基坑施工地下水处理及工程实例

1、基坑施工中的地下水处理及工程实例摘要：本文对几种基坑降水方法进行了阐述,并对降水设计及施工要求作了探讨,同时剖析列举了几个实际案例。阐述如何合理、经济和可靠的选择基坑降水处理方法。关键词：基坑降水，施工，止水帷幕当基础深度度在天然然地下水水位以下下时，在在基础施施工中常常常会遇遇到地下下水的处处理问题题。一般般认为，基基坑开挖挖要具备备以下的的必要条条件：首首先保持持基坑干干燥状态态，创造造有利于于施工的的环境；其次是是确保边边坡稳定定，做到到安全施施工，如如果忽视视这些必必要条件件，其后后果是严严重的。有有的基坑坑积水或或土质稀稀软，工工人难以以立足，无无法施工工；有的的出现“流砂现现象”导

2、致边边坡塌方方，地质质破坏；有的内内部基坑坑土体发发生较大大的位移移，影响响邻近建建筑物的的安全。之之所以会会出现这这些异常常情况，都都是由地地下水引引起的。所所以，在在基坑施施工中应应对地下下水的处处理给予予应有的的重视。一、基坑降降水的处处理方法法基坑降降水方法法主要有有:明沟加加集水井井降水、轻轻型井点点降水、喷喷射井点降水水、电渗渗井点降降水、深深井井点点降水等等等。各各种降水水方法有其特点和和适用情情况,比较如如下:明沟加集水水井降水水。明沟加集水水井降水水是一种种人工排排降法。它它具有施施工方便便,用具简简单,费用低廉的特特点,在施工工现场应应用的最最为普遍遍。在高高水位地地区基坑

3、坑边坡支护工工程中,这种方方法往往往作为阻阻挡法或或其他降降水方法法的辅助排降水措措施,它主要要排除地地下潜水水、施工工用水和和天降雨雨水。轻型井点降降水。轻型井点降降水(一级轻轻型井点点)是国内内应用很很广的降降水方法法,它比其其他井点点系统施施工简单单、安全全、经济济,特别适适用于基基坑面积积不大,降低水水位不深深的场合合。喷射井点降降水。喷射井点系系统能在在井点底底部产生生2500 mmm水银柱柱的真空空度,其降低低水位深深度大,一般在8 mm200 m范围。它它适用的的土层渗渗透系数数与轻型型井点一一样,一般为0.11 m/d550 mm/d。但其其抽水系系统和喷喷射井管管很复杂杂,运

4、行故故障率较较高,且能量量损耗很很大,所需费费用比其其他井点点法要高高。电渗井点降降水。电渗井点适适用于渗渗透系数数很小的的细颗粒土,如黏土土、亚黏黏土、淤淤泥和淤淤泥质黏黏土等。这这些土的的渗透系系数小于于0.11 m/d,用一般般井点很很难达到到降水目目的。利利用电渗渗现象能能有效地地把细粒粒土中的的水抽吸吸排出。它它需要与与轻型井井点或喷喷射井点点结合使使用,其降低低水位深深度决定定于轻型型井点或或喷射井井点。在在电渗井井点降水水过程中中,应对电电压、电电流密度度和耗电电量等进进行量测测和必要要的调整整,并做好好记录,因此比比较繁琐琐。5)管井井井点降水水。管井井点适适用于渗渗透系数数大

5、的砂砂砾层,地下水水丰富的的地层,以及轻轻型井点点不易解解决的场场合。每每口管井井出水流流量可达达到50 m3/h1100 m3/h,土的渗渗透系数数在20 m/dd2000 mm/d范围内,降低地地下水位位深度约约3 mm5 m。这种种方法一一般用于于潜水层层降水。6)深井井井点降水水。深井井点是是基坑支支护中应应用较多多的降水水方法,它的优优点是排排水量大大、降水水深度大大、降水水范围大大等。二、工程案案例1. 轻型型井点法法在新长长铁路施施工中的的应用新(沂)一一长(兴)铁路海海安至南南通(DK443+0000-DK553+6600)段地处处长江三三角洲北北侧，属属长冲积积平原区区，地面

