軟土環(huán)境下基坑開挖過程中降排水方案選取及施工注意事項

1、摘 要隨著城市建設的快速發(fā)展，高層建筑如不斷增多，基坑深度隨著建筑物的增高而不斷加深。隨著基坑深度的增加，基坑開挖過程遇到的地下水問題越來越多。在基坑施工過程中如果對地下水的處理不當，極易引發(fā)工程事故，尤其是軟土地區(qū)，地下水問題尤為顯著。對于地下水的處理，最經(jīng)濟有效的方法是采用井點降水法降低地下水位，確?；邮┕ぐ踩??；娱_挖過程中的降水施工，可能導致周圍土體不均勻沉降、水平位移、建筑物產(chǎn)生不均勻沉降、傾斜，嚴重時甚至倒塌等問題出現(xiàn)。因此，本文對軟土環(huán)境下基坑開挖過程中的降排水方案展開討論及施工過程中的注意事項展開研究：（1）主要在分析軟土工程特性和軟土基坑分層開挖法、分段開挖法、中心島開挖法

2、和盆式開挖法等開挖方法的基礎上，總結了軟土特性對基坑開挖施工的影響。（2）在分析基坑開挖降水的作用及明溝排水、輕型井點降水、噴射井點降水、管井井點降水、電滲井點降水等常見降水方法的基礎上，闡述了軟土基坑開挖降水方案的設計方法及注意事項，具體包括基坑降水的基本要求、基坑降水方案設計應考慮的因素、基坑降水方法選擇和基坑降水參數(shù)計算。（3）分析了軟土基坑降水施工時容易引發(fā)工程事故的主要原因。在此基礎上，分析了輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水和管井井點降水施工過程中應注意的一些問題。通過以上分析，指明了軟土環(huán)境下基坑開挖過程中降水方案的選取方法及降水施工過程中應注意的具體事項，可對相關工程施工

3、提供指導。第一章 緒論1.1 引言基礎工程是建筑物、尤其是高層建筑物施工質(zhì)量的基本保障，因此，基礎工程施工質(zhì)量一直受到廣大工程建設者的關注。基坑工程是基礎工程施工的關鍵環(huán)節(jié)，也是古老而傳統(tǒng)的研究課題?；娱_挖施工從最初的放坡開挖，到受到周圍環(huán)境要求和空間限制而采用支護措施進行開挖，經(jīng)歷了長期發(fā)展，施工工藝日益成熟。然后，隨著城市建設的快速發(fā)展，高層建筑如不斷增多，基坑深度隨著建筑物的增高而不斷加深。隨著基坑深度的增加，基坑開挖過程遇到的地下水問題越來越多。調(diào)查結果顯示，我國基坑開挖過程中因為支護體系失效或局部失效導致的工程安全事故及環(huán)境問題，占整個工程施工事故的10% 15%，高地下水位的軟土

4、地區(qū)，甚至可以達到20%。此外，基坑支護體系失效引發(fā)的施工中，約 90 %的工程事故與地下水的控制有關?？梢姡诨邮┕み^程中如果對地下水的處理不當，極易引發(fā)工程事故，尤其是軟土地區(qū)，地下水問題尤為顯著，更加值得注意。對于地下水的處理，最經(jīng)濟有效的方法是采用井點降水法降低地下水位，確?；邮┕ぐ踩?。基坑開挖過程中的降水施工，必然導致基坑周圍土體內(nèi)地下水位下降，土體內(nèi)孔隙水減少，應力狀態(tài)產(chǎn)生變化，進而引起土體產(chǎn)生位移。因地下水位下降導致的周圍土體不均勻沉降、水平位移等，可能影響周圍建筑物產(chǎn)生不均勻沉降、傾斜，嚴重時甚至倒塌。尤其地下水位本身很高的軟土地區(qū)，基坑開挖過程中的降、排對施工安全影響更為

5、顯著。因此，有必要對軟土環(huán)境下基坑開挖過程中的降排水方案展開討論及施工過程中的注意事項展開研究。1.2 軟土基坑降水研究現(xiàn)狀陳海明運用在一維豎向滲流的假定下對均質(zhì)土和成層土中基坑開挖降水引起的坑內(nèi)外土中應力變化及周圍地表沉降的計算方法進行了研究，推導了相應的地表沉降等計算公式。安璐以天津站交通樞紐工程為工程背景，對超深基坑分層降水開挖下坑內(nèi)土體力學性狀的變化進行了研究。李紀云以基坑降水的基本理論為基礎，計算了不同水文地質(zhì)條件下基坑總涌水量，單井涌水量，需要的井點數(shù)量，從而實現(xiàn)降水井的分布和設計。李琳以上海世博地下變電站基坑工程為工程依托，分析了工程降水對深基坑性狀及周邊地面沉降的影響。趙雪萍介

