基坑降排水ppt课件.ppt

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1、基坑降排水,一、基坑降排水的定义以及目的二、基坑降排水的方法及其施工工艺和适用范围三、基坑降排水设备的选择四、基坑降排水中常遇到的问题以及解决措施五、基坑降排水案例六、流砂七、管涌,1,一、基坑降排水定义以及目的,（一）基坑降排水定义、地下水控制：为了保护支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工，防止地下水位变化对基坑周边环境产生影响所采用的截水、降水、排水、回灌等措施。、降水：为了防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑，有抽水井或渗水井降低基坑内外地下水的方法。、集水明排：用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。,管井降水中降水井施工,2,（二）、降水

2、目的1、人工降低地下水位能防止基坑被淹，创造良好的开挖施工条件。2、防止地基被水泡软，降低承载力。3、降低边坡中孔隙水压力，增强边坡的稳定性。4、可使设计边坡坡脚加大，减少挖方工程，节约资金。5、防止基坑地面隆胀、破裂及冒沙突水、淹没基坑等。,基坑降水方案,3,二、基坑降排水的方法及其施工工艺和适用范围,（一）基坑降水方法 目前，截水法和降水法是解决深基坑中降水问题的两种有效措施其中基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等 1、截水法 堵截地下水在城市中心区建筑密集的地区开挖基坑，降水时还要考虑对周围环境的影响。当因降水造成的土体固结下沉

3、，会危及地上建筑物安全与使用时，宜采用截水的方法来控制地下水。 目前，国内外对地下水进行堵截的方法主要有防渗垂直帷幕法、防渗水平帷幕法、钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、夹心墙及冻结法等。,截水帷幕示意图,4,截水帷幕：用以阻隔或减少地下水通过侧壁与坑底流入基坑和防止基坑外地下水位降低的幕墙状竖向截水体。（1）、防渗垂直帷幕法 防渗垂直帷幕也称“落地式”隔渗 ，是在基坑四周采用高压喷射注浆、压力注浆或渗透注浆和深层搅拌等技术方法，在地下形成一道连续的墙幕，既可以起到很好的防渗阻水效果，又能有效地支撑边坡，截水帷幕的底部宜插入不透水层。 特点：此法简单，适用广泛，在国内得到了广泛的应用,高压喷射注浆防

4、渗加固,防渗水平帷幕法 防渗水平帷幕法是在基坑底部采用高压注浆、搅拌方法，形成一道地下水平连续帷幕，用于基坑底的防渗和抗坑底隆起、变形等。一般用于防渗垂直帷幕不能解决问题的工程中。,5,钢板桩。 在开挖前，将钢板桩打入地下，能有效地堵截地下水，且对边坡起支撑护坡的作用。为能较好的阻水，需将钢板桩打入基坑下部的隔水层中，并将其连成一体。 特点：此法适用于淤泥质砂和粘土质砂等地层。,钢板桩止水,地下连续墙。 连续墙为钢筋混凝土结构，有一定的入土深度，它既能承受较大的侧土压力，也能防止地下水入侵。对于软弱、透水性小的土层止水效果较好。,6,地下连续墙止水,地下连续墙,稀浆槽。 即在基坑四周挖一槽沟，

5、向槽中灌入膨润液，并用不透水物质回填，使膨润液在槽壁上形成一层滤饼，可以防止或减少地下水向坑内渗流，达到止水的目的。 该法虽有止水作用，但不能起到支撑的作用，一般用于具有施工场地的浅基础施工。,7,夹心墙 是在稀浆槽中再挖一条沟槽，在槽内灌注混凝土，形成防渗挡土墙。 该法造价较高，一般也用于具有施工场地的浅基础施工,冻结法 采用冷冻技术，将基坑四周的土层冻结，达到阻水和支撑边坡的目的。 可用于淤泥质砂和粘土质砂及砂卵石土，但技术和设备要求较高，使用较少。,2、降水法 2.1、集水明排 （1）、定义：用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。 （2）排水

6、方法以及要求,8,A、明沟加集水井排水 明沟加集水井降水是一种人工排降法。它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。在地下水较丰富地区，若仅单独采用这种方法降水，由于基坑边坡渗水较多，锚喷网支护施工难度加大。因此，这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中。 适用于地下水位不太高、水量不太大、无流砂的管沟降水中使用。,明沟,9,B、盲沟排水： 对坑底以下的渗出的地下水；以及地下室底板与支护结构间不能设置明沟时，基坑坡脚处可采用盲沟排水。,排水盲管,10,C、管道排水 管道排水是利用设在地下的相互连通的管道及相应设施，汇集和排除道路的地表水。,管道排水,排水管铺设,11,D、排水要求 明

