高层建筑施工地下水控制及土方开挖培训

逆作法

§1.4

地下水控制

P121-1341地下水流的基本性质2地下水控制方法

地下水控制的定义

基坑工程中的降低地下水亦称为地下水控制。即：在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。

1.

动水压力和流砂

1）地下水的分类：一、地下水流的基本性质1——潜水2——无压层间水3——承压层间水4——不透水层在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。2）流砂现象广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m。

图为砂包封堵抢险现场产生流砂的原因

内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。流砂-基坑满目狼籍流砂支挡强行施工

外因：是地下水在土中渗流所产生的动水压力的大小，动水压力GD为：

式中：

I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；

h1－h2——水位差；

γW——水的重度。

当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，当GD≥γ（土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。防治长流砂洋：减霜小或盲消除圾动水换压力防治嘴原则辣：“治流坟砂必亲先治堡水”。流砂呀防治叹的主国要途绒径一是减小笛或平倦衡动滴水压球力；二似是截住地下旗水流寄；三项是改变动水富压力腰的方母向。防止弃流砂及的措施①降学低地腊下水待位；琴②览消除对动水额压力析；③支谣护结毯构；斜④冻烫结法陪；一、巴地下答水流慰的基踢本性册质流砂沟的防互治方涝法：水下翁挖土决、冻躺结、贤枯水娃期施欺工、暂抢挖识、加肚设支从护、井点双降水、打惜板桩3）渗迎透系激数K—隶—计算径水井恼涌水场量的饿重要纯参数渗流越：水定在土垃中的爸流动流线锅：水弯点运提动的幻玉轨迹当水印运动安时，户流线伏互不泄相交横为层辅流，邻若流着线相交为止紊流股。其惰中层四流中响涌水畜量的肃计算肃为v访=润KI一、调地下错水流滤的基视本性耽质1.地下看水控况制的方法选择1）当基司坑开挖堵深度习较大时，左采用井点铃降水。2）当基醉坑开紧挖深顷度较浅时，焰可采业用排水洋沟和筒集水异井进好行集躬水明校排。此外淋，方狡法的较选择酷还需脱根据赞土层击情况贼、降疑水深参度、冰周围笼环境架和支胜护结恼构等椒综合伏考虑赏之后查再做太出选且择，犬具体裳可参产考P1狼24表1-蓝17。注意士：当基妨坑底贵为隔呼水层谊且有拦承压页水作捐用时乓，应辱进行兰突涌芝验算碧。二、融地下骗水的差控制银方法二、裹地下寨水的券控制颤方法2.涌水漏量的尼计算根据翠水井膨理论买，水爪井分湿为潜炎水（迎无压慎）紫完整锡井、适潜水姻（无枪压）脏非完虹整井脾、承控压完晓整井顽、承狐压非樱完整颜井四珍种情擦况。疾不同成的情余况下勤，涌沟水量借的计摩算公天式也堡不尽麦相同幼。具体碑计算刷公式垃推导略自学巾。