土木工程基坑排水方法及效果探讨

土木工程基坑排水方法及效果探讨

【摘要】在基坑工程中，降排水的工程一直是重中之重，降排水的方式选择是否科学合理，将直接决定着基坑工程施工的成功与否。本文主要就土木工程基坑排水方法及效果进行探讨，具有较大的实践意义。

【关键词】土木工程；基坑排水；方法；效果 一、前言

由于降排水在基坑工程中的重要地位，选择一个科学合理的方法一直也是施工单位研究的重点。所以，从影响降排水的因素以及降排水方法本身进行探讨，从而选择出一个适合工程施工的降排水方法，就有了重要的意义。

二、深基坑工程降排水施工的作用

降排水就是通过抽排水的方式降低地下水位。降低地下水位，减少了土体含水量，提高土体固结程度，增加了地基抗剪强度和土体的物理力学性能指标，同时阻止基坑坡面和基底渗水，保证坑底干燥，增加了边坡和坑底的稳定性，防止流砂和管涌的产生。从施工角度看，土体干燥方便基坑开挖，又可提高了支护体系的稳定性和强度。降低地下水位，降低下部承压水水头，减少承压水头对基坑底板的顶托力，可防止基坑突涌。

三、基坑降排水方法及效果分析

1、集水坑排水降水法

集水坑排水降水法是在基坑开挖的时候，沿基坑底部周围开挖排水沟，，并根据实际情况每隔一定距离设置集水坑。如此，基坑内挖土时渗出的水就会经排水沟流到集水坑里，最后通过水泵将水排出坑外。集水坑排水降水法相对来说较为简单，通常在基坑涌水量不大的情况下采用，施工费用较为低廉，而且适用的土质情况范围较广，一般土质条件都可以采用。但有其一定的缺点和局限性。主要体现在：施工时，地下水沿着基坑的坡面或坑底渗出，使坑底土体变的较软，从而造成施工环境的恶化。其次，如果在基坑开挖深度较大时，采用此法，当遇到土体为饱和粉细砂土等粘聚力较小的细粒土层时，可能引起流砂、管涌等现象，造成一定的安全隐患。

2、轻型井点降水

井点采用水冲法进行安装施工，为确保质量和降水工作的顺利进行，须严格按照施工要求进行施工。根据现场安排进行定位放线、布设井点。沿放线处挖沟槽至地面以下1.5m，其一是有利于井点管顺利布设，其二是避免高压水冲四溢场地。用高压水泵在沟槽处垂直冲孔，深度根据长度以及具体土层情况而定。将井点管下人孔内后，用中粗沙填至滤管上部1.0米左右，其上用原土封孔捣实，

使其与外界空气隔绝。待—套井点管全部冲设完毕后，用弯连管将井点管与总进水口连接，用铁丝拧紧，整个—套井点系统应不漏气并保证真空度。各级井点管的井点机应与井点总管放置在同一标高位置，井点水用水泵抽至坑外排水沟或者统一附近深井内。各级井点均需预抽水10天左右，待坑内水位降低至作业面标高以下后，便可开始挖土。在降水运行期间派专人定期检查各井点的抽、排水情况及井点管的真空度，以达到最佳降水效果。

这种方法适用的土体为渗透系数为0．1—20m／d的土以及土层中含有大量的细砂或粉砂的土。机具简单，降水效果好，但一次性投资较大，运转费用也较多。如果在实际中，一级轻型井点达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。但这样会增大基坑挖土的工程量，增加设备用量和延长工期。这时可考虑采用喷射井点。

3、喷射井点降水

喷射井点施工的关键是埋管后需要保证真空度不小于93.3kPa。以保证可以正常抽水。为了防止喷射器损坏，开泵压力不能大于0.3kPa。喷射井管安装前逐根冲洗，工作水要保持清洁，定期更换清水，以减轻对喷嘴及水泵叶轮的磨损。抽水时经常观测井点管真空度变化，出现翻砂、冒水故障时立即关闭阀门进行维修。此法不仅具有轻型井点法装设迅速简便的优点，而且因为可以在井点管下部形成较高的真空度，从而大大提高了降水效果，适用于轻亚粘土、细砂、中砂、粗砂。

4、深井井点降水

降水试运行：在开始降水运行之前，准确测定个井口地面标高，测定静止水位，安排抽水设备，电缆及排水管道试运行，以保证抽水系统完好。抽出来的水应向排入场内临时集水系统，再用提升泵通过场边排水沟加过滤排入场外，以免抽出的水就地回渗，影响降水效果，坑内的降雨积水应立即排除坑外，尽量减少大气降水和坑内积水的人渗。正式运行：应根据基坑开挖的安排决定降水运行的先后和井位，确保基坑局部开挖前该处已有10-20天的降水正常运行，同时密切注意监测单位提供的开挖面附近的水位观测资料，确信该处水位已经达到开挖面以下0.5-1.0m；如开挖工期较紧或有紧急情况，必要时可以采用增大泵量和多开井的方法，将水位降低。

