1.2基坑支護(hù)與排降水ppt課件

1、項(xiàng)目一項(xiàng)目一 基礎(chǔ)工程施工基礎(chǔ)工程施工 單元單元1.21.2：基坑支護(hù)與排降：基坑支護(hù)與排降水水 喀喇沁旗建筑工程學(xué)?？咂旖ㄖこ虒W(xué)校趙彩紅趙彩紅單元單元1.2：基坑支護(hù)與排降水：基坑支護(hù)與排降水 一、能力要求一、能力要求1、能合理選擇基坑排降水方法、能合理選擇基坑排降水方法 2、能進(jìn)行輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)、能進(jìn)行輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)3、能編制輕型井點(diǎn)降水施工專項(xiàng)方案、能編制輕型井點(diǎn)降水施工專項(xiàng)方案二、知識要求二、知識要求1、了解集水井排水和井點(diǎn)降水的目的及適用范圍，、了解集水井排水和井點(diǎn)降水的目的及適用范圍， 掌握其設(shè)計(jì)方法掌握其設(shè)計(jì)方法2、了解抽水設(shè)備的性能參數(shù)、了解抽水設(shè)備的性能參數(shù)3、熟悉

2、輕型井點(diǎn)的施工方法、熟悉輕型井點(diǎn)的施工方法相關(guān)支撐知識相關(guān)支撐知識 一、土方邊坡一、土方邊坡 土壁穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持土壁穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有：造成土壁塌方的主要原因有：1、邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)、邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。 2、雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能、雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。力降低，是

3、造成塌方的主要原因。3、基坑、基坑(槽槽)邊緣附近大量堆土，或停放機(jī)具、資料，邊緣附近大量堆土，或停放機(jī)具、資料，或由于動(dòng)荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土或由于動(dòng)荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強(qiáng)度。體的抗剪強(qiáng)度。土方邊坡的坡度是以土方挖方深度土方邊坡的坡度是以土方挖方深度H與底寬與底寬B之比表示。即之比表示。即式中式中m=B/H稱為邊坡系數(shù)。稱為邊坡系數(shù)。圖圖1.1 土方邊坡土方邊坡 規(guī)范規(guī)定：永久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計(jì)要求放坡。臨時(shí)性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.1的要求。 表1.1 臨時(shí)性挖方邊坡值 土的類別 邊坡值(高寬) 砂土(不包括細(xì)砂、粉砂) 1 1.251 1.50

4、一般性粘土 硬 1 0.751 1 .00硬、塑 1 1.001 1.25 軟 1 1.50或更緩 碎石類土 充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土 1 0.501 1.00 充填砂土 1 1.001 1.50 基槽、管溝開挖時(shí)，如地質(zhì)條件和周圍環(huán)境允許，可采用放坡開挖。否則應(yīng)進(jìn)行土壁支撐。開挖較窄的溝槽，多用橫撐式土壁支撐。v 橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。v 根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類(見圖1.2)。 二、基槽管溝土壁支撐二、基槽管溝土壁支撐圖圖1.2 橫撐式支撐橫撐式支撐三、淺基坑支護(hù)三、淺基坑支護(hù)淺基坑支護(hù)方法較多，一般有

5、斜撐式支撐、拉錨支撐、短柱橫隔支撐、臨時(shí)擋土墻支撐等。排樁墻支護(hù)排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)包括板樁(鋼板樁支護(hù) 、H型鋼樁加擋板支護(hù) )、灌注樁、預(yù)制樁等類型樁構(gòu)成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。四、深基坑支護(hù)四、深基坑支護(hù)v鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。v平板樁(圖1.3(a)防水和承受軸向壓力性能良好，易打入地下，但長軸方向抗彎強(qiáng)度較??；v波浪式板樁圖1.3(b)）的防水和抗彎性能都較好，施工中多采用。 鋼板樁支護(hù)鋼板樁支護(hù)圖圖1.3 常用的鋼板樁常用的鋼板樁圖圖1.4 拉森鋼板樁拉森鋼板樁H H型鋼樁加擋板支護(hù)型鋼樁加擋板支護(hù)圖1.5 型鋼樁橫檔板支護(hù)1一型鋼樁； 2一橫向擋土板；3木楔灌注樁支護(hù)灌注樁支護(hù)柱列式

