基坑排水與降水工程施工技術(shù)培訓(xùn)講義（70頁(yè))ppt課件

1、基坑排水與降水內(nèi)容提要基坑排水與降水的危害根底施工中受地表水和地下水的影響流砂及其防治井點(diǎn)降水法1234輕型井點(diǎn)的施工5降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施61、基坑排水與降水的危害1、基坑排水與降水的危害2、根底施工中受哪些水影響 根底施工中受哪些水影響？地表水地下水2、根底施工中受哪些水影響地面排水2.1 地面排水 排除地面水(包括雨水、施工用水、生活污水等)常采用在基坑周?chē)O(shè)置排水溝、截水溝或筑土堤等方法，并盡量利用原有的排水系統(tǒng)，或?qū)簳r(shí)性排水設(shè)備與永久性設(shè)備相結(jié)合運(yùn)用。 2、根底施工中受哪些水影響集水井排水或降水 2.2 集水井排水或降水 集水井法是在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，沿坑底的周?chē)蛑醒腴_(kāi)挖

2、排水溝，并在基坑邊角處設(shè)置集水井。將水匯入集水井內(nèi)，用水泵抽走。這種方法可用于基坑排水，也可用于降水。2.2 集水井排水或降水集水井降水法 集水井降水法 1排水溝；2集水井；3離心式水泵；4根底邊線(xiàn)；5原地下水位線(xiàn)；6降低后地下水位線(xiàn)2.2 集水井排水或降水排水溝、集水井設(shè)置 排水溝的設(shè)置 排水溝底寬應(yīng)不少于0.20.3m，溝底設(shè)有0.20.5的縱坡， 在開(kāi)挖階段，排水溝深度應(yīng)一直堅(jiān)持比挖土面低0.40.5m。 集水井的設(shè)置 間距：應(yīng)根據(jù)水量大小、基坑平面外形及水泵才干確定，普通為2040m；井深：集水井在基坑開(kāi)挖過(guò)程比開(kāi)挖面低0.71.0m，開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后比坑底低12m。 2.2 集水井排

3、水或降水水泵性能與選用離心泵:泵體是由泵殼、泵軸及葉輪等主要部件組成，其管路系統(tǒng)包括濾網(wǎng)與底閥、吸水管及出水管等。 2.2 集水井排水或降水集水井排水特點(diǎn)(1) 設(shè)備簡(jiǎn)單、排水方便，費(fèi)用較低。(2) 適于粗粒土層和滲流量小的黏土層。(3) 細(xì)砂或粉砂土層易發(fā)生塌方或流砂。(4) 地下水位較高的黏土層易發(fā)生坑底隆起。(5) 適于降水深的較淺的情況，普通不超越 5m。3、流砂及其防治流沙發(fā)生的緣由 動(dòng)水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動(dòng)中的地下水對(duì)土顆粒產(chǎn)生的壓力稱(chēng)為動(dòng)水壓力，其性質(zhì)經(jīng)過(guò)圖所示的實(shí)驗(yàn)闡明。 3、流砂及其防治流沙發(fā)生的緣由由上式可知，動(dòng)水壓GD與水力坡度I成正比，水位差越大，動(dòng)水壓力越大

4、，而浸透路程越長(zhǎng)，動(dòng)水壓力越小。 3、流砂及其防治流沙發(fā)生的緣由 產(chǎn)生流砂景象主要是由于地下水的水力坡度大，即動(dòng)水壓力大，而且動(dòng)水壓力的方向(與水流方向一致)與土的重力方向相反，不僅受水的浮力，而且受動(dòng)水壓力的作用，有向上舉的趨勢(shì)，當(dāng)動(dòng)水壓力等于或大于土的浸水密度時(shí)，土顆粒處于懸浮形狀，并隨地下水一同流入基坑，即發(fā)生流砂景象。 3、流砂及其防治流沙發(fā)生的緣由流砂防治的主要途徑是減小或平衡動(dòng)水壓力或改動(dòng)其方向。詳細(xì)措施為：1、搶挖法2、水下挖土法 3、打鋼板樁或作地下延續(xù)墻法4、在枯水季節(jié)開(kāi)挖5、井點(diǎn)降水法4、井點(diǎn)降水法 井點(diǎn)降水法：就是在基坑開(kāi)挖前，預(yù)先在基坑周?chē)裨O(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，利

