人工降低地下水位課件

▲人工降低地下水位的方法有兩種：一、集水坑降水法二、井點降水法三、輕型井點降水四、降水與排水工程驗收前進第1頁/共73頁▲人工降低地下水位的方法有兩種：一、集水坑降水法前進第1頁/1一、集水坑降水法

集水坑降水法是在基坑開挖過程中，在坑底設置集水坑，并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水流入集水坑中，然后用水泵抽水（圖1－37）,抽出的水應及時引開，防止倒流。第2頁/共73頁一、集水坑降水法集水坑降水法是在基坑開挖過程中，在坑21.集水坑設置

集水坑應設置在基礎范圍以外，地下水流的上游。根據(jù)地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力，應每隔20～40m設置一個集水坑。集水坑的直徑或?qū)挾纫话銥?.6～0.8m，深度隨著挖土的加深而加深，要保持低于挖土面0.7～1.0m，井壁可用竹、木等簡易加固。當基坑挖至設計標高后，井底應保持低于坑底1～2m，并鋪設碎石濾水層，以免在抽水時間較長時將泥砂抽出，同時防止井底的土被攪動。第3頁/共73頁1.集水坑設置集水坑應設置在基礎范圍以外，地下3

采用集水坑降水時，應根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)條件保持開挖邊坡的穩(wěn)定。邊坡坡面上如有局部滲出地下水時，應在滲水處設置過濾層，防止土粒流失，并設置排水溝，將水引出坡面。第4頁/共73頁采用集水坑降水時，應根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)條件保持開挖邊坡42.水泵選用

建筑工程中用于排水的水泵主要有離心泵、潛水泵和軟軸水泵等。第5頁/共73頁2.水泵選用建筑工程中用于排水的水泵主要5（1）離心泵

如圖1－38所示。水泵主要性能指標包括流量、總揚程、吸水揚程和功率等。第6頁/共73頁（1）離心泵如圖1－38所示。第6頁/共73頁6表1－7常用離心泵性能型號流量/（m3/h）總揚程/m最大吸水揚程/m電動機功率/kWBBAB17BA－66～1420.3～146.6～6.01.72B192BA－911～2521～168.0～6.02.82B312BA－610～3034.5～248.7～5.74.53B193BA－1332.4～52.221.5～15.66.5～5.04.53B333BA－930～5535.5～28.87.0～3.07.04B204BA－1865～11022.6～17.1510.0注：2B19表示進水口直徑為2英寸，總揚程為19m（最佳工作時）的單級離心泵。B型是BA的改進型，性能基本相同。第7頁/共73頁表1－7常用離心泵性能型號流量/（m3/h）總揚程/m最大7（2）潛水泵

潛水泵由立式水泵和電動機組合而成，水泵裝在電動機上端，葉輪可制成離心式或螺旋槳式，電動機設有密封裝置。潛水泵工作時是全浸入水中。使用潛水泵時，為了防止電機燒壞，不得脫水運轉(zhuǎn)或陷入泥中；也不得排灌含泥量較高的水或泥漿水，以免泵葉輪被雜物堵塞。第8頁/共73頁（2）潛水泵潛水泵由立式水泵和電動機組合而成，水8

集水坑降水法由于設備簡單和排水方便，采用較為普遍，宜用于粗粒土層（因為土粒不致被水流帶走）和滲水量小的粘性土。當土為細砂和粉砂時，地下水滲出會帶走細粒，發(fā)生流砂現(xiàn)象，導致邊坡坍塌、坑底凸起、給施工造成困難，此時應采用井點降水法。第9頁/共73頁集水坑降水法由于設備簡單和排水方便，采用較為普遍93.流砂及其防治

當基坑挖到地下水位以下，又采用坑內(nèi)抽水時，有時坑底下面的土會形成流動狀態(tài)，隨地下水一起涌進基坑內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為流砂。第10頁/共73頁3.流砂及其防治當基坑挖到地下水位以下，又采10

根據(jù)水在土中滲流的分析和實踐經(jīng)驗可知，流砂的產(chǎn)生與動水壓力的大小和方向有關，因此在基坑開挖過程中，防治流砂的途徑有三種：一是減小或平衡動水壓力；二是設法使動水壓力方向向下；三是截斷地下水流。第11頁/共73頁根據(jù)水在土中滲流的分析和實踐經(jīng)驗可知，流砂的產(chǎn)生11防治流砂有如下具體措施：（1）枯水期施工（2）拋大石塊法（3）打鋼板樁法（4）水下挖土法（5）人工降低地下水位法（6）地下連續(xù)墻返回第12頁/共73頁防治流砂有如下具體措施：（1）枯水期施工返回第12頁/共7312二、井點降水

井點降水法就是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設備從中抽水，使地下水位降到坑底以下；在基坑開挖過程中仍不斷抽水，使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)，從根本上防止流砂發(fā)生。第13頁/共73頁二、井點降水井點降水法就是在基坑開挖前，預先在基13

井點降水法有輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點及電滲井點等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)、降低水位的深度、工程特點及設備條件綜合選用。各井點降水法的適用范圍見表1－8。第14頁/共73頁井點降水法有輕型井點、噴射井點、管第14頁/共714井點類別土的滲透系數(shù)（m/d）降低水位深度/m單層輕型井點0.1～503～6多層輕型井點0.1～506～12電滲井點＜0.1根據(jù)選用的井點確定管井井點20～2003～5噴射井點0.1～28～20深井井點10～250＞15表1-8各種井點的適用范圍第15頁/共73頁井點類別土的滲透系數(shù)（m/d）降低水位深度/m單層輕型井點015三、輕型井點降水

