土建項目施工降水技術(shù)及應(yīng)用培訓(xùn)講義丨34

施工降水技術(shù)術(shù)與應(yīng)用主講：劉業(yè)紅紅俄羅斯PE項目部土建施施工部部門培培訓(xùn)施工排水基坑開挖時，，流入坑內(nèi)的的地下水和地地表水如不及及時排除，會會使施工條件惡化化、造成土壁塌方，亦會降低地基的承承載力。一、明排水法法一般采用截、疏、抽的方法。截：在現(xiàn)場周圍設(shè)設(shè)臨時或永久久性排水溝、、防洪溝或擋擋水堤，以攔攔截雨水、潛潛水流入施工工區(qū)域；疏：在施工范圍內(nèi)內(nèi)設(shè)置縱橫排排水溝，疏通通、排干場內(nèi)內(nèi)地表積水；；抽：在低洼地段設(shè)設(shè)置集水、排排水設(shè)施，然然后用抽水機機抽走。施工排水可分為明排水法和人工降低地下下水位法兩種。1.明溝與集水井井排水在基坑的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在四角或每每隔20～30m設(shè)一集水井，排水溝始終終比開挖面低低0.4～0.5m，集水井比排排水溝低0.5～1m，在集水井內(nèi)內(nèi)設(shè)水泵將水抽排排出基坑。適用于土質(zhì)情情況較好、地下水水量不大的基坑排排水普通明溝與集集水井排水法法2.分層明溝排水水當(dāng)基坑開挖土土層由多種土土層組成，中中部夾有透水水性強的砂類類土?xí)r，為防止上層地下下水沖刷基坑坑下部邊坡，宜在基坑邊邊坡上分層設(shè)置明溝溝及相應(yīng)的集集水井。適用于深度較較大、地下水位較高高、上部有透水性強強的土層的基坑排水水分層明溝排水水法3.深層明溝排水水當(dāng)?shù)叵禄酉嘞噙B，土層滲滲水量和排水水面積大，為為減少大量設(shè)設(shè)置排水溝的的復(fù)雜性，可可在基坑內(nèi)的的深基礎(chǔ)或合合適部位設(shè)置置一條縱、長長、深的主溝，其余部位設(shè)設(shè)置邊溝或支溝與主溝連通，，通過基礎(chǔ)部位用碎碎石或砂子作作盲溝。適用于深度的的大面積地下室室、箱基的基坑工工排水深層明溝排水水法二、施工降水水在含水豐富的的土層中開挖挖大面積基坑坑時，明溝排排水法難以排排干大量的地地下涌水，當(dāng)當(dāng)遇粉細砂層層時，還會出出現(xiàn)嚴重的翻漿、冒泥、、涌砂現(xiàn)象，不僅基坑無無法挖深，還還可能造成大大量水土流失、邊邊坡失穩(wěn)、地地面塌陷，嚴重者危及鄰鄰近建筑物的的安全。遇有此種情情況時應(yīng)采用用井點降水的人人工降水方法法施工。地下室電梯井井局部二次降降水全基坑輕型井井點降水1.井點降水的作作用防止地下水涌入坑內(nèi)防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方使坑底的土層層消除了地下水水位差引起的壓壓力，因此防止止了坑底的管涌涌降水后，使板樁減少了橫向荷載消除了下水的滲流，也就防了流砂現(xiàn)象降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力2.井點降水的種種類輕型井點是沿沿基坑四周將將井點管埋入蓄蓄水層內(nèi)，利用抽水設(shè)設(shè)備將地下水水從井點管內(nèi)不斷斷抽出，將地下水位降至至基坑底以下下。⑴輕型井點點適用于滲透系系數(shù)為0.1～50m/d的土層中。降水水深度為：單級井井點3～6m，多級井點6～12m⑵噴射井點點是在井點管內(nèi)內(nèi)設(shè)特制的噴噴射器，用高高壓水泵或空空氣壓縮機向向噴射器輸入入高壓水或壓壓縮空氣，形形成水氣射流，將地下水抽抽出排走。其其降水深度可可達8～20m。適用于開挖深深度較深、降降水深度大于8m，土滲透系數(shù)數(shù)為3～50m/d的砂土或滲透透系數(shù)為0.1～3m/d的粉砂、淤泥質(zhì)土、粉粉質(zhì)粘土。⑶電滲井點點電滲井點以井點管作負極極，打入的鋼筋作正極，通入直流電電后，土顆粒粒自負極向正正極移動，水則自正極向向負極移動而而被集中排出出。本法常與輕型型井點或噴射射井點結(jié)合使使用。適用于滲透系數(shù)很小的飽和粘性土、淤泥或淤泥質(zhì)土中的施工降水⑷管井井點點管井井點由濾水井管、吸吸水管和抽水機組成。管井埋埋設(shè)的深度和和距離根據(jù)需需降水面積、、深度及滲透透系數(shù)確定，，一般間距10～50m，最大埋深可可達10m，管井距基坑坑邊緣距離不不小于1.5m(沖擊鉆成孔)或3m(鉆孔法成孔)，適用于降水水深度3～5m、滲透系數(shù)為為20～200m/d的基坑中施工工降水。管井井點設(shè)備備簡單、排水水量大、易于于維護、經(jīng)濟濟實用。管井填充濾料料管管井抽排排水PVC簡易管井如需降水深度度較大，可采采用深井井點點，適用于降降水深度＞15m、滲透系數(shù)為為10～250m/d的基坑。故稱稱為“深井泵法”。管井井點降水水3、輕型井點降水水由管路系統(tǒng)（（濾管、井點點管、彎聯(lián)管管及總管）和和抽水設(shè)備（（真空泵、離離心泵和水氣氣分離器）組組成。輕型井井點工作原理理及濾管構(gòu)造造見圖：⑴輕型井點點的設(shè)備⑵輕型井井點的平面布布置①單排布置置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m時可采用單排排布置。井點點管應(yīng)布置在在地下水的上游游一側(cè)，兩端的的延伸長度不不宜小于坑槽槽的寬度B。②雙排布置置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時應(yīng)采用。③環(huán)型或U型布置：當(dāng)基坑面積較較大時，應(yīng)采采用環(huán)型布置置（考慮施工機械械進出基坑時時宜采用U型布置）?！癫捎秒p排排、環(huán)型或U型布置時，位位于地下水上上游一排的井井點間距應(yīng)小小些，下游井井點的間距可可大些?！袢绮捎肬形布置，則井井點管不封閉閉的一段應(yīng)在在地下水的下下游方向。（3）輕型井點的的設(shè)計及計算算井點系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計應(yīng)掌握施施工現(xiàn)場地形形圖、水文地地質(zhì)勘察資料料、基坑的施施工圖設(shè)計等等資料。設(shè)計內(nèi)容除進進行井點系統(tǒng)統(tǒng)的平面布置置，還應(yīng)進行行高程布置和涌涌水量的計算算，確定井管數(shù)量及井距，選擇抽水設(shè)備等工作。3.1輕型井點的高高程布置井點管埋置深深度H(不包括濾管)，可按下式計計算：●如H值小于降水深深度6m時，則可用一一級井點；i——地下水降落坡坡度；環(huán)狀井井點為1/10，單排線線狀井點為1/4；雙排排線狀井點為為1/7；當(dāng)H值稍大于6m時，如降低井井點管的埋置置面可滿足降降水深度要求求時，仍可用用一級井點降降水；●在確定井井點管埋置深深度時，還應(yīng)應(yīng)考慮井點管管露出地面0.2～0.3m，濾管必須埋埋在透水層內(nèi)內(nèi)?！癞?dāng)一級井井點達不到降降水深度要求求時，則可采采用二級井點點（見右圖））。地下室三級井井點降水3．輕型井點管數(shù)量及間距距計算（1)井型判定涌水量的計算算是按水井理理論進行的：：根據(jù)井底是是否達到不透透水層分為完完整井、非完完整井；又根根據(jù)所抽取的的地下水層有有無壓力分為為無壓井和承承壓井。圖1-29水井的分類（a）無壓完整井；（b）無壓非完整井（c）承壓完整井（d）承壓非完整井（2）涌水量量計算①無壓完整涌水水量