5、用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降落到坑底標(biāo)高以下，并堅(jiān)持至回填完成或地下構(gòu)造有足夠的抗浮才干為止。 常用方法有：輕型井點(diǎn)、放射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)和電滲井點(diǎn)等 4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備1、輕型井點(diǎn)設(shè)備 輕型井點(diǎn)設(shè)備是由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括：井點(diǎn)管(由井管和濾管銜接而成)、彎聯(lián)管及總管等。 4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備濾管構(gòu)造1鋼管；2管壁上的小孔；3纏繞的塑料管；4細(xì)濾網(wǎng)；5粗濾網(wǎng)；6粗鐵絲維護(hù)網(wǎng)；7井管；8鑄鐵頭 4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備真空泵輕型井點(diǎn)設(shè)備任務(wù)原理簡(jiǎn)圖 l濾管；2井管；3彎管；4閥門(mén)；5集水總管；6閘門(mén)：7濾網(wǎng)，8過(guò)濾室，9淘砂

6、孔；10水氣分別器；11浮筒；12閥門(mén)：13真空計(jì)；14進(jìn)水管；15真空計(jì)；16副水氣分別器；17擋水板；18放水口；19真空泵；20電動(dòng)機(jī)；2l冷卻水管；22冷卻水箱；23循環(huán)水泵；24離心水泵4、井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)射流泵抽水設(shè)備任務(wù)簡(jiǎn)圖(a)任務(wù)簡(jiǎn)圖；(b)射流器構(gòu)造1一水泵；2一射流器；3一進(jìn)水管；4一總管；5一井點(diǎn)管；6一循環(huán)水箱；7隔板；8一泄水口；9一真空表；10一壓力表；11一噴嘴：12一噴管；13一接水管4.2 輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置平面布置高程布置單排井點(diǎn)布置環(huán)形井點(diǎn)布置4.2 輕型井點(diǎn)布置平面布置單排井點(diǎn)布置簡(jiǎn)圖 (a)平面布置；(b)高程布置1一總管；2井點(diǎn)

7、管；3一抽水設(shè)備4.2 輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置環(huán)形井點(diǎn)布置簡(jiǎn)圖 (a)平面布置；(b)高程布置1一總管；2井點(diǎn)管；3一抽水設(shè)備4.2 輕型井點(diǎn)布置高程布置井管的埋置深度 ，可按下式計(jì)算： 其中： 總管平臺(tái)面至基坑底面的間隔(m)； 基坑中心線(xiàn)底面至降低后的地下水位線(xiàn)的間隔，普通取0.51.0m； 水力坡度，根據(jù)實(shí)測(cè)：環(huán)形井點(diǎn)為110，單排線(xiàn)狀井點(diǎn)為14； 基坑中心到井點(diǎn)的間隔。 4.2 輕型井點(diǎn)布置高程布置二級(jí)輕型井點(diǎn)1第一層井點(diǎn)管；2第二層井點(diǎn)管4.3 輕型井點(diǎn)計(jì)算地下含水構(gòu)造的種類(lèi)地下含水構(gòu)造的種類(lèi)4.3 輕型井點(diǎn)計(jì)算地下含水構(gòu)造的種類(lèi)因此自然界的巖石可分為透水層和不透水層： 巖石中有一

8、定的孔隙地下水能再巖石中賦存與運(yùn)動(dòng)巖石孔隙度越大，含水量越大，透水性越好孔隙度越小，含水量越少，透水性越差透水層與不透水層4.3 輕型井點(diǎn)計(jì)算地下含水構(gòu)造的種類(lèi)透水層可以透過(guò)地下水的巖層。主要有：砂巖層、砂礫巖層以及裂隙、洞穴發(fā)育的其它巖石。其中儲(chǔ)滿(mǎn)地下水的部分稱(chēng)為含水層。 不透水層不能透過(guò)地下水的巖層。主要有：粘土、頁(yè)巖、巖漿巖、蛻變巖等。不透水層對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)起著阻隔作用，又稱(chēng)為隔水層。 兩者之間過(guò)渡類(lèi)型稱(chēng)為半弱透水層。如泥巖、亞粘土、黃土等。 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型水井分類(lèi)4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型水井分類(lèi)水井的分類(lèi)：a無(wú)壓完好井；b無(wú)壓非完好井c承壓完好井d承壓非完好井4.4 輕型