6、灌注樁排樁，是我國應(yīng)用廣泛的一種柱列式灌注樁排樁，是我國應(yīng)用廣泛的一種樁排式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。樁排式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。柱列式灌注樁排樁多為間隔布置，分為樁與柱列式灌注樁排樁多為間隔布置，分為樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式，上部設(shè)聯(lián)系梁樁相切的密排布置形式，上部設(shè)聯(lián)系梁 。由于不具備擋水功能，在地下水位較高的地由于不具備擋水功能，在地下水位較高的地區(qū)應(yīng)用則需采取擋水措施，如在樁間樁背區(qū)應(yīng)用則需采取擋水措施，如在樁間樁背采用高壓注漿、設(shè)置深層攪拌樁、旋噴樁采用高壓注漿、設(shè)置深層攪拌樁、旋噴樁等 ， 或 在 樁 后 專 門 構(gòu) 筑 擋 水 帷 幕 。

7、等 ， 或 在 樁 后 專 門 構(gòu) 筑 擋 水 帷 幕 。 圖1.6 擋土灌注樁支護(hù)形式（a間隔式；（b雙排式；（c連續(xù)式1擋土灌注樁；2連系梁圈梁）；3前排樁；4后排樁水泥土樁墻支護(hù)水泥土樁墻支護(hù)水泥土樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)指水泥土攪拌樁包水泥土樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)指水泥土攪拌樁包括加括加筋水泥土攪拌樁）、高壓噴射注漿樁所構(gòu)筋水泥土攪拌樁）、高壓噴射注漿樁所構(gòu)成的成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 圖1.7 水泥土墻的一般構(gòu)造（a水泥土墻剖面；（b連續(xù)式勁性水泥土墻平面；（c格柵式平面布置1攪拌樁；2插筋；3面板；4H型鋼；41（a）（c）內(nèi)支撐和拉錨內(nèi)支撐和拉錨n深度較大的基坑，為使圍護(hù)墻經(jīng)濟(jì)合理和受力后變形的控制在

8、一定范圍內(nèi)，都需沿圍護(hù)墻豎向增設(shè)支承點(diǎn)，以減小跨度。如在坑內(nèi)對圍護(hù)墻加設(shè)支承稱為內(nèi)支撐；如在坑外對圍護(hù)墻拉設(shè)支承，則稱拉錨。n支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐，內(nèi)支承受力合理、安全可靠、易于控制圍護(hù)墻的變形，但內(nèi)支撐的設(shè)置給基坑內(nèi)挖土和地下室結(jié)構(gòu)的支模和澆筑帶來一些不便，需通過換撐加以解決。n用拉錨拉結(jié)圍護(hù)墻，坑內(nèi)施工無任何阻擋，但用于軟土地區(qū)錨桿變形較難控制，且錨桿有一定長度，在建筑物密集地區(qū)如超出紅線尚需專門申請，否則是不允許使用。 圖1.8 擋土灌注樁支護(hù)形式（a懸臂式；（b斜撐式；（c錨拉式；（d錨桿式；（e內(nèi)撐式1擋墻；2圍檁連梁）；3支撐；4斜撐；5拉錨；6錨桿；7先施工的基礎(chǔ)；8支承柱（a）（b

9、）（c）（d）H0.30.5H1（e）圖1.9 土層錨桿構(gòu)造圖 1擋墻；2承托支架；3橫梁；4臺座；5承壓墊板；6錨具；7鋼拉桿；8水泥漿或砂漿錨固體；9非錨固段；10滑動(dòng)面；D錨固體直徑：d拉桿直徑 910土釘墻支護(hù)土釘墻支護(hù)土釘支護(hù)是在基坑土釘支護(hù)是在基坑開挖一定深度時(shí)開挖一定深度時(shí), ,在坡面用機(jī)械鉆在坡面用機(jī)械鉆較密排的孔較密排的孔, ,孔孔內(nèi)放置鋼筋注水內(nèi)放置鋼筋注水泥漿泥漿, ,在坡面安裝在坡面安裝鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng), ,噴射混噴射混凝土凝土, ,使土體使土體, ,土土釘與噴射混凝土釘與噴射混凝土結(jié)合結(jié)合, ,然后再開然后再開挖挖, ,鋼筋網(wǎng)必須鋼筋網(wǎng)必須上下連結(jié)上下連結(jié), ,再如再如上

