基坑排水與降水

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降低地下水水位是土方施工中一項非常重要的措施。其目的在于疏干固結坑內土體，改善土方施工條件，提高支護結構的安全度。

　　1.基坑降水的分類

　　集水坑降水法

　　集水坑降水法是指基坑逐層開挖過程中，沿每層坑底四周設置排水溝和集水坑，通過水泵將集水坑內的積水抽走直至基坑開始回填時排水過程結束。集水坑降水法分為明溝排水法和盲溝排水法。適用于降水深度較小且土層為粗粒土層或滲水量小的粘土層，或者基坑開挖較深，但采用剛性土壁支護結構擋土并形成止水帷幕的基坑內降水，或者當采用井點降水法但仍有局部區域降水深度不足的，可用作輔助措施。

　　井點降水法

　　井點降水法是指在基坑開挖前，先在基坑周圍埋設一定數量的濾水管（井），再利用抽水設備從中抽水，使地下水位降至基坑以下，直至基礎工程完工為止。適用于降水深度較大，或土質較差的情況。分為以下幾類：

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　　2.基坑降水的一般原則

　?。?）粘性土地基中，基坑開挖深度小于3m時，可采用集水坑降水，大于3m時，多采井點降水法。

　　（2）砂性土地基中，基坑開挖深度超過2.5m時，宜采用井點降水。

　?。?）降水深度超過6m時，宜采用多層輕型井點或噴射井點降水。

　?。?）放坡開挖或無隔水帷幕圍護的基坑，降水井點宜設置在基坑外，有隔水帷幕圍護的基坑，降水井點宜設置在基坑內。降水深度應不大于隔水帷幕的設置深度。

　?。?）基坑內降水，其降水深度應在基坑底以下0.5m到1m之間，且宜設置在透水性較好的土層中。

　?。?）井點降水應確保砂濾層施工質量，以保證出水效果，并且做到出水長清。

　　（7）坑外降水，為減少井點降水對周圍環境的影響，可在降水管與受保護對象之間設置回灌井點和回灌砂井、砂溝。

　　3.降水過程中應注意的問題

　?。?）土方開挖前，必須保證一定的預抽水時間，一般輕型井點不少于7-10天，噴射井點或真空深井井點不少于20天。

　?。?）井點降水設備的排水口應與坑邊保持一定距離，防止排出的水回滲入坑內。

　?。?）降水過程必須與坑外水位觀測密切配合，注意可能由于隔水帷幕滲漏在降水時影響周圍環境。

　?。?）拔除井點管后的孔洞，應立即用砂土（或其他替代材料）填實。對于穿過不透水層進入承壓含水層的井管，拔除后應用粘土球填襯封死，杜絕井管位置發生管涌。

　　4.流砂的產生與防治

　　流砂現象是降水過程中極易發生的現象，是土方施工過程中一大安全隱患。因此對流砂的防治是安全措施中一項非常重要的任務：

　　當基坑挖土到達地下水位以下而土質為細砂或粉砂，又采用集水坑降水法，坑底下的土有時候會形成流動狀態，隨地下水涌入基坑，這種現象稱為流砂。發生流砂現象時，土完全喪失承載力，土邊挖邊冒，且施工條件惡化，工人難以立足，基坑難以挖到設計深度。嚴重時會引起基坑邊坡塌方，如果周圍有建筑物，就會因地基被掏空而使建筑物下沉，傾斜甚至倒塌。

　　流砂是由于動水壓力的方向由下往上，與重力的方向相反，減小土粒間的壓力，即土粒除了受到水的浮力作用外，還受到動水壓力向上的舉托作用。如果動水壓力大于或等于水的浸土重度，土粒就會處于懸浮狀態，土的抗剪強度為零，土粒能隨著滲流的水一起流動，發生流砂現象。由此可見，細顆粒，顆粒均勻，松散，飽和的非粘性土，更容易發生流砂。

　　流砂的防治途徑主要有：減少或平衡水壓力，設法使動水壓力向下，截斷地下水流。其具體措施有：

　　枯水期施工法?？菟诘叵滤惠^低，基坑內外水位差小，動水壓力不大，就不容易產生流砂。

　　搶挖并拋大石塊法：即組織分段搶挖，使挖土速度超過冒砂速度，在挖至標高后立即鋪竹篾，蘆席并拋大石塊，以平衡動水壓力，將流砂壓住。此法可解決局部的或輕微的流砂，但如果坑底冒砂較快，土已喪失承載力，則拋入坑內的石塊就會沉入土中，無法阻止流砂。

　　設止水帷幕法。即將連續的止水支護結構（如連續板樁，深層攪拌樁，密排灌注樁等）打入基坑地面以下一定深度，形成封閉的止水帷幕，從而使地下水只能從支護結構下端向基坑滲流，增加地下水從坑外流入基坑內的滲流路徑，減小水力坡度，從而減小動水壓力。防止流砂產生。此法造價較高，一般可結合擋土支護結構形成既擋土又止水的支護結構，從而減小土方的開挖量。

　　水下挖土法：即不排水施工，使基坑內外水壓平衡，流砂無從發生。此法在沉井施工中經常采用。

　　人工降低地下水位法：即采用井點降水法，使地下水位降至基坑地面以下，地下水的滲流向下，則動水壓力的方向也向下，從而水不能滲流如基坑內，且增大了土粒間的壓力，可有效地防止流砂的產生。

　　此外，還可以采用地下連續墻法，壓密注漿法，土壤凍結法等，截止地下水流入基坑內，以防止流砂發生。