7、沟和盲沟坡度不宜小于0.3%。明沟排水时，沟底应采防渗措施。采用盲沟排出坑底渗出的地下水时，其构造、填充料以及其密度影满足主体结构的要求。 沿排水沟每隔3050m应设置一口集水井；集水井的截面尺寸应根据排水量确定。集水井应采取防渗措施。采用盲沟时，集水井宜采用钢筋笼外填碎石滤料的构造形式。 、基坑坡面防水宜采用渗水部位插入导水管排出。导水管的间距、直径及长度应根据渗水量以及渗水土层的特性确定。 、采用管道排水时，排水管道的直径应根据排水量确定。排水管的坡度不宜小于0.5%。排水管道上应设置清淤孔，清淤孔的间距不宜大于10m。 、基坑排水与市政管网连接前应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应

8、排水畅通并应随时清理淤积物。,12,2.2轻型井点降水 （1）、定义：又叫真空井点降水，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，不断抽取地下水，使井点周围地下水位降低，形成降水漏斗，从而使大面积和原有地下水位的降低，并且在工作过程当中要保持每天24小时连续抽水，使地下水位降低到坑底以下并使用降落曲线保持稳定。,13,（2）、轻型井点布置 沿基坑四周每隔一定间距布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层，上部接软管与集水总管进行连接，集水总管为150钢管，周身设置与井点管间距相同的40吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降

9、低基坑四周地下水位的效果，保证了基底的干燥无水。水井大致分为四大类，无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非完整井。,14,（3）施工特点,1) 施工机具、设备简单，安拆方便、灵活、时间短。 2) 降水效果好、见效快，缩短降水工期。短时间内使基底降水区域土体保持干燥，无需另设排水沟、集水丼，雨季施工雨水通过基底下渗，通过丼点排出。 3) 降水期间所投入的人力、物力少，施工成本较低，可减少基坑开挖边坡坡率，降低基坑开挖土方量。 4）在软土路基，地下水较为丰富的地段应用，有明显的施工效果。,5) 对施工环境要求相对较低，施工安全性更高。 6) 丼点管拔除后所留空洞后期封堵简单，能有效降低封口成

10、本7) 能有效防止流砂发生，提高边坡稳定性，减少基坑边坡支护费用，特别是对易发生流砂，管涌现象的粉砂粉土，釆用此方法，能有效保证降水质量和施工安全。8) 釆用此工法，不破坏原土层结构，加快了土体固结，提高地基承载力，能够有效预防邻近建筑物在降水期间产生不均匀沉降或地基下陷现象的发生，保证邻近 构筑物安全。,15,（4）、适用范围 轻型井点降水适用于 a、基坑面积不大，降低水位不深的场合。 b、 适用于降水深度小于20m（单级井点6m，多级井点20m的建筑基坑，含水层渗透系数在0.005m/d20.0m/d之间的粘性土、粉质粘土和砂土）。 但要求基坑四周外需要足够的空间，以便于放坡或挖槽。,轻型

11、井点降水管平面布置剖面图,16,几种常用的降水方法比较,17,（5）、平面布置,井点,单排布置： 基坑基槽宽度小于6m,且降水深度不超过5m。将井点管布置在地下水流的上 侧，两端延伸长度不小于坑槽宽度,双排布置： 适用于宽度大于6m，或者土质不良。位于地下水流上游一排井点管的间距应小些，下游一侧井点管的间距大些。,环形布置,U行布置,环形布置：适用于大面积基坑。如U行布置，不封闭的一段应设在地下水的下游方向。井点管距离基坑壁布应小1.01.5米，间距一般为0.81.6米。,18,（6）,施工工艺,1）、工艺流程 （示意图D:iCanVideo下载视频轻型井点降水.flv） 放线、定井位铺设总管

12、冲孔安装井点管填砂砾滤料、上部填粘土密封井点管与总管连接安装集水箱和排水管试抽抽水水位观测封井,2）、操作方法及要点 、放线、定井位 按设计要求布设井位并测量地面标高。,放线,、铺设总管 抽水设备一般安装在集水总管的中部。集水管应铺设在坚实地面上，并低于真空泵，同时应沿抽水水流方向有0.25%0.50%的上仰坡度,总管,19,冲孔 根据土质情况、场地和施工条件，选择适用的成孔机具和方法。井孔直径不宜大于300mm，孔深宜比滤管底深0.5m1.0m，井孔应保持垂直。,安装井点管 下管前应校正孔深，并适当稀释孔内泥浆。同时必须逐根检查滤管，保证滤网完好，井管连接处牢固可靠。吊放井管时要垂直，并保持