二、环地下珠水的内控制株方法3.集水溜明排肚法1）适用旦范围当基坑键开挖眼深度挂不很酷大，基坑路涌水筛量不骄大时可使越用集趁水明蛾排法屑，简坚单而飞又经姻济。2）做法明沟进、集停水井份排水锡多是壮在基片坑的股两侧旺或四帮周设浙置排蛛水明信沟，刘在基咐坑四摊角或冤每隔30疯-4誉0m设置宫集水息井，秋使基纪坑渗踩出的拆地下巴水通盼过排治水明重沟汇氧集于失集水复井内劳，然摔后用活水泵拼将其羊基坑构外。二、能地下机水的竭控制袍方法3）水泵唇的选努择集水泛井明拴排水将是用听水泵惯从集段水井吗中排孙水，瓜常用寒的水涛泵有潜水购泵、离心扯式水址泵和泥浆短泵。根聋据排森水所桶需水拌泵的杰功率保选择影水泵碑的种照类和徐型号绸。注意线：a.所选贸的水掏泵的昼排水颜量为膛基坑侦涌水雾量的吗倍。b.当基士坑开淹挖的土层阔由多纳层土旨组成散，中桂间夹组有透矩水性大的砂脊类土，基教坑侧沉壁出殃现分猛层渗茫水时钳，必她须在矩基坑钩的边拐坡上哀按不途同高帐层分时层设宪置明秋沟和惕集水芬井构役成明冲沟排叼水系讽统，分层赔阻截歉以防驰止基但坑下腔部边盼坡塌科方。二、鸡地下泄水的静控制枝方法排水挡明沟惨设置攀在建荣筑基驾础边0.恒4m之外排水朝明沟赶底比洪挖土姑面低霜，集滴水井苗底比蛾沟底德面低0.租5m以上尸。4.降水愿法1）适用被范围地下垮水位臂较高取的地划区中基师坑工煮程施培工。2）特点能克服流迈砂现局象，稳定桨基坑译边坡，降箭低承棚压水解位，防止是坑底润隆起影和加倍速土乏的固多结，使简天然丛的地萄下水承位以增下的那土方智工程享在较墙干燥气的施呀工环叉境中貌进行肉。3）方法真空陆井点莲、喷桐射井露点、喝管井下法或脊深井津泵法估。二、慈地下黄水的锣控制庭方法喷射繁井点钓装置真空傲深井励泵轻型嫂井点唉降水福图a.真空呜井点ⅰ）工艺窝流程沿基眼坑周客围以雅一定辰的间抖距埋格入井穴管（供下端朴为滤栏管）暂在地缩慧面上托涌水蜜平铺眨设的月集水宽总管督将各芽井管充连接厨起来予，再恐于一泊定位搜置设盯置真谁空泵押和离蚕心泵弃，开财动真世空泵埋和离枕心泵箱后，犬地下滔水在运真空肾吸力睬作用吼下，课经滤崭管进择入井勾管，污然后足经集循水总植管排敞除。ⅱ）设备井管臣、集尤水总握管、浊水泵上和动防力装共置等。ⅲ）分类（水壶泵和冈动力著设备凉不同化）干式漠真空翁井点猾、射伙流泵有井点抚和隔谎膜泵拜井点琴。二、无地下阴水的妹控制晚方法b.喷射迁井点ⅰ）适用数范围降水稳深度专超过6m的基险坑,一般灯为8m揪~藏20唯m.ⅱ）工作郊原理喷水界井点（以奏压力党水作脂为工列作流硬体）肿和喷淹气井冻点（扭压缩坛空气钞作为砖工作机流体苏）ⅲ）构造坏设计当渗透俊系数得大的堤土层网中，设馅计关脖键是增大之单井眯抽水准能力。当渗局透系模数小的土略层中巧，设弯计关默键是丑将水目聚集坛在井便点管葬内形煮成最大绑限度蛙的真杆空度。二、捎地下竟水的营控制芳方法ⅲ）构造血设计影响册喷射枕井点蛾抽水寇和抽耻气能陵力的弃因素励：喷霸嘴直韵径大膀小、娇喷嘴牺直径田与混锯合室捧直径谅之比张、混冬合室砖长度柏等。ⅳ）布置告和使贪用当基五坑宽艳度小框于10栗m可单排布置走井点套，当夺大于10雷m双排布置污，若潮面积房诚大时瓦呈环形布置得。井裹点间锈距一序般为2-膝3m芒.注意兔：a.扬水拾装置伐加工幅的质夜量和腊精度b.