10、法施工。上法施工。 圖1.10 土釘墻支護(hù)1土釘；2噴射混凝土面層；3墊板 圖圖1.11 土釘墻支護(hù)土釘墻支護(hù)地下連續(xù)墻支護(hù)地下連續(xù)墻支護(hù)地下連續(xù)墻是在基坑四周澆筑具有相當(dāng)寬地下連續(xù)墻是在基坑四周澆筑具有相當(dāng)寬度度( (如如80cm)80cm)的鋼筋混凝土封閉的墻。它的鋼筋混凝土封閉的墻。它可以是建筑地下室外墻結(jié)構(gòu)可以是建筑地下室外墻結(jié)構(gòu), ,具有承重、具有承重、擋土、防水抗?jié)B的多種功能擋土、防水抗?jié)B的多種功能; ;也可以是基也可以是基坑的臨時(shí)維護(hù)結(jié)構(gòu)坑的臨時(shí)維護(hù)結(jié)構(gòu), ,則只有擋土和防水抗則只有擋土和防水抗?jié)B功能。滲功能。 逆作法施工逆作法施工 逆作法施工是利用地下室工程的梁、板結(jié)逆作法施工

11、是利用地下室工程的梁、板結(jié)構(gòu)作為支撐構(gòu)作為支撐, ,從上往下施工地面下的工程從上往下施工地面下的工程一般用地下連續(xù)墻作為地下室外墻，施一般用地下連續(xù)墻作為地下室外墻，施工時(shí)須加臨時(shí)支柱，先在地面完成一層工時(shí)須加臨時(shí)支柱，先在地面完成一層底板作為水平支撐，然后地上和地下施底板作為水平支撐，然后地上和地下施工同時(shí)進(jìn)行。工同時(shí)進(jìn)行。 為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明溝排水法和井點(diǎn)降水法。 （一）（一） 明溝排水法明溝排水法 明溝排水法是一種設(shè)備簡單、應(yīng)用明溝排水法是一種設(shè)備簡單、應(yīng)用普遍的人工降低水位的方法。普遍的人工降低水

12、位的方法。施工原理：開挖基坑或溝槽過程中，遇到地下施工原理：開挖基坑或溝槽過程中，遇到地下水或地表水時(shí)，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上水或地表水時(shí)，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游，沿坑底的周圍開挖排水溝，設(shè)置集水井，游，沿坑底的周圍開挖排水溝，設(shè)置集水井，使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外( (見圖見圖1.12)1.12)。圖1.12 集水井降水明溝排水法適用于水流較大的粗粒土層的明溝排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和粉砂土層，土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和粉

13、砂土層，因?yàn)榈叵滤疂B出會帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)因?yàn)榈叵滤疂B出會帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。象。 n集水明排法施工過程：集水明排法施工過程：n包括基礎(chǔ)開挖、設(shè)置排水溝和集水井、選用水包括基礎(chǔ)開挖、設(shè)置排水溝和集水井、選用水泵和現(xiàn)場安裝、抽水、拆除設(shè)備等。泵和現(xiàn)場安裝、抽水、拆除設(shè)備等。n（1 1排水溝、集水井隨基礎(chǔ)開挖逐層設(shè)置，排水溝、集水井隨基礎(chǔ)開挖逐層設(shè)置，并設(shè)置在擬建建筑基礎(chǔ)邊凈距并設(shè)置在擬建建筑基礎(chǔ)邊凈距0.4m0.4m以外，排水以外，排水溝邊緣離開邊坡坡腳不應(yīng)小于溝邊緣離開邊坡坡腳不應(yīng)小于0.3m0.3m；n（在基坑四角或每隔（在基坑四角或每隔3040m3040m應(yīng)設(shè)一個(gè)集水應(yīng)設(shè)一個(gè)集水井；

