土方工程施工-施工降排水

基坑排降水学习目标理解降水方式1掌握集水井降水法2理解井点降水法3在开挖基坑、地槽、管沟或其他土方时，土的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。为了保证施工的正常进行，防止边坡塌方和地基被水浸泡导致承载能力的下降，必须做好基坑降水工作。降水方法可分集水井降水和井点降水两类方法：地下水的控制Part1集水井降水法明排水法（集水井将水法）

开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外集水井降水对象：雨水、地下水。要求：边坡稳定，坑（槽）底不受水浸泡。方法：在基坑（槽）开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在沟下游设置集水井，汇集沟内积水，然后水泵抽走做法：1、排水沟和集水井应设置在基础范围以外；2、排水沟深度一般0.4～0.6m，宽度≥0.4m，水沟边坡1：1～1：0.5，纵向坡度最小0.2～0.5%。较大基坑的排水沟尺寸可以达到1.5×1.5m。

3、集水井沿排水沟每20～40m设置一个，长宽或直径一般应达到0.6～0.8m，井应低于排水边沟1m左右，可作简易加固。★排水沟一般设置在开挖基坑的周围一侧或两侧，有时在基坑的中间。排水沟的设置及尺寸应考虑到基坑排水量和对周围邻近建筑物的影响。★对基坑深度较大，地下水位较高，多层土中上部有透水性较强的土层或上部地下水较旺盛的情况，可在基坑边坡上设置2～3层排水沟，避免上层地下水冲刷边坡造成塌方，同时可减少边坡高度和水泵的扬程。Part2轻型井点降水法

人工降水法（井点降水法）在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工完毕为止。

（二）人工降低地下水位(动画)

★适用情况：在基坑开挖深度较大，地下水位较高，土质不好，不宜用明沟排水系统进行排降水时，采用井点降水法可以使问题得到解决。

★优势特点：井点降水可使基坑施工深度范围内的土层条件改善，为施工过程创造条件，有效避免基坑涌水、塌方、管涌、基坑隆起、流沙等现象。

★简单描述：井点降水，就是在就开挖前，在基坑周围埋设一定数量的降水井，在井中不断抽出地下水，使基坑范围的地下水位下降到基坑底以下，从而消除上述不利工程现象，同时，还能使地基土层因土颗粒自重压缩而更加密实，增加地基土的承载能力。井点降水一般要到基础工程完成以后才能结束。

★不良影响：井点降水使地下水位降低范围较大，可能产生因降水使邻近建筑物产生过多沉降，特别是不均匀沉降，造成建筑物因地基变形而开裂、倒塌等损害。★各种井点的适用范围★井点降水的分类：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等轻型井点类喷射井点一般轻型井点电渗井点管井井点类管井井点深井泵井点井点类型土层渗透系数（m/d）降低水位深度（m）一级轻型井点0.1～803～6二级轻型井点0.1～806～9电渗井点<0.15～6管井井点20～2006～10喷射井点0.1～508～20深井泵10～80>15各种井点的适用范围

人工降水法有：轻型井点(动画)、喷射井点、电渗井点、管井井点及渗井井点等。其中，轻型井点应用广泛。轻型井点1.轻型井点的主要设备（1）管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。（2）抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。1)平面布置

当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度。基坑（槽）大于6m或土质不良的情况可以采用双排布置。

如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。（1）一般轻型井点的设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统：滤管、井点管、弯联管和排水总管

滤管──滤管是进水设备(见下页图)，滤管用38或51mm钢管制成，长度一般为1.0～1.5m。滤管壁上钻有直径12～18mm的呈梅花型布置的滤孔，滤孔面积占滤管表面积的20％～30％。管壁外包有粗细两层滤网，为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用小塑料管或铁丝绕成螺旋状隔开，并在滤网外再围一层粗铁丝保护层。滤管上端与井点管相连，下端有铸铁头，便于沉入土中。1－钢管；2－管壁小孔；3－缠绕的塑料管；4－细网；5－粗滤网；6－粗铁丝保护网；7－井点管；8－铸铁头

弯连管──胶皮管、塑料透明管或钢管制成，直径38～51mm。为便于检修井点，每个弯连管均应装设阀门。

总管──集水总管一般用100～127mm的钢管连接而成，作为成套设备，每节长度4m，每隔0.8～1.2m有一个接头可连接到井点管。

抽水设备：主要有真空泵，射流泵等。因此分为真空泵轻型井点和射流泵轻型井点。可根据不同的土壤渗透系数的大小来进行选择。一套抽水设备的负荷长度约100～120m。

井点管──与滤管钢管直径相同的钢管，长度5～7m，上端用弯连管与总管连接。井点管距基坑壁0.7～1.0m，以防局部发生漏气。井点管间距应大于15倍井点管直径，并符合总管接头的间距（0.8m、1.2m、1.6m等）2）高程布置井点管的埋置深度： H≥H1＋h＋iL轻型井点管的降水深度在考虑设备水头损失后，不超过6m

