基坑降排水施工技术及常见问题处理

1、 基坑降排水一、基坑降排水的定义以及目的二、基坑降排水的方法及其施工工艺和适用范围三、基坑降排水设备的选择四、基坑降排水中常遇到的问题以及解决措施五、基坑降排水案例六、流砂七、管涌一、基坑降排水定义以及目的（一）基坑降排水定义、地下水控制：为了保护支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工，防止地下水位变化对基坑周边环境产生影响所采用的截水、降水、排水、回灌等措施。、降水：为了防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑，有抽水井或渗水井降低基坑内外地下水的方法。、集水明排：用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。管井降水中降水井施工（二）、降水目的1、人工降低

2、地下水位能防止基坑被淹，创造良好的开挖施工条件。2、防止地基被水泡软，降低承载力。3、降低边坡中孔隙水压力，增强边坡的稳定性。4、可使设计边坡坡脚加大，减少挖方工程，节约资金。5、防止基坑地面隆胀、破裂及冒沙突水、淹没基坑等。基坑降水方案二、基坑降排水的方法及其施工工艺和适用范围（一）基坑降水方法 目前，截水法和降水法是解决深基坑中降水问题的两种有效措施其中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 1、截水法 堵截地下水在城市中心区建筑密集的地区开挖基坑，降水时还要考虑对周围环境的影响。当因降水造成的土体固结下沉，会危及地上建筑物安全与使

3、用时，宜采用截水的方法来控制地下水。 目前，国内外对地下水进行堵截的方法主要有防渗垂直帷幕法、防渗水平帷幕法、钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、夹心墙及冻结法等。 截水帷幕示意图 截水帷幕：用以阻隔或减少地下水通过侧壁与坑底流入基坑和防止基坑外地下水位降低的幕墙状竖向截水体。（1）、防渗垂直帷幕法 防渗垂直帷幕也称“落地式”隔渗 ，是在基坑四周采用高压喷射注浆、压力注浆或渗透注浆和深层搅拌等技术方法，在地下形成一道连续的墙幕，既可以起到很好的防渗阻水效果，又能有效地支撑边坡，截水帷幕的底部宜插入不透水层。 特点：此法简单，适用广泛，在国内得到了广泛的应用高压喷射注浆防渗加固防渗水平帷幕法 防渗水平帷

4、幕法是在基坑底部采用高压注浆、搅拌方法，形成一道地下水平连续帷幕，用于基坑底的防渗和抗坑底隆起、变形等。一般用于防渗垂直帷幕不能解决问题的工程中。 钢板桩。 在开挖前，将钢板桩打入地下，能有效地堵截地下水，且对边坡起支撑护坡的作用。为能较好的阻水，需将钢板桩打入基坑下部的隔水层中，并将其连成一体。 特点：此法适用于淤泥质砂和粘土质砂等地层。钢板桩止水地下连续墙。 连续墙为钢筋混凝土结构，有一定的入土深度，它既能承受较大的侧土压力，也能防止地下水入侵。对于软弱、透水性小的土层止水效果较好。地下连续墙止水地下连续墙稀浆槽。 即在基坑四周挖一槽沟，向槽中灌入膨润液，并用不透水物质回填，使膨润液在槽壁

5、上形成一层滤饼，可以防止或减少地下水向坑内渗流，达到止水的目的。 该法虽有止水作用，但不能起到支撑的作用，一般用于具有施工场地的浅基础施工。夹心墙 是在稀浆槽中再挖一条沟槽，在槽内灌注混凝土，形成防渗挡土墙。 该法造价较高，一般也用于具有施工场地的浅基础施工冻结法 采用冷冻技术，将基坑四周的土层冻结，达到阻水和支撑边坡的目的。 可用于淤泥质砂和粘土质砂及砂卵石土，但技术和设备要求较高，使用较少。2、降水法 2.1、集水明排 （1）、定义：用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。 （2）排水方法以及要求 A、明沟加集水井排水 明沟加集水井降水是一种人工

6、排降法。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，锚喷网支护施工难度加大。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。 适用于地下水位不太高、水量不太大、无流砂的管沟降水中使用。明沟B、盲沟排水： 对坑底以下的渗出的地下水；以及地下室底板与支护结构间不能设置明沟时，基坑坡脚处可采用盲沟排水。排水盲管C、管道排水 管道排水是利用设在地下的相互连通的管道及相应设施，汇集和排除道路的地表水。管道排水排水管铺设D、排水要求 明沟和盲沟坡度不宜小于0.3%。明沟排水时，沟底应采防渗措施。采用盲沟排出坑底渗出的地下水时，其构

