第一章基坑降排水施工

基坑降排水基礎(chǔ)工程施工1.1井點(diǎn)降水法濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院基坑降排水1.2集水坑降水法1.1井點(diǎn)降水

井點(diǎn)降水法就是在基坑開(kāi)挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降到坑底以下；在基坑開(kāi)挖過(guò)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。

井點(diǎn)降水法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)及電滲井點(diǎn)等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)、降低水位的深度、工程特點(diǎn)及設(shè)備條件綜合選用。各井點(diǎn)降水法的適用范圍見(jiàn)表1－1。井點(diǎn)類(lèi)別土的滲透系數(shù)（m/d）降低水位深度/m單層輕型井點(diǎn)0.1～503～6多層輕型井點(diǎn)0.1～506～12電滲井點(diǎn)＜0.1根據(jù)選用的井點(diǎn)確定管井井點(diǎn)20～200＞

10噴射井點(diǎn)0.1～28～20深井井點(diǎn)10～250＞15表1-1各種井點(diǎn)的適用范圍輕型井點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)降水1.1.1輕型井點(diǎn)降水概述

輕型井點(diǎn)法就是沿基坑的四周將許多直徑較細(xì)的井點(diǎn)管埋入地下蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管的上端通過(guò)彎聯(lián)管與總管相連接，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)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。1.1.1.1輕型井點(diǎn)設(shè)備組成1.輕型井點(diǎn)的設(shè)設(shè)備組成輕型井點(diǎn)設(shè)備備由管路系統(tǒng)統(tǒng)和抽水設(shè)備備組成管路系統(tǒng)統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管管、彎聯(lián)管及總管等?！魹V管濾管是井點(diǎn)設(shè)設(shè)備的一個(gè)重重要部分。濾濾管的直徑宜宜為38～50mm，長(zhǎng)度為1.0～1.5m，管壁上鉆有有直徑為13～19mm的按梅花狀排排列的濾孔，，濾孔面積為為濾管表面積積的20％～25%。濾管外包兩兩層濾網(wǎng)（圖圖1－13），內(nèi)層細(xì)濾濾網(wǎng)一采用每每厘米30～80眼的銅絲布或尼尼龍絲布，外外層粗濾網(wǎng)采采用每厘米5～10眼的塑料紗布。。為使水流暢通通，避免濾孔孔淤塞影響水水流進(jìn)入濾管管，在管壁與與濾網(wǎng)間用小小塑料管（或或鐵絲）繞成成螺旋形將二二者隔開(kāi)。濾濾網(wǎng)的外面用用帶孔的薄鐵鐵管或粗鐵絲絲網(wǎng)保護(hù)。濾濾管的上端與與井點(diǎn)管連接接，下端為一一鑄鐵頭。井點(diǎn)管宜采用用直徑為38～50mm的鋼管，其長(zhǎng)長(zhǎng)度為5～7m，可整根或分分節(jié)組成。井井點(diǎn)管的上端端用彎聯(lián)管與與總管相連。?！艟c(diǎn)管彎聯(lián)管宜用透透明塑料管（（能隨時(shí)看到到井點(diǎn)管的工工作情況）或或橡膠軟管。?！魪澛?lián)管總管宜采用直直徑為100～127mm的鋼管，每節(jié)節(jié)長(zhǎng)度為4m，其上每隔0.8m或1.2m設(shè)計(jì)有下個(gè)與與井點(diǎn)管連接接的短接頭。?！艨偣?.1.1.2輕型井點(diǎn)布置置輕型井點(diǎn)布置置根據(jù)基坑大小與深深度、土質(zhì)、、地下水位高高低與流向、、降水深度要求等確定。。井點(diǎn)布置得得是否恰當(dāng)，，對(duì)井點(diǎn)使用用效果影響較較大。◆單排布置當(dāng)基坑或溝槽槽寬度小于6m且降水深度不超過(guò)5m時(shí)，一般可采采用單排線狀狀井點(diǎn)，布置置在地下水流流的上游一側(cè)側(cè)，其兩端的的延伸長(zhǎng)度一一般以不小于于坑（槽）寬寬為宜（下圖圖）。