1、第一章第一章 高層建筑深基坑地下水控制高層建筑深基坑地下水控制第一節第一節 地下水的根本特性地下水的根本特性與深基坑工程有關的地下水普通分為上層滯水、潛水和承壓水三類。1.上層滯水上層滯水 上層滯水是處于地外表以下潛水位以上層滯水是處于地外表以下潛水位以上的包氣帶巖土層中，包括土壤水、沼澤上的包氣帶巖土層中，包括土壤水、沼澤水、上層滯水以及基巖風化殼粘土裂隙水、上層滯水以及基巖風化殼粘土裂隙中季節性存在的水。中季節性存在的水。 主要特征：主要特征： 受氣候控制，季節性明顯，變化大。受氣候控制，季節性明顯，變化大。 工程意義：腐蝕、鹽堿化工程意義：腐蝕、鹽堿化 上層滯水分布于上部松散地層的包氣帶

2、之中，含水層多為微透水至弱透水層。無一致水面，水位隨季節變化，不同場地不同季節的地下水位各不一樣，涌水量很小，且隨季節和含水層性質的變化而有較大的變化。2.潛水、潛水、潛水：埋藏在地表以下，第潛水：埋藏在地表以下，第一層較穩定的隔水層以上一層較穩定的隔水層以上具有自在面的重力水。具有自在面的重力水。潛水分布在松散地層，基巖潛水分布在松散地層，基巖裂隙破碎帶及巖溶等地域裂隙破碎帶及巖溶等地域，含水層可為弱透水層、，含水層可為弱透水層、強透水層。強透水層。 特征：特征： 1潛水有自在外表；潛水有自在外表； 2水量受氣候條件影響水量受氣候條件影響，季節性變化明顯，季節性變化明顯 3水溫隨季節而有規律

3、水溫隨季節而有規律的變化的變化 4水質易受污染。水質易受污染。補給來源：補給來源： 大氣降水、地表水、深層大氣降水、地表水、深層地下水地下水排泄：排泄： 滲入地表水體、蒸發滲入地表水體、蒸發 3.承壓水承壓水承壓水：地表以下，充溢兩個穩定隔水層之間的重力水稱承壓水：地表以下，充溢兩個穩定隔水層之間的重力水稱為承壓水或自流水。為承壓水或自流水。承壓水分布于松散地層，基巖構造盆地、巖溶地域，充溢承壓水分布于松散地層，基巖構造盆地、巖溶地域，充溢兩個隔水層之間的含水層中的地下水。該承壓水對基坑兩個隔水層之間的含水層中的地下水。該承壓水對基坑底板和基坑施工的危害較大，普通由于其埋深大、水頭底板和基坑施

4、工的危害較大，普通由于其埋深大、水頭高、水量大等緣由，給深基坑的治水任務帶來一定的困高、水量大等緣由，給深基坑的治水任務帶來一定的困難。難。特征：特征： 1承壓水具有一定壓力承壓水具有一定壓力 2承壓水不受氣候的影響，形狀較穩定承壓水不受氣候的影響，形狀較穩定 3不易受污染不易受污染 4承壓水的構成與分布的地質構造及堆積條件有承壓水的構成與分布的地質構造及堆積條件有親密關系。親密關系。一、動水壓力和流砂一、動水壓力和流砂 粒徑很小的非黏性土，在動水壓力作用下粒徑很小的非黏性土，在動水壓力作用下，土顆粒極易失去穩定，而隨地下水一同流動，土顆粒極易失去穩定，而隨地下水一同流動涌入坑內，這種景象成為

5、流砂，也稱為管涌冒涌入坑內，這種景象成為流砂，也稱為管涌冒砂。發生流砂景象時，地基完全失去承載力，砂。發生流砂景象時，地基完全失去承載力，工人難以立足，施工條件惡化；土邊挖邊冒，工人難以立足，施工條件惡化；土邊挖邊冒，難以到達設計深度；引起邊坡塌方，使附近建難以到達設計深度；引起邊坡塌方，使附近建筑物下沉、傾斜，甚至倒塌；拖延工期，添加筑物下沉、傾斜，甚至倒塌；拖延工期，添加施工費用。因此，在施工前，必需對工程地質施工費用。因此，在施工前，必需對工程地質資料和水文資料進展詳細調查研討，采取有效資料和水文資料進展詳細調查研討，采取有效措施來防治流砂景象。措施來防治流砂景象。一流砂的成因一流砂的成