7、造、填充料以及其密度影满足主体结构的要求。 沿排水沟每隔3050m应设置一口集水井；集水井的截面尺寸应根据排水量确定。集水井应采取防渗措施。采用盲沟时，集水井宜采用钢筋笼外填碎石滤料的构造形式。 、基坑坡面防水宜采用渗水部位插入导水管排出。导水管的间距、直径及长度应根据渗水量以及渗水土层的特性确定。 、采用管道排水时，排水管道的直径应根据排水量确定。排水管的坡度不宜小于0.5%。排水管道上应设置清淤孔，清淤孔的间距不宜大于10m。 、基坑排水与市政管网连接前应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应排水畅通并应随时清理淤积物。2.2轻型井点降水 （1）、定义：又叫真空井点降水，在基坑开挖前，预

8、先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽取地下水，使井点周围地下水位降低，形成降水漏斗，从而使大面积和原有地下水位的降低，并且在工作过程当中要保持每天24小时连续抽水，使地下水位降低到坑底以下并使用降落曲线保持稳定。（2）、轻型井点布置 沿基坑四周每隔一定间距布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层，上部接软管与集水总管进行连接，集水总管为150钢管，周身设置与井点管间距相同的40吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降低基坑四周地下水位的效果，保证了基底的干燥无水。水井大致分为四大类，无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非

9、完整井。（3）施工特点 1) 施工机具、设备简单，安拆方便、灵活、时间短。 2) 降水效果好、见效快，缩短降水工期。短时间内使基底降水区域土体保持干燥，无需另设排水沟、集水丼，雨季施工雨水通过基底下渗，通过丼点排出。 3) 降水期间所投入的人力、物力少，施工成本较低，可减少基坑开挖边坡坡率，降低基坑开挖土方量。 4）在软土路基，地下水较为丰富的地段应用，有明显的施工效果。 5) 对施工环境要求相对较低，施工安全性更高。 6) 丼点管拔除后所留空洞后期封堵简单，能有效降低封口成本7) 能有效防止流砂发生，提高边坡稳定性，减少基坑边坡支护费用，特别是对易发生流砂，管涌现象的粉砂粉土，釆用此方法，能

10、有效保证降水质量和施工安全。8) 釆用此工法，不破坏原土层结构，加快了土体固结，提高地基承载力，能够有效预防邻近建筑物在降水期间产生不均匀沉降或地基下陷现象的发生，保证邻近 构筑物安全。（4）、适用范围 轻型井点降水适用于 a、基坑面积不大，降低水位不深的场合。 b、 适用于降水深度小于20m（单级井点6m，多级井点20m的建筑基坑，含水层渗透系数在0.005m/d20.0m/d之间的粘性土、粉质粘土和砂土）。 但要求基坑四周外需要足够的空间，以便于放坡或挖槽。轻型井点降水管平面布置剖面图几种常用的降水方法比较（5）、平面布置井点单排布置： 基坑基槽宽度小于6m,且降水深度不超过5m。将井点管

11、布置在地下水流的上 侧，两端延伸长度不小于坑槽宽度双排布置： 适用于宽度大于6m，或者土质不良。位于地下水流上游一排井点管的间距应小些，下游一侧井点管的间距大些。环形布置U行布置环形布置：适用于大面积基坑。如U行布置，不封闭的一段应设在地下水的下游方向。井点管距离基坑壁布应小1.01.5米，间距一般为0.81.6米。（6）施工工艺1）、工艺流程 （示意图D:iCanVideo下载视频轻型井点降水.flv） 放线、定井位铺设总管冲孔安装井点管填砂砾滤料、上部填粘土密封井点管与总管连接安装集水箱和排水管试抽抽水水位观测封井2）、操作方法及要点 、放线、定井位 按设计要求布设井位并测量地面标高。放线

12、、铺设总管 抽水设备一般安装在集水总管的中部。集水管应铺设在坚实地面上，并低于真空泵，同时应沿抽水水流方向有0.25%0.50%的上仰坡度总管冲孔 根据土质情况、场地和施工条件，选择适用的成孔机具和方法。井孔直径不宜大于300mm，孔深宜比滤管底深0.5m1.0m，井孔应保持垂直。安装井点管 下管前应校正孔深，并适当稀释孔内泥浆。同时必须逐根检查滤管，保证滤网完好，井管连接处牢固可靠。吊放井管时要垂直，并保持在井孔中心。井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封（可以不用） 在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌密实均匀，填灌砂滤料应沿井周均匀填入。在地面以下1m范围内应用粘土封孔。填料时管口有泥浆冒出或

