第3章第一節(jié)基坑施工排水與降低地下水位

1、 第一節(jié)第一節(jié) 降排水施工降排水施工 在開(kāi)挖基坑、地槽、管溝或其他土方時(shí)，土的含水層常被切斷，地下水將會(huì)不斷地滲入坑內(nèi)。雨期施工時(shí)，地面水也會(huì)流入坑內(nèi)。為了保證施工的正常運(yùn)行，防止邊坡塌方和地基承載能力的下降，必須做好基坑降水工作。降水方法分明排水法和人工降低地下水位法兩類(lèi)。（一）明溝排水法 施工方法施工方法：開(kāi)挖基坑或溝槽過(guò)程中，遇到地：開(kāi)挖基坑或溝槽過(guò)程中，遇到地下水或地表水時(shí)，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流下水或地表水時(shí)，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游，沿坑底的周?chē)_(kāi)挖排水溝，設(shè)置集的上游，沿坑底的周?chē)_(kāi)挖排水溝，設(shè)置集水井，使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵水井，使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽

2、出坑外抽出坑外 ( (見(jiàn)下圖見(jiàn)下圖) )設(shè)置排水溝及集水井的要求：設(shè)置排水溝及集水井的要求：基坑四周的排水溝與集水井設(shè)置在基礎(chǔ)范圍外。基坑四周的排水溝與集水井設(shè)置在基礎(chǔ)范圍外。排水溝要有一定的坡度，集水井根據(jù)地下水量、排水溝要有一定的坡度，集水井根據(jù)地下水量、 基坑平面形狀及水泵能力隔基坑平面形狀及水泵能力隔202040m 40m 設(shè)置一個(gè)。設(shè)置一個(gè)。集水井直徑或?qū)挾纫话銥榧睆交驅(qū)挾纫话銥?.70.70.8m0.8m，深度隨挖，深度隨挖 土加深始終低于挖土面土加深始終低于挖土面0.80.81.0m1.0m，井壁用竹、，井壁用竹、 木等簡(jiǎn)易加固。木等簡(jiǎn)易加固?；油谥猎O(shè)計(jì)標(biāo)高后，井底應(yīng)低于

3、坑底基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，井底應(yīng)低于坑底1 12m2m， 并鋪設(shè)并鋪設(shè)0.3m0.3m碎石濾水層。碎石濾水層。 明溝排水法的適用范圍：明溝排水法的適用范圍： 水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和粉砂土層，因?yàn)榈叵滤疂B出會(huì)帶走細(xì)粒而發(fā)生粉砂土層，因?yàn)榈叵滤疂B出會(huì)帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂流砂現(xiàn)象現(xiàn)象。u 流砂的定義：流砂的定義： 當(dāng)開(kāi)挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂當(dāng)開(kāi)挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂時(shí)，如果采用集水井法降水開(kāi)挖，當(dāng)挖至或粉砂時(shí)，如果采用集水井法降水

4、開(kāi)挖，當(dāng)挖至地下水位以下時(shí)，坑底下面的土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(tài)，地下水位以下時(shí)，坑底下面的土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱(chēng)為隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱(chēng)為流砂。流砂。u 流砂產(chǎn)生的原因u流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 流砂現(xiàn)象的產(chǎn)生是水在土中滲流所產(chǎn)生的流砂現(xiàn)象的產(chǎn)生是水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力對(duì)土體作用的結(jié)果。動(dòng)水壓力動(dòng)水壓力對(duì)土體作用的結(jié)果。動(dòng)水壓力G GD D的大小的大小與水力坡度成正比，即水位差愈大，滲透路徑與水力坡度成正比，即水位差愈大，滲透路徑L L愈短，則愈短，則G GD D愈大。當(dāng)動(dòng)水壓力大于土的浮重度時(shí)，愈大。當(dāng)動(dòng)水壓力大于土的浮重度時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土顆

5、粒往往會(huì)隨滲流的土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土顆粒往往會(huì)隨滲流的水一起流動(dòng)，涌入基坑內(nèi)，形成流砂。水一起流動(dòng)，涌入基坑內(nèi)，形成流砂。u流砂的危害流砂的危害 使土喪失承載能力，惡化施工條件，難以使土喪失承載能力，惡化施工條件，難以達(dá)到開(kāi)挖設(shè)計(jì)深度，造成邊坡塌方及附近建筑達(dá)到開(kāi)挖設(shè)計(jì)深度，造成邊坡塌方及附近建筑物下沉、傾斜、倒塌等。物下沉、傾斜、倒塌等。 易產(chǎn)生流砂的土：易產(chǎn)生流砂的土：主要是細(xì)砂、粉砂及粉土主要是細(xì)砂、粉砂及粉土 流砂的防治方法流砂的防治方法出現(xiàn)流砂的重要條件是動(dòng)水壓力的大小、方向。出現(xiàn)流砂的重要條件是動(dòng)水壓力的大小、方向。防治流砂的原則是防治流砂的原則是“治流砂必治水治流砂必治水”。主