13、在井孔中心。,井点管,20,、填砂砾滤料、上部填粘土密封（可以不用） 在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌密实均匀，填灌砂滤料应沿井周均匀填入。在地面以下1m范围内应用粘土封孔。填料时管口有泥浆冒出或向管内灌水时能很快下渗为合格井。安设好的井点管在与集水管连接前，应将管口堵塞。,、井点管与总管连接 井点管安好后用透明塑料管或内装有弹簧钢丝的胶管与集水总管连通严密、不漏气。,井点管,总管,、安装集水箱和排水管 根据抽水量和井点位置布设一定数量和型号的集水箱，安装集水箱的进、出排水管。,水泵,21,、试抽 井点使用前，应进行试抽水，检查各部分是否正常。无漏水、漏气等异常现象为合格，否则应及时检修。

14、、抽水 先开动真空泵排气，再开动离心泵抽水，井点降水系统运行后，要求连续工作，应准备双电源，保持正常抽水，不得随意停泵。、水位观测 抽水初期每天观测2次以上，水位稳定后应每天观测1次。 、封井 基坑外降水井在降水工程结束后直接采用粘土回填，基坑内降水井采用混凝土封井,降排水施工质量验收标准,22,（7）、轻型井点管路系统,1）、工作原理 轻型井点抽水系真空抽水，由井点管、过滤器、连接管、集水总管、支管、阀门等组成管路系统，并由抽水设备启动，在井点系统中形成真空，并在井点周围一定范围形成一个真空区，真空区通过砂井扩展到一定范围。在真空力的作用下，井点附近的地下水通过砂井，经过过滤器被强行吸入井点

15、系统 内抽走，使井点附近的地下水位降低。 基坑地下水降低时会形成一定范围的降水漏斗。,23,2）、降水设备 井点管、连接管、集水总管、滤料（可无）,、井点管 井点管一般采用直接3855mm钢管，长69m，其下端配有长11.5m的过滤器。过滤器的关闭上钻直接1018mm的眼孔，呈梅花状分布，孔间距3040mm，孔隙率为25%左右，壁管包两层滤网，内层位细滤网，采用网眼3060孔/cm2的尼龙网或铜丝网；外层为粗滤网，采用310孔/cm2的铁丝网或尼龙网。滤网外在缠绕粗铁丝一层保护滤网，滤网下端装铸铁管靴，以防止泥沙进入管内。,24,、集水总管 集水总管一般直接75100mm的钢管，每根长4m左右

16、，相互用法兰连接，在管壁每隔12m设一个与井点管连接的短接头。,、连接管 连接管一般为螺纹胶管或者塑料管，直接3855mm，长1.22.0m，用来连接井点管和集水管,井点管,连接管,集水总管,25,（8）、轻型井点计算,1）、高程计算 hh1hiL 式中： h井点管埋深（m) h1总管埋设面至基底的距离（m）h基底至降低后的地下水位线的距离（m) i水力坡度L井点管至水井中心的水平距离，当井点管未单排布置时，L为井点管至对边坡脚的水平距离（m）,26,2）涌水量 水井根据不同情况分为：、井底达到不透水层的为完全井、井底未到达不透水层的为非完全井、地下水有压力的是承压井、地下水无压力的是无压井，

17、也称潜井,水井的分类,27,单井涌水量计算达西线性渗透定律 涌水量=渗透系数过水断截面水力坡度即：Q=KAL,A、对于无压完整井：,其中H含水层厚度（m） h井内水深（m） R抽水影响半径（m） r水井半径（m）S水井内水位降低值，S=H-h,无压完整井,28,B、对于无压完整群井：,涌水量：,环形轻型井点假想半径,29,C、无压非完整群井涌水量,有效影响深度,30,3）、影响半径R,、轻型井点降水的抽水影响半径R,、基坑假想半径x0,、渗透系数K 一般根据地质报告提供的数值或参考，对重大工程应做现场抽水试验确定,31,4）、井点管数量（n）和间距（D）确定,注：D15d,避免相邻井点管相互干

18、扰,式中：q单根井点管最大出水量 d滤管直径，l滤管长度问： 渗透系数小，则井点管间距小 （） 井点管间距越小，则降水效果越好（） 若计算结果D15d，则D取15d？（）,轻型井点现场施工视频D:iCanVideo下载视频轻型井点施工.flv,32,2.3、管井井点降水 1）、定义： 管井降水方法即利用钻孔成井，多采用单井单泵（潜水泵或深井泵）抽取地下水的降水方法。当管井深度大于15m，也称深井井点降水,管井降水井施工,33,2）、适用范围及特点 适用范围：、渗透系数大的地层，地下水丰富的地层。、轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到50-100m3/h，土的渗透系数在20-200m/

