土方与基础工程组织管理-降水

主讲：张殿波四川交通职业技术学院建筑工程系建筑施工技术第二节施工排水和人工降低地下水位复习：边坡稳定条件及其影响因素1土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度来维持平衡。

土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）。2土体塌方的本质——剪应力>抗剪强度其主要原因——开挖过深、土质较差、放坡太小、坡上堆载、临时边坡留置时间过长、水的侵入以及支护较弱等综合原因。3防止土体塌方的主要措施——放坡及支撑等。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，常采用的措施是集水井降水法和井点降水法。排除地面水:土钉墙排水1-排水沟；2-防水地面；3-喷射混凝土护顶；4-喷射混凝土面层1-孔眼；2-面层；3-排水管施工方法是，开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外。适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜用于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。一、集水井降水法集水井降水法集水井降水法

1－排水沟；2－集水井；3－离心式水泵；4－基础边线；5－原地下水位线；6－降低后地下水位线1）集水坑的设置

每隔20—40m；D=0.7—0.8m；深0.8—1.0m。2）水泵的选用离心泵、潜水泵

流量、扬程、功率土的渗透性渗透系数K值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性，一般应通过抽水试验确定，下表所列数据可供参考。

土渗透性比较：粘土﹤粉土﹤砂土﹤砾石流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。3）流砂及其防治流沙的防治原则：治砂必先治水减小或平衡动水压力水下挖土法减小水位差，使动水压力作用方向向下人工降低地下水位，截断地下水流。设止水帷幕加长渗透路径打钢板桩井点降水：基坑开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。井点降水有两类：一类为轻型井点(包括电渗井点与喷射井点)；另一类为管井点(深井泵)。对不同的土质应采用不同的降水形式，表2.6为常用的降水形式。二、井点降水法各类井点的适用范围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点≥10-5

＞10(一)轻型井点轻型井点就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中；降低水位深度：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～9m。

真空泵轻型井点的布置

当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度。

如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点(图1.20)；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。

在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算(图1.19(b))：式中H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m；

h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～1.0m；

i——地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；

L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。

(1.14)当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加（图1.21）。

水井类型

水井的分类（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

井形示意图

轻型井点的安装轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。

准备工作包括井点设备、动力、水泵及必要材料准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以及防止附近建筑沉降的措施等。埋设井点系统的顺序：根据降水方案放线、挖管沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设备、试抽。

井点管的埋设一般用水冲法施工，分为冲孔(图1.22(a))和埋管(图1.22(b))两个过程。冲孔

埋管

填砂

封口

轻型井点使用

轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。

井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查。

地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。

（二）管井井点

管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大(20～200m／d)的土层中，宜采用管井井点。管井井点的设备主要是由管井、吸水管及水泵组成。

图1-36管井井点

(a)钢管管井；(b)混凝土管管井1一沉砂管；2一钢筋焊接骨架；3－滤网；4－管身；5－吸水管；6－离心泵；7—小砾石过滤层；8－粘土封口；9－混凝土实管；10－无砂混凝土管；11—潜水泵；12一出水管（a）（b）管井井点

3.深井井点

当要求井内降水深度超过15m时，可在管井中使用深井泵抽水。这种井点称为深井井点（或深管井井点）。深井井点一般可降低水位30～40m，有的甚至可达百米以上。常用的深井泵有两种类型。一种是深井潜水泵，另一种是电动机安装在地面上，通过传动轴带动多级叶轮工作而排水。4.喷射井点当基坑开挖较深，降水深度要求较大时，可采用喷射井点降水。其降水深度可达8～20m，可用于渗透系数为0.1～50m／d的砂土、淤泥质土层。

喷射井点施工顺序是：安装水泵设备及泵的进出水管路；铺设进水总管和回水总管；沉设井点管(包括灌填砂滤料)，接通进水总管后及时进行单根试抽、检验；全部井点管沉设完毕后，接通回水总管，全面试抽，检查整个降水系统的运转状况及降水效果。图1-35喷射井点设备及平面布置简图

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