1.2基坑支护与排落水

（一）,,,,,明沟排水法,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,明沟排水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的 方法。
施工原理：开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以 外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水 沟流入井内，然后用水泵抽出坑外(见图1.12)。
当一级井点系统达不到降水深 度时，可采用二级井点，即先 挖去第一级井点所疏干的土， 然后在基坑底部装设第二级井 点，使降水深度增加（图 1.17）。,,,,,
图1.17,,,,,,,,,,二级轻型井点示意图
3．轻型井点计算
（1) 井型判定
n 轻型井点系统涌水量的计算比较复杂，影响因素很多（如水文地 质条件、抽水设备等），很难做出精确计算，一般是按水井理论 来计算涌水量，其值仅为近似值。
n 由于不具备挡水功能，在地下水位较高的地 区应用则需采取挡水措施，如在桩间桩背采 用高压注浆、设置深层搅拌桩、旋喷桩等， 或在桩后专门构筑挡水帷幕。,,,,,
图1.6 挡土灌注桩支护形式 （a）间隔式；（b）双排式；（c）连续式
水泥土桩墙支护
水泥土桩墙支护结构指水泥土搅拌桩（包括加 筋水泥土搅拌桩）、高压喷射注浆桩所构成的 围护结构。
当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点 布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度(图 1.15)。,,,,,
图1.15,,,,,,,,,,,,,,,单排线状井点的布置
如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑 宜用环状井点(图1.16)。 为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。,,,,,
图1.13,,,,,,,,,,,,,,,轻型井点降低地下水位全貌图
n 轻型井点设备由 管路系统和抽水 设备组成。管路 系统包括滤管、 井点管、弯联管 及总管等。 滤管 (图1.18)为进水设 备，其构造是否 合理对抽水设备 影响很大。
图1.14,,,,,,,,,,,,,,,构造图
轻型井点的布置,,,,, １．平面布置
充填坚硬、硬塑粘
碎石类
性土
土
充填砂土
边坡值(高∶宽) 1∶1.25～1∶1.50 1∶0.75～1∶1 .00 1∶1.00～1∶1.25
1∶1.50或更缓 1∶0.50～1∶1.00
1∶1.00～1∶1.50
二、基槽（管沟）土壁支撑
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,基槽、管沟开挖时，如地质条件和周围环境允许，可采用放 坡开挖。否则应进行土壁支撑。开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。
n 支护结构的内支撑，内支承受力合理、安全可靠、易于控制 围护墙的变形，但内支撑的设置给基坑内挖土和地下室结构 的支模和浇筑带来一些不便，需通过换撑加以解决。
n 用拉锚拉结围护墙，坑内施工无任何阻挡，但用于软土地区 锚杆变形较难控制，且锚杆有一定长度，在建筑物密集地区 如超出红线尚需专门申请，否则是不允许使用。
好，施工中多采用。
图1.3,,,,,,,,,,,,,,,常用的钢板桩
图1.4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,拉森钢 板桩
H型钢桩加挡板支护
图1.5 型钢桩横档板支护 1一型钢桩； 2一横向挡土板；3－木楔
n 灌注桩支护
n 柱列式灌注桩排桩，是我国应用广泛的一种 桩排式围护结构。
n 柱列式灌注桩排桩多为间隔布置，分为桩与 桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩 相切的密排布置形式，上部设联系梁,,,,,。
n （５）沟、井截面根据排水量确定，排水量V 应满足下列要求：
n V≥1.5Q
（1－25）
n 式中,,,,,,,,,,Q──基坑总涌水量，按有关情况和 规定计算。,,,,,
n 基抗排水用的水泵主要有离心泵、潜水泵和软 轴水泵等。,,,,,,,,,,
n ,,,,,,,,,,水泵的主要性能包括：流量、总扬程、 吸水扬程和功率等。流量是指水泵单位时间内 的出水量。扬程是水泵能扬水的高度，也称水 头。总扬程包括吸水扬程和出水扬程。由于水 经过管路有阻力而引起水头损失，因此要扣除 损失扬程后才是实际扬程。
四、深基坑支护
排桩墙支护 排桩墙支护结构包括板桩(钢板桩支护,,,,,、H型钢桩加挡板支护,,,,,)、灌注桩、 预制桩等类型桩构成的支护结构。
钢板桩支护
❖ 钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。 ❖ 平板桩(图1.3(a))防水和承受轴向压力性能良好，
易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小； ❖ 波浪式板桩（图1.3(b)）的防水和抗弯性能都较
n 井点系统涌水量的计算，首先要判定井的类型。 n 水井根据其井底是否达到不透水层，分为完整井与非完整井。井
底达到不透水层的为完整井，否则为非完整井。 n 根据地下水是否受不透水层的压力分为承压井与潜水井(无压)。
图1.9 土层锚杆构造图 1－挡墙；2－承托支架；3－横梁；4－台座 ；5－承压垫板；6－锚具；7－钢拉杆；8－水 泥浆或砂浆锚固体；9－非锚固段；10－滑动面
；D－锚固体直径：d－拉杆直径
n 土钉墙支护
n 土钉支护是在基坑 开挖一定深度时,在 坡面用机械钻较密 排的孔,孔内放置钢 筋注水
n 泥浆,在坡面安装钢
横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用于宽度不大、深度较 小沟槽开挖的土壁支撑。
根据挡土板放置方式不同，分为水平挡土板和垂直挡土板两类(见图 1.2)。,,,,,
图1.2,,,,,,,,,,,,,,,横撑式支撑
三、浅基坑支护
浅基坑支护方法较多，一般有斜撑式支撑、拉锚 支撑、短柱横隔支撑、临时挡土墙支撑等。
坑槽中，常引起塌方。,,,,, 2、雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌
方的主要原因。 3、基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作
用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。
土方边坡的坡度是以土方挖方深度H与底宽B之比表示。即 式中m=B/H称为边坡系数。
n 对不同的土质应采用不同的降水形式，表1.2为常用的 降水形式。
表1.2,,,,,,,,,,降水类型及适用条件,,,,,
条件
适合
降水类型
轻型井点
多级轻型井点
喷射井点
渗透系数 (cm/s)
10-2～10-5 10-3～10-6
可能降低的水位深 度(m)
3～6 6～12
8～20
电渗井点
＜10-6
宜配合其他形式降 水使用
n （1）排水沟、集水井随基础开挖逐层设置， 并设置在拟建建筑基础边净距0.4m以外，排 水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m；