6、因1.產生流砂的外因產生流砂的外因取決于外部水位條件取決于外部水位條件 地下水的滲流對單位土體的土顆粒產生的壓力稱為動地下水的滲流對單位土體的土顆粒產生的壓力稱為動水壓力，用水壓力，用 表示，它與單位土體內滲流水遭到土顆粒表示，它與單位土體內滲流水遭到土顆粒的阻力的阻力T大小相等、方向相反。如圖大小相等、方向相反。如圖1-1所示，水在土體所示，水在土體內從內從A向向B流動，沿水流方向任取一土柱體流動，沿水流方向任取一土柱體AB，其長度，其長度為為L，橫斷面積為，橫斷面積為S，兩端點，兩端點A、B之間的水頭差為。計算之間的水頭差為。計算動水壓力時，思索地下水的滲流加速度很小，因此忽略動水壓力時，

7、思索地下水的滲流加速度很小，因此忽略慣性力。慣性力。DG作用于AB土體上的力有： , ；其中g為重力加速度, 為水的密度,S為斷面積；土柱體內水的分量 ； 為土柱體中的土顆粒對滲流水的總阻力， ,T為土體的阻力。根據靜力平衡條件，得AWAPgh SShgPBWBWLSgWZPTLSPZ0cosLSgPPPWZBA將 代入上式，可得 式中， ，稱為水力坡度。設水在土中滲流時，對單位土體的壓力為 ，由作用力等于反作用力、但方向相反的原理，可知：由此式可知：動水壓力與水力坡度成正比；動水壓力作用方向與水流方向一樣。LzzBAcos wWBAWBAAAWIIgLHHhLzhzhgTLHLHHIBADG

8、WDITG 由于動水壓力與水流方向一致，所以當水在土中滲流的方向改動時，動水壓力對土就會產生不同的影響。如水流從上向下，那么動水壓力與重力方向一樣，加大土粒間的壓力。如水流從下向上，那么動水壓力與重力方向相反，減少土粒間壓力，也就是土粒除了受水的浮力外，還要遭到動水壓力向上舉的趨勢。假設動水壓力等于或大于土的有效重度，即 此時，土粒即能夠失去自重，在動力壓力作用下處于懸浮形狀，隨著滲流的水一同流動，即出現所謂流砂。DG2.產生流砂的內因產生流砂的內因取決于土的性質取決于土的性質由土的三相比例目的換算公式可知，土在水中的有效由土的三相比例目的換算公式可知，土在水中的有效重度與孔隙比的關系：重度與

9、孔隙比的關系：式中式中 土的飽和重度；土的飽和重度； 土的相對密度；土的相對密度； 土的孔隙比。土的孔隙比。所以，土粒愈細，有效重度愈小，孔隙比愈大，在孔所以，土粒愈細，有效重度愈小，孔隙比愈大，在孔隙水動力壓力作用下就愈容易產生流砂。根據閱歷，隙水動力壓力作用下就愈容易產生流砂。根據閱歷，流砂普通容易發生在細砂、粉砂等砂性土壤中。所以流砂普通容易發生在細砂、粉砂等砂性土壤中。所以，為防止施工過程出現流砂，施工前即應了解工程場，為防止施工過程出現流砂，施工前即應了解工程場地的地質、水文情況、以便預先采取措施防治。地的地質、水文情況、以便預先采取措施防治。WsWsated11satsde二流砂的

10、防治措施二流砂的防治措施 根底是建筑物的非常重要根底是建筑物的非常重要組成部分，它對建筑物的平安和組成部分，它對建筑物的平安和正常運用影響極大，在實踐施工正常運用影響極大，在實踐施工過程中必需結合工程地質條件、過程中必需結合工程地質條件、建筑資料及施工技術等要素，并建筑資料及施工技術等要素，并將上部構造與地基根底綜合思索將上部構造與地基根底綜合思索，使根底工程平安可靠、經濟合，使根底工程平安可靠、經濟合理、技術先進，便于施工。在根理、技術先進，便于施工。在根底施工過程中，假設沒有處理好底施工過程中，假設沒有處理好這一問題，根底就會跟著砂層一這一問題，根底就會跟著砂層一同流動，發生位移，這樣地根

11、底同流動，發生位移，這樣地根底的持力層就會發生變化，這對建的持力層就會發生變化，這對建筑物來說是非常有害的，也是絕筑物來說是非常有害的，也是絕對不允許有這種景象發生的。對不允許有這種景象發生的。 實際證明，建筑物的事故很多是與地基根底有關的。例如著名的意大利比薩斜塔的傾斜就是由于地基的不均勻沉降而呵斥的。我國上海工業展覽館建于1954年，總重10000t，地基為厚14m的淤泥軟質粘土。建成后，當年地基下沉0.6m，目前大廳平均每年沉降量達1.6m。因此我們在進展施工時，必需求仔細處置好根底，普通多層建筑中，根底工程造價約占總造價的20%-25%，對高層建筑或需地基處置時，那么所需費用更大。另外

