基坑降水排水

流沙
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施工条件恶 化.. 地基完全丧 失承载能 力.. 附近建筑物 沉降，倾斜。
流砂防治
动水压力(渗透力)和流砂
GD I W
I－水力坡度（
动水压力与水力坡度成正比，水位差 越大，GD大，渗流路线越长，GD小
GD－动水压力（渗透力），kN/m3； ）
γ w－水的容重 kN/m3
水位差 渗流路线长度
• 坑底应低于排水沟底面0.5 m以上 ，并铺设0.3m碎石滤水层。 以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底被扰动。
• 井壁可用竹、木等简易加固。
（二）井点降水
• 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
1）涌水量计算－－无压完整井
降落漏斗：当抽水一段时间以后，井周围水面最后降落成渐趋稳定的 漏斗状曲面，称之为降落漏斗。
无压完整井群涌水量计算：
(2 H S ) S 3 Q 1.366K m /d 式中：Q－群井涌水量 lg R lg x0
R 1.95S HK
H－含水层厚度（m） K－渗透系数（m/d） S－水位降低值（m）
2.3.3 施工排水与降水
一、降水目的：
• 1）防止地下水涌入坑内； • 2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方； • 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； • 4）降水后，使板桩减少了横向荷载； • 5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象； • 6）降低地下水位后，还能使土体固结，增加地基土的承 载能力。
4、井点降水法－采用井点降水法可使地下水渗流方向朝下， 向下的动水压力增大了土粒间的压力，从而有效地制止了流砂 现象。
• 例题2-4
（3）轻型井点施工
• 轻型井点施工工艺： • 放线定位→铺设总管→冲孔→安装井点管→填砂砾 滤料、上部填粘土密封→用弯联管将井点管与总 管接通→安装抽水设备→开动设备试抽水→测量 观测井中地下水位变化。
• 1）井点管埋设
• 一般采用水冲法进行，借助于高压水冲刷土体，用冲管扰 动土体助冲，将土层冲成圆孔后埋设井点管。冲孔的直径 一般为300mm，以保证井管四周有一定厚度的砂滤层；冲 孔深度宜比滤管底深0.5m左右。
轻型井点常见质量问题防治
通病及现象 原因分析 预防措施 限制基坑周围堆放材料， 机械设备量，且不宜集 中。
井点抽水时在周围地 含水层疏干后，土体 面出现沉降开裂及位 产生密实效应，土层 压缩，地面下沉。 移
表层土渗水性较强， 抽出的水又迅速返回 井内。
降水速度过慢或无效， 围护桩施工质量差， 坑内水位无明显下降 不能起止水作用。 或不下降。 进水管、滤网堵塞或 泵发生机械故障等。
q 65dl K
3
单根井点管最大出水量q： 式中：d－滤管直径（m）
(m3/d)
l－滤管长度（m） K－渗透系数（m/d） n－井点管的最少根数 L－总管长度 D－井点间距
实际采用的井点管间距应当与总管上接头尺寸相适应。即 采用0.8m、1.2m、1.6m或2.0m。求出的管距应大于1.5d， 小于2m
动水压力GD的大小与水力坡度成正比，即水位差越大，亦越大， 而渗流路线越长，则越小。动水压力GD的作用方向与水流方 向相同。当水流在水位差作用下对土颗粒产生向上的压力时， 动水压力GD使土颗粒受到向上的压力，当动水压力等于或者 大于土的浸水重度γ’时，即GD ≥ γ’
当GD>= γ’ （土的浸水重度）时，土颗粒失去自重，处于 漂浮状态，随渗流的水一起流动，称流砂 在一定动水压力作用下，松散而饱和的细砂和粉砂容易产生 流砂现象，降低地下水位，改变水流方向，消除动水压力，是 防治流砂现象的重要途径。
地下水位降低到坑底以下。
“井点降水原理”动画以及视频
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，可参照下表选择。
井点类别 一级轻型井点 多级轻型井点 轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 深井井点
土的渗透性(m/d) 0.1~50 0.1~50 0.1~50 <0.1 20~200 10~250
• 4）试抽合格后，井点孔口到地面下1.0m的深度范围内， 用粘性土填塞严密，以防漏气。
• 5）开始抽水后一般不应停抽，时抽时止，滤网易堵塞， 也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开 裂。一般在抽水3～5d后水位降落漏斗基本趋于稳定。正 常出水规律是“先大后小，先浑后清”。如不上水，或水 一直较浑，或出现清后又浑等情况，应立即检查纠正。
