第7講基坑降水（防排水施工）一、明溝排水二、井點(diǎn)降水基坑開挖時(shí)，流入坑內(nèi)的地下水和地表水如不及時(shí)排除，會(huì)使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會(huì)降低地基的承載力。施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。一、水對(duì)基坑施工的危害1、地表水－雨水、生活用水1）積水，影響施工；2）沖刷邊坡；3）滲入土體，造成土體失穩(wěn)。2、地下水1）滲出地面，影響施工；2）引起土壁坍塌；3）造成土體失穩(wěn)；4）引起流沙。5）引起管涌。一、明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在現(xiàn)場周圍設(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；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。疏：在基坑內(nèi)設(shè)置縱橫排水溝，疏通、排干場內(nèi)地表積水；水淹基坑損失慘重工期延誤共70頁第47頁一、明排水法優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，施工方便；缺點(diǎn)：在細(xì)砂和粉砂土層，抽水時(shí)會(huì)帶走細(xì)砂，引起流砂。適用范圍：粗粒土層，滲水量小的粘土層1.1明溝與集水井排水

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)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。適用于土質(zhì)好、地下水量不大的基坑排水。普通與集水井排水法1.2分層明溝排水

當(dāng)基坑土層由多種土層組成,中部夾有透水性強(qiáng)的砂類土?xí)r,為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡,宜在基坑邊坡上分層設(shè)置明溝及集水井。分層明溝排水法1.3深層明溝排水

當(dāng)?shù)叵禄酉噙B、土層滲水量和排水面積大，為減少大量設(shè)置排水溝的復(fù)雜性，可在基坑內(nèi)的深基礎(chǔ)或合適部位設(shè)置一條縱、長、深的主溝，其余部位設(shè)置邊溝或支溝與主溝連通，通過基礎(chǔ)部位用碎石或砂子作盲溝。適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水。深層明溝排水法不考慮基坑排水的惡果1.4明排水系統(tǒng)布置位置，尺寸，數(shù)量排水溝和集水井宜布置在擬建建筑基礎(chǔ)邊凈距0.4m以外，排水溝邊緣離開邊坡坡腳不應(yīng)小于0.3m；在基坑四角或毎隔20～40m應(yīng)設(shè)一個(gè)集水井；排水溝底面應(yīng)比挖土面低0.3～0.4m，集水井底面應(yīng)比溝底面低0.5m以上。集水井的直徑或?qū)挾纫话銥?.6～0.8m，深度應(yīng)隨挖土的加深而加深。集水井壁可用竹、木等簡易加固，當(dāng)基坑挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，坑底應(yīng)低于基底1～2m，并鋪設(shè)碎石濾水層，以免在抽水時(shí)將泥砂抽出，以致造成基底土壤結(jié)構(gòu)破壞。二、井點(diǎn)降水

在含水豐富的土層中開挖大面積基坑時(shí)，明溝排水法難以排干大量的地下涌水，當(dāng)遇粉細(xì)砂層時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿、冒泥、涌砂現(xiàn)象，不僅基坑無法挖深，還可能造成大量的水土流失、邊坡失穩(wěn)、地面塌陷，嚴(yán)重者危及鄰近建筑物的安全?；拥椎陀诘叵滤粫r(shí)基底會(huì)不停的滲水人工降水方法主要有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)，統(tǒng)稱井點(diǎn)降水。

