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1、基坑降排水,基 础 工 程 施 工,1.1井点降水法,基坑降排水,1.2集水坑降水法,1.1井点降水,井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降到坑底以下；在基坑开挖过程中仍不断抽水，使所挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止流砂发生。,井点降水法有轻型井点、喷射井点、管 井井点、深井井点及电渗井点等，可根据土 的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及 设备条件综合选用。各井点降水法的适用范围见表11。,表1-1 各种井点的适用范围,轻型井点降水,轻型井点降水,1.1.1轻型井点降水概述,轻型井点法就是沿基坑的四周将许多直径较细的井点管
2、埋入地下蓄水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，可将原有地下水位降至坑底以下，如图139所示。,1.1.1.1轻型井点设备组成,1. 轻型井点的设备组成,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,滤管是井点设备的一个重要部分。滤管的直径宜为3850 mm，长度为1.01.5m，管壁上钻有直径为1319 mm的按梅花状排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面积的2025%。滤管外包两层滤网（图113），内层细滤网一采用每厘米3080眼的铜丝布或尼龙丝布，外层粗滤网采用每厘米510眼的塑料纱布。,为使水流畅通，避免
3、滤孔淤塞影响水流进入滤管，在管壁与滤网间用小塑料管（或铁丝）绕成螺旋形将二者隔开。滤网的外面用带孔的薄铁管或粗铁丝网保护。滤管的上端与井点管连接，下端为一铸铁头。,井点管宜采用直径为3850 mm的钢管，其长度为57m，可整根或分节组成。井点管的上端用弯联管与总管相连。,井点管,弯联管宜用透明塑料管（能随时看到井点管的工作情况）或橡胶软管。,弯联管,总管宜采用直径为100127 mm的钢管，每节长度为4m，其上每隔0.8m或1.2m设计有下个与井点管连接的短接头。,总管,1.1.1.2 轻型井点布置,轻型井点布置根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等确定。井点布置得是否恰
4、当，对井点使用效果影响较大。,单排布置 当基坑或沟槽宽度小于6m且降水深度不超过5m时，一般可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，其两端的延伸长度一般以不小于坑（槽）宽为宜（下图）。,（1）平面布置,双排布置 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（见下图）；有时为了施工需要，也可留出一段（地下水流下游方向）不封闭。井点管距离基坑壁一般不宜小于0.71.0m，以防局部发生漏气。井点管间距应根据土质、降水深度、工程性质等按计算或经验确定，一般采用0.81.6m，靠近河流处与总管四角部位，井点应适当加密。,环形布置,（2）高程布置,轻型井点的降水深
5、度，一般以不超过6m为宜。井点管的埋置深度H（不包括滤管）可按下式计算：式中：H1总管平台面至基坑底面的距离，m； h基坑底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.51.0m； i水力坡度，根据实测：环形井点为1/10，双排线状井点为1/7，单排线状井点为1/4； L井点管至基坑中心的水平距离，m。, 根据上式算出的H值+井点外露长度（200mm)，如大于降水深度6m，则应降低总管平台面标高以适应降水深度要求。 当一层轻型井点达不到降水深度要求时，可根据土质情况，先用其他方法降水（如集水坑降水），然后将总管安装在原有地下水位线以下，以增加降水深度；或采用二层轻型井点，即挖去第一层井点所疏干的土
6、，然后再在底部装设第二层井点。,3. 轻型井点计算,（1）井点系统涌水量计算 （2）确定井点管数量与井距 （3）抽水设备的选择 （4）井点管的埋设与使用 （5）实例,（1）井点系统涌水量计算,井点系统所需井点的数量，是根据其涌水量来确定的；而井点系统的涌水量，则是按水井理论进行计算。,水井分类,根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时，称为无压井；布置在承压含水层中时，称为承压井。 当水井底部达到不透水层时称完整井；否则，称为非完整井。水井的类型不同，其涌水量计算的方法亦不相同（见图135、图136）。,a)无压完整井 b)无压非完整井 图1-35 水
7、井种类,c)承压完整井 b)承压非完整井 图1-36 水井种类,无压完整井的环状井点系统涌水量计算,式中:Q井点系统的涌水量（m3/d）；土壤的渗透系数（m/d） 最好通过现场扬水试验确定，也可查表；H含水层厚度（m）； R抽水影响半径（m）；S不利点的水位降落值（m）；X0环状井点系统的假想圆半径(m),F环状井点系统所包围的面积。,在实际工程中往往会遇到无压不完整井的井点系统，这时地下水不仅从井的侧面流入，还从井底渗入，因此涌水量要比完整井大。为了简化计算，仍可采用上式，仅将式中H换成有效深度H0；H0可查下表1-2，当算得的H0大于实际含水层的厚度H时，则仍取H值。,无压非完整井的环状井
