第2講 施工排水

施工排水的內(nèi)容：排除地下自由水、地表水和雨水第二章施工排水

——概述施工排水的目的：保證施工的正常進行，防止邊坡坍塌和地基承載力下降石家莊廣安大街地下工程工地——水管破裂第二章施工排水

——概述基坑積水導(dǎo)致施工無法正常進行、相鄰路面坍塌潛水：存在于地表以下、第一個穩(wěn)定隔水層頂板以上的地下自由水，其水面受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候及環(huán)境的影響。第二章施工排水

——概述承壓水（層間水）：埋藏于兩個隔水層之間的地下自由水，受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊戄^潛水為小。第二章施工排水

——概述含水層示意圖明溝排水：溝槽或基坑開挖時，在其周圍筑堤截水或在其內(nèi)底四周或中央開挖排水溝，將地下水或地面水匯集到集水井內(nèi)，然后用水泵抽走。第二章施工排水

——概述人工降低地下水：在溝槽或基坑開挖之前，預(yù)先在基坑周側(cè)埋設(shè)一定數(shù)量的井點管利用抽水設(shè)備將地下水位降至基坑底面以下，形成干槽施工的條件。明溝排水——地面截水和坑內(nèi)排水。地面截水：排除地表水和雨水，最簡單的方法是在施工現(xiàn)場及基坑或溝槽周圍筑堤截水。通?？梢岳猛诔鲋裂厮闹芑蛴粋?cè)、二側(cè)筑0.5~0.8m高的土堤。地面截水應(yīng)盡量保留、利用天然排水溝道，并進行必要的疏通。要注意與已有建筑物保持一定安全距離。第二章施工排水

——明溝排水第二章施工排水

——概述第二章施工排水

——概述坑內(nèi)排水：在開挖基礎(chǔ)不深或水量不大的溝槽或基坑時，通常采用坑內(nèi)排水的方法。當(dāng)基坑或溝槽開挖過程中遇到地下水和地表水時，在坑底隨同挖方一起設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍開挖排水溝，使水流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外。排水溝：設(shè)置在坑內(nèi)底四周或迎水一側(cè)、二側(cè)，離開坡腳不小于0.3m排水溝斷面尺寸和縱向坡度主要取決于排水量大小，一般斷面不小于0.3m×0.3m，坡度0.1%~0.5%應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外第二章施工排水

——明溝排水集水井：根據(jù)地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力集水井每隔30~40m設(shè)置一個，集水井的直徑（或邊長）不小于0.7m集水井的深度隨著挖土的加深而加深，要低于排水溝0.5~1.0m井壁應(yīng)用木板、鐵籠、混凝土慮水管等簡易支撐加固應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外井底應(yīng)低于坑底1~2m，并鋪設(shè)30cm左右碎石或粗砂濾水層，以免抽水時將泥沙抽出，并防止井底的土被攪動第二章施工排水

——明溝排水第二章施工排水

——明溝排水涌水量的計算——干河床Q——基坑總涌水量（m3/d）K——滲透系數(shù)（m/d）[P66表2-1]H——穩(wěn)定水位至坑底的深度（m）；當(dāng)基坑以下為深厚透水層時，H值可增加3~4m，以保證安全R——影響半徑（m）

[P66表2-1]

——基坑半徑。第二章施工排水

——明溝排水涌水量的計算——近河沿D——基坑距河邊線距離（m）第二章施工排水

——明溝排水選用水泵時，水泵的總排水量一般采用基坑總涌水量Q的1.5~2.0倍。適用條件：當(dāng)基坑開挖深度較大，地下水位較高、土質(zhì)較差（如細砂、粉砂等）；具體做法：在基坑周圍或一側(cè)埋入深于基底的井點濾水管或管井，以總管連接抽水，使地下水位低于基坑底，以便在干燥狀態(tài)下挖土；作用：防治流砂、管涌，增加邊坡穩(wěn)定性；方法：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點和深井井點第二章施工排水

——人工降低地下水位第二章施工排水

——人工降低地下水各井點降水的類型和適用范圍

在基坑開挖前，預(yù)先在基坑周圍或在基坑內(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，使地下水位降至基坑以下并穩(wěn)定后才開挖基坑。第二章施工排水

