1.3基坑降水工程

1、1.3 基坑降水工程 1.3基坑支護工程 1.3.1地下水的基本特性 高層建筑基坑施工過程中，最重要的三個環(huán)節(jié)是基坑的開挖、基坑的支護和 基坑的降水，由于地下水的存在會給基坑的施工帶來很大麻煩。為了降低地 下水對基坑施工的影響，保證基坑工程的順利進行，需要對地下水的特性進 行了解，為控制地下水創(chuàng)造出更多、更好的辦法。 1.3基坑支護工程 1地下水的分類 根據(jù)地下埋藏條件的不同，地下水可分為層間水、潛水和承壓水三大類。 潛水是埋藏于地表以下第一個穩(wěn)定隔水層上的地下水，通常所見到的地 下水多半是潛水。這種水無壓力，屬于重力水，能做水平方向流動。當(dāng)?shù)叵?水流出地面時就形成泉。 層間水是兩個不透水層之

2、間含水層中所含的地下水。如果層間水未充滿 含水層，水無壓力，稱為無壓層間水； 承壓水（自流水）是埋藏較深的、賦存于兩個隔水層之間的地下水，這 種地下水往往具有較大的水壓力，特別是當(dāng)上、下兩個隔水層呈傾斜狀時， 隔層中的水體要承受更大的水壓力。當(dāng)井或鉆孔穿過上層頂板時，強大的壓 力就會使水體噴涌而出，形成自流水 1.3基坑支護工程 2動水壓力和“流砂”現(xiàn)象 在地下水位下開挖基坑時，由于水頭高度的不同，常產(chǎn)生滲流。水在滲流過 程中受到土骨架的阻力，同時水對土則產(chǎn)生一種反力，這種反力叫作動水壓 力。 當(dāng)基坑土方開挖至地下水位以下，動水壓力大于或等于土的浸水容重時，土 顆粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土的

3、抗剪強度等于零，地基土顆粒在地下水 的滲流作用下產(chǎn)生流動狀態(tài)并隨地下水一起涌進坑內(nèi)，邊挖邊冒而無法繼續(xù) 深挖，這種現(xiàn)象稱為“流砂”現(xiàn)象 3滲透系數(shù) 滲透系數(shù)是計算水井涌水量的重要參數(shù)之一。 1.3基坑支護工程 1.3.2地下水的控制 地下水控制：為保證支護結(jié)構(gòu)施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周邊環(huán)境 安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。 地下水位的控制方法可分為集水井明排水、降水、截水、回灌等。 1.3基坑降水工程 1集水明排 集水明排法(圖1. 74)屬重力降水，又稱為集水坑降水法。 1.3基坑支護工程 2截水 當(dāng)采用降水方法對基坑地下水進行控制時，會導(dǎo)致地下水位整體下降，周 邊建筑物的

4、地基因地下水的減少而產(chǎn)生下沉影響。為了避免對周邊的環(huán)境造 成影響，宜采用截水的方法將周邊建筑物地基下的地下水進行截擋，既能保 證周邊建筑物的地下水位不下降，又能保證基坑安全施工。 高層建筑基坑工程的截水常采取設(shè)置截水帷幕，它是在基坑開挖前沿基坑 四周設(shè)置隔水圍護壁（隔水帷幕）。截水帷幕的類型有水泥土攪拌樁擋墻、 高壓旋噴樁擋墻、地下連續(xù)墻等，它們往往不只是為了擋水，常常同時作為 基坑的支護結(jié)構(gòu)來使用。 截水帷幕的厚度應(yīng)滿足防滲要求，其滲透系數(shù)宜小于1O10-6 cm/s。 1.3基坑支護工程 3回灌 (1)回灌井點定義 所謂回灌通常稱為回灌井點?；毓嗑c就是在降水井點與要保護的已有建 筑物之間

5、打一排井點，在井點降水的同時，向土層中灌入一定數(shù)量的水，形 成一道隔水帷幕，使井點降水的影響半徑不超過回灌井點的范圍從而阻止回 灌井點外側(cè)的建筑物下地下水的流失，如圖1. 78所示。 1.3基坑支護工程 (2)回灌井點的布置要求 回灌井點與降水井點的距離不宜小于6 m，以避免回灌水直接回到降水 井點，造成兩井“相通”。 回灌井點的間距應(yīng)根據(jù)降水井點的間距和被保護物的平面位置確定。 回灌井點宜進入穩(wěn)定降水曲面下Im，且位于滲透性較好的土層中，過濾 管的長度應(yīng)大于降水井點過濾段的長度。 在回灌井點保護范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置水位觀測井，以便根據(jù)水位調(diào)節(jié)回灌水量 。 1.3基坑支護工程 1.3.3降低地下水方法

6、 人工降低地下水的方法分為集水明排和井點降水，集水明排在前面一部分 已經(jīng)進行了介紹，本部分主要介紹井點降水的方法。 當(dāng)高層建筑的深基礎(chǔ)或地下室在地下水位以下的含水層中施工時，基坑開 挖常遇到地下水涌入或較嚴(yán)重流砂的障礙，即使打板樁和采用大量水泵進行 明排水，也不能阻止流砂的涌入，不但坑底不能挖深，而且由于板樁外圍的 泥土掏空，附近地面下陷，影響鄰近建筑等的穩(wěn)定性。 1.3基坑支護工程 1輕型井點降水法 (1)輕型井點的構(gòu)成 輕型井點主要由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備構(gòu)成，如圖1. 79所示。 管路系統(tǒng)。管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。 抽水設(shè)備。 真空泵抽水設(shè)備由真空泵、離心泵和水氣分 離器（

7、又叫作集水箱）等組成 ，其工作原理如圖 1. 81所示。 1.3基坑支護工程 (2)輕型井點的布置 井點系統(tǒng)的布置，應(yīng)根據(jù)基坑大小與深度、土質(zhì)、地下水位高低與流向、 降水深度要求等而定。其布置分為平面布置與高程布置。 1.3基坑支護工程 1.3基坑支護工程 1.3基坑支護工程 (3)設(shè)備選擇 定型的輕型井點設(shè)備配有相應(yīng)的真空泵、水泵和動力機械。 1.3基坑支護工程 2噴射井點降水 (1)噴射井點的分類和組成 噴射井點根據(jù)其工作時使用液體和氣體的不同，分為噴水井點和噴氣井點 兩種。噴射井點設(shè)備主要由噴射井管、高壓水泵（或空氣壓縮機）和管路系 統(tǒng)組成(圖1. 89)。 1.3基坑支護工程 3深井井點降水 (1)施工原理 深井井點降水是在深基坑周圍埋置深于基底的井管，依靠深井泵或深井潛 水泵將地下水從深井內(nèi)揚升到地面排出，使地下水位降至坑底以下。 1.3基坑支護工程 4電滲井點降水 (1)工作原理 電滲井點是在降