基坑降水施工（上传）讲解

在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。

如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。

另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。

因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥。基坑降水施工基坑降水原因：

为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明沟排水法和井点降水法。

明沟排水法(集水井降水法)明沟排水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的方法。施工方法是，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(见图1.16)。明沟排水法适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。集水井降水法一般适用于降水深度较小于5米且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。一、集水坑降水

流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。

流砂现象流砂的防治

流砂现象及其危害

1、流砂现象：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，这种现象称为流砂现象。

2、流砂现象的危害：土失去承载力，引起塌方，土边挖边冒，难以施工。产生流砂的原因原因：内因和外因

1、内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均产生流砂现象。流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中。2、外因：动水压力防治流砂的方法

1、原则：一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。

2、方法：

1）枯水期施工,使最高地下水位不高于坑底0.5m；

2）打板桩

3）人工降低地下水位

4）地下连续墙法5）…………

井点降水：基坑开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。

井点降水有两类：一类为轻型井点(包括电渗井点与喷射井点)；另一类为管井点(深井泵)。对不同的土质应采用不同的降水形式，表1.6为常用的降水形式。井点降水法

井点类别土的渗透性(m/d)降水深度(m)轻型井点一级轻型井点0.1~503~6多级轻型井点0.1~50视井点级数而定喷射井点0.1~508~20电渗井点<0.1视选用的井点而定管井类管井井点20~2003~5深井井点10~250>15

各种井点的适用范围(1)轻型井点

轻型井点(图1.17)就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中；降低水位深度：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～9m。

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（图1.21）。

轻型井点降水系统轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管（见下图）。井点降水

1、定义：井点降水：在基坑开挖前，预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，使地下水位降低到坑底以下。

2、作用：

1）防止地下水涌入坑内；

2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方；

3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了管涌；

4）降水后，降低了深基坑围护结构的水平荷载；

5）消除了地下水的的渗流，也防止了流砂现象；

6）降低地下水位后，还使土体固结，增加地基土的承载力。3、适用范围：

1）土壤的渗透系数K=0.1～50m/d的土层中；

2）降水深度一般为：单级轻型点为3-6m；多级轻型点为6～12m。

4、轻型井点：1）轻型井点设备设备主要有：井点管（下端为滤管）、集水总管、弯联管及抽水设备井点管：直径38～55㎜的钢管，长6～9m，下端配有滤管和一个锥形铸铁塞头，其构造如图1-19所示。滤管长1.0～1.5m，管壁上钻有12～18㎜成梅花形排列的滤孔；管壁外包两层滤网，内层为30～50孔/cm2的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网，外层为3～10孔/cm2粗滤网，以防泥砂进入井点管。集水总管：直径75～100㎜的钢管分节连接，每节长4m，其上装有与井点管联接的短接头，间距为0.8～1.6m。总管应有2.5‰～5‰坡向泵房的坡度。总管与井点管用900弯头或塑料管连接。抽水设备：真空泵设备轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。

滤管(图1.18)为进水设备，其构造是否合理对抽水设备影响很大。抽水设备选择一般多采用真空泵井点抽水设备，型号为V5、V6型其中V5型总管长度≤100m，井点管数量为80根；V6型总管长度≤120m，井点管数量为100根。

5轻型井点的安装轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。

准备工作包括井点设备、动力、水泵及必要材料准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以及防止附近建筑沉降的措施等。埋设井点系统的顺序：根据降水方案放线、挖管沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设备、试抽。

井点管的埋设一般用水冲法施工，分为冲孔(图1.22(a))和埋管(图1.22(b))两个过程。6.井点管的埋设与使用安装程序：按设计布置方案，先排放总管，然后再用弯联管把井点管与总管连接，最后安装抽水设备。井点管的埋设：用冲水管冲孔，或钻孔，孔径一般为300㎜，以保证井管四周有一定厚度的砂滤层，冲孔深度宜比滤管底深0.5m，冲孔孔径上下一致，砂滤层宜用粗砂，以免堵塞管的网眼。砂滤层灌好后，距地面0.5～1.0m深度内，应用粘土封口捣实，防止漏气。井点管埋设完毕后，即可接通总管和抽水设备进行试抽水，检查无漏气、漏水现象，出水是否正常。轻型井点使用时，应保证连续不断抽水，若时抽时停，漏网易于堵塞；中途停抽，地下水回升，也会引起边坡塌方等事故。正常的出水规律为“先大后小，先浑后清”。

井点降水时，尚应对附近的建筑物进行沉降观测。

7.轻型井点使用

轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。

井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查。

地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。

井点管的埋设与使用安装程序：按设计布置方案，先排放总管，然后再用弯联管把井点管与总管连接，最后安装抽水设备。井点管的埋设：用冲水管冲孔，或钻孔，孔径一般为300㎜，以保证井管四周有一定厚度的砂滤层，冲孔深度宜比滤管底深0.5m，冲孔孔径上下一致，砂滤层宜用粗砂，以免堵塞管的网眼。砂滤层灌好后，距地面0.5～1.0m深度内，应用粘土封口捣实，防止漏气。井点管埋设完毕后，即可接通总管和抽水设备进行试抽水，检查无漏气、漏水现象，出水是否正常。轻型井点使用时，应保证连续不断抽水，若时抽时停，漏网易于堵塞；中途停抽，地下水回升，也会引起边坡塌方等事故。正常的出水规律为“先大后小，先浑后清”。

井点降水时，尚应对附近的建筑物进行沉降观测。

轻型井点设计

轻型井点设计包括：⑴井点系统的平面布置⑵井点系统的高程布置⑶涌水量计算⑷确定井点管的数量

根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。

井点系统的平面布置当基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，一般可用单排井点，布置在地下水的上游一侧，其两端延伸长度一般不小于该坑（槽）的宽度为宜；如基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点。当基坑面积较大时，宜采用环形井点。为便于挖土机械和运土车辆出入基坑，环形井点也可以地下水的下游保留一段不设井管，而形成不封闭的布置。井管与坑壁距离不宜小于1m，以防止坑壁产生泄漏而影响抽水系统的真空度。井管间距应根据土质、降水深度，工程性质按计算或经验确定，一般为0.8~1.6m。靠近河流处与总管四角部位，井管应适当加密。

(1)轻型井点的平面布置

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(图1.19)。

a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置（d）U形布置

井点的平面布置（2）轻型井点的高程布置在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算(图1.19(b))：式中H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m；

h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～1.0m；

i——水力坡度，环状井点为1/10，单排井点为1/4，双排井点1/7；

L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。

（3）轻型井点的计算井点系统的设计内容：井点系统的布置，井点的数量、间距、井点设备的选择。

①井点系统的涌水量计算井点管的数量，是根据其涌水量来计算的。几个基本概念：无压井：当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时。承压井：布置在承压含水层中时。完整井：当水井底部达到不透水层时。非完整井：当水井底部未达到不透水层时。均质含水层无压水完整井基坑涌水量计算A、无压完整井的环状井点系统，涌水量计算公式：

式中：井点系统的涌水量（m3/d）；土的渗透系数（m/d）；含水层厚度（m）；基坑降水深度（m）；抽水影响半径（m）；环状井点系统的假想圆半径（m）-基坑等效半径。的数值确定：

式中：F---环状井点系统包围的面积（m2）式中：S---基坑水位降低值（m）。均质含水层承压水完整井涌水量计算简图式中M——承压含水层厚度。均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算

均质含水层无压非完整井基坑涌水量计算均质含水层无压非完整井基坑涌水量计算

（4）确定井管数量及间距单根井管的出水量：

式中