6、紹了目前關于地下水問題的處理方法，提出了一種新型安全降水措施，通過試驗驗證了新型安全降水措施對改善基坑外圍地下水位、保護臨近建筑設施安全具有顯著效果。胡欣對地下水滲流問題進行有效研究與分析，提出行了地面沉降控制措施。吳榮良結合實際基坑工程開挖對磚混結構破壞的調(diào)查和處理，研究了鄰近基坑對建筑物的影響。趙明在分析深基坑工程支護方案優(yōu)化選型的原則和依據(jù)的基礎上，闡述了多指標半結構模糊理論的基本原理，并將其應用到泰安國華時代項目中，實現(xiàn)了支護方案的優(yōu)選。魏濤分析了鄰近建筑物樁基礎的存在對于基坑開挖過程中支護結構的土壓力以及變形位移的影響。任東亞針對廣東佛山某軟弱土地基基坑開挖與支護工程，建立了二維有限

7、元模型，研究了影響基坑變形的多種因素。唐翠萍基于三維地下水滲流理論和一維土體固結理論，結合上海地區(qū)某基坑開挖前降水的工程實例，建立了三維地下水滲流和地面沉降的有限元模型，分析了軟土地基基坑開挖降水時引起的周圍地基的沉降。楊勇結合浦鋼搬遷羅徑工程對超深基坑的設計和施工方法進行了探討。王彩繪針對目前深基坑降水設計理論和實踐中有關滲流方面存在的問題進行了較系統(tǒng)的研究。1.3 本文研究內(nèi)容本文研究的主要內(nèi)容包括：（1）軟土工程特性及軟土基坑開挖方法，軟土工程特性對基坑開挖的影響效應研究。（2）軟土基坑開挖降水方案設計研究。（3）軟土基坑降水施工應注意的事項分析。第二章 軟土基坑開挖方法2.1 軟土工程

8、特性在軟土地基中開挖基坑作業(yè)，特別是面積大、深度深的，首先應熟知軟土的特性。在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學作用形成的粘性土，稱軟弱粘性土（簡稱軟土），例如淤泥、淤泥質(zhì)土、其他高壓縮性飽和粘性土等。軟土具有天然含水量高、天然孔隙比大、固結系數(shù)小、固結時間長、觸變性、蠕變性、高壓縮性、低透水性、沉降不均勻等工程性質(zhì)。軟土的觸變性和蠕變性對軟土基坑邊坡的穩(wěn)定有不利影響。基坑開挖工程，實際上就是基坑內(nèi)外土中應力場狀態(tài)發(fā)生變化的過程，坑內(nèi)卸荷，應力釋放，坑外四周開挖面以下的土中應力差增加。位于基坑底部的軟粘土地基，天然強度較低，在較小的荷載作用下，土體就會屈服，產(chǎn)生塑性剪切變形，從而使地基沉降量

9、增大。地質(zhì)資料分析表明，假如地基的穩(wěn)定系數(shù)很小，則由地基塑性變形引起的沉降將會很大，按常規(guī)沉降計算公式無法預估。坑底軟土的流變性和觸變性易使變形過大而引起坑壁的中下部出現(xiàn)破壞，軟土的均勻性必然引起不均勻沉降，導致支護結構傾斜。同時施工震動會使土質(zhì)變差，易產(chǎn)生側(cè)向滑動、沉降及基底變形等現(xiàn)象，造成周圍建筑物的沉降與傾斜?；娱_挖過程是基坑開挖面卸荷的過程，由于卸荷而引起坑底土體產(chǎn)生向上為主的位移，同時也引起圍護結構在兩側(cè)壓力差的作用下而產(chǎn)生水平位移，因此產(chǎn)生基坑四周地層移動。特別是在軟土工程中，原狀土受到震動后，會很快變成稀釋狀態(tài)，大大增加了開挖的難度。2.2 軟土基坑開挖方法基坑土方開挖方式應重

