第7講基基坑坑降降水水（（防防排排水水施施工工））一、、明明溝溝排排水水二、、井井點(diǎn)點(diǎn)降降水水基坑坑開開挖挖時(shí)時(shí)，，流流入入坑內(nèi)內(nèi)的的地下下水水和地表表水水如不不及及時(shí)時(shí)排排除除，，會(huì)會(huì)使使施工條條件件惡惡化化、造造成成土壁壁塌方方，亦亦會(huì)會(huì)降低低地地基基的的承載載力力。施施工工排排水水可可分分為明排排水水法法和人工工降降低低地下下水水位位法法兩種種。。一、、水水對(duì)對(duì)基基坑坑施施工工的的危危害害1、地地表表水水－－雨雨水水、、生生活活用用水水1）積積水水，，影影響響施施工工；；2）沖沖刷刷邊邊坡坡；；3）滲滲入入土土體體，，造造成成土土體體失失穩(wěn)穩(wěn)。。2、地地下下水水1）滲滲出出地地面面，，影影響響施施工工；；2）引引起起土土壁壁坍坍塌塌；；3）造造成成土土體體失失穩(wěn)穩(wěn)；；4）引引起起流流沙沙。。5）引引起起管管涌涌。。一、、明排排水水法法一般般采采用用截、疏、抽的方方法法。。截：：在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)周周圍圍設(shè)設(shè)臨臨時(shí)時(shí)或或永永久久性性排排水水溝溝、、防防洪洪溝溝或或擋擋水水堤堤，，以以攔攔截截雨雨水水、、潛潛水水流流入入施施工工區(qū)區(qū)域域；；抽：：在低低洼洼地地段段設(shè)設(shè)置置集集水水、、排排水水設(shè)設(shè)施施,然后后用用抽抽水水機(jī)機(jī)抽抽走走。。疏：：在基基坑坑內(nèi)內(nèi)設(shè)設(shè)置置縱縱橫橫排排水水溝溝，，疏疏通通、、排排干干場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)內(nèi)地地表表積積水水；；水淹淹基基坑坑損損失失慘慘重重工工期期延延誤誤共70頁(yè)第47頁(yè)一、明排水法法優(yōu)點(diǎn)：設(shè)設(shè)備簡(jiǎn)單單，施工工方便；；缺點(diǎn)：在在細(xì)砂和和粉砂土土層，抽抽水時(shí)會(huì)會(huì)帶走細(xì)細(xì)砂，引引起流砂砂。適用范圍圍：粗粒粒土層，，滲水量量小的粘粘土層1.1明溝與集集水井排排水在基坑的的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝溝，在四角角或每隔隔20～30m設(shè)集水井,排水溝始始終比開開挖面低低0.4～0.5m，集水井井比排水水溝低0.5～1m，在集水水井內(nèi)設(shè)設(shè)水泵將水水抽排出出基坑。適用于于土質(zhì)好好、地下下水量不不大的基基坑排水水。普通與集集水井排水法1.2分層明溝溝排水當(dāng)基坑土土層由多多種土層層組成,中部夾有有透水性性強(qiáng)的砂砂類土?xí)r時(shí),為防止上層層地下水水沖刷基基坑下部部邊坡,宜在基坑坑邊坡上上分層設(shè)置置明溝及集集水井。分層明溝溝排水法法1.3深層明溝溝排水當(dāng)?shù)叵禄酉噙B連、土層層滲水量量和排水水面積大大，為減減少大量量設(shè)置排排水溝的的復(fù)雜性性，可在在基坑內(nèi)內(nèi)的深基基礎(chǔ)或合合適部位位設(shè)置一一條縱、、長(zhǎng)、深深的主溝，其余部部位設(shè)置置邊溝或支溝與主溝連連通，通通過基礎(chǔ)礎(chǔ)部位用用碎石或或砂子作作盲溝。適用于深度大大的大面面積地下下室、箱箱基的基坑施施工排水水。深層明溝溝排水法法不考慮基基坑排水水的惡果果1.4明排水系系統(tǒng)布置置位置，尺尺寸，數(shù)數(shù)量排水溝和和集水井井宜布置置在擬建建建筑基基礎(chǔ)邊凈凈距0.4m以外，排水溝邊邊緣離開開邊坡坡坡腳不應(yīng)應(yīng)小于0.3m；在基坑四四角或毎毎隔20～40m應(yīng)設(shè)一個(gè)個(gè)集水井井；排水溝底底面應(yīng)比比挖土面面低0.3～0.4m，集水井井底面應(yīng)應(yīng)比溝底底面低0.5m以上。