輕型井點法就是沿基坑的四周將許多直徑較細的井點管埋入地下蓄水層內(nèi)，井點管的上端通過彎聯(lián)管與總管相連接，利用抽水設備將地下水從井點管內(nèi)不斷抽出，可將原有地下水位降至坑底以下，如圖1－39所示。第16頁/共73頁三、輕型井點降水輕型井點法就是沿基坑的四周將許多16■輕型井點降水

1.輕型井點的設備組成

2.輕型井點布置

3.輕型井點計算返回第17頁/共73頁■輕型井點降水返回第17頁/共73頁17第18頁/共73頁第18頁/共73頁18輕型井點降水第19頁/共73頁輕型井點降水第19頁/共73頁19輕型井點降水第20頁/共73頁輕型井點降水第20頁/共73頁201.輕型井點的設備組成

輕型井點設備由管路系統(tǒng)和抽水設備組成管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。第21頁/共73頁1.輕型井點的設備組成輕型井點設備由管路系統(tǒng)21◆濾管

濾管是井點設備的一個重要部分。濾管的直徑宜為38～50mm，長度為1.0～1.5m，管壁上鉆有直徑為13～19mm的按梅花狀排列的濾孔，濾孔面積為濾管表面積的20％～25%。濾管外包兩層濾網(wǎng)（圖1－43），內(nèi)層細濾網(wǎng)一采用每厘米30～40眼的銅絲布或尼龍絲布，外層粗濾網(wǎng)采用每厘米5～10眼的塑料紗布。第22頁/共73頁◆濾管濾管是井點設備的一個重要部分。濾管的直徑宜為22

為使水流暢通，避免濾孔淤塞影響水流進入濾管，在管壁與濾網(wǎng)間用小塑料管（或鐵絲）繞成螺旋形將二者隔開。濾網(wǎng)的外面用帶孔的薄鐵管或粗鐵絲網(wǎng)保護。濾管的上端與井點管連接，下端為一鑄鐵頭。第23頁/共73頁為使水流暢通，避免濾孔淤塞影響水流進入濾管，在管23

井點管宜采用直徑為38～50mm的鋼管，其長度為5～7m，可整根或分節(jié)組成。井點管的上端用彎聯(lián)管與總管相連?！艟c管第24頁/共73頁井點管宜采用直徑為38～50mm的鋼管，其長度24

彎聯(lián)管宜用透明塑料管（能隨時看到井點管的工作情況）或橡膠軟管?！魪澛?lián)管第25頁/共73頁彎聯(lián)管宜用透明塑料管（能隨時看到井點管的工作情況25

總管宜采用直徑為100～127mm的鋼管，每節(jié)長度為4m，其上每隔0.8m或1.2m設計有下個與井點管連接的短接頭?！艨偣芊祷氐?6頁/共73頁總管宜采用直徑為100～127mm的鋼管，每節(jié)262.輕型井點布置

輕型井點布置根據(jù)基坑大小與深度、土質(zhì)、地下水位高低與流向、降水深度要求等確定。井點布置得是否恰當，對井點使用效果影響較大。第27頁/共73頁2.輕型井點布置輕型井點布置根據(jù)基坑大小與深27◆單排布置

當基坑或溝槽寬度小于6m且降水深度不超過5m時，一般可采用單排線狀井點，布置在地下水流的上游一側(cè)，其兩端的延伸長度一般以不小于坑（槽）寬為宜（下圖）。（1）平面布置第28頁/共73頁◆單排布置（1）平面布置第28頁/共7328第29頁/共73頁第29頁/共73頁29◆雙排布置

如基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良，則宜采用雙排井點。當基坑面積較大時，宜采用環(huán)形井點（見下圖）；有時為了施工需要，也可留出一段（地下水流下游方向）不封閉。井點管距離基坑壁一般不宜小于0.7～1.0m，以防局部發(fā)生漏氣。井點管間距應根據(jù)土質(zhì)、降水深度、工程性質(zhì)等按計算或經(jīng)驗確定，一般采用0.8～1.6m，靠近河流處與總管四角部位，井點應適當加密。第30頁/共73頁◆雙排布置第30頁/共73頁30第31頁/共73頁第31頁/共73頁31第32頁/共73頁第32頁/共73頁32（2）高程布置

輕型井點的降水深度，一般以不超過6m為宜。井點管的埋置深度H（不包括濾管）可按下式計算：

式中：H1——總管平臺面至基坑底面的距離，m；h——基坑底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.5～1.0m；i——水力坡度，根據(jù)實測：環(huán)形井點為1/10，單排線狀井點為1/4；L——井點管至基坑中心的水平距離，m。第33頁/共73頁（2）高程布置輕型井點的降水深度，一般以不超過6m為33▲

