中鐵基坑排水與降水培訓(xùn)（PPT,70P）

基坑排水水與降水水內(nèi)容提提要基坑排排水與與降水水的危危害基礎(chǔ)施施工中中受地地表水水和地地下水水的影影響流砂及及其防防治井點降降水法法1234輕型井井點的的施工工5降水對對周圍圍地面面的影影響及及預(yù)防防措施施61、基坑坑排水水與降降水的的危害害1、基坑坑排水水與降降水的的危害害2、基礎(chǔ)礎(chǔ)施工工中受受哪些些水影影響基礎(chǔ)施施工中受哪哪些水水影響？？地表水水地下水水2、基礎(chǔ)礎(chǔ)施工工中受受哪些些水影影響——地面排排水2.1地面排排水排除地地面水水(包括雨雨水、、施工工用水水、生生活污污水等等)常采用用在基基坑周周圍設(shè)設(shè)置排排水溝溝、截截水溝溝或筑筑土堤堤等辦辦法，，并盡盡量利利用原原有的的排水水系統(tǒng)統(tǒng)，或或?qū)⑴R臨時性性排水水設(shè)施施與永永久性性設(shè)施施相結(jié)結(jié)合使使用。。2、基礎(chǔ)礎(chǔ)施工工中受受哪些些水影影響——集水井井排水水或降降水2.2集水井井排水水或降降水集水井井法是是在基基坑開開挖過過程中中，沿沿坑底底的周周圍或或中央央開挖挖排水水溝，，并在在基坑坑邊角角處設(shè)設(shè)置集集水井井。將將水匯匯入集集水井井內(nèi)，，用水水泵抽抽走。。這種種方法法可用用于基基坑排排水，，也可可用于于降水水。2.2集水井井排水水或降降水——集水井井降水水法集水井井降水水法1－排水水溝；；2－集水水井；；3－離心心式水水泵；；4－基礎(chǔ)礎(chǔ)邊線線；5－原地地下水水位線線；6－降低低后地地下水水位線線2.2集水井井排水水或降降水——排水溝溝、集集水井井設(shè)置置①排水溝溝的設(shè)設(shè)置排水溝溝底寬寬應(yīng)不不少于于0.2～0.3m，溝底底設(shè)有有0.2％～0.5％的縱縱坡，，在在開挖挖階段段，排排水溝溝深度度應(yīng)始始終保保持比比挖土土面低低0.4～0.5m。②集水井井的設(shè)設(shè)置間距：：應(yīng)根根據(jù)水水量大大小、、基坑坑平面面形狀狀及水水泵能能力確確定，，一般般為20～40m；井深深：集集水井井在基基坑開開挖過過程比比開挖挖面低低0.7～1.0m，開挖挖到設(shè)設(shè)計標標高后后比坑坑底低低1～2m。2.2集水井井排水水或降降水——水泵性性能與與選用用離心泵泵:泵體是是由泵泵殼、、泵軸軸及葉葉輪等等主要要部件件組成成，其其管路路系統(tǒng)統(tǒng)包括括濾網(wǎng)網(wǎng)與底底閥、、吸水水管及及出水水管等等。2.2集水井井排水水或降降水——集水井井排水水特點點(1)設(shè)備簡簡單、、排水水方便便，費費用較較低。。(2)適于粗粗粒土土層和和滲流流量小小的黏黏土層層。(3)細砂或或粉砂砂土層層易發(fā)發(fā)生塌塌方或或流砂砂。(4)地下水水位較較高的的黏土土層易易發(fā)生生坑底底隆起起。(5)適于降降水深深的較較淺的的情況況，一一般不不超過過5m。3、流砂砂及其其防治治——流沙發(fā)發(fā)生的的原因因動水壓壓力是是流砂砂發(fā)生生的重重要條條件。。流動動中的的地下下水對對土顆顆粒產(chǎn)產(chǎn)生的的壓力力稱為為動水水壓力力，其其性質(zhì)質(zhì)通過過圖所所示的的試驗驗說明明。3、流砂砂及其其防治治——流沙發(fā)發(fā)生的的原因因由上式式可知知，動動水壓壓GD與水力坡度度I成正比，水水位差越大大，動水壓壓力越大，，而滲透路路程越長，，動水壓力力越小。3、流砂及其其防治——流沙發(fā)生的的原因產(chǎn)生流砂現(xiàn)現(xiàn)象主要是是由于地下下水的水力力坡度大，，即動水壓壓力大，而而且動水壓壓力的方向向(與水流方向向一致)與土的重力力方向相反反，不僅受受水的浮力力，而且受受動水壓力力的作用，，有向上舉舉的趨勢，，當(dāng)動水壓壓力等于或或大于土的的浸水密度度時，土顆顆粒處于懸懸浮狀態(tài)，，并隨地下下水一起流流入基坑，，即發(fā)生流流砂現(xiàn)象。。