8、点系统涌水量计算,表1-2 有效带的深度H0值,注：1.S为井点管中水位降落值； 为滤管长度；2.当计算的S/(S+ )处于两档之间时，可采用插值法计算。,（2）井点管数量与井距的确定,确定井管数量先要确定单根井管的出水量。 单根井管的最大出水量为式中：q单根井管的最大出水量（m3/d）；d滤管直径（m）；L滤管长度（m）；渗透系数（m/d）。,井点最少数量由下式确定：井点管最大间距为：式中： L1总管长度（m）；1.1考虑井点堵塞等因素的井点管备用系数。 求出的管距应大于1.5d，小于2m，并应与总管接头的间距（0.8m或1.2m）相吻合（并由此反求n）。,（3）抽水设备的选择,常用的真空泵
9、有干式（往复式）真空泵和湿式（旋转式）真空泵两种。 干式真空泵由于其排气量大，所以在轻型井点中采用较多，但要采取措施，以防水分渗入真空泵。 湿式真空泵具有重量轻、振动小、容许水分渗入等优点，但排气量小，宜在粉砂和粘性土中使用。,抽水设备一般都已固定型号，如真空泵有W5、W6型。真空泵在抽水过程中所需的最低真空度hk，可由降水深度及各项水头损失计算得到。hk=10（h+h）（KPa） 式中:h降水深度（m），近似取集水总管至滤管的深度；h水头损失值（m），包括进人滤管的水头损失、管路阻力及漏气损失等，近似取11.5m。,水泵一般也配套固定型号，但使用时还应验算一下水泵的流量是否大于井点系统的涌水
10、量（应增大1020），即水泵流量Q11.1Q。水泵的扬程是否能克服集水箱中的真空吸力，以免抽不出水。,（4）井点管的埋设与使用,轻型井点的安装程序是按照设计计算的布置方案，先排放总管，在总管旁靠近基坑一侧开挖排水沟，再埋设井点管，然后用弯联管把井点总管联接，最后安装抽水设备。 井水管的埋设可以利用冲水管冲孔，或钻孔后再将井点管沉放；也可以带套管的水冲法及振动水冲法下沉。,井点管的埋设,井点管的埋设,井点降水,井点降水排水,井点降水,轻型井点安装完毕后，需进行试抽，以便检查抽水设备运转是否正常，管路有无漏气。 轻型井点使用时，一般应连续抽水，（特别是开始阶段）。 抽水过程中，应调节离心泵的出水量
11、，使抽吸排水保持均匀，达到细水长流。正常的出水规律是“先大后小，先混后清”。真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺度，必须经常观察检查。,在抽水过程中，还应检查有无堵塞“死井”（工作正常的井管，用手触摸时，应有冬暖夏凉的感觉，或从弯联管上的透明阀门）观察，如死井太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水冲洗或拔出重埋。 为观察地下水位的变化，可在影响半径内设观察孔。,轻型井点降水 - 施工特点： 1、机具设备简单、易于操作、便于管理。 2、可减少基坑开挖边坡坡率，降低基坑开挖土方量。 3、开挖好的基坑施工环境好，各项工序施工方便，大大提高了基坑施工工序。 4、开挖好的基坑内无水，相应的提高了基
12、底的承载力。 5、在软土路基，地下水较为丰富的地段应用，有明显的施工效果。,1.2集水坑降水法,集水坑降水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水坑，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑中，然后用水泵抽水,抽出的水应及时引开，防止倒流。,1.2.1 集水坑设置,集水坑应设置在基础范围以外，地下水流的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力，应每隔2040m设置一个集水坑。集水坑的直径或宽度一般为0.70.8m，深度随着挖土的加深而加深，要保持低于挖土面0.81.0m，井壁可用竹、木等简易加固。当基坑挖至设计标高后，井底应保持低于坑底12m，并铺设0.3m碎石滤水层，以免在抽水时间较
13、长时将泥砂抽出，同时防止井底的土被搅动。,采用集水坑降水时，应根据现场土质条件保持开挖边坡的稳定。边坡坡面上如有局部渗出地下水时，应在渗水处设置过滤层，防止土粒流失，并设置排水沟，将水引出坡面。,1.2.2 水泵选用,建筑工程中用于排水的水泵主要有离心泵、潜水泵和软轴水泵等。,（1）离心泵,水泵主要性能指标包括 流量、总扬程、吸水扬 程和功率等。,表13 常用离心泵性能,注：2B19表示进水口直径为2英寸，总扬程为19m（最佳工作时）的单级离心泵。B型是BA的改进型，性能基本相同。,（2）潜水泵,潜水泵由立式水泵和电动机组合而成，水泵装在电动机上端，叶轮可制成离心式或螺旋桨式，电动机设有密封装
14、置。潜水泵工作时是全浸入水中。使用潜水泵时，为了防止电机烧坏，不得脱水运转或陷入泥中；也不得排灌含泥量较高的水或泥浆水，以免泵叶轮被杂物堵塞。,集水坑降水法由于设备简单和降水方便，采用较为普遍，宜用于粗粒土层（因为土粒不致被水流带走）和渗水量小的粘性土。当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒，发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底凸起、给施工造成困难，此时应采用井点降水法。,1.2.3 流砂及其防治,当基坑挖到地下水位以下，又采用坑内抽水时，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地下水一起涌进基坑内，这种现象称为流砂。,根据水在土中渗流的分析和实践经验可知，流砂的产生与动水压力的大小和方向有关，因此在基坑开挖过程中，防治流砂的途径有三种：一是减小或平衡动水压力；二是设法使动水压力方向向下；三是截断地下水流。,防治流砂有如下具体措施：,（1）枯水期施工 （2）抛大石块法 （3）水下挖土法 （4）打钢板桩法 （5）人工降低地下水位法 （6）地下连续墙,排水沟设置,THE END,基 础 工 程 施 工,
