情境单元 基坑排水与基底检验

情境二

天然地基上浅基础施工1.掌握明挖法基坑开挖的方法与各种基坑支护的施工工艺。2.掌握基坑检验与地基局部处理的方法。3.掌握围堰法施工的基本要求与施工工艺。4.掌握刚性扩大基础施工工艺。5.掌握独立基础与条形基础施工工艺。6.掌握筏形基础施工工艺。7.掌握地下连续墙施工工艺。单元三基坑排水与基底检检验一、基坑排水在开挖基坑时，土土的含水层常被切切断，地下水将会会不断地渗入坑内内。雨季施工时，，地面水也会流入入坑内。为了保证证基础工程施工的的正常进行，防止止边坡塌方和地基基承载能力的下降降，必须做好基坑坑排水工作。1.地面排水地面水的排除通常常采用设置排水沟沟、截水沟或修筑筑土堤等设施来进进行。应尽量利用用自然地形来设置置排水沟，以便将将水直接排至场外外，或流入低洼处处再用水泵抽走。。主排水沟最好设设置在施工区域或或道路的两旁，其其横断面和纵向坡坡度根据最大流量量确定。一般排水水沟的横断面不小小于0.5m×0.5m，纵向坡度根据地地形确定，一般不不小于3‰。单元三基坑排水与基底检检验一、基坑排水在开挖基坑时，土土的含水层常被切切断，地下水将会会不断地渗入坑内内。雨季施工时，，地面水也会流入入坑内。为了保证证基础工程施工的的正常进行，防止止边坡塌方和地基基承载能力的下降降，必须做好基坑坑排水工作。1.地面排水地面水的排除通常常采用设置排水沟沟、截水沟或修筑筑土堤等设施来进进行。应尽量利用用自然地形来设置置排水沟，以便将将水直接排至场外外，或流入低洼处处再用水泵抽走。。主排水沟最好设设置在施工区域或或道路的两旁，其其横断面和纵向坡坡度根据最大流量量确定。一般排水水沟的横断面不小小于0.5m×0.5m，纵向坡度根据地地形确定，一般不不小于3‰。单元三基坑排水与基底检检验2.集水坑（井）排水水集水坑或集水井排排水又叫基坑表面面排水。一般宜用用于降水深度较小小且无严重流砂的的一般基坑。（1）集水坑（井））设置集水沟和集水坑（（井）宜设置在基基础范围以外，沿沿坑底周围或中央央开挖集水沟，在在坑底周围的集水水沟底设置集水坑坑或集水井。（2）流砂产生及防防治当基坑挖土至地下下水水位以下，而而土质又是细砂或或粉砂，又采用集集水井法降水时，，坑底下面的土有有时会形成流动状状态，随地下水一一起流动涌入基坑坑，这种现象称为为流砂现象。①流砂产生的原原因当地下水位越高，，坑内外水位差越越大时，动水压力力也就越大，越容容易发生流砂现象象。单元三基坑排水与基底检检验②易产生流砂的的土实践经验表明，流砂现象经常发生生在颗粒细、均匀匀、松散、饱和的的非黏性土中。具具备下列性质的土土，在一定动水压压力作用下，均有有可能发生流砂现现象。a.土的颗粒组成中，，黏粒含量小于10%，粉粒（颗粒为0.005～0.05mm）含量大于75%；b.颗粒级配中，土的的不均匀系数小于于5；c.土的天然孔隙比大大于0.75；d.土的天然含水量大大于30%。单元三基坑排水与基底检检验③流砂的防治a.抢挖法：即组织分分段抢挖，使挖土土速度超过冒砂速速度，挖到标高后后立即铺竹筏或芦芦席，并抛大石块块以平衡动水压力力，压住流砂。此此法可解决轻微流流砂现象。b.打板桩法：将板桩桩打入坑底下面一一定深度，增加地地下水从坑外流入入坑内的渗流长度度，以减小水力坡坡度，从而减小动动水压力，防止流流砂产生。c.水下挖土法：不排排水施工，使坑内内水压力与地下水水压力平衡，消除除动水压力，从而而防止流砂产生。。此法在沉井挖土土下沉过程中常用用。单元三基坑排水与基底检检验d.人工降低地下水位位：采用轻型井点点等降水，使地下下水的渗流向下，，水不致渗流入坑坑内，又增大了土土料间的压力，从从而可有效地防止止流砂形成。因此此，此法应用广且且较可靠。e.地下连续墙法：此此法是在基坑周围围先浇筑一道混凝凝土或钢筋混凝土土的连续墙，以支支承土壁、截水并并防止流砂产生。。此外，在含有大量量地下水土层或沼沼泽地区施工时，，还可采取土壤冻冻结法等。