中铁五局（集团）有限公司
城市轨道交通工程分公司
内容提要
1 2
基坑排水与降水的危害
基础施工中受地表水和地下水的影响 流砂及其防治 井点降水法 轻型井点的施工
降水对周围地面的影响及预防措施
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1、基坑排水与降水的危害
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1、基坑排水与降水的危害
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2、基础施工中受哪些水影响
地表水
基础施工 中受哪些水 影响？
地下水
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2、基础施工中受哪些水影响——地面排水
2.1 地面排水
排除地面水(包括雨水、施工用水、生活
污水等)常采用在基坑周围设置排水沟、截水 沟或筑土堤等办法，并尽量利用原有的排水 系统，或将临时性排水设施与永久性设施相
结合使用。
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2、基础施工中受哪些水影响——集水井排水或降水
2.2 集水井排水或降水
集水井法是在基坑开挖过程中，沿坑底的
周围或中央开挖排水沟，并在基坑边角处设 置集水井。将水汇入集水井内，用水泵抽走。 这种方法可用于基坑排水，也可用于降水。
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2.2 集水井排水或降水——集水井降水法
集水井降水法
1－排水沟；
2－集水井； 3－离心式水泵；
4－基础边线； 5－原地下水位线； 6－降低后地下水位线
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2.2 集水井排水或降水——排水沟、集水井设置
① 排水沟的设置
排水沟底宽应不少于0.2～0.3m，沟底设有 0.2％～0.5％的纵坡， 在开挖阶段，排水沟深度 应始终保持比挖土面低0.4～0.5m。 ② 集水井的设置
间距：应根据水量大小、基坑平面形状及 水泵能力确定，一般为20～40m；井深：集水井在 基坑开挖过程比开挖面低0.7～1.0m，开挖到设计 标高后比坑底低1～2m。
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2.2 集水井排水或降水——水泵性能与选用
离心泵:泵体是 由泵壳、泵轴及 叶轮等主要部件 组成，其管路系
统包括滤网与底 阀、吸水管及出 水管等。
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2.2 集水井排水或降水——集水井排水特点
(1) 设备简单、排水方便，费用较低。 (2) 适于粗粒土层和渗流量小的黏土层。 (3) 细砂或粉砂土层易发生塌方或流砂。 (4) 地下水位较高的黏土层易发生坑底隆起。 (5) 适于降水深的较浅的情况，一般不超过 5m 。
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3、流砂及其防治——流沙发生的原因
动水压力是流砂发生的重要条件。流动
中的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压 力，其性质通过图所示的试验说明。
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3、流砂及其防治——流沙发生的原因
由上式可知，动水压GD与水力坡度I成正比，水位
差越大，动水压力越大，而渗透路程越长，动水
压力越小。
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3、流砂及其防治——流沙发生的原因
产生流砂现象主要是由于地下水的水力
坡度大，即动水压力大，而且动水压力的方 向(与水流方向一致)与土的重力方向相反， 不仅受水的浮力，而且受动水压力的作用， 有向上举的趋势，当动水压力等于或大于土 的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随 地下水一起流入基坑，即发生流砂现象。
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3、流砂及其防治——流沙发生的原因
流砂防治的主要途径是减小或平衡动水压力或改变其 方向。具体措施为： 1、抢挖法
2、水下挖土法
3、打钢板桩或作地下连续墙法 4、在枯水季节开挖 5、井点降水法
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4、井点降水法
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 水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底标 高以下，并保持至回填完成或地下结构有足 够的抗浮能力为止。
常用方法有：轻型井点、喷射井点、管井井
点、深井井点和电渗井点等
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4.1轻型井点——轻型井点设备
1、轻型井点设备 轻型井点设备是由管路系统和抽水设备组成。 管路系统包括：井点管(由井管和滤管连接而成)、 弯联管及总管等。
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4.1轻型井点——轻型井点设备
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4.1轻型井点——轻型井点设备
滤管构造
1－钢管；
2－管壁上的小孔； 3－缠绕的塑料管； 4－细滤网； 5－粗滤网； 6－粗铁丝保护网； 7－井管； 8－铸铁头
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4.1轻型井点——轻型井点设备
真空泵轻型井点设备工作 原理简图
l－滤管；2－井管；3－弯管； 4－阀门；5－集水总管； 6－闸门：7－滤网，8－过滤室， 9－淘砂孔；10－水气分离器； 11－浮筒；12－阀门： 13－真空计；14－进水管；
15－真空计；16－副水气分离器；
17－挡水板；18－放水口； 19－真空泵；20－电动机； 2l－冷却水管；22－冷却水箱； 23－循环水泵；24－离心水泵
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4、井点降水法——轻型井点
射流泵抽水设备工作简 图
(a)工作简图； (b)射流器构造 1一水泵；2一射流器； 3一进水管；4一总管；