（1）平面布置雙排布置如基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良，則宜采用雙雙排井點(diǎn)。當(dāng)當(dāng)基坑面積較較大時(shí)，宜采采用環(huán)形井點(diǎn)點(diǎn)（見(jiàn)下圖））；有時(shí)為了了施工需要，，也可留出一一段（地下水水流下游方向向）不封閉。。井點(diǎn)管距離離基坑壁一般般不宜小于0.7～1.0m，以防局部發(fā)發(fā)生漏氣。井井點(diǎn)管間距應(yīng)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、、降水深度、、工程性質(zhì)等等按計(jì)算或經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定，一一般采用0.8～1.6m，靠近河流處與與總管四角部位位，井點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加密。環(huán)形布置（2）高程布置輕型井點(diǎn)的降水水深度，一般以以不超過(guò)6m為宜。井點(diǎn)管的的埋置深度H（不包括濾管））可按下式計(jì)算算：式中：H1——總管平臺(tái)面至基基坑底面的距離離，m；h——基坑底面至降低低后的地下水位位線的距離，一一般取0.5～1.0m；i——水力坡度，根據(jù)據(jù)實(shí)測(cè)：環(huán)形井點(diǎn)為1/10，雙排線狀井點(diǎn)點(diǎn)為1/7，單排線狀井點(diǎn)點(diǎn)為1/4；L——井點(diǎn)管至基坑中中心的水平距離離，m?！鶕?jù)上式算出的的H值+井點(diǎn)外露長(zhǎng)度（（200mm)，如大于降水深深度6m，則應(yīng)降低總管平臺(tái)面面標(biāo)高以適應(yīng)降水深度度要求?！?dāng)一層輕型井點(diǎn)點(diǎn)達(dá)不到降水深深度要求時(shí)，可可根據(jù)土質(zhì)情況況，先用其他方方法降水（如集集水坑降水），，然后將總管安安裝在原有地下下水位線以下，，以增加降水深度；或采采用二層輕型井點(diǎn)，即挖去第一層井井點(diǎn)所疏干的土土，然后再在底部裝裝設(shè)第二層井點(diǎn)點(diǎn)。3.輕型井點(diǎn)計(jì)算（1）井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量量計(jì)算（2）確定井點(diǎn)管數(shù)量量與井距（3）抽水設(shè)備的選擇擇（4）井點(diǎn)管的埋設(shè)與與使用（5）實(shí)例（1）井點(diǎn)系統(tǒng)涌水水量計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)所需井井點(diǎn)的數(shù)量，是是根據(jù)其涌水量量來(lái)確定的；而而井點(diǎn)系統(tǒng)的涌涌水量，則是按按水井理論進(jìn)行行計(jì)算?！诸?lèi)根據(jù)地下水有無(wú)無(wú)壓力，水井分分為無(wú)壓井和承壓井。當(dāng)水井布置在具有潛水自由由面的含水層中中時(shí)，稱(chēng)為無(wú)壓壓井；布置在承承壓含水層中時(shí)時(shí)，稱(chēng)為承壓井井。當(dāng)水井底部達(dá)到到不透水層時(shí)稱(chēng)稱(chēng)完整井；否則，稱(chēng)為非完整井。水井的類(lèi)型不不同，其涌水量量計(jì)算的方法亦亦不相同（見(jiàn)圖圖1－35、圖1－36）。a)無(wú)壓完整井b)無(wú)壓非完整井圖1-35水井種類(lèi)c)承壓完整井b)承壓非完整井圖1-36水井種類(lèi)▲無(wú)壓完整井的的環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)統(tǒng)涌水量計(jì)算式中:Q——井點(diǎn)系統(tǒng)的涌水水量（m3/d）；Κ——土壤的滲透系數(shù)數(shù)（m/d）最好通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)揚(yáng)水試驗(yàn)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(diǎn)的水位降降落值（m）；X0——環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的的假想圓半徑(m),F——環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)所所包圍的面積。。