10、視時空效應問題，要根據(jù)基坑面積大小、圍護結構型式、開挖深度和工程環(huán)境條件等因素而定，大體有四種可供選擇：分層開挖、分段開挖、中心島開挖、盆式開挖。2.2.1 分層開挖分層開挖法在我國比較廣泛采用，主要特點是適用于軟弱地基，土方回填量少，支護結構形式可多樣化，可有效控制支護結構變形，拆換支撐結構過程復雜。分層開挖法適合地層軟弱、周圍環(huán)境復雜、環(huán)境保護要求高的軟土深基坑開挖。開挖順序視工作面和土質(zhì)情況，可從基坑的某一邊向另一邊平行開挖，也可以從基坑的兩頭對稱開挖，也可以從基坑中間向兩邊平行對稱開挖，也可以交替進行。最后一層土開挖后，應立即澆灌混凝土墊層，避免基底土暴露時間過長。2.2.2 分段開挖

11、分段分塊開挖是基坑開挖中常見的一種挖土方式。主要適用于基坑周圍環(huán)境復雜、土質(zhì)差或基坑開挖深淺不一，或基坑平面不規(guī)則的、為了加快支撐的形成、減少時效影響，都可以采用此法。分段的大小、開挖順序也是要根據(jù)場地工作面條件、地下室平面等條件來決定。2.2.3 中心島開挖中心島開挖法是首先在基坑中心開挖，而周圍一定范圍內(nèi)的土暫時不開挖，視土質(zhì)情況進行放坡，或做臨時性支護擋土，等中間部分的混凝土墊層或者地下結構物施工完成之后，再用支撐在四周圍護結構與中間結構之間對撐，然后進行四周土的開挖。2.2.4 盆式開挖在某些情況下，視土質(zhì)情況，采取與中心島開挖法施工順序相反的做法，稱盆式開挖法，先開挖兩側(cè)或四周的土方

12、，并進行周邊支撐和結構的施工，然后開挖中間殘留的土方，再進行地下結構物的施工。2.3軟土特性對基坑開挖的影響眾所周知，土體是蠕變體，特別是軟粘土，具有較強的蠕變性，它的土壓力隨著時間變大，必將會使土體強度降低。使土坡穩(wěn)定性變小，大大增加了開挖的難度。要選擇合適的支護形式、控制開挖深度。在深基坑施工中，常遇到水位較高的情況，為改善挖土操作條件，減少對圍護體的側(cè)壓力，提高基坑施工的安全度，往往對坑內(nèi)外采取降水。但在降水過程中，由于含水層內(nèi)的地下水位降低，土層內(nèi)液壓降低，使土體粒間應力增加，從而導致地面沉降，嚴重時地面沉降會造成相鄰建筑物的傾斜及破壞。一般降水深在基坑開挖面以下0.5 1m。2.4本

13、章小結本章主要介紹了軟土的工程特性和軟土基坑開挖的幾種方法：分層開挖法、分段開挖法、中心島開挖法和盆式開挖法。在此基礎上，介紹了軟土特性對基坑開挖的影響。第三章 軟土基坑降水方案設計3.1 基坑降水方法概述3.1.1 基坑降水的作用在基坑開挖過程中，采取降低地下水位的作用有：（1）防止基坑坡面和基底的滲水，保持基坑底部的干燥，便于施工。（2）增加邊坡和坡底的穩(wěn)定性，防止邊坡上或基底土層顆粒流失。這是因為基坑開挖至地下水位以下時，周圍地下水會向坑內(nèi)滲流，從而產(chǎn)生滲流力，對邊坡和基底的穩(wěn)定性產(chǎn)生不良的影響。采用降水的方法可以把基坑周圍的地下水面降到開挖面以下，不僅能保持坑底干燥、便利施工，而且消除

14、了滲流力的影響，防止流砂的產(chǎn)生，從而增加了邊坡和基底的穩(wěn)定性。（3）減少土體的含水量，有效的提高了土體的物理力學性能指標。對于放坡開挖而言可以提高邊坡穩(wěn)定度；對于支護開挖可以增加被動區(qū)土抗力，減少主動區(qū)土體側(cè)壓力，從而提高支護體系的穩(wěn)定度和強度保證，減少支護體系的變形。（4）提高土體固結程度，增加地基的抗剪強度。降低地下水位，減少土體含水量，從而提高土體的固結程度，減少土中孔隙水壓力，增加土中有效應力，相應的土體的抗剪強度也可以得到增長。因此，降低地下水位也是一種有效的地基處理的方法。3.1.2 基坑常見降水方法基坑常見的降水方法有明溝加集水井降水、輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水等。