6、要途徑是消除、減少、平衡動(dòng)水壓力。主要途徑是消除、減少、平衡動(dòng)水壓力。主要措施：主要措施： 搶挖法：分段搶挖，使挖土速度超過(guò)冒砂速搶挖法：分段搶挖，使挖土速度超過(guò)冒砂速度，挖到標(biāo)高以石塊平衡動(dòng)水壓力，解決輕微度，挖到標(biāo)高以石塊平衡動(dòng)水壓力，解決輕微流砂現(xiàn)象。流砂現(xiàn)象。u打板樁法：打板樁法：將板樁打入坑底下面一定深度，增加了地下水的將板樁打入坑底下面一定深度，增加了地下水的滲流長(zhǎng)度，減小了動(dòng)水壓力。滲流長(zhǎng)度，減小了動(dòng)水壓力。u水下挖土法：水下挖土法：使坑內(nèi)水壓力與地下水壓力平衡，消除動(dòng)水壓力。使坑內(nèi)水壓力與地下水壓力平衡，消除動(dòng)水壓力。u人工降低地下水位：人工降低地下水位：輕型井點(diǎn)降水，消除動(dòng)水

7、壓力。可靠，應(yīng)用廣。輕型井點(diǎn)降水，消除動(dòng)水壓力?？煽?，應(yīng)用廣。u地下連續(xù)墻法：地下連續(xù)墻法：在基坑的周?chē)鷿仓坏阑炷粱蜾摻罨炷翂?。在基坑的周?chē)鷿仓坏阑炷粱蜾摻罨炷翂Α其他方法：其他方法：土壤凍結(jié)法，盡可能采用樁基或沉井土壤凍結(jié)法，盡可能采用樁基或沉井u 管涌現(xiàn)象 當(dāng)基坑坑底位于不當(dāng)基坑坑底位于不透水層內(nèi)，而不透水透水層內(nèi)，而不透水土層下面為承壓蓄水土層下面為承壓蓄水層，坑底不透水層的層，坑底不透水層的覆蓋厚度的重量小于覆蓋厚度的重量小于承壓水的頂托力，基承壓水的頂托力，基坑底部發(fā)生冒涌現(xiàn)象?？拥撞堪l(fā)生冒涌現(xiàn)象。二、二、 人工降低地下水位人工降低地下水位 人工降低地下水位，就是在基坑

8、開(kāi)挖前，預(yù)先在擬挖基坑的四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中不間斷抽水，使地下水位降落在坑底以下，然后開(kāi)挖基坑、基礎(chǔ)施工、槽邊回填，最后撤除人工降水裝置。這樣，可使動(dòng)水壓力方向向下，防止流砂發(fā)生（此為人工降低地下水位的主要目的），所挖的土始終保持干燥狀態(tài)，改善施工條件，并增加土中有效應(yīng)力，提高土的強(qiáng)度或密實(shí)度。因此，人工降低地下水位不僅是一種施工措施工，也是一種地基加固方法。采用人工降低地下水位，可適當(dāng)改陡邊坡以減少挖土數(shù)量，但在降水過(guò)程中，基坑附近的地基土壤會(huì)有一定的沉降，施工時(shí)應(yīng)加以注意。 人工降低地下水位的方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井泵等。各種方法的選

9、用，視土的滲透系數(shù)、降低水位的深度、工程特點(diǎn)、設(shè)備及經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較等具體條件參照表1-4選用。 輕型井點(diǎn) 沿基坑四周每隔一定間距布設(shè)井點(diǎn)管，井點(diǎn)管底部設(shè)置濾水管插入透水層，上部接軟管與集水總管進(jìn)行連接，集水總管為150鋼管，周身設(shè)置與井點(diǎn)管間距相同的40吸水管口，然后通過(guò)真空吸水泵將集水管內(nèi)水抽出，從而達(dá)到降低基坑四周地下水位的效果，保證了基底的干燥無(wú)水，如下圖示：噴射井點(diǎn) 噴射井點(diǎn)降水是在井點(diǎn)管內(nèi)部裝設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)通過(guò)井點(diǎn)管中的內(nèi)管向噴射器輸入高壓水（噴水井點(diǎn)）或壓縮空氣（噴氣井點(diǎn)）形成水氣射流，將地下水經(jīng)井點(diǎn)外管與內(nèi)管之間的縫隙抽出排走。電滲井點(diǎn)管井井點(diǎn) 降水類(lèi)型及適

10、用條件降水類(lèi)型及適用條件 適合條件適合條件降水類(lèi)型降水類(lèi)型滲透系數(shù)滲透系數(shù)(cm/s) (cm/s) 可能降低的水位深可能降低的水位深度度(m) (m) 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn) 1010-2-21010-5-5 3 36 66 612 12 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn) 1010-3-31010-6-6 8 820 20 電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn) 1010-6-6 宜配合其他形式降宜配合其他形式降水使用水使用 深井井管深井井管 1010-5-5 10 10 （一）輕型井點(diǎn)降低地下水位輕型井點(diǎn)降低地下水位 1、輕型井點(diǎn)設(shè)備 由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成（如圖1-26所示）。 管路系統(tǒng)包括：濾管、井點(diǎn)管