在實(shí)際工程中往往往會(huì)遇到無(wú)壓壓不完整井的井井點(diǎn)系統(tǒng)，這時(shí)時(shí)地下水不僅從從井的側(cè)面流入入，還從井底滲滲入，因此涌水水量要比完整井井大。為了簡(jiǎn)化化計(jì)算，仍可采采用上式，僅將將式中H換成有效深度H0；H0可查下表1-2，當(dāng)算得的H0大于實(shí)際含水層層的厚度H時(shí)，則仍取H值?！鵁o(wú)壓非完整井的的環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)統(tǒng)涌水量計(jì)算S’/(S’+)0.20.30.50.8H01.3(S’+)1.5(S’+)1.7(S’+)1.85(S’+)表1-2有效帶的深度H0值注：1.S’為井點(diǎn)管中水位位降落值；為為濾管長(zhǎng)度；；2.當(dāng)計(jì)算的S’/(S’+)處于兩檔之間時(shí)時(shí)，可采用插值值法計(jì)算。（2）井點(diǎn)管數(shù)量與與井距的確定確定井管數(shù)量先先要確定單根井井管的出水量。。單根井管的最大大出水量為式中：q——單根井管的最大大出水量（m3/d）；d——濾管直徑（m）；L——濾管長(zhǎng)度（m）；Κ——滲透系數(shù)（m/d）?！c(diǎn)最少數(shù)量由由下式確定：井點(diǎn)管最大間距距為：式中：L1——總管長(zhǎng)度（m）；1.1——考慮井點(diǎn)堵塞等等因素的井點(diǎn)管管備用系數(shù)。求出的管距應(yīng)大大于1.5d，小于2m，并應(yīng)與總管接接頭的間距（0.8m或1.2m）相吻合（并由由此反求n）。（3）抽水設(shè)備的選選擇常用的真空泵有有干式（往復(fù)式）真空泵和濕式（旋轉(zhuǎn)式）真空空泵兩種。干式真空泵由于于其排氣量大，，所以在輕型井井點(diǎn)中采用較多多，但要采取措措施，以防水分分滲入真空泵。。濕式真空泵具有有重量輕、振動(dòng)動(dòng)小、容許水分分滲入等優(yōu)點(diǎn)，，但排氣量小，，宜在粉砂和粘粘性土中使用。。抽水設(shè)備一般都都已固定型號(hào)，，如真空泵有W5、W6型。。真空泵在抽水水過(guò)程中所需的的最低真空度hk，可由降水深度度及各項(xiàng)水頭損損失計(jì)算得到。。hk=10（h+Δh）（KPa）式中:h——降水深度度（m），近似似取集水總管至至濾管的深度；；Δh——水頭損失值值（m），包括括進(jìn)人濾管的水水頭損失、管路路阻力及漏氣損損失等，近似取取1~1.5m。水泵一般也配套套固定型號(hào)，但但使用時(shí)還應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算一下水泵的的流量是否大于于井點(diǎn)系統(tǒng)的涌涌水量（應(yīng)增大大10％～20％），即水泵流流量Q1＝1.1Q。水泵的揚(yáng)程是是否能克服集水水箱中的真空吸吸力，以免抽不不出水。（4）井點(diǎn)管的埋設(shè)設(shè)與使用輕型井點(diǎn)的安裝裝程序是按照設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算的布置置方案，先排放放總管，在總管管旁靠近基坑一一側(cè)開(kāi)挖排水溝溝，再埋設(shè)井點(diǎn)點(diǎn)管，然后用彎彎聯(lián)管把井點(diǎn)總總管聯(lián)接，最后后安裝抽水設(shè)備備。井水管管的埋埋設(shè)可可以利利用沖沖水管管沖孔孔，或或鉆孔孔后再再將井井點(diǎn)管管沉放放；也也可以以帶套套管的的水沖沖法及及振動(dòng)動(dòng)水沖沖法下下沉。。井點(diǎn)管管的埋埋設(shè)井點(diǎn)管管的埋埋設(shè)井點(diǎn)降降水井點(diǎn)降降水——排水井點(diǎn)降降水輕型井井點(diǎn)安安裝完完畢后后，需需進(jìn)行行試抽抽，以以便檢檢查抽抽水設(shè)設(shè)備運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)是是否正正常，，管路路有無(wú)無(wú)漏氣氣。輕型井井點(diǎn)使使用時(shí)時(shí)，一一般應(yīng)應(yīng)連續(xù)續(xù)抽水水，（（特別別是開(kāi)開(kāi)始階階段））。抽水過(guò)過(guò)程中中，應(yīng)應(yīng)調(diào)節(jié)節(jié)離心心泵的的出水水量，，使抽抽吸排排水保保持均均勻，，達(dá)到到細(xì)水水長(zhǎng)流流。正正常的的出水水規(guī)律律是““先大后后小，，先混混后清清”。