根據(jù)上式算出的H值+井點外露長度，如大于降水深度6m，則應降低總管平臺面標高以適應降水深度要求?！斠粚虞p型井點達不到降水深度要求時，可根據(jù)土質(zhì)情況，先用其他方法降水（如集水坑降水），然后將總管安裝在原有地下水位線以下，以增加降水深度；或采用二層輕型井點，即挖去第一層井點所疏干的土，然后再在底部裝設第二層井點。返回第34頁/共73頁▲根據(jù)上式算出的H值+井點外露長度，如大于降水深度6m，則343.輕型井點計算（1）井點系統(tǒng)涌水量計算（2）確定井點管數(shù)量與井距（3）抽水設備的選擇（4）井點管的埋設與使用（5）實例返回第35頁/共73頁3.輕型井點計算（1）井點系統(tǒng)涌水量計算返回第35頁/共35（1）井點系統(tǒng)涌水量計算井點系統(tǒng)所需井點的數(shù)量，是根據(jù)其涌水量來確定的；而井點系統(tǒng)的涌水量，則是按水井理論進行計算。第36頁/共73頁（1）井點系統(tǒng)涌水量計算井點系統(tǒng)所需井點的數(shù)量，是根據(jù)其涌水36▲水井分類根據(jù)地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當水井布置有具有潛水自由面的含水層中時，稱為無壓井；布置在承壓含水層中時，稱為承壓井。當水井底部達到不透水層時稱完整井；否則，稱為非完整井。水井的類型不同，其涌水量計算的方法亦不相同（見圖135、圖1－36）。第37頁/共73頁▲水井分類根據(jù)地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當水井37a)無壓完整井b)無壓非完整井圖1-35水井種類第38頁/共73頁a)無壓完整井b)無壓非完整井第38頁/共73頁38c)承壓完整井b)承壓非完整井圖1-35水井種類第39頁/共73頁c)承壓完整井b)承壓非完整井第39頁/共73頁39▲無壓完整井的環(huán)狀井點系統(tǒng)涌水量計算式中:Q——井點系統(tǒng)的涌水量（m3/d）；

Κ——土壤的滲透系數(shù)（m/d）最好通過現(xiàn)場揚水試驗確定，也可查表；

H——含水層厚度（m）；R——抽水影響半徑（m）；

S——不利點的水位降落值（m）；

X0——環(huán)狀井點系統(tǒng)的假想圓半徑(m),F——環(huán)狀井點系統(tǒng)所包圍的面積。第40頁/共73頁▲無壓完整井的環(huán)狀井點系統(tǒng)涌水量計算式中:Q——井點系統(tǒng)的涌40第41頁/共73頁第41頁/共73頁41在實際工程中往往會遇到無壓不完整井的井點系統(tǒng)，這時地下水不僅從井的側(cè)面流入，還從井底滲入，因此涌水量要比完整井大。為了簡化計算，仍可采用上式，僅將式中H換成有效深度H0；H0可查下表1-10，當算得的H0大于實際含水層的厚度H時，則仍取H值?！鵁o壓完非整井的環(huán)狀井點系統(tǒng)涌水量計算第42頁/共73頁在實際工程中往往會遇到無壓不完整井的井點系統(tǒng)，這時地下水不僅42S’/(S’+)0.20.30.50.8H01.3(S’+)1.5(S’+)1.7(S’+)1.85(S’+)表1-10有效帶的深度H0值注：1.S’為井點管中水位降落值；為濾管長度；

2.當計算的S’/(S’+)處于兩檔之間時，可采用插值法計算。返回第43頁/共73頁S’/(S’+)0.20.30.50.8H01.3(S43（2）井點管數(shù)量與井距的確定確定井管數(shù)量先要確定單根井管的出水量。單根井管的最大出水量為式中：

q——單根井管的最大出水量（m3/d）；

d——濾管直徑（m）；

L——濾管長度（m）；

Κ——滲透系數(shù)（m/d）。第44頁/共73頁（2）井點管數(shù)量與井距的確定確定井管數(shù)量先要確定單根井管的出44▲井點最少數(shù)量由下式確定：井點管最大間距為：式中：

L1——總管長度（m）；

1.1——考慮井點堵塞等因素的井點管備用系數(shù)。第45頁/共73頁▲井點最少數(shù)量由下式確定：第45頁/共73頁45求出的管距應大于1.5d，小于2m，并應與總管接頭的間距（0.8m或1.2m）相吻合（并由此反求n）。返回第46頁/共73頁求出的管距應大于1.5d，小于2m，并應與總管接頭的間距（046（3）抽水設備的選擇常用的真空泵有干式（往復式）真空泵和濕式（旋轉(zhuǎn)式）真空泵兩種。干式真空泵由于其排氣量大，所以在輕型井點中采用較多，但要采取措施，以防水分滲入真空泵。濕式真空泵具有重量輕、振動小、容許水分滲入等優(yōu)點，但排氣量小，宜在粉砂和粘性土中使用。第47頁/共73頁（3）抽水設備的選擇常用的真空泵有干式（往復式）真空泵和濕式47抽水設備一般都已固定型號，如真空泵有W5、W6型。真空泵在抽水過程中所需的最低真空度hk，可由降水深度及各項水頭損失計算得到。

hk=10（h+Δh）（KPa）式中:h——降水深度（m），近似取集水總管至濾管的深度；

Δh——水頭損失值（m），包括進人濾管的水頭損失、管路阻力及漏氣損失等，近似取1~1.5m。第48頁/共73頁抽水設備一般都已固定型號，如真空泵有W5、W6型。真空泵在抽48

