地面排水、集水井降水及井点降水.ppt

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1、三、施工排水三、施工排水 开挖基坑时，土的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内，雨季施工时，地面水也会流入坑内；若流入坑内的地下水和地面水如不及时排除，不但会使施工条件恶化，造成土方塌方，亦会影响地基的承载力。施工排水的目的：保证土体相对干燥施工排水的目的：保证土体相对干燥-改善施工条件，保护地改善施工条件，保护地基土。基土。施工排水包括排除地面水和降低地下水；施工排水包括排除地面水和降低地下水；（一）地面水的排除主要为了防止降雨时，雨水沿着底面径流进入基坑而增加抽水量，因此通常在基坑外边缘边坡上设置排水沟、截水沟或建通常在基坑外边缘边坡上设置排水沟、截水沟或建筑土堤等设施。筑土堤等设施。

2、基坑外的地面排水系统最好与道路排水系统相结合，达到自流排水的效果。一般排水沟的横截面和泄水坡度根据最大流量确定。一般排水沟的横截面不小于0.5x0.5，纵向坡度根据地形确定，一般不小于0.3%。（二）降低地下水位的方法有集水井降水和井点降水两种。降低地下水位的方法有集水井降水和井点降水两种。集水井降水法就是在开挖基坑时，沿坑底周围或中央开挖集水井降水法就是在开挖基坑时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在沟底设置集水井，使坑内的水流向集水井，然后用水排水沟，在沟底设置集水井，使坑内的水流向集水井，然后用水泵抽走。泵抽走。排水沟横截面不小于0.5x0.5，纵向坡度宜为0.1%-0.2%；根据地下水量的

3、大小，基坑的平面形状及水泵的能力，集水井每隔20-40m设置一个，其直径和宽度一般为0.6-0.8m，其深度随着挖土的加深而加深。始终低于挖土面0.7-1.0m，当基坑挖至设计标高后，集水井底应低于坑底1-2m，并铺设0.3m左右的碎石滤水层，以免抽水时将泥沙抽走，并防治集水井底的土被扰动。井壁可用竹、木等进行简易加固。施工技术施工技术流砂流砂 细颗粒，均匀颗粒，松散的饱和土在动水压力的作用下，细颗粒，均匀颗粒，松散的饱和土在动水压力的作用下，土颗粒失去自重，处于悬浮状态，土体失去承载能力，随土颗粒失去自重，处于悬浮状态，土体失去承载能力，随水一起流动，涌入基坑，这种现象称为流砂现象。水一起流

4、动，涌入基坑，这种现象称为流砂现象。危害：危害：发生流砂现象后，土完全失去承载力，工人难以立足，施工条件恶化；土边挖边冒，难以达到设计深度；引起塌方，使附近建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌。原因：由内因和外因组成。原因：由内因和外因组成。内因即土壤的性质，外因，即地下水及其产生动水压力内因即土壤的性质，外因，即地下水及其产生动水压力的大小、方向。的大小、方向。动水压力：水在土中渗流时对土体的作用力。大小与水动水压力：水在土中渗流时对土体的作用力。大小与水头差成正比，与渗流路径成反比；方向与水流方向一致。头差成正比，与渗流路径成反比；方向与水流方向一致。施工技术施工技术2.易产生流沙的土易产生流沙的土

5、 主要有：土颗粒组成中粘粒含量小于10%，粉粒含量大于75%；土的不均匀系数小于5；土的天然空隙比大于0.75;土的天然含水量大于30%。3管涌现象管涌现象 当基坑坑底位于不透水土层内，而不透水土层下面为承压蓄水层，坑底不透水土层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时，基坑底部即可能产生涌冒现象。4流砂的防治办法：流砂的防治办法：防治流砂总的原则是防治流砂总的原则是“治砂必治水治砂必治水”。因为是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向。其途径有三：一是减小或平衡动水压其途径有三：一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。具体措施主要有：力；二是截住地下水流；三是改

6、变动水压力的方向。具体措施主要有：抢挖法；打板桩法；水下挖土法；人工降低地下水位法；地下连续墙法抢挖法；打板桩法；水下挖土法；人工降低地下水位法；地下连续墙法。（1）抢挖法，即抛大石块法，）抢挖法，即抛大石块法，坑底抛大石块，增加土的压重，以坑底抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力平衡动水压力，（2）打板桩，）打板桩，将板桩沿基坑周围打入不透水层，起到截住水流的作用；将板桩沿基坑周围打入不透水层，起到截住水流的作用；或者打入坑地面一定深度，增大水的渗流路径，减小动水压力或者打入坑地面一定深度，增大水的渗流路径，减小动水压力（3）水下挖土，）水下挖土，即不排水施工，坑内外水压平衡，不产生水头差

