全国施工降水技术及应用

施工降水技术与应用主讲：刘业红俄罗斯PE项目部土建施工部部门培训施工排水

基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。一、明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域；

疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水；

抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。1.明沟与集水井排水在基坑的一侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔20～30m设一集水井，排水沟始终比开挖面低0.4～0.5m，集水井比排水沟低0.5～1m，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水普通明沟与集水井排水法2.分层明沟排水

当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水分层明沟排水法3.深层明沟排水

当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟，其余部位设置

边沟或支沟与主沟连通，通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。适用于深度的大面积地下室、箱基的基坑工排水深层明沟排水法二、施工降水

在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。地下室电梯井局部二次降水全基坑轻型井点降水1.井点降水的作用防止地下水涌入坑内防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方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降水后，使板桩减少了横向荷载消除了下水的渗流，也就防了流砂现象降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力2.井点降水的种类轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。⑴轻型井点适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。降水深度为：单级井点3～6m，多级井点6～12m⑵葵喷射钳井点是在瞒井点腹管内艺设特此制的留喷射真器，突用高歪压水胞泵或解空气伶压缩抽机向玻喷射狼器输导入高昌压水关或压匪缩空云气，佛形成水气镜射流，将缺地下奔水抽神出排呢走。以其降喂水深桶度可宁达8～20秧m。适用友于开仔挖深嗓度较全深、趴降水深度专大于8m，土休渗透稍系数为3～50如m/歉d的砂懂土或搏渗透系数垂为0.阅1～3m吨/每d的粉恳砂、淤泥拨质土粱、粉赞质粘衔土。⑶爹电渗当井点电渗汗井点矿以井点星管作曾负极，打份入的钢筋炕作正昼极，通荷入直副流电楚后，功土颗赛粒自讲负极鸦向正伴极移项动，水则况自正惨极向闷负极炎移动抚而被不集中碗排出。本法迅常与闲轻型滚井点礼或喷腥射井订点结倍合使叨用。适用慨于渗寒透系数高很小撇的饱和坝粘性培土、淤瓶泥或朵淤泥质库土中润的施工率降水⑷箱管井铁井点管井霸井点恋由滤水兆井管蚕、吸魄水管和抽水淋机组成买。管挽井埋辽设的浓深度顿和距计离根疮据需愁降水驶面积易、深诊度及识渗透搬系数雀确定令，一治般间喉距10～50孕m，最娇大埋拍深可茫达10细m，管旁井距轰基坑步边缘朝距离遣不小粪于1.贴5m(冲击补钻成胞孔)或3m(钻孔顽法成虫孔)，适介用于保降水植深度3～5m、渗少透系燥数为20～20直0m桨/d的基观坑中液施工盲降水诸。管井明井点纲设备刊简单笋、排匆水量舱大、泊易于肉维护苍、经鼠济实箩用。管井欢填充挨滤料览管统井抽掘排水PV郊C简易锯管井如需霉降水奇深度怕较大逗，可哄采用渗深井缠井点杜，适衬用于灯降水猎深度＞15汪m、渗乐透系蹄数为10～25艺0m照/d的基惭坑。更故称境为“深井漏泵法”。管井打井点柜降水3、轻型琴井点裙降水由管装路系追统（耽滤管许、井抹点管番、弯芝联管困及总职管）堆和抽爽水设袍备（馋真空酿泵、讽离心驴泵和两水气群分离孔器）桐组成旁。轻狸型井赠点工甜作原腥理及手滤管冻构造号见图椅：⑴坡轻型柏井点手的设计备⑵项轻筋型井酱点的纷平面牺布置①斧单排屯布置愧：当基坑(槽)宽度＜6m、降旺水深蜂度≯5m时可凳采用锋单排婶布置第。井虑点管旷应布杨置在地下技水的冰上游一侧岩，两冠端的诱延伸武长度浴不宜文小于孩坑槽猾的宽逐度B。②延双排璃布置并：当基坑(槽)宽度＞6m时应丽采用。③值环型坛或U型布券置：当基录坑面出积较震大时铺，应套采用兼环型残布置南（考虑愁施工垃机械枣进出础基坑滋时宜混采用U型布奔置）。●核采用夹双排躺、环叛型或U型布咳置时喷，位房诚于地闪下水抓上游李一排发的井率点间宴距应玩小些酿，下晋游井圈点的支间距陡可大衬些。●饱如采院用U形布奏置，轮则井论点管佩不封怠闭的针一段怕应在反地下脊水的食下游老方向支。（3）轻议型井汽点的树设计军及计肢算井点袖系统松的设映计应捡掌握得施工掌现场倍地形慎图、省水文尽地质需勘察旺资料壤、基狐坑的晋施工脖图设洗计等森资料深。设计责内容典除进棚行井愧点系非统的睛平面宽布置恢，还佣应进故行高程公布置肾和涌惰水量有的计塞算，确娇定井管恋数量及井距，选晴择抽水灵设备等工兔作。3.奴1轻型哈井点去的高范程布惜置井点胡管埋现置深喘度H(不包救括滤番管)，可广按下既式计骆算：●修如H值小碰于降看水深盘度6m时，览则可套用一顶级井恒点；i—迹—地下污水降躺落坡荷度；炕环状浪井点巨为1麦/1丽0，驳单排顶线状属井点信为1戒/4枯；双荣排线椒状井远点为夕1/7；当H值稍著大于6m时，也如降涌低井减点管仔的埋站置面简可满犹足降定水深肠度要薯求时拾，仍询可用框一级桑井点愧降水灰；●弃在确写定井横点管巷埋置财深度僵时，长还应磁考虑恭井点拉管露粪出地陡面0.竟2～0.榜3m，滤沙管必梢须埋纱在透意水层涌内。●吴当一粪级井盐点达不不到块降水显深度瓶要求流时，兄则可赖采用灵二级糟井点严（见泪右图纺）。地下承室三亡级井惜点降姜水3．轻向型井点管数猛量及虏间距计算（1)井型判定涌水鞭量的的计算煮是按胸水井免理论耐进行破的：狮根据桐井底魄是否谱达到县不透露水层忍分为盾完整弹井、俯非完济整井仆；又昌根据铸所抽抓取的翅地下每水层蚀有无专压力削分为金无压璃井和洒承压梦井。图1-29水井的分类（a）无压完整井；（b）无压非完整井（c）承压完整井（d）承压非完整井（2尊）涌醉水量昏计算①无压牲完整巩涌水衡量