6、面低平坦坦荡，沟沟河纵横横，水系系发达，全全管段水水中桥涵涵共有19座。DK552十140的1一4.00m框染涵涵基础施施工采用用集水坑坑降水，人人工开挖挖基坑，挖挖到原地地面以下下2.OOm时，坑坑底土颗颗粒随地地下水向向上翻涌涌，坑壁壁发生坍坍陷。改改用轻型型井点法法降低地地下水，取取得了很很好的效效果。因因轻型井井点有结结构简单单、重量量轻、装装拆方便便、操作作灵活和和可重复复使用等等优点，为为此，在在新长铁铁路施工工中，被被广泛应应用。所所谓井点点降水是是指在基基坑开挖挖之前，预预先在基基坑周围围或坑内内设置一一定数量量的滤水水管，利利用抽水水设备从从中抽水水，使地地下水降降至基底底以

7、下并并稳定后后开挖基基坑。在在开挖过过程中连连续抽水水，使地地下水位位稳定在在基底以以下，保保证地基基土的含含水量在在开挖及及基础施施工过程程中始终终处于最最佳含水水状态。采采用井点点降水法法施工，可可从根本本上防止止流砂、涌涌砂现象象发生，并并可改善善基坑开开挖条件件，防止止基底隆隆起，加加速地基基固结，提提高工程程质量，加加快工程程进度。井点布置根据基坑平平面形状状大小，土土质和地地下水流流向及降降水深度度确定，当当基坑宽宽度大于于6n:或土质质不良，渗渗透系数数较大时时，采用用双排井井点，布布置在基基坑两侧侧。如果果基坑面面积较大大，采用用环形井井点，挖挖土运输输设备出出入道可可不封闭闭

8、。井点点管距坑坑壁不小小于1.。0一1.5501，间距距一般为为0。.8一1，6m，人土土深度至至储水层层且比基基坑底深深。0.9一1.2m，集水水总管标标高尽量量接近地下水位位线，沿沿抽水水水流方向向设置0.225%一0.550%的上倾倾坡度，一一套抽水水设备的的集水总总管长度度一般不不大于1000m。新长铁路DDK433+8885.99小桥，DK551+6639框架涵涵均采用用轻型井井点法降降水，井井点布置置在基坑坑四周，间间距0.ssm，集水水总管布布置在地地表以下下1，。m，真空空泵设在在同一标标高，井井点布置置在基坑坑底部以以下1.oom，三套套轻型井井点连续续工作3天后，基基坑底干

9、干燥，为为基坑开开挖和基基础施工工的顺利利进行创创造了良良好的条条件。井点管埋设设井点设备、动动力、水水源及必必要材料料准备好好后，开开始井点点安装。井井点安装装一般是是先挖井井点沟槽槽，排放放总管，再再埋设井井点管，用用弯联管管将井点点管与总总管相连连，安排排抽水设设备，试试抽水。井井点管的的埋设可可采用射射水法、冲冲孔或钻钻孔法。利利用冲水水管冲孔孔后埋设设井点管管，冲水水管直径径为50mmm，下端端装有圆圆锥形冲冲嘴的钢钢管，冲冲孔时将将冲水管管垂直插插人土中中，并作作前后左左右各个个方向摆摆动，加加剧土层层松动，冲冲水孔直直径一般般为3000mm左右，为为使滤管管下部有有足够的的砂滤层

10、层，井点点管的设设计深度度增加50mmm。井孔孔冲成后后，拔出出冲水管管立即插插人井点点管。每每组井点点安装完完毕后，立立即抽水水，以检检查管路路接头质质量，井井点出水水情况和和抽水设设备运转转情况，及及时处理理漏水、漏漏气、淤淤塞现象象。图1为井点点降水示示意图。井点管使用用井点安装、试试抽水完完毕后，要要连续抽抽水，一一般在抽抽水2一5天后，水水位漏斗斗基本稳稳定，出出水规律律是“先大后后小、先先浊后清清”，否则则要进行行检查，找找出原因因及时纠纠正。在在降水过过程中，随随时调节节离心泵泵的出水水阀以控控制水量量，使抽抽吸排水水保持均均匀，并并经常检检查各接接头是否否漏气漏漏水，因因为一个

