地基與基礎工程施工

工程事故

工程事故

工程事故

工程事故

★在基坑開挖過程中，當基底低于地下水位時，由于土的含水層被切斷，地下水會不斷地滲入坑內；雨期施工時，地面水也會不斷流入坑內。★不采取降水措施的后果→施工條件惡化，易造成塌方，使地基的承載力下降；遇有承壓含水層時→基底肯被沖潰破壞。★以上工程事故中除了施工中沒有很好對邊坡進行支護外，最重要的原因是水的影響！

學習單元六：基坑降水一、集水明排水法

二、井點降水法基坑開挖時，流入坑內的地下水和地表水如不及時排除，會使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會降低地基的承載力。施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。共70頁第46頁

一、集水明排水法適用于不容易產生流砂、流土、管涌、塌陷等現象填土、黏性土、粉土、砂土、碎石土的地層。一般采用截、疏、抽的方法。

截：在現場周圍設臨時或永久性排水溝、防洪溝或擋水堤，以攔截雨水、潛水流入施工區域；

疏：在施工范圍內設置縱橫排水溝，疏通、排干場內地表積水；

抽：在低洼地段設置集水、排水設施，然后用抽水機抽走。水淹基坑損失慘重工期延誤

一、集水明排水法

在基坑的一側或四周設置排水明溝，在四角或每隔30～50m設一集水井，排水溝始終比開挖面低，集水井比排水溝低，在集水井內設水泵將水抽排出基坑。適用于土質情況較好、地下水量不大的基坑排水1.明溝與集水井排水一、集水明排水法（一）集水明排水形式

當基坑開挖土層由多種土層組成，中部夾有透水性強的砂類土時，為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡，宜在基坑邊坡上分層設置明溝及相應的集水井。適用于深度較大、地下水位較高、上部有透水性強的土層的基坑排水分層明溝排水法2.分層明溝排水（一）集水明排水形式

當地下基坑相連，土層滲水量和排水面積大，為減少大量設置排水溝的復雜性，可在基坑內的深基礎或合適部位設置一條縱、長、深的主溝，其余部位設置邊溝或支溝與主溝連通，通過基礎部位用碎石或砂子作盲溝。適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水深層明溝排水法3.深層明溝排水（一）集水明排水形式沙灣電站廠房深基坑排水施工全景

1.排水溝：排水溝的深度和寬度根據排水量來確定。坡度宜為0.1％～0.5％。

2.集水井：間距一般30--50m，深度大于排水溝深度1米，排水管的坡度不宜小于0.5％。（二）集水明排水設置位置及構造[JGJ111-2016]一、集水明排水法[二級建造師---建筑實務][多選題]集水明排法適用于()土層。A.粗粒B.粉砂C.細砂D.滲水量大的黏土層E.滲水量小的黏土層AE用途[二級建造師---建筑實務][多選題]施工排水方法分為()兩種。A.明溝排水B.人工降低地下水位C.地面截水D.坑內排水AB用途

學習單元六：基坑降水一、集水明排水法

二、井點降水法

井點類別土的滲透系數（m/d）降低水位深度m輕型井點真空井點0.01-20單級≤6，多級≤12噴射井點0.1-20≤20電滲井點＜0.1≤6管井井點＞1不限（一）井點降水的種類

在基坑開挖之前，沿基坑四周埋設一定數量的濾水管（井），利用抽水設備不斷抽出地下水，將地下水位降至基坑底以下，直至基礎施工完畢。井點降水包括輕型井點和管井點兩類。井點降水適用于粗砂和細砂的土質基坑。

⑵噴射井點是在井點管內設特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣，形成水氣射流，將地下水抽出排走。

主要設備由噴射井點、高壓水泵（或空氣壓縮機）和管路系統組成。

其降水深度可達8～20m。適用于開挖深度較深、降水深度大于8m，土滲透系數為0.1-20m/d的粉土和砂土。（一）井點降水的種類1.噴射井點

電滲井點以井點管作負極，打入的鋼筋作正極，通入直流電后，土顆粒自負極向正極移動，水則自正極向負極移動而被集中排出。本法常與輕型井點或噴射井點結合使用。降水深度不超過6米。適用于滲透系數很小的飽和粘性土、淤泥或淤泥質土中的施工降水（一）井點降水的種類2.電滲井點

管井井點由濾水井管、吸水管和抽水機組成。管井井點設備簡單、排水量大、易于維護、經濟實用。管井填充濾料管井抽排水PVC簡易管井（一）井點降水的種類3.管井井點

如需降水深度較大，可采用深井井點，適用于降水深度＞15m、滲透系數為10～250m/d的基坑。故稱為“深井泵法”。管井井點降水

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，土質的滲透系數在20～200m/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，在管四周填入砂濾料，井內放入潛水泵。

管井的井點管

井的四周填入砂濾料

3.管井井點

當要求井內降水深度超過15m時，可在管井中使用深井泵抽水。這種井點稱為深井井點（或深管井井點）。深井井點一般可降低水位30～40m，有的甚至可達百米以上。常用的深井泵有兩種類型。