图1-30环形井点涌水量计算简图(a)无压完整井；(b)无压非完整井(m弦3／d)式中K——渗透闭系数(m／d)，应可由实慨验测鹅定，江表1－12仅供地参考茧；H——含水累层厚芒度(m汤)；S——水位欠降低身值(m掏)；R——抽水箱影响赏半径(m让)，取膊：x0——环形纺井点臂的假上想半陶径(m剖)：F—垄—基坑残周围谈井点腾管所凯包围出的面稼积(m2)。②无压破非完飘整井加涌水料量(m3／d)有效承深度H0值在表1－12S’／(S’＋l)0.20.30.50.8H01.3(S’＋l)1.5(S’＋l)1.7(S’＋l)1.85(S’＋l)注：迟表中S’为井蔽管内伯水位郊降低缘瑞深度匹；l为滤贝管长雁度。③承压犹完整税井涌割水量承压境完整舰井环芒形井碧点涌惕水量革计算驱公式颗为式中M——承压躺含水愈层厚盯度(m役)；K、R、x0、S——与公爆式(1葱-2缸2)相同克。冶：(m3／d)(3)确定身井点冤管数扶量与哥井距①单井惨最大稍出水抽量单井勉的最趟大出笼水量q，主挖要取杰决于蹄土的模渗透净系数岔、滤保管的浇构造眉与尺秩寸，桃按下嗽式确烟定：式中d——滤管仗直径(m腿)；l——滤管说长度(m参)；K——渗透郑系数(m／d)。(m3／d)②最少块井数井点龙管的银最少围根数nmi默n，按垦下式心计算专：式中1.彩1——备用觉系数么，考梳虑井朋点管争堵塞污等因煮素。树其它意符号味同前桨。③最大钩井距式中L——总管坏长度(m萝)；(根)(m户)确定忘井点仿管间悠距时倚，还笛应注模意以迈下几乞点：(a贴)井距椅过小嫁时，西彼此飞干扰鹅大，醋影响雁出水环量，剖因此郑井距签必须姿大于15倍管益径。(b票)在渗亦透系蕉数小丽的土晴中井帖距宜坡小些灭，否炼则水符位降绑落时节间过逼长。(c宗)靠近取河流御处，坐井点惭宜适斑当加满密。(d痛)井距券应能斥与总元管上巧的接告头间讲距相顺配合怖。根据潜实际河采用立的井缠点管旧间距衰，最斯后确析定所滑需的桥井点改管根廊数。4．轻形型井穿点的哨施工埋设虎井点钞的程传序是针：放俭线定手位→厌打井街孔→伍埋设商井点跪管→盈安装散总管棕→用虑弯联撑管将饲井点絮管与被总管册接通冲→安成装抽套水设脊备。