喷嘴既、混江合室俊和扩蛛散室狗的轴尼线不榜重合座的情弃况c.工作穿水要敲干净二、絮地下垦水的赞控制屡方法c.管井拜法（责真空眠深井陵泵法处）ⅰ）适用国范围适用梳于土御渗透淡系数搂较大恶，地古下水育量大送的土魂层中她。ⅱ）工艺借流程管井头法是隶围绕准开挖田的基味坑每找隔一维定距杏离(2第0-询50捞m)设置搜一个请管井究，每个声管井经单独右使用弟一台脚水泵进行农抽水驼，以卧降低五地下辫水位竿。其中焦每个症井泵团由井翁管和行滤管尽组成枝，并瞒单独勺配一淘台电谨动机跌和一晶台真冬空泵钢，开货动后喉达到缠一定粘的真受空度戏，则贞可达廊到深员层降南水的句目的黄。二、婚地下梳水的工控制蹦方法5.降水斥时预伙防周翻围地露面的菠沉降腾的措施a.沉降旧的形烦成原抖因在降户水过腊程中汁，由麻于水逗流带懂走一衡部分酬细微丽土颗坟粒，蓬再加认上降赢水后杨土层磁的含轧水量瓶降低殊，使婶土产逃生固拔结而察引起侵周围减地面楼的沉柿降。b.措施二、派地下踢水的矛控制窑方法井点嘴降水挡全貌耕图§1跪.5土方匙开挖P1生35员-P窗14叫61放坡浩开挖2支护窗开挖1.开挖作条件开挖残深度耀不大样、周粥围环爸境允疾许、手能保盆证土谨坡稳讽定。若开维挖深度傲较大时，仇可以抖采用多层敢台阶晓分层卸开挖纽奉，且茂每级睁台阶屿的宽质度不遣宜小农于1.般5m宴.2.土坡齿的稳敲定性1）影姻响土爸坡稳趣定性慨的因族素P1霉352）土败体边海坡稳本定性安验算真的方良法a.利用龙弹性投、塑责性或康弹塑津性理芒论确泥定土荡体的斧应力宿状态b.假定坑土体究沿着罪一定呢的滑碎动面岗滑动燃而进铃行极敲限平栽衡分疲析一、罚放坡全开挖3、边册坡稳续定验晚算——圆弧串滑动小面条画分法a.基本寺原理将假撒定滑哗动面宅以上带的土汗体分浮成n个垂立直土煎条，铃对作茶用于搭各土帽条上娘的力使进行亭力和港力矩者的平亡衡分敏析，失求出瞎在极壁限平愁衡状充态下境土体懂稳定如的安胁全系释数。当K>后1.贞0时，韵边坡要稳定恶。当K=存1.担0时，州边坡南处于监极限堵平衡辉状态靠。当K<耻1.忙0时，酬边坡岛不稳霸定。一、上放坡笼开挖4.放坡辈开挖荡施工a.开挖燃机械推土捧机（蝇场地逆平整论和表构层开边挖）刊、反休铲挖晌土机吧和抓饿铲挖瓶掘机b.开挖距方法沟端尺开行百：开愈挖深乒度和薄宽度盘较大倡（常扇用）沟侧样开行诞：开愧挖深货度和夸宽度挺较小注意霜：当进仰行两松层或调多层副开挖译时，蜓挖土淘机和冬运土菜汽车来至基访坑内起施工孕，需坑要在缸适当巨的部线位留凯设坡房诚道，督且坡欣道两脉侧需姿加固鸭。一、古放坡颤开挖1.开挖抢方法支护模开挖曾多为企垂直饭开挖代，其明方法耗有：中心同岛式待挖土让、盆积式挖科土两单种。a.中心呜岛式砖挖土利用睡中间志的土印墩作朴为支来点搭欢设栈叨桥。样支护伙结构碍为角挠撑、息环梁归撑或禽边桁鞭架式匀。适溉用于宣大型剥基坑房诚。二、私支护帮开挖a.中心烫岛式筋挖土采用厌分层旱开挖塔：先拆全面班挖去降第一查层，陵然后煤中间涝部分舅留置娘土墩舌，周牲围部服分分娘层开览挖。要求后：ⅰ减少竿时间干效应妄的影蒸响ⅱ防止皮分层苗开挖辅的层昌高太较大而咳出现鹅桩的舰变形近倾斜注意捆：土方谋开挖饭的顺椅序为市先从括较深测基坑晋开始美，待跪较深碍基坑喷底板克浇筑重后，葛再挖而较浅雁基坑单。特点页：加快摧