2.1 明溝排水
2.1.1 明溝排水
坑(槽)開挖時,為排除滲入坑(槽)的地下水和流入坑(槽)內的地面水,一般采用明溝排水;它是最簡單應用普通的一種方法,除細砂土外適用于各種土質。
明溝排水是將流入坑(槽)內的水,經排水溝將水匯集到集水井,然后用水泵抽走。排水系統如圖2.1所示。
明溝法排水通常是當坑(槽)開挖到接近地下水位時,先在坑(槽)中央開挖排溝,使地下水不斷地流入排水溝,再開挖排水溝兩側土。如此一層層挖下去,直至挖到近槽底設計高程時,將排水溝移至溝槽一側或兩側。開挖示意圖如圖2.2所示。

圖2.1 明溝排水系統圖
1—集水井;2—進水口;3—橫撐;4—豎撐板;5—排水溝

圖2.2 排水溝開挖示意圖
1、2—排水溝
排水溝的斷面尺寸,應根據地下水量及溝槽的大小來決定,一般排水溝的底寬不小于0.3m,排水溝深應大于0.3m,排水溝的縱向坡度不應小于1%~5%,且坡向集水井。若在穩定性較差的土壤中,可在排水溝內埋設多孔排水管,并在周圍鋪卵石或碎石加固,也可在排水溝內設支撐。集水井一般設在管線一側或設在低洼處,以減少集水井土方開挖量。為便于集水井集水,應設在地下水來水方向上游的坑(槽)一側,同時在基礎范圍以外。通常集水井距坑(槽)底應有1~2m的距離。
集水井直徑或寬度,一般為0.7~0.8m,集水井底與排水溝底應有一定的高差,一般開挖過程中集水井底始終低于排水溝底0.7~1.0m,當坑(槽)挖至設計標高后,集水井底應低于排水溝底1~2m。
為保證集水井附近的槽底穩定,集水井與槽底有一定距離,在坑(槽)與集水井間設進水口,進水口的寬度一般為1~1.2m。為了保證進水口的堅固,應采用木板、竹板支撐。
排水溝、進水口需要經常疏通,集水井需要經常清除井底的積泥,保持必要的存水深度以保證水泵的正常工作。集水井排水常用的水泵有離心泵、潛水泵和潛污泵。
離心泵的選擇,主要根據流量和揚程。離心泵的安裝,應注意吸水管接頭是否吸氣及吸水頭部至少沉入水面以下0.5m,以免吸入空氣,影響水泵的正常使用。
潛水泵具有整體性好、體積小、質量輕、移動方便及開泵時不需灌水等優點,在施工排水中廣泛應用。潛水泵使用時,應注意不得脫水空轉,也不得抽升含泥沙量過大的泥漿水,以免燒壞電動機。
明溝排水是一種常用的簡易的降水方法,適用于少量地下水的排除,以及槽內的地表水和雨水的排除。對軟土或土層中含有細砂、粉砂或淤泥層,不宜采用這種方法。
2.1.2 涌水量計算
合理選擇水泵型號,應計算總涌水量。
1.干河床
Q=1.36KH2/〔lg(R+r0)-lgr0〕 (2.1)
式中:Q——基坑總涌水量(m3/d);
K——滲透系數(m/d),如表2.1所示;
H——穩定水位至坑底的深度(m);當基底以下為深厚透水層時,H值可增加3~4m;
R——影響半徑(m),如表2.1所示;
r0——基坑半徑(m)。矩形基坑,r0=U(L+B)/4;不規則基坑r0=(F/π)1/2。其中,L與B分別為基坑的長與寬,F為基坑面積;U值如表2.2所示。
表2.1 各種巖層的滲透系數及影響半徑

表2.2 U值

2.基坑近河流
Q=1.36KH2/lg(2D/r0) (2.2)
式中:D——基坑距河邊的距離(m);其余同式(2.1)。
選擇水泵時,水泵總排水量一般采用基坑總涌水量的1.5~2.0倍。