基坑防水 土方工程机械PPT学习教案

1、会计学1基坑防水基坑防水 土方工程机械土方工程机械 2 2、泵选用、泵选用离心泵离心泵特点特点: :体积小、质体积小、质量轻、移动方便量轻、移动方便安装简单、不需安装简单、不需引力引力 潜水泵潜水泵 3 3、运用粗粒土层和降水量小粘性土、运用粗粒土层和降水量小粘性土4 4、流砂及其防治、流砂及其防治水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。动水压力水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。动水压力GDGD的大小与水力坡度成正比，即水位差愈大，渗透路径的大小与水力坡度成正比，即水位差愈大，渗透路径L L愈短，则愈短，则GDGD愈大。当动水压力大于土的浮重度时，土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往

2、往会随渗流的水一起流动，涌入基坑内，形成流砂。细颗粒、松散、饱和的非粘性土特别容易发生流砂现象。愈大。当动水压力大于土的浮重度时，土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往往会随渗流的水一起流动，涌入基坑内，形成流砂。细颗粒、松散、饱和的非粘性土特别容易发生流砂现象。基坑挖土至地下水位以下，当土质为细砂土或粉砂土的情况下，往往会出现一种称为基坑挖土至地下水位以下，当土质为细砂土或粉砂土的情况下，往往会出现一种称为“流砂流砂”的现象，即土颗粒不断地从基坑边或基坑底部冒出的现象。一旦出现流砂，土体边挖边冒流砂，土完全丧失承载力，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏

3、空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。的现象，即土颗粒不断地从基坑边或基坑底部冒出的现象。一旦出现流砂，土体边挖边冒流砂，土完全丧失承载力，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。 流沙：流沙：流沙现象产生的原因流沙现象产生的原因：第1页/共36页（1 1）枯水期施工法枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂）枯水期施工法枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂（2 2）抢挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席）抢挖并抛大石块法分段抢

4、挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。（3 3）设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑）设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从

5、而减小动水压力，防止流砂产生。地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。（4 4）冻结法将出现流砂区域的土进行冻结，阻止地下水的渗流，以防止流砂发生。）冻结法将出现流砂区域的土进行冻结，阻止地下水的渗流，以防止流砂发生。（5 5）人工降低地下水位法即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点等），使地下水）人工降低地下水位法即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑内

6、，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较可靠。内，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较可靠。 防流砂措施防流砂措施现象：挖坑时，坑底下的土随水涌入坑内，边挖边冒，无法挖深现象：挖坑时，坑底下的土随水涌入坑内，边挖边冒，无法挖深流砂发生的条件流砂发生的条件a a土层中有厚度土层中有厚度250250的粉砂土层的粉砂土层b b土的含水率土的含水率30%30%或孔隙率或孔隙率43%43%c c粘粒含最粘粒含最10%10%，粉砂粒含量，粉砂粒含量75%75%d d砂土渗透系数、排水性差砂土渗透系数、排水性差内部条件：细砂、粉砂、亚砂土内部条件：细砂、粉砂、亚砂土外部条件：地下水及动水压

7、力的大小和方向动水压力外部条件：地下水及动水压力的大小和方向动水压力地下水渗流对地下水渗流对 单位土体内骨架产生的压力，单位土骨架对地下水阻力单位土体内骨架产生的压力，单位土骨架对地下水阻力t t 原因分析原因分析第2页/共36页 集水井降水动画集水井降水动画第3页/共36页原理：原理：沿点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。沿点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。 防防 防止

8、地下水涌入坑内（图防止地下水涌入坑内（图a a）；）； 防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b b）；）； 使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此，可防止坑底的管涌（图使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此，可防止坑底的管涌（图c c）；）； 降水后，使板桩减少横向荷载（图降水后，使板桩减少横向荷载（图d d）；）； 消除了地下水的渗流，防止流砂现象（图）；消除了地下水的渗流，防止流砂现象（图）； 降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。原理：原理：1 1、简介简介第4页

9、/共36页分类：分类：轻型井点轻型井点管井管井根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照下表选择根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照下表选择第5页/共36页2 2、轻型井点、轻型井点轻型井点设备轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。 轻型井点设备 1 地面；2水泵；3总管；4井点管；5滤管； 6降落后的水位；7原地下水位；8基坑底 轻型井点降水动画轻型井点降水动画第6页/共36页为进水设备，通常采用长为进水设备，通常采用长1.01.5 m

10、1.01.5 m、直径、直径38 mm38 mm或或51 mm51 mm的无缝钢管，管壁钻有直径为的无缝钢管，管壁钻有直径为1219 mm1219 mm的滤孔。骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面再绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。的滤孔。骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面再绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。（1 1）井点系统）井点系统

11、1 1）滤管）滤管滤管构造 1 钢管；2管壁上的孔；3塑料管；4细滤网5粗滤网；6粗铁丝保护网；7井点管；8铸铁头2 2） 井点管为直径井点管为直径38 mm 38 mm 和和51 mm51 mm、长、长57 m57 m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连3 3）集水总管为直径）集水总管为直径100127 mm100127 mm的无缝钢管，每段长的无缝钢管，每段长4 m4 m，其上端有井点管联结的短接头，其上端有井点管联结的短接头，间距间距0.8 m0.8 m或或1.2 m1.2 m。第7页/共36页（2 2）抽水设备）抽水设备干式真空泵干式真空泵射流泵