圖1-30環(huán)形井點涌水量計算簡圖(a)無壓完整井；(b)無壓非完整井(m3／d)式中K——滲透系數(shù)(m／d)，應(yīng)由實驗測測定，表1－12僅供參考；H——含水層厚度(m)；S——水位降低值(m)；R——抽水影響半徑徑(m)，?。簒0——環(huán)形井點的假假想半徑(m)：F——基坑周圍井點點管所包圍的的面積(m2)。②無壓非完整井井涌水量(m3／d)有效深度H0值表表1－12S’／(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S’為井管內(nèi)水位位降低深度；；l為濾管長度。。③承壓完整井涌涌水量承壓完整井環(huán)環(huán)形井點涌水水量計算公式式為式中M——承壓含水層厚厚度(m)；K、R、x0、S——與公式(1-22)相同。：(m3／d)(3)確定井點管數(shù)數(shù)量與井距①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)。(m3／d)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。。其它符號同同前。③最大井距式中L——總管長度(m)；(根)(m)確定井點管間間距時，還應(yīng)應(yīng)注意以下幾幾點：(a)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。(b)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。。(c)靠近河流處，，井點宜適當(dāng)當(dāng)加密。(d)井距應(yīng)能與總總管上的接頭頭間距相配合合。根據(jù)實際采用用的井點管間間距，最后確確定所需的井井點管根數(shù)。。4．輕型井點的的施工埋設(shè)井點的程程序是：放線線定位→打井井孔→埋設(shè)井井點管→安裝裝總管→用彎彎聯(lián)管將井點點管與總管接接通→安裝抽抽水設(shè)備。

