地面排水、集水井降水及井點(diǎn)降水

1、三、施工排水三、施工排水 開挖基坑時(shí)，土的含水層常被切斷，地下水將會不斷地滲入坑內(nèi)， 雨季施工時(shí)，地面水也會流入坑內(nèi)；若流入坑內(nèi)的地下水和地面水如不 及時(shí)排除，不但會使施工條件惡化，造成土方塌方，亦會影響地基的承 載力。 施工排水的目的：保證土體相對干燥施工排水的目的：保證土體相對干燥-改善施工條件，保護(hù)地改善施工條件，保護(hù)地 基土?；痢?施工排水包括排除地面水和降低地下水；施工排水包括排除地面水和降低地下水； （一）地面水的排除主要為了防止降雨時(shí)，雨水沿著底面徑流進(jìn)入基坑 而增加抽水量，因此通常在基坑外邊緣邊坡上設(shè)置排水溝、截水溝或建通常在基坑外邊緣邊坡上設(shè)置排水溝、截水溝或建 筑土堤等設(shè)

2、施。筑土堤等設(shè)施?；油獾牡孛媾潘到y(tǒng)最好與道路排水系統(tǒng)相結(jié)合，達(dá) 到自流排水的效果。 一般排水溝的橫截面和泄水坡度根據(jù)最大流量確定。一般排水溝的 橫截面不小于0.5x0.5，縱向坡度根據(jù)地形確定，一般不小于0.3%。 （二）降低地下水位的方法有集水井降水和井點(diǎn)降水兩種。降低地下水位的方法有集水井降水和井點(diǎn)降水兩種。 集水井降水法就是在開挖基坑時(shí)，沿坑底周圍或中央開挖集水井降水法就是在開挖基坑時(shí)，沿坑底周圍或中央開挖 排水溝，在溝底設(shè)置集水井，使坑內(nèi)的水流向集水井，然后用水排水溝，在溝底設(shè)置集水井，使坑內(nèi)的水流向集水井，然后用水 泵抽走。泵抽走。 排水溝橫截面不小于0.5x0.5，縱向坡度宜為

3、0.1%-0.2%； 根據(jù)地下水量的大小，基坑的平面形狀及水泵的能力，集水 井每隔20-40m設(shè)置一個，其直徑和寬度一般為0.6-0.8m，其深 度隨著挖土的加深而加深。始終低于挖土面0.7-1.0m，當(dāng)基坑挖 至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，集水井底應(yīng)低于坑底1-2m，并鋪設(shè)0.3m左右的 碎石濾水層，以免抽水時(shí)將泥沙抽走，并防治集水井底的土被擾 動。井壁可用竹、木等進(jìn)行簡易加固。 施工技術(shù)施工技術(shù) 流砂流砂 細(xì)顆粒，均勻顆粒，松散的飽和土在動水壓力的作用下，細(xì)顆粒，均勻顆粒，松散的飽和土在動水壓力的作用下， 土顆粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土體失去承載能力，隨土顆粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土體失去承載能力，隨

4、 水一起流動，涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。水一起流動，涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。 危害：危害：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；土邊挖邊冒，難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度； 引起塌方，使附近建筑物下沉、傾斜，甚至倒塌。 原因：由內(nèi)因和外因組成。原因：由內(nèi)因和外因組成。 內(nèi)因即土壤的性質(zhì)，外因，即地下水及其產(chǎn)生動水壓力內(nèi)因即土壤的性質(zhì)，外因，即地下水及其產(chǎn)生動水壓力 的大小、方向。的大小、方向。 動水壓力：水在土中滲流時(shí)對土體的作用力。大小與水動水壓力：水在土中滲流時(shí)對土體的作用力。大小與水 頭差成正比，與滲流路徑成反比；方向與水流方向一致。頭差成正比，與滲流路徑成反比

5、；方向與水流方向一致。 施工技術(shù)施工技術(shù) 2.易產(chǎn)生流沙的土易產(chǎn)生流沙的土 主要有：土顆粒組成中粘粒含量小于10%，粉粒含量大于75%；土 的不均勻系數(shù)小于5；土的天然空隙比大于0.75;土的天然含水量大于 30%。 3管涌現(xiàn)象管涌現(xiàn)象 當(dāng)基坑坑底位于不透水土層內(nèi)，而不透水土層下面為承壓蓄水層， 坑底不透水土層的覆蓋厚度的重量小于承壓水的頂托力時(shí)，基坑底部即 可能產(chǎn)生涌冒現(xiàn)象。 4流砂的防治辦法：流砂的防治辦法： 防治流砂總的原則是防治流砂總的原則是“治砂必治水治砂必治水”。因?yàn)槭欠癯霈F(xiàn)流砂現(xiàn)象的重 要條件是動水壓力的大小和方向。其途徑有三：一是減小或平衡動水壓其途徑有三：一是減小或平衡動水壓