12、，地基根底屬于隱蔽工程，一旦出現事故，不容易處置。因此根底工程實屬百年大計，必需慎重對待。 細砂、粉砂等砂性土壤普通容易發生流砂景象，但能否出現流砂景象的重要條件是動水壓力的大小和方向。在一定條件下土轉化為流砂，而在另一些條件下，又可將流砂轉變成為穩定土。 因此，在基坑開挖中，防治流砂的原那么是“治砂必先治水。防治流砂的途徑有：一是減少或平衡動水壓力；二是改動動水壓力方向；三是截斷地下水流。 防治流砂詳細措施：防治流砂詳細措施：1枯水期施工枯水期施工2拋沙袋或大石塊重壓法拋沙袋或大石塊重壓法3打鋼板樁法打鋼板樁法4水下挖土法水下挖土法5人工降低地下水位法：人工降低地下水位法：6地下延續墻法：地

13、下延續墻法：此外，在含有大量地下水土層或沼澤地域施工時，此外，在含有大量地下水土層或沼澤地域施工時，還可以采取土壤凍結法等。對位于流砂地域的根還可以采取土壤凍結法等。對位于流砂地域的根底工程，應盡能夠用樁基或沉井施工，以節約防底工程，應盡能夠用樁基或沉井施工，以節約防治流砂所添加的費用。治流砂所添加的費用。二、地下水控制方法的選擇二、地下水控制方法的選擇 在基坑工程施工中，對地下水的治理普通可在基坑工程施工中，對地下水的治理普通可從兩個方面進展，一是降低地下水位；二是堵截從兩個方面進展，一是降低地下水位；二是堵截地下水。地下水。 降低地下水位的常用方法可分為集水明排和降低地下水位的常用方法可分

14、為集水明排和井點降水兩類。井點降水兩類。 在軟土地域基坑開挖深度超越在軟土地域基坑開挖深度超越3m，普通就要，普通就要用井點降水。開挖深度淺時，亦可邊開挖邊用排用井點降水。開挖深度淺時，亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進展集水明排。水溝和集水井進展集水明排。 地下水控制方法有多種，選擇時根據土層情地下水控制方法有多種，選擇時根據土層情況、降水深度、周圍環境、支護構造種類等綜合況、降水深度、周圍環境、支護構造種類等綜合思索后優選。思索后優選。 當因降水而危及基坑及周邊環境平安時，宜當因降水而危及基坑及周邊環境平安時，宜采用截水或回灌方法。采用截水或回灌方法。 方法名稱方法名稱 土類土類 滲透系數滲透

15、系數 (m/d)(m/d) 降水深度降水深度 m m 水文地質特征水文地質特征 集水明排集水明排 20.020.0 55 真空井點真空井點 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 單級單級66 多級多級 2020 噴射井點噴射井點 填土、粘性土、砂土填土、粘性土、砂土 0.10.120.020.0 55 含豐富的潛水、含豐富的潛水、承壓水、裂縫水承壓水、裂縫水 截水截水 粘性土、砂土粘性土、砂土 碎石土、巖溶巖碎石土、巖溶巖 不限不限 不限不限 回灌回灌 填土、砂土、碎石土填土、砂土、碎石土 0.10.1200200 不限不限 第二節第二節 降低地下水的方法降低地下

16、水的方法一、集水明排法一、集水明排法 在地下水位較高地域開挖基坑，會遇到地下水在地下水位較高地域開挖基坑，會遇到地下水問題。如涌入基坑內的地下水不能及時排除，不問題。如涌入基坑內的地下水不能及時排除，不但土方開挖困難，邊坡易于塌方，而且會使地基但土方開挖困難，邊坡易于塌方，而且會使地基被水浸泡，擾動地基土，呵斥開工后的建筑物產被水浸泡，擾動地基土，呵斥開工后的建筑物產生不均勻沉降。為此，在基坑開挖時要及時排除生不均勻沉降。為此，在基坑開挖時要及時排除涌入的地下水。當基坑開挖深度不很大，基坑涌涌入的地下水。當基坑開挖深度不很大，基坑涌水量不大時，可采用集水明排法。水量不大時，可采用集水明排法。