15、各種降水方法比較如下：（1）明溝排水明溝排水是指在基坑內(nèi)設置排水明溝或滲渠和集水井，然后用水泵將水抽出基坑外。這種降水方法一般適用于土層比較密實，坑壁較穩(wěn)定，基坑較淺，降水深度不大，坑底不會產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。一般而言，基坑場地的含水層有上層滯水或潛水，當涌水量小、滲透性弱、水源補給遠時，可以考慮采用明溝排水。此外，當基坑開挖面積很大、場地寬敞、周圍無鄰近建筑物，對基坑降水時間要求寬裕時，可以采用明溝排水。明溝排水有施工簡單、所需設備少、管理方便、成本低廉等優(yōu)點。（2）輕型井點降水輕型井點是沿基坑四周將井點管埋入蓄水層內(nèi)，利用抽水設備將地下水從井點管內(nèi)不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下

16、，見圖3.1。輕型井點降水應用與土體滲透系數(shù)在0.150m/d之間的土層。一般而言，單級輕型井點降水的深度可達到36m ，多級輕型井點降水的深度可達到612m。輕型井點降水由于施工簡單、安全、經(jīng)濟，適用小面積、降低水位不深的基坑施工，因而在我國廣泛采用。圖3.1 輕型井點降水示意圖（3）噴射井點降水噴射井點系統(tǒng)主要是由噴射井點、高壓水泵（或空氣壓縮機）和管路系統(tǒng)組成，如圖3.2所示。噴射井點管內(nèi)裝有噴射器，高壓水泵或空氣壓縮機向噴射器內(nèi)注入高壓水或壓縮空氣，形成水氣射流現(xiàn)象將地下水抽走。該方法設備較簡單，土方開挖量少，施工速度快，排水深度深（820m），應用與土體滲透系數(shù)為0.120m/d的填

17、土、粉土、黏性土、砂土。但是抽水系統(tǒng)和噴射井管比較復雜，運行故障率較高。圖3.2 噴射井點設備及布置1-噴射井管，2-濾管，3-進水總管，4-排水總管，5-高壓水泵，6-集水池，7-水泵，8-內(nèi)管，9-外管，10-噴嘴，11-混合室，12-擴散管，13-壓力（4）電滲井點降水電滲井點降水是利用輕型井點或噴射井點的井點管作陰極，另埋設金屬棒（鋼筋或鋼管）為陽極，在電動勢作用下構成電滲井點抽水系統(tǒng)，見圖3.3。電滲降水一般只適用于含水層滲透系數(shù)較?。?lt;0.1m/d）的飽和粘土，特別是在淤泥和淤泥質(zhì)粘土之中的降水。由于粘性土的顆粒較小，地下水流動十分困難，其中僅自由水在孔隙中流動，其它部分地下

18、水則處于被毛細管吸附的約束狀態(tài)，不能在壓力水頭作用下參與流動，當向土中通以直流電流后，不僅自由水，而且被毛細管約束的粘滯水也能參與流動，增加了孔隙水流動的有效斷面，其滲透性提高數(shù)十倍，從而縮短降水時間，提高降水效果。在電滲井點降水過程中，應對電壓、電流密度和耗電量等進行量測和必要的調(diào)整，并做好記錄，因此比較煩瑣。圖3.3 電滲井點設備及布置1-井點管，2-金屬棒，3-地下水降落曲線（5）管井井點降水管井井點降水法也常被稱為大井抽水降水法，基本方法是圍繞基坑周圍，每個一定距離布設一個管井進行抽水，見圖3.4。布設的管井內(nèi)裝有一臺過幾臺潛水泵或深水泵，降水施工時，各個管井同時抽取地下水，使得基坑內(nèi)

19、地下水位下降到基坑開挖底面以下一定距離，并且始終保持這一地下水位，確?；拥撞扛稍?，滿足開挖安全的要求。管井井點降水法應具有井間距較大，各井點相互獨立，井點施工方便，布置簡單易行，井點排水量較大，降水深度大，抽水效果良好，降水設備和操作工藝相對簡單，工程費用較低等特點，而廣泛應用于基坑開挖降水施工中。一般而言管井井點適用于滲透系數(shù)大的砂礫層，地下水豐富的潛水層降水，以及輕型井點不易解決的場合。在地下水豐富、降水深度深、面積大、需要位置時間長的情況下，管井井點降水優(yōu)勢更為明顯。通常每口管井出水流量可達到50100m3/h，土的滲透系數(shù)在20200m/d范圍內(nèi)，降低地下水位深度約35m。圖3.4