水泵一般也配套固定型號，但使用時還應驗算一下水泵的流量是否大于井點系統(tǒng)的涌水量（應增大10％～20％），即水泵流量Q1＝1.1Q。水泵的揚程是否能克服集水箱中的真空吸力，以免抽不出水。返回第49頁/共73頁水泵一般也配套固定型號，但使用時還應驗算一下水泵的流49（4）井點管的埋設與使用輕型井點的安裝程序是按照設計計算的布置方案，先排放總管，在總管旁靠近基坑一側(cè)開挖排水溝，再埋設井點管，然后用彎聯(lián)管把井點總管聯(lián)接，最后安裝抽水設備。井水管的埋設可以利用沖水管沖孔，或鉆孔后再將井點管沉放；也可以帶套管的水沖法及振動水沖法下沉。第50頁/共73頁（4）井點管的埋設與使用輕型井點的安裝程序是按照設計計算的布50井點管的埋設第51頁/共73頁井點管的埋設第51頁/共73頁51井點管的埋設第52頁/共73頁井點管的埋設第52頁/共73頁52排水溝設置第53頁/共73頁排水溝設置第53頁/共73頁53井點降水第54頁/共73頁井點降水第54頁/共73頁54井點降水——排水第55頁/共73頁井點降水——排水第55頁/共73頁55井點降水第56頁/共73頁井點降水第56頁/共73頁56輕型井點安裝完畢后，需進行試抽，以便檢查抽水設備運轉(zhuǎn)是否正常，管路有無漏氣。輕型井點使用時，一般應連續(xù)抽水，（特別是開始階段）。抽水過程中，應調(diào)節(jié)離心泵的出水量，使抽吸排水保持均勻，達到細水長流。正常的出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”。真空度是判斷井點系統(tǒng)工作情況是否良好的尺度，必須經(jīng)常觀察檢查。第57頁/共73頁輕型井點安裝完畢后，需進行試抽，以便檢查抽水設備運轉(zhuǎn)是否正常57在抽水過程中，還應檢查有無堵塞“死井”（工作正常的井管，用手觸摸時，應有冬暖夏涼的感覺，或從彎聯(lián)管上的透明閥門）觀察，如死井太多，嚴重影響降水效果時，應逐個用高壓水沖洗或拔出重埋。為觀察地下水位的變化，可在影響半徑內(nèi)設觀察孔。返回第58頁/共73頁在抽水過程中，還應檢查有無堵塞“死井”（工作正常的井管，用手58【實例】

某工程設備基礎施工基坑底寬10m，長15m，深4.1m，邊坡坡度為1∶0.5（見圖1－37）。經(jīng)地質(zhì)鉆探查明，在靠近天然地面處有厚0.5m的粘土層，此土層下面為厚7.4m的極細砂層，再下面又是不透水的粘土層，現(xiàn)決定用一套輕型井點設備進行人工降低地下水位，然后開挖土方，試對該井點系統(tǒng)進行設計。第59頁/共73頁【實例】某工程設備基礎施工基坑底寬10m，長15918700基坑平面圖第60頁/共73頁18700基坑平面圖第60頁/共73頁601.500第61頁/共73頁1.500第61頁/共73頁61解：1.井點系統(tǒng)布置（1）計算基坑尺寸該基坑底尺寸為10m×15m，邊坡為1：0.5，表層為0.5m厚粘土，所以為使總管接近地下水位，可先挖出0.4m，在+5.2m處布置井點系統(tǒng)，則布置井點系統(tǒng)處（上口）的基坑尺寸為13.7m×18.7m；考慮井管距基坑邊1m，則井點管所圍成的平面面積為15.7m×20.7m，故按環(huán)形井點布置。（注：當長短邊之比小于5時，一般按照環(huán)形井點布置）第62頁/共73頁解：1.井點系統(tǒng)布置第62頁/共73頁625.6005.2005.100-2.3005.0007.4m1.500粘土層極細紗層粘土層基坑剖面圖第63頁/共73頁5.6005.2005.100-2.3005.0007.4m63（2）計算井點管深度H

則令井點管6m長，且外露于埋設面0.2m。實際埋深（6.0－0.2）m＝5.8m故采用一級井點系統(tǒng)即可?；又行慕邓疃龋旱?4頁/共73頁（2）計算井點管深度H第64頁/共73頁64再令濾管長度為1.2m，則濾管底口標高為

-1.80m，距不透水的粘土層（－2.30m處）0.5m，故此井點系統(tǒng)為無壓非完整井。5.6005.2005.100-2.3005.0007.4m7.0m-1.8001.500粘土層極細紗層粘土層第65頁/共73頁再令濾管長度為1.2m，則濾管底口標高為5.6005.20065▲計算H0井點管中水位降落值：

S‘=5.8m-（5.20-5.0）m=5.6m，l=1.2m

所以：

S‘/（S’＋l）=5.6/（5.6＋1.2）=0.82

則H0=1.85（S‘＋l）

=1.85×（5.6＋1.2）m=12.58m

而含水層厚度H=5.0m-（-2.3）m=7.3m<H0

故取H0=H=7.3m（無壓非完整井按完整井計算）。第66頁/共73頁▲計算H0第66頁/共73頁66▲計算R

R=1.95S（HK）1/2=1.95×4.0×（7.3×30）1/2m=115m>15.7m/2

并且，井點管所圍成的矩形長寬比

20.7/15.7<5，所以不必分塊布置。第67頁/共73頁▲計算R第67頁/共73頁672．涌水量計算按揚水試驗測得該細砂層的滲透系數(shù)Κ=30m/dx0=（15.7×20.7/π）1/2m=10.17mQ=1.366×30×（2×7.3－4）