11、、彎聯(lián)管及總管等。 濾管（如圖1-27所示）為進(jìn)水設(shè)備，通常采用長(zhǎng)1.01.2m，直徑38mm或51mm的無(wú)縫鋼管，管壁鉆有直徑為1219m的呈星棋狀排列的濾孔，濾孔面積為濾管表面積的20%25%。骨架管外面包以兩層孔徑不同的銅絲布或塑料布濾網(wǎng)。為使流水暢通，在骨架管下濾網(wǎng)之間用塑料管或梯形鋼絲隔開(kāi)，塑料管沿骨架管繞成螺旋形。濾網(wǎng)外面再繞一層8號(hào)粗鋼絲保護(hù)網(wǎng)，濾管下端為一錐形鑄鐵頭。濾管上端與井點(diǎn)管連接。井點(diǎn)管為直徑38mm或51mm、長(zhǎng)57m的鋼管，可整根或分節(jié)組成。井點(diǎn)管的上端用彎聯(lián)管與總管相連。 集水總管用直徑100127mm的無(wú)縫鋼管，每段長(zhǎng)4m，其上裝有與井點(diǎn)管連接的短接頭、間距0.

12、8m或1.2m。 抽水設(shè)備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成，其工作原理如圖1-28所示。抽水時(shí)先開(kāi)動(dòng)真空泵19將水氣分離器10內(nèi)部抽成一定程度的真空，使土中的水分和空氣受真空吸力作用而且吸出，經(jīng)管路系統(tǒng)，再經(jīng)過(guò)濾箱8（防止水流中的細(xì)砂進(jìn)入離心泵引起磨損）進(jìn)入水氣分離器10。水氣分離器內(nèi)有一浮筒11，能沿中間導(dǎo)桿升降。當(dāng)進(jìn)入水氣分離器內(nèi)的水多起來(lái)時(shí)，浮筒即上升，此時(shí)即可開(kāi)動(dòng)離心水泵24，將水氣分離器內(nèi)的水經(jīng)離心水泵排出，空氣集中在上部由真空泵排出。為防止水進(jìn)入真空泵（因?yàn)檎婵毡脼楦墒剑?，水氣分離器頂裝有閥門(mén)12，并在真空泵與進(jìn)氣管之間裝一副水氣分離器16。為對(duì)真空泵進(jìn)行冷卻，特

13、設(shè)一個(gè)冷卻循環(huán)水泵23。 一套抽水設(shè)備的負(fù)荷長(zhǎng)度（即集水總管長(zhǎng)度），采用W5型真空泵時(shí)，不大于100m；采用W6型真空泵時(shí)，不大于200m。 2、輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)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、降水深度要求等確定。 （1）平面布置。當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低值不大于5m時(shí)，可用單排線狀井點(diǎn)，布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)一般不小于溝槽寬度（如圖1-29所示）。如溝槽寬度大于6m，或土質(zhì)不良，宜用雙排井點(diǎn)（如圖1-30所示）。面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(diǎn)（如圖1-31所示）。有時(shí)也可布置為U形，以利挖土機(jī)械和運(yùn)輸車(chē)輛出入基坑，環(huán)狀井點(diǎn)四角部分應(yīng)適當(dāng)加密，井點(diǎn)管

14、距離基坑一般為0.71.0m，以防漏氣。井點(diǎn)管間距一般為0.81.5m，或由計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)確定。 井點(diǎn)管間距不能過(guò)小，否則彼此干擾大，出水量會(huì)顯著減少，一般可取濾管周長(zhǎng)的5-10倍；在基坑周?chē)慕呛涂拷叵滤鞣较蛞贿叺木c(diǎn)管應(yīng)適當(dāng)加密；當(dāng)采用多級(jí)井點(diǎn)排水時(shí)，下一級(jí)井點(diǎn)管間距應(yīng)較上一級(jí)的??；實(shí)際采用的井距，還應(yīng)與集水總管上短接頭的間距相適應(yīng)（可按0.8m、1.2m、1.6m、2.0m四種間距選用）。 采用多套抽水設(shè)備時(shí)，井點(diǎn)系統(tǒng)應(yīng)分段，各段長(zhǎng)度應(yīng)大致相等。分段地點(diǎn)宜選擇在基坑轉(zhuǎn)彎處，以減少總管彎頭數(shù)量，提高水泵抽吸能力。水泵宜設(shè)置在各段總管中部，使泵兩邊水流平衡。分段處應(yīng)設(shè)閥門(mén)或?qū)⒖偣軘嚅_(kāi)，以免管