9、井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算(1) 無(wú)壓完好涌水量 井點(diǎn)涌水量計(jì)算簡(jiǎn)圖4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算2無(wú)承壓完好井4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算利用杜比公式：4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算積分常數(shù)由邊境條件確定：4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算完全普通井的浸潤(rùn)線(xiàn)方程R稱(chēng)為井的影響半徑，R以外的地下水將不受該井的影響。當(dāng)r=R時(shí)，z=H, 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算式中: K浸透系數(shù)(md)，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定；H含水層厚度(m)；S水位降低值(m)；R抽水影響半徑(m)，取：x0環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑(m)： F基坑周?chē)c(diǎn)管所包圍的面積(m2)。 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型

10、涌水量計(jì)算(3) 無(wú)壓非完好井涌水量 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算有效深度H0值注：表中S 為井管內(nèi)水位降低深度； l為濾管長(zhǎng)度。 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算(4) 承壓完好井涌水量 承壓完好井環(huán)形井點(diǎn)涌水量計(jì)算公式為：式中： M承壓含水層厚度(m)K、R、x0、S與公式前述公式一樣4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算承壓完好井涌水量計(jì)算表示圖4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型確定井點(diǎn)管數(shù)量與井距確定井點(diǎn)管數(shù)量與井距(1) 單井最大出水量(2) 最少井?dāng)?shù)(3) 最大井距4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型確定井點(diǎn)管數(shù)量與井距單井最大出水量 單井的最大出水量q，主要取決于土的浸透系數(shù)、濾管的構(gòu)造

11、與尺寸，按下式確定：式中:d濾管直徑(m)；l濾管長(zhǎng)度(m)；K浸透系數(shù)(md)。4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算(2) 最少井?dāng)?shù) 井點(diǎn)管的最少根數(shù)nmin ，按下式計(jì)算： 式中 1.1備用系數(shù)，思索井點(diǎn)管堵塞等要素。 其它符號(hào)同前。 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算(3) 最大井距m式中: L總管長(zhǎng)度(m)； 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類(lèi)型涌水量計(jì)算確定井點(diǎn)管間距時(shí)，還應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：(1) 井距過(guò)小時(shí)，彼此干擾大，影響出水量，因此井距必需大于15倍管徑。(2)在浸透系數(shù)小的土中井距宜小些，否那么水位降落時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。(3)接近河流處，井點(diǎn)宜適當(dāng)加密。(4)井距應(yīng)能與總管上的接頭間距相配合。

12、根據(jù)實(shí)踐采用的井點(diǎn)管間距，最后確定所需的井點(diǎn)管根數(shù)。5、 輕型井點(diǎn)的施工埋設(shè)井點(diǎn)的程序是 ：放線(xiàn)定位打井孔埋設(shè)井點(diǎn)管安裝總管用彎聯(lián)管講井點(diǎn)管與總管接通安裝抽水設(shè)備5、 輕型井點(diǎn)的施工井點(diǎn)管的埋設(shè)(a) 沖孔；(b)埋管1一沖管；2一沖嘴；3一膠皮管；4一高壓水泵；5一壓力表；6一同重吊鉤；7一井點(diǎn)管；8一濾管；9一填砂；10一粘土封口5、 輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)施工1、放射井點(diǎn)2、管井井點(diǎn)3、深井井點(diǎn)4、電滲井點(diǎn)5.1 放射井點(diǎn) 當(dāng)基坑開(kāi)挖較深，降水深度要求較大時(shí)，可采用放射井點(diǎn)降水。其降水深度可達(dá)820 m，可用于浸透系數(shù)為0.150 md的砂土、淤泥質(zhì)土層。 5.1 放射井點(diǎn)放射井點(diǎn)施工順