14、井；n（排水溝底面應(yīng)比挖土面低（排水溝底面應(yīng)比挖土面低0.30.4m0.30.4m，集，集水井底面應(yīng)比溝底面低水井底面應(yīng)比溝底面低0.5m0.5m以上；以上；n（排水溝縱向坡度宜控制在（排水溝縱向坡度宜控制在1212；n（溝、井截面根據(jù)排水量確定，排水量V應(yīng)滿足下列要求：nV1.5Q（125）n式中 Q基坑總涌水量，按有關(guān)情況和規(guī)定計(jì)算。 n基抗排水用的水泵主要有離心泵、潛水泵和軟軸水泵等。 n 水泵的主要性能包括：流量、總揚(yáng)程、吸水揚(yáng)程和功率等。流量是指水泵單位時(shí)間內(nèi)的出水量。揚(yáng)程是水泵能揚(yáng)水的高度，也稱水頭?？倱P(yáng)程包括吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程。由于水經(jīng)過管路有阻力而引起水頭損失，因此要扣除損失揚(yáng)

15、程后才是實(shí)際揚(yáng)程。v流砂：當(dāng)基坑挖至地下水位以下時(shí)，坑底下面的土由于受到水的浮力和動(dòng)水壓力的作用，使土粒隨地下水涌入基坑的現(xiàn)象稱為流砂。v流砂現(xiàn)象主要發(fā)生在土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂的土層。 流砂現(xiàn)象v如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)采取減小動(dòng)水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：v枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； v水中挖土?xí)r，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡； v井點(diǎn)降水法v打板樁法、設(shè)地下連續(xù)墻，阻斷水流線路，防止流砂產(chǎn)生。 n井點(diǎn)降水：基坑開挖前，在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，在基坑開挖前和開挖過程中，利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下

16、，直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。 n井點(diǎn)降水有兩類：一類為輕型井點(diǎn)(包括電滲井點(diǎn)與噴射井點(diǎn))；另一類為管井點(diǎn)(深井泵)。 n對不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式，表1.2為常用的降水形式。 （二井點(diǎn)降水法（二井點(diǎn)降水法 表1.2 降水類型及適用條件 適合條件降水類型滲透系數(shù)(cm/s) 可能降低的水位深度(m) 輕型井點(diǎn)多級輕型井點(diǎn) 10-210-5 36612 噴射井點(diǎn) 10-310-6 820 電滲井點(diǎn) 10-6 宜配合其他形式降水使用 深井井管 10-5 10 (1) 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn) 輕型井點(diǎn)(圖1.13)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點(diǎn)管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管

17、連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.150m/d的土層中；降低水位深度：一級輕型井點(diǎn)36m，二級井點(diǎn)可達(dá)69m。 圖1.13 輕型井點(diǎn)降低地下水位全貌圖n輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管等。 濾管(圖1.18)為進(jìn)水設(shè)備，其構(gòu)造是否合理對抽水設(shè)備影響很大。 圖1.14 構(gòu)造圖輕型井點(diǎn)的布置 平面布置當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過5m時(shí)，可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度(圖1.15)。 圖1.15 單排線狀井點(diǎn)的

18、布置v如寬度大于6m或土質(zhì)不定，滲透系數(shù)較大時(shí)，宜用雙排井點(diǎn)，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(diǎn)(圖1.16)。v為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點(diǎn)。 圖1.16 環(huán)排井點(diǎn)的布置v高程布置v在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點(diǎn)降水深度一般不超過6m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計(jì)算(圖1.17）： 式中 H1井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離，m； h基坑中心處坑底面(單排井點(diǎn)時(shí)，為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離，一般為0.51.0m； i地下水降落坡度；環(huán)狀井點(diǎn)為1/10，單排線狀井點(diǎn)為1/4； L井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離(單排井點(diǎn)中為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)

