1、基坑排水與降水基坑排水與降水內(nèi)容提要內(nèi)容提要基坑排水與降水的危害基坑排水與降水的危害基礎(chǔ)施工中受地表水和地下水的影響基礎(chǔ)施工中受地表水和地下水的影響流砂及其防治流砂及其防治井點降水法井點降水法1234輕型井點的施工輕型井點的施工5降水對周圍地面的影響及預防措施降水對周圍地面的影響及預防措施61、基坑排水與降水的危害、基坑排水與降水的危害1、基坑排水與降水的危害、基坑排水與降水的危害2、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響 基礎(chǔ)施工中受哪些水影響？地表水地下水2、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響、基礎(chǔ)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
2、基坑周圍設(shè)置排水溝、截水溝或筑土堤等辦法，并盡量利用原有的排水系統(tǒng)，或?qū)⑴R時性排水設(shè)施與永久性設(shè)施相結(jié)合使用。2、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響、基礎(chǔ)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挖過程中，沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，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基礎(chǔ)邊線；5原地下水位線；6降低后地下水位線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
3、的縱坡，在開挖階段，排水溝深度應(yīng)始終保持比挖土面低0.40.5m。集水井的設(shè)置 間距：應(yīng)根據(jù)水量大小、基坑平面形狀及水泵能力確定，一般為2040m；井深：集水井在基坑開挖過程比開挖面低0.71.0m，開挖到設(shè)計標高后比坑底低12m。2.2 集水井排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(1)設(shè)備簡單、排水方便，費用較低。(2)適于粗粒土層和滲流量小的黏土層。(3)細砂或粉砂土層易發(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，一般不超過 5m
4、。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因 動水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動中的地下水對土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動水壓力，其性質(zhì)通過圖所示的試驗說明。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因由上式可知，動水壓GD與水力坡度I成正比，水位差越大，動水壓力越大，而滲透路程越長，動水壓力越小。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因 產(chǎn)生流砂現(xiàn)象主要是由于地下水的水力坡度大，即動水壓力大，而且動水壓力的方向(與水流方向一致)與土的重力方向相反，不僅受水的浮力，而且受動水壓力的作用，有向上舉的趨勢，當動水壓力等于或大于土的浸水密度時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，并隨地下水一起流入基坑，即發(fā)生流砂現(xiàn)象
5、。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因流砂防治的主要途徑是減小或平衡動水壓力或改變其方向。具體措施為：1、搶挖法2、水下挖土法 3、打鋼板樁或作地下連續(xù)墻法4、在枯水季節(jié)開挖5、井點降水法4、井點降水法、井點降水法 井點降水法：井點降水法：就是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降落到坑底標高以下，并保持至回填完成或地下結(jié)構(gòu)有足夠的抗浮能力為止。常用方法有：常用方法有：輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點和電滲井點等 4.1輕型井點輕型井點輕型井點設(shè)備1、輕型井點設(shè)備 輕型井點設(shè)備是由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括：井點管(由
6、井管和濾管連接而成)、彎聯(lián)管及總管等。4.1輕型井點輕型井點輕型井點設(shè)備4.1輕型井點輕型井點輕型井點設(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細濾網(wǎng)；5粗濾網(wǎng)；6粗鐵絲保護網(wǎng)；7井管；8鑄鐵頭 4.1輕型井點輕型井點輕型井點設(shè)備真空泵輕型井點設(shè)備工作原理簡圖 l濾管；2井管；3彎管；4閥門；5集水總管；6閘門：7濾網(wǎng)，8過濾室，9淘砂孔；10水氣分離器；11浮筒；12閥門：13真空計；14進水管；15真空計；16副水氣分離器；17擋水板；18放水口；19真空泵；20電動機；2l冷卻水管；22冷卻水箱；23循環(huán)水泵；24離心水泵4、井點降水法、井點降水法輕型井點射流泵抽水設(shè)備工作簡