20、管井井點降水示意圖3.2基坑降水方案設計由上文降水方法的概述可以看出，基坑降水方法可分為明溝排水和井點降水兩種類型。目前，國內(nèi)根據(jù)土層的巖性、滲透性、要求降低的水位的深度等特點，選用合理的降水方法。3.2.1 基坑降水基本要求基坑工程降水方案的選擇與設計應該滿足以下要求：（1）保證地下水位深度滿足基坑開挖及地下結構施工的要求，一般而言，地下水水位應保持在基坑底部以下0.51.5m左右；（2）在達到降水效果的前提下，盡量減少抽水量；（3）當基坑設置止水帷幕時，降水設計必須與止水帷幕相結合，必要時可以更改止水帷幕的設計；（4）深部承壓水部引起基坑底部隆起值要控制在設計范圍內(nèi)；（5）降水期間應保證鄰

21、近建筑物和地下管線正常使用，防止破壞；（6）降水過程中，基坑邊坡必須始終保持穩(wěn)定，不得出現(xiàn)位移過大等現(xiàn)象。3.2.2 基坑降水方案設計應考慮的因素在降水設計前必須掌握降水工程的地理位置，基坑支護方案，開挖施工作業(yè)的方法及工期，基坑周圍環(huán)境建筑物的條件等。當降水去缺少應有的水文地質(zhì)資料，又無相鄰地區(qū)的資料可以借鑒時，降水技術要求比較高，水文地質(zhì)條件復雜的區(qū)域，應該先進行水文地質(zhì)勘察、試驗，來獲得必要的水文地質(zhì)參數(shù)，然后才能進行降水方案的設計。對選擇的降水方法還應該考慮以下因素：（1）場地條件及該建筑物設計施工資料；（2）地質(zhì)情況；（3）場地地下水情況。3.2.3 基坑降水方法選擇基坑降水設計要依

22、據(jù)工程特點、工程設計要求及水文地質(zhì)條件，來選擇合適的降水類型、降水的布置形式等。表3.1為各種降水方法適用的范圍。降水工程，根據(jù)井點布置在坑外或坑內(nèi)的布置形式可以分為三種：坑外降水、坑內(nèi)降水、坑外與坑內(nèi)相結合降水?；咏邓こ痰膸缀螆D形是多樣的，但是井點的布置基本上可以分為兩種形式：塊狀形的基坑多數(shù)采用環(huán)形封閉式，條形狀的基坑多采用直線形式的布置方法。表3.1 降水方法及其適用范圍降水方法適用地層滲透系數(shù)（cm/s）降水深度（m）集水明排含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，粘質(zhì)粉土，砂質(zhì)粉土，粉細砂1×10-7 2×10-45輕型井點及多級輕型井點粉細砂、粉土、粉質(zhì)粘土1×10

23、-7 2×10-4輕型井點6多級輕型井點6-10噴射井點含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，粘質(zhì)粉土，砂質(zhì)粉土，粉細砂1×10-7 2×10-48-20電滲井點飽和的粘土，淤泥質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土1×10-7 根據(jù)選定的井點定管井（深井）含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，砂質(zhì)粉土，各類砂土，礫砂，卵石1×10-6 10自滲井點地層結構為三層以上，下層含水層水位低于上部含水層，且下層滲透系數(shù)大于上層滲透系數(shù)5×10-75-20（1）基坑外降水設計方法坑外降水適用的條件是：當坑壁不設維護結構，地下水將向坑內(nèi)滲流，在坡趾附近易產(chǎn)生滲流破壞，宜采用坑外井點降水方案；基坑底

24、部以下有承壓含水層，需降水深度較大時，宜采用坑外降水；當基坑周圍環(huán)境允許降水，或坑外降水對鄰近地面無大影響者，可在坑外降水。當含水層分布均勻時，可沿基坑邊緣外側(cè)平均等距離布置；當含水層分布不均勻時，在主要富水地段加密布設。在基巖裂隙水場地，重點布置在補給與排泄兩端。圖 3.5為基坑降水設計流程圖。（2）基坑內(nèi)降水設計方法基坑內(nèi)降水是將降水井點布置在坑內(nèi)。在基坑邊布設圍護結構及止水帷幕的條件下，采用坑內(nèi)降水方案，可以減少降水的總出水量，縮小降水的影響范圍，減小坑外的水位下降及相應的地面沉降，井點布置多呈網(wǎng)格狀或梅花狀。（3）坑內(nèi)與坑外相結合降水采用坑外降水時，如果基坑寬度較大，也可以在基坑內(nèi)布置