15、內(nèi)水流紊亂，影響抽水效果。 此外，確定井點(diǎn)埋深時(shí)，還要考慮到井點(diǎn)管一般要露出地面0.2m左右。如果計(jì)算出的值大于井點(diǎn)管長(zhǎng)度，則應(yīng)降低井點(diǎn)管的埋置面（但以不低于地下水位線為準(zhǔn)）以適應(yīng)降水深度的要求。在任何情況下，濾管必須埋在透水層內(nèi)。為了充分利用抽吸能力，總管的布置標(biāo)高宜接近地下水位線（可事先挖槽），水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略低于總管。總管應(yīng)具有0.25%0.5%坡度（坡向泵房）。各段總管與濾管最好分別設(shè)在同一水平面，不宜高低懸殊。當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度要求，可視其具體情況采用其他方法降水。如上層土的土質(zhì)較好時(shí)，先用集水井排水法挖去一層土再布置井點(diǎn)系統(tǒng)；也可采用二級(jí)井點(diǎn)，即先挖去第一級(jí)井

16、點(diǎn)所疏干的土，然后再在其底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn)。 3、輕型井點(diǎn)的計(jì)算 輕型井點(diǎn)計(jì)算的目的，是求出在規(guī)定的水位降低深度下，每天排出的地下水流量，從而確定井點(diǎn)管的數(shù)量、間距，并確定抽水設(shè)備等。 輕型井點(diǎn)計(jì)算按水井理論進(jìn)行計(jì)算，比較接近實(shí)際。 根據(jù)井底是否達(dá)到不透水層，水井可分為完整井與不完整井，即當(dāng)井底到達(dá)含水層下面的不透水層頂面的井稱(chēng)為完整井，否則稱(chēng)為不完整井。根據(jù)地下水有無(wú)壓力，又分為承壓井與無(wú)壓井，各類(lèi)水井如圖1-32所示。各類(lèi)水井的涌水量計(jì)算方法不同，其中以無(wú)壓完整井的理論較為完善。 滲透系數(shù)值確定的是否準(zhǔn)確，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。滲透系數(shù)的測(cè)定方法有：現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)定兩種。對(duì)大型工程，

17、一般宜采用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)，以獲取較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，具體方法是在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置抽水孔，并在同一直線上設(shè)置觀察井，根據(jù)抽水穩(wěn)定后，觀察井的水深與抽水孔相應(yīng)的抽水量計(jì)算值。 在實(shí)際工程中往往會(huì)遇到無(wú)壓完整井的井點(diǎn)系統(tǒng)，如圖1-33（b）所示。其涌水量的計(jì)算相對(duì)比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，仍可按式（1-17）計(jì)算。此時(shí)應(yīng)將式中換成有效深度，可查表1-5。當(dāng)算得大于實(shí)際含水層厚度時(shí)，則取H值。 4、抽水設(shè)備的選擇 真空泵主要有W5、W6型，按總管長(zhǎng)度選用。當(dāng)總管長(zhǎng)度不大于100m時(shí)可選用W5型，總管長(zhǎng)度不大于200m時(shí)可選用W6型。 水泵按涌水量的大小選用，要求水泵的抽水能力應(yīng)大于井點(diǎn)系統(tǒng)的涌水量（約增大10%20%

18、）。通常一套抽水設(shè)備配兩臺(tái)離心水泵，即可輪換備用，又可在地下水量較大時(shí)同時(shí)使用。 5、井點(diǎn)管的安裝使用 輕型井點(diǎn)的安裝程序是：先排放總管，再埋設(shè)井點(diǎn)管，用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與總管接通，最后安裝抽水設(shè)備。而井點(diǎn)管的埋設(shè)是關(guān)鍵工作之一。 井點(diǎn)管埋設(shè)一般用水沖法，分為沖孔和埋管兩個(gè)過(guò)程（如圖1-34所示）。沖孔時(shí)，先用起重設(shè)備將沖管吊起并插在井點(diǎn)的位置上，然后開(kāi)動(dòng)高壓水泵，將土沖松，沖管時(shí)邊沖邊沉。沖孔直徑一般為30mm，以保證井點(diǎn)管四周有一定厚度的砂濾層；沖孔深度宜比濾管底深0.5m左右，以防沖管拔出時(shí)，部分土顆粒沉于底部而觸及濾管底部。井孔沖成后，立即拔出沖管，插入井點(diǎn)管，并在井點(diǎn)管與孔壁之間迅速填

19、灌砂濾層，以防孔壁塌土。砂濾層的填灌質(zhì)量是保證輕型井點(diǎn)順利抽水的關(guān)鍵。一般宜選用干凈粗砂，填灌均勻，并填至濾管頂上11.5m，以保證水充暢通。井點(diǎn)填砂后，在地面以下0.51.0m內(nèi)須用黏土封口，以防漏氣。 井點(diǎn)管埋設(shè)完畢，應(yīng)接通總管與抽水設(shè)備進(jìn)行試抽水，檢查有無(wú)漏水、漏氣，出水是否正常，有無(wú)淤塞等現(xiàn)象，如有異常情況，應(yīng)檢修好后方可使用。 輕型井點(diǎn)使用時(shí)，一般應(yīng)連續(xù)抽水（特別是開(kāi)始階段）。時(shí)抽時(shí)停濾網(wǎng)容易堵塞，出水渾濁容易引起附近建筑物由于土顆粒流失而沉降、開(kāi)裂。同時(shí)由于中途停抽，使地下水回升，也可能引起邊坡塌方等事故。抽水過(guò)程中，應(yīng)調(diào)節(jié)離心水泵的出水閥以控制水量，使抽吸排水保持均勻，做到細(xì)水長(zhǎng)