对位于于流砂地区的基础础工程，应尽可能能用桩基或沉井施施工，以节约防治治流砂所增加的费费用。（3）涌水量的估算算估算涌水量的方法，，一种是通过抽水水试验，另一种是是利用经验公式。。图2.3.1所示。单元三基坑排水与基底检检验图2.3.1敞坡基坑涌水量计计算示意图单元三基坑排水与基底检检验单元三基坑排水与基底检检验单元三基坑排水与基底检检验对于有板桩围护的的基坑（图2.3.2所示），涌水量Q（m3/h）可按式(2.11)估算：图2.3.2板桩围护基坑涌水水量计算示意图单元三基坑排水与基底检检验单元三基坑排水与基底检检验（4）排水机具的选选择排水机具的选用应应根据涌水量的大大小和现场作业条条件确定。当涌水水量很小时，可用用人工抽水或小型型水泵排水；当涌涌水量较大时，一一般采用电动或内内燃机发动的离心心式抽水机。3.井点降水井点降水法也称为为人工降低地下水水位法。井点降水水法适用于旱地上上降水深度较大，，土质为透水性较较大的细砂、粉砂砂和亚砂土，或是是软土地区的地基基。井点降水法的的基本原理如图2.3.3所示。井点降水方法有：：轻型井点、喷射射井点、电渗井点点、管井井点及深深井井点等。各种种方法的选用，可可根据土的渗透系系数、降低水位的的深度、工程特点点、设备及经济技技术比较等具体条条件参照表2.3.4选用。其中以轻型型井点采用较广。。单元三基坑排水与基底底检验图2.3.3井点降水示意图图单元三基坑排水与基底底检验单元三基坑排水与基底底检验（1）轻型井点①轻型井点设备轻型井点设备主主要包括井点管管、滤管、集水水总管、弯联管管、抽水设备等等。井点管为直直径38mm或51mm、长5～7m的钢管，可整根根或分节组成。。井点管的上端端用弯联管与总总管相连。下端端用螺丝套头与与滤管连接。集集水总管为直径径100～125mm的无缝钢管，每每段长4m，其上装有与井井点管连接的短短接头，间距0.8m或1.2m。滤管为进水设设备，通常采用用长1.0～1.2m、直径38～57mm的无缝钢管，管管壁钻有直径为为12～19mm的呈星棋状排列列的滤孔，滤孔孔面积为滤管表表面积的20%～25%。骨架管外面包包有两层孔径不不同的铜丝布或或塑料布滤网。。单元三基坑排水与基底底检验②轻型井点的的布置井点系统的布置置，应根据基坑坑平面形状与大大小、土质、地地下水位高低与与流向、降水深深度要求等确定定。a.平面布置：当基基坑或沟槽宽度度小于6m，水位降低值不不大于5m时，可用单排线线状井点，布置置在地下水流的的上游一侧，两两端延伸长一般般不小于沟槽宽宽度。如沟槽宽宽度大于6m，或土质不良，，宜用双排井点点。面积较大的的基坑宜用环状状井点。有时也也可布置为U形，以利挖土机机械和运输车辆辆出入基坑。环环状井点四角部部分应适当加密密，井点管距离离基坑一般为0.7～1.0m，以防漏气。井井点管间距一般般为0.8～1.5m，或由计算和经经验确定。单元三基坑排水与基底底检验b.高程布置：轻型型井点的降水深深度在考虑设备备水头损失后，，不超过6m。井点管的埋设设深度H（不包括滤管长长）按式（2.12）计算：H≥H1+h+IL(2-12)式中：H1——井管埋设面至基基坑底的距离（m）；H——基坑中心处基坑坑底面（单排井点时，为远离井点一侧侧坑底边缘）至降低后地下水水位的距离，一般为0.5～1.0m；I——地下水降落坡度度，环状井点1/10，单排线状井点为为1/45；L——井点管至基坑中中心的水平距离离（m）（在单排井点中，为井点管至基坑坑另一侧的水平平距离）。单元三基坑排水与基底底检验③井点施工工工艺放线定位→铺设设总管→冲孔→→安装井点管、、填砂砾滤料、、上部填黏土密密封→用弯联管管将井点管与总总管接通→安装装抽水设备与总总管连通→安装装集水箱和排水水管→开启真空空泵排气，再开开启离心水泵抽抽水→测量观测测井中地下水位位变化情况。