17、集水明排法屬于重力式排水，它是在開挖基坑集水明排法屬于重力式排水，它是在開挖基坑時沿坑底周圍開挖排水溝，并每隔一定間隔設置時沿坑底周圍開挖排水溝，并每隔一定間隔設置集水井，使基坑內挖土時滲出的水經排水溝流向集水井，使基坑內挖土時滲出的水經排水溝流向集水井，然后用水泵將水抽出坑外。集水明排法集水井，然后用水泵將水抽出坑外。集水明排法是運用最廣泛、最簡單、經濟的方法。是運用最廣泛、最簡單、經濟的方法。1.明溝、集水井布置明溝、集水井布置 明溝、集水井排水多明溝、集水井排水多是在基坑的兩側或周圍是在基坑的兩側或周圍設置排水明溝，在基坑設置排水明溝，在基坑四角或每隔四角或每隔3040m設設置集水井，使

18、基坑滲出置集水井，使基坑滲出的地下水經過排水明溝的地下水經過排水明溝聚集于集水井內，然后聚集于集水井內，然后用水泵將其排出基坑外用水泵將其排出基坑外圖圖1-2。排水溝和集水井可按以下規定布置：排水溝和集水井可按以下規定布置：1排水溝和集水井宜布置在擬建建筑根底邊凈距O.4m以外，排水溝邊緣分開邊坡坡腳不應小于0.3m；在基坑四角或每隔3040m應設一個集水井； 2排水溝底面應比挖土面低0.30.4m，集水井底面應比溝底面低0.5m以上。 集水明排單獨運用時無井點降水等措施，降水深度不宜大于5m。否那么，坑底容易產生軟化、泥化、坡角出現流砂、管涌，邊坡塌陷，地面沉降等問題。2.基坑涌水量的計算基

19、坑涌水量的計算 地下水滲入基坑的涌入量的涌水量與地下水滲入基坑的涌入量的涌水量與土的種類、浸透系數、水頭大小、坑底面土的種類、浸透系數、水頭大小、坑底面積等有關，可經過抽水實驗確定或實驗閱積等有關，可經過抽水實驗確定或實驗閱歷估算，或按大井法計算。歷估算，或按大井法計算。流入基坑的涌水量流入基坑的涌水量Q為從周圍坑壁和坑底為從周圍坑壁和坑底流入的水量之和，普通按下式計算：流入的水量之和，普通按下式計算：000004lg185. 1157. 128. 6lglg)2(366. 1mRmxKsxxRssHKQ在選擇水泵思索水泵流量時，因最初涌水量比較穩定，涌水量大，按上式計算出的涌水量應添加10%

20、20%。 當基坑開挖的土層由多種土組成，中部夾有透水性能的砂類土，基坑側壁出現分層滲水時，可在基坑邊坡上按不同高程分層設置明溝和集水井構成明排水系統，分層阻截和排除上部土層中的地下水，防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡呵斥塌方圖1-3。3.水泵選用水泵選用集水明排水是用水泵從集水井中排水，常用的水泵集水明排水是用水泵從集水井中排水，常用的水泵有離心泵、潛水泵和軟軸水泵。排水所需水泵的有離心泵、潛水泵和軟軸水泵。排水所需水泵的功率按下式計算：功率按下式計算： 1-6式中式中 K1平安系數，普通取平安系數，普通取2； Q基坑涌水量基坑涌水量m3/d； H包括揚水、吸水及各種阻力呵斥的水頭包括揚水、吸水

21、及各種阻力呵斥的水頭損失在內的總高度損失在內的總高度m； 1水泵效率，水泵效率，0.40.5； 2動力機械效率，動力機械效率，0.750.85。普通所選用水泵的排水量為基坑涌水量的普通所選用水泵的排水量為基坑涌水量的1.52.0倍倍21175QHKN 4 4、當基坑側壁出現分層滲水時：、當基坑側壁出現分層滲水時： 可按不同高程設置導水管、導水溝等構可按不同高程設置導水管、導水溝等構成明排系統；成明排系統； 當基坑側壁滲水量較大或不能分層明排時：當基坑側壁滲水量較大或不能分層明排時： 宜采用井點降水方法。宜采用井點降水方法。 基坑明排尚應注重環境排水，當地表水對基基坑明排尚應注重環境排水，當地表