圖1—31井點管的埋設(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；6一起重吊鉤；7一井點管，8一濾管；9一填砂；10一粘土封口

（a）

（b）⑹防范井點點降水不利影影響的措施井點降水必然然會形成降水漏斗，從而導(dǎo)致周周圍土壤固結(jié)并引引起地面沉陷陷，為減少井點點降水對周圍圍建筑物及地地下管線造成成影響，可考考慮在井點設(shè)設(shè)置線外4～5m處設(shè)置回灌井點，將井點中抽抽出水經(jīng)沉淀淀后用壓力注注入回灌井中中，形成一道道水墻。設(shè)置擋土帷幕也可減少井點點降水引起的的不利影響。。流砂的防治在細砂或粉粉砂土層的的基坑開挖挖時，地下下水位以下下的土在動水壓力的推動下極極易失去穩(wěn)穩(wěn)定，隨著著地下水涌涌入基坑。。稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生生后，土完完全喪失承載力，土體邊挖邊邊冒，施工條件件極端惡化，基坑難以達達到設(shè)計深深度。嚴重時會會引起基坑坑邊坡塌方,臨近建筑物物出現(xiàn)下沉沉、傾斜甚至倒倒塌。1.流砂現(xiàn)象廣佛地鐵桂桂城站基坑坑出現(xiàn)流砂，地面面下沉約1.5m圖為砂包封封堵?lián)岆U現(xiàn)現(xiàn)場產(chǎn)生流砂現(xiàn)現(xiàn)象的原因因有內(nèi)因和外因：內(nèi)因：取決于土的的性質(zhì)，當(dāng)當(dāng)土的孔隙隙比大、含含水量大、、粘粒含量量少、粉粒粒多、滲透透系數(shù)小、、排水性能能差等均容容易產(chǎn)生流流砂現(xiàn)象。。因此，流流砂現(xiàn)象極極易發(fā)生在在細砂、粉砂砂和亞粘土中，但是否否發(fā)生流砂砂現(xiàn)象，還還取決于一一定的外因因條件。2.產(chǎn)生流砂的的原因流砂-基坑滿目狼狼籍流流砂支支擋強強行行施工外因：是地下水在在土中滲流流所產(chǎn)生的的動水壓力的的大小，動水壓力力GD為：式中：I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；h1－h(huán)2——水位差；γW——水的重度。。當(dāng)?shù)叵滤晃惠^高、基基坑內(nèi)排水水所形成的的水位差較較大時，動動水壓力也也愈大，當(dāng)GD≥γ（土的浮重重）時，就會推動動土壤失去去穩(wěn)定，形形成流砂現(xiàn)象。3.流砂的防治治⑴防治原原則：“治流砂必先先治水”。流砂防治的的主要途徑徑一是減小或平衡衡動水壓力；二二是截住地