12、射流泵 干式真空泵工作原理 1 滤管；2井点管；3弯联管；4集水总管；5过滤室； 6水气分离器；7进水管；8副水气分离器；9放水口；10真空泵；11电动机；12循环水泵；13离心水泵第8页/共36页根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置（图根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置（图a）、双排布置（图）、双排布置（图b）、环形布置（图）、环形布置（图c），当土方施工机械需进出基坑时，也可采用），当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置（图形布置（图d）。）。轻型井点设计轻型井点设计（1）平面布置）平面布置a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置；d）U形布置；单排布置：单排布置：适用

13、于基坑、槽宽度小于适用于基坑、槽宽度小于6m6m，且降水深度不超过，且降水深度不超过5m5m的情况，井点管应布的情况，井点管应布 置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度。置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度。双排布置双排布置: : 适用于基坑宽度大于适用于基坑宽度大于6m6m或土质不良的情况。或土质不良的情况。环形布置环形布置: : 适用于大面积基坑，如采用适用于大面积基坑，如采用U U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。向。第9页/共36页高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离，主要

14、考虑降低后的水位应控制在基坑底面标高以下，保证坑底干燥。高程布置可按式高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离，主要考虑降低后的水位应控制在基坑底面标高以下，保证坑底干燥。高程布置可按式1-38计算（图计算（图1-52）：）：（2 2）高程布置）高程布置井点管的埋深应满足水泵的抽吸能力，当水泵的最大抽吸深度不能达到井点管的埋置深度时，应考虑降低总管埋设位置或采用两级井点降水。如采用降低总管埋置高度的方法，可以在总管埋置的位置处设置集水井降水。但总管不宜放在地下水位以下过深的位置，否则，总管以上的土方开挖也往往会发生涌水现象而影响土方施工。井点管的埋深应满足水泵的抽吸能力，当水泵的

15、最大抽吸深度不能达到井点管的埋置深度时，应考虑降低总管埋设位置或采用两级井点降水。如采用降低总管埋置高度的方法，可以在总管埋置的位置处设置集水井降水。但总管不宜放在地下水位以下过深的位置，否则，总管以上的土方开挖也往往会发生涌水现象而影响土方施工。 第10页/共36页（3 3）水井分类）水井分类当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由面），称为无压井当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由面），称为无压井当水井布置在承压含水层中时（含水层中的水充满在两层不透水层间，含水层中的地下水水面具有一定水压），称为承压井当水井布置在承压含水层中时（含水层中的水充满在两层不

16、透水层间，含水层中的地下水水面具有一定水压），称为承压井当水井底部达到不透水层时称为完整井，否则称为非完整井当水井底部达到不透水层时称为完整井，否则称为非完整井 a ）无压完整井； b ）无压非完整井； c ）承压完整井； d ）承压非完整井第11页/共36页下坡推土下坡推土 借自重，增加推土能力适用于狭长场地借自重，增加推土能力适用于狭长场地并列推土并列推土 2一一3台机平排，增大推土量适用于大面积场地台机平排，增大推土量适用于大面积场地槽形推土槽形推土 一条作业线重复运行，增大推土量一条作业线重复运行，增大推土量多铲集运多铲集运 多次铲土，一次推送，缩短运时，硬质土多次铲土，一次推送，缩短

17、运时，硬质土索式索式油压式油压式特点：特点：操作灵活、运转方便、速度快、能缓缓坡操作灵活、运转方便、速度快、能缓缓坡适用：适用：场地平整、清理、平沟坑、挖浅基坑场地平整、清理、平沟坑、挖浅基坑1一一3类土、经济、远距类土、经济、远距100米、米、4 0一一60米。米。施工方法：施工方法：履带式轮胎式附着力强，爬坡性能好附着力强，爬坡性能好行驶速度快行驶速度快灵活性好灵活性好我国生产的履带式推土机有东方我国生产的履带式推土机有东方32100、T-120、黄河、黄河220等；等；轮胎式推土机有轮胎式推土机有TL160等。等。第12页/共36页T2-100型液压操纵推土机型液压操纵推土机第13页/共

18、36页并列推土法并列推土法槽形推土法槽形推土法第14页/共36页A铲刀宽；铲刀宽；B不大于拖拉机履带净宽不大于拖拉机履带净宽沟槽沟槽土埂土埂第15页/共36页分类：分类：特点：特点：自行式，拖式，索式，油压式自行式，拖式，索式，油压式操作灵活，速度快，生产率高，费用低操作灵活，速度快，生产率高，费用低适用：适用：第16页/共36页1 1）、下坡铲土）、下坡铲土 借自重借自重2 2）、跨铲法）、跨铲法 形成土槽，增加铲量形成土槽，增加铲量3 3）、助铲法）、助铲法 与推土机协作作业与推土机协作作业1、运行路线、运行路线 2、施工方、施工方法法 第17页/共36页1路堤路堤2取土槽取土槽第18页/共36页第19页/共36页铲运机铲土铲运机铲土推土机助铲推土机助铲第20页/共36页第21页/共36页正铲正铲反铲反铲拉铲拉铲抓铲抓铲前进向前，强制切土，卸土（侧面，后面）前进向前，强制切土，卸土（侧面，后面）后退向下，强制切土，挖掘力比正铲小后退向下，强制切土，挖掘力比正铲小后退向下，自重切土后退向下，自重切土直上直下，自重切土直上直下，自重切土机机械械式式液液压压式式轮轮式式履履带带式式迷迷你你式式大大型型式式机机械械式式中中性性式式第22页/共36页正铲正铲拉铲拉铲抓