25、少量降水井點。圖3.5 基坑降水設計圖3.2.4 基坑降水參數(shù)計算（1）降水井深度計算以及井點間距基坑降水深度計算示意圖見圖3.6。目前基坑降水深度的確定可以按下式確定： （3.1）式中，H為井點降水管埋置深度（m）；H1為井點管埋至基坑底面的距離（m）；h為基坑地面至降低后的地下水位的距離，一般取 h0.52m；J為水力梯度，環(huán)形井點系統(tǒng) J1/81/10，單排井點系統(tǒng) J1/41/5；L為井點管至基坑中心的水平距離（m）；l為過濾器工作部分程度和沉淀管的長度（m）。圖3.6 基坑降水深度計算示意圖井點間距按下式計算： （3.2）上式中，a為井點布設間距；L為基坑長度；n為布設井點數(shù)。（2）

26、抽水影響半徑的確定在實際工程中確定影響半徑通常有兩種辦法：野外抽水試驗，設置許多水位觀測井繪制降水漏斗曲線，從而確定R 值。經(jīng)驗公式來計算：A.裘布依(Dupuit)公式： （3.3） （3.4）B.對于承壓水奚哈德(Siechardt)公式： （3.5）上式中，S為抽水井降水深度（m）；K為土的滲透系數(shù)（m/d）。C. 對于潛水層庫薩金(Kusakin)公式： （3.6）上式中，H為含水層的厚度（m）。D.美國格利芬應用公式： （3.7）上式中，R為經(jīng)過時間 t后的影響半徑；r為井點內(nèi)徑或者排水系統(tǒng)或供水系統(tǒng)計算半徑；a為水頭傳導系數(shù)。（3）單井涌水量的計算單井涌水量決定于含水層的允許的滲透

27、速度、過濾器長度及直徑等，其理論計算的最大允許涌水量： （3.8）上式中，r為過濾器外緣的半徑（m）；l為過濾器工作部分長度（m）。3.3本章小結本章介紹了基坑開挖降水的作用及幾種常用降水方法：明溝排水、輕型井點降水、噴射井點降水、管井井點降水、電滲井點降水等。在此基礎上，介紹了軟土基坑開挖降水方案的設計方法，具體包括基坑降水的基本要求、基坑降水方案設計應考慮的因素、基坑降水方法選擇和基坑降水參數(shù)計算。第四章 軟土基坑降水施工注意事項4.1 基坑降水引起工程事故的主要原因4.1.1 滲透系數(shù)確定困難基坑降水施工容易引起工程事故的一個主要原因是土層滲透系數(shù)不易確定準確。土體滲透系數(shù)一般通過室內(nèi)試

28、驗測的，但是室內(nèi)試驗測試結果與地層土體的實際情況往往存在一定差別。尤其在軟粘土地層中，土體滲透系數(shù)在各個方向并不相同。土體的縱向滲透系數(shù)往往大于其橫向滲透系數(shù)。另外，上層滯水周圍的土體滲透系數(shù)很不均勻，極難確定。4.1.2 容易發(fā)生管涌現(xiàn)象基坑降水過程中發(fā)生管涌往往是在透水地層中。地下水的滲透作用容易造成破壞，引起透水地基發(fā)生管涌，甚至從開始的幾個冒水點，逐漸擴展造成整個基坑底部滲透破壞?；拥撞康牟煌杆装逡韵氯绻嬖诔袎核?，基坑開挖時造成基坑底部上覆土重力減小，底部不透水受力失衡發(fā)生突涌，造成毀滅性工程事故。因此，需要對底部承壓水進行減壓處理。但是，承壓水減壓處理不當時，也容易引起基坑周圍

29、地層產(chǎn)生過大沉降，嚴重時引起周圍建筑物倒塌。4.1.3 引發(fā)周圍地層不均勻沉降在不設止水帷幕的情況下，基坑降水常常引起基坑外部地下水位急劇下降，基坑內(nèi)外地下水位差距增加。此種情況下，基坑外部土體有效應力，產(chǎn)生固結沉降，或流砂引起土體沉降?；又車ㄖ锟赡芤驗橥馏w的不均勻沉降而傾斜，嚴重時甚至倒塌。4.1.4 支護結構破壞在設有止水帷幕的情況下，隨著基坑開挖，基坑內(nèi)部地下水位急劇下降，而外部地下水位變化緩慢，此時內(nèi)外水位產(chǎn)生較大差距。巨大的水位差導致地下水急劇向基坑內(nèi)部流動，產(chǎn)生較大的滲透力。滲透力過大時，容易引起基坑支護結構變形、甚至破壞。4.2 輕型井點降水應注意的事項4.2.1 施工準備

