关于基坑降水的研究

1、一、降水方法及比较     地下水治理，主要有降水和截水两种方式。本文主要探讨基坑降水的治理办法。基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等。各种降水方法有其特点和适用情况，比较如下：     （一）明沟加集水井降水     明沟加集水井降水是一种人工排降法。它具有施工方便，用具简单，费用低廉的特点，在施工现场应用的最为普遍。在高水位地区基坑边坡支护工程中，这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法

2、的辅助排降水措施，它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。     在地下水较丰富地区，若仅单独采用这种方法降水，由于基坑边坡渗水较多，锚喷网支护时使混凝土喷射难度加大（喷不上），有时加排水管也很难凑效，并且作业面泥泞不堪阻碍施工操作。因此，这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中，但在低水位地区或土层渗透系数很小及允许放坡的工程中可单独应用。     （二）轻型井点降水    轻型井点降水（一级轻型井点）是国内应用很广的降水方法，它比其他井点

3、系统施工简单、安全、经济，特别适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合。     该方法降低水位深度一般在3-6m之间，若要求降水深度大于6m，理论上可以采用多级井点系统，但要求基坑四周外需要足够的空间，以便于放坡或挖槽，这对于场地受限的基坑支护工程一般是不允许的，故常用的是一级轻型井点系统。轻型井点适用的土层渗透系数位0.1-50m/d，当土层渗透系数偏小时，需要采用在井点管顶部用粘土封填和保证井点系统各连接部位的气密性等措施，以提高整个井点系统的真空度，才能达到良好的效果。轻型井点降水施工工艺标准及流程依据标准：建筑工程施工质量验收统一标准G

4、B50300-2001建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20021、范围本工艺适用于轻型井点降水分项工程。2、施工准备2.1、施工机具(1)滤管：3855mm，壁厚3.0mm无缝钢管或镀锌管，长2.Om左右，一端用厚为4.0mm钢板焊死，在此端1.4m长范围内，在管壁上钻15mm的小圆孔，孔距为25mm，外包两层滤网，滤网采用编织布，外再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔5060mm用1O号铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行联结。(2)井点管：3855mm，壁厚为3.0mm无缝钢管或镀锌管。(3)连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。(4)总管

5、：75102mm钢管，壁厚为4mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。(5)抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵，以及机组配件和水箱。(6)移动机具：自制移动式井架(采用振冲机架旧设备)、牵引力为6t的绞车。(7)凿孔冲击管：219×8mm的钢管，其长度为10m。(8)水枪：50×5mm无缝钢管，下端焊接一个16mm的枪头喷嘴，上端弯成大约直角，且伸出冲击管外，与高压胶管连接。(9)蛇形高压胶管：压力应达到1.50MPa以上。(10)高压水泵：100TSW一7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。2.2、材料粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞

6、滤管网眼。2.3、技术准备(1)详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。(2)凿孔设备与抽水设备检查。2.4、平整场地为了节省机械施工费用，不使用履带式吊车，采用碎石桩振冲设备的自制简易车架，因此场地平整度要高一些，设备进场前进行场地平整，以便于车架在场地内移动。3、操作工艺3.1、井点安装3.1.1、安装程序井点放线定位安装高位水泵凿孔安装埋设井点管布置安装总管井点管与总管连接安装抽水设备试抽与检查正式投入降水程序。3.1.2、井点管埋设(1)根据建设单位提供测量控制点，测量放线确定井点位置，然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于

7、冲击孔时集水，埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便于排泄多余水。(2)用绞车将简易井架移到井点位置，将套管水枪对准井点位置，启动高压水泵，水压控制在O.40.8MPa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地升降套管与水枪。一般含砂的粘土，按经验，套管落距在1000mm之内，在射水与套管冲切作用下，大约在1015min时间之内，井点管可下沉1Om左右，若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可采取增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。冲击孔的成孔直径应达到300-350mm，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm以上，以防止冲

8、击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的砂石。凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时遇到较大的石块和砖块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。井孔冲击成型后，应拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索拉起井点管插入，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，并在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层，该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点：1)砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。2)滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在601OOmm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。填砂厚度要均匀，速度要快，

9、填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。3)滤砂层的填充高度，至少要超过滤管顶以上10001800m，一般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。4)井点填砂后，井口以下1.01.5m用粘土封口压实，防止漏气而降低降水效果。3.1.3、冲洗井管将1530mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止。应逐根进行清洗，避免出现“死井”。3.1.4、管路安装首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5的坡度并用砖将主干管

