基坑降水方案分析課件

1、基坑降水方案分析基坑降水方案分析基坑降水形式4基坑降水基坑降水表面降水和明排水表面降水和明排水土中降水土中降水輕輕型井點(diǎn)型井點(diǎn)噴噴射井點(diǎn)射井點(diǎn)深井點(diǎn)深井點(diǎn)真真空井點(diǎn)空井點(diǎn)電電滲降水滲降水減壓減壓井井集水坑降水v在基坑坡腳做成集水溝，使溝中的水流向集水坑，再用集水泵將水抽出。集水坑底鋪上一層10一1 5 cm厚的粗砂或者分為兩層：下層為10cm厚的碎石，上層為10 cm厚的粗砂。集水坑深約為1 m，四面可用木板樁圍起，板樁通常深于挖掘底部0.5一0. 75m。（集水井）為防止流砂侵入集水坑內(nèi)，常用填塞物將縫隙塞住。集水坑降水v這樣抽水的步驟隨著基坑的挖深而重復(fù)，但抽出的水必須用橡皮管或木槽輸送到

2、遠(yuǎn)離基坑的地方，以免倒流入基坑之內(nèi)，集水坑的抽水必須在基坑施工完畢開(kāi)始填土?xí)r方可停止。這種方法的缺點(diǎn)是：地下水沿坡面或坡腳或坑底冒出，使坑底軟化或泥濘，若土中有粉土或細(xì)砂的透鏡體時(shí)，則將有潛水冒出，形成地下潛蝕而使附近地面沉降或邊坡塌陷。集水坑降水v由于等待邊坡和土的滲水排出，使挖掘速度減緩。若坡度不陡或滲流水不多，則邊坡基坑底的反濾層是有效的。表面降水和明排水合用法v大多數(shù)在地下水位以下透水性土中的開(kāi)挖是采用打入木板樁或鋼板樁的方法，挖去板樁范圍內(nèi)的土，抽去由板樁底滲出的水。這種開(kāi)挖方法，地下水經(jīng)由板樁底進(jìn)入被圍的基坑內(nèi)。由于在板樁內(nèi)的水位降落比板樁外的水位要快得多，地下水和滲流水在板樁壁和

3、板樁底將產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力。表面降水和明排水合用法v若水位差達(dá)到相當(dāng)大時(shí)，在坑底的滲透壓力將使土產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，喪失土的抗剪強(qiáng)度并在底部支撐處產(chǎn)生過(guò)大的荷載，可能使支撐斷裂或破壞，在某些情況下，還可能產(chǎn)生管涌現(xiàn)象.從而使板樁下的土淘空，以致基坑全部破壞。土中降水法-井點(diǎn)系統(tǒng)v井點(diǎn)系統(tǒng)，又稱(chēng)輕型井點(diǎn)。由于地下水位較高，而井點(diǎn)能降低地下水位的有效深度為4.5m左右，井點(diǎn)的濾管直徑為50 m m，長(zhǎng)約1m ,濾網(wǎng)可用銅或不銹鋼網(wǎng)制成，末端可以封閉，亦可用自射式。自射式的優(yōu)點(diǎn)是在井點(diǎn)沉設(shè)過(guò)程中，將高壓水關(guān)小，然后填砂，使粗砂易于聚集在濾管周?chē)?，在運(yùn)轉(zhuǎn)中井點(diǎn)不易堵塞.但缺點(diǎn)是橡皮球閥和環(huán)閥常易磨損而須經(jīng)常掉

4、換。土中降水法-井點(diǎn)系統(tǒng)v封閉式濾管，而在沉設(shè)時(shí)加用沖管鉆孔。井點(diǎn)排列成線狀或環(huán)狀，視基坑的形狀而定，其間距一般為0.8一2.4m，并與125mm的總管用彎聯(lián)管或愷裝塑料管聯(lián)接，總管則與帶有離心泵和真空泵的抽水設(shè)備相連，或者和水射泵相連。這一整套布置稱(chēng)為并點(diǎn)系統(tǒng)或輕型井點(diǎn)。井點(diǎn)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的降水方法。特別是對(duì)小基坑、降低水位不深時(shí)尤為適宜和經(jīng)濟(jì)。井點(diǎn)系統(tǒng)也可設(shè)置多級(jí)。土中降水法-噴射井點(diǎn)v自高壓泵輸入的水流，經(jīng)輸水導(dǎo)管而達(dá)到噴嘴，在噴嘴處由于截面縮小，流速驟增到極大值，水流即以此流速?zèng)_入混合室中。由于噴嘴處流速增加，水流中的壓力即相應(yīng)地減低，而達(dá)到某一預(yù)定的真空度；因此，大氣壓力即將

