任务四基坑施工排水与降低地下水位

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1、任务四基坑施工排水与降低地下水位在开挖基坑、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。雨期施工时，地面水也会流入坑内。为了保证施工的正常运行，防止边坡塌方和地基承载能力的下降，必须做好基坑降水工作。降水方法分明排水法和人工降低地下水位法两类。（一）明沟排水法施工方法：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(见下图)设置排水沟及集水井的要求：基坑四周的排水沟与集水井设置在基础范围外。排水沟要有一定的坡度，集水井根

2、据地下水量、基坑平面形状及水泵能力隔20～40m设置一个。集水井直径或宽度一般为0.7～0.8m，深度随挖土加深始终低于挖土面0.8～1.0m，井壁用竹、木等简易加固。基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1～2m，并铺设0.3m碎石滤水层。明沟排水法的适用范围：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。流砂的定义：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，

3、这种现象称为流砂。流砂产生的原因流砂现象产生的原因流砂现象的产生是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。动水压力GD的大小与水力坡度成正比，即水位差愈大，渗透路径L愈短，则GD愈大。当动水压力大于土的浮重度时，土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往往会随渗流的水一起流动，涌入基坑内，形成流砂。流砂的危害使土丧失承载能力，恶化施工条件，难以达到开挖设计深度，造成边坡塌方及附近建筑物下沉、倾斜、倒塌等。易产生流砂的土：主要是细砂、粉砂及粉土流砂的防治方法出现流砂的重要条件是动水压力的大小、方向。防治流砂的原则是“治流砂必治水”。主要途径是消除、减少、平衡

4、动水压力。主要措施：抢挖法：分段抢挖，使挖土速度超过冒砂速度，挖到标高以石块平衡动水压力，解决轻微流砂现象。打板桩法：将板桩打入坑底下面一定深度，增加了地下水的渗流长度，减小了动水压力。水下挖土法：使坑内水压力与地下水压力平衡，消除动水压力。人工降低地下水位：轻型井点降水，消除动水压力。可靠，应用广。地下连续墙法：在基坑的周围浇筑一道混凝土或钢筋混凝土墙。其他方法：土壤冻结法，尽可能采用桩基或沉井管涌现象当基坑坑底位于不透水层内，而不透水土层下面为承压蓄水层，坑底不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力，基坑底部发生冒涌现象。二、人工降低地下水位

5、人工降低地下水位，就是在基坑开挖前，预先在拟挖基坑的四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中不间断抽水，使地下水位降落在坑底以下，然后开挖基坑、基础施工、槽边回填，最后撤除人工降水装置。这样，可使动水压力方向向下，防止流砂发生（此为人工降低地下水位的主要目的），所挖的土始终保持干燥状态，改善施工条件，并增加土中有效应力，提高土的强度或密实度。因此，人工降低地下水位不仅是一种施工措施工，也是一种地基加固方法。采用人工降低地下水位，可适当改陡边坡以减少挖土数量，但在降水过程中，基坑附近的地基土壤会有一定的沉降，施工时应加以注意。人工降低地下水位

6、的方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵等。各种方法的选用，视土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点、设备及经济技术比较等具体条件参照表1-4选用。轻型井点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Φ150钢管，周身设置与井点管间距相同的Φ40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，如下图示：喷射井点喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水（喷水

7、井点）或压缩空气（喷气井点）形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的缝隙抽出排走。电渗井点管井井点降水类型及适用条件适合条件降水类型渗透系数(cm/s)可能降低的水位深度(m)轻型井点多级轻型井点10-2～10-53～66～12喷射井点10-3～10-68～20电渗井点＜10-6宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5＞10（一）轻型井点降低地下水位1、轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成（如图1-26所示）。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管（如图1-27所示）为进水设备，通常采用长1.0～1.2m，直径38mm或51mm的无缝

8、钢管，管壁钻有直径为12～19m的呈星棋状排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面积的20%～25%。骨架管外面包以两层孔径不同的铜