遇有此種情況時(shí)應(yīng)采用井點(diǎn)降水的人工降水方法施工二、井點(diǎn)降水定義:基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，時(shí)地下水位降低。同時(shí)，在基坑開挖過程中不斷抽水，時(shí)地下水位始終在基坑底部以下。這種方法稱為井點(diǎn)降水。優(yōu)點(diǎn)：克服流砂現(xiàn)象，穩(wěn)定邊坡；可適當(dāng)改陡邊坡，減少挖土方量降低地下水對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平壓力，防止坑底土的隆起；加快土的固結(jié)，提高地基土的承載能力；使基礎(chǔ)工程能在較干燥的施工環(huán)境中進(jìn)行施工；缺點(diǎn)：降水過程中，基坑附近的地基土壤會(huì)有一定的沉降，施工時(shí)要嚴(yán)加注意，防止地基沉降給周圍建筑物帶來不利影響。

2.1井點(diǎn)降水的作用用減小橫向荷載防防止流砂防止涌水穩(wěn)穩(wěn)定邊坡防防止塌方防防止管涌防止地下水涌入基坑防止地下水的滲流引起邊坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板樁減少了橫向荷載消除地下水的滲流,也就防止流砂現(xiàn)象降低地下水位后后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的的承載能力!2.2輕型井點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)是沿基基坑四周將井點(diǎn)管埋入蓄水水層內(nèi)，利用抽水設(shè)備備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽抽出，將地下水位降至基基坑底以下。適用于滲透系數(shù)數(shù)為0.1～50m/d的土層中。降水深度：單級(jí)井點(diǎn)3～6m，多級(jí)井點(diǎn)6～12m。輕型井點(diǎn)法降低低地下水位全貌貌圖基基坑輕型井點(diǎn)降降水3.2施工降水輕型井點(diǎn)降水系系統(tǒng)構(gòu)成總管井點(diǎn)管彎連管真空泵⑴輕型井點(diǎn)的的設(shè)備由管路系統(tǒng)（濾濾管、井點(diǎn)管、、彎聯(lián)管及總管管）和抽水設(shè)備備（真空泵、離離心泵和水氣分分離器）組成。。輕型井點(diǎn)工作作原理及濾管構(gòu)構(gòu)造見圖：3.2.2輕型井點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)設(shè)備工工作原理濾管構(gòu)造井點(diǎn)管⑵輕型井點(diǎn)的的平面布置①單排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m時(shí)可采用單排布置置。井點(diǎn)管應(yīng)布置置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長度度不宜小于坑槽的的寬度B。②雙排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時(shí)采用。單排布置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)環(huán)型布置（考慮施工機(jī)械進(jìn)出基坑時(shí)宜宜采用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)降水●采用雙排、環(huán)型或U型布置時(shí)，位于地下下水上游一排的井點(diǎn)間間距應(yīng)小些，下游井點(diǎn)的間距可可大些?！袢绮捎肬形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一一段應(yīng)在地下水的的下游方向。地下室電梯井局部部二次降水井點(diǎn)降水不到位的的基坑基礎(chǔ)施工至地下水水位以上施工降水方可停止止3.2.2輕型井點(diǎn)降水⑶輕輕型井點(diǎn)點(diǎn)的高程程布置輕型井點(diǎn)點(diǎn)降水深深度一般般≯6m。井點(diǎn)管管埋置深深度H(不包括濾濾管)，可按下下式計(jì)算算：●如H值小于降降水深度度6m時(shí)，則可可用一級(jí)級(jí)井點(diǎn)；；●當(dāng)H值稍大于于6m時(shí)，如降降低井點(diǎn)點(diǎn)管的埋埋置面可可滿足降降水深度度要求時(shí)時(shí)，仍可可用一級(jí)級(jí)井點(diǎn)降降水；一級(jí)輕型型井點(diǎn)高高程布置置輕輕型井井點(diǎn)的高高程布置置3.2.2輕型井井點(diǎn)降降水●在確確定井井點(diǎn)管管埋置置深度度時(shí)，，還應(yīng)應(yīng)考慮慮井點(diǎn)點(diǎn)管露露出地地面0.2～0.3m，濾管管必須須埋在在透水水層內(nèi)內(nèi)?！