5一井点管；6一循环水箱；
7—隔板；8一泄水口； 9一真空表；10一压力表；11一喷 嘴：12一喷管； 13一接水管
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4.2 轻型井点布置——轻型井点布置
单排井点布置
轻 型
平面布置
环形井点布置
井 点 布 置
高程布置
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4.2 轻型井点布置——平面布置
单排井点布置简图
(a)平面布置；(b)高程布置 1一总管；2－井点管；3一抽水设备
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4.2 轻型井点布置——轻型井点布置
环形井点布置简图
(a)平面布置；(b)高程布置 1一总管；2－井点管；3一抽水设备
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4.2 轻型井点布置——高程布置
井管的埋置深度 可按下式计算： 其中：
—总管平台面至基坑底面的距离(m)； —基坑中心线底面至降低后的地下水位 线的距离，一般取0.5～1.0m；
—水力坡度，根据实测：环形井点为1／
，
10，单排线状井点为1／4； —基坑中心到井点的距离。
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4.2 轻型井点布置——高程布置
二级轻型井
点
1－ 第 一 层 井 点管；
2－ 第 二 层 井 点管
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4.3 轻型井点计算——地下含水构造的种类
地下含水构造的种类
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4.3 轻型井点计算——地下含水构造的种类
地下水能再岩石 中赋存与运动
岩石中有 一定的孔隙
孔隙度越小，含水 量越少，透水性越 差
岩石孔隙度越大， 含水量越大，透水 性越好
透水层与
不透水层
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4.3 轻型井点计算——地下含水构造的种类
透水层——能够透过地下水的岩层。主要有：砂岩层、 砂砾岩层以及裂隙、洞穴发育的其它岩石。其中储满 地下水的部分称为含水层。
不透水层——不能透过地下水的岩层。主要有：粘土、 页岩、岩浆岩、变质岩等。不透水层对地下水的运动 起着阻隔作用，又称为隔水层。
两者之间过渡类型称为半（弱）透水层。如泥岩、亚 粘土、黄土等。
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4.4 轻型井点系统的类型——水井分类
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4.4 轻型井点系统的类型——水井分类
水井的分类：
（a）无压完整井； （b）无压非完整井 （c）承压完整井 （d）承压非完整井
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
(1) 无压完整涌水量
井点涌水量计算简图
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
（2）无承压完整井
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
利用杜比公式：
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
积分常数由边界条件确定：
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算 完全普通井的浸润线方程
R称为井的影响半径，R以外的地下水将不受该井 的影响。 当r=R时，z=H,
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
式中:
K——渗透系数(m／d)，应由实验测定； H——含水层厚度(m)； S——水位降低值(m)；
R——抽水影响半径(m)，取： x0——环形井点的假想半径(m)：
F——基坑周围井点管所包围的面积(m2)。
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
(3) 无压非完整井涌水量
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
有效深度H0值
注：表中S’ 为井管内水位降低深度；
l为滤管长度。
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
(4) 承压完整井涌水量
承压完整井环形井点涌水量计算公式为：
式中：
M——承压含水层厚度(m)
K、R、x0、S——与公式前述公式相同
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
承压完整井涌水量计算示意图
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4.4 轻型井点系统的类型——确定井点管数量与井距
确 定 井 点 管 数 量 与 井 距
(1) 单井最大出水量
(2) 最少井数
(3) 最大井距
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4.4 轻型井点系统的类型——确定井点管数量与井距
(1)单井最大出水量 单井的最大出水量q，主要取决于土的 渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确 定：
式中:
d—滤管直径(m)； l—滤管长度(m)； K—渗透系数(m／d)。
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
(2) 最少井数
井点管的最少根数n
min ，按下式计算：
式中 1.1——备用系数，考虑井点管堵塞等因素。 其它符号同前。
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
(3) 最大井距m
式中:
L——总管长度(m)；
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4.4 轻型井点系统的类型——涌水量计算
确定井点管间距时，还应注意以下几点：
(1) 井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此井 距必须大于15倍管径。
(2)在渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位降落时 间过长。