集水井的的直徑或或?qū)挾纫灰话銥?.6～0.8m，深度應(yīng)應(yīng)隨挖土土的加深而加深深。集水井壁壁可用竹竹、木等等簡(jiǎn)易加加固，當(dāng)當(dāng)基坑挖挖到設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高后，坑底底應(yīng)低于于基底1～2m，并鋪設(shè)設(shè)碎石濾濾水層，，以免在在抽水時(shí)將將泥砂抽抽出，以以致造成成基底土土壤結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞。。二、井點(diǎn)點(diǎn)降水在含水豐豐富的土土層中開開挖大面面積基坑坑時(shí)，明明溝排水水法難以以排干大大量的地地下涌水水，當(dāng)遇遇粉細(xì)砂砂層時(shí)，，還會(huì)出出現(xiàn)嚴(yán)重重的翻漿、冒泥、涌砂現(xiàn)象象，不僅基基坑無(wú)法法挖深，，還可能能造成大大量的水土流失失、邊坡失穩(wěn)穩(wěn)、地面塌陷陷，嚴(yán)重者者危及鄰近近建筑物物的安全全。基坑底低低于地下下水位時(shí)時(shí)基底會(huì)不不停的滲滲水人工降水水方法主主要有：：輕型井點(diǎn)點(diǎn)、噴射井點(diǎn)點(diǎn)、電滲井點(diǎn)點(diǎn)、管井井點(diǎn)點(diǎn)，統(tǒng)稱井點(diǎn)降水水。遇有此種種情況時(shí)時(shí)應(yīng)采用用井點(diǎn)降水水的人工降降水方法法施工二、井點(diǎn)點(diǎn)降水定義:基坑開挖挖前，預(yù)預(yù)先在基基坑四周周埋設(shè)一一定數(shù)量量濾水管管（井）），利用用抽水設(shè)設(shè)備從中中抽水，，時(shí)地下下水位降降低。同同時(shí)，在在基坑開開挖過程程中不斷斷抽水，，時(shí)地下下水位始始終在基基坑底部部以下。。這種方方法稱為為井點(diǎn)降降水。優(yōu)點(diǎn)：克服流砂砂現(xiàn)象，，穩(wěn)定邊邊坡；可適當(dāng)改改陡邊坡坡，減少少挖土方方量降低地下下水對(duì)支支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的水平平壓力，，防止坑坑底土的的隆起；；加快土的的固結(jié)，，提高地地基土的的承載能能力；使基礎(chǔ)工工程能在在較干燥燥的施工工環(huán)境中中進(jìn)行施施工；缺點(diǎn)：降水過程程中，基基坑附近近的地基基土壤會(huì)會(huì)有一定定的沉降降，施工工時(shí)要嚴(yán)嚴(yán)加注意意，防止止地基沉沉降給周周圍建筑筑物帶來來不利影影響。2.1井點(diǎn)降水水的作用用減小橫向向荷載防防止止流砂防止涌水水穩(wěn)穩(wěn)定邊邊坡防防止塌塌方防防止管涌涌防止地下水涌入基坑防止地下下水的滲流引引起邊坡塌方方消除地下下水的水位差差,防止坑底底的管涌降水后,使板樁減少少了橫向荷荷載消除地下下水的滲流流,也就防止止流砂現(xiàn)象象降低地下下水位后后，還能能使土壤固結(jié)結(jié)，增加地地基土的的承載能力力!2.2輕型井點(diǎn)降水水輕型井點(diǎn)點(diǎn)是沿基基坑四周周將井點(diǎn)管埋埋入蓄水水層內(nèi)，利用抽抽水設(shè)備備將地下下水從井點(diǎn)管內(nèi)內(nèi)不斷抽抽出，將地下水位位降至基基坑底以以下。適用于滲滲透系數(shù)數(shù)為0.1～50m/d的土層中中。降水深度度：?jiǎn)渭?jí)井點(diǎn)點(diǎn)3～6m，多級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)6～12m。輕型井點(diǎn)點(diǎn)法降低低地下水水位全貌貌圖基基坑輕型型井點(diǎn)降降水3.2施工降水水輕型井點(diǎn)點(diǎn)降水系系統(tǒng)構(gòu)成成總管井點(diǎn)管彎連管真空泵⑴輕型型井點(diǎn)的的設(shè)備由管路系系統(tǒng)（濾濾管、井井點(diǎn)管、、彎聯(lián)管管及總管管）和抽抽水設(shè)備備（真空空泵、離離心泵和和水氣分分離器））組成。。