30、工作輕型井點降水的施工準備工作包括計算分析、設備準備、現(xiàn)場準備等。在施工開始前，應明確降水深度、范圍等參數(shù)，檢查井點設備的動力、水源、材料，確認排水溝開挖暢通。對于基坑周圍的建筑物、重要市政管線等要布置沉降、傾斜監(jiān)測儀器。4.2.2 集水總管鋪設鋪設集水總管鋪設時，要確保地面平整堅實，防止其產(chǎn)生不均勻沉降而導致集水總管不平，引起井點故障，影響井點降水效果。集水總管高程設置要合理，最好接近地下水高程或略高于地下水高程。保證集水總管暢通性。4.2.3 設備安全井點降水的設備要安全可靠，尤其是電源設備應保證滿足相關規(guī)定要求，并且一一對應，不可一種設備多種使用計劃。加強對井點排水系統(tǒng)的檢查和維護，保證

31、井點降水過程中部間斷抽水，將水位線保持在平穩(wěn)的降落水平，降低對地面沉降的影響。4.2.4 加強監(jiān)控和觀測基坑降水過程中應加強監(jiān)控和觀測，隨時注意降水對周圍地層和建筑產(chǎn)生的影響。一般而言，可以在基坑底部邊緣不易受擾動，并且具有代表性、便于觀測區(qū)域，埋設水位觀測樁。水平觀測樁的數(shù)量根據(jù)觀測需求而定。在缺乏專業(yè)流體互通裝置的情況下，可用帶有刻度的標志桿代替觀測樁。另外，在基坑降水至回填深度時，要開始觀測基坑底部的沉降，防止基坑底部承載力不足。4.2 噴射井點降水應注意的事項4.2.1 施工流程控制噴射井點降水施工時，應按流程進行。在施工開始時，先安裝水泵和水泵的進水管路，然后在鋪設進水管和回水管，同

32、時挖井點坑和排水溝。通常井管的埋設采用射水法、振動射水法和鉆井法等。埋設井管前要先下套管，然后再下井管。井管下設完成后，要邊下濾料邊起套管，同時接通進水管。值得注意的是，一定要及時進行單井試抽。全部井管下設完成后，盡快接通各個井點回水總管，全面試抽。4.2.2 施工準備期噴射井點降水的施工準備期，要嚴格檢查高壓噴射揚水器的生產(chǎn)質(zhì)量，尤其注意揚水器的各水管設備是否同心，焊接接縫質(zhì)量是否滿足要求。應對揚水器設備性能進行測定。測定時應注意真空度是否滿足要求。一般而言，真空度不宜小于700mm的水銀柱。在裝配揚水器時，要嚴防裝配工具對揚水器造成損壞，尤其是噴嘴夾板焊縫極易損壞，應特別注意。4.2.3

33、正常工作期噴射井點正常工作時，要注意保持各個設備清潔。井點全面試抽2h后，及時更換清水，并且調(diào)整工作水壓在適當水平。工作水壓滿足降水需求即可，不可過大，過大時將加劇噴嘴磨損，減段噴射井點設備使用壽命。在噴射井點降水過程中，隨時觀察各個設備運轉(zhuǎn)狀況，設備發(fā)生損壞時，應及時啟用備用設備替換，確保降水線平穩(wěn)下降，進而保持周圍土體穩(wěn)定，防止周圍地層產(chǎn)生不均勻沉降而引起工程事故。4.3電滲井點降水應注意的事項4.3.1 嚴格控制電滲井點埋設程序電滲井點埋設時，通常會先埋設噴射井點管或輕型井點，同時應預留出一定空間，以便布置電滲井點陽極使用。電滲陰極一般在噴射井點或輕型井點無法滿足降水的要求時再埋設，電滲

34、陰極埋設后會增加降水性能。4.3.2 嚴格控制電滲兩級埋設工藝電滲井點的陽極和陰極均可采用75mm旋葉式電鉆來鉆孔埋設。鉆孔產(chǎn)生的淤泥通過注水和高壓氣體來循環(huán)排出。下一孔排出的泥漿可排入上一孔中填埋。電滲兩級安裝要保證與土壤接觸良好，減少電阻值，以利于電滲進行。在深度不大的情況下，也可以采用錘擊打入法來埋設電滲兩級。錘擊打入法埋設電滲兩級時，一定要保證鋼筋鉛垂，嚴禁相鄰兩級相互接觸碰撞造成短路，從而損壞設備。4.3.3 嚴格控制材料、機具、作業(yè)條件、作業(yè)人員電滲井點施工，需要井點管、連接管、集水總管、濾料等材料，電滲陰陽極鋼管、電動鉆機等配套機具設備，同時，還需要可行的作業(yè)條件和可靠的作業(yè)人員