7、圖(a)工作簡圖；(b)射流器構(gòu)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；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 輕型井點布置輕型井點布置輕型井點布置輕輕型型井井點點布布置置平面布置平面布置高程布置高程布置單排井點布置環(huán)形井點布置4.2 輕型井點布置輕型井點布置平面布置單排井點布置簡圖單排井點布置簡圖 (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4.2 輕型井點布置輕型井點布置輕型井點布置環(huán)形井點布置簡圖環(huán)形井點布置簡圖 (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4.2 輕型井
8、點布置輕型井點布置高程布置井管的埋置深度 ，可按下式計算：其中：總管平臺面至基坑底面的距離(m)；基坑中心線底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.51.0m；水力坡度，根據(jù)實測：環(huán)形井點為110，單排線狀井點為14；基坑中心到井點的距離。4.2 輕型井點布置輕型井點布置高程布置二二級級輕輕型型井井點點1第一層井點管；2第二層井點管4.3 輕型井點計算輕型井點計算地下含水構(gòu)造的種類地下含水構(gòu)造的種類4.3 輕型井點計算輕型井點計算地下含水構(gòu)造的種類因此自然界的巖石可分為透水層和不透水層：巖石中有一定的孔隙地下水能再巖石中賦存與運動巖石孔隙度越大，含水量越大，透水性越好孔隙度越小，含水量越少，
9、透水性越差透水層與不透水層4.3 輕型井點計算輕型井點計算地下含水構(gòu)造的種類透水層透水層能夠透過地下水的巖層。主要有：砂巖層、砂礫巖層以及裂隙、洞穴發(fā)育的其它巖石。其中儲滿地下水的部分稱為含水層。不透水層不透水層不能透過地下水的巖層。主要有：粘土、頁巖、巖漿巖、變質(zhì)巖等。不透水層對地下水的運動起著阻隔作用，又稱為隔水層。兩者之間過渡類型稱為半（弱）透水層。如泥巖、亞粘土、黃土等。4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型水井分類4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型水井分類水井的分類：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4.4 輕型井點系統(tǒng)
10、的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算(1)無壓完整涌水量 井點涌水量計算簡圖井點涌水量計算簡圖4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算（2）無承壓完整井4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算利用杜比公式：4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算積分常數(shù)由邊界條件確定：4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算完全普通井的浸潤線方程R稱為井的影響半徑，R以外的地下水將不受該井的影響。當r=R時，z=H,4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算式中式中:K滲透系數(shù)(md)，應(yīng)由實驗測定；H含水層厚度(m)；S水位降低值(m)；R抽
11、水影響半徑(m)，取：x0環(huán)形井點的假想半徑(m)：F基坑周圍井點管所包圍的面積(m2)。4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算(3)無壓非完整井涌水量 4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算有效深度H0值注：表中S 為井管內(nèi)水位降低深度；l為濾管長度。4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算(4)承壓完整井涌水量 承壓完整井環(huán)形井點涌水量計算公式為：式中：M承壓含水層厚度(m)K、R、x0、S與公式前述公式相同4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算承壓完整井涌水量計算示意圖4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型確定井點管數(shù)量
12、與井距確定井點管數(shù)量與井距(1)單井最大出水量(2)最少井數(shù)(3)最大井距4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型確定井點管數(shù)量與井距(1)單井最大出水量 單井的最大出水量q，主要取決于土的滲透系數(shù)、濾管的構(gòu)造與尺寸，按下式確定：式中:d濾管直徑(m)；l濾管長度(m)；K滲透系數(shù)(md)。4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型涌水量計算(2)最少井數(shù) 井點管的最少根數(shù)nmin，按下式計算：式中 1.1備用系數(shù)，考慮井點管堵塞等因素。其它符號同前。4.4 輕型井點系統(tǒng)的類型輕型井點系統(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)的類型輕型井點系統(tǒng)的類型