22、水對基坑側壁產生沖刷時：坑側壁產生沖刷時： 宜在基坑外采取截水、封堵、導流等宜在基坑外采取截水、封堵、導流等措施。措施。二、降水法二、降水法 井點降水法是將帶有濾管的降水工具沉設到基井點降水法是將帶有濾管的降水工具沉設到基坑周圍的土中，利用各種抽水工具，在不擾動土坑周圍的土中，利用各種抽水工具，在不擾動土的構造的情況下，將地下水抽出，使地下水位降的構造的情況下，將地下水抽出，使地下水位降低到坑底以下，保證基坑開挖能在較枯燥的施工低到坑底以下，保證基坑開挖能在較枯燥的施工環境中進展。環境中進展。優點：優點：1可防止大量涌水、冒泥、翻漿，而且可防止大量涌水、冒泥、翻漿，而且在粉細砂、粉土層中開挖基

23、坑中，可以有效防止在粉細砂、粉土層中開挖基坑中，可以有效防止流砂景象發生流砂景象發生 2同時由于土中水分排除后，動水壓力同時由于土中水分排除后，動水壓力減小或消除，大大提高邊坡穩定性，邊坡可放陡減小或消除，大大提高邊坡穩定性，邊坡可放陡，可減少土方開挖量；此外由于滲流向下，動水，可減少土方開挖量；此外由于滲流向下，動水壓力方向與重力方向一樣，添加土顆粒間的壓力壓力方向與重力方向一樣，添加土顆粒間的壓力使坑底土層更為密實，改善土的性質使坑底土層更為密實，改善土的性質 3再者井點降水可大大改善施工條件，再者井點降水可大大改善施工條件，提高效率，縮短工期。提高效率，縮短工期。缺陷：1井點降水設備一次

24、性投資較高，運轉費用較大，施工中應合理布置和適當安排工期，以減少作業時間，降低排水費用 2井點降水的負面影響為坑外地下水位下降，基坑周圍土體固結下沉。 降水法有真空井點、放射井點、管井法和深井泵法。 一真空井點一真空井點 真空井點過去稱為輕型井點是沿基坑真空井點過去稱為輕型井點是沿基坑周圍以一定的間距埋入井管下端為濾管周圍以一定的間距埋入井管下端為濾管，在地面上用程度鋪設的集水總管將各，在地面上用程度鋪設的集水總管將各井管銜接起來，再于一定位置設置真空泵井管銜接起來，再于一定位置設置真空泵和離心泵，開動真空泵和離心泵后，地下和離心泵，開動真空泵和離心泵后，地下水在真空吸力作用下，經濾管進入井管

25、，水在真空吸力作用下，經濾管進入井管，然后經集水總管排出，這樣就降低了地下然后經集水總管排出，這樣就降低了地下水位圖水位圖1-4。 真空井點設備主要包括：井管下端真空井點設備主要包括：井管下端為濾管、集水總管、水泵和動力安裝等為濾管、集水總管、水泵和動力安裝等 輕型井點降水系統構成輕型井點降水系統構成 總管總管 井點管井點管 彎連管彎連管 真空泵真空泵安 全 等 級 破 壞 后 果 深 基 坑 工 程 的 規 模 和 環 境 一 級 很 嚴 重 H 1 0 m a H 鄰 房 層 數 6 層 (淺 基 )或 屬 重 要 建 筑物 二 級 嚴 重 7 m H 1 0 m H a 2 H 鄰 層

26、為 3 、 4 、 5 層 (淺 基 )的 一 般 建 筑物 三 級 不 嚴 重 H 7 m a 2 H 輕型井點降水輕型井點降水 放射混凝土坡面維護放射混凝土坡面維護二放射井點降水二放射井點降水 當基坑開挖較深或降水深度超越當基坑開挖較深或降水深度超越6m時，必需運時，必需運用多級輕型井點，才干收到預期效果。這樣，會增用多級輕型井點，才干收到預期效果。這樣，會增大基坑的挖土量、延伸工期并添加設備數量，不夠大基坑的挖土量、延伸工期并添加設備數量，不夠經濟。因此，當降水深度超越經濟。因此，當降水深度超越8m時，應采用放射井時，應采用放射井點。放射井點根據其任務時運用液體和氣體的不同點。放射井點根

27、據其任務時運用液體和氣體的不同，分為噴水井點和噴氣井點兩種。，分為噴水井點和噴氣井點兩種。 其設備主要由放射井管、高壓水泵或空氣緊其設備主要由放射井管、高壓水泵或空氣緊縮機和管路系統組成圖縮機和管路系統組成圖1-12c。 1.任務原理任務原理 放射井點的主要任務部件是放射井管內管底端的放射井點的主要任務部件是放射井管內管底端的揚水安裝揚水安裝噴嘴的混合室圖噴嘴的混合室圖1-5；當放射井點；當放射井點任務時，由地面高壓離心水泵供應的高壓任務水，經任務時，由地面高壓離心水泵供應的高壓任務水，經過內外管之間的環形空間直達底端，在此處高壓任務過內外管之間的環形空間直達底端，在此處高壓任務水由特制內管的

