集水井

4）井点系统的使用 （1）井点管的埋设一般用水冲法； （2）轻型井点系统全部安装完毕后，应进 行抽水试验，以检查有无死井（井点管淤塞） 或漏气、漏水等现象； （3）在井点系统的使用过程中，应连续抽 水，时抽时停会抽出大量泥沙，使滤管淤塞， 并可能造成邻近建筑物因土粒流失而沉降开裂。
2.喷射井点
通常在降水深度超过6m时，可采用喷射井 点。 喷射井点按其工作时喷射的介质不同，可 分为喷气井点与喷水井点，常用喷水井点。 喷射井点的平面布置 当基坑宽度小于10米 时，井点可作单排布置；当基坑宽度大于10米 时，可作双排布置；当基坑面积较大时，宜用 环形布置，井点间距一般取2～3米。 涌水量计算与井点埋设和轻型井点相同。
二、井点降水法
在基坑开挖深度较大、地下水位较高、土 质较差（如细砂、粉砂等）情况下，要考虑采 用井点降水法。
a、井点降水法 在基坑开挖前，预先在基 坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备 抽水，使地下水位降至坑底以下，在基坑开挖 过程中仍不断抽水，直至土方和基础工程施工
结束为止。
b、井点降水的类型及选择方法 a）类型：轻型井点，喷射井点，管井井 点，深井井点以及电渗井点。 b）选择时应考虑的因素：
(2 H - s ) s Q = 1.364 K lg R - lg r
□ 井点系统 (群井)
图1-43 群井系统灌水量计算图式 1－矩形基坑；2－等效圆井
(2 H - S ) S Q = 1.366k lg R - lg X 0
X0 =
(m3/d)
F (m) —— 环形井点的假想圆半径 x
F —— 环形井点所包围面积 K —— 环形井点土的渗透系数
温故而知新
1、深基坑降水的必要及降水方法； 2、集水井降水法的原理及应用、排水沟 及集水井的设置要求； 3、井点降水法的原理及应用、轻型井点 系统的设备组成及井点布置； 4、水井的分类及轻型井点的设计； 5、轻型井点系统的组成、安装与使用。
§1.5 土方填筑与压实 一、填筑土料的选用
填土的土料应符合设计要求。如设计无具 体要求时，可按下列规定 （1）级配良好的碎石类土、砂土和爆破石 渣可作表层以下填料，但其最大粒径不得超过 每层铺垫厚度的2／3； （2）含水量符合压实要求的粘性土，可用 作各层填料；
□ 土的渗透系数
（ K）
□ 降低水位的深度（H）
□ □
工程特点 设备条件
各种井点的适用范围
井点类别
轻 型 井 点 一级轻型井点 多级轻型井点 喷射井点 电渗井点
土的渗透系数(m/d)
0.1－50 0.1－50 0.1－50 <0.1
降水深度(m)
3~6 视井点级数而定 8~20 视选用的井点而定
管 井 类
Leabharlann Baidu
图1-41 二级轻型井点布置图 1- 第一级井点管；2-第二级井点管
城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以 管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。
b、水井的分类
a－承压完整井；b－承压非完整井；c－无压完整井；d－无压非完整井
图1-41水井的分类
a）承压完整井 水井底部达到不透水层， 含水层的水面有一定压力的水井。 b）承压非完整井 水井底部没有达到不透 水层，含水层的水面有一定压力的水井。 c）无压完整井 水井底部达到不透水层， 且地下水无压力的水井。 d）无压非完整井 水井底部没有达到不透 水层，且地下水无压力的水井。
d. 流砂的现象、危害、发生的关键以及防 治措施 当开挖深度大、地下水位较高而土质为细 砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，在 挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流 动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流
砂现象。
流砂现象的危害 发生流砂时，土完全丧 失承载能力，施工条件恶化，并有引起附近建 筑物下沉的危险。