防止流砂的几种方法：
1、枯水期施工－地下水位低，坑内外水位差小，动水压力减 小，不易产生流砂。 2、抛大石块法－基坑开挖中，出现流砂现象，抢挖至标高后， 立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力， 此法解决局部或轻微流砂现象是有效的。 3、打钢板桩法－将钢板桩打入坑底一定深度，增加地下水由 坑外流入坑内的渗流路线，减小水力坡度，从而减小动水压力。 浇注地下连续墙可起到同样的效果。
做好地表排水系统，防 止雨水倒灌，井点抽水 就近排入下水道中。
找出漏水部位，用高压 密注浆修补。 抽水前检验水泵，正式 抽水前进行试抽。
（四）轻型井点的降水计算 ：涌水量、井点管数量、 井距
1—承压完整井；2—承压非完整井； 3—无压完整井；4—无压非完整井
井点系统涌水量计算是按水井理论进行的，当滤管底达到不 透水层顶面时，称为完整井，否则，称为不完整井。根据地 下水有无压力，又分为无压井和承压井。
降水深度(m) 3~6 视井点级数而定 8~20 视选用的井点而定 3~5 >15
管井类
（三）一般轻型井点
（1）轻型井点设备
• 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。详图221 • 井管：φ 38、φ 51，长5～7m（常用6m），无缝钢管，丝 扣连滤管；上端用弯联管与总管相连。 • 滤管：φ 38、φ 51，长1～1.7m，开孔φ 12,开孔率20～25 ％，包滤网； • 总管：内φ 75～127无缝钢管，每节4m，每隔0.8、1或 1.2m有一短接口； • 弯联管：使用透明塑料管、胶管或钢管（能随时看到井点 管的工作情况），宜有阀门； • 抽水设备常用的有真空泵、射流泵和隔膜泵井点设备。
• 砂滤层的填灌宜选用干净粗砂，填灌均匀，并填至滤管顶 上1～1.5m，以保证水流畅通。
• 每根井点管埋设后，应及时检验渗水性能。井点管与孔壁 之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时， 能很快下渗方为合格。
• 2）布设集水总管之前，必须对集水总管进行清洗，并对 其它部件进行检查清洗。井点管与集水总管之间用橡胶软 管连接，确保其密闭性。（了解） • 3）井点系统安装完毕后，必须及时试抽，并全面检查管 路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等，如发 现漏气和死井，应立即处理。每套机组所能带动的集水管 总长度必须严格按机组功率及试抽后确定。（了解）
H H1 +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 1/5~1/4,双排井点取1/7； 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。
弯连管
总管 井点管
真空泵
（2）轻型井点的布置
1）平面布置方法及要求
当基坑或沟槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m时
单排线状井点 地下水上游
如宽度大于6m或土质不良，则用双排线状井点
当基坑面积较大时，采用环形井点。 有时将地下水流下游留出一段，不封闭，为U形井点
<6m
地下水上游
中部
大于基坑宽
二、降水方法：
明排水法与井点降水法
• （一）明排水法 • 用于基坑开挖深度不大，基坑涌水量不大的情况 • 基坑的两侧或四周设置排水明沟，隔段设置集水 井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集 水井内，然后用水泵将其排出基坑外
排水沟与集水井的设置要求：(详图2-19) 1）排水沟：基础边0.4m以外，离开边坡坡脚应不小于0.3m。 排水沟宽0.2～0. 3m； 深0.3～0.6m； 沟底设纵坡0.2%～0.5%。比挖土面低0.3～0.4m。 2）集水井： • 地下水流的上游 • 每隔20～40m设置一个； • 直径或宽度，一般为0.6～0.8m；
x0
F
(2 H 0 S ) S x －环形井点的假想半径（m） Q 1.366K m3/d 0 lg R lg x0 F－环形井点所包围的面积（m2）
对于无压不完整井用H0查表2-8 对于单井涌水量以及承压井涌水量详课本P95

R－抽水影响半径（m）
2）确定井管的数量与间距
Q n 1.1 （根） q L D n
透水层
• 井点管距离基坑壁一般不宜小于0.7~1.0m，以防局部发 生漏气。
• 井点管间距应根据土质、降水深度、工程性质等按计算 或经验确定，一般采用0.8~1.6m。 • 靠近河流处与总管四角部位，井点应适当加密
2）高程布置
目的：主要考虑降低后的水位应控制在基坑底面标高
以下，保证坑底干燥。井点管的埋设深度H(不包括滤 管)按下式计算(图2-25(a)、(b))：