当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。3.轻型井点的计算☆井点的类型：有无压力承压井（有压）无压井（无压）是否达到不透水层完整井（达到）非完整井（不到）承压完整井无压非完整井承压非完整井无压完整井计算内容：涌水量、井点管数量、井点管间距

1）井点系统涌水量计算无压完整井：无压不完整井：有效深度H0，当H0＞H时，仍取H；S`—井点管处水位降低值（S+iL）承压完整井：H—含水层厚度；S—水位降低值；x0—环状井点的假想半径；A—环状井点包围的面积2）井点管数量与井距的确定

井点管数量：

式中：q——单根井点管最大出水量

井距：井点间距D不能太大，抽水压力小，出水不大；不能太小，彼此干扰。一般取值为0.8、1.2、1.6、1.6、2.0m。

5、抽水设备的选择：要求水泵的抽水能力大于井点管系统的(用水量)，通常一套抽水设备配两台离心泵，可轮换备用。6、井点管的安装埋设：采用水冲法，分为冲孔和埋管两个过程。

7、轻型井点的使用：连续抽水，直至基础施工完成并回填。喷射井点降水（喷水井点和喷气井点）构件：喷射井点的主要工作部件是喷射井管内管底端的扬水装置—喷嘴和混合室工作原理：当喷射井作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水，喷嘴喷出，在喷嘴处由于过水断面突然收缩变小，使工作水流具有极高的流速(30～60m/s)，在喷口附近造成负压(形成真空)，因而将地下水经滤管吸人，吸入的地下水在混合室水流压力相对增大，把地下水连同工作水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，由此再用排水泵排出。布置要求：采用喷射井点时，当基坑宽度小于10m可单排布置;大于10m则双排布置。当基坑面积较大时，宜环形布置。井点间距一般为2～3m。埋设时冲孔直径约400～600mm，深度应大于滤管底lm以上。工作水要求：工作水要干净，不得含泥砂和其他杂物，尤其在工作初期更应注意工作水的干净，因为此时抽出的地下水可能较浑浊，如不经过很好的沉淀即用作工作水，会使喷嘴、混合室等部位很快的磨损。如果扬水装置已磨损。在使用前应及时更换。为防止产生工作水反灌现象.在滤管下端最好增设逆止球阀。电渗井点降水工作原理：是在降水井点管的内侧打人金属棒(钢筋、钢管，连以导线。以井点管为阴级金属棒为阳极，通入直流电后，土颗粒自阴极向阳极移动，称电泳现象，使土体固结;地下水自阳极向阴极移动，称电渗现象，使软土地基易于排水。它用于渗透系数小于0.1m/d的土层。电渗井点是以轻型井点管或喷射井点管作阴极，Φ20～Φ25的钢筋或Φ50～Φ75的钢管为阳极，埋设在井点管内侧，与阴极并列或交错排列。当用轻型井点时，两者的距离为0.8～1.0m;当用喷射并点则为1.2～1.5m。阳极入土深度应比井点管深500mm，露出地面200～400mm。阴、阳极数量相等，分别用电线联成通路，接到直流发电机或直流电焊机的相应电级上。工作要求：电渗井点降水的工作电压不宜大于60V。土中通电的电流密度宜为0.5～1.2A/m2，为避免大部分电流从土表面通过，降低电渗效果，通电前应清除阴阳极间地面上的导电物，使地面保持干燥，如涂一层沥青则绝缘效果更好。通电时，为消除由于电解作用产生的气体积聚在电极附近，使土体电阻增大，加大电能消耗，宜采用间隔通电法，即每通24h，停电2～3h。在降水过程中，应量测和记录电压、电流密度、耗电量及水位变化。管井井点降水

管井井点就是沿开挖的基坑，每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵(潜水泵、离心泵)进行抽水，降低地下水位。用此法可降低地下水位5～10m，适用于渗透系数较大（土的渗透系数K＝20～200m/d）地下水量大的土层中。深井泵降水

每一个深井泵由井管和滤管组成，单独配备一台电动机和一台真空泵，开动后达到一定的真空度，则可达到深层降水的目的，在渗透系数较小的淤泥质勃土中亦能降水。这种真空深井泵的吸水口真空度可达0.05～0.095MPa；最大吸水作用半径15m左右；降水深度可达8～18m(井管长度可变);钻孔直径Ф850～Ф