11、个漏气点点往往会会影响整整个系统统真空度度的大小小，影响响降水效效果。若若发现井井点管堵堵塞，以以对井孔孔用高压压水反向向冲冼或或拔出重重新设置置。地下下构筑物物完工并并进行回回填后，方方可拆除除井点系系统，拔拔出井点点管采用用冲水管管冲孔使使井孔扩扩大后拔拔出。亦亦可借助助于倒链链、杠杆杆或起重重机，所所留孔洞洞下部用用砂，上上部1一1.22m用赫土土填实。几点体会(1)确保保连续抽抽水，是是保证施施工顺利利进行的的重要因因素。若若时抽时时停，滤滤管容易易堵塞或或抽出土土粒，出出水混浊浊，同时时导致地地下水位位回升，引引起坑壁壁坍塌。(2)与集集水坑排排水法相相比，具具有防止止流砂且且排水效

12、效果好，提提高边坡坡稳定等等特点。(3)试抽抽水并及及时处理理“死井”(井点淤淤塞、工工作必须须引起重重视。根根据出水水情况，经经常检查查有无漏漏气、漏漏水、淤淤塞现象象，如有有异常情情况，要要及时检检修，确确保施工工顺利进进行。(4)设置置观测桩桩，经常常观测附附近建筑筑物沉降降情况，及及时采取取措施，杜杜绝安全全事故发发生。(5)轻型型井点降降水设备备简单，便便于操作作，且可可重复使使用，在在确保施施工质量量，加快快施工进进度，降降低工程程造价等等方面，呈呈现出较较强的竞竞争力。(6)井点点降水若若与明沟沟排水相相结合并并将总管管安装在在原地下下水位线线以下或或采用二二级轻型型井点可可进一

13、步步增加降降水深度度。2.电渗井井点降水水在加拿拿大不列列颠哥伦伦比亚省省纳尔逊逊的库特特奈运河河的应用用库特奈运河河位于蒙蒙火拿的的理别水水坝建成成以后，上库特奈河就栏蓄了大量的水。不列颠哥伦亚水电局决定利用这些额夕的水量以每秒8里9立方米的流速，引入一杀氏5.了9公里的运河。这条运河，将与一个二十万瓦的水电站相接连。这项工程共开挖了459万立方米的砂、砾石、淤泥泥和岩石石，其中中三分之之一以上上是从福贝(FOOREBBAY)，佩斯斯克(PEENSTTOCKKS)以及波波豪斯(POOWERRHOUUSE)等基地地挖出来来的。这这些地区区的土壤壤是一大大片不稳稳定的由由古代冰冰川引成成的淤泥泥

14、，这些些淤泥沉沉积在岩岩石上面面的砂粒粒和砾石石中，从从而形成成今天的的这片场场地。福福贝基地地的部份份基础标标高以及及佩斯克克与波豪豪斯基地地的全部部基础标标高都深深至淤泥泥下面的的下卧岩岩石中。要要在松散散饱和的的淤泥中中挖出一一片稳定定的边坡坡，其挖挖方的工工作量将将是惊人人的。要要把它挖挖成一个个坡度为为2.88:1(水平:垂直)的斜坡坡而且在在地震时时能持久久地保持持原状，必必须建造造挡土墙墙，或采采取其他他措施使使淤泥坡坡处于稳稳定状态态。国际际电力工工程顾问问公司以以及土质质顾问里里普利股股份有限限公司对对稳固淤淤泥层的的各种措措施进行行一r调查。研研究结果果表明，电电渗井点点是

