【基坑工程】降排水设计与施工

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1、第二版《基坑工程手册第22章》初稿按第三次编委会意见修改-2009.8第22章降排水设计与施工22.1概述随着我国经济的持续快速发展，全国各地工程建设如火如荼，呈现出欣欣向荣的景象。在各种工程建设中，特别是地铁、高层、超高层建筑物、越江管线、跨江大桥等建设，涌现出愈来愈多的基坑工程。基坑开挖的安全性成为目前研究的重点，对于城市区域的深、大基坑而言，基坑降排水已成为必不可少的施工措施之一。降水历史已愈百年。起初用竖井；随着工业发展而采用管井，30年代采用双阀自冲式井点，以后又实行配套化，在建造大坝时已采用四层甚至五层轻型井

2、点；50年代，喷射井点加入到降水的行列。轻型井点和管井相配合，用管井作为下卧承压水层的减压降水井，也不乏其例。近年来，由于采用机械化连续挖土，常交叉采用轻型井点、喷射井点和管井。在城市建设过程中，由于场地工程地质与水文地质条件的复杂性以及基坑开挖规模与深度的不断增加，对基坑降排水的要求也越来越高。目前因降排水不当造成的工程事故仍时有发生，这就要求我们对基坑降排水技术不断地进行改进和改革。节约、保护水资源是我国的基本国策之一。在水资源匮乏地区，尤其地下水资源紧缺地区，建设工程中应谨慎采用基坑降排水措施，以避免浪费、破坏宝贵

3、的地下水资源。当经过技术与经济论证，不得不采用基坑降排水措施，设计与施工应遵循“按需抽水”、“抽水量最小化”的原则，以保证在满足建设工程基本需求的前提下，达到节约、保护地下水资源的根本目的。另外，应采取有效措施，对建设工程中抽、排出的地下水加以回收利用，减少地下水资源的浪费。22.1.1降排水的作用与常用方法基坑施工中，为避免产生流砂、管涌、坑底突涌，防止坑壁土体的坍塌，保证施工安全和减少基坑开挖对周围环境的影响，当基坑开挖深度内存在饱和软土层和含水层及坑底以下存在承压含水层时，需要选择合适的方法进行基坑降水与排水。降排

4、水的主要作用为：(1)防止基坑底面与坡面渗水，保证坑底干燥，便于施工。(2)增加边坡和坑底的稳定性，防止边坡或坑底的土层颗粒流失，防止流砂产生。(3)减少被开挖土体含水量，便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业。(4)有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性。对于放坡开挖而言，可提高边坡稳定性。对于支护开挖，可增加被动区土抗力，减少主动区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定性和强度保证，减少支护体系的变形。(5)减少承压水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。目前常用的降排水方法和适用条件，如表22-1所示。常用降排水方法和适用条件

5、表22-1适用范围降水深度渗透系数适用地层降水方法（m）（cm/s）集水明排<5含薄层粉砂的粉质黏土，黏质粉轻型井点<6土，砂质粉土，粉细砂-7-41×10~2×10多级轻型井点6~10喷射井点8~201第二版《基坑工程手册第22章》初稿按第三次编委会意见修改-2009.8-7砂（砾）渗井按下卧导水层性质确定＞5×10-7电渗井点根据选定的井点确定＜1×10黏土，淤泥质黏土，粉质黏土含薄层粉砂的粉质黏土，砂质粉-6管井（深井）＞6＞1×10土，各类砂土，砾砂，卵石22.1.2工程事故案例分析基坑工程中，由于工程降排水不当

6、造成的基坑失稳事故时有发生。从失败的工程事故中吸取经验教训是十分重要的。1.上海某引水工程塌方上海某引水工程，基坑设计开挖深度约9.0m，采用三级放坡开挖措施，要求采用井点降水，以1：1.5(垂直：水平)的坡度开挖并设置两个3.0m宽的平台。由于施工单位来自外地，对上海地质情况不熟悉，且无井点设备，竟以1：1.75的坡度直接下挖(中间不设置挖土平台，不采用井点降水措施，仅在坑内采取明排水措施)。施工现场地表下5.0m处有一粉质黏土层，当时因雨停工，天晴后采用三班制抢工浇筑混凝土，由于在粉质黏土层中的地下水渗出，突然有大半

7、个篮球场面积的土坡从4.0m以上的高度塌下，造成10人埋入土中、3人死亡的惨重塌方事故。上海地区的经验是：在表土层中开挖基坑，地下水位以上可垂直开挖，地下水位以下的边坡坡度可采用1：0.5~1：1.1。当基坑开挖深度小于3.0m，无流砂现象时边坡坡度可采用1：1~1：1.5，如预见流砂现象发生，须采用板桩等基坑围护措施以及采用降排水措施。2.浙江省某自来水厂滤池及综合泵房基坑工程事故2该工程位于钱塘江岸边，基坑面积约5000m，开挖深度约10.5m。1994年初，基坑开挖至深度约7.0m时，坑底发生突水涌砂，无法继续开挖

8、。当时曾先后用水泥、水玻璃和化学注浆等多种方法封堵地下水，耗资甚巨，奈何效果甚微，坑内积水似池塘一般被迫停工。建设场地下伏地层为钱塘江海陆交互相沉积层，地面下0-3m深度内为新吹填砂土；3-12m深度内为砂质粉土、粉砂和细砂，富水；12-18m深度内为砾砂和卵石层，极富水；以下地层依次为淤泥质黏土、粉细砂与砾砂、卵石