(3)靠近河流处，井点宜适当加密。
(4)井距应能与总管上的接头间距相配合。根据实际采 用的井点管间距，最后确定所需的井点管根数。
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5、 轻型井点的施工
埋设井点的程序是 ：
放线定位
打井孔
埋设井点管
用弯联管讲井点管与总管接通
安装总管
安装抽水设备
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5、 轻型井点的施工
井点管的埋设
(a) 冲孔； (b)埋管 1一冲管； 2一冲嘴； 3一胶皮管； 4一高压水泵；
5一压力表； 6一起重吊钩；
7一井点管； 8一滤管； 9一填砂； 10一粘土封口
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5、 轻型井点的施工
1、喷射井点
轻 型
井 点 施 工
2、管井井点
3、深井井点 4、电渗井点
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5.1 喷射井点
当基坑开挖较深，降水深度要求较 大时，可采用喷射井点降水。其降水深度 可达8～20 m，可用于渗透系数为0.1～ 50 m／d的砂土、淤泥质土层。
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5.1 喷射井点 喷射井点施工顺序：
安装水泵设备及 泵的进出水管
接通回水总管，
全面试抽
检查整
个降水 系统的 运转状 况及降 水效果。
铺设进水总管 和回水总管
全部井点管沉完毕
沉设井点管
接通进水总管后及时
（包括灌填砂滤料）
进行单根试抽、检验
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5.1 喷射井点
喷射井点设备及平面布置简图
(a)喷射井点设备简图；(b)喷射扬水器原理图；(c)喷射井点平面布置
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5.1 喷射井点
1－喷射井管；2－滤管；3－进水总管； 4－排水总管；5一高压水泵；6－集水池； 7－水泵；8－内管；9－外管；10－喷嘴； 11混合室；12－扩散管；13－压力表
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5.2 管井井点
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。在土的渗透系数大(20～200m／d) 的土层中，宜采用管井井点。
管井井点设备：
主要是由管井、吸水管及水泵组成
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5.2 管井井点
管井井点
1一沉砂管；
2一钢筋焊接骨架； 3－滤网；4－管身；
5－吸水管； 6－离心泵；
7—小砾石过滤层； 8－粘土封口； 9－混凝土实管；
10－无砂混凝土管；11 —潜水泵； 12一出水管
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5.3 深井井点
当要求井内降水深度超过15m时，可在管井中
使用深井泵抽水。这种井点称为深井井点（或深管 井井点）。深井井点一般可降低水位30～40m，有 的甚至可达百米以上。 深井潜水泵有两种类型：
一种是深井潜水泵
另一种是电动机安装在地面上，通过传动轴带动
多级叶轮工作而排水。
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5.4 电渗井点
电渗井点：是在轻型或喷射井点中增设电极而形成， 主要用于渗透系数小于0.1m／d的土层。
电渗井点
1一井点管； 2一电极； 3－直流电源
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
降低地下水位时，由于土颗粒流失或土
体压缩固结，易引起周周地面沉降。 由于土层的不均匀性和形成的水位呈漏 斗状，地面沉降多为不均匀沉降,可能导致周 围的建筑物倾斜、下沉、道路开裂或管线断裂。
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6、降水对周围地面的影响及预防措施
地下水位降低植物根系无法接触到潮湿层，使
城市走向荒漠化。北京的地下水位埋深已从1950年 的3～4米到现在的25米以下，有心人注意到，北京 著名的五棵松早已不复存在。 在有可能的情况下，尽量采用连续墙、护坡桩+ 桩间旋喷桩、水泥土桩+型钢、冰冻止水等帷幕隔 水方法，隔断地下水进入施工区域。 进行井点降水时,必须采取相应措施，以防造成 危害，如：回灌井点法 、设置止水帷幕法、减缓降 水速度法。
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6.1 回灌井点法
在建筑物沿基坑一边，采用回灌井，使建筑物保
持原有地下水位（地下水位降低，土层压缩下降）
(a)降水与回灌井点
(b)加阻水支护结构的回灌井点
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6.1 回灌井点法
1－原有建筑物；2－开挖基坑； 3－降水井点；4－回灌井点； 5－原有地下水位线； 6－降灌井点间水位线； 7－降水后的水位线； 8－不回灌时的水位线； 9－基坑底
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6.1 回灌井点法
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6.2 设置止水帷幕法——常用止水帷幕施工方法
(1) 高压喷射注浆法——成幕质量好，适用土层
广，但成本高；
常用
止水 帷幕 法
(2) 深层搅拌法——成本低，只适用软粘土地基；
(3) 压力灌浆法——适用土层较广，施工方便，但注
浆可控性差，形成完整帷幕较难；
(4) 冻结法——成幕质量好，适用土层广。
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6.2 设置止水帷幕法——减缓降水速度，勿使土粒带出
减缓降水速度，勿使土粒带出
(1) 利用降水曲线使其平缓，使邻近建筑物均匀沉降 办法：将井点加长，减缓降水速度 (2) 根据土粒，改换滤网
(3) 提高施工质量，确保砂滤层厚度，滤网外填砂其 直径不小于200mm
(4)井点上部1~1.5m深度用粘土封口。
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谢谢大家！
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