3、流砂及其其防治——流沙發(fā)生的的原因流砂防治的的主要途徑徑是減小或或平衡動水水壓力或改改變其方向向。具體措措施為：1、搶挖法2、水下挖土土法3、打鋼板樁樁或作地下下連續(xù)墻法法4、在枯水季季節(jié)開挖5、井點降水水法4、井點降水水法井點降水法法：就是在基坑坑開挖前，，預(yù)先在基基坑四周埋埋設(shè)一定數(shù)數(shù)量的濾水水管(井)，利用抽水水設(shè)備從中中抽水，使使地下水位位降落到坑坑底標高以以下，并保保持至回填填完成或地地下結(jié)構(gòu)有有足夠的抗抗浮能力為為止。常用方法有有：輕型井點、、噴射井點點、管井井井點、深井井井點和電電滲井點等等4.1輕型井點——輕型井點設(shè)設(shè)備1、輕型井點點設(shè)備輕型井點設(shè)設(shè)備是由管管路系統(tǒng)和和抽水設(shè)備備組成。管管路系統(tǒng)包包括：井點點管(由井管和濾濾管連接而而成)、彎聯(lián)管及及總管等。。4.1輕型井點——輕型井點設(shè)設(shè)備4.1輕型井點——輕型井點設(shè)設(shè)備濾管構(gòu)造1－鋼管；2－管壁上的的小孔；3－纏繞的塑塑料管；4－細濾網(wǎng)；；5－粗濾網(wǎng)；；6－粗鐵絲保保護網(wǎng)；7－井管；8－鑄鐵頭4.1輕型井點——輕型井點設(shè)設(shè)備真空泵輕型型井點設(shè)備備工作原理理簡圖l－濾管；2－井管；3－彎管；4－閥門；5－集水總管管；6－閘門：7－濾網(wǎng)，8－過濾室，，9－淘砂孔；；10－水氣分離離器；11－浮筒；12－閥門：13－真空計；；14－進水管；；15－真空計；；16－副水氣分分離器；17－擋水板；；18－放水口；；19－真空泵；；20－電動機；；2l－冷卻水管管；22－冷卻水箱箱；23－循環(huán)水泵泵；24－離心水泵泵4、井點降水水法——輕型井點射流泵抽水水設(shè)備工作作簡圖(a)工作簡圖；；(b)射流器構(gòu)造造1一水泵；2一射流器；；3一進水管；；4一總管；5一井點管；；6一循環(huán)水箱箱；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輕型井點布布置——輕型井點布布置輕型井點布置平面布置高程布置單排井點布布置環(huán)形井點布布置4.2輕型井點布布置——平面布置單排井點布布置簡圖(a)平面布置；；(b)高程布置1一總管；2－井點管；；3一抽水設(shè)備備4.2輕型井點布布置——輕型井點布布置環(huán)形井點布布置簡圖(a)平面布置；；(b)高程布置1一總管；2－井點管；；3一抽水設(shè)備備4.2輕型井點布布置——高程布置井管的埋置置深度，，可按下式式計算：其中：—總管平臺面面至基坑底底面的距離離(m)；—基坑中心線線底面至降降低后的地地下水位線線的距離，，一般取0.5～1.0m；—水力坡度，，根據(jù)實測測：環(huán)形井井點為1／10，單排線狀狀井點為1／4；—基坑中心到到井點的距距離。4.2輕型井點布布置——高程布置二級輕型井井點1－第一層井井點管；2－第二層井井點管4.3輕型井點計計算——地下含水構(gòu)構(gòu)造的種類類地下含水構(gòu)構(gòu)造的種類類4.3輕型井點計計算——地下含水構(gòu)構(gòu)造的種類類因此自然界界的巖石可可分為透水水層和不透透水層：巖石中有一定的孔隙地下水能再再巖石中賦存與運運動巖石孔隙度度越大，含含水量越大大，透水性性越好孔隙度越小小，含水量量越少，透透水性越差差透水層與不不透水層4.3輕型井點計計算——地下含水構(gòu)構(gòu)造的種類類透水層——能夠透過地地下水的巖巖層。