土石方工程施工排水课件

2010年3月12日《给排水工程施工技术》

土石方工程施工排水

引子------------塌方：是指因地层结构不良，雨水冲刷或修筑上的缺陷，道路，堤坝等旁边的陡坡或坑道、隧道的顶部突然坍塌。塌方的种类主要有雨水塌方、地震塌方、施工塌方等。沟槽塌方主要原因：1、放坡不足；2、施工排水不到位。

2007年5月30日15时左右，安徽省合肥市肥西县桃花镇华山路道路排水工程工地发生一起塌方事故。

6名人员被埋，其中4人死亡。

2007.9.11，合肥清溪路铺设水管工地塌方事故，两名工人被埋５米多深的地下，施救3个多小时后被挖出，其中一人死亡

2005年7月5日上午，郑州市一市政管网施工工地因塌方导致3名民工被埋。

事故现场，沟槽深约4米，没有任何安全防护措施。

2007.8.28，赤峰市一排水管道施工工地现场发生塌方事故。2人被埋，其中一人遇难。

2007.7.7,广州中山区一供水管道工地发生沟壁塌方，正在2米深的沟中焊接管道的两名工人被埋。12月12日，秘鲁首都利马一建筑工地发生严重塌方事故，8名工人被埋在沙石之下，另有2名工人受伤。

为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明沟排水法和人工降低地下水位法。

第二章

施工排水及地基处理

2.1明沟排水法

明沟排水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的方法。1、排水沟：开挖沟槽过程中，先在槽中央开挖，接近设计高程时移至沟槽一侧或两侧，尺寸一般为30×30cm，排水沟底部一般低于槽底30cm，并以3~5%坡度坡向集水井(见图2-2及图1)。2、集水井：沟槽地下水来水方向一侧，井距50~100m，井壁须加固密撑，水平向距槽底1~2米，直径或宽度一般为0.7~0.8米，井底低于排水沟底0.7~1.0米，槽挖至设计标高后，集水井底应低于排水沟底1~2米，井底铺0.3米厚反滤层。(见图2-1)明沟排水法适用于于水流较大的粗粒粒土层的排水、降降水，也可用于渗渗水量较小的粘性性土层降水，但不不适宜于细砂土和和粉砂土层，因为为地下水渗出会带带走细粒而发生流流砂现象。3、适用条件：流砂：当开挖深度大、地地下水位较高而土土质为细砂或粉砂砂时，如果采用集集水井法降水开挖挖，当挖至地下水位以下时，，坑底下面的土会会形成流动状态，，随地下水涌入基基坑，这种现象称称为流砂。流砂现象如果土层中产生局局部流砂现象，应应采取减小动水压压力的处理措施，，使坑底土颗粒稳稳定，不受水压干扰。其方法有：如条件许可，尽量量安排枯水期施工工，使最高地下水水位不高于坑底0.5m；水中挖土时，不抽抽水或减少抽水，，保持坑内水压与与地下水压基本平平衡；采用井点降水法、、打板桩法、地下下连续墙法防止流流砂产生。2.2人工降低地下水位位井点降水：基坑开挖前，在基基坑四周预先埋设设一定数量的滤水水管(井)，在基基坑开挖前和开挖挖过程中，利用抽抽水设备不断抽出出地下水，使地下下水位降到坑底以以下，直至土方和和基础工程施工结结束为止。井点降水有两类：：一类为轻型井点(包括电渗井点与与喷射井点)；另另一类为管井井点(深井泵)。对不同的土质应采采用不同的降水形形式，表1为常用的降水形式式。适用条件：基坑较深，地下水水涌水量较大，流流砂地段常用做法：井点降水法表1降水类型及适用条条件适合条件降水类型渗透系数(cm/s)可能降低的水位深度(m)轻型井点多级轻型井点10-2～10-5