10、垫好。并作好冬季降水防冻保温。3.1.5、检查管路检查集水干管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象，发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止。在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上安装一个压力表。为了观测降水深度，是否达到施工组织设计所要求的降水深度，在基坑中心设置一个观测井点，以便于通过观测井点测量水位，并描绘出降水曲线。在试抽时，应检查整个管网的真空度，应达到550mmHg(73.33KPa)，方可进行正式投入抽水。3.2、抽水轻型井点管网全

11、部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。开机后一个星期后将形成地下降水漏斗，并趋向稳定，土方工程可在降水10d后开挖。4、质量标准4.1井点管间距、埋设深度应符合设计要求，一组井点管和接头中心，应保持在一条直线上。4.2井点埋设应无严重漏气、淤塞、出水不畅或死井等情况。4.3埋入地下的井点管及井点联接总管，均应除锈并刷防锈漆一道；各焊接口处焊渣应凿掉，并刷防锈漆一道。4.4各组井点系统的真空度应保持在55.366.7kPa，压力应保持在0.16MPa。5、成品保护5.1井点成孔后，应立即下井点管并填入豆石滤料，以防塌孔。不能及时下井点管时，

12、孔口应盖盖板，防止物件掉入井孔内堵孔。5.2井点管埋设后，管口要用木塞堵住，以防异物掉入管内堵塞。5.3井点使用应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀淤管。5.4冬期施工，井点联结总管上要覆盖保温材料，或回填30cm厚以上干松土，以防冻坏管道。6、应注意的质量问题6.1、土方挖掘运输车道不设置井点，这并不影响整体降水效果。6.2、在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。因为抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，井点管的滤网易于阻塞，出水混浊。同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。6.3、轻型井点降水应经常进行检查，其出水规律应

13、“先大后小，先混后清”。若出现异常情况，应及时进行检查。6.4、在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。6.5、真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数，现场设专人经常观测，若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。6.6、在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。6.7、在打井点之前应勘

14、测现场，采用洛阳铲凿孔，若发现场内表层有旧基础、隐性墓地应及早处理。6.8、如粘土层较厚，沉管速度会较慢，如超过常规沉管时间时，可采取增大水泵压力，大约在1.O1.4MPa，但不要超过1.5MPa。6.9、主干管应按本交底做好流水坡度，流向水泵方向。6.10、如在冬季施工，应做好主干管保温，防止受冻。6.11、基坑周围上部应挖好水沟，防止雨水流入基坑。6.12、井点位置应距坑边22.5m，以防止井点设置影响边坑土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，离基坑越远越好，以防止地表水渗下回流，影响降水效果。6.13、如场地粘土层较厚，这将影响降水效果，因为粘土的透水性能差，上层水不易渗

15、透下去，采取套管和水枪在井点轴线范围之外打孔，用埋设井点管相同成孔作业方法，井内填满粗砂，形成二至三排砂桩，使地层中上下水贯通。在抽水过程中，由于下部抽水，上层水由于重力作用和抽水产生的负压，上层水系很容易漏下去，将水抽走。7、质量记录7.1井点管施工记录。7.2井点降水记录。8、安全标准8.1冲、钻孔机操作时应安放平稳，防止机具突然倾倒或钻具下落，造成人员伤亡或设备损坏。8.2已成孔尚未下井点前，井孔应用盖板封严，以免掉土或发生人员安全事故。8.3各机电设备应由专人看管，电气必须一机一闸，严格接地、接零和安漏电保护器，水泵和部件检修时必须切断电源，严禁带电作业。9、环保措施9.1做好井点降水

16、出水的处理与综合利用，保护环境节约用水（三）喷射井点降水     喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度，其降低水位深度大，一般在8-20m范围。     它适用的土层渗透系数与轻型井点一样，一般为0.1-50m/d。但其抽水系统和喷射井管很复杂，运行故障率较高，且能量损耗很大，所需费用比其他井点法要高。高效率井点降水   当我们要挖地下室施工时，如果挖的深度低于地下水的水位深度，而该处地下水的含水量又较丰富时，就会有大量的地下水涌出，造成流沙，塌方，