主要要有：砂巖巖層、砂礫礫巖層以及及裂隙、洞洞穴發(fā)育的的其它巖石石。其中儲儲滿地下水水的部分稱稱為含水層層。不透水層——不能透過地地下水的巖巖層。主要要有：粘土土、頁巖、、巖漿巖、、變質(zhì)巖等等。不透水水層對地下下水的運動動起著阻隔隔作用，又又稱為隔水水層。兩者之間過過渡類型稱稱為半（弱弱）透水層層。如泥巖巖、亞粘土土、黃土等等。4.4輕型井點系系統(tǒng)的類型型——水井分類4.4輕型井點系系統(tǒng)的類型型——水井分類水井的分類類：（a）無壓完整整井；（b）無壓非完完整井（c）承壓完整整井（d）承壓非完完整井4.4輕型井點系系統(tǒng)的類型型——涌水量計算算(1)無壓完整涌涌水量井點涌水量量計算簡圖圖4.4輕型井點系系統(tǒng)的類型型——涌水量計算算（2）無承壓完完整井4.4輕型井點系系統(tǒng)的類型型——涌水量計算算利用杜比公公式：4.4輕型井點系系統(tǒng)的類型型———涌水水量量計計算算積分分常常數(shù)數(shù)由由邊邊界界條條件件確確定定：：4.4輕型型井井點點系系統(tǒng)統(tǒng)的的類類型型———涌水水量量計計算算完全全普普通通井井的的浸浸潤潤線線方方程程R稱為為井井的的影影響響半半徑徑，，R以外外的的地地下下水水將將不不受受該該井井的的影影響響。。當(dāng)r=R時，，z=H,4.4輕型型井井點點系系統(tǒng)統(tǒng)的的類類型型———涌水水量量計計算算式中中:K————滲透透系系數(shù)數(shù)(m／d)，應(yīng)應(yīng)由由實實驗驗測測定定；；H————含水水層層厚厚度度(m)；S————水位位降降低低值值(m)；R————抽水水影影響響半半徑徑(m)，取?。海簒0———環(huán)形形井井點點的的假假想想半半徑徑(m)：F————基坑坑周周圍圍井井點點管管所所包包圍圍的的面面積積(m2)。4.4輕型型井井點點系系統(tǒng)統(tǒng)的的類類型型———涌水水量量計計算算(3)無壓壓非非完完整整井井涌涌水水量量4.4輕型型井井點點系系統(tǒng)統(tǒng)的的類類型型———涌水水量量計計算算有效效深深度度H0值注：：表表中中S’為井井管管內(nèi)內(nèi)水水位位降降低低深深度度；；l為濾濾管管長長度度。。4.4輕型型井井點點系系統(tǒng)統(tǒng)的的類類型型———涌水水量量計計算算(4)承壓壓完完整整井井涌涌水水量量承壓壓完完整整井井環(huán)環(huán)形形井井點點涌涌水水量量計計算算公公式式為為：：式中中：：M———承壓壓含含水水層層厚厚度度(m)K、R、x0、S————與公公式式前前述述公公式式相相同同4.4輕型型井井點點系系統(tǒng)統(tǒng)的的類類型型———涌水水量量計計算算承壓壓完完整整井井涌涌水水量量計計算算示示意意圖圖4.4輕型井點系統(tǒng)統(tǒng)的類型——確定井點管數(shù)數(shù)量與井距確定井點管數(shù)數(shù)量與井距(1)單井最大出水水量(2)最少井?dāng)?shù)(3)最大井距4.4輕型井點系統(tǒng)統(tǒng)的類型——確定井點管數(shù)數(shù)量與井距單井最大出水水量單井的最大出出水量q，主要取決于于土的滲透系系數(shù)、濾管的的構(gòu)造與尺寸寸，按下式確確定：式中:d—濾管直徑(m)；l—濾管長度(m)；K—滲透系數(shù)(m／d)。4.4輕型井點系統(tǒng)統(tǒng)的類型——涌水量計算(2)最少井?dāng)?shù)井點管的最少少根數(shù)nmin，按下式計算算：式中1.1——備用系數(shù)，考考慮井點管堵堵塞等因素。。其它符號同前前。4.4輕型井點系統(tǒng)統(tǒng)的類型——涌水量計算(3)最大井距m式中:L——總管長度(m)；4.4輕型井點系統(tǒng)統(tǒng)的類型——涌水量計算確定井點管間間距時，還應(yīng)應(yīng)注意以下幾幾點：(1)井距過小時，，彼此干擾大大，影響出水水量，因此井井距必須大于于15倍管徑。