癞?dāng)一一級(jí)井井點(diǎn)達(dá)達(dá)不到到降水水深度度要求求時(shí)，，則可可采用用二級(jí)級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)?；佣?jí)輕輕型井井點(diǎn)降降水地地下室室三級(jí)級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)降水水二級(jí)輕型井井點(diǎn)降降水3.2.2輕型井點(diǎn)降水水⑷輕型井點(diǎn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及計(jì)計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)掌握施施工現(xiàn)場地形形圖、水文地地質(zhì)勘察資料料、基坑的施施工圖設(shè)計(jì)等等資料。設(shè)計(jì)內(nèi)容除進(jìn)進(jìn)行井點(diǎn)系統(tǒng)統(tǒng)的平面布置置和高程布置置外,尚應(yīng)進(jìn)行涌水量的計(jì)算算，確定井管數(shù)量及井距，選擇抽水設(shè)備等工作。⑸輕型井點(diǎn)點(diǎn)的埋設(shè)程序序排放總管→埋埋設(shè)井點(diǎn)管→→用彎聯(lián)管將將井點(diǎn)與總管管接通→安裝裝抽水設(shè)備。。排放總管埋埋設(shè)設(shè)井點(diǎn)管接接通彎聯(lián)管管3.2.2輕型井點(diǎn)降水水⑹防范井點(diǎn)點(diǎn)降水不利影影響的措施井點(diǎn)降水必然然會(huì)形成降水漏斗，從而導(dǎo)致周周圍土壤固結(jié)并引引起地面沉陷陷，為減少井點(diǎn)點(diǎn)降水對(duì)周圍圍建筑物及地地下管線造成成影響，可在在井點(diǎn)線外4～5m處設(shè)置回灌井點(diǎn)，將井點(diǎn)中抽抽出水經(jīng)沉淀淀后用壓力注注入回灌井中中，形成一道道水墻。設(shè)置擋土帷幕也可減少井點(diǎn)點(diǎn)降水引起的的不利影響。?；毓嗑c(diǎn)水位位圖回灌井點(diǎn)布置置設(shè)置擋土帷幕幕減少不利影影響3.2.2輕型井點(diǎn)降水水⑹防范井點(diǎn)點(diǎn)降水不利影影響的措施1）降水的危害害當(dāng)在弱透水層層和壓縮性大大的粘土層中中降水時(shí)，地地下水流失會(huì)會(huì)造成地下水水位下降、地地基自重應(yīng)力力增加、土層層壓縮和土粒粒隨水流失甚甚至被掏空等等現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生較大的地地面沉降。另外，由于土土層的不均勻勻性和降水后后地下水呈漏漏斗曲線，四四周土層自重重應(yīng)力變化不不一致導(dǎo)致不不均勻沉降。。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)域域和周圍場場地之間設(shè)設(shè)置止水帷帷幕；回灌井點(diǎn)：：是防止井井點(diǎn)降水損損害周圍建建筑物的一一種經(jīng)濟(jì)、、簡便、有有效的辦法法，它能將將井點(diǎn)降水水對(duì)周圍建建筑物的影影響減少到到最小程度度。為確保安全全和回灌效效果，回灌灌井和降水水井的距離離不宜小于于6m；回灌井宜宜進(jìn)入穩(wěn)定定水面下1m，且位于滲滲透性較好好的土層中中，過濾器器的長度應(yīng)應(yīng)大于降水水井過濾器器的長度。。回灌井點(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2.3管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)由由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)組成。管井井埋設(shè)的深深度和距離離根據(jù)需降降水面積、、深度及滲滲透系數(shù)確確定，一般般間距10～50m，最大埋深深可達(dá)10m，管井距基基坑邊緣距距離≮1.5m(沖擊鉆成孔孔)或3m(鉆孔法成孔孔)，適用于降降水深度3～5m、滲透系數(shù)數(shù)為20～200m/d的基坑中施施工降水。。管井井點(diǎn)設(shè)設(shè)備簡單、、排水量大大、易于維維護(hù)、經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)用。管井埋設(shè)管管井填充充濾料管管井抽排排水施工3.2施工降水如需降水深深度較大，，可采用深井井點(diǎn),適用于降水水深度＞15m、滲透系數(shù)數(shù)為10～250m/d的基坑。