n （２）在基坑四角或每隔30~40m应设一个集 水井；
n （３）排水沟底面应比挖土面低0.3~0.4m，集 水井底面应比沟底面低0.5m以上；
n （４）排水沟纵向坡度宜控制在1‰~2‰；
,,,,,流砂现象
❖ 流砂：当基坑挖至地下水位以下时，坑底下面 的土由于受到水的浮力和动水压力的作用，使 土粒随地下水涌入基坑的现象称为流砂。
❖ 流砂现象主要发生在土质为细砂或粉砂的土层。
如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗 粒稳定，不受水压干扰。其方法有：
枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m；,,,,, 水中挖土时，保持坑内水压与地下水压基本平衡；,,,,, 井点降水法 打板桩法、设地下连续墙，阻断水流线路，防止流砂产生。,,,,,
图1.16,,,,,,,,,,,,,,,环排井点的布置
２．高程布置 在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管
的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算(图1.17）：,,,,,
HH1+h+iL
式中,,,,,,,,,,H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一 侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～ 1.0m； ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,i——地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井 点为1/4 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井 点管至基坑另一侧的水平距离)，m。,,,,,
筋网,喷射混凝土,
使土体,土钉与喷射
混凝土结合,然后再
图1.10 土钉墙支护
开挖,钢筋网必须上 1－土钉；2－喷射混凝土面层
下连结,再如上法施
；3－垫板
工。,,,,,
图1.11,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,土钉墙支护
n 地下连续墙支护
n 地下连续墙是在基坑四周浇筑具有相当宽度 (如80cm)的钢筋混凝土封闭的墙。它可以是建 筑地下室外墙结构,具有承重、挡土、防水抗 渗的多种功能;也可以是基坑的临时维护结构, 则只有挡土和防水抗渗功能。,,,,,
（二）井点降水法,,,,,
n 井点降水：基坑开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量 的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水 设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至 土方和基础工程施工结束为止。
n 井点降水有两类：一类为轻型井点(包括电渗井点与喷 射井点)；另一类为管井点(深井泵)。
4
1
（a）
（c）
图1.7 水泥土墙的一般构造 （a）水泥土墙剖面；（b）连续式劲性水泥土墙平面；（c）格栅式
平面布置
1－搅拌桩；2－插筋；3－面板；的基坑，为使围护墙经济合理和受力后变形的控制 在一定范围内，都需沿围护墙竖向增设支承点，以减小跨度。 如在坑内对围护墙加设支承称为内支撑；如在坑外对围护墙 拉设支承，则称拉锚。
图1.12,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,集水井降水
n 明沟排水法适用于水流较大的粗粒土层的排 水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层 降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为 地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。,,,,,
n 集水明排法施工过程：
n 包括基础开挖、设置排水沟和集水井、选用水 泵和现场安装、抽水、拆除设备等。
图1.1,,,,,,,,,,土方边坡
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,《规范》规定：永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时 性挖方的边坡值应符合表1.1的要求。,,,,,
表1.1,,,,,,,,,,临时性挖方边坡值,,,,,
土的类别
砂土(不包括细砂、粉砂)
一般性 粘土
硬 硬、塑
软
相关支撑知识
一、土方边坡与基坑支护 二、基坑排降水
土方边坡与基坑支护
一、土方边坡,,,,,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,土壁稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力保 持
平衡，一旦失去平衡，土壁就会塌方。 造成土壁塌方的主要原因有： 1、边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的
n 逆作法施工,,,,,
n 逆作法施工是利用地下室工程的梁、板结构作 为支撑,从上往下施工地面下的工程一般用地 下连续墙作为地下室外墙，施工时须加临时支 柱，先在地面完成一层底板作为水平支撑，然 后地上和地下施工同时进行。,,,,,
基坑排降水
n,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,为了保持基坑干燥，防止由于 水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必 须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措 施是明沟排水法和井点降水法。,,,,,
H 1
0.3~0.5H
（a）
（b）
（c）
（d）
图1.8,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,挡土灌注桩支护形式
（a）悬臂式；（b）斜撑式；（c）锚拉式；（d）锚杆式；
（e）内撑式
1－挡墙；2－围檩（连梁）；3－支撑；4－斜撑；5－拉锚；
6－锚杆；7－先施工的基础；8－支承柱
（e）
9
10
深井井管
≥10-5
＞10
(1),,,,,轻型井点,,,,,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,轻型井点(图1.13)就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管 (下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地 下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以 下。,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中； 降,,,低,,,水,,,,位,,,,深,,,度,,, ：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～9m。,,,,,