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土方工程中常用的降水方法
田洋洋
（土木建筑工程学院 学号：20*** 指导老师：高睿）
摘要：实际工程中在开挖基坑、地槽或其他土方工程施工时，地下水和地面水会不断地渗入坑内，如不及时排除，不但会使施工条件恶化，造成边坡失稳、基坑流砂、坑底隆起、坑底管涌，还会影响地基的承载力，甚至会造成边坡坍塌等安全事故。因此，在土方工程施工中，做好施工排水工作，保持土体干燥是十分重要的。文章主要探讨土方工程施工排水技术及方法。
关键词：井点降水；集水井降水；施工方法：方法探讨；发展前景
引言：施工排水可分为排除地面水和降低地下水两类。降低地下水主要有重力降水(如集水井、明渠等)和强制降水(如轻型井点、深井点、电渗井点等)。在土方工程中采用较多的是集水井降水和轻型井点降水，这也是本文着重要介绍的降水方法。
1.排除地面水
为了保证土方工程施工的顺利进行，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，尤其在雨季施工能尽快把地面水排走。在施工区域内考虑临时排水时，应注与原市政排水系统相适应，以避免引起不必要的麻烦。地面水的排除通常可以通过采用设置排水沟，截水沟或者修筑土坝等设施来进行。设置排水沟时应尽量利用自然地形，以便将水直接排出场地之外，或者流入低洼处再用水泵抽走。一般排水沟的横断面不小于0.5x0.5m，纵向坡度应根据地形确定，一般应不小于3%，平坦地区不小于2%，沼泽地区可以减至1%。
在山坡地区施工，应在较高一面的山坡上，先做好永久性截水沟，或者设置临时截水沟，来阻止山坡水流入施工现场。在平坦的地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还须修筑土堤，用来阻止场地外的水流入场地。另外，排水出口应设置在远离建筑物或者构筑物的低洼地点，并且要保证排水的顺畅性。
2.降低地下水 2.1井点降水法
2.1.1井点降水法的定义
井点降水法,是在拟建工程的基坑周围设置带有滤管的降水管,配置一定的抽水设备,在基坑开挖前和开挖过程中不间断地将地下水抽走,使基坑范围内的地下水降低至设计深度。井点法防水适用于具有不同几何形状的基坑,它有克服流砂、稳定边坡的作用。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。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、深井井点。在我国,井点降水法是新中国成立后才逐步发展起来的。在工程的基坑、基槽附近埋设大量的渗水井点管,与此同时地面组装抽水管路系统,通过井群连续抽吸地下水,使基坑范围内的地下水位降低到基坑以下一定深度,以保持基坑干燥状态。通常把这一方法叫做井点降水法。
2.1.2井点降水法的施工方法
平面布置：当基坑或沟槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度以不小于槽宽为宜。反之，则应采用双排井点，位于地下水流上游的一排井点管的间距应小些，下游的一排井点管的间距可大些。当基坑面积较时，则应采用环形井点。井点管距离基坑壁不应小于1.0～1.5 m，间距一般为0.8～1.6m。高程布置：井点降水深度，从理论上讲可达到10.3m，但考虑抽水设备的水头损失以后，其实际降水深度一般不超过 6m。如井点管埋设深度小于降水深度6m时，则可用一级井点；埋设深度稍大于6m时，如降低井点管的埋置面后，可满足降水深度要求时，仍可采用一级井点；当一级井点达不到降水深度的要求时，则可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后再在其底部装设第二级井点。此外，在确定井点管埋置深度时，还要考虑井点管露出地面0.2～0.3m，滤管必须埋在透水层内。
2.1.3井点管的埋设与使用
轻型井点的施工，包括下列几个过程：准备工作、井点系统的埋设、使用及拆除。轻型井点的安装程序是按设计布置方案，先排放总管，再埋设井点管，然后用弯联管将井点管与总管连接，最后安装抽水设备。井点管的埋设可以利用冲水管冲孔，或钻孔后将井点管沉入，也可用带套管的水冲法及振动水冲法下沉 埋设。认真做好井点管的埋设和孔壁与井点管之间砂滤层的填灌，是保证井点系统顺利抽水和降低地下水位的关键，因此应注意：冲孔过程中，孔洞必须保持垂直，孔径一般为300mm，孔径上下要一致，冲孔深度要比滤管深0.5m左右，以保证井点管周围及滤管底部有足够的滤层。砂滤层宜选用粗砂，以免堵塞管的网眼。砂滤层灌好后，距地面下0.5～1m的深度内，应用粘土封口捣实，防止漏气。井点管埋设完毕后，即可将其与总管连接并开启抽水设备进行试抽水，检查有无漏水、漏气现象，出水是否正常。轻型井点使用时，应保证连续不断地抽水，若时抽时停，滤网易于堵塞；中途停抽，地下水回升，也会引起边坡塌方等事故。正常的出水规律是“先大后小，先浑后清”。真空泵的真空度是判断井点系统运转是否良好的尺度，必须经常观测，造成真空度不够的原因较多，但通常是由于管路系统漏气的原因，应及时检查，采取措施。井点管淤塞，一般可采用如下简便方法检查：听管内水流声响；手扶管壁有振动感；夏、冬季手摸管子有夏冷、冬暖感等。
2.1.4井点降水法的优点
井点降水法具有下列优点:施工简便,操作技易于掌握;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。
2.2集水井降水
2.2.1集水井降水的定义
集水井降水也称为基坑排水，是指在基坑开挖过程中，在基坑底设置集水井，并在基坑底四周或者中央开挖排水沟，使得水流入集水井内，然后用水泵抽走的一种施工排水方式。这种方法施工方便，设备简单，降水费用低，管理维护较为简单，应用最为广泛。主要适用于土质情况较好，地下水不很旺，一般基础和中等面积基础群和建筑基坑的排水。