13、涌水量計算確定井點管間距時，還應(yīng)注意以下幾點：(1)井距過小時，彼此干擾大，影響出水量，因此井距必須大于15倍管徑。(2)在滲透系數(shù)小的土中井距宜小些，否則水位降落時間過長。(3)靠近河流處，井點宜適當加密。(4)井距應(yīng)能與總管上的接頭間距相配合。根據(jù)實際采用的井點管間距，最后確定所需的井點管根數(shù)。5、輕型井點的施工輕型井點的施工埋設(shè)井點的程序是：放線定位打井孔埋設(shè)井點管安裝總管用彎聯(lián)管講井點管與總管接通安裝抽水設(shè)備5、輕型井點的施工輕型井點的施工井點管的埋設(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
14、封口5、輕型井點的施工輕型井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 噴射井點噴射井點 當基坑開挖較深，降水深度要求較大時，可采用噴射井點降水。其降水深度可達820 m，可用于滲透系數(shù)為0.150 md的砂土、淤泥質(zhì)土層。5.1 噴射井點噴射井點噴射井點施工順序：安裝水泵設(shè)備及泵的進出水管鋪設(shè)進水總管和回水總管沉設(shè)井點管（包括灌填砂濾料）接通進水總管后及時進行單根試抽、檢驗接通回水總管，全面試抽全部井點管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 噴射井點噴射井點噴射井點設(shè)備及平面布置簡圖噴射井點設(shè)備及平面布置簡圖(a)噴射井點設(shè)備簡圖；(b)噴射揚
15、水器原理圖；(c)噴射井點平面布置5.1 噴射井點噴射井點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 管井井點管井井點管井井點：就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽水來降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大(20200md)的土層中，宜采用管井井點。管井井點設(shè)備：主要是由管井、吸水管及水泵組成 5.2 管井井點管井井點管井井點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小礫石過濾層；8粘土封口；9混凝土實管；10無砂混凝土管；11潛水泵；12一出水管5
16、.3 深井井點深井井點 當要求井內(nèi)降水深度超過15m時，可在管井中使用深井泵抽水。這種井點稱為深井井點（或深管井井點）。深井井點一般可降低水位3040m，有的甚至可達百米以上。深井潛水泵有兩種類型：一種是深井潛水泵 另一種是電動機安裝在地面上，通過傳動軸帶動多級葉輪工作而排水。5.4 電滲井點電滲井點電滲井點：滲井點：是在輕型或噴射井點中增設(shè)電極而形成，主要用于滲透系數(shù)小于0.1md的土層。電滲井點電滲井點 1一井點管；2一電極；3直流電源6、降水對周圍地面的影響及預防措施 6、降水對周圍地面的影響及預防措施6、降水對周圍地面的影響及預防措施6、降水對周圍地面的影響及預防措施6、降水對周圍地面
17、的影響及預防措施 6、降水對周圍地面的影響及預防措施 降低地下水位時，由于土顆粒流失或土體壓縮固結(jié)，易引起周周地面沉降。由于土層的不均勻性和形成的水位呈漏斗狀，地面沉降多為不均勻沉降,可能導致周圍的建筑物傾斜、下沉、道路開裂或管線斷裂。6、降水對周圍地面的影響及預防措施 地下水位降低植物根系無法接觸到潮濕層，使城市走向荒漠化。北京的地下水位埋深已從1950年的34米到現(xiàn)在的25米以下，有心人注意到，北京著名的五棵松早已不復存在。在有可能的情況下，盡量采用連續(xù)墻、護坡樁+樁間旋噴樁、水泥土樁+型鋼、冰凍止水等帷幕隔水方法，隔斷地下水進入施工區(qū)域。進行井點降水時,必須采取相應(yīng)措施，以防造成危害，如
18、：回灌井點法、設(shè)置止水帷幕法、減緩降水速度法。6.1 回灌井點法 在建筑物沿基坑一邊，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土層壓縮下降）(a)降水與回灌井點(b)加阻水支護結(jié)構(gòu)的回灌井點 6.1 回灌井點法1原有建筑物；2開挖基坑；3降水井點；4回灌井點；5原有地下水位線；6降灌井點間水位線；7降水后的水位線；8不回灌時的水位線；9基坑底6.1 回灌井點法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)高壓噴射注漿法成幕質(zhì)量好，適用土層 廣，但成本高；(2)深層攪拌法成本低，只適用軟粘土地基；(3)壓力灌漿法適用土層較廣，施工方便，但注漿可控性差，形成完整帷幕較難；(4)凍結(jié)法成幕質(zhì)量好，適用土層廣。6.2 設(shè)置止水帷幕法減緩降水速度，勿使土粒帶出 減緩降水速度，勿使土粒帶出(1)利用降水曲線使其平緩，使鄰近建筑物均勻沉降 辦法：將井點加長，減緩降水速度(2)根據(jù)土粒，改換濾網(wǎng)(3)提高施工質(zhì)量，確保砂濾層厚度，濾網(wǎng)外填砂其 直徑不小于200mm(4)井點上部11.5m深度用粘土封口。謝謝大家！謝謝大家！
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