20、流。正常的出水規(guī)律是“先大后小，先渾后清”。真空泵的真空度是判斷井點(diǎn)系統(tǒng)工作情況是否良好的尺寸，必須經(jīng)常觀察，并檢查觀測(cè)井中水位下降情況，真空度一般應(yīng)不低于55.366.7kPa。 造成真空度不足的原因很多，有管子接頭不嚴(yán)、抽水設(shè)備工作不正常，但大多是井點(diǎn)系統(tǒng)有漏氣現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)檢查并采取措施。在抽水過(guò)程中，還應(yīng)檢查有無(wú)堵塞的“死井”（工作正常的井管，用手探摸時(shí)，應(yīng)有冬暖夏涼的感覺(jué)），如死井太多，嚴(yán)重影響降水效果時(shí)，應(yīng)逐個(gè)用高壓水反沖洗或拔出重埋。為觀察地下水位的變化，可在影響半徑內(nèi)設(shè)觀察孔。井點(diǎn)降水工作結(jié)束后所留的井孔，必須用砂礫或黏土填實(shí)。 6、 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)降水設(shè)計(jì)實(shí)例 某廠房設(shè)備基礎(chǔ)施工

21、，基坑底寬8m，長(zhǎng)15m，深4.2m；挖土邊坡1:0.5，基坑平剖面圖如圖1-35所示。地質(zhì)資料表明，在天然地面以下為0.8m黏土層，其下有8m厚的砂礫層（滲透系數(shù)），再下面為不透水的黏土層。地下水位在地面以下1.5m?，F(xiàn)決定采用輕型井點(diǎn)降低地下水位，試進(jìn)行井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 解解 （1）井點(diǎn)系統(tǒng)位置：為使總管接近地下水位和不影響地面交通，將總管埋設(shè)在地面下0.5m處，即先挖0.5m的溝槽，然后在槽底鋪設(shè)總管，此時(shí)基坑上口（+9.5m）平面尺寸為11.7m18.7m，井管初步布置在距基坑邊1m；則井管所圍成的平面積為13.7m20.7m，由于其長(zhǎng)寬比小于5，且基坑寬度小于2倍抽水影響半徑（見(jiàn)后面計(jì)

22、算），故按環(huán)狀井點(diǎn)布置?；又行牡慕邓疃葹椋?（二）深井井點(diǎn)降低地下水位深井井點(diǎn)降低地下水位 深井井點(diǎn)降水是將抽水設(shè)備放置在深井中進(jìn)行抽水來(lái)達(dá)到降低地下水位的目的。適用于抽水量大、降水較深的砂類(lèi)土層，降水深度可達(dá)50m以內(nèi)。 1、深井井點(diǎn)系統(tǒng)的組織及設(shè)備 深井井點(diǎn)系統(tǒng)主要由井管和水泵組成（如圖1-36所示）。 （1）井管用鋼管、塑料管或混凝土管制成，管徑一般為300mm，井管內(nèi)徑一般應(yīng)大于水泵外徑50mm。井管下部過(guò)濾部分帶孔，外面包裹兩層41孔/cm2鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)，再包裹兩層10孔/ cm2鋼絲網(wǎng)。 （2）水泵：可用QY-25型或QJ-50-52型油浸式潛水泵或深井泵。 2、深井布置 深

23、井井點(diǎn)系統(tǒng)總涌水量可按無(wú)壓完整井環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)公式計(jì)算。一般沿基坑四周每隔1530m設(shè)一個(gè)深井井點(diǎn)。圖1-36 深井的構(gòu)造3、深井井點(diǎn)的埋設(shè) 深井成孔方法可根據(jù)土質(zhì)條件和孔深要求采用沖擊鉆孔、回轉(zhuǎn)鉆孔、潛水鉆鉆孔或水沖法成孔，用泥漿或自造泥漿護(hù)壁，孔口設(shè)置護(hù)筒，一側(cè)設(shè)排泥溝、泥漿坑?？讖綉?yīng)較井管直徑大300mm以上，鉆孔深度根據(jù)抽水期內(nèi)可能沉積的高度適當(dāng)加深。一般沿工程周?chē)扛?530m設(shè)一個(gè)深井井點(diǎn)。 深井井管沉放前應(yīng)清孔，一般用壓縮空氣洗孔或用吊筒反復(fù)上下取出洗孔。井管安放力求垂直。井管過(guò)濾部分應(yīng)設(shè)置在含水層中的適當(dāng)范圍內(nèi)。井管與土壁間填充砂濾料，料徑應(yīng)大于濾網(wǎng)的孔徑，周?chē)钌盀V料后，按規(guī)定

