5.土方与基坑工程(五)-土方工程施工排水与降水

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1、四、土方工程施工排水与降水对于大型基坑，由于土方量大，有时会遇上雨季，或遇有地下水，特别是流砂，施工较复杂，因此事先应拟定施工方案，着重解决基坑排水与降水等问题，同时要注意防止边坡塌方。（一）、基坑排水开挖底面低于地下水位的基坑时，地下水会不断渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。如果流入坑内的水不及时排走，不但使施工条件恶化，而且更严重的是土被水泡软后，会造成边坡塌方和坑底土的承载能力下降。因此，在基坑开挖前和开挖时，做好排水工作，保持土体干燥是十分重要的。基坑排水方法，可分为明排水法和人工降低地下水位法两类。1．明排水法明排水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水

2、井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水流入集水井中，然后用水泵抽走。抽出的水应予引开，以防倒流。雨季施工时应在基坑四周或水的上游，开挖截水沟或修筑土堤，以防地面水流入坑内。集水井应设置在基础范围以外、地下水走向的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔20～40m设置一个。集水井的直径或宽度，一般为0.6～0.8m。集水井井底深度随着挖土的加深而加深，要经常低于挖土面0.7～1.0m。井壁可用竹、木等简易加固。当基坑挖至设计标高后，井底铺设碎石滤水层，以免在抽水时间较长时将泥砂抽出，并防止井底的土被搅动。2、人工降低地下水位降低地下水位，就是在基坑开

3、挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，同时在基坑开挖过程中仍不断抽水。这样，可使所挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止流砂发生，改善了工作条件，同时土内水分排除后，边坡可改陡，以减小挖土量。人工降低地下水位方法有：轻型井点、喷射井点、管井井点、深井泵以及电渗井点等，可根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等，其中以轻型井点采用较广，下面重点阐述轻型井点降水方法。五、井点降水法1、井点降水原理井点降水就是在基坑开挖前，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，不

4、断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。2、井点降水的作用1）防止地下水涌入坑内（图a）；2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b）；3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌（图c）；4）降水后，使板桩减少了横向荷载（图d）；5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象（图e）；6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。a)防止涌水b)稳定边坡c)防止管涌d)减少横向荷载e)防止流砂3、井点降水的方法降低地下水位的方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。可根据降水深度、土层渗透系数、技术设备条件等合理选用。3

5、.1轻型井点的设备轻型井点由管路系统和抽水设备两部分组成。1）、管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。滤管为进水设备，通常采用长1.0~1.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为12~19mm的滤孔。骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面在绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。井点管为直径38mm和51mm、长5~7m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管为直径100~127mm的无缝钢管，每段长4m，其上端有井点管联

6、结的短接头，间距0.8m或1.2m。2）、抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱）等组成，一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度）为100~120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大负荷长度分别为100m和120m。 3.2轻型井点的布置1）、井点系统布置应根据水文地质资料、工程要求和设备条件等确定。一般要求掌握的水文地质资料有：地下水含水层厚度、承压或非承压水及地下水变化情况、土质、土的渗透系数、不透水层的位置等。要求了解的工程性质主要有：基坑（槽）形状、大小及深度，此外尚应了解设备条件，如井管长度、泵的抽吸能力等。2)、平面布置根据基坑（槽）形状，轻

7、型井点可采用单排布置（图a）、双排布置（图b）、环形布置（图c），当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置（图d）。单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度。双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。环形布置适用于大面积基坑，如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。3）轻型井点的设计与计算①基坑涌水量计算根据井底是否达到不透水层，可将水井分为无压完整井和无压非完整井。•无压完整井：井底达到不透水层。•无压非完整井：井底未达到