28、兩側進水孔進入至噴嘴噴出，在噴嘴水由特制內管的兩側進水孔進入至噴嘴噴出，在噴嘴處由于過水斷面忽然收縮變小，使任務水流具有極高處由于過水斷面忽然收縮變小，使任務水流具有極高的流速的流速3060m/s，在噴口附近呵斥負壓構成，在噴口附近呵斥負壓構成真空，因此將地下水經濾管吸入，吸入的地下水在真空，因此將地下水經濾管吸入，吸入的地下水在混合室與任務水混合，然后進入分散室，水流從動能混合室與任務水混合，然后進入分散室，水流從動能逐漸轉變為位能，即水流的流速相對變小，而水流壓逐漸轉變為位能，即水流的流速相對變小，而水流壓力相對增大，把地下水連同任務水一同揚升出地面，力相對增大，把地下水連同任務水一同揚升

29、出地面，經排水管道系統排至集水池或水箱，由此再用排水泵經排水管道系統排至集水池或水箱，由此再用排水泵排出。排出。 2.構造設計 放射井點管單井的抽水、抽氣才干，主要取決于噴嘴直徑大小、噴嘴直徑與混合室直徑之比、混合室長度等。3.布置與運用布置與運用 采用放射井點時，當基坑寬度小于采用放射井點時，當基坑寬度小于10m可單排可單排布置；大于布置；大于10m那么雙排布置。當基坑面積較大時那么雙排布置。當基坑面積較大時，宜環形布置。井點間距普通為，宜環形布置。井點間距普通為23m。埋設時沖。埋設時沖孔直徑約孔直徑約400600mm，深度應大于濾管底，深度應大于濾管底1m以上以上。 利用放射井點降低地下

30、水位，揚水安裝加工的利用放射井點降低地下水位，揚水安裝加工的質量和精度非常重要。如噴嘴的直徑加工不準確，質量和精度非常重要。如噴嘴的直徑加工不準確，尺寸加大，那么任務水流量需求添加，否那么真空尺寸加大，那么任務水流量需求添加，否那么真空度將降低，影響抽水效果。度將降低，影響抽水效果。4.施工工藝程序施工工藝程序三電滲井點降水三電滲井點降水 所謂電滲井點，普通與輕型井點或放射井點結所謂電滲井點，普通與輕型井點或放射井點結合運用，是利用輕型井點或放射井點管本身作為陰合運用，是利用輕型井點或放射井點管本身作為陰極，一金屬棒鋼筋、鋼管、鋁棒等作為陽極。極，一金屬棒鋼筋、鋼管、鋁棒等作為陽極。通入直流電

31、采用直流發電機或直流電焊機后，通入直流電采用直流發電機或直流電焊機后，帶有負電荷的土粒即向陽極挪動即電泳作用，帶有負電荷的土粒即向陽極挪動即電泳作用，而帶有正電荷的水那么向陰極方向集中，產生電滲而帶有正電荷的水那么向陰極方向集中，產生電滲景象。在電滲與井點管內的真空雙重作用下，強迫景象。在電滲與井點管內的真空雙重作用下，強迫粘土中的水由井點管快速排出，井點管延續抽水，粘土中的水由井點管快速排出，井點管延續抽水，從而地下水位漸漸降低。從而地下水位漸漸降低。四管井井點降水四管井井點降水 管井井點降水法是圍繞開挖的基坑每隔一定間隔管井井點降水法是圍繞開挖的基坑每隔一定間隔2050m設置一個管井，每個

32、管井單獨用一臺水設置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵離心泵、潛水泵進展抽水，以降低地下水位。泵離心泵、潛水泵進展抽水，以降低地下水位。管井由濾水井管、吸水管和抽水機械等組成圖管井由濾水井管、吸水管和抽水機械等組成圖1-8。管井設備較為簡單，排水量大，降水較深，水泵設。管井設備較為簡單，排水量大，降水較深，水泵設在地面，易于維護，降水深度在地面，易于維護，降水深度35m，可替代多組輕，可替代多組輕型井點作用。適于浸透系數較大，地下水豐富的土層型井點作用。適于浸透系數較大，地下水豐富的土層、砂層。但管井屬于重力排水范疇，吸程高度遭到一、砂層。但管井屬于重力排水范疇，吸程高度遭到一定限制，要求浸透系