17、直至无法施工，这时就需要井点降水了。传统的井点降水方法就是用钻机钻出200400毫米左右的井，按一定的数量分布在施工场地四周，用潜水泵抽出排走就可以了。   由于这种传统的老方法存在较多的弊端，我们在很早以前就改用新式的打井方法，并在长期的实践中得到充分的验证，新方法确实好用实用，省时省电又省钱。   新方法用高压水枪，配合一些设备将75毫米（2寸半）的管井打入地下，装上离心泵就可以抽水了，电机的功率一般为1.5-1.8KW,也可以装更大功率的电机，一般每孔井24小时出水量为1000吨左右。    那么新

18、老方法有什么分别呢？简单举几个方面而言：     第一， 老方法用钻机打井的时候，要用膨润土也就是黄泥巴做护壁，否则钻头拉出时，打好的井孔就会塌掉，无法把管井放到位。泥巴护壁相当密实并不会那么容易清洗干净，它会堵住管井的滤网部分，造成地下水流出时受阻，影响降水效率。新方法由于在打井的时候没有使用膨润土，所以地下水的通透性更强，更容易抽出。     第二， 老方法打的井水是自然渗透，没有吸力。新方法打的井带有吸力，更主动。用老方法打好的管井就象是蓄水池，地下水是在重力的作用下，

19、慢慢渗透到管井，再抽出排走。管井里面的水多，潜水泵才有得抽，一旦管井里的出水少，就是用再大的潜水泵抽都没用。所以，就会造成排出的水一会儿大，一会儿小，效率很低。而新方法的管井就好比是一根吸管，带有很大的负压吸力，地下水就是在这种吸力（离心力）的作用下，快速抽出排走，所以新方法出水量大也均匀。就好比我们要将一条湿得出水的毛巾弄干，老方法是将毛巾挂起来，让水分在重力作用下慢慢滴干，新方法是把湿毛巾直接扔到离心机里面快速甩干。老方法的管井滤网很容易被淤泥堵住，时间越久，出水量越少，而新方法打的井却不会如此，就是因为滤网受到压力水流的不断冲洗。    第三，&#

20、160;用老方法打井的深度，至少要比施工底板面要低10多米，否则压力不够，抽出的水就太少了，但实际上我们没有必要把那么深的地下水都抽上来，那完全是在浪费太多的电力，新方法就简单地多，比如我们挖的深度是6米的话，那么我们只抽78米这一层的地下水，只要把这一层的水抽干就可以了，这样一来同样1小时抽40吨的水，我们的水泵利用率就高，因为抽出的全部是浅层的水，深层的水就不用去管它了。    第四， 老方法施工进度慢，要浪费更多的人力和物力，新方法打井速度至少是老方法的5倍以上。当我们碰到施工面的某个地方根据实际需要，要比其它地方多挖深2米，又要补充打几

21、口井的话，老方法可能会耽误几天的时间，而新方法只需花几个小时就可以搞定了，节约了时间就等于节约了资金。    由于新方法打井速度快，降水效率高，价格又低廉，所以一直深受施工方的欢迎。    例如，某处要修建一座污水处理厂，他们所埋的污水管道一般要二、三十公里长，埋的深度跟地下室的深度差不多，有的甚至要深几倍，如果用老方法井点降水的话，要浪费太多的时间和资金，而用新方法就可以让工期大大缩短，也节省了相当多的资金。    又比如，某处污水管道破裂，需要挖开路面施工，这必然会影响交

22、通，施工队的任务就是要在最短的时间内完工，我们从打井到降水到位再到补好漏洞，倒好水泥，往往只要三天的时间就可以了，这样的速度用老方法根本做不到。    那么这种新型井点降水跟轻型井点降水有什么区别呢？    轻型井点降水使用真空泵抽水，存在耗电量大，出水效率低，降水慢，施工麻烦，占用空间大，故障多等很多缺点。    本方法采用离心泵抽水，具有用电省，出水效率高，降水快，施工简单，占用空间极小，基本无故障等诸多优点。    在同一块地做过

23、试验，本方法比轻型井点降水效率提高30倍以上。由于本方法在施工过程中优势明显，在市政工程中应用最早，也最广泛。但在有些房地产项目中，必须按要求用老方法施工，在效果不理想的情况下，还可以用本方法加以补充，保证了施工顺利完成。    由于该方法是本公司独创的井点降水新方法，暂时把它命名为离心式井点降水法。    现在该方法已经在全国各地得到不断验证，好评如潮。很多施工单位在用老方法降水效果不理想后，纷纷慕名找上门来。我们公司的足迹已经踏遍了大半个中国。淅江、北京、上海、郑州、海南、江西、广东、广西、青海、陕西为当地一个