7、。即不排水施工，坑内外水压平衡，不产生水头差。（4）人工降低地下水位，）人工降低地下水位，改变水流方向，加大土颗粒间的改变水流方向，加大土颗粒间的压力，从而有效的防止流砂的形成。压力，从而有效的防止流砂的形成。（5）地下连续墙，）地下连续墙，沿基坑的周围先浇筑一道钢筋混泥土的沿基坑的周围先浇筑一道钢筋混泥土的地下连续墙，从而起到承重、截水和防流砂的作用。地下连续墙，从而起到承重、截水和防流砂的作用。（6）枯水期施工，）枯水期施工，枯水期地下水位低枯水期地下水位低,基坑内外水位差小基坑内外水位差小，动水压力也小。，动水压力也小。施工技术施工技术 人工降低地下水位，即井点降水法。就是在基坑开挖人工

8、降低地下水位，即井点降水法。就是在基坑开挖前，在基坑周围埋设一定数量的井点管，利用抽水设备从前，在基坑周围埋设一定数量的井点管，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至基础工程施工中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至基础工程施工完毕为止。完毕为止。特点：降水效果好，从根本上避免了流砂现象的发生，特点：降水效果好，从根本上避免了流砂现象的发生，但施工技术复杂，成本较高，对周围环境影响较大。但施工技术复杂，成本较高，对周围环境影响较大。井点类别主要有：轻型井点；喷射井点；电渗井点；井点类别主要有：轻型井点；喷射井点；电渗井点；管井井点及深井泵等。管井井点及深井泵等。（1 1）轻型井点

9、：最普通常用的井点，可分为一级、两）轻型井点：最普通常用的井点，可分为一级、两级、多级轻型井点。级、多级轻型井点。（2 2）喷射井点）喷射井点 （3 3）电渗井点）电渗井点 井点管作负极，打入金属管作正极，通直流井点管作负极，打入金属管作正极，通直流电，土颗粒自负极流向正极流动，地下水自正极电，土颗粒自负极流向正极流动，地下水自正极向负极移动而被集中抽出。向负极移动而被集中抽出。（4 4）管井井点及深井泵）管井井点及深井泵 若出水量很大，可沿基坑每隔若出水量很大，可沿基坑每隔20-5020-50米设置米设置一个管井，每个管井单独使用一台水泵抽水。一个管井，每个管井单独使用一台水泵抽水。若不仅抽

10、水量大，若不仅抽水量大，降水深度也较大，那么降水深度也较大，那么采用特制的深井泵采用特制的深井泵井点适用范围及选用井点适用范围及选用 解决工程问题时，应先判断是否需要降水，如果解决工程问题时，应先判断是否需要降水，如果需要则优先选用集水坑降水，集水坑降水不适用时需要则优先选用集水坑降水，集水坑降水不适用时（如可能产生流砂现象）采用井点降水。（如可能产生流砂现象）采用井点降水。轻型井点降水轻型井点降水（1 1）降水设备：由）降水设备：由管路系统管路系统和和抽水设备抽水设备组成。组成。（2 2）布置和计算）布置和计算 A A平面布置平面布置 B B高程布置高程布置 C C计算计算（3 3）施工及注

11、意事项）施工及注意事项 （1 1）降水设备：由）降水设备：由管路系统管路系统和和抽水设备抽水设备组成。组成。1 1）管路系统分为：）管路系统分为：滤管、井点管、弯联管、集中总滤管、井点管、弯联管、集中总管管；2 2）抽水设备分为：）抽水设备分为：真空泵、离心泵、水气分离器真空泵、离心泵、水气分离器。（2 2）平面布置：）平面布置：轻型井点的平面布置可采用单排布置、双排布置、轻型井点的平面布置可采用单排布置、双排布置、环形布置或环形布置或U U形布置，井点管的间距一般为形布置，井点管的间距一般为0.8-1.5m0.8-1.5m，由计算和经验确定。由计算和经验确定。a a）单排布置：适用于基坑（槽

