施工技術(shù)第五次課

1、1.3.3地面(dmin)排水與降低地下水位 （一）排除(pich)地面水的途徑 1、 設(shè)置排水溝（疏） 設(shè)置在施工區(qū)域邊緣或道路兩側(cè)； 橫斷面500500，縱向坡度不小于2至低洼處（或集水井內(nèi)），用水泵抽走。共五十一頁(yè)2、 開(kāi)挖(ki w)截水溝（堵） 宜用于山區(qū)場(chǎng)地(chngd)平整的排水；在較高山坡上開(kāi)挖一截水溝。3、 砌筑擋水土堤 宜用于低洼地區(qū)施工； 在施工區(qū)域四周修筑以防雨水及地表水流入共五十一頁(yè)（二）降低(jingd)地下水方法 集水坑(shu kn)降水法、井點(diǎn)降水法及設(shè)防滲帷幕。1、 集水坑降水法 （明排法） “ 截，疏，抽”： 1）截 截住水流，將排水溝設(shè)置在地下水的上游；

2、 2）疏 疏散積水； 3）抽 設(shè)置集水井，用抽水設(shè)備排水。（水井一般每隔2040m設(shè)置一個(gè)）共五十一頁(yè)2、 井點(diǎn)降水(jingshu)法 （不僅是一種(y zhn)降水、排水措施，也是一種(y zhn)地基加固方法）共五十一頁(yè)一、集水坑(shu kn)降水法(動(dòng)畫(huà)) 集水坑(shu kn)降水，邊挖邊降 注：a. 不適用于細(xì)砂、粉砂土的降水。問(wèn)題：對(duì)于這種土質(zhì)條件，為什么不能采用集水坑降水法？那應(yīng)采用什么方法呢？后面將講到“井點(diǎn)降水法”共五十一頁(yè)集水井降水法是在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，在基坑范圍以外設(shè)置(shzh)集水坑，并沿坑底的周?chē)蛑醒腴_(kāi)挖排水溝，使水流入集水坑中，然后用水泵抽走（集水坑降水法）

3、。共五十一頁(yè)為了防止基底土的顆粒隨水流失而使土結(jié)構(gòu)受到破壞，集水井應(yīng)設(shè)置于基礎(chǔ)范圍之外，地下水走向的上游。根據(jù)地下水量，基坑平面形狀及水泵的抽水能力，每隔2040m設(shè)置一個(gè)集水井。集水井的直徑(zhjng)或?qū)挾纫话銥?.60.8m，其深度隨著挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.71.0m。井壁可用竹木等簡(jiǎn)易加固。當(dāng)基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，井底應(yīng)低于坑底12m，并鋪設(shè)0.3m碎石濾水層，以免由于抽水時(shí)間較長(zhǎng)而將泥砂抽出，并防止井底的土被攪動(dòng)。共五十一頁(yè)b. 水泵選用：離心泵、潛水泵、軟軸水泵 （較少采用）常用于基坑排水適于地下水量較大的基坑排水共五十一頁(yè)共五十一頁(yè)（2）水泵(shubng)及選用

4、水泵的種類(lèi)很多，在建筑上最常用有離心水泵和潛水泵。其主要性能包括：流量、揚(yáng)程和功率等。水泵的流量和揚(yáng)程應(yīng)滿足基坑涌水量和坑底降水深度要求。通常情況下水泵的抽水量應(yīng)大于集水井的涌水量，否則坑內(nèi)水會(huì)越積越多，將基坑土泡軟。選擇離心水泵的要點(diǎn)有：1）正確確定水泵安裝高度。由于水經(jīng)過(guò)管有阻力而引起水頭(揚(yáng)程)損失，通常實(shí)際吸水揚(yáng)程可規(guī)定值中吸水揚(yáng)程減去0.8(無(wú)底閥)1.2 m(有底閥)來(lái)進(jìn)行估算。2）水泵流量應(yīng)大于基坑內(nèi)的涌水量。一般選用口徑為24 in（吋）(5.0810.16 cm)的排水管，能滿足水泵流量的要求。3）吸水揚(yáng)程應(yīng)與降水深度保持一致若不能保持一致時(shí)，可另選離心水泵，亦可將離心水泵安

5、裝位置降低至基坑放線土壁臺(tái)階或坑底上。共五十一頁(yè)圖1-36 明溝、集水井(shujng)排水方法1-排水明溝；2-集水井；3-離心式水泵；4-設(shè)備基礎(chǔ)或建筑物基礎(chǔ)邊線；5-原地下水位線；6-降低后地下水位線圖1-37 分層明溝、集水井排水法1-底層排水溝；2-底層集水井；3-二層排水溝；4-二層集水井；5-水泵(shubng)；6-原地下水位線；7-降低后地下水位線共五十一頁(yè)c.排水溝的截面尺寸和集水井(shujng)的個(gè)數(shù)是根據(jù)坑底涌水量的大小、基礎(chǔ)的形狀和水泵的抽水能力來(lái)確定 。 一般排水溝的 溝底低于挖土面為0.4m0.5m，集水井應(yīng)設(shè)在基礎(chǔ)范圍(fnwi)以外的邊角處。排水溝向集水井方