19、d范围内，这种方法一般用于潜水层降。、适用于中、强透水含水层，如砂砾、砂卵石、基岩裂隙等含水层，可满足大降深、大面积降水要求。,特点： 、管井井点直径大，出水量大。 、设备较简单，排水量大，降水较深，较轻型井点具有更大的降水效果，可代替多组轻型井点作用，水泵设在地面，易维护，适用于渗透系数较大,34,3）管井构造及主要设备,管井构造示意图,管井孔径一般为400800mm，管径为200500mm，当井深较浅，地层水量较大时，孔径可为8001200mm，管径为500800mm.井管一般采用钢管、铸铁管、水泥管、塑料管或竹木管等，滤水管有穿孔管和钢筋骨架管外缠铅丝或包尼龙网或金属网，也有水泥砾石滤水

20、管，现在管井降水多用后者。,35,主要设备： 管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。,1滤水井管下部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架，外包孔限为12mm滤网，长23m，上部井管部分用直径200mm以上的钢管或塑料管。 2吸水管用直径50100mm的钢管或胶皮管，插入滤水井管内，其底端应沉到管井吸水时的最低水位以下，并装逆止阀，上端装设带法兰盘的短钢管一节。,3水泵采用BA型或B型、流量1025m3/h离心式水泵或自吸泵。每个井管装置一台，当水泵排水量大于单孔滤水井涌水量数倍时，可另加设集水总管，将相邻的相应数量的吸水管连成一体，共用一台水泵。,36,4）、施工工艺,工艺流程： 放线、定井位

21、挖泥浆坑钻机就位、钻孔换浆吊放井管填滤料粘土封井洗井水泵安装铺设排水管网及沉淀池抽水水位观察封井,操作方法及要点: 、放线、定井位 按设计要求定位放线、布设井位，并测量井位地面标高。 、挖泥浆坑泥浆池位置的选定宜根据现场条件确定。可多井一池，其大小根据井深、井数、排浆量综合确定。泥浆池的选定与开挖应注意地下管网，必要时采用砖砌泥浆池。,降水井泥浆坑,37,、钻机就位、钻孔 钻机就位平稳，钻进时一般采用地层自造泥浆护壁。井径宜大于井管外径200mm以上，且井管外径不宜小于200mm，井管内径宜大于水泵外径50mm。井孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计深度。、换浆 成井过程中应不断注入清水进行置换，

22、用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.05g/cm31.10g/cm3,钻孔与换浆,38,、吊放井管 吊放井管应垂直，并保持在井孔中心，用吊车或三脚架分节下入孔内，连接牢固，滤管用纱布包裹。、填滤料 下入井管后立即填入滤料。滤料沿井孔四周用手推车均匀填入。填滤料时，宜保持连续，将泥浆挤出井孔，应随填随测滤料填入高度。当填入量与理论计算量不一致时，应及时查找原因。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1.5m 处。,滤料,39,、粘土封井、砌保护井衬 当滤料填至设计高度后，宜改用粘土封填。井口宜做砖砌保护井衬，井衬表面抹砂浆。、洗井 成井后，借助空压机清除孔内泥浆至井内完全出清水为止

23、，再用污水泵反复进行恢复性抽洗。洗井应在成井4小时内进行。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量。、水泵安装、架设电缆 潜水泵用尼龙绳吊放至设计高度。然后铺设电缆和电闸箱，安装并接通电源，做到单井单控电源。,洗井完成,洗井管,洗井,40,、铺设排水管网及沉淀池 排水管网宜采用钢管、硬塑料管等做为排水主管路，排水管直径应满足基坑总出水量的要求，必要时可采用多向排水。在排水管线转角连接处、每边中部、排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池，沉淀池采用砌砖池，须做防水处理。排水管网向水流方向的倾斜以1为宜。、抽水联网后连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。、水位观测抽水初期每天观测2次以上，

24、水位稳定后应每天观测1次。、封井基坑外降水井在降水工程结束后直接采用粘土回填，基坑内降水井采用混凝土封井。,已完成的降水井,抽水,水位观测,41,5）、施工注意事项 1安装并点管要垂直，并保持在孔中心，放到底后，在管四周分层均匀填砂砾或碎石滤层，并使密实，最上500mm用粘土填压密实。井管要高出地面200mm，以防雨水、泥砂流入井管内。2洗井是管并沉设中的一道关键工序，其作用是清除井内泥砂和防止过滤层淤塞，使井的出水量达到正常要求，洗井后井底泥渣厚度应控制在小于80mm。,3管并降水时，应对称、同步地进行，使水位差控制在0.5m以内。 4管并供电系统宜采用双电路，避免中途停电或发生故障时造成水

