第三章 基坑与土方工程
第一节 集水明排与降水
在基坑开挖及基础施工过程中，经常遇到地下水渗入和地表水流入坑内，土体经水浸泡后，会造成边坡失稳、坍塌，以及地基承载力下降，影响正常施工等。因此在基坑施工中，必须采取有效措施，及时进行排水、降水和地面截水工作。排水一般采用明沟排水，降水一般采用井点降水。
（一）施工准备
1. 基坑施工前，应根据工程特点、地质水文条件及周边环境，制定排水或降水方案。
2. 当基坑开挖深度不大、坑壁土体比较稳定、不易产生流砂、管涌和坍塌、土粒不致被带走时，可采用集水坑明沟排水法。
水沟或集水井的截面应根据基坑涌水量的大小确定，其排水量应满足下式要求：V ≥1.5Q 式中 V--排水量(m3/d)；
Q--基坑涌水量(m3/d)。
3. 当基坑开挖深度较大，地下水位较高，而土质较差（如粉砂、细砂等），宜采用人工降低地下水位。人工降低地下水位常用的井点降水法，有多种类型，施工时应根据工程特点、含水层分布及类别、土层渗透系数、降水深度、设备条件，并通过技术经济比较，选择适当的井点降水方法。通常可按下表选用。
降水类型及适用条件 表3.1.1
适用条件
降水类型
土层渗透系数（m/d）
可能降低的水位深度（m ）
轻型井点
0.1～50
3～6
多级轻型井点
0.1～50
6～12
喷射井点
0.1～2
8～20
电渗井点
＜0.1
根据选用的井点确定
管井井点
20～200
3～5
深井井管
10～250
＞15
4. 依据方案内容，做好人力、材料、机具的配置准备；对有关人员进行技术、安全交底。
（二）操作工艺
1. 集水坑明沟排水
（1）在基坑底或开挖面，沿基坑边一侧、二侧、四周或中央设排水明沟，在基坑四角或坑边设置集水井，使地下水沿排水沟流入集水井中，然后用抽水设备抽出基坑外。
（2）排水沟和集水井应设置在基础范围以外，地下水流向的上游。排水沟边缘离开基坑坡脚应不少于0.3m ，排水沟底宽不宜少于0.3m ，纵向坡度宜为0.1～0.2%，沟底面应比基坑底或开挖面低0.3～0.5m 。集水井在基坑四角设置外，还应沿基坑边每隔30～40m 设置一个，集水井底应比相连的排水沟低0.5～1m 或深于抽水泵进水阀的高度以上，集水井直径（或边长）宜为0.7～1.0m 。
（3）排水沟可挖成是土沟，也可用砖砌；集水井壁可砌干砖，或用木板、竹片、混凝土管支撑加固；当基坑挖至设计标高时，集水井底宜铺约0.3m 厚的碎石滤层。
（4）排水设备宜采用潜水泵、离心泵或污水泵，水泵的选型可根据排水量大小及基坑深度选用。
（5）当基坑深度较大，地下水位较高且多层土中上部有透水性较强的土层时，可在边坡不同高度分段的平台上设置多层明沟，分层排除上部土层中的地下水（即分层明沟排水法）。
2. 人工降低地下水位
（1）人工降低地下水位常用井点降水法，可分为两类，一类为真空抽水，有轻型井点（单级或多级）、电渗井点和喷射井点；另一类为非真空抽水，有管井井点和深井井点等。各类井点的设备主要由管路系统（含井点管或井管）和抽水设备两大部份组成，一般是按降水系统的设计，沿基坑的一侧或四周埋入深于坑底的井点滤管或井管（电渗井点法需另加钢管或钢筋作电渗的正极），各井点管连接总管和抽水设备，或把抽水设备安放在井管内，抽排地下水，使地下水逐渐降低，达到设计要求的降水深度。
（2）井点管或井管可采用水冲法、冲孔或钻孔法、套管法成孔埋设，放下至设计标高后，在管与孔壁间及时用洁净粗砂、砾石灌填作过滤层，管外过滤层的厚度在粉细砂含水层中为150～200mm ，在中粗砂层中不宜小于100mm ，在碎石、卵石层中不小于75mm ；滤料的粒经一般为含水层土颗粒平均粒径的6～8倍，距地表1～2m 左右深度内需用粘土或水泥砂浆封顶，以防止地表水回灌或防止漏气。
