東英測(cè)繪——土石方工程施工中的排水與降水

在開挖底面低于地下水位的基坑時(shí)，底下水會(huì)不斷的深入坑內(nèi)。遇到雨季施工時(shí)，地面水也會(huì)流入坑內(nèi)。如果流入坑內(nèi)的水不能夠及時(shí)排出，不但施工條件會(huì)惡化，而且更加嚴(yán)重的問(wèn)題是土被水泡軟過(guò)后，會(huì)造成邊坡塌方以及坑底土的承載能力會(huì)下降。因此，在基坑開挖前和開挖時(shí)，需要做好排水工作，保持土體干燥十分重要。基坑排水方法可分為明排水法和人工降低地下水位法兩類。下面詳細(xì)介紹一下

一、明排水法

明排水法是在基坑開挖過(guò)程中，在坑底設(shè)置集水井，并且沿坑底的周圍或者中央開挖排水溝，使水流入集水井中，然后再用水泵抽走。抽出的水應(yīng)予引開，以防倒流。

雨季施工時(shí)應(yīng)該在基坑的四周或水的上游，開挖截水溝或修筑土堤，以防地面水流入坑內(nèi)。集水井應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外、地下水走向的上游。根據(jù)地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力，集水井每隔20～40m設(shè)置一個(gè)。集水井的直徑或?qū)挾龋话銥?.6～0.8m。集水井井底深度隨著挖土的加深而加深，要經(jīng)常低于挖土面0.7～1.0m。井壁可用竹、木等簡(jiǎn)易加固。當(dāng)基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，井底鋪設(shè)碎石濾水層，以免在抽水時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)將泥砂抽出，并防止井底的土被攪動(dòng)。

二、人工降低地下水位

降低地下水位，就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降落到坑底以下，同時(shí)在基坑開挖過(guò)程中仍不斷抽水。這樣，可使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)，從根本上防止流砂發(fā)生，改善了工作條件，同時(shí)土內(nèi)水分排除后，邊坡可改陡，以減小挖土量。

人工降低地下水位方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井泵以及電滲井點(diǎn)等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)、降低水位的深度、工程特點(diǎn)及設(shè)備條件等，其中以輕型井點(diǎn)采用較廣，下面重點(diǎn)闡述輕型井點(diǎn)降水方法。

1、井點(diǎn)降水原理

井點(diǎn)降水就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井）。在基坑開挖前和開挖過(guò)程中，利用真空原理，不斷抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。

2、井點(diǎn)降水的作用

（1）防止地下水涌入坑內(nèi)；

（2）防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方；

（3）使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了坑底的管涌；

（4）降水后，使板樁減少了橫向荷載；

（5）消除了地下水的滲流，也就防止了流砂現(xiàn)象；

（6）降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力。

3、井點(diǎn)降水的方法

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)、深井井點(diǎn)等?？筛鶕?jù)降水深度、土層滲透系數(shù)、技術(shù)設(shè)備條件等合理選用。

（1）輕型井點(diǎn)的設(shè)備

輕型井點(diǎn)由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備兩部分組成。

   1）管路系統(tǒng)包括：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管。

濾管為進(jìn)水設(shè)備，通常采用長(zhǎng)1.0～1.5m、直徑38mm或51mm的無(wú)縫鋼管，管壁鉆有直徑為12～19mm的濾孔。骨架管外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布濾網(wǎng)。為使流水暢通，在骨架管與濾網(wǎng)之間用塑料管或梯形鉛絲隔開，塑料管沿骨架繞成螺旋形。濾網(wǎng)外面在繞一層粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)、濾管下端為一鑄鐵塞頭。濾管上端與井點(diǎn)管連接。井點(diǎn)管為直徑38mm和51mm、長(zhǎng)5～7m的鋼管。井點(diǎn)管的上端用彎聯(lián)管與總管相連。集水總管為直徑100～127mm的無(wú)縫鋼管，每段長(zhǎng)4m，其上端有井點(diǎn)管聯(lián)結(jié)的短接頭，間距0.8m或1.2m。

   2）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，一套抽水設(shè)備的負(fù)荷長(zhǎng)度（即集水總管長(zhǎng)度）為100～120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大負(fù)荷長(zhǎng)度分別為100m和120m。

（2）輕型井點(diǎn)的布置

   1）井點(diǎn)系統(tǒng)布置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料、工程要求和設(shè)備條件等確定。一般要求掌握的水文地質(zhì)資料有：地下水含水層厚度、承壓或非承壓水及地下水變化情況、土質(zhì)、土的滲透系數(shù)、不透水層的位置等。要求了解的工程性質(zhì)主要有：基坑（槽）形狀、大小及深度，此外尚應(yīng)了解設(shè)備條件，如井管長(zhǎng)度、泵的抽吸能力等。

   2）平面布置

根據(jù)基坑（槽）形狀，輕型井點(diǎn)可采用單排布置、雙排布置、環(huán)形布置，當(dāng)土方施工機(jī)械需進(jìn)出基坑時(shí)，也可采用U形布置。

單排布置適用于基坑、槽寬度小于6m，且降水深度不超過(guò)5m的情況，井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度。

雙排布置適用于基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良的情況。

環(huán)形布置適用于大面積基坑，如采用U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。

   3）輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

        ①基坑涌水量計(jì)算

           根據(jù)井底是否達(dá)到不透水層，可將水井分為無(wú)壓完整井和無(wú)壓非完整井。

           無(wú)壓完整井：井底達(dá)到不透水層。

           無(wú)壓非完整井：井底未達(dá)到不透水層。

        ②確定井點(diǎn)管數(shù)量與間距

   4）輕型井點(diǎn)的施工

輕型井點(diǎn)的施工程序?yàn)榉笤O(shè)總管、沖孔埋設(shè)井點(diǎn)管、安裝抽水設(shè)備、抽水試運(yùn)轉(zhuǎn)。

井點(diǎn)管埋設(shè)一般采用沖孔法。用起重設(shè)備將沖管吊起，插在井點(diǎn)位置上，然后開動(dòng)高壓水泵，將土沖松，沖管則邊沖邊沉。沖孔直徑一般為300mm，以保證井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。

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