2023学年完整公开课版基坑排水

高层建筑由于上部荷载大，大多采用补偿性基础，因此一般都设一层或多层地下室，这样有利于建筑物的稳定，并可充分利用地下空间。但同时由于基础埋深较大，基坑开挖较深，也给施工增大了难度,尤其是在地下水位较高的软土地区开挖深基坑时，地下水会不断地渗入基坑，容易造成流砂、边坡失稳或使地基承载力下降，为此，在进行深基坑施工时必须做好地下水控制工作。

基坑排水1.1基坑的地下水控制地下水的控制方法主要有降水、截水和回灌等几种形式，这几种形式可以单独使用，也可以组合使用。降水的方法有集水明排和井点降水两类。

集水明排属重力降水，它是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟，并每隔一定距离设置集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井，然后用水泵将水排出坑外。

深基坑工程的截水方法经常采用的是截水帷幕，它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁(亦称隔水帷幕)，帷幕的底部宜深入坑底一定深度或到底部透水层，由于围护壁是止水的，这样基坑内外的地下水就不能相互渗流。截水后，基坑内的水量或水压较大时，可以采用基坑内井点降水，这种方法既有效地保护了周边环境，同时又使坑内一定深度内的土层疏干并排水固结，改善了施工作业条件，并有利于围护及基底的稳定。

回灌法就是在降水井点和需保护的原有建筑物、地下管线之间打一排井点。在降水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水，从而阻止或减少回灌井点外侧建(构)筑物下的地下水流失，使原地下水位基本保持不变，这样就不会因降水而使土层产生固结下沉，消除或减少了周围的地面沉降，保证原有建筑物、地下管线的安全与使用。井点降水引言降水方法

集水井降水

※流砂

井点降水§

引言

在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥。2.1降水方法（一）集水井降水施工

施工过程构造设置1）施工过程

基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。2）构造

四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基坑范围内设置盲沟排水。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔20~40m设置一个。

3）设置

集水坑的直径或宽度一般为0.6~0.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.7~1.0m。坑壁可用竹、木材料等简易加固。当基坑挖至设计标高后，集水坑底应低于基坑底面1.0~2.0m，并铺设碎石滤水层（0.3m厚）或下部砾石（0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。（二）流砂流砂现象产生流砂现象的原因流砂的防治1）流砂现象

基坑挖土至地下水位以下，土质为细砂土或粉砂土的情况下，采用集水坑降低地下水时，坑下的土有时会形成流动状态，随着地下水流入基坑，这种现象称为流砂现象。出现流砂现象时，土完全丧失承载力，土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。2）产生流砂现象的原因

流砂现象产生的原因，是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。引起流砂的因素大致有：1)．主要外因取决于水力坡度的大小，即该地区地下水位越高，基坑挖深越大，水力压力差越大，越容易产生流砂现象；2)．土的颗粒组成中粘土含量小于10%，而粉砂含量大于75%；3)．土的不均匀系数D60/D10<5（式中D60为限定颗粒，即小于某粒径的土粒重量计百分数为60%时；D10为有效粒径，即小于某粒径的土粒重量计百分数为10%时）。易发生流砂地区取得不均匀系数的值在1.6～3.2之间；4)．土的含水量大于30%；5)．土的空隙率大于43%；6)．在粘性土中有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度大于250mm3）流砂的防治防治流砂的主要途径有：减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。其具体措施有：（1）枯水期施工法。（2）抢挖并抛大石块法。（3）设止水帷幕法。（4）人工降低地下水位法。此外，采用地下连续墙、压密注浆法、土壤冻结法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂发生。（三）井点降水井点降水原理井点降水的作用井点降水的类型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。a)防止涌水

b)稳定边坡

c)防止管涌

d)减少横向荷载

e)防止流砂

井点降水的作用3）井点降水的类型

井点有两大类：轻型井点和管井。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定。轻型井点设备

设计

施

工设备

轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成（图）1）管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。

滤管（图）为进水设备，通常采用长1.0~1.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为12~19mm的滤孔。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38mm和51mm、长5~7m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100~127mm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

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100~120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大负荷长度分别为100m和

120m。轻型井点的设计平面布置高程布置涌水量计算1）设计的基础资料轻型井点布置

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（图a）、双排布置（图b）、环形布置（图c），当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置（图d）。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。轻型井点施工1）准备工作