(2)在滲透系數(shù)小小的土中井距距宜小些，否否則水位降落落時間過長。。(3)靠近河流處，，井點宜適當(dāng)當(dāng)加密。(4)井距應(yīng)能與總總管上的接頭頭間距相配合合。根據(jù)實際際采用的井點點管間距，最最后確定所需需的井點管根根數(shù)。5、輕型井點點的施工埋設(shè)井點的程程序是：放線定位打井孔埋設(shè)井點管安裝總管用彎聯(lián)管講井井點管與總管管接通安裝抽水設(shè)備備5、輕型井點點的施工井點管的埋設(shè)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；6一起重吊鉤；；7一井點管；8一濾管；9一填砂；10一粘土封口5、輕型井點點的施工輕型井點施工1、噴射井點2、管井井點3、深井井點4、電滲井點5.1噴射井點當(dāng)基坑開挖較較深，降水深深度要求較大時，可采用用噴射井點降降水。其降水水深度可達8～20m，可用于滲透透系數(shù)為0.1～50m／d的砂土、淤泥泥質(zhì)土層。5.1噴射井點噴射井點施工工順序：安裝水泵設(shè)備備及泵的進出水管管鋪設(shè)進水總管管和回水總管沉設(shè)井點管（包括灌填砂砂濾料）接通進水總管管后及時進行單根試抽抽、檢驗接通回水總管管，全面試抽全部井點管沉沉完畢檢查整個降水系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀況及降水效果。5.1噴射井點噴射井點設(shè)備備及平面布置置簡圖(a)噴射井點設(shè)備備簡圖；(b)噴射揚水器原原理圖；(c)噴射井點平面面布置5.1噴射井點1－噴射井管；；2－濾管；3－進水總管；；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－擴散管；13－壓力表5.2管井井點管井井點：就是沿基坑每每隔一定距離離設(shè)置一個管管井，每個管管井單獨用一一臺水泵不斷斷抽水來降低低地下水位。。在土的滲透透系數(shù)大(20～200m／d)的土層中，宜宜采用管井井井點。管井井點設(shè)備備：主要是由管井井、吸水管及及水泵組成5.2管井井點管井井點1一沉砂管；2一鋼筋焊接骨骨架；3－濾網(wǎng)；4－管身；5－吸水管；6－離心泵；7—小礫石過濾層層；8－粘土封口；；9－混凝土實管管；10－無砂混凝土土管；11—潛水泵；12一出水管5.3深井井點當(dāng)要求井內(nèi)降降水深度超過過15m時，可在管井井中使用深井井泵抽水。這這種井點稱為為深井井點（（或深管井井井點）。深井井井點一般可可降低水位30～40m，有的甚至可可達百米以上上。深井潛水泵有有兩種類型：：一種是深井潛潛水泵另一種是電動動機安裝在地地面上，通過過傳動軸帶動動多級葉輪工作作而排水。5.4電滲井點電滲井點：是在輕型或噴噴射井點中增增設(shè)電極而形形成，主主要用于于滲透系數(shù)小小于0.1m／d的土層。電滲井點1一井點管；2一電極；3－直流電源6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施降低地下水位位時，由于土土顆粒流失或或土體壓縮固固結(jié)，易引起起周周地面沉沉降。由于土層的不不均勻性和形形成的水位呈呈漏斗狀，地地面沉降多為為不均勻沉降降,可能導(dǎo)致周圍圍的建筑物傾傾斜、下沉、、道路開裂或或管線斷裂。。6、降水對周圍圍地面的影響響及預(yù)防措施施地下水位降低低植物根系無無法接觸到潮潮濕層，使城城市走向荒漠漠化。北京的的地下水位埋埋深已從1950年的3～4米到現(xiàn)在的25米以下，有心心人注意到，，北京著名的的五棵松早已已不復(fù)存在。。在有可能的情情況下，盡量量采用連續(xù)墻墻、護坡樁+樁間旋噴樁、、水泥土樁+型鋼、冰凍止止水等帷幕隔隔水方法，