基坑工程 地下水控制施工工艺.docx

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1、基坑工程地下水控制施工工艺1地下水控制主要方法和原则11地下水控制主要方法基坑工程施工中为避免产生流砂、管涌、坑底突涌，防止坑壁土体坍塌，减少开挖对周边环境的影响，便于土方开挖和地下结构施工作业，当基坑开挖深度内存在饱和软土层和含水层，坑底以下存在承压含水层时，需选择合适的方法对地下水进行控制。地下水控制是基坑工程的重要组成部分，主要方法包括集水明排、井点降水、隔水和回灌，其适用条件大致如表1所示，选择时根据土层情况、降水深度、周围环境、支护结构类型等综合考虑后优选。根据降水目的不同，分为疏干降水和减压降水。井点类型主要包括轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和真空管井井点。当因降水而危及基

2、坑及周边环境安全时，宜采用隔水或回灌方法。地下水控制方法适用条件表1降水深水文地质特性度(m)5上层滞水或水量不大的6潜水110s5含水丰富潜水、承压水、真空降水卵石1X106裂隙水井管隔黏土、粉土、砂土、砾砂、不限不限水卵石回填土、粉土、砂土、砾砂、IXIo7-2X104不限灌卵石1.2地下水控制主要原则(1)应根据基坑围护设计方案和环境条件，制定有效的地下水控制方案，疏干降水后的坑内水位线宜低于基坑开挖面及基坑底面0.51.5m(2)满足承压水稳定性要求。当承压含水层顶板埋深小于基坑开挖深度，应通过有效的减压降水措施，将承压水水头降1氐至安全埋深以下。(3)对于涉及承压水控制的基坑工程，应

3、进行专门的基坑降水设计。降水设计前应进彳亍专门的水文地质勘察，通过现场水文地质抽水试验，获取降水影响范围内的含水层或含水层组的水文地质参数。(4)降彳氐承压水应按照按需降水的原则，即在降水方案设计中计算出每层土方开挖需B制氐的承压水高度，在土方开挖前通过群井抽水试验确定降压井运行方案，在土方开挖及降压井运行过程中通过观测井监测承压水水位,严格按照降水方案和群井抽水试验中规定的要求抽水，严禁多抽，从而把因降水引起的周边地表沉降降到最低。观测井在坑内可以利用备用井，坑外观测井需另外打设。(5)可组合采用多种地下水控制措施，如轻型井点结合管井井点降水，即在浅层采用轻型井点，开挖深度大于6m后采用管井

4、井点。2集水2.1 基坑外侧集水明排应在基坑外侧场地设置集水井、排水沟等组成的地表排水系统，避免坑外地表水流入基坑。集水井、排水沟宜布置在基坑夕M则一定距离，有隔水帷幕时，排水系统宜布置在隔水帷幕夕M则且距隔水帷幕的距离不宜小于55m;无隔水帷幕时，基坑边从坡顶边缘起计算。2.2 基坑内集水明排应根据基坑特点，沿基坑周围合适位置设置临时明沟和集水井(图1),图1:普通明沟排水方法1一排水明沟；2一集水井；3水泵;4TM边线；5一原地下水位线;6一降低后地下水位线临时明沟和集水井应随土方开挖过程适时调整。土方开挖结束后宜在坑内设置明沟、盲沟、集水井。基坑采用多级放坡开挖时，可在放坡平台上设置排水

5、沟。面积较大的基坑，还应在基坑中部增设排水沟。当排水沟从基础结构下穿过时，应在排水沟内填碎石形成盲沟。2.3 基本构造一般每隔3040m设置一个集水井。集水井截面一般为0.6mX0.6m0.8mX0.8m,其深度随挖土加深而加深，并保持彳氐于挖土面0.81.0m,井壁可用砖砌、木板或钢筋笼等简易加固。挖至坑底后，井底宜低于坑底1m,并铺设碎石滤水层，防止井底土扰动。基坑排水沟一般深0.30.6m,底宽不小于0.3m,沟底应有一定坡度，以保持水流畅通。排水沟、集水井的截面应根据排水量确定。若基坑较深，可在基坑边坡上设置23层明沟及相应的集水井，分层阻截地下水（图2）排水沟与集水井的设计及基本构造