（a）平面布置 （b）高程布置 图1-40 环形井点布置图 1-总管；2-井点管；3-抽水设备
注意：确定井点管埋设（动画）深度，还 要考虑井点管要露出地面0.2m 左右。如果计算
出的值大于6m ，则应降低井点管抽水设备的埋 置面，以适应降水深度的要求。任何情况下， 滤管必须埋设在蓄水层内。 当一级井点系统达不到施工降水深度要求 时，可采用二级井点，即先挖去一级井点所疏 干的土，然后再在基坑底部装设二级井点，以 使降水深度增加。
二、填筑要求
□ 填土应分层夯实
（每层尽量采用同类土）
□ 填土位于倾斜山坡时，应做成阶梯状
□
填方应有一定密实度，防止不均匀沉降
三、夯实方法
碾压法 夯实法 振动法
1.碾压法（视频）
碾压机械有：平碾（压路机）、羊足碾、 振动碾等。 砂类土和粘性土用平碾的压实效果好；羊 足碾只适宜压实粘性土；振动碾是一种振动和 碾压同时作用的高效能压实机械，适用于碾压 爆破石碴、碎石类土等。
平碾（压路机）
羊足碾
振动碾
用碾压机械进行大面积填方碾压时，宜采 用“薄填、低速、多遍”的方法。碾压应从填 土两侧逐渐压向中心碾压，并应至少有15～ 20cm的重叠宽度。为了保证填土压实的均匀和 密实度要求，提高碾压效率，宜先用轻型机械 碾压，使其表面平整后，再用重型机械碾压。
2.夯实法
用夯锺自由下落的冲击力来夯实土壤，主 要用于小面积回填土。其优点是可以夯实较厚 的粘性土层和非粘性土层，使地基原土的承载 力加强。方法有人工和机械夯实两种。常用于 夯实粘性土、砂砾土、杂填土及分层填土施工 等。 蛙式打夯机（视频） 轻巧灵活、构造简单、 操作方便，在小型土方工程中应用最广。其夯 打遍数依据填土的类别和含水量确定。
b）井点管数量与井距确定 （a） 单根井点管出水量
g = 65p dl k
3
(m3/d)
其中g —— 单根井点管的最大出水量
d —— 滤管直径 (38～50mm)
l —— 滤管长度 (1.0～1.5m) K —— 渗透系数
（b） 井点管最少根数
n=1.1 Q/g (根) 1.1 —— 备用系数 (m)
（3）以砾石、卵石或块石作填料时，分层 夯实最大料径不宜大于400mm，分层压实不得 大于200mm，应尽量选用同类土填筑； （4）碎块草皮类土，仅用于无压实要求的 填筑。 不能作为填土的土料 含有大量有机物、 腐殖质、石膏和水溶性硫酸盐(含量大于5％)的 土以及淤泥、冻土、膨胀土等；含水量大的粘 土也不宜作填土用。
b. 水泵选用：离心泵、潜水泵、软轴水泵 （较少采用） 常用于基坑排水 适于地下水量较大的基坑排水
c.排水沟的截面尺寸和集水井的个数是根 据坑底涌水量的大小、基础的形状和水泵的抽 水能力来确定 。
一般排水沟的 沟底低于挖土面为0.4m～ 0.5m，集水井应设在基础范围以外的边角处。 排水沟向集水井方向保持1‰～3‰的纵向坡度, 每间隔20～40m设置一个集水井，其直径或宽度 为0.6～0.8m 。 集水井深度随挖土深度增加而加深，始终 低于挖土面0.7～1.0m。
（c） 井点管间距 D=L/n
L —— 总管管长
注： □井点管间距不宜太小；D>5d
□ 对于渗透系数小的土中，井距取较小
值 (较计算值少)
□靠近河流处，井点管宜适当加密。
c）抽水设备选用
干式真空泵：轻型井点采用较多
(a) 真空泵
湿式真空泵：宜用于半粉砂及粘性土 最低真空度：
hk=10(h+h)
电渗井点就是利用上述现象，将一般轻型 井点或喷射井点的井管作为阴极，并在其内侧 相距约1.2m处加设垂直的阳极。阳极可用钢筋 或其他金属材料插入，通电后土层中的水分子 即迅速渗到井管周围，方便抽出排水。
4.管井井点和深井井点
在土的渗透系数更大（20～200m/d），地 下水含量丰富的土层中降水，宜采用管井井点 或深井井点。管井井点就是在基坑的四周每隔 10～50m钻孔成井，然后放入钢筋混凝土管或钢 管，底部设滤水管。每个井管用一台水泵抽水， 以使水位降低。如P34图1-48所示分别为钢管或 混凝土管井点。
h —— 降水深度 h=1m (水头损失1.0～1.5m)
（b） 水泵
由流量
Q = 1.1 Q¢ n
吸水扬程 Hs —— 井点管埋置深度至地平 面之距
d、轻型井点的施工(动画、视频)
1） 轻型井点系统的施工内容 井点系统的安装、使用及拆除。 施工准备、