33、數較大定限制，要求浸透系數較大1200m/d。1-濾水井管；2-14mm鋼筋焊接骨架；3-6mm30mm鐵環250mm；4-10號鐵絲墊筋250mm焊于管骨架上，外包孔眼12mm鐵絲網；5-沉砂管；6-木塞；7-吸水管；8-100200mm鋼管；9-鉆孔；10-夯填黏土；11-填充砂礫；12-抽水設備 管井井點的濾管管井井點的濾管 管井井點降水是一種常用的降水方法，適用在降水深度要求大，土質的浸透系數在20200m/d。 管井井點施工時，先用小型鉆機鉆孔或水沖成孔，插入井點管后，在管周圍填入砂濾料，井內放入潛水泵。 管井的井點管管井的井點管 井的周圍填入井的周圍填入砂濾料砂濾料 1管井井管直徑

34、應根據含水層的富水性及水泵性能選取，且井管外徑不宜小于200mm，井管內徑宜大于水泵外徑50mm； 2沉砂管長度不宜小于3m； 3鋼制、鑄鐵和鋼筋骨架過濾器的孔隙率分別不宜小于30、23和50。 4井管外填濾料宜選用磨圓度較好的硬質巖石，不宜采用棱角狀石渣料、風化料或其它粘質巖石。濾料粒徑約為含水層土粒粒徑的68倍 5抽水設備主要為深井泵或深井潛水泵，水泵的出水量應根據地下水位降深和排水量大小選用，并應大于設計值的2030。 管井的構造應符合以下要求：管井的構造應符合以下要求：抽水設備：長軸深井泵抽水設備：長軸深井泵五深井井點降水五深井井點降水1.井點構造井點構造 深井井點系統由深井、井管、水

35、泵和深井井點系統由深井、井管、水泵和集水井等組成圖集水井等組成圖1-9。井管由濾水管。井管由濾水管圖圖1-10、吸水管和沉砂管三部分組成。可、吸水管和沉砂管三部分組成。可用鋼管、塑料管或混凝土控制成，管徑普用鋼管、塑料管或混凝土控制成，管徑普通為通為300mm，內徑宜大于潛水泵外徑，內徑宜大于潛水泵外徑50mm。a鋼管深井井點； b無砂混凝土管深井井點1-井孔；2-井口黏土封口；3-300375mm井管；4-潛水電泵；5-過濾段內填碎石；6-濾網；7-導向段；8-開孔底板下鋪濾網；9-50mm出水管；10-電纜；11-小礫石或中粗砂；12-中粗砂；13-5075mm出水總管；14-20mm厚鋼

36、板井蓋2.深井布置深井布置 深井井點普通沿基坑周圍離邊坡上緣深井井點普通沿基坑周圍離邊坡上緣0.51.5m呈環形布置；當基坑寬度較窄，亦可在呈環形布置；當基坑寬度較窄，亦可在一側呈直線形布置；當為面積不大的獨立的深一側呈直線形布置；當為面積不大的獨立的深基坑，亦可采取點式布置。井點宜深化到透水基坑，亦可采取點式布置。井點宜深化到透水層層69m，通常還應比所需降水的深度深，通常還應比所需降水的深度深68m，間距普通相當于埋深，有，間距普通相當于埋深，有 1030m。3.施工工藝程序施工工藝程序 1井位放樣、定位。井位放樣、定位。 2做井口，安放護筒井管直徑應大于深做井口，安放護筒井管直徑應大于深

37、井泵最大外徑井泵最大外徑50mm以上，鉆孔孔徑應大于井以上，鉆孔孔徑應大于井管直徑管直徑300mm以上。安放護筒以防孔口塌方以上。安放護筒以防孔口塌方，并為鉆孔起到導向作用。做好泥漿溝與泥漿，并為鉆孔起到導向作用。做好泥漿溝與泥漿坑。坑。 3鉆機就位深井的成孔方法可采用沖擊鉆機就位深井的成孔方法可采用沖擊鉆、回轉鉆、潛水電鉆等，用泥漿護壁或清水鉆、回轉鉆、潛水電鉆等，用泥漿護壁或清水護壁法成孔。清孔后回填井底砂墊層。護壁法成孔。清孔后回填井底砂墊層。 4吊放深井管與填濾料井管應安放垂直吊放深井管與填濾料井管應安放垂直，過濾部分應放在含水層范圍內。井管與土壁，過濾部分應放在含水層范圍內。井管與土