25、淹基坑、破坏基土。5当管并采用离心式水泵降水深度不能满足要求时，应改用潜水泵在井管内进行降水,42,6）、降水井的布置及成品的保护,布置： 、抽降管一般沿基坑周围距基坑外缘12m布置，如场地宽敞或采用垂直边坡或有锚杆和土钉护坡等条件下，应尽量距离基坑边缘远些，可35m。 、当基坑边部设置围护结构及止水帷幕下，可在基坑内布置管井，采用坑内降水方法。、当降水层或降水深度超过含水层底板时，井间距应缩小，可68m。,、管井的间距和深度应该根据场地水位地质条件、降水范围和降水深度确定。井间距一般在1020m。 、当降水层或降水深度接近含水层底板时，井间距可为812m.、当降水层为中等到强透水层，含水层厚

26、度大于降水深度时，可用1220m 、 当降水深度较浅时，含水层为中等以上透水层，具有一定厚度时，井间距可大于20m,43,百花三期工程中渗透系数较大，因此间距采用的是40m左右一口。 百花三期降水井布置图百花三期降水.dwg,成品保护 、井点成孔后，应立即下井点管并填入豆石滤料，以防塌孔。不能及时下井点管时，孔口应盖盖板，防止物件掉入井孔内堵孔。、井点管理设后，管口要用木塞堵住，以防异物掉入管内堵塞。、井点使用应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀淤管、冬期施工，井点联结总管上要覆盖保温材料，或回填30cm厚以上干松土，以防冻坏管道,44,7）、降水井井数与深度计算,井数： n=1.1Q

27、/q q为单井管涌水量，计算每根井点最大出水量 q=120rLk1/3Q基坑涌水量深度：HW=HW1+ HW2+ HW3+ HW4+ HW5+ HW6 HW1：基坑深度；:HW2：降水水位距离基坑底要求的深度HW3：ir0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/101/15；r0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2；HW4：降水期间的地下水位变幅；HW5：降水井过滤器工作长度；HW6：沉砂管长度；,45,举例： 某工程、 降水范围:为了不影响土方开挖和基础施工，降水井布置在基坑开挖线上外1m处。 降水深度：要求将地下水降至建筑物标高-8.0m；。 地下水静止水位：ho=-2.0米

28、。 渗透系数：K=30.0md；求井数和深度？,1、基坑为长方形箱体，取83.1米长度计算和33.3米宽度 计算假象半径： ro=0.29（a+b） =0.2983.1+33.3）=33.8米；2、基坑降水降深：S=1m。3、单井涌水量 q=120rlk1/3=1203.140.1523.1=350立米/d.采用600直径的降水井，井管内径0.15m，壁厚5cm；滤管长度2m。,46,4、基坑涌水量,5、井的数量为：1.15077.4/350=16个 建筑物总长度：83.1+83.1+33.3+33.3=232.8米。则井点布置采用基坑西侧每10米均匀设置，其余三侧每15米均匀设置，自基坑坡顶

29、线外1米设置。,K渗透系数=30m/dH含水层厚度=13mS降基坑降水降深=1.0m10.井管的埋设深度： H=Hw1+Hw2+Hw3+Hw4+Hw5+Hw6=8+1+0.115+2+2+0.5=15.米取H=15米式中H:井管的埋设深度Hw1基坑深度（）；Hw2降水水位距离基坑底要求的深度（）；Hw3r0；为水力坡度，在降水井分布范围内宜为/；r0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的/（）；Hw4降水期间的地下水位变幅（）；Hw5降水井过滤器工作长度（）；Hw6沉砂管长度（,47,2.3、喷射井点降水,1）、定义： 在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管

30、向喷射器输入高压水（喷水井点）或压缩空气（喷气井点）形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的缝隙抽出排走。,喷射井点降水系统,1、井点管 2、供水管总管3、排水总管4、高压水泵5、循环水箱6、调压水管7、压力表8、喷嘴9、混合室,48,2）、主要设备及施工工序,主要设备： 高压水泵、供水总管井点管、喷射器、测真空管、排水总管及循环水箱,施工工艺： 设置泵房，安装进、排水总管水冲法或钻孔法成井安装喷射井点管、填滤料接通进水、排水总管，并与高压水泵接通将各井点管的外管管口与排水管接通，并通道循环水箱启动高压水泵抽取地下水用离心泵排除循环水箱中多余的水测量观测井中地下水位,喷射井点钻孔施工,49

31、,3）、适用范围以及特点,特点： 设备较简单，排水深度大，可达到8-20M。、比多层轻型井点降水设备少，基坑土方开挖量少，施工快。,适用范围： 、基坑开挖较深、降水深度大于6米、小于20米。、土渗透系数为0.120.0m/d（较小）的填土、粉土、黏性土、砂土中使用。,缺点： 由于需要双层井点管，喷射器设在井孔底部，有二根总管与各井点管相连，地面管网敷设复杂，工作效率低，管理困难，运行故障率较高，且能量损耗很大，所需费用比其他井点法要高。,50,2.4、电渗井点降水,1）、定义： 电渗井点降水是利用轻型井点和喷射井点的井点管做阴极，另埋设金属棒（钢筋或者钢管）为阳极，在电动势作用下构成电渗井点抽