×4/（lg115-lg10.17）m3/d=1592m3/d第68頁/共73頁2．涌水量計算按揚水試驗測得該細砂層的滲透系數(shù)Κ=30m/d683．計算井點管數(shù)量和間距取井點管直徑為￠38mm，則單根出水量：

q=65π×0.038×1.2×301/3m3/d=28.9m3/d所以井點管的計算數(shù)量：n=1．1×1592/28.9根＝61根則井點管的平均間距：

D=（15.7＋20.7）×2／61m=1.19m取D=1.2m故實際布置：邊20.7／1.2＋1＝19根（實長21.6m）；短邊15.7/1.2＝13根（實長15.6m）。第69頁/共73頁3．計算井點管數(shù)量和間距取井點管直徑為￠38mm，則單根出水694．抽水設備選用抽水設各所帶動的總管長度為74.4m，所以選一臺M5型干式真空泵（或井點管總數(shù)為64根，選一臺QJD-90型射流泵），所需最低真空度為

hk＝10×（6＋1.2）kPa＝72kPa水泵所需流量

Q1＝1.1Q＝1.1×1592m3d＝l751m3/d水泵的吸水揚程．

Hs≥6.0m+1.2m＝7.2m根據(jù)Q1、Hs可查表（如《建筑施工手冊》中）確定離心泵型號。第70頁/共73頁4．抽水設備選用抽水設各所帶動的總管長度為74.4m，所以選70四、降水與排水工程驗收降水與排水檢驗批質(zhì)量驗收第71頁/共73頁四、降水與排水工程驗收降水與排水檢驗批質(zhì)量驗收第71頁/共71小結(jié):一、集水坑降水法二、井點降水法三、輕型井點降水四、降水與排水工程驗收作業(yè)：

P51，1-3第72頁/共73頁小結(jié):第72頁/共73頁72感謝您的欣賞！第73頁/共73頁感謝您的欣賞！第73頁/共73頁73▲人工降低地下水位的方法有兩種：一、集水坑降水法二、井點降水法三、輕型井點降水四、降水與排水工程驗收前進第1頁/共73頁▲人工降低地下水位的方法有兩種：一、集水坑降水法前進第1頁/74一、集水坑降水法

集水坑降水法是在基坑開挖過程中，在坑底設置集水坑，并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水流入集水坑中，然后用水泵抽水（圖1－37）,抽出的水應及時引開，防止倒流。第2頁/共73頁一、集水坑降水法集水坑降水法是在基坑開挖過程中，在坑751.集水坑設置

集水坑應設置在基礎范圍以外，地下水流的上游。根據(jù)地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力，應每隔20～40m設置一個集水坑。集水坑的直徑或?qū)挾纫话銥?.6～0.8m，深度隨著挖土的加深而加深，要保持低于挖土面0.7～1.0m，井壁可用竹、木等簡易加固。當基坑挖至設計標高后，井底應保持低于坑底1～2m，并鋪設碎石濾水層，以免在抽水時間較長時將泥砂抽出，同時防止井底的土被攪動。第3頁/共73頁1.集水坑設置集水坑應設置在基礎范圍以外，地下76

采用集水坑降水時，應根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)條件保持開挖邊坡的穩(wěn)定。邊坡坡面上如有局部滲出地下水時，應在滲水處設置過濾層，防止土粒流失，并設置排水溝，將水引出坡面。第4頁/共73頁采用集水坑降水時，應根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)條件保持開挖邊坡772.水泵選用

建筑工程中用于排水的水泵主要有離心泵、潛水泵和軟軸水泵等。第5頁/共73頁2.水泵選用建筑工程中用于排水的水泵主要78（1）離心泵

如圖1－38所示。水泵主要性能指標包括流量、總揚程、吸水揚程和功率等。第6頁/共73頁（1）離心泵如圖1－38所示。第6頁/共73頁79表1－7常用離心泵性能型號流量/（m3/h）總揚程/m最大吸水揚程/m電動機功率/kWBBAB17BA－66～1420.3～146.6～6.01.72B192BA－911～2521～168.0～6.02.82B312BA－610～3034.5～248.7～5.74.53B193BA－1332.4～52.221.5～15.66.5～5.04.53B333BA－930～5535.5～28.87.0～3.07.04B204BA－1865～11022.6～17.1510.0注：2B19表示進水口直徑為2英寸，總揚程為19m（最佳工作時）的單級離心泵。B型是BA的改進型，性能基本相同。第7頁/共73頁表1－7常用離心泵性能型號流量/（m3/h）總揚程/m最大80（2）潛水泵

潛水泵由立式水泵和電動機組合而成，水泵裝在電動機上端，葉輪可制成離心式或螺旋槳式，電動機設有密封裝置。潛水泵工作時是全浸入水中。使用潛水泵時，為了防止電機燒壞，不得脫水運轉(zhuǎn)或陷入泥中；也不得排灌含泥量較高的水或泥漿水，以免泵葉輪被雜物堵塞。第8頁/共73頁（2）潛水泵潛水泵由立式水泵和電動機組合而成，水81

