【职业能力目标】
当基础深度在天然地下水位以下时，在基础施工中常常会遇到地下水的处理问题。通常，基坑开挖要具备以下的必要条件：首先保持基坑干燥状态，创造有利于施工的环境
；其次是确保边坡稳定，做到安全施工，如果忽视这些必要条件，其后果是严重的。有的基坑积水或土质稀软，工人难以立足，无法施工；有的出现“流砂现象”导致边坡塌方，地质
破坏；有的内部基坑土体发生较大的位移，影响邻近建筑
物的安全。工程实践表明，绝大部分基坑事故都与地下水有关，因此，在基坑工程施工中必须对地下水进行有效治理。 通过本项目的学习，熟悉动水压力的概念，掌握流砂产生的现象、原因、危害及防治措施；了解人工降水的常见方法；了解熟悉地面排水的要求和施工方法；熟悉井点降水的原理、方法和施工程序；掌握集水井降水的要求和施工方法；掌握轻型井点降水的设计步骤和方法；了解轻型井点降水的施工要求；了解喷射井点、深井井点、电渗井点、管井井的的降水原理和适用范围。
【关键词】（中英文）基坑foundation ditch ; 地面排水surface drainage
集水井 catchment well; 井点降水well-point dewatering
明沟排水gutter drainage
任务一 地面排水
一、概述
施工排水包括排除地下自由水、地表水和雨水。在开挖基坑或沟槽时，土壤的含水层常被切断，地下水将会不断地涌人坑内。雨季施工时，地面水也会流入基坑内。为了保证施工的正常进行，防止边坡坍塌和地基承载力下降，必须
做好基坑降水工作。
地下含水层内的水分有水气、结合水和自由水三种状态。结合水没有出水
性。自由水又分为潜水和承压水两种，如图2-1所示。
超声波料位计
图2-1含水层的构造
潜水是存在于地表以下、第一个稳定隔水层顶板以上的地下自由水，有一个自由水面，其水面受当地地质、气候及环境的影响。雨季水位高，冬季水位下降，
附近有河、湖等地表水存在时也会互相补给。承压水亦称层间水，是埋藏于两个隔水层之间的地下自由水。承压水有稳定的隔水层顶板，水体承受压力，没有自由水面。承压水一般不是当地补给的，其水位、水量受当地气候的影响较潜水为小。
二、基坑施工时的地面排水
为保证施工顺进行，对施工现场的排水系统，应有一个总体规划，做到场地排水畅通，特别是雨期施工，应将地面水尽快排走，以保证场地土体干燥。地面水的排除可采取设置排水沟、截水沟或修筑土堤等设施来进行。在施工区域，考虑临时排水系统时，应注意与原排水系统相结合。原排水系统指原自然排水系统和已有的排水设施，临时排水设施应尽量与永久性排水设施相结合。
排水沟的设置应尽量利用自然地形，以便将水直接排至场外，或流入排水坑内，再用水泵抽走。主要排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁，其断面大小由施工期内最大流量确定。一般横断面不小于0.5×0.5m,相东佛像艺术馆纵向坡度一般不小于2‰~3‰。
在山坡地形施工时，应在较高一面的坡上，先作好永久性（或临时）截水沟，阻止山坡水流入施工现场。在平坦地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还应修筑土堤，以阻止场外水流入施工场地。出水口应设置在原有的排水系统进水口处，或远离建筑物或构筑物的低洼地点，并应保证排水畅通。
任务二 集水井降水
地下水的处理有多种可行的方法，从降水方式来说可总分为止水法和排水法两大类。止水阻挡法，即通过有效手段，在基坑周围形成止水帷幕，将地下水止于基坑之外，如沉井法、灌浆法、地下连续墙等；排水法是将基坑范围内地表水与地下水排除，如集水井降水、井点降水等。
卫星电视接收卡 止水法相对来说成本较高，施工难度较大；排水法施工简便、操作技术易于掌握，是—种行之有效的现代化施工方法，已广泛应用。这里重点介绍集水井降水法。
1、集水井降水
这种方法是在基坑（槽）开挖过程中，当基底挖至地下水位以下时，沿基坑四周挖一定坡度的排水沟，设集水井，使地下水沿沟流入井内，然后用水泵抽走。抽水工作应持续到基础工程施工完毕进行回填土后才能停止（图1—6）。
集水井应该设置在基坑范围以外，地下水流的上游。根据地下水量、基坑平面形状及水泵的性能，集水井每隔20m~40m设置一个，集水井的宽度一般为0.6~0.8m，深度保持低于挖土面0.8~1.0m，挖至设计标高后， 1—6 集水井排水
dtt井底应低于坑底1~2m，并铺设碎石 1—排水沟；2—集水井；3—水泵