32、水系统。当接通直流电流，在电动势的作用下，使带正电荷的空隙水向阴极方向流动，带负电荷的粘土微粒向阳极方向移动，通过电渗和真空抽吸的双重作用，强制粘性土中的方向井点管汇集，由井点管吸取排出，使地下水位逐渐下降，达到疏干含水层目的,电渗排水系统,a、基坑外侧阳、阴极比为1:1布置 b、阳、阴比为2:1布置 c、阳阴极剖面结构 1。阳极金属棒；2.直流电源；3.沉淀管；4.过滤器；5.喷射器；6.井管内管；7.井管外管； 8.封口粘土；9.进水管；10.高压水泵；11.水箱；12.抽水井点；13.支护工程,51,2）、适用范围,适用于渗透系数很小的细颗粒土，如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。这些土

33、的渗透系数小于0.1m/d，它需要与轻型井点或喷射井点结合应用，其降低水位深度决定于轻型井点或喷射井点。,52,三、基坑降排水设备的选择,（一）、水泵选择 常用的抽水设备有离心泵、潜水泵、深井泵及空气压缩机。 离心泵构造简单、体积小、装卸方便、出水量大、出水均匀、起动迅速、水量易于调节，而且能吸送含砂的水，但吸程不大，一般为79m，只适用于地下水位浅的井。 空气压缩构造简单，不受水位高低的限制，可以输送含砂的水，井管弯曲肘不影响抽水，但工作效率一般只有15%25%，浪费动力过多，而且出水不均匀。,深井泵能吸取深层水，而且出水均匀，但抽水费用较高，而且不能吸送含砂的水 水泵选择，主要根据地下水的

34、静水位、井的设计出水量、以及井管口径等因素决定。 当基坑渗水量较大时，为了适应排水量的变化，应选多种流量的水泵，以保证渗水量小时水泵不会过多的停机，渗水量大时，也能满足排水要求。,53,降水工程常用水泵性能,54,降水工程常用空气压缩机类型,55,（二）、各型号水泵数量确定,根据各型号水泵所承担的排水量来确定台数：,水泵备用系数参考表,注：也可用一种型号,56,（三）、水泵功率选择,57,（四）、常用成井方法及设备型号,常用的成孔方法有：水冲法、夯击法及钻孔法等。,水冲法：利用高压水冲击土层形成井孔。（轻型井点降水）,夯击法：一种利用冲击或振动将带有管靴的套管打入土层预定深度，拔出套管形成井孔

35、； 另一种是直接在井点管下端安装锥形管靴（管靴外径大于过滤器外径10mm以上）将井点管打入预定深度 缺点：夯击法为不取土的挤入成孔，使井点周围土层密实度增加，特别对于层理十分发育的不均匀透水性细粘土层，易造成层理扰动，使井点出水能力减弱。,钻孔法：利用各种型号的冲击式钻机、长螺旋钻机和正、反循环回转机进行钻孔成孔。（管井井点降水，常用）,58,常用钻机性能,59,（五）、钻探成井常见问题,60,四、基坑降排水中常遇到的问题以及解决措施,（一）、地下水位降低深度不足 1、现象 地下水位没有降到设计要求，即挖土面以下0.51.0m，水不断渗进基坑内；基坑内土的含水量较大、教湿，不利于土方开挖，并引

36、起基坑边坡失稳；坑内有流砂现象出现。,降水深度不足造成,2、原因分析 （1）、地质与水文地质资料缺乏详细了解调查；收集资料与实际不符；降水设计采用含水层渗透系数不可靠；井点的平面布置、设计降水深度不合理。 （2）、降水方案与挖土和基坑围护方案不匹配，施工过程中因土方和围护支撑的拆除影响降水。（3）施工质量有问题，如井孔垂直度、深度、直径等不达要求。,61,处理办法： （1）、对于井点管或滤层淤塞而引起的降水失效，可通过洗井处理（向管内用压力水或压缩空气反复冲洗，疏通），破坏成孔时在孔壁形成的泥皮，并恢复土层好人井管的降水性能。 （2）、对于地下水降深与要求相差不大的工程，可根据降深差异的大小，

37、分别采用减少井管之间间距的方法。 （3）、对于相差较大的工程，需要在原降水系统外，在重新考虑比较合理的降水方法，重新施工,（二）、地面沉陷过多,1、现象： 在基坑外侧的降低地下水位影响范围内，地基土产生不均匀沉降，导致受其影响的临近建筑物和市政设施发生不均匀沉降，引起不同程度的倾斜、裂缝、甚至断裂、倒塌。,62,2、原因分析 （1）、基坑降水开挖时，在基坑四周一定范围内，必然由于水位降落而引起地面沉降。 （2）、抽水时，在无承压水等环境下，经过一段时间，在井点周围形成漏斗状的弯曲水面，称为“降水漏斗”。降水漏斗范围内的地下水降低后，必然造成地面固结沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因而所产生的