6、，与普通明沟排水相同。图2分层明沟排水方法1底层排水沟；2底层集水井;3二层排水沟;4-层集水井;5水泵;6原地下水位线；7一降低后地下水位线2.4 排水机具的选用排水所用机具主要为离心泵、潜水泵和泥浆泵。选用水泵类型时，一般取水泵排水量为基坑涌水量的1.5-2.0倍。2.5 集水明排施工和维护为防止排水沟和集水井在使用过程中出现渗透现象，施工中可在底部浇筑素混凝土垫层，在沟两侧采用水泥砂浆护壁。土方施工过程中，应注意定期清理排水沟中的淤泥，以防止排水沟堵塞。另外还要定期观测排水沟是否出现裂缝，及时进行修补，避免渗漏。3基坑隔水基坑工程隔水措施可采用水泥土搅拌桩、高压喷射注浆、地下连续墙、咬合

7、桩、小齿口钢板桩等。有可靠工程经验时，可采用地层冻结技术(冻结法)阻隔地下水。当地质条件、环境条件复杂或基坑工程等级较高时,可采用多种隔水措施联合使用的方式增强隔水可靠性。如搅拌桩结合旋喷桩、地下连续墙结合旋喷桩、咬合桩结合旋喷桩等。隔水帷幕在设计深度范围内应保证连续性，在平面范围内宜封闭，确保隔水可靠性。其插入深度应根据坑内潜水降水要求、地基土抗渗流(或抗管涌)稳定性要求确定。隔水帷幕的自身强度应满足设计要求，抗渗性能应满足自防渗要求。基坑预降水期间可根据坑内、外水位观测结果判断止水帷幕的可靠性；当基坑隔水帷幕出现渗水时，可设置导水管、导水沟等构成明排系统，并应及时封堵。水、土流失严重时,应

8、立即回填基坑后再采取补救措施。4基坑降水4.1 基坑降水井点的选型基坑降水应根据场地的水文地质条件、基坑面积、开挖深度、各土层的渗透性等，选择合理的降水井类型、设备和方法。常用降水井类型和适用范围见表2应根据基坑开挖深度和面积、水文地质条件、设计要求等制定和采用合理的降水方案，并宜参照表3中的规定施工。降水井类型及适用条件表2降水类型渗透系数可能降低的水位深度(m)(cms)轻型井点多级10-2SIO-536轻型井点612喷射井点10-3IO-6820电渗井点10降水井布置要求表3水位降深(m)适用井点降水布置要求6轻型井点井点管排距不宜大于20m,滤管顶端宜位于坑底以下1-2m0井管内真空度

9、应不小于65kPa电渗井点利用轻型井点，配合采用电渗法降水610多级轻型井点管排距不宜大于20m,滤管顶端宜位于坡底和坑底以下IS井点2mo井管内真空度应不小于65kPa820喷射井点井点管排距不宜大于40m,井点深度与井点管排距有关,应比基坑设计开挖深度大35m续表水位降适用井点降水布置要求降水管井井管轴心间距不宜大于25m,井径不宜小于60Omm,坑底以下的滤管长度不宜小于5m,井底沉淀管长度不宜小于Im真空降水利用降水管井采用真空降水，井管内真空度应不小于65kPa管井电渗井点利用喷射井点或轻型井点，配合采用电渗法降水4.2 轻型井点降水轻型井点降低地下水位,是按设计要求沿基坑周围埋设井

10、点管，一般距基坑边07-1Om,铺设集水总管（并有一定坡度），将各井点与总管用软管（或钢管）连接，在总管中段适当位置安装抽水水泵或抽水装置。1 .轻型井点构造井点管为。3855mm的钢管，长度57m,井点管水平间距一般为1.0-2.Om（可根据不同土质和预降水时间确定）。管下端配有滤管和管尖。滤管直径与井点管相同，管壁上渗水孔直径为12s18mm,呈梅花状排列，孔隙率应大于15%;管壁外应设两层滤网，内层滤网宜采用3080目的金属网或尼龙网,外层滤网宜采用3-10目的金属网或尼龙网；管壁与滤网间应采用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网外面应再绕一层粗金属丝。滤管下端装一个锥形铸铁头。井点管上端用弯管与

