基坑難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌。因此，防治流砂對(duì)于工程質(zhì)量和工程安全具有重大意義。2.流砂產(chǎn)生的原因

產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面：