集水坑降水法由于設備簡單和排水方便，采用較為普遍，宜用于粗粒土層（因為土粒不致被水流帶走）和滲水量小的粘性土。當土為細砂和粉砂時，地下水滲出會帶走細粒，發(fā)生流砂現(xiàn)象，導致邊坡坍塌、坑底凸起、給施工造成困難，此時應采用井點降水法。第9頁/共73頁集水坑降水法由于設備簡單和排水方便，采用較為普遍823.流砂及其防治

當基坑挖到地下水位以下，又采用坑內(nèi)抽水時，有時坑底下面的土會形成流動狀態(tài)，隨地下水一起涌進基坑內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為流砂。第10頁/共73頁3.流砂及其防治當基坑挖到地下水位以下，又采83

根據(jù)水在土中滲流的分析和實踐經(jīng)驗可知，流砂的產(chǎn)生與動水壓力的大小和方向有關，因此在基坑開挖過程中，防治流砂的途徑有三種：一是減小或平衡動水壓力；二是設法使動水壓力方向向下；三是截斷地下水流。第11頁/共73頁根據(jù)水在土中滲流的分析和實踐經(jīng)驗可知，流砂的產(chǎn)生84防治流砂有如下具體措施：（1）枯水期施工（2）拋大石塊法（3）打鋼板樁法（4）水下挖土法（5）人工降低地下水位法（6）地下連續(xù)墻返回第12頁/共73頁防治流砂有如下具體措施：（1）枯水期施工返回第12頁/共7385二、井點降水

井點降水法就是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設備從中抽水，使地下水位降到坑底以下；在基坑開挖過程中仍不斷抽水，使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)，從根本上防止流砂發(fā)生。第13頁/共73頁二、井點降水井點降水法就是在基坑開挖前，預先在基86

井點降水法有輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點及電滲井點等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)、降低水位的深度、工程特點及設備條件綜合選用。各井點降水法的適用范圍見表1－8。第14頁/共73頁井點降水法有輕型井點、噴射井點、管第14頁/共787井點類別土的滲透系數(shù)（m/d）降低水位深度/m單層輕型井點0.1～503～6多層輕型井點0.1～506～12電滲井點＜0.1根據(jù)選用的井點確定管井井點20～2003～5噴射井點0.1～28～20深井井點10～250＞15表1-8各種井點的適用范圍第15頁/共73頁井點類別土的滲透系數(shù)（m/d）降低水位深度/m單層輕型井點088三、輕型井點降水

輕型井點法就是沿基坑的四周將許多直徑較細的井點管埋入地下蓄水層內(nèi)，井點管的上端通過彎聯(lián)管與總管相連接，利用抽水設備將地下水從井點管內(nèi)不斷抽出，可將原有地下水位降至坑底以下，如圖1－39所示。第16頁/共73頁三、輕型井點降水輕型井點法就是沿基坑的四周將許多89■輕型井點降水

1.輕型井點的設備組成

2.輕型井點布置

3.輕型井點計算返回第17頁/共73頁■輕型井點降水返回第17頁/共73頁90第18頁/共73頁第18頁/共73頁91輕型井點降水第19頁/共73頁輕型井點降水第19頁/共73頁92輕型井點降水第20頁/共73頁輕型井點降水第20頁/共73頁931.輕型井點的設備組成

輕型井點設備由管路系統(tǒng)和抽水設備組成管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。第21頁/共73頁1.輕型井點的設備組成輕型井點設備由管路系統(tǒng)94◆濾管

濾管是井點設備的一個重要部分。濾管的直徑宜為38～50mm，長度為1.0～1.5m，管壁上鉆有直徑為13～19mm的按梅花狀排列的濾孔，濾孔面積為濾管表面積的20％～25%。濾管外包兩層濾網(wǎng)（圖1－43），內(nèi)層細濾網(wǎng)一采用每厘米30～40眼的銅絲布或尼龍絲布，外層粗濾網(wǎng)采用每厘米5～10眼的塑料紗布。第22頁/共73頁◆濾管濾管是井點設備的一個重要部分。濾管的直徑宜為95

為使水流暢通，避免濾孔淤塞影響水流進入濾管，在管壁與濾網(wǎng)間用小塑料管（或鐵絲）繞成螺旋形將二者隔開。濾網(wǎng)的外面用帶孔的薄鐵管或粗鐵絲網(wǎng)保護。濾管的上端與井點管連接，下端為一鑄鐵頭。第23頁/共73頁為使水流暢通，避免濾孔淤塞影響水流進入濾管，在管96

井點管宜采用直徑為38～50mm的鋼管，其長度為5～7m，可整根或分節(jié)組成。井點管的上端用彎聯(lián)管與總管相連?！艟c管第24頁/共73頁井點管宜采用直徑為38～50mm的鋼管，其長度97

彎聯(lián)管宜用透明塑料管（能隨時看到井點管的工作情況）或橡膠軟管?！魪澛?lián)管第25頁/共73頁彎聯(lián)管宜用透明塑料管（能隨時看到井點管的工作情況98

總管宜采用直徑為100～127mm的鋼管，每節(jié)長度為4m，其上每隔0.8m或1.2m設計有下個與井點管連接的短接頭?！艨偣芊祷氐?6頁/共73頁總管宜采用直徑為100～127mm的鋼管，每節(jié)992.輕型井點布置