5、所欲提升的地下水經(jīng)吸入管壓入混合室中。土中降水法-噴射井點(diǎn)v此時(shí)，工作水流與被吸入的水流混合而產(chǎn)生直接的能量交換，同時(shí)混合室的截面積逐漸增加，流速漸減，最后以正常的速度流出井點(diǎn)噴射井點(diǎn)一級(jí)能提升離地面30m以?xún)?nèi)的地下水，并能在井點(diǎn)底部產(chǎn)生250mm水銀柱的真空度，但因能量消耗很大，所以其工作效率一般只有30%，同時(shí)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，噴嘴與混合室常須檢驗(yàn)并掉換，特別是濾層填料不好時(shí)，常有細(xì)砂帶入，使噴嘴特別易于磨損。土中降水法-深井點(diǎn)v適用于水量大、降水深的場(chǎng)合，當(dāng)土粒較粗、滲透系數(shù)很大，而透水層厚度也大時(shí)，一般用井點(diǎn)系統(tǒng)或噴射井點(diǎn)不能奏效，此時(shí)采用深井點(diǎn)較為適宜。其優(yōu)點(diǎn)是降水的深度大、范圍也大，因

6、此可布置在基坑施工范圍以外，使其排水時(shí)的降落曲線達(dá)到基坑之下。深井點(diǎn)可單用，亦可和井點(diǎn)系統(tǒng)合用。此時(shí)井點(diǎn)系統(tǒng)通常應(yīng)布置在基坑周?chē)钠履_處，用以吸取由于深井點(diǎn)間距較大而流來(lái)的少量地下水。土中降水法-真空井點(diǎn)v當(dāng)基坑處于滲透系數(shù)較小的細(xì)粒粉土的場(chǎng)合時(shí)，用普通井點(diǎn)己不能成功地降水，這是因?yàn)橥林杏幸徊糠钟捎诿?xì)管力的作用而不能用重力的方法抽出。因此必須采用真空井點(diǎn)降水。真空降水是在井點(diǎn)的頂部用粘土或膨潤(rùn)土封住，其厚度約為1一1 . 5m，以保持濾管和其填料內(nèi)的真空度，從而使井點(diǎn)的水力坡降增加，特別是在層狀土的情況下，在井點(diǎn)周?chē)耐帘淮髿鈮毫λ€(wěn)定，阻止?jié)B流趨向基坑并增加土的有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度。土中降水

7、法-真空井點(diǎn)v這種情況的降水要求其井點(diǎn)的間距要小，從而使地下水易于抽出.就井點(diǎn)系統(tǒng)而言，其在濾管及其周?chē)奶盍系膬粽婵斩?，等于在總管的真空度減去井點(diǎn)管的長(zhǎng)度。因此，如果降水超過(guò)4. 5m，則在系統(tǒng)內(nèi)所能獲得的真空度就相對(duì)地小了。土中降水法-真空井點(diǎn)v如果再有較大的空氣損失(如總管、彎聯(lián)管及其他各處接合不嚴(yán)，封口粘上失效等等)，那就需要另外增加一臺(tái)真空泵，以保證系統(tǒng)內(nèi)獲得最大的真空度。除封口處的粉質(zhì)粘土外，所有多層土的地下水都能受到真空的作用而流向?yàn)V管及其周?chē)奶盍?。土中降水?電滲降水v大多數(shù)的土都可按上述方法進(jìn)行降水，但對(duì)更細(xì)顆粒的土，如一些粉土、粘質(zhì)粉土和細(xì)粒粘土等，用上述方法將不能成功地