2）施工准备工作包括 井点设备、施工 机具、水源、电源及必要材料的准备，排水沟 的开挖，水位观测孔的设置等。 3）井点系统的安装顺序 先埋设总管， 冲孔，沉设井点管、灌填砂滤层，然后用弯联 管将井点管与总管联接，最后安装抽水设备。
3.电渗井点
在深基坑施工中有时会遇到渗透系数小于 0.1m/d的土质，这类土含水量大，压缩性高， 稳定性差。由于土料间微小毛细孔隙的作用， 将水保持在孔隙内，采用真空吸力降水的方法 效果不好，此时采用电渗井点降水。
电渗井点降水 在饱和粘土中插入两根电 极，通入直流电，粘土粒即能沿力线向阳极移 动，称为电泳。水分电子向阴极移动为电渗。
c、轻型井点的设计
内容：涌水量Q 井点管数量n 井点管间距D a）涌水量计算
（a）无压完整井
□单井
Q=WKI
…… □
W —— 地下水流的过水断面积 w=2xy K —— 渗透系数 (m/d) I=dy/dx I —— 水力坡度
图1-42 无压完整井水位降落 曲线和流线网 1－流线；2－过水断面
一、集水井降水法(动画)
集水井降水，边挖边降 注：a. 不适用于细砂、粉砂土的降水。 对于这种土质条件，采用什么方法呢？ 后面将讲到“ 井点降水法”
集水井降水 法是在基坑 开挖过程中， 在基坑范围 以外设置集 水坑，并沿 坑底的周围 或中央开挖 排水沟，使 水流入集水 坑中，然后 用水泵抽走 （集水坑降 水法）。
流砂现象发生的关键 动水压力的大小与方 向。 流砂现象的防治途径 主要是减小或平衡 动水压力，或者改变动水 压力的方向。
流砂现象的防治的具体措施 1）枯水期施工。如条件许可，尽量安排在 枯水期施工，使最高地下水位距坑底不小于 0.5m。 2）水下挖土法。水中挖土时，不抽水或少 抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡。 3）抢挖法。即组织分段抢挖，使挖土的速 度大于冒砂速度，挖到设计标高后立即抛大石 块以平衡动水压力，压住流砂。 4）井点降水法。 5）打钢板桩法。 6）地下连续墙法。
小、土质、地下水位高低及流向、降水深度要
求等。
□ 平面布置 坑宽<6m，单排布置（井点放在上游） 坑宽>6m （或土质不好），双排布置 大面积，环形布置 □ 高程布置 理论上可达10m左右，实际<6m HH1+h+iL
(a)平面布置 （b）高程布置 图1-39 单排线状井点布置 1-总管；2-井点管；3-抽水设备
0.2
1.3(s+l)
0.3 1.5(s+l)
0.5
1.7(s+l)
0.8
1.84(s+l)
注：若计算值H0>H —实际含水层厚度H时，取H0=H
（c）承压完整井环形井点涌水量计算
MS 3 Q = 2.73k (m / d ) lg( R + x0 ) - lg X 0
M —— 承压含水层厚度(m)其余同上。
管井井点 深井井点
20－200 10－250
3－ 5 >15
（其中轻型井点采用较为广泛，下面将做重点介绍）
1.轻型井点
a、轻型井点设备组成及布置
a）轻型井点设备组成
管路系统：滤管、井点管、弯联管及总管 抽水设备：真空管、离心泵和水气分离器
轻型井点设备工作原理（动画）
b）井点布置依据 基坑的平面形状、大
S —— 环形井点群井中心水位降低值
R —— 抽水影响半径
R = 1.95s HK
（b）（实际工程常遇见的）无压不完整井系统
(2 H 0 - S ) S Q = 1.364k lg( R + x0 ) - lg X 0
H0 —— 有效含水深度H0
其取值为经验数值，
(表见下页)
有效深度H0值 s/(s+l) H0
深井井点与管井井点基本相同，只是井较 深，用深井泵抽水。深井泵的扬程可达100m， 当要求降水深度很大，用管井井点降水不能满 足要求时，则用深井井点。深井井点一般按 200～250m2的密度布置井距。
管井井点和深井井点设备简单，但一次性 投资较大。
作业 P39思考题8，9，10，11 ； 习题1.3 后记 （本节主要解决的问题） 1、深基坑降水的必要及降水方法； 2、集水井降水法的原理及应用、排水沟 及集水井的设置要求； 3、井点降水法的原理及应用、轻型井点 系统的设备组成及井点布置； 4、水井的分类及轻型井点的设计； 5、轻型井点系统的组成、安装与使用。