——人工降低地下水位輕型井點設(shè)備——管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括：井點管、濾管、彎聯(lián)管和總管等：第二章施工排水

——人工降低地下水位濾管：Φ38～Φ55，L=0.9~1.7m鋼管，上開直徑為Φ12～Φ18的透水孔。井點管：直徑為Φ38～Φ55，L=6～9m的無縫鋼管，一般長度為6m?？偣埽褐睆綖棣?5～Φ150，L=4~6m的無縫鋼管，每隔0.8~1.6m有一個連接孔。彎連管：一般用鋼管，塑料管，常用塑料管。井點管總管彎連管輕型井點降水系統(tǒng)第二章施工排水

——人工降低地下水位抽水原理

地下水（氣）在真空度的作用下，進入水氣分離器，然后水由抽水機抽出，氣由真空泵抽出，不斷循環(huán)，從而降低地下水位。設(shè)備

真空泵、抽水機、水氣分離器等。第二章施工排水

——人工降低地下水位真空泵離心泵浮筒輕型井點的設(shè)計平面布置高程布置涌水量計算井點管數(shù)量、間距和抽水設(shè)備的確定等。對于重要工程，其計算結(jié)果必須經(jīng)過現(xiàn)場試驗進行修正第二章施工排水

——人工降低地下水位平面布置根據(jù)基坑平面形狀與大小、土質(zhì)和地下水的流向，降低地下水的深度等要求而定。當(dāng)基坑寬度小于6m，降水深度不超過5m時，可采用單排線狀井點，布置在地下水流的上游一側(cè)。當(dāng)基坑或溝槽寬度大于6m，或土質(zhì)不良、滲透系數(shù)較大時，可采用雙排線狀井點當(dāng)基坑面積較大時，應(yīng)采用環(huán)形井點或U形井點，挖土運輸設(shè)備出入道路處可不封閉。井點管距離基坑或溝槽上口寬不應(yīng)小于1.0m，以防局部漏氣，一般取1.0~1.5m。第二章施工排水

——人工降低地下水位第二章施工排水

——人工降低地下水位單側(cè)布置雙側(cè)布置第二章施工排水

——人工降低地下水位環(huán)形布置單排井點布置：中部地下水上游大于基坑寬透水層<6m降水<5m第二章施工排水

——人工降低地下水位分段點設(shè)在拐彎處中部透水層基坑寬>6m降水>5m第二章施工排水

——人工降低地下水位輕型井點降水現(xiàn)場

真空泵二級輕型井點第二章施工排水

——人工降低地下水位南京玄武湖隧道施工城墻側(cè)湖底段采用圍堰擋水，二級輕型井點降水，輔以管井井點降水，放坡大開挖，掛網(wǎng)噴漿護坡。第一級第二級井點分類第二章施工排水

——人工降低地下水位單井涌水量的計算—達西線性滲透定律涌水量=滲透系數(shù)×過水?dāng)嗝娣e×水力坡度即：Q=KAI

對于無壓完整井：式中：H—含水層厚度（m）；h—井內(nèi)水深（m）

R—抽水影響半徑（m）；r—水井半徑（m）；

S—水井內(nèi)水位降低值，S＝H-h。A圓柱表面積第二章施工排水

——人工降低地下水位群井○○○○○○x0R○○r→x0單井R

抽水影響半徑對于無壓完整群井：環(huán)狀輕型井點假想半徑第二章施工排水

——人工降低地下水位0有效影響深度無壓非完整群井涌水量完整井的公式非完整井的公式注：H0<H第二章施工排水

——人工降低地下水位0有效影響深度第二章施工排水

——人工降低地下水位輕型井點降水的抽水影響半徑R第二章施工排水

——人工降低地下水位完整井非完整井基坑假想半徑環(huán)圍面積為矩形（L/B≤5）α值見[P72表2-5]土的滲透系數(shù)K一般根據(jù)地質(zhì)報告提供的數(shù)值或參考[P73表2-6]，對重大工程應(yīng)做現(xiàn)場抽水試驗確定。井點管數(shù)量（n）和間距（D）的確定式中：q—單根井點管最大出水量

d—濾管直徑，l-濾管長度。避免相鄰井點管相互干擾問：滲透系數(shù)小，則井點管間距小？井點管間距越小，則降水效果越好？若計算結(jié)果D<15d，則D取15d？√×注：D>15d（應(yīng)增大q，減小n，增大D，以滿足D>15d）×第二章施工排水