35、。在施工過程中，應嚴格控制材料質(zhì)量滿足規(guī)范要求，對于井點管、連接管、集水總、濾料等材料，要經(jīng)過嚴格的檢查方能使用。施工配套機具設備，需要經(jīng)常維護保養(yǎng)，并隨時注意施工質(zhì)量。在施工前，應確?，F(xiàn)場作業(yè)條件可行，對于影響作業(yè)的地方應及時處理。作業(yè)人員應安全可靠，經(jīng)過嚴格的技術培訓方可上崗。4.4井管井點降水應注意的事項4.4.1 機具設備選擇管井井點的主要機具設備包括濾水井管、吸水管和抽水機械等。一般而言，下部濾水井管的過濾部分可以用鋼筋焊接骨架，但是應合理選擇濾網(wǎng)、鋼管和塑料管等材料，尤其注意尺寸控制。吸水管可采用鋼管或塑料管，應選擇質(zhì)量良好，不易破損的塑料管。安裝時，吸水管的底端要沉入井管吸水時最

36、低水位以下，并且安裝逆止閥。水泵的選用尤其重要，一般選用BA型或B型離心式水泵或自吸泵，每個井管應安裝一臺水泵。4.4.2 作業(yè)條件控制井管井點施工前應保證作業(yè)條件可行。首先要有詳細的地質(zhì)勘查資料，根據(jù)地下水位深度、土質(zhì)分布、土體滲透系數(shù)來確定合理的降水方案。降水施工的圖紙要齊全，精確計算出降水深度。施工前要編制施工組織設計方案，明確基坑相關系數(shù)，及井點數(shù)量、布置方式等參數(shù)。保證現(xiàn)場通水、通電，并且排水暢通。4.4.3 操作工藝控制井管井點降水施工時，距離基坑邊緣距離不同時，選擇不同的施工方法沖擊鉆孔，尤其注意井管埋深、間距的控制。井管埋深可采用泥漿護壁鉆孔法或泥漿護壁沖擊鉆成孔法進行，鉆孔直

37、徑應比井管外徑大大約200mm，鉆孔底部應比濾水井井管深200mm以上。井管下沉前應清理濾井底部保持濾網(wǎng)暢通。管井使用前，應先進行試驗抽水，檢查管井出水是否正常，由于阻塞現(xiàn)場，如果情況出現(xiàn)異常，即刻停止抽水，查明原因，并予以解決。管井使用完畢，應注意采用妥善的回填處理。在施工過程中，要注意井管質(zhì)量控制和成品井管的保護。4.5 本章小結本章分析了軟土基坑降水施工時容易引發(fā)工程事故的主要原因：土體滲透系數(shù)確定困難、容易發(fā)生管涌現(xiàn)象、引發(fā)周圍地層的不均勻沉降、支護結構破壞等。在此基礎上，分析了輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水和管井井點降水施工過程中應注意的一些問題。井點降水作為軟土基坑降水的

38、常用方法，在施工過程中，應注意確保施工安全的條件下，盡量提高施工速度。施工安全一般應從材料、機具設備質(zhì)量、施工工藝和人員管理幾個方面來控制。第五章 結論與建議本文在分析軟土基坑開挖研究現(xiàn)狀的基礎上，介紹了軟土的工程特性和軟土基坑開挖的幾種方法：分層開挖法、分段開挖法、中心島開挖法和盆式開挖法。在此基礎上，介紹了軟土特性對基坑開挖的影響。介紹了基坑開挖降水的作用及幾種常用降水方法：明溝排水、輕型井點降水、噴射井點降水、管井井點降水、電滲井點降水等。在此基礎上，介紹了軟土基坑開挖降水方案的設計方法，具體包括基坑降水的基本要求、基坑降水方案設計應考慮的因素、基坑降水方法選擇和基坑降水參數(shù)計算。分析了軟土基坑降水施工時容易引發(fā)工程事故的主要原因：土體滲透系數(shù)確定困難、容易發(fā)生管涌現(xiàn)象、引發(fā)周圍地層的不均勻沉降、支護結構破壞等。在此基礎上，分析了輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水和管井井點降水施工過程中應注意的一些問題。井點降水作為軟土基坑降水的常用方法，在施工過程中，應注意確保施工安全的條件下，盡量提高施工速度。施工安全一般應從材料、機具設備質(zhì)量、施工工藝和人員管理幾個方面來控制。參考文獻1 陳海明. 基坑開挖降水引起的地表沉降分析D. 浙江大學