④轻型井点的的计算轻型井点的计算算包括：根据确确定的井点系统统的平面和竖向向布置图，计算算井点系统涌水水量；计算确定定井点管数量与与间距。a.井点系统涌水量量计算根据地下水有无无压力，又分为为无压井与承压压井，对于无压压完整井的环状状井点系统，涌涌水量按式（2.13）计算：单元三基坑排水与基底底检验单元三基坑排水与基基底检验对于无压非完完整井点系统统，地下潜水水不仅从井的的侧面流入，，还从井点底底部渗入，因因此涌入量较较完整井大。。为了简化计计算，仍可采采用式（2.13）。但此时式式中H应换成有效抽抽水影响深度度H0。H0值见表2.3.5。当算得H0大于实际含水水量厚度H时，仍取H值。单元三基坑排水与基基底检验b.井点管数量与与井距的确定定确定井点管管数量需先确确定单根井点点管的抽水能能力。单根井井点管的最大大出水量q取决于滤管的的构造尺寸和和土的渗透系系数，按式（（2.17）计算：单元三基坑排水与基基底检验⑤抽水设备备的选择真空泵主要有有W5、W6型，按总管长长度选用。当当总管长度不不大于100m时，可选用W5型；总管长度度不大于200m时，可选用W6型。⑥井点管的的安装埋设井点管埋设一一般用水冲法法，分为冲孔孔和埋管两个个过程。冲孔孔时，先将起起重设备固定定在位置上，，然后开启高高压水泵，冲冲刷土体和沉沉管且边冲边边沉。冲孔直直径一般为300mm，以保证井管管四周有一定定厚度的砂滤滤层；冲孔深深度宜比滤管管底深0.5m左右，以防冲冲管拔出时，，部分土颗粒粒沉于底部而而触及滤管底底部。井孔冲冲成后，立即即拔出冲管，，插入井点管管，并在井点点管与孔壁之之间迅速填灌灌砂滤层，以以防孔壁塌土土。单元三基坑排水与基基底检验⑦轻型井点点的使用轻型型井点一般应应连续（特别别是开始阶段段）使用。时时抽时停，滤滤管网容易堵堵塞，出水浑浑浊并引起附附近建筑物由由于土颗粒流流失而沉降、、开裂。同时时由于中途停停抽，使地下下水回升，也也可能引起边边坡塌方等事事故。抽水过过程中，应调调节离心泵的的出水阀以控控制水量，使使抽吸排水保保持均匀，做做到细水长流流。正常的出出水规律是““先大后小，，先浑后清””。真空泵的的真空度是判判断井点系统统工作情况是是否良好的尺尺寸，必须经经常观察。井点降水工作作结束后所留留的井孔，必必须用砂砾或或黏土填实。。单元三基坑排水与基基底检验⑧轻型井点点系统降水设设计实例某工程基坑平平面尺寸如下下：基坑底宽宽10m，长19m，深4.1m，边坡坡度为为1∶0.5。地下水位为为-0.6m。根据地质勘勘查资料，该该处地面下0.7m为杂填土，此此层下面有6.6m的细砂层，土土的渗透系数数K=5m/d，再往下为不不透水的黏土土层。现采用用轻型井点设设备进行人工工降低地下水水位，机械开开挖土方，试试对该轻型井井点系统进行行布置。井点系统的布布置如下：该该基坑顶部平平面尺寸为14m×23m,布置成环状井井点,井点管离边坡坡距离为0.8m,要求降水深度度为S=4.1-0.6+0.5=4.00m。因此,用一级轻型井井点系统即可可满足要求，，总管和井点点布置在同一一水平面上。。单元三基坑排水与基基底检验由井点系统布布置处至下面面一层不透水水黏土层的深深度为0.7+6.6=7.3m，设井点管长长度为7.2m，其中井管长长6m，滤管长1.2m，因此滤管底底距离不透水水黏土层只差差0.1m，可按无压完整整井进行设计和和计算。（2）喷射井点当基坑开挖较深深或降水深度超超过6m时，必须使用多多级轻型井点，，这样会增大基基坑的挖土量，，延长工期并增增加设备数量，，不够经济。当当降水深度超过过6m，土层渗透系数数为0.1～2.0m/d的弱透水层时，，采用喷射井点点降水比较合适适，其降水深度度可达20m。①喷射井点的的主要设备喷射井点根据工工作时使用的喷喷射介质的不同同，分为喷水井井点和喷气井点点两种。其主要要设备由喷射井井管、高压水泵泵（或空气压缩缩机）和管路系系统组成。单元三基坑排水与基底底检验②喷射井点布布置喷射井点管的布布置，其井点管管的埋设方法和和要求与轻型井井点基本相同。。