6、 力；二是截住地下水流；三是改變動水壓力的方向。具體措施主要有：力；二是截住地下水流；三是改變動水壓力的方向。具體措施主要有： 搶挖法；打板樁法；水下挖土法；人工降低地下水位法；地下連續(xù)墻法搶挖法；打板樁法；水下挖土法；人工降低地下水位法；地下連續(xù)墻法。 （1）搶挖法，即拋大石塊法，）搶挖法，即拋大石塊法， 坑底拋大石塊，增加土的壓重，以坑底拋大石塊，增加土的壓重，以平衡動水壓力平衡動水壓力， （2）打板樁，）打板樁，將板樁沿基坑周圍打入不透水層，起到截住水流的作用；將板樁沿基坑周圍打入不透水層，起到截住水流的作用； 或者打入坑地面一定深度，增大水的滲流路徑，減小動水壓力或者打入坑地面一定深度

7、，增大水的滲流路徑，減小動水壓力 （3）水下挖土，）水下挖土，即不排水施工，坑內(nèi)外水壓平衡，不產(chǎn)生水頭差。即不排水施工，坑內(nèi)外水壓平衡，不產(chǎn)生水頭差。 （4）人工降低地下水位，）人工降低地下水位，改變水流方向，加大土顆粒間的改變水流方向，加大土顆粒間的 壓力，從而有效的防止流砂的形成。壓力，從而有效的防止流砂的形成。 （5）地下連續(xù)墻，）地下連續(xù)墻，沿基坑的周圍先澆筑一道鋼筋混泥土的沿基坑的周圍先澆筑一道鋼筋混泥土的 地下連續(xù)墻，從而起到承重、截水和防流砂的作用。地下連續(xù)墻，從而起到承重、截水和防流砂的作用。 （6）枯水期施工，）枯水期施工，枯水期地下水位低枯水期地下水位低,基坑內(nèi)外水位差小基

8、坑內(nèi)外水位差小 ，動水壓力也小。，動水壓力也小。 施工技術(shù)施工技術(shù) 人工降低地下水位，即井點(diǎn)降水法。就是在基坑開挖人工降低地下水位，即井點(diǎn)降水法。就是在基坑開挖 前，在基坑周圍埋設(shè)一定數(shù)量的井點(diǎn)管，利用抽水設(shè)備從前，在基坑周圍埋設(shè)一定數(shù)量的井點(diǎn)管，利用抽水設(shè)備從 中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至基礎(chǔ)工程施工中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至基礎(chǔ)工程施工 完畢為止。完畢為止。 特點(diǎn)：降水效果好，從根本上避免了流砂現(xiàn)象的發(fā)生，特點(diǎn)：降水效果好，從根本上避免了流砂現(xiàn)象的發(fā)生， 但施工技術(shù)復(fù)雜，成本較高，對周圍環(huán)境影響較大。但施工技術(shù)復(fù)雜，成本較高，對周圍環(huán)境影響較大。 井點(diǎn)類別主要有：輕型

9、井點(diǎn)；噴射井點(diǎn)；電滲井點(diǎn)；井點(diǎn)類別主要有：輕型井點(diǎn)；噴射井點(diǎn)；電滲井點(diǎn)； 管井井點(diǎn)及深井泵等。管井井點(diǎn)及深井泵等。 （1 1）輕型井點(diǎn)：最普通常用的井點(diǎn)，可分為一級、兩）輕型井點(diǎn)：最普通常用的井點(diǎn)，可分為一級、兩 級、多級輕型井點(diǎn)。級、多級輕型井點(diǎn)。 （2 2）噴射井點(diǎn)）噴射井點(diǎn) （3 3）電滲井點(diǎn)）電滲井點(diǎn) 井點(diǎn)管作負(fù)極，打入金屬管作正極，通直流井點(diǎn)管作負(fù)極，打入金屬管作正極，通直流 電，土顆粒自負(fù)極流向正極流動，地下水自正極電，土顆粒自負(fù)極流向正極流動，地下水自正極 向負(fù)極移動而被集中抽出。向負(fù)極移動而被集中抽出。 （4 4）管井井點(diǎn)及深井泵）管井井點(diǎn)及深井泵 若出水量很大，可沿基坑每隔若