2.2.2集水井降水施工方法 四周的排水沟及集水井应设置在地下水流的上游，并距基础边线0.4m以 外。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔20～40m设置一个。集水井的直径或宽度一般为0.7～0.8 m。井壁可用竹、木等简易加固。排水沟底宽一般不小300mm，沟底纵向坡度一般不小3％，排水沟至少比基坑底低 0.3～0.4m，集水井底应比排水沟底低0.5m以上。随着基坑开挖逐步加深，沟底和井底均保持这一高度差。当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1～2m，并铺设0.3m碎石滤水层，以免在抽水时将泥砂抽出，并防止井底的土体被搅动。
2.2.3集水井的创新做法
采用钢管焊接制成的集水井能够完全解决集水井渗漏的难题。钢制的集水井整体性好，易加工，施工方便。特别是后期补做集水井时无须施工降水，将焊接好的集水井排水管末端伸入渗水沟内以保证渗水沟内的水能顺利流入集水井里，待安装到位后，井四周回填夯实并浇筑好排水管末端的混凝土不让地下水渗入沟内即可。钢制集水井的管径、排水钢管的管径、两管连接点的上下位置、排水管的长度及端头弯头形式，都可以根据实际的排水量、场地空间的大小等作适当调整。很多电缆沟、管沟安装使用一段时间后，沟内开始渗水，由于沟内电缆或管道密布、空间狭小且无明显的漏水点，采用钢制的集水井收到了事半功倍的效果。
3.流砂的防治
3.1流砂现象及其危害
粒径很小、无塑性的土壤，在动水压力的推动下，极易失去稳定，而随地下水一起流动涌入坑内，这种现象称流砂现象。失去承载力，施工人员难以立足，施工条件恶化；土边挖边冒，难以达到设计深度；引起塌方，使附近建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌；拖延工期，增加施工费用。因此，在施工前，必须对工程地质 资料和水文资料进行详细的调查和研究，采取有效措施防治流砂现象。
3.2 产生流砂的原因
产生流砂现象的原因有内因和外因。内因取决于土壤的性质，当土的孔隙 率大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象经常发生在细砂、粉砂和亚砂土中，但是否会发生流砂现象，还要看外因条件，即地下水及其产生动水压力的大小。
3.3 防治流砂的方法
①枯水期施工。因地下水位低，坑内外水位差小，动水压力减小，从而可预防和减轻流砂现象。
②打板桩。将板桩沿基坑周围打入不透水层，便可起到截住水流的作用；或者打入坑底面一定深度，这样将地下水引至坑底以下流入基坑，不仅增加了渗流长度，而且改变了动水压力的方向，从而达到减小动水压力的目的。
③水中挖土。水中挖土即不排水施工，使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工，不排水下沉，进行水中挖土，水下浇筑混凝土等。
④人工降低地下水位。人工降低地下水位即截住水流，不让地下水流入基坑，不仅可防治流砂和土壁塌方。
⑤地下连续墙法。此法是沿基坑周围先浇筑一道地下连续墙，从而起到承重、截水和防流砂的作用，它又是深基础施工的可靠支护结构。
⑥抛大石块，抢速度施工。如在施工过程中发生局部的或轻微的流砂现象，可组织人力分段抢挖，挖至标高后，立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力，在未产生流砂现象前，将基础分段施工完毕。
4.降水方法的发展前景
随着我国社会主义现代化建设的进一步深入，地下建筑行业也必将进入一个新的发展高峰期，加上现在正在蓬勃发展的各种房屋建筑以及道路桥梁设计，地下降水在工程项目中必将扮演着越来越重要的角色。未来的降水方法会在现有的成熟的技术的基础上，加以改良和创新，成为新的高效节能的技术。
5.结束语
随着高层超高层建筑的越来越多，为了做好土方工程的安全施工工作，在施工过程中，要根据实际情况做好施工排水，保持土壤干湿度满足施工要求，各种各样的降水方法必将被越来越多的应用。希望我们在今后的施工中，对好的施 工方法及施工经验，多学习多积累，为建筑业的发展多作贡献。
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Tian Yangyang（School of Civil and Architectural Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, P.R.China No.20*** Tutor Gao Rui）
Abstract：In practical engineering in the excavation of foundation pit, or a geosyncline other earthworks construction, groundwater and surface water will constantly infiltration pits, if not promptly removed will not only worsen the terms of construction, resulting in slope, foundation pit quicksand, heave, bottom piping, will also affect the foundation bearing capacity, even cause slope collapse and other accidents.Therefore, in the construction of earthwork construction, drainage, soil drying is very important.This paper mainly discues the earthwork construction drainage technology and methods.Key words：Well point dewatering;water collecting well;construction method;method discuion;development prospect