6、向保持13的縱向坡度,每間隔2040m設(shè)置一個(gè)集水井，其直徑或?qū)挾葹?.60.8m 。 集水井深度隨挖土深度增加而加深，始終低于挖土面0.81.0m。共五十一頁(yè) d. 流砂的現(xiàn)象、危害、發(fā)生的關(guān)鍵(gunjin)以及防治措施 當(dāng)開(kāi)挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂時(shí)，如果采用集水井法降水開(kāi)挖，在挖至地下水位以下時(shí)，坑底下面(xi mian)的土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱(chēng)為流砂現(xiàn)象。 流砂現(xiàn)象的危害 發(fā)生流砂時(shí)，土完全喪失承載能力，施工條件惡化，并有引起附近建筑物下沉的危險(xiǎn)。 共五十一頁(yè)用抽水機(jī)在基坑底明排水粉細(xì)沙隨地下水流入基坑，產(chǎn)生流沙 在基坑開(kāi)挖(ki w)和地下結(jié)

7、構(gòu)施工中，必須防止流沙，以免支護(hù)失效發(fā)生重大基坑坍塌事故。共五十一頁(yè) 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)(wi c)因泥沙隨水滲流進(jìn)入基坑，造成局部沉陷坍塌事故 上海、廣東、江蘇、山東、浙江等地均有多雨季節(jié)，地下水充沛，基坑土方開(kāi)挖時(shí)排水或降水不當(dāng)，均有可能造成支護(hù)結(jié)構(gòu)(jigu)失效坍塌事故。共五十一頁(yè) 流砂現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵 動(dòng)水壓力的大小(dxio)與方向。 流砂現(xiàn)象(xinxing)的防治途徑 主要是減小或平衡動(dòng)水壓力，或者改變動(dòng)水 壓力的方向。共五十一頁(yè)當(dāng)水由高水位處流向低水位的處時(shí)，水在土中滲流過(guò)程中受到土顆粒的阻力，同時(shí)(tngsh)水對(duì)土顆粒也作用一個(gè)壓力，這個(gè)壓力叫做動(dòng)水壓力GD。動(dòng)水壓力與水的重

8、力密度和水力坡度有關(guān)：式中 GD動(dòng)水壓力(kN/m3)； w水的重力(zhngl)密度； I水力坡度(等于水位差除以滲流路線長(zhǎng)度)。共五十一頁(yè) 流砂現(xiàn)象(xinxing)的防治的具體措施 1）枯水期施工法。如條件許可，盡量安排在枯水期施工，使最高地下水位距坑底不小于0.5m。 2）水下挖土法。水中挖土?xí)r，不抽水或少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡。 3）搶挖法。即組織分段搶挖，使挖土的速度大于冒砂速度，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后立即拋大石塊以平衡動(dòng)水壓力，壓住流砂。 4）井點(diǎn)降水法。 5）打鋼板樁法。 6）地下連續(xù)墻法。共五十一頁(yè)二、井點(diǎn)降水(jingshu)法 在基坑開(kāi)挖深度較大、地下水位較高、土質(zhì)

9、較差（如細(xì)砂、粉砂等）情況(qngkung)下，要考慮采用井點(diǎn)降水法。 a、井點(diǎn)降水法 在基坑開(kāi)挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管，利用抽水設(shè)備抽水，使地下水位降至坑底以下，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中仍不斷抽水，直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。 共五十一頁(yè)b、井點(diǎn)降水的類(lèi)型及選擇(xunz)方法 a）類(lèi)型：輕型(qn xn)井點(diǎn)，噴射井點(diǎn)，管井井點(diǎn)，深井井點(diǎn)以及電滲井點(diǎn)。 b）選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素： 土的滲透系數(shù) （K） 降低水位的深度（H） 工程特點(diǎn) 設(shè)備條件及經(jīng)濟(jì)條件共五十一頁(yè)（其中輕型井點(diǎn)采用較為廣泛，下面(xi mian)將做重點(diǎn)介紹）共五十一頁(yè)a、輕型井點(diǎn)設(shè)備(shbi)組成及布置a）輕型