24、个已经想了很多办法，用了很多办法，最后都无计可施的施工单位，迅速解决了燃眉之急。在福州，我们在中庚城，世欧彼岸城，马尾林浦排涝站等项目中表现突出，在福州空港工业区到两港工业区的市政污水、雨水管道铺设工程中更是一炮而红，工程九个标段，全部纷纷改用本方法降水     （四）电渗井点降水    电渗井点适用于渗透系数很小的细颗粒土，如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。这些土的渗透系数小于0.1m/d，用一般井点很难达到降水目的。     利用电渗现象能有效地把细

25、粒土中的水抽吸排出。它需要与轻型井点或喷射井点结合应用，其降低水位深度决定于轻型井点或喷射井点。在电渗井点降水过程中，应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整，并做好记录，因此比较繁琐。     （五）管井井点降水     管井井点适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到50-100m3/h，土的渗透系数在20-200m/d范围内，降低地下水位深度约3-5m。这种方法一般用于潜水层降水。    

26、 （六）深井井点降水     深井井点是基坑支护中应用较多的降水方法，它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等。     对于砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度大的场合，一般用轻型井点和喷射井点等方法不能凑效，采用此法最为适宜。深井井点适用的土层渗透系数为10-250m/d、降低水位深度可大于15m，常用于降低承压水。它可以布置在基坑四周外围，必要时也可布置在基坑内。有时这方法与其他井点系统组合应用降低水位效果更好。     对于基坑

27、底部有可能发生突涌、流砂、隆起的危险场合，深井点降低承压水位，有助于减除压力、保证基坑的安全性。深井点的缺点是：由于降水深度大、出水量大和水位降落曲线陡等原因，势必造成降水的影响范围和影响程度大，因此基坑周围建筑物的不均匀沉降要足够重视、慎重对待、定时观察，及时处理。     二、基坑降水的缺陷及防护措施     基坑工程中对场区地下水处理采用排降法较阻挡法的最大缺陷是会引起邻近建筑物的不均匀沉降。     由于每个井点周围的水位降低是呈漏斗状分

28、布，整个基坑周围的水位降落必然是近大远小呈曲面分布。水位降低一方面减小了土中地下水对地上建筑物的浮托力，使软弱土层受压缩而沉降；另一方面空隙水从土中排出，土体固结变形，本身就是压缩沉降过程。地面沉降量与地下水位降落量是对应的，地下水位降落的曲面分布必然引起邻近建筑物的不均匀沉降。     当不均匀沉降达到一定程度时，邻近建筑物就会裂缝、倾斜甚至于倒塌。因此配合基坑边坡支护进行降水设计和施工，必须高度重视降水对邻近建筑物的影响，把不均匀沉降限制在允许的范围内，以确保基坑及周围建筑物的安全。为此，可以从以下几方面制定减少不均匀沉降的措施。 

29、;    由于基坑周围的水位降落曲线随降水要求、降水方法和具体方案的不同而差别较大，因此不要提出过高的降水深度，在满足基本降水要求的前提下，对各种降水方法应分析和比较，筛选最佳的降水方案。     在降水井点与重要建筑物之间设置回灌井、回灌沟，降水的同时降水回灌其中，使靠近基坑的建筑物一侧地下水位降落大大减小，从而控制地面沉降。     减缓降水速度，使建筑物沉降均。在邻近建筑物一侧将井点间距加大以及调小抽水设备的阀门等，减小出水量以达到降水速度减缓的目的

30、。     提高降水工程施工质量，严格控制出水的含砂土量，以防止地下砂土流失掏空，导致地面建筑物开裂。     布设观测井和沉降、位移、倾斜等观测点，进行定时观察、记录、分析，随时掌握水位降低和基坑周围建筑物变化动态。同时，还要了解抽水量和含砂量。做到心中有数，发现问题及时采取措施，预防事故发生。    三、基坑降水须考虑的因素     在采取上述处理方法对基坑进行降水处理时，对选择的降水方法还应该考虑以下因素：     （一）场地条件及该建筑物设计施工资料&#