19、的水平距離)，m。 1H +h+iLH v當(dāng)一級井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時(shí)，可采用二級井點(diǎn)，即先挖去第一級井點(diǎn)所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級井點(diǎn)，使降水深度增加圖1.17）。 圖1.17 二級輕型井點(diǎn)示意圖3 3輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算 （1) 1) 井型判定井型判定輕型井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量的計(jì)算比較復(fù)雜，影響因素很多如輕型井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量的計(jì)算比較復(fù)雜，影響因素很多如水文地質(zhì)條件、抽水設(shè)備等），很難做出精確計(jì)算，一水文地質(zhì)條件、抽水設(shè)備等），很難做出精確計(jì)算，一般是按水井理論來計(jì)算涌水量，其值僅為近似值。般是按水井理論來計(jì)算涌水量，其值僅為近似值。井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量的計(jì)算，首先要判定井的類型。井點(diǎn)系

20、統(tǒng)涌水量的計(jì)算，首先要判定井的類型。水井根據(jù)其井底是否達(dá)到不透水層，分為完整井與非完整水井根據(jù)其井底是否達(dá)到不透水層，分為完整井與非完整井。井底達(dá)到不透水層的為完整井，否則為非完整井。井。井底達(dá)到不透水層的為完整井，否則為非完整井。根據(jù)地下水是否受不透水層的壓力分為承壓井與潛水井根據(jù)地下水是否受不透水層的壓力分為承壓井與潛水井( (無壓無壓) )。濾管布置在地下兩層不透水層之間，地下水面。濾管布置在地下兩層不透水層之間，地下水面承受不透水層的壓力，抽吸承壓層間地下水的，稱為承承受不透水層的壓力，抽吸承壓層間地下水的，稱為承壓井；若地下水上部為透水層，地下水是無壓潛水，稱壓井；若地下水上部為透水

21、層，地下水是無壓潛水，稱為潛水井。為潛水井。n綜上所述，水井大致可分為四種類型：綜上所述，水井大致可分為四種類型：n潛水完整井，地下水上部均為透水層，井底達(dá)潛水完整井，地下水上部均為透水層，井底達(dá)到不透水層；到不透水層；n潛水非完整井，地下水上部均為透水層，井底潛水非完整井，地下水上部均為透水層，井底未達(dá)到不透水層；未達(dá)到不透水層；n承壓完整井，濾管布置在充滿地下水的兩層不承壓完整井，濾管布置在充滿地下水的兩層不透水層之間，地下水有壓力，井底達(dá)到不透水透水層之間，地下水有壓力，井底達(dá)到不透水層；層；n承壓非完整井，濾管布置在充滿地下水的兩層承壓非完整井，濾管布置在充滿地下水的兩層不透水層之間，

22、地下水有壓力，井底未達(dá)到下不透水層之間，地下水有壓力，井底未達(dá)到下層的不透水層。層的不透水層。圖圖1-18 水井的分類水井的分類（a無壓完整井；（無壓完整井；（b無壓非完整井無壓非完整井c承壓完整井承壓完整井d承壓非完整井承壓非完整井（2涌水量計(jì)算 無壓完整涌水量 圖1-19 環(huán)形井點(diǎn)涌水量計(jì)算簡圖 (a)無壓完整井；(b)無壓非完整井 (m3d) 0lgxlgRS)S(2HK366.1Qn式中 K滲透系數(shù)(md)，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)測定，n表13僅供參考；n H含水層厚度(m)；n S水位降低值(m)；n R抽水影響半徑(m)，?。簄 x0環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑(m)：n n F基坑周圍井點(diǎn)管所包圍的面積(m2)。 HKS95. 1R Fx0n無壓非完整井涌水量 (m3d) 00lgxlgRS)S(2HK366. 1Q 有效深度H0值 表13S(S l)0.20.30.50.8H01.3(S l)1.5(S l)1.7(S l)1.85(S l)注：表中注：表中S為井管內(nèi)水位降低深度；為井管內(nèi)水位降低深度；l為濾管長度。為濾管長度。n承壓完整井涌水量n承壓完整井環(huán)形井點(diǎn)