13、向管内灌水时能很快下渗为合格井。安设好的井点管在与集水管连接前，应将管口堵塞。、井点管与总管连接 井点管安好后用透明塑料管或内装有弹簧钢丝的胶管与集水总管连通严密、不漏气。井点管总管、安装集水箱和排水管 根据抽水量和井点位置布设一定数量和型号的集水箱，安装集水箱的进、出排水管。水泵、试抽 井点使用前，应进行试抽水，检查各部分是否正常。无漏水、漏气等异常现象为合格，否则应及时检修。 、抽水 先开动真空泵排气，再开动离心泵抽水，井点降水系统运行后，要求连续工作，应准备双电源，保持正常抽水，不得随意停泵。、水位观测 抽水初期每天观测2次以上，水位稳定后应每天观测1次。 、封井 基坑外降水井在降水工程

14、结束后直接采用粘土回填，基坑内降水井采用混凝土封井降排水施工质量验收标准（7）、轻型井点管路系统1）、工作原理 轻型井点抽水系真空抽水，由井点管、过滤器、连接管、集水总管、支管、阀门等组成管路系统，并由抽水设备启动，在井点系统中形成真空，并在井点周围一定范围形成一个真空区，真空区通过砂井扩展到一定范围。在真空力的作用下，井点附近的地下水通过砂井，经过过滤器被强行吸入井点系统 内抽走，使井点附近的地下水位降低。 基坑地下水降低时会形成一定范围的降水漏斗。2）、降水设备 井点管、连接管、集水总管、滤料（可无） 、井点管 井点管一般采用直接3855mm钢管，长69m，其下端配有长11.5m的过滤器。

15、过滤器的关闭上钻直接1018mm的眼孔，呈梅花状分布，孔间距3040mm，孔隙率为25%左右，壁管包两层滤网，内层位细滤网，采用网眼3060孔/cm2的尼龙网或铜丝网；外层为粗滤网，采用310孔/cm2的铁丝网或尼龙网。滤网外在缠绕粗铁丝一层保护滤网，滤网下端装铸铁管靴，以防止泥沙进入管内。、集水总管 集水总管一般直接75100mm的钢管，每根长4m左右，相互用法兰连接，在管壁每隔12m设一个与井点管连接的短接头。、连接管 连接管一般为螺纹胶管或者塑料管，直接3855mm，长1.22.0m，用来连接井点管和集水管井点管连接管集水总管（8）、轻型井点计算1）、高程计算 hh1hiL 式中： h井

16、点管埋深（m) h1总管埋设面至基底的距离（m）h基底至降低后的地下水位线的距离（m) i水力坡度L井点管至水井中心的水平距离，当井点管未单排布置时，L为井点管至对边坡脚的水平距离（m）2）涌水量 水井根据不同情况分为：、井底达到不透水层的为完全井、井底未到达不透水层的为非完全井、地下水有压力的是承压井、地下水无压力的是无压井，也称潜井水井的分类单井涌水量计算达西线性渗透定律 涌水量=渗透系数过水断截面水力坡度即：Q=KALA、对于无压完整井：其中H含水层厚度（m） h井内水深（m） R抽水影响半径（m） r水井半径（m）S水井内水位降低值，S=H-h无压完整井B、对于无压完整群井：涌水量：环

17、形轻型井点假想半径C、无压非完整群井涌水量有效影响深度3）、影响半径R 、轻型井点降水的抽水影响半径R、基坑假想半径x0、渗透系数K 一般根据地质报告提供的数值或参考，对重大工程应做现场抽水试验确定4）、井点管数量（n）和间距（D）确定注：D15d避免相邻井点管相互干扰式中：q单根井点管最大出水量 d滤管直径，l滤管长度问： 渗透系数小，则井点管间距小 （） 井点管间距越小，则降水效果越好（） 若计算结果D0，则流砂形成。其中w为水的重度，sat为土体的饱和重度（三）、流砂的危害： 使 土完全失去承载力，流砂边挖边冒，土方开挖无法达到设计深度，极易引起土体塌方，严重者附近建筑物下沉、倾斜，甚至

18、倒塌，拖延工期、增加费 用。 流砂陷阱 目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5 1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m1272：复工，经6年，至7层，高48m，再停工1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工1173：动工原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。比萨斜塔流砂引起的破坏实例1838-1839：挖环形基坑卸载1933-1935：基坑防水处理基础环灌浆加固1990年1月: 封闭1992年7月：加固塔身，用压重法和取土法进行地基处理目 前: 已向游人开放。 比萨斜塔 1954年兴建的上海工业展览馆