15、稳定定边坡最最经济而而又可行行的方法法。片萨萨格兰德德顾问公公司的利利奥。格格兰德博博士，对淤淤泥的样样品进行行了土_L实验。认认为采用用电渗井井点进行行降水可可使淤泥泥边坡得得到持久久的稳定定。采用用电渗井井点降水水稳固淤淤泥边坡坡的投资资远比建建造挡土土墙为少少。更为为主要的的是，省省去了挡挡土墙这这项设施施使工期期缩短一一年以上上。国际电力工程程顾问公公司决定定采用电电渗排水水来稳固固边坡，并并与加拿拿大井点点降水公公司签订订了合同同。用电电渗降水水稳固土土壤的原原理是，在在土壤中中按一定定的间隔隔埋置一一些电极极(负极和和正极)，然后后通以直直流电。电电极所受受到的电电势使孔孔隙水中中

16、的正离离子从正正极移向向负极。正正离子的的这种运运动迫使使孔隙水水从正极极流向负负极。这这样就控控制了土土壤中渗渗流压力力的方向向，从而而减小了了土壤的的含水量量。恰当当地运用用上述原原理，就就可达到到稳固土土壤的目目的。根根据斜坡坡的设计计要求，尺尺寸约为为顶部深深36.58米，覆覆盖在岩岩层上的的底部宽宽为1211.922米，沿沿长为4266.722米这样样的一个个淤泥体体需要用电渗井点点来进行行降水，直直至形成成坡度为为2.88：1的稳定定边坡。而而且这个个楔形体体还要能能控制住住一大片片留在它它后面的的不稳定定的淤泥泥。为了了使边坡坡有良的的稳定性性，电渗渗井点系系统设置置在五条条3.

17、005米宽的的坡道平平台上，其其间距沿沿下坡面面方向约约为21.34米。每每排电渗渗井点系系统由正正极与负负极组成成，正负负极相隔隔3.005米，各各电渗井井点的间间距平均均为6.1米。负负极由一一个喷射射井及一一根从土土表面直直至基岩岩作为电电极的钢钢管组成成，该钢钢管被置置于直径径为12时(300.488厘米)的砂滤滤层中间间。正极极用一根根从土表表面直至至基岩，直直径为2寸(6.35厘米)的钢管管作为电电极。正正、负极极以适当当的配线线与直流流发电机机中心站站相连接接，每个个负极的的排水井井通过压压力集水水管与回回水管与与中心泵泵站相通通。共设设置269个正极极与271个负极极。所采采用

18、的直直流电为为220千瓦，1150伏特。负极的设置置先采用用冲水法法将直径径12寸(300.488厘米)的套管管埋入至至基岩，深深度为9.11.418.29米。然然后在套套管中设设置排水水井与钢钢制电极极.并灌入入滤砂，最最后将套套管取出出。正极极的设置置采用冲冲水法将将2告时(6.35厘米)直径的的钢管埋埋入至基基岩。每每排电渗渗井点系系统的安安置时间间平均为为二星期期。每级级坡道平平台经电电渗处理理一周，进进行开挖挖，挖至至下一级级标高。在在所有五五排电渗渗井点系统都已设设置完竣竣，最后后的边坡坡面要经经五个月月电渗处处理。在在用电渗渗井点降降水期间间，福贝贝、佩斯斯克与波波毫斯三三地段的

19、的岩石层层同时进进行开挖挖。对淤淤土中的的地下水水位采用用地下水水位计来来作记录录。整个个边坡的的地下水水位最后后降至距距岩层表表面30厘米以以内。对对土层定定期取样样，以确确定淤泥泥中含水水量的减减少以及及密度变变化的情情况。淤淤增的含含水量平平均减少少一广仔仔于之四四，其密密度也有有增加。当当坡面降降水处理理完成以以后，在在坡面上上第四排排与第五五排井点点系统之之间开挖挖了二个个直达基基岩面的的四壁垂垂直的试试坑(宽1.552米，长4.557米，深9.114米)。在波波豪斯基基地进行行岩石爆爆破的六六个星期期中，该该二个试试坑不设设任何支支撑，并并一直敞敞开着，但但仍保持持稳定。为为了防止