輕型井井點(diǎn)工作作原理及及濾管構(gòu)構(gòu)造見圖圖：3.2.2輕型井點(diǎn)點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)點(diǎn)設(shè)備工工作原理理濾管構(gòu)造造井點(diǎn)管⑵輕輕型井點(diǎn)點(diǎn)的平面面布置①單排布布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深深度≯5m時(shí)可采用用單排布布置。井井點(diǎn)管應(yīng)應(yīng)布置在在地下水水的上游一側(cè)側(cè)，兩端的的延伸長(zhǎng)長(zhǎng)度不宜宜小于坑坑槽的寬寬度B。②雙排排布置置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時(shí)采用用。單排布布置③環(huán)型型或U型布置置：當(dāng)基坑坑面積積較大時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)采用用環(huán)型布置置（考慮施施工機(jī)械進(jìn)進(jìn)出基基坑時(shí)時(shí)宜采用U型布置）。雙排布置環(huán)型布置U型布置3.2.2輕型井點(diǎn)降降水●采用雙排、環(huán)型或U型布置時(shí)，位位于地下水水上游一排的的井點(diǎn)間距距應(yīng)小些，下游井點(diǎn)的的間距可大大些?！袢绮捎肬形布置，則井點(diǎn)管不封封閉的一段段應(yīng)在地下下水的下游游方向。地下室電梯梯井局部二二次降水井點(diǎn)降水不不到位的基基坑基礎(chǔ)施工至至地下水位位以上施工降水方方可停止3.2.2輕型井點(diǎn)降降水⑶輕型型井點(diǎn)的高高程布置輕型井點(diǎn)降降水深度一一般≯6m。井點(diǎn)管埋埋置深度H(不包括濾管管)，可按下式式計(jì)算：●如H值小于降水水深度6m時(shí)，則可用用一級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)；●當(dāng)H值稍大于6m時(shí)，如降低低井點(diǎn)管的的埋置面可可滿足降水水深度要求求時(shí)，仍可可用一級(jí)井井點(diǎn)降水；；一級(jí)輕型井井點(diǎn)高程布布置輕輕型井點(diǎn)點(diǎn)的高程布布置3.2.2輕型井點(diǎn)降降水●在確定井井點(diǎn)管埋置置深度時(shí)，，還應(yīng)考慮慮井點(diǎn)管露露出地面0.2～0.3m，濾管必須須埋在透水水層內(nèi)?！癞?dāng)一級(jí)井井點(diǎn)達(dá)不到到降水深度度要求時(shí)，，則可采用用二級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)?；佣?jí)輕輕型井點(diǎn)降降水地地下室三級(jí)級(jí)井點(diǎn)降水水二級(jí)輕型井點(diǎn)降降水3.2.2輕型井點(diǎn)降降水⑷輕型井井點(diǎn)的設(shè)計(jì)計(jì)及計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)應(yīng)掌掌握施工現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)地形圖圖、水文地地質(zhì)勘察資資料、基坑坑的施工圖圖設(shè)計(jì)等資資料。設(shè)計(jì)內(nèi)容除除進(jìn)行井點(diǎn)點(diǎn)系統(tǒng)的平平面布置和和高程布置置外,尚應(yīng)進(jìn)行涌水量的計(jì)計(jì)算，確定井管數(shù)量及井距，選擇抽水設(shè)備等工作。⑸輕型井井點(diǎn)的埋設(shè)設(shè)程序排放總管→→埋設(shè)井點(diǎn)點(diǎn)管→用彎彎聯(lián)管將井井點(diǎn)與總管管接通→安安裝抽水設(shè)設(shè)備。