輕型井點布置根據(jù)基坑大小與深度、土質(zhì)、地下水位高低與流向、降水深度要求等確定。井點布置得是否恰當，對井點使用效果影響較大。第27頁/共73頁2.輕型井點布置輕型井點布置根據(jù)基坑大小與深100◆單排布置

當基坑或溝槽寬度小于6m且降水深度不超過5m時，一般可采用單排線狀井點，布置在地下水流的上游一側(cè)，其兩端的延伸長度一般以不小于坑（槽）寬為宜（下圖）。（1）平面布置第28頁/共73頁◆單排布置（1）平面布置第28頁/共73101第29頁/共73頁第29頁/共73頁102◆雙排布置

如基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良，則宜采用雙排井點。當基坑面積較大時，宜采用環(huán)形井點（見下圖）；有時為了施工需要，也可留出一段（地下水流下游方向）不封閉。井點管距離基坑壁一般不宜小于0.7～1.0m，以防局部發(fā)生漏氣。井點管間距應根據(jù)土質(zhì)、降水深度、工程性質(zhì)等按計算或經(jīng)驗確定，一般采用0.8～1.6m，靠近河流處與總管四角部位，井點應適當加密。第30頁/共73頁◆雙排布置第30頁/共73頁103第31頁/共73頁第31頁/共73頁104第32頁/共73頁第32頁/共73頁105（2）高程布置

輕型井點的降水深度，一般以不超過6m為宜。井點管的埋置深度H（不包括濾管）可按下式計算：

式中：H1——總管平臺面至基坑底面的距離，m；h——基坑底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.5～1.0m；i——水力坡度，根據(jù)實測：環(huán)形井點為1/10，單排線狀井點為1/4；L——井點管至基坑中心的水平距離，m。第33頁/共73頁（2）高程布置輕型井點的降水深度，一般以不超過6m為106▲

根據(jù)上式算出的H值+井點外露長度，如大于降水深度6m，則應降低總管平臺面標高以適應降水深度要求?！斠粚虞p型井點達不到降水深度要求時，可根據(jù)土質(zhì)情況，先用其他方法降水（如集水坑降水），然后將總管安裝在原有地下水位線以下，以增加降水深度；或采用二層輕型井點，即挖去第一層井點所疏干的土，然后再在底部裝設第二層井點。返回第34頁/共73頁▲根據(jù)上式算出的H值+井點外露長度，如大于降水深度6m，則1073.輕型井點計算（1）井點系統(tǒng)涌水量計算（2）確定井點管數(shù)量與井距（3）抽水設備的選擇（4）井點管的埋設與使用（5）實例返回第35頁/共73頁3.輕型井點計算（1）井點系統(tǒng)涌水量計算返回第35頁/共108（1）井點系統(tǒng)涌水量計算井點系統(tǒng)所需井點的數(shù)量，是根據(jù)其涌水量來確定的；而井點系統(tǒng)的涌水量，則是按水井理論進行計算。第36頁/共73頁（1）井點系統(tǒng)涌水量計算井點系統(tǒng)所需井點的數(shù)量，是根據(jù)其涌水109▲水井分類根據(jù)地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當水井布置有具有潛水自由面的含水層中時，稱為無壓井；布置在承壓含水層中時，稱為承壓井。當水井底部達到不透水層時稱完整井；否則，稱為非完整井。水井的類型不同，其涌水量計算的方法亦不相同（見圖135、圖1－36）。第37頁/共73頁▲水井分類根據(jù)地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當水井110a)無壓完整井b)無壓非完整井圖1-35水井種類第38頁/共73頁a)無壓完整井b)無壓非完整井第38頁/共73頁111c)承壓完整井b)承壓非完整井圖1-35水井種類第39頁/共73頁c)承壓完整井b)承壓非完整井第39頁/共73頁112▲無壓完整井的環(huán)狀井點系統(tǒng)涌水量計算式中:Q——井點系統(tǒng)的涌水量（m3/d）；

Κ——土壤的滲透系數(shù)（m/d）最好通過現(xiàn)場揚水試驗確定，也可查表；

H——含水層厚度（m）；R——抽水影響半徑（m）；

S——不利點的水位降落值（m）；

X0——環(huán)狀井點系統(tǒng)的假想圓半徑(m),F——環(huán)狀井點系統(tǒng)所包圍的面積。第40頁/共73頁▲無壓完整井的環(huán)狀井點系統(tǒng)涌水量計算式中:Q——井點系統(tǒng)的涌113第41頁/共73頁第41頁/共73頁114在實際工程中往往會遇到無壓不完整井的井點系統(tǒng)，這時地下水不僅從井的側(cè)面流入，還從井底滲入，因此涌水量要比完整井大。為了簡化計算，仍可采用上式，僅將式中H換成有效深度H0；H0可查下表1-10，當算得的H0大于實際含水層的厚度H時，則仍取H值?！鵁o壓完非整井的環(huán)狀井點系統(tǒng)涌水量計算第42頁/共73頁在實際工程中往往會遇到無壓不完整井的井點系統(tǒng)，這時地下水不僅115S’/(S’+)0.20.30.50.8H01.3(S’+)1.5(S’+)1.7(S’+)1.85(S’+)表1-10有效帶的深度H0值注：1.S’為井點管中水位降落值；為濾管長度；

