基坑排水探析

工程施工东北水利水电2012年第4期[文章编号】1002—0624(2012)04-0032—02基坑排水探析张连强1，王晓东2(1．依兰县水务局，黑龙江依兰154800；2．依兰县水务局安兴水库，黑龙江依兰154843)[中图分类号]TV223．5[文献标识码]B1基坑初期排水在选定排水设备的容量时，需估计初期排水量大小，根据地质情况、工期长短、施工条件等因素来确定，可按下式估算：Q=孚式中：9——排水设备容量，m3／s；卜积水体积系数，大中型工程可采用4～10，小型采用2-3；——基坑的积水体积，m3；卜初期排水时间，s。排水时间受基坑水位下降速度的限制。允许下降速度视围堰型式、地基特性及基坑内水深而定。水位下降太快，则围堰或基坑边坡中动水压力变化过大，容易引起塌坡；下降太慢，则影响基坑开挖时间。因此下降速度限制在0．5-1．0m／d以内。根据初期排水流量即可确定所需的排水设备容量。排水设备选择容量不同的离心式水泵，以便组合使用。初期排水泵站的布置，有固定式和浮动式两种类型。当基坑内水深较大时，可将水泵逐级下放至坑内平台，或用浮动泵站。2经常性排水基坑内积水排除后，围堰内外的水位差增大，此时渗透量相应增大。因此，初期排水工作完成后，应接着进行经常性排水。2．1明沟排水法基坑明沟排水是指基坑开挖和建筑物施工过程中，在基坑内布置明式排水系统，包括排水沟、·32·集水井和水泵站。1)排水系统的布置。通常应考虑两种不同情况：一种是基坑开挖过程中的排水系统布置；另一种是基坑开挖完成后修建建筑物时的排水系统布置。基坑开挖过程中布置排水系统，应以不妨碍开挖和运输工作为原则，一般将排水干沟布置在基坑中部，以利两侧出土。随着基坑开挖工作的进展，应逐渐加深排水沟，通常保持干沟深度为1．0～1．5m，支沟深度为0．3～0．5m，集水井底部应低于干沟的沟底。修建建筑物时的排水系统，通常布置在基坑四周。排水沟应布置在建筑物轮线外侧，且距离基坑边坡坡脚不小于0．3～0．5r排水沟的断面尺寸和底坡大小，取决于排水量大小。集水井布置在建筑物轮廓线以外较低的地方，干沟、集水井与建筑物外缘的距离应考虑立模、堆放材料、交通等所需要的宽度。2)渗透流量的计算。渗透流量计算的目的在于确定排水设备的容量。渗透流量的详细计算方法，可参阅有关论著。这里仅将估算渗透流量常用的公式列出，供参考。a)围堰的渗透流量。透水地基上的均质土围堰，每米长围堰渗入基坑的渗透流量p可以近似地按下式求得：n(日+)一(T-y)V————一式中：p——每米长围堰渗入基坑的渗透流量，m3／(d·m)；K——围堰与透水层的平均渗透系数，m／d；日——上游水深，m；卜透水层厚度，m；广生箜塑东北水利水电工程施工排水沟水面至沟顶的距离，m；——等于。+z，为基底宽，m；卜_一下游坡脚至排水沟边缘的距离，m。b)基坑渗透流量。一般可按单井公式计算基坑渗透流量。在非承压水层中，基坑开挖到不透水层时，其渗透流量可按无压完整井公式计算：6警口r式中：Q——基坑的渗透流量，m3／d；——含水层厚度，m；^——基坑内水深，m；尺——地下水位下降曲线的影响半径，m；r——把非圆形基坑化成假想的相当圆井时的化引半径，m。对于不规则形状的基坑：r=．＼／V7r式中：基坑平面面积(各井中心连线围成的面积)，m2。对于矩形基坑：r：田式中：——基坑长度，m；B——基坑宽度，m；——基坑形状系数，可根据B／L的比值表查出，见表1。表1基坑形状系数值，'B／L00．2O．40．60．81．0rl1．01．121．161．181．181．18地下水位下降曲线的影响半径R及地基渗透系数K等资料最好通过勘测试验求得。在初步计算时，值可引用经验数据确定：细砂为100—200m；中砂为250~500m：粗砂为700-1000m。当基坑在透水地基上时，可根据1m水头下1m2基坑面积的渗透流量值来估算渗透流量。见表2。表21m水头下、1mz基坑面积的渗透流量土类细砂中砂粗砂砂砾石有裂缝岩石渗透流量／rn3·h-i0．160．240．30O．350．05．10降水可按一般暴雨考虑，超过200nm为宜。施工废水(指冲洗和养护水)可忽略不计。2．2人工降低地下水位法在基坑开挖之前，在基坑周围钻设一些滤水管(井)，并在基坑开挖及基坑内结构施工过程中仍不断抽水，使基坑内土壤始终保持干燥状态。人工降低地下水位方法，可以改善基坑内的施工条件，防止流砂现象发生，基坑边坡可以陡些，从而大大减少挖方量。一般应使地下水位降到开挖的基坑底部0．5~1．0m以下。1)管井排水法。是在基坑周围布置一些单独工作，内径20～40cm的管井，适用于渗透系数K=10~250m／d的土层，地下水在重力作用下流入井中，每口井用一台普通离心泵、潜水泵或深井泵抽水，分别可降低水位3