浅论基坑排水设计与施工

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1、浅论基坑排水设计与施工摘要：修建与天然河道上的水工建筑物，待上游截流闭气后，首先要排除待开挖基坑表面的积水，在开挖过程中，需经常性保持基坑施工工作面的干燥，这样，施工才能顺利进行。只有采取特殊的施工方法和修建临时排水设施，方能保证基坑工作面免受地下水的影响，其方法主要有集水井法和人工降低地下水位的方法两种，本文就这两种方法加以论述，以指导今后工程施工。关键词：开挖；集水井；排水体；井点1.概述水利枢纽工程上游截流完成后，根据基坑表面有无明水将施工分为两期，前期排除基坑表面积水；后期为基坑施工过程中的排水，又称为“经常性排水”。经常性排水，根据地下水位情况及开挖基坑土质

2、情况，分为集水井法和人工降低地下水位法两种。集水井法应用较为普遍，它是通过布置在开挖基坑四周的排水沟集中水流流入集水井内，再用水泵抽排。人工降低地下水位的方法是在开挖上坡口线以外1.0～1.5m处含水层中布设井点进行抽排水，地下水位预先下降后形成降落漏斗，达到降低地下水位的目的。当基坑土质为弱透水性，地下水量较小，特别是附近无排水系统设施时，多采用集水井法进行地下水的抽排，其优点是施工较为简单，占用设备少，工程造价低；其缺点是采用薄层开挖，遇砂性土质时不宜采用。人工降低地下水位法多用于地下水位较为丰富、开挖边坡易产生流土或管涌的情况，其优点是可采用大型机械进行开挖，每

3、层挖深较大，开挖边坡可以放陡，减少开挖量，其缺点是施工工艺较为复杂，占用设备多，工程造价高。2.初期排水2.1初期排水总量的确定初期排水主要是排除基坑开挖前表面积水，其初期排水总量按下式进行计算：Q＝Ah式中Q—初期排水总量（m3）A—基坑表面积水面积（m2）h—基坑表面平均积水深度（m）2.2初期排水强度的确定初期排水强度按下式进行计算：式中Q1—初期排水强度（m3/s）A—基坑表面积水面积（m2）△h—初期排水基坑表面积水日下降深度（m/d），通常取0.7-1.0m/d3．集水井法降低地下水位设计与施工该方法通常是当基坑开挖到接近地下水位时，先期在基坑中部开挖排水

4、沟，使地下水不断地流入排水沟，在排水沟一端或两端布设临时集水井抽排从排水沟流入的地下水，然后再开挖排水沟两侧土方。如此一层层开挖下去，直至开挖到设计基础高程时，将排水沟移到四周开挖坡角处，排水沟内人工抛填卵石作排水体，为了确保开挖边坡的稳定及排水体不受冲蚀颗粒的影响，通常采用排水体外包裹土工织物加以防护，必要时在排水体中下部安设排水华管，以满足流入排水体内的地下水很快流至基坑以外的积水井中，泵抽排出。开挖基坑四周坡角排水沟（排水体）断面几何尺寸的大小，应根据地下水涌水量及有关渗透系数的大小来确定。一般要求排水沟（排水体）底宽不小于0.5m，深度不小于0.5m，排水沟（

5、排水体）纵向坡度应大于1-5％，且坡向集水井方向。3.1基坑涌水量计算为了计算简化，把基坑四周边坡假定为垂直面，比设想有一个以r0为直径的直井，并假定渗入以r0为直径的直井的井中的流量等于地下水流入基坑的流量。其涌水量可按下式进行计算：式中Q—开挖基坑总涌水量（m3/d）K—渗透系数（m/d）S—集水井井内水面距原地下水出露点垂直距离（m）R—影响半径（m）m0—开挖基坑底部至不透水层顶面的垂直距离（m）R值可按下表3-1选用。表3-1影响半径R取值表土类极细砂细砂中砂粗砂极粗砂小砾石中砾石大砾石粒径（mm）0.05～0.10.1～0.250.25～0.50.5～1.

6、01.0～2.02.0～3.03.0～5.05.0～10.0所占重量比（％）＜70＞70＞50＞50＞50R值（m）25～5050～100100～200200～400400～500500～600600～15001500～3000一般水利枢纽工程上游有围堰，其影响半径应采用开挖基坑中心距上游水边的水平距离。r0—开挖基坑假想半径（m）r0分两种情况计算确定：当基坑为矩形时，式中a、b—矩形基坑长和宽（m）η—系数，按表3-2查得。当基坑为不规则形状时，若a/b＝2～3时，其r0为：r0＝0.565A式中A—为基坑面积（m2）若a/b＞2～3时，其r0为：式中W—为基坑周

7、长（m）表3-2η取值表a/b0.10.20.40.60.81.0η值1.01.121.141.161.181.183.2排水体结构设计与施工一般工程中常采用在排水沟沟内人工抛填卵石，卵石外包裹土工织物及卵石中下部铺设排水化管共同构成排水体结构。3.2.1排水体外包裹土工织物的技术要求排水体外包裹土工织物基本要求：其一是保土性，即在水流的作用下被保护的边坡原状土粒不被水流带走而淤积堵塞排水体；其二是透水性，即地下渗流水必须畅通地通过土工织物进入排水体；其三是防止於堵性，即织物透水孔径不能被水流所夹带的土粒所於塞。根据有关资料介绍，满足以上三个要求的土