20、止边坡因因冻融现现象而受受到浸蚀蚀，利利用基坑坑开挖出出来的石石方在边边坡上铺铺了一层层60厘米厚厚的渗滤滤石块以以及2.444米厚的的一层填填石。整整个电渗渗井点系系统的设设置、降降水处理理以及最最后拆除除工作在在十一个个月内完完成。3.管井井井点降在在水咸阳阳渭河上上林大桥桥工程中中的应用用咸阳渭河上上林大桥桥全桥长长度 1 3000 m，主跨跨结构为为 630+544500+430 的先简简后连 T 梁结构构，主跨跨有多跨跨桥墩位位于渭河河主河道道中，水水深 2 m。桩径径为 1.8 mm，桩长 555 m，单个个承台由由 8根灌注注桩支承承，承台台尺寸为为 244.7 m77.3 m2

21、2.5 m，承台台底标高高在水面面下约 5 m。该段段地质资资料：从从地面线线往下 166 m范围内内为粉细细砂，其其下为 3 m厚圆砾砾土。施工方案针对渭河特特点，项项目部制制定了以以下施工工方案：采用筑筑岛法施施工，河河道中桩桩基在岛岛上用回回旋钻成成孔，承承台基坑坑开挖防防护从技技术、经经济方面面比选了了管井降降水配合合明挖、薄薄壁沉井井、钢板板桩围堰堰等多种种方案后后拟定采采用管井井降水配配合明挖挖施工。管井降水设设计与计计算：管井降水方方案实施施（1）根据据地质情情况采用用冲击钻钻机泥浆浆护壁施施工降水水井。（2）钻机机就位：钻机安安装要求求平稳牢牢固，钻钻机就位位，偏差差不许大于

22、5 mm。成井井垂直度度偏差小小于 1%。（3）钻进进达到设设计深度度以后，冲冲捞沉渣渣，泥浆浆比重小小于 1.05，之后下井管管及滤管管。（4）选用用管壁整整体强度度较高且且透水性性较好的的豆石水水泥制井井管。下井管管时接管管部位包包扎纱网网或尼龙龙布，井井管四周周用竹片片及铁丝扎紧扎牢牢，防止止泥砂等等进入井井孔内，每每隔 2 m 对称设设置 4 个定位器，使井井管居中中。（5）选用用级配较较好的 3 mm5 mmm圆砾，填填砾时沿沿井壁与与井管间缓慢投入入，洗井井时砾料料下沉，应应及时补补填砾料料。砾料料含泥量量小于 3%。（6）选用用排气量量为 9 m3的空压机，利利用气举举反循环环的

23、工作作原理进行多次次反复洗洗井，使使井内清清渣干净净。之后后下入潜潜水泵进进行抽水，并及时时填写水水位观测测记录。（7）抽水水：洗井井工作完完成后，下下入 100 m3扬程 200 m 的潜水水泵进行抽水，当当出水清清澈时撤撤泵，期期间要定定时观测测井内水水位，水水位记录见见表 2。降水效果经过咸阳渭渭河上林林大桥水水中基坑坑降水设设计与施施工对照照，降水水48 h 降水深深度达到到 6 m 的效果果，降水水深度低低于承台台底标高高约 1 m，承台内侧壁壁及基底底无渗流流、处于于干燥状状态，边边坡坡比比 11 时处于于稳定状态，达达到干槽槽作业和和安全施施工的目目的。4.深井井井点降水水在洛阳

24、阳洛河沿沿岸深基基坑开挖挖中的应应用近几年随着着洛阳城城市建设设力度的的加大, 沿洛河河两岸不不断兴建建大批的的高层建建筑, 某些高高层建筑筑在进行行基坑开开挖处理理时因地地下水位位较浅常常需要基基坑降水水。在洛洛河南岸岸某高层层建筑基基坑开挖挖施工中中应用深深井井点点降水技技术施工工方便、降降水效果果好, 某建筑筑高 333 层, 有高层层裙楼及及地下车车库部分分组成, 高层筏筏板基础础下的软软弱层需需进行开开挖换填填, 基面长64mm, 宽 433.7mm, 基坑底底位于地地下水位位以下, 基础施施工时需需降水; 地下水水位埋深深在自然然地表以以下- 99.2mm, 需降水水至基底底下 0

