土方工程施工排水与降水

1、土方工程施工排水与降水（一）、基坑排水 开挖底面低于地下水位的基坑时，地下水会不断渗入坑内。 雨季施工时， 地面水也会流入坑内。 如果流入坑内的水不及时排 走，不但使施工条件恶化，而且更严重的是土被水泡软后，会造 成边坡塌方和坑底土的承载能力下降。 因此， 在基坑开挖前和开 挖时，做好排水工作，保持土体干燥是十分重要的。基坑排水方法，可分为明排水法和人工降低地下水位法两 类。1. 明排水法明排水法是在基坑开挖过程中， 在坑底设置集水井， 并沿坑 底的周围或中央开挖排水沟， 使水流入集水井中， 然后用水泵抽 走。抽出的水应予引开，以防倒流。雨季施工时应在基坑四周或水的上游， 开挖截水沟或修筑土

2、堤，以防地面水流入坑内。集水井应设置在基础范围以外、地下 水走向的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力， 集水井每隔2040m设置一个。集水井的直径或宽度，一般为 0.60.8m。集水井井底深度 随着挖土的加深而加深，要经常低于挖土面0.71.0m。井壁可用竹、木等简易加固。当基坑挖至设计标高后，井底铺设碎石滤 水层， 以免在抽水时间较长时将泥砂抽出， 并防止井底的土被搅动。2、人工降低地下水位降低地下水位， 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 落到坑底以下，同时在基坑开挖过程中仍不断抽水。这样，可使 所挖的土始终保持干

3、燥状态， 从根本上防止流砂发生， 改善了工 作条件，同时土内水分排除后，边坡可改陡，以减小挖土量。人工降低地下水位方法有： 轻型井点、 喷射井点、管井井点、 深井泵以及电渗井点等， 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等， 其中以轻型井点采用较广， 下面重点阐 述轻型井点降水方法。五、井点降水法1、井点降水原理井点降水就是在基坑开挖前， 预先在基坑四周埋设一定数量 的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理， 不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。2、井点降水的作用1）防止地下水涌入坑内（图 a）；2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b）；3）使坑

4、底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止 了坑底的管涌（图 c）；4）降水后，使板桩减少了横向荷载（图d）；5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象（图e）；6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载 能力。3、井点降水的方法 降低地下水位的方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管 井井点、深井井点等。可根据降水深度、土层渗透系数、技术设 备条件等合理选用。3.1 轻型井点的设备 轻型井点由管路系统和抽水设备两部分组成。1）、管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。滤管为进水设备，通常采用长1.01.5m、直径38mn或51mm 的无缝钢管，管壁钻有直径为 1219mm的滤孔。

5、骨架管外面包 以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。 为使流水畅通， 在骨架 管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开， 塑料管沿骨架绕成螺旋 形。滤网外面在绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。井点管为直径38mn和51mm长57m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管为直径 100127mm的无缝钢管，每段长4m,其上端有井点管联结的短 接头，间距0.8m或1.2m。2）、抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集 水箱）等组成，一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度）为 100120m常用的W5 W6型干式真空泵，其最大负荷长度分别为 100m 和 120

6、m。3.2 轻型井点的布置1）、井点系统布置应根据水文地质资料、工程要求和设备 条件等确定。 一般要求掌握的水文地质资料有： 地下水含水层厚 度、承压或非承压水及地下水变化情况、土质、土的渗透系数、 不透水层的位置等。要求了解的工程性质主要有：基坑（槽）形 状、大小及深度，此外尚应了解设备条件，如井管长度、泵的抽 吸能力等。2）、平面布置根据基坑 （槽）形状，轻型井点可采用单排布置、 双排布置、 环形布置，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用 U 形布置。单排布置适用于基坑、槽宽度小于 6m且降水深度不超过 5m的情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长 度不宜小于坑槽的宽度。双排布

7、置适用于基坑宽度大于 6m或土质不良的情况。环形布置适用于大面积基坑， 如采用U形布置，则井点管不 封闭的一段应在地下水的下游方向。3）轻型井点的设计与计算基坑涌水量计算 根据井底是否达到不透水层， 可将水井分为无压完整井和无 压非完整井。?无压完整井：井底达到不透水层。?无压非完整井：井底未达到不透水层。确定井点管数量与间距4）轻型井点的施工轻型井点的施工程序为敷设总管、 冲孔埋设井点管、 安装抽 水设备、抽水试运转。井点管埋设一般采用冲孔法。 用起重设备将冲管吊起， 插在 井点位置上，然后开动高压水泵，将土冲松，冲管则边冲边沉。 冲孔直径一般为300mm以保证井管四周有一定厚度的砂滤层，

8、冲孔深度宜比滤管底深 0.5m 左右，以防冲管拔出时，部分土颗 粒沉于底部而触及滤管底部。四、边坡稳定与支护1、边坡稳定边坡可做成直线形、折线形或踏步形。土方边坡坡度以其高度 H与其底宽度B之比表示 土方边坡坡度 =式中，m=B/H称为坡度系数。操作工艺1、大型土方施工，应在基坑顶四周设置临时排水沟或截水 沟，其截面宜为300400m （宽）x 400mm（深），纵向坡度宜 为 0.5%。临时排水沟或截水沟的设置应尽量与永久性排水设施 相结合。2、在地下水位较低和土质较好的情况下，基坑底四周设置 排水沟、集水井，采用明沟排水的方法，必要时可在中间加设小支沟与边沟连通。排水沟的截面宜为30040

9、0m （宽）x 400mm（深），纵向坡度宜为0.5%。集水井的截面宜为600mm（长）x 600mm（宽）x 1000m（深），2030m设一个。基坑底地下水由排水沟流入集水井，然后用高扬程潜水泵排走3、当地下水较大而土质属细砂、粉砂土时，基坑挖土容易 产生流砂现象，需用围蔽截水和人工降低地下水位等方法。4、围蔽截水的施工方法可以选择钢板桩、 钢筋混凝土排桩、 地下连续墙、定喷桩幕墙、旋喷桩、深层搅拌桩等，其可根据施 工地形、 水文地质资料和施工方法等确定， 并在施工组织设计中 确定。5、采用人工降低地下水位的方法，应根据挖土的深度和规 模，选择钻孔集水井降水或轻型井点降水， 其井点的布置数量和 形式，要根据含水层渗透系