10、井點(diǎn)設(shè)備(shbi)組成管路系統(tǒng)：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管抽水設(shè)備：真空泵、離心泵和水氣分離器輕型井點(diǎn)設(shè)備工作原理（動(dòng)畫(huà)）1.輕型井點(diǎn) 共五十一頁(yè)共五十一頁(yè)在地下水豐富地區(qū)，當(dāng)土的滲透系數(shù)為0.11m/d時(shí)，常采用輕型(qn xn)井點(diǎn)降水共五十一頁(yè) 輕型井點(diǎn)降水(jingshu)系統(tǒng)組成 彎連管 總管(zn un) 井點(diǎn)管共五十一頁(yè) 真空泵共五十一頁(yè) b）井點(diǎn)布置依據(jù) 基坑的平面形狀、大小、土質(zhì)、地下水位高低及流向、降水(jingshu)深度要求等。共五十一頁(yè) 平面布置 坑寬6m （或土質(zhì)(t zh)不好），雙排布置 大面積，環(huán)形布置 高程布置 理論上可達(dá)10m左右，實(shí)際H 實(shí)際含水層厚度

11、H時(shí)，取H0=H共五十一頁(yè)（c）承壓完整(wnzhng)井系統(tǒng)承壓完整(wnzhng)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）；其他符號(hào)含義同上。共五十一頁(yè)（d）承壓非完整(wnzhng)井系統(tǒng)承壓非完整井涌水量計(jì)算公式為： 式中：l井點(diǎn)插入含水層的長(zhǎng)度(chngd)（m）；其他符號(hào)含義同上。共五十一頁(yè)b）井點(diǎn)管數(shù)量(shling)與井距確定 （a） 單根井點(diǎn)管出水量其中d 濾管直徑 (3850mm)l 濾管長(zhǎng)度 (1.01.5m)K 滲透系數(shù)(m3/d)共五十一頁(yè)（b） 井點(diǎn)管最少根數(shù)n=1.1 Q/q (根) 1.1 備用系數(shù)（c） 井點(diǎn)管間距D=L/n(m)L 總管管長(zhǎng)

12、注：井點(diǎn)管間距不宜太小，D5d；與總管上接頭尺寸相一致 盡可能采用0.8m、1.2m、1.6m或2m對(duì)于滲透系數(shù)小的土中，井距取較小值 (較計(jì)算值少)靠近河流處，井點(diǎn)管宜適當(dāng)加密。共五十一頁(yè) 1） 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)施工內(nèi)容 施工準(zhǔn)備(zhnbi)、井點(diǎn)管布置、井點(diǎn)系統(tǒng)埋設(shè)、使用及拆除。d、輕型井點(diǎn)的施工(sh gng)(動(dòng)畫(huà)、視頻) 2）施工準(zhǔn)備工作 井點(diǎn)設(shè)備、施工機(jī)具、動(dòng)力、水源、電源及必要材料的準(zhǔn)備，排水溝的開(kāi)挖，水位觀測(cè)孔的設(shè)置等。 3）井點(diǎn)系統(tǒng)的安裝順序 挖井點(diǎn)溝槽、敷設(shè)集水總管沖孔、沉設(shè)井點(diǎn)管、灌填砂濾料用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與集水總管連接安裝抽水設(shè)備試抽。共五十一頁(yè)4）井點(diǎn)系統(tǒng)(xtng)的

13、使用 （1）井點(diǎn)管的埋設(shè)(mi sh)一般用水沖法； （2）輕型井點(diǎn)系統(tǒng)全部安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行抽水試驗(yàn)，以檢查有無(wú)死井（井點(diǎn)管淤塞）或漏氣、漏水等現(xiàn)象； （3）在井點(diǎn)系統(tǒng)的使用過(guò)程中，應(yīng)連續(xù)抽水，時(shí)抽時(shí)停會(huì)抽出大量泥沙，使濾管淤塞，并可能造成鄰近建筑物因土粒流失而沉降開(kāi)裂。共五十一頁(yè)基坑開(kāi)挖與降水對(duì)鄰近建筑物的影響(yngxing)和措施 降水過(guò)程中，在建筑物密集地區(qū)或在軟土地區(qū)如因長(zhǎng)時(shí)間降水會(huì)引起周?chē)孛娌痪鶆虺两担绊戉徑ㄖ?、道路和管網(wǎng)等設(shè)施的正常使用和安全(nqun)。為防止或減少降水對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，避免產(chǎn)生過(guò)大的地面沉降，可采取下列技術(shù)措施： 減緩降水速度； 設(shè)置抗?jié)B屏幕（止水帷幕）； 回灌井法。 井點(diǎn)回灌就是在井點(diǎn)降水的同時(shí),將抽出的地下水通過(guò)回灌井點(diǎn)持續(xù)地再灌入地基土層內(nèi),使降水井點(diǎn)的影響半徑不超過(guò)回灌井點(diǎn)的范圍!共五十一頁(yè)內(nèi)容摘要1.3.3地面排水與降低地下水位。集水坑降水法、井點(diǎn)降水法及設(shè)防滲帷幕。（不僅是一種降水、排水措施，也是一種地基加固方法）。水泵的種類(lèi)很多，在建筑上最常用有離