基坑面积较大大时，采用环形形布置；基坑宽宽度小于10m，用单排线形布布置；大于10m时作双排布置。。喷射井管间距距一般为2～3m；采用环形布置置，进出口（道道路）处的井点点间距为5～7m。冲孔直径为400～600mm，深度比滤管底底深1m以上。(3)深井井点深井井点降水的的原理是在深基基坑的周围埋置置深于基底的井井管，通过设置置在井管内的潜潜水电泵将地下下水抽出，使地地下水位低于坑坑底。该方法适适用于抽水量大大、较深的砂类类土层，降水深深可达50m以内。单元三基坑排水与基底底检验①井点系统的的组成及设备深井井点系统主主要由井管和水水泵组成。井管管用钢管、塑料料管或混凝土管管制成，管径一一般为300mm，井管内径一般般应大于水泵外外径50mm。井管下部过滤滤部分带孔，外外面包裹10孔/cm2铸钢丝两层，41孔/cm2铸钢丝两层或尼尼龙网。②深井布置深井井点一般沿沿工程基坑周围围离边坡上缘0.5～1.5m呈环形布置，当当基坑宽度较窄窄，也可在一侧侧呈直线形布置置；面积不大的的独立的深基坑坑，也可采取点点式布置。（4）电渗井点在饱和黏性土中中，特别是在淤淤泥和淤泥质黏黏土中，由于土土的渗透系数很很小（小于0.1m/d），此时宜采用用电渗井点排水水。单元三基坑排水与基底底检验（5）管井井点管管井井点降水是桥梁工程基基坑常用的井点点降水方法，其原理理类似深井井点点降水法。管井井点点由滤水井管、、吸水管和抽水机械械等组成。井管管构造如图2.3.4所示。图2.3.4井管构造示意图图1—砂砾填充层；；2—吸水管；3—过滤层；4—井管单元三基坑排水与基底底检验4.井点降水施工注注意事项（1）降低成层土土中地下水位时时，应尽可能将将滤管埋设在透透水性较好的土土层中。（2）在水位降低低的范围内，应应设置水位观测测孔，其数量视视工程情况而定定。（3）对整个井点点系统，应加强强检查和维护，，保证不间断地地抽水。（4）应考虑到水水位降低区域内内的建筑物可能能产生的附加沉沉降，并做好沉沉降观测，必要要时应采取防护护措施。单元三基坑排水与基底底检验5.降水对周围建筑筑的影响及防止止措施在弱透水层和压压缩性大的黏土土层中降水时，，由于地下水流流失造成地下水水位下降、地基基自重应力增加加和土层压缩等等原因，会产生生较大的地面沉沉降；又由于土土层的不均匀性性和降水后地下下水位呈漏斗曲曲线，四周土层层的自重应力变变化不一而导致致不均匀沉降，，使周围建筑物物基础下沉或房房屋开裂。因此此，在建筑物附附近进行井点降降水时，为防止止降水影响或损损害区域内的建建筑物，就必须须阻止建筑物下下的地下水流失失。为达到此目目的，除可在降降水区域和原有有建筑物之间的的土层中设置一一道固体抗渗屏屏幕外，还可用用回灌井点补充充地下水的办法法来保持地下水水位，使降水井井点和原有建筑筑物下的地下水水位保持不变或或降低较少，从从而阻止建筑物物下的地下水流流失。单元三基坑排水与基底底检验二、基底检验验与处理1.基底检验当基坑开挖至设设计标高后，在在施工单位进行行基坑自检合格格的基础上，由由甲方主持邀请请勘察、设计、、质量监督部门门的项目技术负负责人及其相关关专业人员到施施工现场会同施施工、监理单位位的项目技术负负责人共同进行行基坑检查、鉴鉴定验收。1）基底检验的的目的基底检验的主要要目的是核对地地质资料，检查查基坑地质与工工程地质勘查报报告、设计图纸纸要求是否相符符，有无破坏原原状土结构或发发生较大的扰动动现象。2）基底检验的的内容（1）应做好基底底检验的准备工工作，包括：单元三基坑排水与基底底检验熟悉工程地质勘勘察报告，了解解拟建建筑物的的类型和特点，，研究基础设计计图纸及环境监监测资料。