11、总管相连。连接管常用透明塑料管。集水总管一般用直径75I1Omm的钢管分节连接，每节长4m,每隔0.81.6m设f连接井点管的接头。根据抽水机组的不同，真空井点分为真空泵真空井点、射流泵真空井点和隔膜泵真空井点，常用者为前两种。2 .轻型井点设计轻型井点的布置主要取决于基坑的平面形状和基坑开挖深度,应尽可能将要施工的建筑物基坑面积内各主要部分都包围在井点系统之内。开挖窄而长的沟槽时，可按线状井点布置。如沟槽宽度大于6m,且降水深度不超过6m时，可用单排线状井点,布置在地下水流的上游T则，两端适当加以延伸，延伸宽度以不小于槽宽为宜，如图3所示。图3单排线状井点布置1一井点管；2一集水总管；3一抽

12、水设备；4一基坑；5一原地下水位线;6一降低后地下水位线H一井管长度；Hi一井点埋设面至坑底距离；I一滤管长度；h一降低后水位至坑底安全距离；1一井管至坑边水平距离当因场地限制不具备延伸条件时可采取沟槽两端加密的方式。如开挖宽度大于6m或土质不良，则可用双J线状井点。当基坑面积较大时，宜采用环状井点（图4）,有时亦可布置成U形,以利于挖土肥口运土车辆出入基坑。井点管距离基坑壁一般可取0.7S1om以防局部发生漏气。在确定井点管数量时应考虑在基坑四角部分适当加密。当基坑采用隔水帷幕时，为方便挖土,坑内也可采用轻型井点降水。图4环形井点布置图1一井点；2一集水管；3弯联管；4抽水设备；5一基坑；6

13、一填黏土；7一原地下水位线；8一降低后地下水位线一套机组携带的总管最大长度：真空泵不宜超过IOOm;射流泵不宜超过80m;隔膜泵不宜超过60mo当主管过长时，可采用多套抽水设备；井点系统可以分段，各段长度应大致相等，宜在拐角处分段，以减少弯头数量，提高抽吸能力；分段宜设阀门，以免管内水流紊S1,影响降水效果。真空泵由于考虑水头损失，一般降彳氐地下水深度只有5.5-6mo当一级轻型井点不能满足降水深度要求时,可采用明沟排水结合井点的方法将总管安装在原地下水位线以下，或采用二级井点排水(降水深度可达710m),即先挖去第一级井点排干的土，然后再在坑内布置埋设第二级井点，以增加降水深度，如图5所示。

14、抽水设备宜布置在地下水的上游，并设在总管的中部。图5:二级轻型井点布置图3 .轻型井点施工(1)轻型井点的施工工艺定位放线T挖井点沟槽一敷集水总管T冲孔(或钻孔)T安装井点管T灌填滤料、黏土封口一用弯联管连通井点管与总管T安装抽水设备并与总管连接一安装排水管T真空泵排气一离心水泵试抽水T观测井中地下水位(2)井点管的埋设井点管埋设可用射水法、钻孔法和冲孔法成孔，井孔直径不宜小于30Omm,孔深宜比滤管底深0.5S1Om。在井管与孔壁间应用滤料回填密实，滤料回填至顶面与地面高差不宜小于1.0m。滤料顶面至地面之间，须采用黏土封填密实，以防止漏气。填砾石过滤器周围的滤料应为磨圆度好、粒径均匀、含泥量小于3%的砂料，投入滤料数量应大于计算值的85%。目前常用的方法是冲孔法，冲孔时的冲水压力如表4所示。冲孔所需的水流压力表4士的名称冲水压力（kPa）士的名称冲水压力（kPa）松散的细砂250-450中等密实黏土600750软质黏土、软质粉土质黏土250s500砾石土850-900密实的腐殖土500塑性粗砂850-1150原状的细砂500密实黏土、密实粉土质黏土750-1250松散中砂450-550中等颗粒的砾石1000-1250黄土600-650硬黏土1250-1500原状的中粒砂600-7