38、沉降也不均匀。,降水漏斗,（3）、水位降低减少土中水对土颗粒的浮托力，使软弱土层受压缩二沉降，降水除了使坑外土中的自重应力增大外，坑内外水头差的存在将引发土中渗流。（4）、井点滤管滤网和砂滤层结构不良，把土层中的粘土颗粒、粉土颗粒甚至细砂同地下水一同抽出地面。,63,处理办法： （1）、在满足基本降水要求下，对各种降水方案比较分析，选择最优。 （2）、在降水井点与重要构筑物之间设置回灌井、回灌沟。 （3）、在邻近构建筑一侧将井点间距加大以及调小抽水设备的阀门，减缓降水和渗透速度。（4）、提高施工质量，控制好出水流出带出的含沙土量，防止地下砂土流失掏空，导致不均匀沉降.,（5）、布置观测井和沉降

39、、位移、倾斜等观测点。随时掌握水位降低和周围地表及建筑物沉降变化动态。,基坑回灌,64,（三）、井点出水量小于设计出水量,1、原因： 由于钻孔、成井时，泥浆稠、泥皮厚和洗井不合适造成井点出水量远小于设计或实际出水量。,2、处理办法 （1）、重新洗井 （2）、当重新洗井受限制或洗井效果不佳时，对于轻型井点类，可向井管内送入高压清水，以冲动内滤料，将泥浆和泥皮稀释，破坏，在送气吹扬水井或接上真空泵抽吸。 对于管井点，可在井孔周边1030cm处用工程钻机打孔（孔径100150cm）至含水层部位，从孔中送入高压清水直接冲洗孔壁的砾料，或边送清水边送气吹洗，将井孔附近的砂和滤料吹出地面，待送入清水畅快流

40、入井后，从孔中填入新滤料，并重新进行井内洗井。,65,（四）、降水监测与管理,1、监测内容： 1）、降水过程中，地下水位的变化及平面扩展趋势 2）、降水过程中，单井点出水量及基坑总出水量随时间的变化 3）、对于轻型、喷射井点，在观测水位，流量的同时，对水泵的工作压力、真空度、电压、电流进行观测和记录，分析是否正常运行，发现问题及时处理 4）、配合水位和流量监测设置地面沉降变形监测，并记录周围建筑物是否有开裂、变形等。,监测控制点,基坑监测中,66,2、监测与管理 （1）、降水开始前，所以抽水井、观测井统一时间联测静水位，量测基准点。在降水开始510天内，要求每天早晚各测一次水位、流量，以后改为

41、每天观测一次，雨季或出现新的补给源时，应增加观测次数。（2）、观测记录应及时整理，绘制Q-t（抽水量与时间）和S-t（水位下降值与时间）关系曲线图，分析水位下降趋势与流量变化。根据时间抽水情况，研究降水设计的可靠程度及时提出调整措施。,（3）、监测点布置： 1）、监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外12 倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象 2)、位移观测基准点数量不少于两点，且应设在影响范围以外。 3）、监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。 4）、基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。,67,降水常见异常与处理,68,3、减少降

42、水不良影响的措施,（1）、充分估计降水可能引起的不良影响 （2）、设置有效的止水帷幕，尽量不在坑外降水 （3）、合理使用井点降水，尽可能减小对周围环境的影响（4）设置回灌系统，形成人为常水头边界。,基坑回灌,回灌设备安装,69,回灌中常见事故及处理办法,70,回灌中常见事故及处理办法,71,怎么处理？,问：基坑里面有水渗透出来，怎么处理才不妨碍防水层施工？。剪力墙外围已作明沟排水，但基坑中央的电梯井等比较深的基坑里始终有积水？,1、从照片看，水比较多，降水排水没有做好，根据地质及现场地下水情况要重新采取降水措施，做好基坑排水，一定要把水降低后再施工。2、对地下防水材料如不是自粘性防水材料，可以

43、变更，这样即使在基层潮湿的情况下也不影响防水施工，但不能有明水。3、如果水位影响范围仅限于电梯坑，根据地质结合现场情况可以在电梯井四周采用局部井点降水，把水位降到电梯井坑底50cm以下，并适当提高电梯坑垫层厚度及砼强度，防止因地下水位（或下雨）升高产生的浮力影响。等电梯井防水做好后再施工其他部位，做好签证。4、注意基坑四周及支护桩等变形测量与监测。,72,五、基坑降水案例,百花三期项目降水设计方案,1、设计依据 建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）； 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）； 供水管井技术规范（GB50296-99）； 该工程岩土工程勘察报告；业主提供文