10、出水量很大，可沿基坑每隔20-5020-50米設(shè)置米設(shè)置 一個管井，每個管井單獨(dú)使用一臺水泵抽水。一個管井，每個管井單獨(dú)使用一臺水泵抽水。 若不僅抽水量大，若不僅抽水量大， 降水深度也較大，那么降水深度也較大，那么 采用特制的深井泵采用特制的深井泵 井點(diǎn)適用范圍及選用井點(diǎn)適用范圍及選用 解決工程問題時(shí)，應(yīng)先判斷是否需要降水，如果解決工程問題時(shí)，應(yīng)先判斷是否需要降水，如果 需要則優(yōu)先選用集水坑降水，集水坑降水不適用時(shí)需要則優(yōu)先選用集水坑降水，集水坑降水不適用時(shí) （如可能產(chǎn)生流砂現(xiàn)象）采用井點(diǎn)降水。（如可能產(chǎn)生流砂現(xiàn)象）采用井點(diǎn)降水。 輕型井點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)降水 （1 1）降水設(shè)備：由）降水設(shè)備：由

11、管路系統(tǒng)管路系統(tǒng)和和抽水設(shè)備抽水設(shè)備組成。組成。 （2 2）布置和計(jì)算）布置和計(jì)算 a a平面布置平面布置 b b高程布置高程布置 c c計(jì)算計(jì)算 （3 3）施工及注意事項(xiàng)）施工及注意事項(xiàng) （1 1）降水設(shè)備：由）降水設(shè)備：由管路系統(tǒng)管路系統(tǒng)和和抽水設(shè)備抽水設(shè)備組成。組成。 1 1）管路系統(tǒng)分為：）管路系統(tǒng)分為：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管、集中總濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管、集中總 管管； 2 2）抽水設(shè)備分為：）抽水設(shè)備分為：真空泵、離心泵、水氣分離器真空泵、離心泵、水氣分離器。 （2 2）平面布置：）平面布置： 輕型井點(diǎn)的平面布置可采用單排布置、雙排布置、輕型井點(diǎn)的平面布置可采用單排布置、雙排布置、 環(huán)

12、形布置或環(huán)形布置或u u形布置，井點(diǎn)管的間距一般為形布置，井點(diǎn)管的間距一般為0.8-1.5m0.8-1.5m， 由計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)確定。由計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)確定。 a a）單排布置：適用于基坑（槽）寬度小于）單排布置：適用于基坑（槽）寬度小于6 6米，米， 且降水深度不超過且降水深度不超過5 5米的情況；米的情況； b b）雙排布置：適用于基坑（槽）寬度大于）雙排布置：適用于基坑（槽）寬度大于6 6米或米或 地質(zhì)不良的情況；地質(zhì)不良的情況； c c）環(huán)形布置：適用于大面積基坑；）環(huán)形布置：適用于大面積基坑； d d）u u形布置：適用于考慮土方機(jī)械進(jìn)出場方便。形布置：適用于考慮土方機(jī)械進(jìn)出場方便。 （2 2

13、）高程布置：）高程布置： 井點(diǎn)管的埋置深度井點(diǎn)管的埋置深度h（不包括濾管），可按下式計(jì)（不包括濾管），可按下式計(jì) 算。算。 式中：式中： -井點(diǎn)管埋置面至坑底部的距離（m）； -降低后的地下水位線至基坑 中心底面的距離，安全儲備 高度，一般為0.51m； -水力坡度，環(huán)形井點(diǎn)為1/10， 單排井點(diǎn)為1/4； -井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離 （m）。 施工技術(shù)施工技術(shù) 井點(diǎn)管埋深井點(diǎn)管埋深hh1+h+il，還應(yīng)考慮井點(diǎn)管一般露出地面，還應(yīng)考慮井點(diǎn)管一般露出地面 0.2m左右左右,且必須保證且必須保證,在任何情況下，濾管必須埋在透水層在任何情況下，濾管必須埋在透水層 內(nèi)。水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略

