東英測繪——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，底下水會不斷的深入坑內。遇到雨季施工時，地面水也會流入坑內。如果流入坑內的水不能夠及時排出，不但施工條件會惡化，而且更加嚴重的問題是土被水泡軟過后，會造成邊坡塌方以及坑底土的承載能力會下降。因此，在基坑開挖前和開挖時，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。下面詳細介紹一下

一、明排水法

明排水法是在基坑開挖過程中，在坑底設置集水井，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。抽出的水應予引開，以防倒流。

雨季施工時應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。集水井應設置在基礎范圍以外、地下水走向的上游。根據地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力，集水井每隔20～40m設置一個。集水井的直徑或寬度，一般為0.6～0.8m。集水井井底深度隨著挖土的加深而加深，要經常低于挖土面0.7～1.0m。井壁可用竹、木等簡易加固。當基坑挖至設計標高后，井底鋪設碎石濾水層，以免在抽水時間較長時將泥砂抽出，并防止井底的土被攪動。

二、人工降低地下水位

降低地下水位，就是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數量的濾水管（井），利用抽水設備從中抽水，使地下水位降落到坑底以下，同時在基坑開挖過程中仍不斷抽水。這樣，可使所挖的土始終保持干燥狀態，從根本上防止流砂發生，改善了工作條件，同時土內水分排除后，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、噴射井點、管井井點、深井泵以及電滲井點等，可根據土的滲透系數、降低水位的深度、工程特點及設備條件等，其中以輕型井點采用較廣，下面重點闡述輕型井點降水方法。

1、井點降水原理

井點降水就是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數量的濾水管（井）。在基坑開挖前和開挖過程中，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、井點降水的作用

（1）防止地下水涌入坑內；

（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，也就防止了流砂現象；

（6）降低地下水位后，還能使土壤固結，增加地基土的承載能力。

3、井點降水的方法

降低地下水位的方法有輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點、深井井點等。可根據降水深度、土層滲透系數、技術設備條件等合理選用。

（1）輕型井點的設備

輕型井點由管路系統和抽水設備兩部分組成。

   1）管路系統包括：濾管、井點管、彎聯管及總管。

濾管為進水設備，通常采用長1.0～1.5m、直徑38mm或51mm的無縫鋼管，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。為使流水暢通，在骨架管與濾網之間用塑料管或梯形鉛絲隔開，塑料管沿骨架繞成螺旋形。濾網外面在繞一層粗鐵絲保護網、濾管下端為一鑄鐵塞頭。濾管上端與井點管連接。井點管為直徑38mm和51mm、長5～7m的鋼管。井點管的上端用彎聯管與總管相連。集水總管為直徑100～127mm的無縫鋼管，每段長4m，其上端有井點管聯結的短接頭，間距0.8m或1.2m。

   2）抽水設備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成，一套抽水設備的負荷長度（即集水總管長度）為100～120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大負荷長度分別為100m和120m。

（2）輕型井點的布置

   1）井點系統布置應根據水文地質資料、工程要求和設備條件等確定。一般要求掌握的水文地質資料有：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、土的滲透系數、不透水層的位置等。要求了解的工程性質主要有：基坑（槽）形狀、大小及深度，此外尚應了解設備條件，如井管長度、泵的抽吸能力等。

   2）平面布置

根據基坑（槽）形狀，輕型井點可采用單排布置、雙排布置、環形布置，當土方施工機械需進出基坑時，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5m的情況，井點管應布置在地下水的上游一側，兩端的延伸長度不宜小于坑槽的寬度。

雙排布置適用于基坑寬度大于6m或土質不良的情況。

環形布置適用于大面積基坑，如采用U形布置，則井點管不封閉的一段應在地下水的下游方向。

   3）輕型井點的設計與計算

        ①基坑涌水量計算

           根據井底是否達到不透水層，可將水井分為無壓完整井和無壓非完整井。

           無壓完整井：井底達到不透水層。

           無壓非完整井：井底未達到不透水層。

        ②確定井點管數量與間距

   4）輕型井點的施工

輕型井點的施工程序為敷設總管、沖孔埋設井點管、安裝抽水設備、抽水試運轉。

井點管埋設一般采用沖孔法。用起重設備將沖管吊起，插在井點位置上，然后開動高壓水泵，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，部分土顆粒沉于底部而觸及濾管底部。

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