8、降水，此時(shí)可采用電滲降水，其原理為在上述的土中插入二個(gè)電極，并施加一定強(qiáng)度的直流電，則發(fā)現(xiàn)土中的水將與土分離，由陽(yáng)極流向陰級(jí)，若將井點(diǎn)作為陰級(jí)，則可將分離的水抽出這樣，本來(lái)土中抽不出的趨向基坑邊坡并減低穩(wěn)定性的地下水，由于施加直流電的影響就滲流到井點(diǎn)排出，從而增加了土的強(qiáng)度和邊坡的穩(wěn)定性。土中降水法-減壓井v當(dāng)大型基坑下部伏有不透水層或弱透水層，而其下又為承壓水層時(shí)，盡管在邊坡有井點(diǎn)降水，由于開(kāi)挖后上覆壓力的減小，下伏的承壓水壓力將會(huì)使基坑底隆起或產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。若底部不透水層的靜水壓力流網(wǎng)大于上覆有效土重，則基坑底薄弱處或薄層處將發(fā)生局部隆起和涌砂，這將拖延施工或使擬建筑物基礎(chǔ)不能使用。這種情

9、況可事先考慮在基坑頂布設(shè)深井來(lái)減除承壓水的壓力，或者在基坑開(kāi)挖過(guò)程中將承壓力減壓到一定的高程。土中降水法-其他情況v若開(kāi)挖基坑的土顆粒愈往下愈粗，例如上面為粉土或粉砂而下部為更為透水的中粗砂時(shí)，則可在基坑周?chē)跬杆酝翆拥纳疃确秶鷥?nèi)打砂井，而將深井的濾網(wǎng)部分打入較粗顆粒的砂層。這樣，砂井由于受深井降水的影響，上層透水性較小的土層中的土，會(huì)流向下層而由深井抽出。例如如有些工程要避免明挖，但若用深井，其連管部分的水流不足以使深井抽汲，在這種情況下，可以用水平排水法。其方法為在需降低水位的地段設(shè)置一豎井。土中降水法-其他情況v豎井中相當(dāng)于抽水部位鑿洞，然后將一系列穿孔的管水平地向所要求的降水地方壓出

10、，其長(zhǎng)度和方向可隨需要而定，由水平穿孔管中流來(lái)的地下水，則由潛水泵或其他泵從豎井中抽出。實(shí)施措施v地質(zhì)情況：了解地基土分層地質(zhì)柱狀圖及地質(zhì)剖面圖，各層巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，地下水類(lèi)型及埋藏情況，水文地址情況，水質(zhì)分析結(jié)果，特別是土層的滲透性。土的滲透系數(shù)取決土的形成條件、顆粒級(jí)配、膠體顆粒含量和土的結(jié)構(gòu)等因素，因此場(chǎng)區(qū)土層的不同深度和不同方位的滲透系數(shù)是不同的。實(shí)施措施v滲透系數(shù)計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性，勢(shì)必直接影響降水方案的選擇。由于影響滲透系數(shù)的因數(shù)復(fù)雜，一般勘察報(bào)告提供的數(shù)值多是室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，誤差往往較大，只能供降水設(shè)計(jì)時(shí)參考，對(duì)重要工程應(yīng)做現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)加以確定。實(shí)施措施場(chǎng)地地下水情況潛潛 水水承承 壓壓 水水潛水潛水儲(chǔ)儲(chǔ)存于地表存于地表與與第一第一層層不透水不透水層層之之間間，是無(wú)，是無(wú)壓壓力重力水，可向四周滲透力重力水，可向四周滲透。從從工程工程實(shí)踐來(lái)實(shí)踐來(lái)看，潛水大多看，潛水大多來(lái)來(lái)源于源于大大氣氣降水和地下埋降水和地下埋設(shè)設(shè)的上下水管道破的上下水管道破裂漏水，主要裂漏水，主要積積存于地表下存于地表下雜填雜填土和土和老建筑物被沖刷掏空的地基中。老建筑物被沖刷掏空的地基中。承承壓壓水水儲(chǔ)儲(chǔ)存于存于兩個(gè)兩個(gè)不透水不透水層層之之間間