1.是深井潛水泵;

2.電動機安裝在地面上，通過傳動軸帶動多級葉輪工作而排水。（一）井點降水的種類[二級建造師---建筑實務][多選]井點降水適用于()的土質基坑。A.粗砂B.細砂C.粘土D.粉砂AB用途[二級建造師---建筑實務]噴射井點的降水深度一般不超過()。A.10mB.5mC.20mD.12mC用途

輕型井點是沿基坑四周將井點管埋入蓄水層內，利用抽水設備將地下水從井點管內不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下。（二）輕型井點降水

1.輕型井點的設備由管路系統（濾管、井點管、彎聯管及總管）和抽水設備（真空泵、離心泵和水氣分離器）組成。輕型井點工作原理及濾管構造見圖：（二）輕型井點降水濾管長1-1.5m直徑為38-55mm

總管

井點管

彎連管

真空泵

[二級建造師---建筑實務][多選題]井點降水法有（）。A.真空井點B.管井井點C.電滲井點D.噴射井點

ABCD用途

(1)單排布置①當基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m;②井點管應布置在地下水的上游一側;③兩端的延伸長度不宜小于坑槽的寬度的1-2倍。2.輕型井點的平面布置（二）輕型井點降水

2.輕型井點的平面布置（二）輕型井點降水(2)雙排布置當基坑(槽)寬度＞6m，或土質不良時。兩端的延伸長度不宜小于坑槽的寬度的1-2倍。

(3)環型或U型布置：當基坑面積較大時，應采用環型布置（考慮施工機械進出基坑時宜采用U型布置）。●采用雙排、環型或U型布置時，位于地下水上游一排的井點間距應小些，下游井點的間距可大些。●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。2.輕型井點的平面布置（二）輕型井點降水≥1000≥1000

井管的埋置深度H：式中:H1——總管平臺面至基坑底面的距離(m)；h——基坑中心線底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.5～1.0m；i——水力坡度，根據實測：環形井點為1／10，單排線狀井點為1／4；L——井點管至基坑中心的水平距離，m（一般為寬度方向）3.輕型井點的高程布置（二）輕型井點降水L

井點管露出地面0.2--0.3m，離槽邊距離不少于1米；濾管必須埋在含水層中。水泵軸心標高應≤總管標高；總管平臺標高應接近原有地下水位線；一層輕型井點達不到降水深度要求時:①采用其他降水方法;②采用二層輕型井點。3.輕型井點的高程布置（二）輕型井點降水

例題：某車間地下室平面尺寸如圖，坑底標高為-4.5m，根據地質鉆探資料，自然地面至-2.5m為亞黏土層，滲透系數K=0.5m/d，-2.5m以下均為粉砂層，滲透系數K-4m/d，含水層深度不明，為了防止開挖基坑時發生流砂現象，故采用輕型井點降低地下水位的施工方案。為了使鄰近建筑物不受影響，每邊放坡寬度不應大于2m，試根據施工方案，進行井點系統的平面及高程布置。

1.井點系統的平面布置（見圖a）根據基坑平面尺寸，井點采用環形布置，井管距基坑邊緣取1m，總管長度L=[(66+2)+(20+2)]X2=180(m)

2.井點系統的高程布置（見圖b）采用一級輕型井點管，其埋深（即濾管上口至總管埋設面的距離）hh≥h1+△h+iL=4.2+0.5+0.1X11=5.8m(長度)井點管布置時，通常露出總管埋設面0.2m，所以，井點管長度l=5.8+0.2=6m濾管長度可選用1m解：

（1)井型判定

水井的分類（a）無壓完整井；（b）無壓非完整井（c）承壓完整井（d）承壓非完整井4.輕型井點計算（二）輕型井點降水

（1)井型判定4.輕型井點計算

輕型井點計算計算的思路：①基坑一晝夜能涌出多少水？②一根井點管能抽吸多少水？③井點管根數=

①/②。④井點管間距=總管長度/井點管根數。

（2）涌水量計算(環形布置)

①無壓完整井涌水量

(m3／d)

4.輕型井點計算式中K——滲透系數(m／d)，應由實驗測定；

H——含水層厚度(m)；

S——水位降低值(m)；

R——抽水影響半徑(m)，取：

x0——環形井點的假想半徑(m)：

F——基坑周圍井點管所包圍的面積(m2)。

(m3／d)

有效深度H0值S’／(S’＋l)0.20.30.50.8H01.3(S′＋l)1.5(S′＋l)1.7(S′＋l)1.85(S′＋l)注：表中S’為井管內水位降低深度；l為濾管長度（l長1-1.5m）。當H0

>H時，取H；當H0

<H時，取H0。（2）涌水量計算(環形布置)

②無壓非完整井涌水量

有效深度H0值S’／(S’＋l)0.20.30.50.8H01.3(S′＋l)1.5(S′＋l)1.7(S′＋l)1.85(S′＋l)注：表中S’為井管內水位降低深度；l為濾管長度：（l長1-1.5m）。當H0

