学文网摘要：建筑施工过程中在开挖基坑或沟槽时，土壤的含水层常被切断，地下水将会不断渗入坑内,雨季施工时，地面水也会流入基坑。施工时如未能妥善处理好基坑降排水的问题，将会造成基坑浸水，地基承载力下降，很可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象。为确保基坑施工安全，必须采取有效的排降水措施。本文从地基土质分类、降水与排水施工方法以及在开挖排水沟、集水井或井管施工需注意的问题等方面对水利工程基坑降水与排水方法进行了分析与总结。
关键词：基坑降水；排水施工；地基土质
建筑施工过程中降水方法较多，可分为重力降水和强制降水，重力降水有集水井、明渠排水等，强制降水有轻型井点、深井井点、喷射井点、管井井点、电渗井点等。实际工作中如将多种降水方法有机结合，不仅能消除地下水对基坑的威胁，而且还能取得较好的经济效益。良好的施工排水，将有利于提高地基的承载能力，保护地基不受破坏。处理不当不仅增加施工困难还会降低施工质量，给工程的管理运行造成隐患，施工排水和地基地质、开挖程序、开挖深度、地下水和外水位高度，以及施工季节等都有密切关系。
一、地基土质分类
地基有强透水、弱透水和不透水之分，因此对排水要求也不同。有条件的工程在动工前可采用挖探坑或钻探等办法，取得土样，查明地基各部位和不同高程的土质和地下水位等有关资料数据，便于基坑开挖时确定边坡和做好排水准备工作。由于江河湖泊沿岸基坑土质多不均一，情况难以全部摸清，为此，在开挖过程中要留有余地，根据开挖后的实际情况以便临时采取补救措施。
二、施工降水与排水
（一）明排水法施工
明排水法设备简单、排水方便，易用于粗粒土层、渗水量较小的粘土层。明排水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水坑，沿坑底周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑，然后用水泵抽走。抽出的水应予引开，以防倒流。集水坑应根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力每隔20~40m设置一个，其深度随着开挖深度而加深，要经常低于开挖面0.7~1.0m。当基础挖至设计标高后，坑底应低于基础底面标高1~2m，并铺设碎石滤水层，以免抽水时间较长时将泥沙抽出，防止坑底的土被搅动。
排水沟有以下几种布置形式：
1．在基坑四周自高向低开挖排水沟，把渗水引向集水井用水泵排出。
2．如基坑开挖的范围和深度较大、地下水水位较高、土质差、渗水量大，就要沿等高线分层设排水沟和排水井，分别用水泵排出。
3．基坑范围较小、渗水量不大，可以顺纵向轴线自上而下开排水沟，在下游设集水井，也可以同时开挖几条横沟，把渗水引向纵沟，集中到排水井用水泵排出。
（二）井点降水施工
位于地下水位较高处的粉土和粉砂土质，在基础开挖过程中，由于渗水作用容易发生流砂、管涌，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，给施工带来很大困难。为了保证施工顺利进行，降低地下水位是一项关键措施。根据多年施工经验,遇到此种地质情况采用井点降水是相对经济可靠的一种方法。
井点降水法就是在基坑开挖之前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备抽水，使地下水位下降到坑底以下，并在基坑开挖过程中仍不间断抽水，这样，可使基坑始终保持干燥状态，也可防止流砂发生，土方边坡也可陡些，从而减少了开挖方量。
井点降水法有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点、深井井点等，井点降水方法应根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等按照下表进行选择。