图1—31井点管的埋设(a)冲孔；（b）埋管1一冲管，2一冲嘴；3一胶皮管；4一高压水泵，5一压力表；6一起重吊钩；7一井点管，8一滤管；9一填砂；10一粘土封口

（a）

（b）⑹庭防范首井点昏降水嫂不利梢影响饱的措场施井点责降水梁必然饶会形闻成降水直漏斗，从适而导笋致周药围土壤鞠固结馒并引肾起地毯面沉仇陷，为息减少到井点那降水津对周轻围建陪筑物登及地域下管退线造副成影评响，倦可考薄虑在奴井点象设置第线外4～5m处设霞置回灌欲井点，将练井点尼中抽通出水窃经沉饼淀后俩用压姐力注乌入回漆灌井陪中，陕形成泻一道亮水墙聚。设置挡土怖帷幕也可射减少奏井点榆降水勺引起浆的不灯利影时响。流砂跟的防亡治在细弟砂或其粉砂惊土层原的基万坑开尊挖时林，地目下水土位以速下的僚土在动水城压力的推哈动下脂极易弱失去冶稳定轿，随绑着地宗下水刷涌入跨基坑孤。称劣为流砂解现象。流罪砂发属生后廉，土叶完全长丧失承载天力，土体施边挖露边冒，施着工条获件极端斩恶化，基坑泳难以因达到节设计闻深度。严忘重时妹会引衡起基倦坑边坡党塌方,临近遇建筑骨物出俱现下真沉、倾斜基甚至络倒塌。1.流砂东现象广佛凉地铁睛桂城趋站基堪坑出耳现流砂幸，地火面下逐沉约1.秋5m图为演砂包旧封堵脚抢险递现场产生你流砂馋现象痛的原章因有内因和外因：内因：取决复于土恨的性门质，络当土没的孔捏隙比它大、疤含水物量大塞、粘监粒含互量少居、粉舱粒多修、渗谣透系纯数小经、排坐水性毁能差掌等均粥容易烛产生陷流砂介现象拒。因嫁此，司流砂仪现象旦极易启发生象在细砂彼、粉咏砂和亚粘锅土中，芦但是吃否发脾生流抹砂现己象，喊还取僻决于需一定珍的外缴因条够件。2.产生尖流砂悉的原损因流砂-基坑厕满目倾狼籍拣流砂壶支挡径强冷行施来工外因迹：是地令下水外在土缎中渗作流所咏产生欺的动水轻压力稿的大绢小，动爬水压扫力GD为：式中眉：I——水力档坡度（I=（h1-h2）/L）肉；h1－h2——水位嘉差；γW——水的姻重度页。当地衫下水眠位较芒高、猪基坑延内排脑水所枪形成漫的水涛位差叙较大忌时，蜂动水辣压力福也愈麦大，当GD≥γ（土柴的浮驶重）腿时，就乎会推某动土盟壤失戚去稳淘定，言形成流砂茶现象。3.流砂肿的防歌治⑴川防治注原则煎：“治流狼砂必沫先治够水”。流砂告防治倒的主劝要途北径一是减小贯或平依衡动水压牛力；阳二是截住地下嘴水流徐；三林是改变动水已压力责的方锅向。⑵辽防治算方法裂：①枯水壶期施杜工法启：枯水隐期