——人工降低地下水位型井點抽水設(shè)備的選擇真空抽水設(shè)備：W5、W6W5型：總管長度不大于100mW6型：總管長度不大于120m真空泵抽水過程中的最低真空度式中：h—降水深度（m）；△h—水頭損失，近似取1-1.5m射流泵設(shè)備QJD-60、QJD-90、JS-45其排水量分別為：60m3/h,90m3/h,45m3/h,總管長度不大于50m。第二章施工排水

——人工降低地下水位水泵一般選用單級離心泵，其型號根據(jù)流量、吸水揚程、與總揚程確定。水泵的流量應(yīng)比基坑涌水量大10%-20%，水泵的吸水揚程，要大于降水深度和各項水頭損失之和，總揚程應(yīng)大于吸水揚程與出水揚程之和。多層井點系統(tǒng)中，下層井點的水泵應(yīng)比上層井點的總揚程要大，以免中途接力。一般一臺真空泵配一臺水泵作業(yè)，當(dāng)土的滲透系數(shù)和涌水量較大時，也可采用兩臺水泵。第二章施工排水

——人工降低地下水位輕型井點的施工準備工作材料準備（井點設(shè)備、施工機具、動力、水源、砂濾料等）；排水溝的開挖；標(biāo)高觀測及防止沉降的措施；設(shè)置水位觀測孔。井點埋設(shè)挖井點溝槽排放總管埋設(shè)井點管用彎連管與總管相連，安排抽水設(shè)備，試抽水。第二章施工排水

——人工降低地下水位井點管埋設(shè)的方法——沖水管沖孔鉆孔直接利用井點管水沖下沉；以帶套管的水沖法或振動水沖法成孔后沉設(shè)井點管。每根井點管沉沒后應(yīng)檢驗其滲水性能：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。第一組井點系統(tǒng)安裝完畢后應(yīng)進行抽水試驗，檢查管路接頭質(zhì)量、井點出水狀況、抽水設(shè)備運轉(zhuǎn)情況等。降水過程中應(yīng)對建筑物進行沉降觀測，必要時采取防護措施第二章施工排水

——人工降低地下水位輕型井點管埋設(shè)錄像當(dāng)基坑開挖較深，降水深度要求大于6m或采用多級輕型井點部經(jīng)濟時，可采用噴射井點。管路布置及井點管埋設(shè)與輕型井點類似。工作原理：噴射井點：

適用于滲透系數(shù)為0.1~50m/d的砂性土或淤泥質(zhì)土，降水深度可達8~20m。第二章施工排水

——人工降低地下水位一般與輕型井點或噴射井點結(jié)合使用?；驹恚涸诤耐翆又胁迦虢饘僬姌O，以井點管作為負極，接通直流電后，土顆粒從負極向正極移動（電泳現(xiàn)象），水自正極向負極移動（電滲現(xiàn)象），從而使地下水流向井點管并由井點系統(tǒng)抽出排走。電滲井點：

適用于粘性土、淤泥及部分粘土在內(nèi)的細粒土。管井構(gòu)造沿基坑外圍每隔一定距離（10~50m）設(shè)置一個管井。每個管井埋設(shè)濾水井管，單獨用一臺水泵。抽水泵的抽水能力較大時，也可設(shè)集水總管。施工程序：施工準備、鉆孔、安裝井管、填礫封井、洗井、抽水試驗。管井井點：

適用于中砂、粗砂、礫砂、礫石等滲透系數(shù)大、地下水豐富的土、砂層或輕型井點不易解決的地方。沿基坑外圍每隔一定距離（10~50m）設(shè)一個深