1、轻型井点：轻型井点是沿基坑四周以一定间距埋入直径较细的井点管至地下蓄水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至基坑底以下，在施工过程中要不断抽水，直至基础施工完毕并回填土为止。井点施工前应认真检查井点设备、施工用具、砂滤料规格和数量、水源、电源等准备工作情况。井点施工顺序是：挖井点沟槽、铺设集水总管；冲孔、沉设井点管、灌填砂滤料；弯联管将井点管与集水总管连接；安装抽水设备；试抽。
井点管沉设一般可按现场条件及土层情况选用下列方法：用冲水管冲孔后沉设井点管；直接利用井点管水冲下沉；套管式冲***水冲法或震动水冲法成孔后沉设井点管。冲孔时应注意冲管垂直，插入土中，并作上下左右摆动，以加剧土层松动。冲孔深度应比虑管底深0.5m以上，以保证虑管埋设深度，并防止被井孔中沉淀泥沙所淤塞。井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，紧接着就灌填砂滤料，以防止塌孔。砂滤料的灌填质量是保证井点管施工质量的一项关键性工作，井点要位于冲孔中央，使砂滤层厚度均匀一致，砂滤层厚度要达到100mm，要用干净粗砂灌填，并填至虑管顶以上1.0-1.5m，以保证水流畅通。
2、喷射井点：当基坑较深而地下水位又较高时，需要采用多级轻型井点，但会增加基坑的挖土量，延长工期并增加设备数量，是不经济的，当土体渗透系数为10～250m/d，基坑深度超过15m，用其他井点不易解决的深层降水情况下适宜采用喷射井点。降水深度可达8-20m。 喷射井点井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成，可用钢管、塑料管或混凝土管制成，管径一般为300～357mm，内径宜大于潜水泵外径50mm，施工方法同轻型井点，井点间距一般采用2-3m，每套喷射井点宜控制在20-30根井管。
3、管井井点：在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点降水。管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。管井直径为150-250mm，管井间距一般为20-50m，深度一般为8-15m，井内水位降低可达6-10m。
4、深井井点：当降水深度超过15m时，在管井井点内采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水要求时，可加大管井深度，改用深井泵即深井井点来解决问题，深井井点一般可降低水位30-40m，有的甚至可达百米以上。
三、开挖排水沟、集水井或井管施工需注意的问题
1、排水干沟（又称龙沟）的布置应尽量不干扰施工，需有一定纵坡便于渗水集中，龙沟的断面应根据渗水量和纵坡确定，因此在基坑放样时要考虑排水需要，把基坑开挖范围适当扩大。
2、集水井的大小一般相当于所用水泵10-15min的出水量，能加大的要尽量放大，集水井深度需保证水泵工作深度，同时保持排水水面低于基坑工作面30-50cm。
3、管井建成后，必须根据抽水实验的结果，选择抽水设备，不可盲目安装大泵，否则使井的出水量超过正常的出水量，因流速过大而引起大量来砂。管井正常抽水时，其水位降深不能超过第一个取水含水层的过滤器，避免过滤管的缠丝因氧化、损坏而造成涌砂。
4、经水泵排出基坑的渗水，需引出基坑外的一定距离，防止和减少排出的水重复回到基坑。为了经常保持排水沟畅通，需有专人负责，做好清理和维修工作。
5、如基坑工作面较大，排水任务重，排水要求高，就必须配备一定数量的备用水泵和动力设备，便于发生故障和降雨后能立即投入使用。有条件的工地可采用电力启动的水泵或潜水泵，但供电要有保证，同时注意用电安全，还要注意出现暴雨或发生特殊情况时，机具设备能及时撤离，以免基坑受淹，造成损失。
四、结语
施工降水与排水，需根据土层的渗透系数，要求降水的深度和工程特点，经过技术、经济和节能比较后确定，但由于土层地质条件的复杂性，有关计算参数取值是否正确将影响井点系统涌水量计算结果的准确性，从而使基坑降水工程设计在技术、经济上不够合理的情况目前相当普遍。降水实践中要采用信息化施工，定时检测降深、出水量，采用抽水试验验证降水效果，以便进一步优化降水设计的施工方案。
注：文章内的***表及公式请以PDF格式查看
转载请注明出处学文网 » 施工过程中降水与排水方法简述