12、）宽度小于）单排布置：适用于基坑（槽）宽度小于6 6米，米，且降水深度不超过且降水深度不超过5 5米的情况；米的情况；b b）双排布置：适用于基坑（槽）宽度大于）双排布置：适用于基坑（槽）宽度大于6 6米或米或地质不良的情况；地质不良的情况；c c）环形布置：适用于大面积基坑；）环形布置：适用于大面积基坑；d d）U U形布置：适用于考虑土方机械进出场方便。形布置：适用于考虑土方机械进出场方便。（2 2）高程布置：）高程布置：井点管的埋置深度井点管的埋置深度h（不包括滤管），可按下式计（不包括滤管），可按下式计算。算。式中：式中：-井点管埋置面至坑底部的距离（m）；-降低后的地下水位线至基坑

13、中心底面的距离，安全储备 高度，一般为0.51m；-水力坡度，环形井点为1/10，单排井点为1/4；-井点管至基坑中心的水平距离 （m）。施工技术施工技术 井点管埋深井点管埋深HH1+h+iL，还应考虑井点管一般露出地面，还应考虑井点管一般露出地面0.2m左右左右,且必须保证且必须保证,在任何情况下，滤管必须埋在透水层在任何情况下，滤管必须埋在透水层内。水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管。总管应具内。水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管。总管应具有有0.25%-0.5%坡度。各段总管与滤管最好分别设在同一水坡度。各段总管与滤管最好分别设在同一水平面，不宜高低悬殊。平面，不宜高低悬殊。轻型井点

14、理论可降水深度轻型井点理论可降水深度10.3m，但因考虑设备水头损，但因考虑设备水头损失，实际降水深度不超过失，实际降水深度不超过6m。施工技术施工技术 (3)计算计算 完备的轻型井点设计内容，除包括平面设计和高程设完备的轻型井点设计内容，除包括平面设计和高程设计外，尚应确定井点的数量计外，尚应确定井点的数量/间距。间距。轻型井点的计算内容主要包括：井点系统涌水量轻型井点的计算内容主要包括：井点系统涌水量Q Q、单、单根井点管的最大出水量根井点管的最大出水量q q及井点管数量与间距确定。及井点管数量与间距确定。1 1）井点的类型）井点的类型 根据水有无压力及水井底部是否接触不透水层，可以根据水

15、有无压力及水井底部是否接触不透水层，可以将水井分为四种类型，不同类型水井的将水井分为四种类型，不同类型水井的Q Q（涌水量）的求解（涌水量）的求解方法各不相同。方法各不相同。施工技术施工技术1承压完整井；承压完整井；2承压非完整井；承压非完整井；3无压完整井；无压完整井；4无压非完整井无压非完整井施工技术施工技术（2）Q（涌水量）的计算：按水井理论进行计算。（涌水量）的计算：按水井理论进行计算。无压完整井 无压非完整井 按下表取用，当查得的数值大于实际含水层厚度时，取实际含水层厚度。（3）确定井点管数量及间距）确定井点管数量及间距 单根井点管的出水量单根井点管的出水量 井点管最少数量井点管最少

16、数量 井点管最大间距井点管最大间距 365KdlqqQn1.1nLD 施工要点施工要点 井点管间距不宜过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减少；在基坑周围四角和靠近地下水流方向一边的井点管应适当加密；当采用多级井点排水时，下一级井点管间距应较上一级的小，实际采用的井距还应与集水总管上端接头的间距相适应（0.8、1.2、1.6、2.0m）。抽水设备的选用：所选水泵的抽水能力应大于井点系统涌水量10%-20%.井点施工工艺顺序：井点施工工艺顺序：准备工作-放线定位-铺设总管-冲孔-安装井点管、填沙烁滤料、上部填黏土密封-用弯联管与总管接通-安装抽水设备与总管连通-安装集水箱和排水管-开动真空泵排气、再开动离水泵抽水-试抽-正式抽水-测量观测井中地下水位变化。井点管的安装埋设井点管的安装埋设 井点管的埋设一般用水冲法，分为冲孔和埋管两个过程。冲孔直径一般为300mm，以保证井管四周有一定厚度的沙滤层；冲孔深度宜比滤管底深0.5m左右，以防冲管拔出时，部分土颗粒沉于底部而触及滤管底部。井孔充成后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌沙滤层，以防孔壁塌土。一般宜选用干净粗砂填灌均