滤水层，以免在抽水时，将泥砂抽出，并防止井底土被扰动。排水沟一般设置在基坑周围或基槽的一侧或两侧。水沟截面应考虑基坑排水及邻近建筑物的影响，一般排水沟深度为0.5~0.8m，最小0.4 m，宽度等于或大于0.4 m，水沟的边坡为1:1~1:0.5，排水沟应有 2‰~5‰的最小纵向坡度，使水流不致阻滞而淤塞。
排水沟和集水井应随挖土加深而加深，以保持水流畅通。集水井降水设备简单，使用广泛。但当地下水位较高涌水量较大或土质为细砂或粉砂，易产生流砂，边坡塌方及管涌等现象，影响正常施工，甚至会引起附近建筑下沉，此时应采用人工降低地下水位。
2、流砂现象
当基底挖至地下水位以下时，有时坑底土会成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂现象。发生流砂现象时，土完全丧失承载力，工人难以立足，土边挖边冒，难以达到设计深度，流砂严重时会引起基坑边坡塌方，附近建筑物因地基被掏空而下沉、倾斜，甚至倒塌。因此，流砂现象如果不能控制将对土方施工和附近建筑物产生很大的危害。
流砂现象产生的原因是动水压力大于等于土的浸水溶重。此时土粒失去自重，悬浮于水中，并随地下水一起流动。动水压力指的是流动中水对土产生的作用力，这个力的大小与水位差成正比，与水流的路径成反比，与水流的方向相同。因此，防治流砂现象的主要途径是改变动水压力的方向和减小动水压力，其具体措施主要有：
⑴选择在全年最低水位季节施工。因为地下水位低，坑里坑外水位差小，所以动水压力减小，也就不易产生流砂现象，至少可以减轻流砂现象。
⑵抛大石块。往坑底抛大石块，可增加土体的压重，减小或平衡动水压力。采用此法时应组织土方的抢挖，使挖土速度大于冒砂速度，挖至标高后应立即铺草袋等并抛大石块把砂压住。此法主要用于解于局部或轻微的流砂现象比较有效。如果坑底冒砂快，土已丧失承载力，则抛入坑内的石块就会沉入土中，无法阻止流砂现象。
⑶打钢板桩。沿基坑外侧打入超过基底以下深度的钢板桩，可以增加水流的路径，减小动水压力，同时可以改变水流的方向，使之向下从而达到防治流砂的目的。但施工成本较高。
⑷采用化学压力注浆或高压水泥注浆，固结基坑周围粉砂使之形成防渗帷幕。
⑸人工降低底下水位。使地下水位降低至基坑底下0.5m以下，使地下水流方向朝下，增大土粒间的压力，因而也就可以有效地制服了流砂现象。此法运用广泛。
任务三 井点降水
人工降水法（井点降水法），就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备连续不断地抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工完毕为止。因此，在基坑土方开挖过程中保持干燥，从而根本上消除了流砂现象，稳定了边坡,改善了工作条件。由于基坑内土方干燥，有利机械化施工，缩短工期，保证工程质量与安全。同时，由于土层水分排除后，还能使土密实，增加地基土地承载能力。在基坑开挖时，土方边坡也可陡些，从而减少了挖方量。
目前国内常用的井点降水法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。施工时可根据土层的渗透性，要求降低水位的深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照表1—4。必要时应组织专家论证其可行性。
各种井点的适用范围 表1~4
井点类别 | 土的渗透系数（m/d） | 姚俐竹降水深度（m） |
轻型井点 | 一级轻型井点 | 0.1~50 | 我的团长我的团评论3~6 |
多级轻型井点 | 0.1~50 | 视井点级数视而定 |
喷射井点 | 0.1~50 | 8~20 |
电渗井点 | 0.1 | 视选用的井点而定 |
管井点 | 管井井点 | 20~200 | 3~5 |
深井井点 | 10~250 | ＞15 |
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井点降水法具有下列优点：施工简便，操作技术易于掌握；适应性强，可用于不同几何图形的基坑；降水后土壤干燥，便于机械化施工和后续工作工序的操作；井点作用下土层固结，土层强度增加，边坡稳定性提高；地下水通过滤水管抽走，防止了流砂的危害；节省支撑材料，减少土方工程量等。井点降水法已成为目前在含水透水位土层实施的一种行之有效的方法。
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