24、清洗濾井，沖除管中沉渣后即可安放水泵。深井內(nèi)安設(shè)潛水泵，潛水泵可用繩吊入水濾層部位，潛水電動(dòng)機(jī)、電纜及接頭應(yīng)有可靠絕緣，并配置保護(hù)開(kāi)關(guān)控制。設(shè)置深井泵時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)座應(yīng)安放平穩(wěn)牢固，嚴(yán)禁電動(dòng)機(jī)機(jī)體發(fā)生逆轉(zhuǎn)（應(yīng)有阻逆裝置），防止轉(zhuǎn)動(dòng)軸解體。安設(shè)完畢應(yīng)進(jìn)行試抽，滿足要求方可轉(zhuǎn)入正常工作。 深井井點(diǎn)施工程序?yàn)椋壕环艠幼鼍诎沧o(hù)筒鉆機(jī)部位鉆孔回填井底砂墊層吊放井管回填管壁與孔壁間的過(guò)濾層安裝抽水控制電路試抽降水井正常工作。 三、三、 降水對(duì)周?chē)ㄖ挠绊懠胺乐勾胧┙邓畬?duì)周?chē)ㄖ挠绊懠胺乐勾胧?在弱透水層和壓縮性大的黏土層中降水時(shí)，由于地下水流失造成地下水位下降、地基自重應(yīng)力增加和土層壓縮等原因，會(huì)

25、產(chǎn)生較大的地面沉降；又由于土層的不均勻性和降水后地下水位呈漏斗曲線，四周土層的自重應(yīng)力變化不一而導(dǎo)致不均勻沉降，使周?chē)ㄖ锘A(chǔ)下沉或房屋開(kāi)裂。因此，在建筑物附近進(jìn)行井點(diǎn)降水時(shí)，為防止降水影響或損害區(qū)域內(nèi)的建筑物，就必須阻止建筑物下的地下水流失。為達(dá)到此目的，除可在降水區(qū)和原有建筑物之間的土層中設(shè)置一道固體抗?jié)B屏幕外，還可用回灌井點(diǎn)補(bǔ)充地下水的辦法保持地下水位。使降水井點(diǎn)和原有建筑物下的地下水位保持不變或降低較少，從而阻止建筑物下地下水的流失。這樣，也就不會(huì)因降水而使地面沉降或減少沉降值。 回灌井點(diǎn)是防止井點(diǎn)降水損害周?chē)ㄖ锏囊环N經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、有效的辦法，它能將井點(diǎn)降水對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊憸p少到

26、最小程度。為確?；邮┕さ陌踩突毓嗟男Ч毓嗑c(diǎn)與降水井點(diǎn)之間應(yīng)保持一定的距離，一般不宜小于6m。 為了觀測(cè)降水及回灌后四周建筑物、管線的沉降情況及地下水位的變化情況，必須設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)及水位觀測(cè)井，并定時(shí)測(cè)量記錄，以便及時(shí)調(diào)節(jié)灌、抽量，使灌、抽基本達(dá)到平衡，確保周?chē)ㄖ锘蚬芫€等的安全。1 1、 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn) u 輕型井點(diǎn)就是沿基坑周?chē)蛞粋?cè)以一定間距輕型井點(diǎn)就是沿基坑周?chē)蛞粋?cè)以一定間距將井點(diǎn)管將井點(diǎn)管( (下端為濾管下端為濾管) )埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾上部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從

27、而將地下水管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。位降至坑底以下。 u 輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.10.150m/d50m/d的土層中；降低水位深度：一級(jí)輕型井點(diǎn)的土層中；降低水位深度：一級(jí)輕型井點(diǎn)3 36m6m，二級(jí)井點(diǎn)可達(dá)，二級(jí)井點(diǎn)可達(dá)6 69m9m。 u輕型井點(diǎn)設(shè)備輕型井點(diǎn)設(shè)備 管路系統(tǒng)：管路系統(tǒng)：濾管、濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)井點(diǎn)管、彎聯(lián)管、總管管、總管 抽水設(shè)備：抽水設(shè)備：真空真空泵、離心泵、泵、離心泵、水氣分離器水氣分離器濾管構(gòu)造濾管構(gòu)造真空泵井點(diǎn)設(shè)真空泵井點(diǎn)設(shè)備工作原理圖備工作原理圖輕型井點(diǎn)降水現(xiàn)場(chǎng)輕型井點(diǎn)降水現(xiàn)場(chǎng)輕型井點(diǎn)降水現(xiàn)

28、場(chǎng)輕型井點(diǎn)降水現(xiàn)場(chǎng)（2）輕型井點(diǎn)的布置）輕型井點(diǎn)的布置u 布置的依據(jù)布置的依據(jù)：基坑大小與深度、土質(zhì)、地下基坑大小與深度、土質(zhì)、地下水位高低與流向、降水深度。水位高低與流向、降水深度。u平面布置：平面布置：u 單排線狀井點(diǎn)：?jiǎn)闻啪€狀井點(diǎn)：基坑或溝槽寬度小于基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低值不大于水位降低值不大于5m時(shí)。布置在地下水流時(shí)。布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)不小于溝槽寬度。的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)不小于溝槽寬度。u雙排井點(diǎn)：雙排井點(diǎn)：溝槽寬度大于溝槽寬度大于6m，土質(zhì)不良。，土質(zhì)不良。u環(huán)形或環(huán)形或U型井點(diǎn)：型井點(diǎn)：面積較大的基坑，面積較大的基坑，U型有型有利于機(jī)械進(jìn)出。利于機(jī)械進(jìn)