13、序：安裝水泵設(shè)備及泵的進(jìn)出水管鋪設(shè)進(jìn)水總管和回水總管沉設(shè)井點(diǎn)管包括灌填砂濾料接通進(jìn)水總管后及時(shí)進(jìn)展單根試抽、檢驗(yàn)接通回水總管，全面試抽全部井點(diǎn)管沉終了檢查整個(gè)降水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及降 水效果。5.1 放射井點(diǎn)放射井點(diǎn)設(shè)備及平面布置簡(jiǎn)圖 (a)放射井點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)圖；(b)放射揚(yáng)水器原理圖；(c)放射井點(diǎn)平面布置5.1 放射井點(diǎn)1放射井管；2濾管；3進(jìn)水總管；4排水總管；5一高壓水泵；6集水池；7水泵；8內(nèi)管；9外管；10噴嘴；11混合室；12分散管；13壓力表5.2 管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)： 就是沿基坑每隔一定間隔設(shè)置一個(gè)管井，每個(gè)管井單獨(dú)用一臺(tái)水泵不斷抽水來(lái)降低地下水位。在土的浸透系數(shù)大(20200md)

14、的土層中，宜采用管井井點(diǎn)。管井井點(diǎn)設(shè)備： 主要是由管井、吸水管及水泵組成 5.2 管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)1一沉砂管；2一鋼筋焊接骨架；3濾網(wǎng)；4管身；5吸水管；6離心泵；7小礫石過(guò)濾層；8粘土封口；9混凝土實(shí)管；10無(wú)砂混凝土管；11潛水泵；12一出水管5.3 深井井點(diǎn) 當(dāng)要求井內(nèi)降水深度超越15m時(shí)，可在管井中運(yùn)用深井泵抽水。這種井點(diǎn)稱(chēng)為深井井點(diǎn)或深管井井點(diǎn)。深井井點(diǎn)普通可降低水位3040m，有的甚至可達(dá)百米以上。 深井潛水泵有兩種類(lèi)型：一種是深井潛水泵 另一種是電動(dòng)機(jī)安裝在地面上，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)多級(jí)葉輪任務(wù)而排水。 5.4 電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)：是在輕型或放射井點(diǎn)中增設(shè)電極而構(gòu)成， 主要用于浸透系數(shù)

15、小于0.1md的土層。 電滲井點(diǎn) 1一井點(diǎn)管；2一電極；3直流電源6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施 6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施 6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施 降低地下水位時(shí)，由于土顆粒流失或土體緊縮固結(jié)，易引起周周地面沉降。 由于土層的不均勻性和構(gòu)成的水位呈漏斗狀，地面沉降多為不均勻沉降,能夠?qū)е轮車(chē)慕ㄖ飪A斜、下沉、道路開(kāi)裂或管線(xiàn)斷裂。 6、降水對(duì)周?chē)孛娴挠绊懠邦A(yù)防措施 地下水位降低植物根系無(wú)法接觸到潮濕層，使城市走向荒漠化。北京的地下水位埋深已從1950年的34米到如今

16、的25米以下，有心人留意到，北京著名的五棵松早已不復(fù)存在。 在有能夠的情況下，盡量采用延續(xù)墻、護(hù)坡樁+樁間旋噴樁、水泥土樁+型鋼、冰凍止水等帷幕隔水方法，隔斷地下水進(jìn)入施工區(qū)域。 進(jìn)展井點(diǎn)降水時(shí),必需采取相應(yīng)措施，以防呵斥危害，如：回灌井點(diǎn)法 、設(shè)置止水帷幕法、減緩降水速度法。6.1 回灌井點(diǎn)法 在建筑物沿基坑一邊，采用回灌井，使建筑物堅(jiān)持原有地下水位地下水位降低，土層緊縮下降(a)降水與回灌井點(diǎn)(b)加阻水支護(hù)構(gòu)造的回灌井點(diǎn) 6.1 回灌井點(diǎn)法1原有建筑物；2開(kāi)挖基坑；3降水井點(diǎn)；4回灌井點(diǎn)；5原有地下水位線(xiàn)；6降灌井點(diǎn)間水位線(xiàn)；7降水后的水位線(xiàn)；8不回灌時(shí)的水位線(xiàn)；9基坑底6.1 回灌井點(diǎn)法6.2 設(shè)置止水帷幕法常用止水帷幕施工方法 常用止水帷幕法(1) 高壓放射注漿法成幕