真真空度度是判判斷井井點(diǎn)系系統(tǒng)工工作情情況是是否良良好的的尺度度，必必須經(jīng)經(jīng)常觀觀察檢檢查。。在抽水水過(guò)程程中，，還應(yīng)應(yīng)檢查查有無(wú)無(wú)堵塞塞“死死井””（工工作正正常的的井管管，用用手觸觸摸時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)有冬冬暖夏夏涼的的感覺(jué)覺(jué)，或或從彎彎聯(lián)管管上的的透明明閥門(mén)門(mén)）觀觀察，，如死死井太太多，，嚴(yán)重重影響響降水水效果果時(shí)，，應(yīng)逐逐個(gè)用用高壓壓水沖沖洗或或拔出出重埋埋。為觀察察地下下水位位的變變化，，可在在影響響半徑徑內(nèi)設(shè)設(shè)觀察察孔。。輕型井井點(diǎn)降降水-施工特特點(diǎn)：：1、機(jī)具具設(shè)備備簡(jiǎn)單單、易易于操操作、、便于于管理理。2、可減減少基基坑開(kāi)開(kāi)挖邊坡坡坡率，降低低基坑坑開(kāi)挖挖土方方量。。3、開(kāi)挖挖好的的基坑坑施工工環(huán)境境好，，各項(xiàng)項(xiàng)工序序施工工方便便，大大大提提高了了基坑坑施工工工序序。4、開(kāi)挖挖好的的基坑坑內(nèi)無(wú)無(wú)水，，相應(yīng)應(yīng)的提提高了了基底底的承承載力力。5、在軟土路路基，地下下水較較為豐豐富的的地段段應(yīng)用用，有有明顯顯的施施工效效果。。1.2集水坑坑降水水法集水坑坑降水法法是在在基坑坑開(kāi)挖挖過(guò)程程中，，在坑坑底設(shè)設(shè)置集集水坑坑，并并沿坑坑底的的周?chē)鷩蛑兄醒腴_(kāi)開(kāi)挖排排水溝，，使水水流入入集水水坑中中，然然后用用水泵泵抽水水,抽出的的水應(yīng)應(yīng)及時(shí)時(shí)引開(kāi)開(kāi)，防防止倒倒流。。1.2.1集水坑坑設(shè)置置集水坑坑應(yīng)設(shè)設(shè)置在在基礎(chǔ)礎(chǔ)范圍圍以外外，地地下水水流的的上游游。根根據(jù)地地下水水量大大小、、基坑坑平面面形狀狀及水水泵能能力，，應(yīng)每每隔20～40m設(shè)置一一個(gè)集集水坑坑。集水坑坑的直直徑或或?qū)挾榷纫话惆銥?.7～0.8m，深度度隨著著挖土土的加加深而而加深深，要要保持持低于于挖土土面0.8～1.0m，井壁壁可用用竹、、木等等簡(jiǎn)易易加固固。當(dāng)當(dāng)基坑坑挖至至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高高后，，井底底應(yīng)保保持低低于坑坑底1～2m，并鋪鋪設(shè)0.3m碎石濾濾水層層，以以免在在抽水水時(shí)間間較長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)將將泥砂砂抽出出，同同時(shí)防防止井井底的的土被被攪動(dòng)動(dòng)。采用集集水坑坑降水水時(shí)，，應(yīng)根根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)土土質(zhì)條條件保保持開(kāi)開(kāi)挖邊邊坡的的穩(wěn)定定。邊邊坡坡坡面上上如有有局部部滲出出地下下水時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)在滲滲水處處設(shè)置置過(guò)濾濾層，，防止止土粒粒流失失，并并設(shè)置置排水水溝，，將水水引出出坡面面。1.2.2水泵選選用建筑工工程中中用于于排水水的水水泵主主要有有離心心泵、、潛水水泵和和軟軸軸水泵泵等。。（1）離心心泵水泵主主要性性能指指標(biāo)包包括流量、總揚(yáng)程程、吸水揚(yáng)揚(yáng)程和功率等。表1－3常用離離心泵泵性能能型號(hào)流量/（m3/h）總揚(yáng)程/m最大吸水揚(yáng)程/m電動(dòng)機(jī)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(jìn)進(jìn)水口口直徑徑為2英寸，，總揚(yáng)揚(yáng)程為為19m（最佳佳工作作時(shí)））的單級(jí)級(jí)離心心泵。。B型是BA的改進(jìn)進(jìn)型，，性能能基本本相同同。（2）潛水水泵潛水泵泵由立立式水水泵和和電動(dòng)動(dòng)機(jī)組組合而而成，，水泵泵裝在在電動(dòng)動(dòng)機(jī)上上端，，葉輪輪可制制成離離心式式或螺螺旋槳槳式，，電動(dòng)動(dòng)機(jī)設(shè)設(shè)有密密封裝裝置。。潛水水泵工工作時(shí)時(shí)是全全浸入入水中中。使用潛潛水泵