1000;电动机功率7.5kW;最大出水量30L/min。安装这种真空深井泵时，钻孔设备应用清水作水源冲钻孔，钻孔深度比埋管深度大1m。成孔后应在2h内及时清孔和沉管，清孔的标准是使泥浆达到1:1.1～1:1.I5。沉管时应使溢水箱的溢出口高于基坑排水沟系统人水口200mm以_L，以便排水。滤水介质用中粗砂与Ф

10一Ф

15的细石，先灌人2m高(一般孔深lm用量1t)的细石，然后灌中粗砂。砂灌入后立即安装真空泵和电动机，随即通电预抽水，直至抽出清水为止。这种深井泵应由专用电箱供电。这种真空深井泵在软土中，每台泵的降水服务范围约200m2降水对周围建筑的影响及防止措施1、影响情况：

a、会产生较大的地面沉降；b、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。2、防止措施：（1）采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施（2）适当调整井点管的埋置深度（3）采用井点降水与回灌相结合的技术。（4）采用注浆固土技术防止水土流失。流砂产生及防治1、现象：当基坑（槽）挖土至地下水水位以下时，而土质又是细砂或粉砂，有采用集水井法降水，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地下水一起流动涌入基坑，这种现象称为流砂现象。2、原因：当基坑底挖至地下水位以下时，坑底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边发生流砂现象。

3、危害：发生流砂现象时，土完全丧失承载能力，使施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌等。总之，流砂现象对土方施工和附近建筑物有很大危害。4、易产生流砂的土a、土的颗粒组成中，黏粒含量小于10%，粉粒（颗粒为0.005-0.05mm）含量大于75%b、颗粒级配中，土的不均匀系数小于5；c、土的天然孔隙比大于0。75；d、土的天然含水量大于30%5、防治措施：

a、抢挖法b、打板桩法c、水下挖土法d、人工降低地下水位e、地下连续墙法。管涌现象：管涌：处于不透水层内的基坑底覆盖土层厚度的重量小于承压水的托举力时，基坑底被冲溃而发生的冒砂现象。基坑排降水学习目标理解降水方式1掌握集水井降水法2理解井点降水法3Part2轻型井点降水法

人工降水法（井点降水法）在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工完毕为止。

（二）人工降低地下水位(动画)

★适用情况：在基坑开挖深度较大，地下水位较高，土质不好，不宜用明沟排水系统进行排降水时，采用井点降水法可以使问题得到解决。

★优势特点：井点降水可使基坑施工深度范围内的土层条件改善，为施工过程创造条件，有效避免基坑涌水、塌方、管涌、基坑隆起、流沙等现象。

★简单描述：井点降水，就是在就开挖前，在基坑周围埋设一定数量的降水井，在井中不断抽出地下水，使基坑范围的地下水位下降到基坑底以下，从而消除上述不利工程现象，同时，还能使地基土层因土颗粒自重压缩而更加密实，增加地基土的承载能力。井点降水一般要到基础工程完成以后才能结束。

★不良影响：井点降水使地下水位降低范围较大，可能产生因降水使邻近建筑物产生过多沉降，特别是不均匀沉降，造成建筑物因地基变形而开裂、倒塌等损害。★各种井点的适用范围★井点降水的分类：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等轻型井点类喷射井点一般轻型井点电渗井点管井井点类管井井点深井泵井点井点类型土层渗透系数（m/d）降低水位深度（m）一级轻型井点0.1～803～6二级轻型井点0.1～806～9电渗井点<0.15～6管井井点20～2006～10喷射井点0.1～508～20深井泵10～80>15各种井点的适用范围

人工降水法有：轻型井点(动画)、喷射井点、电渗井点、管井井点及渗井井点等。其中，轻型井点应用广泛。轻型井点1.轻型井点的主要设备（1）管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。（2）抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。1)平面布置

当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度。基坑（槽）大于6m或土质不良的情况可以采用双排布置。

如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。（1）一般轻型井点的设备由管路系统和抽水设备组成。

管路系统：滤管、井点管、弯联管和排水总管

滤管──滤管是进水设备(见下页图)，滤管用38或51mm钢管制成，长度一般为1.0～1.5m。滤管壁上钻有直径12～18mm的呈梅花型布置的滤孔，滤孔面积占滤管表面积的20％～30％。管壁外包有粗细两层滤网，为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用小塑料管或铁丝绕成螺旋状隔开，并在滤网外再围一