2.當計算的S’/(S’+)處于兩檔之間時，可采用插值法計算。返回第43頁/共73頁S’/(S’+)0.20.30.50.8H01.3(S116（2）井點管數(shù)量與井距的確定確定井管數(shù)量先要確定單根井管的出水量。單根井管的最大出水量為式中：

q——單根井管的最大出水量（m3/d）；

d——濾管直徑（m）；

L——濾管長度（m）；

Κ——滲透系數(shù)（m/d）。第44頁/共73頁（2）井點管數(shù)量與井距的確定確定井管數(shù)量先要確定單根井管的出117▲井點最少數(shù)量由下式確定：井點管最大間距為：式中：

L1——總管長度（m）；

1.1——考慮井點堵塞等因素的井點管備用系數(shù)。第45頁/共73頁▲井點最少數(shù)量由下式確定：第45頁/共73頁118求出的管距應大于1.5d，小于2m，并應與總管接頭的間距（0.8m或1.2m）相吻合（并由此反求n）。返回第46頁/共73頁求出的管距應大于1.5d，小于2m，并應與總管接頭的間距（0119（3）抽水設備的選擇常用的真空泵有干式（往復式）真空泵和濕式（旋轉(zhuǎn)式）真空泵兩種。干式真空泵由于其排氣量大，所以在輕型井點中采用較多，但要采取措施，以防水分滲入真空泵。濕式真空泵具有重量輕、振動小、容許水分滲入等優(yōu)點，但排氣量小，宜在粉砂和粘性土中使用。第47頁/共73頁（3）抽水設備的選擇常用的真空泵有干式（往復式）真空泵和濕式120抽水設備一般都已固定型號，如真空泵有W5、W6型。真空泵在抽水過程中所需的最低真空度hk，可由降水深度及各項水頭損失計算得到。

hk=10（h+Δh）（KPa）式中:h——降水深度（m），近似取集水總管至濾管的深度；

Δh——水頭損失值（m），包括進人濾管的水頭損失、管路阻力及漏氣損失等，近似取1~1.5m。第48頁/共73頁抽水設備一般都已固定型號，如真空泵有W5、W6型。真空泵在抽121

水泵一般也配套固定型號，但使用時還應驗算一下水泵的流量是否大于井點系統(tǒng)的涌水量（應增大10％～20％），即水泵流量Q1＝1.1Q。水泵的揚程是否能克服集水箱中的真空吸力，以免抽不出水。返回第49頁/共73頁水泵一般也配套固定型號，但使用時還應驗算一下水泵的流122（4）井點管的埋設與使用輕型井點的安裝程序是按照設計計算的布置方案，先排放總管，在總管旁靠近基坑一側(cè)開挖排水溝，再埋設井點管，然后用彎聯(lián)管把井點總管聯(lián)接，最后安裝抽水設備。井水管的埋設可以利用沖水管沖孔，或鉆孔后再將井點管沉放；也可以帶套管的水沖法及振動水沖法下沉。第50頁/共73頁（4）井點管的埋設與使用輕型井點的安裝程序是按照設計計算的布123井點管的埋設第51頁/共73頁井點管的埋設第51頁/共73頁124井點管的埋設第52頁/共73頁井點管的埋設第52頁/共73頁125排水溝設置第53頁/共73頁排水溝設置第53頁/共73頁126井點降水第54頁/共73頁井點降水第54頁/共73頁127井點降水——排水第55頁/共73頁井點降水——排水第55頁/共73頁128井點降水第56頁/共73頁井點降水第56頁/共73頁129輕型井點安裝完畢后，需進行試抽，以便檢查抽水設備運轉(zhuǎn)是否正常，管路有無漏氣。輕型井點使用時，一般應連續(xù)抽水，（特別是開始階段）。抽水過程中，應調(diào)節(jié)離心泵的出水量，使抽吸排水保持均勻，達到細水長流。正常的出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”。真空度是判斷井點系統(tǒng)工作情況是否良好的尺度，必須經(jīng)常觀察檢查。第57頁/共73頁輕型井點安裝完畢后，需進行試抽，以便檢查抽水設備運轉(zhuǎn)是否正常130在抽水過程中，還應檢查有無堵塞“死井”（工作正常的井管，用手觸摸時，應有冬暖夏涼的感覺，或從彎聯(lián)管上的透明閥門）觀察，如死井太多，嚴重影響降水效果時，應逐個用高壓水沖洗或拔出重埋。為觀察地下水位的變化，可在影響半徑內(nèi)設觀察孔。返回第58頁/共73頁在抽水過程中，還應檢查有無堵塞“死井”（工作正常的井管，用手131【實例】

某工程設備基礎施工基坑底寬10m，長15m，深4.1m，邊坡坡度為1∶0.5（見圖1－37）。經(jīng)地質(zhì)鉆探查明，在靠近天然地面處有厚0.5m的粘土層，此土層下面為厚7.4m的極細砂層，再下面又是不透水的粘土層，現(xiàn)決定用一套輕型井點設備進行人工降低地下水位，然后開挖土方，試對該井點系統(tǒng)進行設計。第59頁/共73頁【實例】某工程設備基礎施工基坑底寬10m，長113218700基坑平面圖第60頁/共73頁18700基坑平面圖第60頁/共73頁1331.500第61頁/共73頁1.500第61頁/共73頁134解：1.井點系統(tǒng)布置（1）計算基坑尺寸該基坑底尺寸為10m×15m，邊坡為1：0.5，表層為0.5m厚粘土，所以為使總管接近地下水位，可先挖出0.4