29、出。u 高程布置：高程布置：u 在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點(diǎn)降水在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點(diǎn)降水深度一般不超過(guò)深度一般不超過(guò)6m。u井點(diǎn)管的埋設(shè)深度井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(H(不包括濾管不包括濾管) )按下式計(jì)算。按下式計(jì)算。 H1 H1井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離（井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離（m m）；示意圖）；示意圖 hh基坑中心處坑底面基坑中心處坑底面( (單排井點(diǎn)時(shí)，為遠(yuǎn)離單排井點(diǎn)時(shí)，為遠(yuǎn)離 井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣) )至降低后地下水位的距離，至降低后地下水位的距離， 一般為一般為0.50.51.0m1.0m； II地下水降落坡度；環(huán)狀井點(diǎn)為地下水降落坡度；環(huán)狀井點(diǎn)

30、為1/101/10，單排線，單排線 狀井點(diǎn)為狀井點(diǎn)為1/41/4； LL井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離( (單排井點(diǎn)中單排井點(diǎn)中 為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離) )（m m）。）。1HHhIL u若計(jì)算出的若計(jì)算出的H H值大于井點(diǎn)管長(zhǎng)度，應(yīng)降低值大于井點(diǎn)管長(zhǎng)度，應(yīng)降低井點(diǎn)管的埋置面（但不低于地下水位）井點(diǎn)管的埋置面（但不低于地下水位）u濾管必須埋在透水層內(nèi)，總管的布置標(biāo)濾管必須埋在透水層內(nèi)，總管的布置標(biāo)高宜接近地下水位線。高宜接近地下水位線。u當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時(shí)，可當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時(shí)，可采用二級(jí)井點(diǎn)，即先挖去第一級(jí)

31、井點(diǎn)所疏采用二級(jí)井點(diǎn)，即先挖去第一級(jí)井點(diǎn)所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn)，干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn)，使降水深度增加（示意圖）；如果上層土使降水深度增加（示意圖）；如果上層土的土質(zhì)較好，可先用集水井排水法挖去一的土質(zhì)較好，可先用集水井排水法挖去一層土再布置井點(diǎn)系統(tǒng)。層土再布置井點(diǎn)系統(tǒng)。(3)輕型井點(diǎn)的計(jì)算u主要包括主要包括涌水量計(jì)算涌水量計(jì)算，井點(diǎn)管數(shù)量井點(diǎn)管數(shù)量與與井距井距確定確定、抽水設(shè)備的選用抽水設(shè)備的選用。u井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量的計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量的計(jì)算u水井的分類(lèi)：水井的分類(lèi)：完整井與不完整井完整井與不完整井，無(wú)壓井與無(wú)壓井與承壓井承壓井。u無(wú)壓完整井涌水量計(jì)算：無(wú)壓完整

32、井涌水量計(jì)算： 021.366lglgHs sQKRx l Q ：井點(diǎn)系統(tǒng)的涌水量（：井點(diǎn)系統(tǒng)的涌水量（ m3 /d）l K ：土的滲透系數(shù)（：土的滲透系數(shù)（m/d ），試驗(yàn)確定），試驗(yàn)確定l s : 水位降低值（水位降低值（m）l R : 抽水影響半徑（抽水影響半徑（m），常用下式表示），常用下式表示l x0 :環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的假象半徑（環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的假象半徑（m）,對(duì)于對(duì)于矩形基坑，其長(zhǎng)度與寬度之比不大于矩形基坑，其長(zhǎng)度與寬度之比不大于5時(shí)，時(shí)，可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算： F: 環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積1.95Rs HK 0Fx u對(duì)于無(wú)壓非完整井點(diǎn)系統(tǒng)：地下潛水不

33、僅從井的側(cè)面流入，還從井點(diǎn)的底部滲入，因此涌入量較完整井大。為簡(jiǎn)化計(jì)算，仍采用上面的公式，但式中的H換成有效抽水影響深度H0，按表1-8確定。當(dāng)算得H0大于實(shí)際含水厚度H時(shí)，仍取H值。u對(duì)于承壓完整井點(diǎn)系統(tǒng)，涌水量計(jì)算公式為：02.73lglgKMsQRx u用以上公式計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：用以上公式計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)：要先確定井點(diǎn)系統(tǒng)布置方式和基坑的計(jì)算面積。要先確定井點(diǎn)系統(tǒng)布置方式和基坑的計(jì)算面積。如矩形基坑的長(zhǎng)寬比大于如矩形基坑的長(zhǎng)寬比大于5或基坑寬度大于抽或基坑寬度大于抽水影響半徑的兩倍時(shí)，需將基坑分塊。水影響半徑的兩倍時(shí)，需將基坑分塊。u井點(diǎn)管數(shù)量與井距的確定井點(diǎn)管數(shù)量與井距的確定u單根井