排放總管埋埋設(shè)設(shè)井點(diǎn)管接接通彎聯(lián)聯(lián)管3.2.2輕型井點(diǎn)降降水⑹防范井井點(diǎn)降水不不利影響的的措施井點(diǎn)降水必必然會(huì)形成成降水漏斗，從而導(dǎo)致致周圍土壤固結(jié)并并引起地面面沉陷，為減少井井點(diǎn)降水對(duì)對(duì)周圍建筑筑物及地下下管線造成成影響，可可在井點(diǎn)線線外4～5m處設(shè)置回灌井點(diǎn)，將井點(diǎn)中中抽出水經(jīng)經(jīng)沉淀后用用壓力注入入回灌井中中，形成一一道水墻。。設(shè)置擋土帷幕也可減少井井點(diǎn)降水引引起的不利利影響?；毓嗑c(diǎn)水水位圖回灌井點(diǎn)布布置設(shè)置擋土帷帷幕減少不不利影響3.2.2輕型井點(diǎn)降降水⑹防范井井點(diǎn)降水不不利影響的的措施1）降水的危危害當(dāng)在弱透水水層和壓縮縮性大的粘粘土層中降降水時(shí)，地地下水流失失會(huì)造成地地下水位下下降、地基基自重應(yīng)力力增加、土土層壓縮和和土粒隨水水流失甚至至被掏空等等現(xiàn)象，會(huì)會(huì)產(chǎn)生較大大的地面沉沉降。另外，由于于土層的不不均勻性和和降水后地地下水呈漏漏斗曲線，，四周土層層自重應(yīng)力力變化不一一致導(dǎo)致不不均勻沉降降。3.2.2輕型井點(diǎn)降降水2）可采用的的措施減緩降水速速度，務(wù)使使土粒帶出出；在降水區(qū)域域和周圍場(chǎng)場(chǎng)地之間設(shè)設(shè)置止水帷帷幕；回灌灌井井點(diǎn)點(diǎn)：：是是防防止止井井點(diǎn)點(diǎn)降降水水損損害害周周圍圍建建筑筑物物的的一一種種經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)、、簡(jiǎn)簡(jiǎn)便便、、有有效效的的辦辦法法，，它它能能將將井井點(diǎn)點(diǎn)降降水水對(duì)對(duì)周周圍圍建建筑筑物物的的影影響響減減少少到到最最小小程程度度。。為確確保保安安全全和和回回灌灌效效果果，，回回灌灌井井和和降降水水井井的的距距離離不不宜宜小小于于6m；回回灌灌井井宜宜進(jìn)進(jìn)入入穩(wěn)穩(wěn)定定水水面面下下1m，且且位位于于滲滲透透性性較較好好的的土土層層中中，，過過濾濾器器的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度應(yīng)應(yīng)大大于于降降水水井井過過濾濾器器的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度。?；毓喙嗑c(diǎn)點(diǎn)水水位位圖圖回灌灌井井點(diǎn)點(diǎn)布布置置設(shè)置置擋擋土土帷帷幕幕減減少少不不利利影影響響2.3管井井井井點(diǎn)點(diǎn)管井井井井點(diǎn)點(diǎn)由由濾水水井井管管、吸水水管管和抽水水機(jī)機(jī)組成成。。管管井井埋埋設(shè)設(shè)的的深深度度和和距距離離根根據(jù)據(jù)需需降降水水面面積積、、深深度度及及滲滲透透系系數(shù)數(shù)確確定定，，一一般般間間距距10～50m，最最大大埋埋深深可可達(dá)達(dá)10m，管管井井距距基基坑坑邊邊緣緣距距離離≮≮1.5m(沖擊擊鉆鉆成成孔孔)或3m(鉆孔孔法法成成孔孔)，適適用用于于降降水水深深度度3～5m、滲滲透透系系數(shù)數(shù)為為20～200m/d的基坑中施工工降水。管井井點(diǎn)設(shè)備備簡(jiǎn)單、排水水量大、易于于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)用。管井埋設(shè)管管井填填充濾料管管井抽排水施施工3.2施工降水如需降水深度度較大，可采采用深井井點(diǎn),適用于降水深深度＞15m、滲透系數(shù)為為10～250m/d的基坑。