第1章土方工程-基坑排水

1、土木工程施工技术Civil Engineering Construction Technologyv在土方开挖过程中，当基坑（槽）地面位于在土方开挖过程中，当基坑（槽）地面位于地下水位以下时，土的含水层被切断，地下地下水位以下时，土的含水层被切断，地下水会不断地渗入基坑（槽）。雨季施工时，水会不断地渗入基坑（槽）。雨季施工时，地面水也会流入基坑（槽），为了保证施工地面水也会流入基坑（槽），为了保证施工的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能力的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能力的下降，必须做好基坑（槽）降水工作。的下降，必须做好基坑（槽）降水工作。v人工降低地下水位的方法有：人工降低地下水位的方

2、法有：集水井降水法集水井降水法和井点降水法。和井点降水法。v井点降水又有井点降水又有轻型井点、喷射井点、管井井轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点点、深井井点等降水方法。等降水方法。1.4 1.4 土方排水与降水土方排水与降水流砂现象及其危害流砂现象及其危害 粒径很小、无塑性的土壤，在动水压力推动下，粒径很小、无塑性的土壤，在动水压力推动下，极易失去稳定，而随地下水一起流动涌入坑内，这极易失去稳定，而随地下水一起流动涌入坑内，这种现象称种现象称流砂现象流砂现象。危害：危害： a a、发生流砂现象后，土完全失去承载力，工人、发生流砂现象后，土完全失去承载力，工人难以立足，施工条件恶化；难以立足

3、，施工条件恶化； b b、土边挖边冒，难以达到设计深度；、土边挖边冒，难以达到设计深度； c c、引起塌方，使附近建筑物下沉、倾斜，甚至、引起塌方，使附近建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌；倒塌； d d、拖延工期，增加施工费用、拖延工期，增加施工费用1 1、动水压力与流砂现象、动水压力与流砂现象产生流砂的原因产生流砂的原因 内因内因：土壤的性质，当土的孔隙度大，含水量：土壤的性质，当土的孔隙度大，含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。差等均容易产生流砂现象。 外因外因：地下水及其产生动水压力的大小。：地下水及其产生动水压

4、力的大小。 动水压力是流砂发生的重要条件。流动中的地动水压力是流砂发生的重要条件。流动中的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压力。下水对土颗粒产生的压力称为动水压力。1 1、动水压力与流砂现象、动水压力与流砂现象GDGD2 21 1 动力压力原理图动力压力原理图(a)(a)水在土中渗流的力学现象水在土中渗流的力学现象;(b);(b)动力压力对地基土的影响动力压力对地基土的影响 1 1、2-2-土颗粒土颗粒bw wh2 2F Fh1 1h2 2w wh1 1F FbaaTLFL 当动水压力等于或大于土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随地下水一起流入基坑，即发生流砂现象。 防治流砂的方法防治流砂

5、的方法途径途径: : a: a:减小或平衡动水压力。减小或平衡动水压力。 b:b:改变动水压力的方向。改变动水压力的方向。 c:c:截断地下水流。截断地下水流。方法方法: : a: a:枯水期施工；枯水期施工；b:b:打板桩法；打板桩法； c:c:水中挖土法；水中挖土法； d:d:人工降低地下水位法；人工降低地下水位法； e:e:地下连续墙法；地下连续墙法； f:f:抛大石块，抢速度施工。抛大石块，抢速度施工。 1 1、动水压力与流砂现象、动水压力与流砂现象2 2、集水井降水法、集水井降水法集水井降水法集水井降水法，又称又称集水坑降水法、明沟排水法集水坑降水法、明沟排水法，是在基坑，是在基坑（

6、槽）开挖过程种，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中（槽）开挖过程种，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水由排水沟流入集水井内，然后用水泵抽出央开挖排水沟，使水由排水沟流入集水井内，然后用水泵抽出坑外坑外集水井降水法集水井降水法 2 2、集水井降水法、集水井降水法构造要求：构造要求：集水坑应设置在基础范围以外，地下水的上游侧，间距集水坑应设置在基础范围以外，地下水的上游侧，间距20-40m，直径或宽度，直径或宽度0.6-0.8m，低于挖土面，低于挖土面0.8-1m，（坑壁可用，（坑壁可用竹木加固）至设计标高后低竹木加固）至设计标高后低1-2m，底部设碎石滤层，底部设碎石滤层3

7、0cm,以防以防止基坑底的土颗粒随水流失而使土结构受到破坏。止基坑底的土颗粒随水流失而使土结构受到破坏。3 3、井点降水法、井点降水法井点降水法井点降水法：又称：又称人工降低地下水人工降低地下水，就是在基坑开挖前，预先，就是在基坑开挖前，预先在基坑周围或基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水在基坑周围或基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至坑底以下并稳定后再开挖基坑。设备从中抽水，使地下水位降至坑底以下并稳定后再开挖基坑。轻型井点降水法轻型井点降水法3 3、井点降水法、井点降水法井井 点点 类类 别别渗透系数渗透系数 （m/d）降水深度降水深度（m）单级真空

8、井点单级真空井点0.0050.00520.066多级真空井点多级真空井点0.0050.00520.02020喷射井点喷射井点0.0050.00520.02020管井井点管井井点0 01200.0不限不限各类井点的适用范围（表各类井点的适用范围（表1.7） 人工降低地下水位的方法有轻型井点、喷人工降低地下水位的方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵井点等，射井点、电渗井点、管井井点及深井泵井点等，可统称为可统称为井点降水法井点降水法。轻型井点轻型井点 适用于土壤的渗透系数适用于土壤的渗透系数K=0.1K=0.150m/d50m/d的土的土层中，降水深度为：单级轻型井点层中，降水深度

9、为：单级轻型井点3 3 6m6m，多，多级轻型井点级轻型井点6 6 12m 12m 。图图1.23 1.23 轻型井点法降低地下水位全貌图轻型井点法降低地下水位全貌图1 1井管；井管；2 2滤管；滤管；3 3总管；总管；4 4弯联管；弯联管；5 5水泵房水泵房 6 6原有地下水位线；原有地下水位线；7 7降低后地下水位线降低后地下水位线轻型井点轻型井点轻型井点的施工轻型井点的施工轻型井点的施工轻型井点的施工轻型井点平面及高程布置轻型井点平面及高程布置水井类型水井类型管井井点降水简图管井井点降水简图 管井井点的布置管井井点的布置 2 2、喷射井点、喷射井点 当基坑开挖较深，降水深度要求较大时，当

10、基坑开挖较深，降水深度要求较大时，可采用喷射井点降水。其降水深度可达可采用喷射井点降水。其降水深度可达8 820 m20 m，可用于渗透系数为，可用于渗透系数为0.10.150 m50 md d的砂的砂土、淤泥质土层。土、淤泥质土层。3 3、电渗井点、电渗井点 电渗井点是在轻型或喷射井点中增设电电渗井点是在轻型或喷射井点中增设电极而形成，主要用于渗透系数小于极而形成，主要用于渗透系数小于0.1m0.1md d的土层。的土层。 4 4、管井井点、管井井点 管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大水来降低地下水位。在土的渗透系数大(20(20200m200md)d)的土层中，宜采用管井井点。的土层中，