当遇遇有下列情况时时，应列为基底底检验的重点：：①当持力土土层的顶板标高高有较大的起伏伏变化时；②基础范围内内存在两种以上上不同成因类型型的地层时；③基础范围内内存在局部异常常土质或坑穴、、古井、老地基基或古迹遗址时时；④基础范围内内遇有断层破碎碎带、软弱岩脉脉以及古河道、、湖、沟、坑等等不良地质条件件时；⑤在雨期或冬冬期等不良气候候条件下施工，，基底土质可能能受到影响时。。单元三基坑排水与基底底检验（2）基底检验的的主要内容包括括：①检查基底平平面位置、尺寸寸大小和基底标标高；②检查基底地地质情况和承载载力是否与设计计资料相符；③检查基底处处理和排水情况况是否符合现行行规范要求；④检查基坑施施工记录及有关关试验资料等。。（3)应做好基底检验验的资料归档工工作，包括：①填写基坑（（槽）隐蔽工程程验收记录单（（表）；②收集勘察单单位和设计单位位对基底检验的的处理意见或变变更通知单；③③经检查合格格，及时办理交交接手续。单元三基坑排水与基底底检验3）基底检验的的方法基底检验应按桥桥涵大小、地基基土质复杂情况况（如溶洞、断断层、软弱夹层层、易溶岩等））及结构对地基基有无特殊要求求，采用以下检检查方法：（1）小桥涵的地地基检验方法一般采用直观的的表面检查验槽槽法或触探方法法（包括静力触触探法、钎探检检查验槽法和洛洛阳铲坑探验槽槽法），必要时时可进行土质试试验。①表面面检查验槽法②②钎探检查验验槽法③洛阳阳铲坑探验槽法法。(2）大、中桥桥和地基土质质复杂、结构构对地基有特特殊要求的地地基检验方法法：单元三基坑排水与基基底检验一般采用触探探方法和钻探探（钻深不应应小于4m）取样土工试试验相结合的的检验方法，，或按设计的的特殊要求进进行荷载试验验。当地基遇遇有下列情况况之一时，应应进行荷载试试验：①强烈风化化岩石；②Dr≤0.33的松砂地基；；③IL＞1.0的软黏性土；；④e＞0.7的亚砂土、e＞1.0的亚黏土及e＞1.1的黏土；⑤含大量有有机质的砂或或黏土；⑥含大量杂杂质的杂填土土（如瓦片、、碎砖等）。。单元三基坑排水与基基底检验荷载试验包括：：用于鉴定地基基土的变形性和和承载能力的平平板荷载试验；；在钻孔中进行行横向荷载试验验的旁压试验；；为了测试原状状饱和黏性土和和黏性土地基不不排水抗剪强度度的剪切试验，，必要时采用十十字板剪切试验验。（3）特大桥的地基基检验方法：应按设计要求的的方法进行检验验。4）基底检验质质量标准（1）基底平面位位置：由设计中心线向向两边量测，周周线长和宽度均均不应小于设计计要求，且应满满足基础施工作作业的需要。单元三基坑排水与基底底检验（2）基底标高：：基底标高容许误误差可视具体的的工程情况和基基础类型确定。。一般情况下，，土质地基允许许偏差为±50mm，石质地基允许许偏差为+50mm、-200mm。2.基底处理基底检验合格后后应根据不同的的地质情况，作作如下处理。（（1）岩层地基岩岩层基底的处理理应符合下列规规定：①对于风化岩岩层，应清除强强风化层和松碎碎石，在挖至设设计高程并满足足地基承载力要要求后，尽快进进行封闭，防止止其继续风化。。②在未风化的的平整岩层上，，基础施工前，，应先将淤泥、、苔藓及松动的的石块清除干净净，并凿出新鲜鲜岩面，再从岩岩面继续下凿25cm，使基础嵌入岩岩层。单元三基坑排水与基底底检验③对坚硬的倾倾斜岩层，应将将岩层面凿平；；倾斜度较大时时，则宜凿成多多级台阶，台阶阶的宽度不宜小小于0.3m，使承重面与重重力线垂直，以以免滑动。（2）砂类土或碎碎石类土地基①对于强度和和稳定性满足设设计要求砂类土土或碎石类土基基底，应整平夯夯实承重面，砌砌筑基础前，先先铺一层约20mm厚的水泥砂浆。。②当坑底渗水水不能彻底排干干时，应将水引引至基础外的排排水沟，然后再再在其上进行基基础施工。③在水的稳定定性较好的土质质中，可在基底底上铺一层25～30cm厚的片石或碎石石，然后在其上上浇筑基础，以以免影响基础圬圬工的质量。单元三基坑排水与基底底检验（4）软硬不均匀匀地基对软硬不均匀单元三基坑排水与基底检检验（5）古井、坑穴处处理土质中的古井井、坑穴，应将其其中的虚土或淤泥泥全部挖除，然后后按上述软硬不均均匀地