34、點(diǎn)管最大出水量單根井點(diǎn)管最大出水量 1/365qdlK u井點(diǎn)管的最少根數(shù)井點(diǎn)管的最少根數(shù)1.1Qnq u 井點(diǎn)管的平均間距D為：LDn u井點(diǎn)管布置時(shí)的注意事項(xiàng)u間距不能太小，否則彼此干擾，出水量減少間距不能太小，否則彼此干擾，出水量減少u(mài)基坑周?chē)慕呛涂拷叵滤鞣较蛞贿叺木又車(chē)慕呛涂拷叵滤鞣较蛞贿叺木c(diǎn)點(diǎn)管應(yīng)適當(dāng)加密管應(yīng)適當(dāng)加密u采用多級(jí)井點(diǎn)排水時(shí)，下一級(jí)井點(diǎn)管間距應(yīng)采用多級(jí)井點(diǎn)排水時(shí)，下一級(jí)井點(diǎn)管間距應(yīng)較上一級(jí)的小較上一級(jí)的小u采用的間距應(yīng)與總管上短接頭間距相適應(yīng)采用的間距應(yīng)與總管上短接頭間距相適應(yīng)u 抽水設(shè)備的選擇u真空泵主要有W5、W6型，按總管長(zhǎng)度選用u水泵按涌水量大小

35、選用u 井點(diǎn)管的安裝使用u輕型井點(diǎn)的安裝程序排放總管排放總管埋設(shè)井點(diǎn)管埋設(shè)井點(diǎn)管連接井點(diǎn)連接井點(diǎn)管與總管管與總管安裝抽安裝抽水設(shè)備水設(shè)備關(guān)鍵工作u井點(diǎn)管的埋設(shè)u一般采用水沖法，分為沖孔和埋管兩個(gè)過(guò)程u井點(diǎn)管埋設(shè)動(dòng)畫(huà)演示u砂濾層的填灌質(zhì)量是保證輕型井點(diǎn)順利抽水的關(guān)鍵u試抽： 檢查有無(wú)漏水、漏氣，出水是否正常檢查有無(wú)漏水、漏氣，出水是否正常u 輕型井點(diǎn)使用注意事項(xiàng)v輕型井點(diǎn)運(yùn)行后，應(yīng)保證輕型井點(diǎn)運(yùn)行后，應(yīng)保證連續(xù)抽水連續(xù)抽水。v正常的排水是正常的排水是細(xì)水長(zhǎng)流細(xì)水長(zhǎng)流，出水澄清出水澄清v注意檢查是否有注意檢查是否有井點(diǎn)淤塞井點(diǎn)淤塞，一般可以通過(guò)聽(tīng)，一般可以通過(guò)聽(tīng)管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動(dòng)、手

36、觸管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動(dòng)、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺(jué)等簡(jiǎn)便方法檢查。摸管壁有冬暖夏涼的感覺(jué)等簡(jiǎn)便方法檢查。 v地下基礎(chǔ)工程地下基礎(chǔ)工程( (或構(gòu)筑物或構(gòu)筑物) )竣工并進(jìn)行回填土竣工并進(jìn)行回填土后，后，停機(jī)拆除停機(jī)拆除井點(diǎn)排水設(shè)備。井點(diǎn)排水設(shè)備。 u 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)降水設(shè)計(jì)實(shí)例示意圖解答：解答：示意圖示意圖示意圖示意圖2 2、噴射井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)u噴射井點(diǎn)的應(yīng)用噴射井點(diǎn)的應(yīng)用 當(dāng)基坑開(kāi)挖所需降水深度超過(guò)當(dāng)基坑開(kāi)挖所需降水深度超過(guò)6m6m時(shí)，一級(jí)的輕時(shí)，一級(jí)的輕型井點(diǎn)就難以收到預(yù)期的降水效果，這時(shí)如果場(chǎng)地型井點(diǎn)就難以收到預(yù)期的降水效果，這時(shí)如果場(chǎng)地許可，可以采用二級(jí)甚至多級(jí)輕型井點(diǎn)以增加降水許可，可以采用二級(jí)甚至多級(jí)輕型井點(diǎn)以增加降水深度，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但是這樣一來(lái)會(huì)增加基坑土深度，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但是這樣一來(lái)會(huì)增加基坑土方施工工程量、增加降水設(shè)備用量并延長(zhǎng)工期，二方施工工程量、增加降水設(shè)備用量并延長(zhǎng)工期，二來(lái)也擴(kuò)大了井點(diǎn)降水的影響范圍而對(duì)環(huán)境不利。為來(lái)也擴(kuò)大了井點(diǎn)降水的影響范圍而對(duì)環(huán)境不利。為此，可考慮采用噴射井點(diǎn)。此，可考慮采用噴射井點(diǎn)。 噴射井點(diǎn)用作深層降水，應(yīng)用噴射井點(diǎn)用作深層降水，應(yīng)用在在粉土、極細(xì)粉土、極細(xì)砂