（3）连接管路系统、安装抽水设备及试抽水。轻型井点及喷射井点是联接井点管与总管、安装抽水设备；电渗井点是以轻型井点或喷射井点作负极，另打入金属棒（管）作正极，接入直流电，从而产生电渗现象，加速水的渗流；管井井点是在井管内插入吸水管，再联接水泵；深井井点则是在井管内安设潜水泵或深井泵。各项安装完成后进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。
（4）不同的井点类型其管路系统各异，各类管路系统的配置、安装等应按各自的要求执行；抽水设备可根据不同的井点类型以及涌水量、渗透系数、井点管数量与间距等来选用，各种抽水设备的技术性能可在有关手册中查得。
（三）质量标准
降水与排水施工质量检验标准 表3.1.2
序号
检查项目
允许值或允许偏差
检查方法
单位
数值
1
排水沟坡度
‰
1～2
目测：坑内不积水，沟内排水畅通
2
井管（点）垂直度
%
1
插管时目测
3
井管（点）间距（与设计相比）
%
≤150
用钢尺量
4
井管（点）插入深度（与设计相比）
mm
≤200
水准仪
5
过滤砂砾料填灌（与计算值相比）
mm
≤5
检查回填料用量
6
井点真空度：轻型井点
喷射井点
kPa
kPa
＞60
＞93
真空度表
真空度表
7
电渗井点正负极距离：
轻型井点
喷射井点
mm
mm
80～100
120～150
用钢尺量
用钢尺量
（四）施工注意事项
1. 基坑工程的排水或降水，施工前均应考虑对邻近建（构）筑物、地下及地上管线等的不利影响，并在施工过程中进行必要的监测，若发现其影响超过有关规定时，应在排水、降水方案设计中，或在施工过程中采取有效的防范措施--如采用回灌施工技术、旋喷加固土壤，或改在基坑周边做止水帷幕等。
2. 集水明排抽出的水应适当引离基坑，以防倒流或渗回基坑内，并经沉淀后再排入市政排水系统或河涌等；另外为防止地表水流入基坑内，应沿基坑顶四周设截水沟，把地表水、施工用水等引离基坑。
3. 明沟排水法宜用于粗粒土层和渗水量小的黏性土，当土层为细砂和粉砂时，渗出的和抽出的地下水均会带走细粒而发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应改用人工降低地下水位的方法。
4. 在降水施工中，井点管或井管在孔中的埋设应居中插入，井管沉放前还应进行清孔，一般用压缩空气洗井或用吊筒反复上下取出洗孔；井点管或井管周边填滤料的母岩应为硬质岩石，形状宜为圆形、亚圆形，严禁用母岩为软质岩石的填料；试抽水量宜大于设计水量，抽水时应做好工作压力、水位抽水量的记录，如抽水量及水位降值与设计不符，应及时调整降水方案；降水系统运转过程中，应随时检查观测孔中的水位。
5. 降水施工还应符合《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的有关规定。
6. 在土方开挖后，应保持降低地下水位在基坑底50cm 以下，防止地下水扰动基底土。
（五）主要安全技术措施
1. 施工现场电线应架空设置，采用三相五线制。抽水设备必须按用电安全技术规范的有关要求做好防止漏电的保护措施，实行开关箱" 一机、一闸、一漏、一箱" 制。
2. 电工要持证上岗，工人操作要按规定穿戴和配备好相应的劳动防护用品。
参考文献：
1、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
2、《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）
3、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
执笔人：李汉洞 插图：凌文轩
审核人：邹鸿洲
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