14、低于總管?？偣軕?yīng)具內(nèi)。水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略低于總管。總管應(yīng)具 有有0.25%-0.5%坡度。各段總管與濾管最好分別設(shè)在同一水坡度。各段總管與濾管最好分別設(shè)在同一水 平面，不宜高低懸殊。平面，不宜高低懸殊。 輕型井點(diǎn)理論可降水深度輕型井點(diǎn)理論可降水深度10.3m，但因考慮設(shè)備水頭損，但因考慮設(shè)備水頭損 失，實(shí)際降水深度不超過失，實(shí)際降水深度不超過6m。 施工技術(shù)施工技術(shù) (3)計(jì)算計(jì)算 完備的輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，除包括平面設(shè)計(jì)和高程設(shè)完備的輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，除包括平面設(shè)計(jì)和高程設(shè) 計(jì)外，尚應(yīng)確定井點(diǎn)的數(shù)量計(jì)外，尚應(yīng)確定井點(diǎn)的數(shù)量/ /間距。間距。 輕型井點(diǎn)的計(jì)算內(nèi)容主要包括：井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量

15、輕型井點(diǎn)的計(jì)算內(nèi)容主要包括：井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量q q、單、單 根井點(diǎn)管的最大出水量根井點(diǎn)管的最大出水量q q及井點(diǎn)管數(shù)量與間距確定。及井點(diǎn)管數(shù)量與間距確定。 1 1）井點(diǎn)的類型）井點(diǎn)的類型 根據(jù)水有無壓力及水井底部是否接觸不透水層，可以根據(jù)水有無壓力及水井底部是否接觸不透水層，可以 將水井分為四種類型，不同類型水井的將水井分為四種類型，不同類型水井的q q（涌水量）的求解（涌水量）的求解 方法各不相同。方法各不相同。 施工技術(shù)施工技術(shù) 1承壓完整井；承壓完整井；2承壓非完整井；承壓非完整井；3無壓完整井；無壓完整井；4無壓非完整井無壓非完整井 施工技術(shù)施工技術(shù) （2）q（涌水量）的計(jì)算：按水井理論

16、進(jìn)行計(jì)算。（涌水量）的計(jì)算：按水井理論進(jìn)行計(jì)算。 無壓完整井 無壓非完整井 按下表取用，當(dāng)查得的數(shù)值大于實(shí)際含水層厚度時(shí)，取實(shí)際 含水層厚度。 （3）確定井點(diǎn)管數(shù)量及間距）確定井點(diǎn)管數(shù)量及間距 單根井點(diǎn)管的出水量單根井點(diǎn)管的出水量 井點(diǎn)管最少數(shù)量井點(diǎn)管最少數(shù)量 井點(diǎn)管最大間距井點(diǎn)管最大間距 3 65kdlq q q n1 . 1 n l d 施工要點(diǎn)施工要點(diǎn) 井點(diǎn)管間距不宜過小，否則彼此干擾大，出水量會顯著 減少；在基坑周圍四角和靠近地下水流方向一邊的井點(diǎn)管應(yīng) 適當(dāng)加密；當(dāng)采用多級井點(diǎn)排水時(shí)，下一級井點(diǎn)管間距應(yīng)較 上一級的小，實(shí)際采用的井距還應(yīng)與集水總管上端接頭的間 距相適應(yīng)（0.8、1.2、

17、1.6、2.0m）。 抽水設(shè)備的選用：所選水泵的抽水能力應(yīng)大于井點(diǎn)系統(tǒng) 涌水量10%-20%. 井點(diǎn)施工工藝順序：井點(diǎn)施工工藝順序： 準(zhǔn)備工作-放線定位-鋪設(shè)總管-沖孔-安裝井點(diǎn)管、填沙 爍濾料、上部填黏土密封-用彎聯(lián)管與總管接通-安裝抽水設(shè) 備與總管連通-安裝集水箱和排水管-開動真空泵排氣、再開 動離水泵抽水-試抽-正式抽水-測量觀測井中地下水位變化。 井點(diǎn)管的安裝埋設(shè)井點(diǎn)管的安裝埋設(shè) 井點(diǎn)管的埋設(shè)一般用水沖法，分為沖孔和埋管 兩個過程。沖孔直徑一般為300mm，以保證井管四周 有一定厚度的沙濾層；沖孔深度宜比濾管底深0.5m 左右，以防沖管拔出時(shí)，部分土顆粒沉于底部而觸 及濾管底部。井孔充成后，立即拔出沖管，插入井 點(diǎn)