25、.5m, 降深达达到 4.5m。根据据地质报报告, 地表 4mm 左右有有近期的的杂填土土和第四四系全新新统冲积积形成的的黄土状状粉质粘粘土和沙沙, 下部为为卵石和和含粉质质粘土夹夹层; 地下水水类型属属孔隙潜潜水, 含水层层为下部部卵砾石石层, 地下水水旺、渗渗透系数数为10001150mm/d。深井井点布布置根椐水文地地质条件件及工程程实际情情况, 该工程程地下水水丰富, 需降水水深、面面积大、时时间长, 经对比比讨论采采用排水水量大, 降水深深的深井井井点降降水方案案, 依据基基坑平面面形态, 按环形形井点布布置, 布置在- 55.0 基坑面, 深井井井点沿基基坑上缘缘 0.51.00m

26、, 通过计计算需 200 眼井, 井间距 111.012.5m。深井井点降降水的主主要设备备.深井管管 采用 4000mmm 的无砂砂混凝土土管, 每节 1.0m, 长度 200m,滤水管管长度 100.5mm。.用集水水渠 用 4000mmm 水泥管管道或在在地面设设沉淀池池和集水水渠与市市政雨水水管网相相连进行行排水。.潜水泵泵 采用 QJJ80- 333 潜水泵( 外径 2550mmm), 排水量 800T, 扬程 333m, 额定功功率 111KW, 每井一一台共用用 200 台, 备用 2 台, 排水井井管内用用牛筋管管, 地面用用排砂胶胶管至排排水渠。深井井点的的施工工工艺深井井点

27、的的施工工工艺程序序: 井点测测量定位位, 钻机就就位挖井口埋护筒钻钻孔清孔吊放井井管回填滤滤料洗井井管内内下设水水泵安装抽抽水控制制电路试抽水降水井井正常工工作降水完毕封井。定位: 依据基基坑降水水平面布布置图, 按要求求定出每每个深井井的准确确位置。成孔: 降水井井采用 JKKS- 3 型卷扬扬机式冲冲击钻机机进行成成孔、泥泥浆护壁、十字字型钻头头钻进, 孔径 6550mmm, 钻孔深深度 200m.清孔: 钻孔施施工到预预定深度度后进行行抽渣清清孔, 保证孔孔内水位位高度, 使泥泥浆比重重保持在在 1.101.115g/cm3。下井管: 先将底底节放好好下端封封闭、外外侧均匀匀放置三三根

28、竹片片用铁丝捆好, 穿好钢钢丝绳利利用卷扬扬机逐节节下入,接头顺顺直对齐齐用铁丝丝捆好,井管下到井井底应具具中,管顶比比自然地地面高 3000mmm。填滤料: 井管下下入后及及时均匀匀填入直直径 5- 100mm 的豆砾, 填至距地面 11 米时上上部用粘粘土分层层夯实回回填; 每口井井填入滤滤料约 3.5m3。洗井: 洗井用 6 立方空空压机进进行洗井井、拢水水管用 3 寸牛筋筋管代替,用 66 分的白白塑料管管作为风风管,下部为 2mm 长 3 寸无缝缝钢管( 下部马马蹄形) 进行行快洗,直至水水清砂净净, 每口井井洗 6- 8 小时。安装水泵泵: 水泵下下到井底底后, 上拔 0.5- 1

29、.00m 距离, 每台水水泵应设两根钢丝丝绳一根根固定, 一根备备用, 便于水水泵检修修。降水: 现场设设置四个个电源箱箱每五台台水泵为为一组,对每眼眼井进行行编号, 并并有醒目目指示牌牌,单泵单单闸,设专人 244 小时进进行管理理, 定时定定期进行水位观观测, 特别是是对观测测井水位位的测量量, 做好水水位观测测记录; 基坑内 20 个管井井应同时时进行抽抽水, 使水位位差控制制在能满满足施工工要求范范围之内, 直直到基础础回填完完毕为至至。封井: 降水结结束后, 根据施施工需要要依次对对停用的的管井下下部用砂砂砾石封填, 上部 1.0m 用砼进进行封填填。施工中应注注意的事事项施工现场场对电源源的安设设、排水水管路作作合理的的规划, 以不影影响下工序施工又又能及时时排出抽