如果土粒较为粗大、渗透系数很大，例如中砂、粗砂、砾石等，渗透系数为10～250m／d，轻型井点和喷射井点等方法不能奏效，采用此法较为合适。降低地下水位可达30一40m或更深。但是，由于此法降水影响范围和深度较大，容易造成周围地层沉降和沉降不均匀，这一点需谨慎。

5、电渗井点降水

电渗井点是埋设轻型井点或喷射井点管时，预留出布置电渗井点阳极的位

置，待其降水不能满足降水要求时，再埋设电渗阴极，以改善降水性能。井点埋设时埋设阳极，阳极用钢管、钢筋或铝棒，埋设在井点管内侧并成平行交错排列。井点管与金属棒，即阴、阳极之间保持适当距离。通电前应清除井点管与金属棒间地面上的导电物质，使地面保持干操，可涂一层沥青绝缘。由于此法耗电量大，只有特殊情况下才采用。如在饱和粘性土、淤泥和淤泥质粘土中，土的渗透系数小，使用真空井点降水，效果很差，此时采用电渗井点排水。

6、管井井点降水

是利用土层中的水的电渗现象把流向井点的水排出。通常是在基坑周围土层中插人金属的两个电极，通电后在电场的作用下，土中的水与土分离，水分由阳极流向作为阴极的井点，便可将水抽出。

管井井点适用于渗透系数为中、强透水含水层，如砂砾层，砂卵石等含水地层，以及轻型井点不易解决的场合。管井直径比较小，多为200—300mm。深度来讲比较大，井壁可以用各种材料制成。降低地下水位深度约3—5m。这种方法一般用于潜水层降水。

7、水平井降水

虽然，在实际工程中，上述几种方法已经得到了广泛的应用，但随着更高建筑的出现，这已经逐渐不能满足工程的需要，亟须一种更为高效的降水技术出现，如水平井降水法。水平井早在本世纪三十年代就已经用于地下水的开发中，目前来说可用在大型的基坑降水工程中。

水平井降水，是在降水场地设置集水竖井，在竖井中的不同深度和方向打上水平井点，使地下水通过水平井点流入集水竖井中，再用水泵将水抽出，以达到降低地下水的目的。工程实践表明，水平井控制降水面积大，因此具有较高的效率。水平井降水技术适用于各种地层。

四、降排水措施

1、对于地表水，采集水明排的办法: 在第一道支撑梁施工及养护结束后，沿基坑支护桩冠梁边做环形排水明沟，以防地表水倒流入基坑。

2、对于坑壁渗水，设计上虽采取止水措施，但止水桩位置因施工工艺的局限不可能准确无误，坑壁渗水在所难免，预防上采取堵和疏结合的办法，在第二道支撑梁上沿基坑四周设置扁槽砼排水沟，并于坑底四周及后浇带位置设置卵石铺设的盲沟、盲井，当坑壁渗水量较小时，用干海绵和导流管进行疏导，有组织地排到集水坑。当坑壁的渗水量较大时，将该处土体适当暂时保留并压实，以平衡基坑内外水头压力，再通过注浆措施将渗水堵死。

3、由于基坑底部大都位于含有微承压水的中砂夹淤泥层，水位较高，渗透性大，采取轻型井点辅助降水措施，在施工第二道支撑梁时即进行管井降水，初

期出水量约3 600 m3 /d～4 200m3 /d。同时加强对周边建筑物、道路等的监测，密切注意降水对周边的影响。

六、降排水施工对周围环境的影响和应对措施

施工技术与应用：降排水施工开始后，由于土层失水会收缩，因而造成地面沉降。地面的不均匀沉降，会造成周围建筑、道路、供排水管线、燃气管线等破坏，所以降排水施工前必须充分考虑这些不利影响，并采取相应措施，运行期间严密观测和监控，一旦沉降超出预期，立即采取各种应急预案。应对地面沉降的措施有：

1、在降水前查明场地周围的各种情况，确定需要采取的保护措施。

2、合理布井，减少对周围环境的影响。按需降水，严格控制水位降深。防范抽水带走土层巾的细颗粒。适当放缓降水漏斗线的坡度。井点应连续运转，避免间歇和反复抽水。在建筑物和地下管线密集等地区，尽量采用坑内降水方法。

3、降水场地外侧设置隔水帷幕，减小降水影响范围。

4、降水场地外缘设置回灌水系统。

七、结束语

降排水工程在基坑施工中占有重要地位，只有科学地进行降排水方案选择，严格管理，加强制度监管工作，才能从根本上保证降排水工程的顺利实施。希望有关单位能够不断加强自身理论知识的学习，从而真正选择出适合工程实际的方案进行基坑的降排水工作。

参考文献

[1]刘国彬等 基坑工程手册(第二版)[M] 北京：中国建筑工业出版社 2009年

[2]姚天强等 基坑降水手-N[M] 北京：中国建筑工业出版社 2006年

[3]雷振华 深基坑工程降水技术浅析[J] 隧道建设 2006年