第四章 基坑排水

第四章基坑排水

基坑排水工作，在施工组织中是一项很重要的工作，但是，它往往容易被人忽视，不少工程在组织基坑排水工作时，由于对围堰和基础的防渗处理考虑不周，不仅使排水费用显著增加，而且造成基坑淹没，延误工期。

基坑排水工作，按排水时间及性质分，有基坑开挖前的初期排水和基坑开挖建筑物施工过程中的经常性排水。按排水方法分，有明式排水和人工降低地下水位两种。

第一节初期排水

一、排水量的估算

初期排水主要包括基坑积水、围堰与基坑渗水、降水等。因为初期排水是在截流戗堤合龙闭气后立即进行的，通常是在枯水期，降雨很少，所以一般不考虑降水。但现行规范规定，可按抽水时段内的多年日平均降水量计算。除了积水、渗水和降水外，有时还需考虑填方和基础中的饱和水。

1 ．积水的排除

积水的排除流量可按下式计算

Q1＝V / T ( 4—l )

式中Q1——积水排除的流量；

v——基坑积水体积；

T——初期排水时间。

基坑积水体积可按基坑水面积和积水水深计算，这是比较容易的。但是排水时间T 的确定就比较复杂，主要受基坑水位下降速度的限制。基坑水位的允许下降速度视围堰种类、地基特性和基坑内水深而定。水位下降太快，围堰或基坑边坡中动水压力变化过大，容易引起坍坡；下降太慢，则影响基坑开挖时间。一般认为，土围堰基坑水位下降速度应限制在 ,0.5～0.7m/d ；木笼及板桩围堰等应小于1.0～1.5m/d 。在进行初期排水设计时，因许多资料欠缺，所以，现行规范规定，对大型基坑T 值一般可采用5～7d，中型基坑不超过3～5d 。但又指出，在具体确定基坑水位下降速度时，应考虑对不同堰型的影响。

2 ．渗水的排除

渗透流量可按有关公式计算，但是，由于此时还缺乏必要的资料，初期排水时的渗流量估算往往很难符合实际。通常不单独估算渗流量Qs, ，而将其与积水排除流量合并在一起，依靠经验估算初期排水总流量Q

Q＝Q1+Qs＝ηV/T ( 4—2 )

式中：η为经验系数，主要与围堰种类、防渗措施、地基情况、排水时间等因素有关。根据国外一些工程的统计，η取值为4～10 ；我国根据三门峡、丹江口等工程的经验，认为上述η值偏大。因此，有人建议采用η值为2～3 。

3 ．填方和基础覆盖层中的饱和水

通常，当填方和覆盖层体积不太大时，在初期排水且基础覆盖层尚未开挖时，可以不必计算饱和水总水量。

按式（4—2）估算初期排水流量，选择抽水设备后，往往很难符合实际。在初期排水过程中，可以通过试抽法进行校核和调整，并为经常性排水计算积累一些资料。

二、水泵的选择和泵站布置

排水设备常用离心式水泵，为运转方便，应选择容量不同的水泵，以便组合运用。

排水设备容量可按式（4—2）估算，并配置备用量．当水泵工作台数在5台以下时,可备用1台;工作台数在5台以上时,按20％备用．

确定排水设备容量后，要妥善地布置水泵站．实践中往往由于水泵站布置不当，降低排水效果，甚至水泵运转时间不长又被迫转移，造成人力物力和时间上的浪费．一般初期排水可采用固定式或

浮动式水泵站，固定式泵可设在围堰上[图4—1（ａ）]，这种布置适用于吸水高度小于6m 的情况。如果基坑内水深或吸水高度超过6m，则需将泵站转移至较低高程，例如转移到设置在基坑内的固定平台上［图4－1（ｂ）］。这种平台可以是桩台、木笼墩台或围堰内坡上的平台。如果水深远大于6m ，则应考虑选用浮式泵站。一种方法是将水泵放在沿滑道移动的平台［图4－1（C）］，用绞车操纵逐步下放。另一种方法是将水泵放在浮船上［图4－1（ｄ）］。

布置水泵站时，有几个问题应当注意。泵站和管路的基础应能抵抗一定的漏水冲刷；水泵出水管口应放在水面以下，这样可依靠虹吸作用减轻水泵的工作，在水泵排水管上应设置止回阀，以防水泵停止工作时，基坑外的水倒灌入基坑。另外，浮式泵站应设置橡皮软接头，以适应泵站的开降。

第二节经常性排水

基坑内积水排干后，紧接着进行经常性排水。在排水设计中，除了正确估算排水量和选择排水设备外，必须进行周密的排水系统布置。经常性排水的方法有明式排水和人工降低地下水位两种方法。

一、明式排水施工方法

1 ．排水系统布置

通常应考虑两种不同的情况：一种是基坑开挖过程中的排水系统布置；另一种是基坑开挖完成后修建建物时的排水系统布置。在进行布置时，最好能同时兼顾这两种情况，并且使排水系统尽可能不影响施工。

基坑开挖过程中排水系统布置，应以不妨碍开挖和运输工作为原则。一般将排水干沟布置在基坑中部，以利两侧出土（图4—2）。随基坑开挖工作的进展，逐渐加深排水干沟和支沟，通常保持干沟深度为1～1.5 m，支沟深度为0.3～0.5m。集水井多布置在建筑物轮廓线外侧，井底应低于干沟沟底。但是，由于基坑坑底高程不一，有的工程就采用层层设截流沟、分级抽水的办法。为了防止在砂土或壤土地基中的深挖方边坡坍塌，也采用分层拦截渗水的办法。实践证明，渗透系数为20～30m/d 的细砂层，挖排水沟降低浸润线，并用砾石草包压坡，可使砂坡稳定在1：2.5左右。

建筑物施工时的排水系统，通常都布置在基坑四周，如图4—3所示。排水沟应布置在建筑物轮廓线外侧，距离基坑边坡坡脚不小于0.3～0.5m，排水沟的断面尺寸和底坡大小，取决于排水量的大小。一般排水沟宽不小于0.3m ，沟深大于1.0m ，底坡不小于

0.002。在密实土层中，排水沟可以不用支撑；但在松土层中，需用木板或麻袋装石来加固。水经排水沟流入集水井后，利用在井边设置的水泵站，将水从集水井中抽出。集水井布置在建筑物轮廓线外较低的地方，它与建筑物外像的距离必须大于井的深度。井的容积至少要能保证水泵停止抽水10～15min 时，井水不致漫溢。

集水井可为长方形，边长1.5～2.0m，井底高程应低于排水沟底1.0～2.0m 。在土中挖井，其底面应铺填反滤料；在密实土中，井壁用框架支撑；在松软土中，利用板桩加固。如板桩接缝漏水，尚需在井壁外设置反滤层。排水沟和集水井的形式如图4－4所示