19、中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。 1979年9月时，展览馆中央大厅平均沉降达1600mm，逐渐趋向稳 定，工程使用良好。大量事故充分表明：对基础工程必须慎重对待。只有深入了解地基情况，掌握勘察资料，经过精心设计与施工才能使基础工程做到既经济合理，又安全可靠。 （四）、流砂防止措施： 利用枯水季节施工，以便减小坑内外水位差。适

20、用于工期不紧、丰水位和枯水位相差较大时可考虑 。 用钢板桩打入坑底一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的距离，从而减少水力坡度，达到减小动水压力，防止流砂发生。（常用） 采用不排水的水下挖土，使坑内外水压相平衡，使其无发生流砂的条件，一般深井挖土均采用此法。（江中、湖中施工常用 ） 建造地下连续墙以供承重、护壁，并达到截水防止流砂的发生。（造价高）采用轻型井点、喷射井点、管井井点和深井泵点等进行人工降低地下水的方法进行土方施工，使动水压力方向向下，增大土粒间的动力，从而有效地制止流砂现象发生。（常用 ） 预防原则：在基坑开挖中，防治流砂的原则是“治流砂必先治水”。预防途径：、减少或平衡动水压力；

21、、设法使动水压力方向向下；、截断地下水流。流砂预防措施： 抛大石块，在施工过程中如遇局部的或轻微的流砂，可组织人力分段抢挖，挖至标高后，立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力。（抢速度施工） 此外，采用地下连续墙、压密注浆法、土壤冻结法等，阻止地下水流入基坑，也可以防止流砂发生。（五）、基坑开挖时遇到流砂处理办法（1）采用止水帷幕（2）换填（3）注浆或者急速冰冻处理（4）设置排水沟，排水沟内填级配砂石将滞流水引入附近的降水井（5）外部降水，内部引流的七、管涌（一）定义： 坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象称为管涌。 管涌又称潜蚀、流土，是指在汛期高水位情况下，堤防背水侧发生“

22、流土”和“潜蚀”两种不同含义的险情的统称。 管涌险情的发展，以流土最为迅速。它的过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂粒增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟带出砂粒也就更多管涌潜蚀流土（二）、形成原因： 管涌形成的原因是多方面的。一般来说，堤防基础为典型的二元结构，上层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。在汛期高水位时，由于强透水层渗透水头损失很小，堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层，在没有反滤层保护的情况下，粉沙、细沙就会随水流出，从而发生管涌。 堤防背水侧的地面粘土层不能抗御水压力而遭到破坏的原因大

23、致为： (1)、防御水位提高，渗水压力增大，堤背水侧地面粘土 层厚度不够。 (2)、历史上溃口段内粘土层遭受破坏，复堤后，堤背水侧留有渊潭，渊潭中粘土层较薄，常有管涌发生。(3)、历年在堤背水侧取土加培堤防，将粘土层挖薄。(4)、建闸后渠道挖方及水流冲刷将粘土层减薄。(5)、在堤背水侧钻孔或勘探爆破孔封闭不实和一些民用井的结构不当，形成渗流通道。(6)、由于其他原因将堤背水侧表土层挖薄（三）、管涌危害： 1、管涌发生时，水面出现翻花,随着上游水位升高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。 2、

24、据统计，1998年汛期，长江干堤近2/3的重大险情是管涌险情。所以发生管涌时，决不能掉以轻心，必须迅速予以处理，并进行必要的监护。一秒前一秒后水库管涌，水柱射出10多米高管涌造成塌陷（四）、管涌险情的判别1、管涌口离堤脚的距离2、涌水浑浊度及带沙情况3、管涌口直径4、涌水量5、洞口扩展情况6、涌水水头具体： 1、管涌一般发生在背水堤脚附近地面或较远的坑塘洼地。距堤脚越近，其危害性就越大。一般以距堤脚15倍水位差范围内的管涌最危险，在此范围以外的次之。 2、有的管涌点距堤脚虽远一点，但是，管涌不断发展，即管涌口径不断扩大，管涌流量不断增大，带出的沙越来越粗，数量不断增大，这也属于重大险情，需要及时抢护。3、有的管涌发生在农田或洼地中，多是管涌群，管涌口内有沙粒跳动，似“煮稀饭”，涌出的水多为清水，险情稳定，可加强观测，暂不处理。 4、管涌发生在坑塘中，水面会出现翻花鼓泡，水中带沙、色浑，有的由于水较深，水面只看到冒泡，可潜水探摸，是否有凉水涌出或在洞口是否形成沙环。需要特别指出的是，由于管涌险情多数发生在坑