>H時，取H；當H0

<H時，取H0。S’

涌水量計算公式：

式中M——承壓含水層厚度(m)；

(m3／d)（2）涌水量計算(環形布置)

③承壓完整井涌水量

K——滲透系數(m／d)，應由實驗測定；

S——水位降低值(m)；

R——抽水影響半徑(m)，取：

x0——環形井點的假想半徑(m)：F——基坑周圍井點管所包圍的面積(m2)

（3)確定井點管數量與井距①單井最大出水量單井的最大出水量q，主要取決于土的滲透系數、濾管的構造與尺寸，按下式確定：式中d——濾管直徑(m)；-----0.038-0.055m

l——濾管長度(m)；-----1-1.5m

K——滲透系數(m／d)。(m3／d)

4.輕型井點計算

②最少井數井點管的最少根數nmin，按下式計算：③最大井距

式中L——總管長度(m)；

井點管間距應大于15倍慮管直徑，以防止太密而影響抽水效果；同時還應與總管接頭間距相適應（即采用0.8、1.2、1.6m等）

(根)

(m)4.輕型井點計算（3)確定井點管數量與井距

確定井點管間距時，還應注意以下幾點：A.井距≥15倍管徑。B.在滲透系數小的土中井距宜小些，否則水位降落時間過長。C.靠近河流處，井點宜適當加密。D.井距應能與總管上的接頭間距相配合。根據實際采用的井點管間距，最后確定所需的井點管根數。4.輕型井點計算（3)確定井點管數量與井距

★集水總長度≤100時，采用W5型真空泵。★集水總長度≤200時，采用W6型真空泵。抽水設備的選擇：

某廠房設備基礎施工，基坑底寬8m，長12m，基坑深4.5m，挖土邊坡1:0.5，基坑平、剖面如下圖所示。經地質勘探，天然地面以下1m為亞粘土，其下有8m厚細砂層，滲透系數K=8m/d,細砂層以下為不透水的粘土層。地下水位標高為－1.5m。采用輕型井點法降低地下水位，試進行輕型井點系統設計。4.輕型井點計算（4)案例

4.輕型井點計算計算的思路：①基坑一晝夜能涌出多少水？②一根井點管能抽吸多少水？③井點管根數=

①/②。④井點管間距=總管長度/井點管根數。

4.輕型井點計算計算步驟：(1)平面設計(2)高程設計(3)群井一晝夜排水量(4)單井一晝夜排水量(5)井點管總根數(6)井點管間距

解：

1.平面設計根據本工程地質情況和平面形狀，輕型井點選用環形布置。從圖上可看出，為使總管接近地下水位，表層土挖去0.5m。邊坡為1:0.5，基坑上口距基底4.5-0.5=4m；B=h×m=4×0.5=2m；基坑底寬8m，長12m；則基坑上口寬12m，長16m；布置環形井點。總管距基坑邊緣1m，總管長度：

L=[(12+2)+(16+2)]×2=64(m)4.輕型井點計算（4)案例

解：

2.高程設計水位降低值

S=4.5-1.5+0.5=3.5(m)采用一級輕型井點，井點管的埋設深度（總管平臺面至井點管下口，不包括濾管）

HA

H1+h+IL=4.0+0.5+1/10

×14/2=5.2(m)采用6m長的井點管，直徑50mm，濾管長1.0m。井點管外露地面0.2m，埋入土中5.8m（不包括濾管）大于5.2m，符合埋深要求。

井點管及濾管長6＋1＝7m，濾管底部距不透水層1.70m（（1+8）-7.3=1.7），可按無壓非完整井環形井點系統計算。4.輕型井點計算（4)案例

解：

3.基坑涌水量計算按無壓非完整井環形點系統涌水量計算公式進行計算：Q=先求出H0、K、R、x0值。K：滲透系數K=8m/d4.輕型井點計算（4)案例

(m3／d)H0：有效帶深度，按表求出。s’=6-0.2-1.0=4.8m。根據H0=1.85（s

+1）=1.85（4.8+1.0）=10.73（m）；由于H0>H(含水層厚度H=1+8-1.5=7.5m)，取H0=H=7.5（m）

解：

3.基坑涌水量計算按無壓非完整井環形點系統涌水量計算公式進行計算：K：滲透系數K=8m/d,H0=H=7.54.輕型井點計算（4)案例

(m3／d)R：抽水影響半徑X0:基坑假想半徑

解：

4.輕型井點計算（4)案例4.單根井點管出水量：5.井點管數量

(m3／d)

6.井的間距

取井距為1.6m，實際總根數40根（64÷1.6=40)

5．輕型井點的工藝：

放線定位→打井孔→埋設井點管→安裝總管→用彎聯管連接井點管與總管→安裝抽水設備→試抽水→

測量觀測井中的地下水位變化。井點管的埋設(a)沖孔；（b）埋管1一沖管，2一沖嘴；3一膠皮管；4一高壓