故故稱為“深井泵法法”。3.2.3管井降水管井井點(diǎn)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)管井小小井管管井深井井點(diǎn)PVC簡易管井管井井點(diǎn)的的濾管管井井點(diǎn)施施工時(shí)，先先用小型鉆鉆機(jī)鉆孔或或水沖成孔孔，插入井井點(diǎn)管后，，在管四周周填入砂濾濾料，井內(nèi)內(nèi)放入潛水水泵。管井的井點(diǎn)點(diǎn)管井的四周填填入砂濾料料2.4噴射井點(diǎn)是在井點(diǎn)管管內(nèi)設(shè)特制制的噴射器，用高壓水水泵或空氣氣壓縮機(jī)向向噴射器輸輸入高壓水水或壓縮空空氣，形成成水氣射流,將地下水抽抽出排走。。其降水深深度可達(dá)8～20m。噴射井點(diǎn)平平面布置噴射井點(diǎn)豎向布置2.5電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造與布置置電滲井點(diǎn)以以井點(diǎn)管作負(fù)負(fù)極，打入的鋼筋作正極極，通入直流流電后，土土顆粒自負(fù)負(fù)極向正極極移動(dòng)，水則自正極向負(fù)負(fù)極移動(dòng)而被集中排排出。本法常與輕型井點(diǎn)點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合使使用。噴射井點(diǎn)與電滲滲井點(diǎn)在一般工工程中的應(yīng)用較較少!2.6流砂的防治在細(xì)砂或粉砂土土層的基坑開挖挖時(shí)，地下水位位以下的土在動(dòng)水壓力的推動(dòng)下極易失失去穩(wěn)定，隨著著地下水涌入基基坑。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)設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現(xiàn)現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌。2.6.1流砂現(xiàn)象廣佛地鐵桂城站站基坑出現(xiàn)流砂，地面下沉沉約1.5m圖為砂包封堵?lián)寭岆U(xiǎn)現(xiàn)場產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的的原因有內(nèi)因和外因。2.6.2產(chǎn)生流砂的原因因流砂發(fā)生基坑坑滿目狼籍流流砂支支擋強(qiáng)強(qiáng)行施工取決于于土的的性質(zhì)質(zhì)，當(dāng)當(dāng)土的的孔隙隙比大大、含含水量量大、、粘粒粒含量量少、、粉粒粒多、、滲透透系數(shù)數(shù)小、、排水水性能能差等等均容容易產(chǎn)產(chǎn)生流流砂現(xiàn)現(xiàn)象。。流砂砂現(xiàn)象象極易易發(fā)生生在細(xì)砂、、粉砂砂和亞粘土土中，但但是否否發(fā)生生流砂砂現(xiàn)象象，還還取決決于一一定的的外因因條件件。內(nèi)因因外因因式中：：I——水力坡坡度（I=（h1-h2）/L）；；h1－h(huán)2——水位差差；γW——水的重重度。。是地下下水在在土中中滲流流所產(chǎn)產(chǎn)生的的動(dòng)水壓壓力GD的大小小，為：：共70頁第第66頁當(dāng)?shù)叵孪滤晃惠^高高、基基坑內(nèi)內(nèi)排水水所形形成的的水位位差較較大時(shí)時(shí),動(dòng)水壓壓力也也愈大大,當(dāng)GD≥γ(土的浮浮重)時(shí)就會(huì)推推動(dòng)土土壤失失去穩(wěn)穩(wěn)定，，形成成流砂現(xiàn)現(xiàn)象。上海地地鐵4號(hào)線流流砂事事故2003年7月1日造價(jià)過過億的的泵站站已傾傾斜、、下沉沉,泡在水水里武警在在沉陷陷和開開裂的的黃浦江江防汛汛墻段段搶險(xiǎn)險(xiǎn)2.6.3流砂的的防治治1防治原原則4流砂的的防治治“治流砂必先治水水”。流砂防治的主要要途徑一是減小或平衡動(dòng)水壓力；二是截住地下水流；三是改變動(dòng)水壓力的方向。。2.流砂的防治措施（1）枯水期施工。流砂地區(qū)深基坑在在枯水期搶挖施工工⑵打板樁⑶水中挖土將板樁沿基坑打入入不透水層或打入入坑底面一定深度度,可以截住水流或增加滲流長度、改變動(dòng)水壓力方向，從從而達(dá)到減小動(dòng)水水壓力的目的。即不排水施工。使坑內(nèi)外的水壓壓相平衡，不致形形成動(dòng)水壓力。如如沉井施工不排水下沉、進(jìn)行水中挖