44、件及图纸； 其它相关规范、地方经验等。,2设计说明 勘察期间为平水期，测得静止水位埋深在现自然地面下0.251.8m，地下水位标高为597.51599.17m（水位变化幅度不大），受金马河河水、人工灌溉渠渠水及地表降水涨落控制明显。 限于本次勘察工作的具体条件，未对卵石层进行抽水试验，但依据我单位在临近场地的勘察项目经验及收集的勘察资料，并结合区域水文地质资料和已有成功的降水设计与施工经验分析，卵石层富水性和透水性均较好，属强透水层。该场地地下水渗透系数建议值：卵石K=25m/d。场地环境类别为II类。,73,3、设计计算 依据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012），本工程采用管井井点

45、降水法。根据地质资料提供的场区工程地质条件进行降水井设计。结合新都地区的降水井施工经验，选取如下降水井设计参数：设计降水井半径：rw；拟建场地基坑面积：A含水层厚度：H0； 地层渗透系数：K； （1）基坑等效半径 ro=（2）影响半径 R=2S降,降水井结构图,74,（3）设施引用影响半径： R0=R+ro（4）基坑总涌水量 ： （5）单井出水量： q = 120rsLK1/3 (rs过滤器半径0.15m)（6）降水井井数计算： n=1.1Q/q （7）降水管井深度计算：HW=HWI+HW2+HW3iro+HW4+HW5+HW6式中：HW降水管井深度（m）HWI基坑深度（m）HW2降水水位距离

46、基坑底的深度（m）HW3=Iro，I为水力坡度，在降水井分布范围内定为1/10-1/15为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2,HW4降水期间的地下水位变幅（m）HW5降水井过滤器工作长度（m）HW6沉砂管长度（m）降水井深确定为17.5m,排水沟大样图,75,4、计算结果 该基坑共设计42口降水井，每口井深均为17.5m。降水井按均匀布置原则进行定位，相邻井间距约30.0m。 5、布置 降水井布置原则为沿基坑开挖线以外约0.5m-1.0m，大致均匀布置。相邻井间距约30.0m，井位根据现场进行确定。布井时应综合考虑施工总体布局、地下管线及后期管道、车道的埋设位置等因素。 6、细部设

47、计 孔径600mm，采用砼井管，管内径300mm，上部护壁管5.0m，中部过滤管7.5m，底部沉砂管2.5m。用回填砾厚度不得小于100mm左右。宜选用100mm口径流量20m3/h，扬程33m电动潜水泵，开挖段作群井共同降水。 7、沉砂池 采用砖砌沉砂池或钢制沉砂池，沉砂池可按附图修砌，容积约68m3。沉砂池位置由现场排水口位置进行确定，数量暂定为4座。,76,六、流砂,（一）、定义： 基坑挖土至地下水位以下，土质为细砂土或粉砂土的情况下，采用集水坑降低地下水时，坑下的土有时会形成流动状态，随着地下水流入基坑，这种现象称为流砂现象。,灌注桩开挖时出现流砂现象,（二）、主要原因 由于土体中的水

48、存在压力差，水对土体产生渗流力。如果单位颗粒土体受到的孔隙水压力大于或等于其自身重力，则土体发生悬浮、移动。用公式表达即为：孔隙水压力-单元体总重量=wh-sath0，则流砂形成。其中w为水的重度，sat为土体的饱和重度,77,（三）、流砂的危害： 使 土完全失去承载力，流砂边挖边冒，土方开挖无法达到设计深度，极易引起土体塌方，严重者附近建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌，拖延工期、增加费 用。,流砂陷阱,78,目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5 1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m1272：复工，经6年，至7层，高48m，再停工

49、1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工1173：动工,原因：地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。,比萨斜塔,流砂引起的破坏实例,79,1838-1839：挖环形基坑卸载1933-1935：基坑防水处理基础环灌浆加固1990年1月: 封闭1992年7月：加固塔身，用压重法和取土法进行地基处理目 前: 已向游人开放。,比萨斜塔,80,1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏

50、联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。 1979年9月时，展览馆中央大厅平均沉降达1600mm，逐渐趋向稳 定，工程使用良好。大量事故充分表明：对基础工程必须慎重对待。只有深入了解地基情况，掌握勘察资料，经过精心设计与施工才能使基础工程做到既经济合理，又安全可靠。,81,（四）、流砂防止措施： 利用枯水季节施工，以便减小坑内外水位差。适用于工期不紧、丰水位和枯水位相差较大时可考虑 。 用钢板桩打入坑底一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的距离，从而减少水力坡度，达到减小动水压力，防止流砂发生。（常用） 采用不排水的水下挖土，使坑内外水压相平