38、壁間填充粒徑大于濾網孔徑的砂濾料。填濾料要間填充粒徑大于濾網孔徑的砂濾料。填濾料要一次完成，從底填到井口下一次完成，從底填到井口下1m左右，上部采左右，上部采用粘土封口。用粘土封口。 5洗井假設水較混濁，含有泥砂、雜物，會添加泵的磨損、減少壽命或使泵堵塞，可用空壓機或舊的深井泵來洗井，使抽出的井水清潔后，再安裝新泵。 6安裝抽水設備及控制電路安裝前，應先檢查井管內徑、垂直度能否符合要求。安放深井泵時用麻繩吊入濾水層部位，并安放平穩。接電機電纜及控制電路。 7試抽水深井泵在運轉前，運用清水預潤清水通入泵座光滑水孔，以保證軸與軸承的預潤。檢查電氣安裝及各種機械安裝，丈量深井的靜、動水位。到達要求后

39、，即可試抽，一切滿足要求后，再轉入正常抽水。 8降水終了撤除水泵、拔井管、封井降水終了，即可撤除水泵，用起重設備拔除井管。拔出井管所留的孔洞用砂礫填實。 4.真空深井井點真空深井井點 真空深井井點是近年來上海等軟土地基地真空深井井點是近年來上海等軟土地基地域深基坑施工運用較多的一種深層降水設備，域深基坑施工運用較多的一種深層降水設備，主要順應土壤浸透系數較小情況下的深層降水主要順應土壤浸透系數較小情況下的深層降水，能到達預期的效果。，能到達預期的效果。 真空深井井點即在深井井點系統上增設真空真空深井井點即在深井井點系統上增設真空泵抽氣集水系統。泵抽氣集水系統。三、截水和回灌技術三、截水和回灌技

40、術 在脆弱土層中開挖基坑進展井點降水，部分細在脆弱土層中開挖基坑進展井點降水，部分細微土粒會隨水流帶出，再加上降水后土體的含水量微土粒會隨水流帶出，再加上降水后土體的含水量降低，使土壤產生固結，因此會引起周圍地面的沉降低，使土壤產生固結，因此會引起周圍地面的沉降，在建筑物密集地域進展降水施工，如因長時間降，在建筑物密集地域進展降水施工，如因長時間降水引起過大的地面沉降，導致臨近建筑物產生下降水引起過大的地面沉降，導致臨近建筑物產生下沉或開裂。沉或開裂。 為防止或減少井點降水對臨近建筑物的影響，為防止或減少井點降水對臨近建筑物的影響，減少地下水流失，普通采取在降水區和原有建筑物減少地下水流失，普

41、通采取在降水區和原有建筑物之間土層設置一道抗滲屏幕。通常采用抗滲擋墻截之間土層設置一道抗滲屏幕。通常采用抗滲擋墻截水技術和采取補充地下水的回灌技術。水技術和采取補充地下水的回灌技術。一截水一截水 截水是利用截水帷幕切斷基坑外的地下水流入截水是利用截水帷幕切斷基坑外的地下水流入基坑內部。截水帷幕的類型有水泥土攪拌樁擋墻、基坑內部。截水帷幕的類型有水泥土攪拌樁擋墻、高壓旋噴樁擋墻、地下延續墻擋墻等，它們往往不高壓旋噴樁擋墻、地下延續墻擋墻等，它們往往不只是為了擋水，經常同時作為基坑的支護構造用來只是為了擋水，經常同時作為基坑的支護構造用來擋土。擋土。 截水帷幕的厚度應滿足基坑防滲要求，截水帷截水帷

42、幕的厚度應滿足基坑防滲要求，截水帷幕的浸透系數宜小于幕的浸透系數宜小于1.010-6cm/s。 為了阻止基坑內外的地下水相互滲流，截水帷為了阻止基坑內外的地下水相互滲流，截水帷幕的底部宜插入到不透水層圖幕的底部宜插入到不透水層圖1-11，其插入深度，其插入深度按下式計算：按下式計算：t0.2h0.5b 1-19式中式中 t帷幕插入不透水層的深度；帷幕插入不透水層的深度； h作用水頭；作用水頭； b帷幕寬度。帷幕寬度。A A、豎向截水帷幕的兩種方式：、豎向截水帷幕的兩種方式： 落底式落底式 截水帷幕下端插入隔截水帷幕下端插入隔水層中；水層中； 懸掛式懸掛式 截水帷幕下端懸吊在截水帷幕下端懸吊在透水層中。透水層中。B B、豎向截水帷幕的種類很多：、豎向截水帷幕的種類很多：鋼板樁帷幕鋼板樁帷幕水泥土墻水泥土墻注漿帷幕注漿帷幕地下延續墻地下延續墻圖1-11落底式豎向截水帷幕當地下含水層浸透性較強、厚度較