3～66～12喷射井点10-3～10-6

8～20电渗井点＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5

＞10一、轻型井点轻型井点(图2-4)就是沿基坑周围或或一侧以一定间距距将井点管(下端端为滤管)埋入蓄蓄水层内，井点管管上部与总管连接接，利用抽水设备备将地下水经滤管管进入井管，经总总管不断抽出，从从而将地下水位降降至坑底以下。轻型井点法适用用于土壤的渗透透系数为0.1～50m/d的土层中；降低低水位深度：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～12m。轻型井点设备由由管路系统和抽抽水设备组成。。管路系统包括括滤管、井点管管、弯联管及总总管等。滤管(图2-5)为进水设备，其其构造是否合理理对抽水设备影影响很大。1、轻型井点组成成1）轻型井点布置置：总原则：所有需需降水的范围均均应包括在井点点圈内。A、平面上可采用用单排、双排、、环形、U形布置2、轻型井点设计计设计内容：平面布置、高程程布置、涌水量量计算、井点管管数量、井点管管间距、抽水设设备的确定等。。※单排线状：当沟槽宽小于2.5米，降水深度小小于4.5米时，布置在地地下水位上游侧侧；建筑上：当基坑或沟槽宽宽度小于6m，水位降低深度不不超过5m时，可用单排线线状井点布置在在地下水流的上上游一侧，两端端延伸长度一般般不小于沟槽宽宽度(图2)。※在考虑到抽水设设备的水头损失失以后，井点降降水深度一般不不超过6m。井点管的埋设深深度H(不包括滤管)按下下式计算:式中H1——井点管埋设面至至基坑底的距离离，m；△h——基坑中心处坑底底面(单排井点点时，为远离井井点一侧坑底边边缘)至降低后后地下水位的距距离，一般为0.5～1.0m；i———地下水降落坡度度；环状井点为为1/10，单单排线状井点为为1/4；L——井点管至基坑中中心的水平距离离(单排井点中中为井点管至基基坑另一侧的水水平距离)，m。l——滤管长度，mH=H1+△h+iL+l(2-4)※如宽度大于6m或土质不定，渗渗透系数较大时时，宜用双排井点，面积较大的基基坑宜用环状井点(图2-10)；为便于挖土机机械和运输车辆辆出入基坑，可可不封闭，布置置为U形环状井点。B、井点管布置：：坑（槽）上口边边缘外1.0~1.5米；井点管露出出地面0.2~0.3米，埋深满足降降水深度要求：：H=H1+△h+iL+l；滤水管必须埋埋到透水层内。。C、总管布置：标高尽可能接近近原地下水位，，长度根据基坑坑上口尺寸或基基槽长度确定；；沿抽水水流方方向有0.25%~0.5%的上倾坡度，水水泵中心与总管管平齐。D、观测井：为观测水位降落落情况，在降水水范围内设置的的井。一般在基基础中心、总管管末端、局部挖挖深处等控制点点设置，由井点点管做成，但不不与总管相连。。※当一级井点系统统达不到降水深深度时，可采用用二级井点，即即先挖去第一级级井点所疏干的的土，然后在基基坑底部装设第第二级井点，使使降水深度增加加（图2-12）。2）涌水量计算A、无压完整井：：Q=1.366K(2H-S)S/(lgR-lgX0)B、无压非完整井井：Q=1.366K(2H0-S)S/(lgR-lgX0)C、降水深度：S=(H′-H1)+a1+a2+a3其中：H′——地下水位高程H1———基底高程程a1——保险值，，取0.5米a3——井点管局局部水损损值，取取0.5米a2——水力坡降降值，对对两侧布布置井点点管时：：a2=il/2对一侧布布置井点点管时：：a2=il1（i——水力梯度度，细砂砂、粉砂砂层取1/10~1/8；l——两侧井点点管间距距；l1——井点管距距离对面面槽底边边缘距离离）3）相关参参数确定定A、渗透系系数K：现场抽抽水试验验或参考考表2-6B、影响半半径R：经验公公式(完整井)(非完整井井)C、环围面面积半径径X0(基坑假象象半径)——P44略D、井点数数量：n=1.1Q/q，其中单单个井点点涌水量量井点间距距：D=L1/(n-1)E、抽水设设备：水水泵流量量按照1.1~1.2倍涌水量量计算3、轻型井点点施工、、运行与与拆除※轻型井点点的施工工分为准备工作作及井点系统统安装。※准备工作作包括井点点设备、、动力、、水泵及及必要材材料准备备，排水水沟的开开挖，附附近建筑筑物的标标高监测测以及防防止附近近建筑沉沉降的措措施等。。※埋设井点点系统的的顺序：根据降降水方案案放线、、挖管沟沟、布设设总管、、冲孔、、下井点点管、埋埋砂滤层层、粘土土封口、、弯联管管连接井井点管与与总管、、安装抽抽水设备备、试抽抽。※井点管的的埋设方方法有射射水法、、套管法法、冲孔孔法、钻钻孔法。。※射水法和和冲孔法法施工，，分为冲孔(图3(a))和埋管(图3(b))两个过程程。※轻型井点点使用轻型井点点运行后后，应保保证连续续不断地地抽水。。正常出水水规律：：先大后小小，先浑浑后清。（如不出出水或出出水混浊浊，应检检查纠正