故稱稱為“深井泵法””。3.2.3管井降水管井井點(diǎn)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)管井小小井管井深井井點(diǎn)PVC簡(jiǎn)易管井管井井點(diǎn)的濾濾管管井井點(diǎn)施工工時(shí)，先用小小型鉆機(jī)鉆孔孔或水沖成孔孔，插入井點(diǎn)點(diǎn)管后，在管管四周填入砂砂濾料，井內(nèi)內(nèi)放入潛水泵泵。管井的井點(diǎn)管管井的四周填入入砂濾料2.4噴射井點(diǎn)是在井點(diǎn)管內(nèi)內(nèi)設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵泵或空氣壓縮縮機(jī)向噴射器器輸入高壓水水或壓縮空氣氣，形成水氣射流,將地下水抽出出排走。其降降水深度可達(dá)達(dá)8～20m。噴射井點(diǎn)平面面布置噴射井點(diǎn)豎向布置2.5電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)構(gòu)造造與布置電滲井點(diǎn)以井點(diǎn)管作負(fù)極極，打入的鋼筋作正極，通入直流電電后，土顆粒粒自負(fù)極向正正極移動(dòng)，水則自正極向負(fù)極極移動(dòng)而被集中排出出。本法常與輕型井井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合合使用。噴射井點(diǎn)與電電滲井點(diǎn)在一一般工程中的的應(yīng)用較少!2.6流砂的防治在細(xì)砂或粉砂砂土層的基坑坑開挖時(shí)，地地下水位以下下的土在動(dòng)水壓力的推動(dòng)下極易易失去穩(wěn)定，，隨著地下水水涌入基坑。。稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生后后，土完全喪喪失承載力，土體邊挖邊冒冒，施工條件極端惡化，基坑難以達(dá)到到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌塌。2.6.1流砂現(xiàn)象廣佛地鐵桂城城站基坑出現(xiàn)現(xiàn)流砂，地面下下沉約1.5m圖為砂包封堵堵?lián)岆U(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象象的原因有內(nèi)因和外因。2.6.2產(chǎn)生流砂的原原因流砂發(fā)生基基坑滿目狼籍籍流流砂支支擋強(qiáng)強(qiáng)行施工工取決于土的性性質(zhì)，當(dāng)土的的孔隙比大、、含水量大、、粘粒含量少少、粉粒多、、滲透系數(shù)小小、排水性能能差等均容易易產(chǎn)生流砂現(xiàn)現(xiàn)象。流砂現(xiàn)現(xiàn)象極易發(fā)生生在細(xì)砂、粉砂和亞粘土中，但是否發(fā)發(fā)生流砂現(xiàn)象象，還取決于于一定的外因因條件。內(nèi)因外因式中：I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；h1－h(huán)2——水位差；γW——水的重度。是地下水在土土中滲流所產(chǎn)產(chǎn)生的動(dòng)水壓力GD的大小，為：共70頁(yè)第66頁(yè)當(dāng)?shù)叵滤惠^較高、基坑內(nèi)內(nèi)排水所形成成的水位差較較大時(shí),動(dòng)水壓力也愈愈大,當(dāng)GD≥γ(土的浮重)時(shí)就會(huì)推動(dòng)土壤壤失去穩(wěn)定，，形成流砂現(xiàn)象。上海地鐵4號(hào)線流砂事故故2003年7月1日造價(jià)過億的泵泵站已傾斜、、下沉,泡在水里武警在沉陷和和開裂的黃浦江防汛墻墻段搶險(xiǎn)2.6.3流砂的防治1防治原則4流砂的防治“治流砂必先先治水”。流砂防治的的主要途徑一一是減小或平衡動(dòng)水壓力；二二是截住地下水流；三三是改變動(dòng)水壓力的方方向。2.流砂的防治措施（1）枯水期施工工。流砂地區(qū)深基基坑在枯水期期搶