【矿业实务】顾士东 教材精讲班课件 20-第一篇-第4章-4.3.5-基坑施工防排水方法及其应用

4.3.5基坑施工防排水方法及其应用4.3.5基坑施工防排水方法及其应用地下水控制采用的方法应包括集水明排、降水、截水以及地下水人工回灌（简称回灌）。基坑施工时，地下水降水方法可分为重力降水和强制降水。土石方工程中采用较多的是集水井降水和轻型井点降水。基坑工程防排水方法可分为集水明排、井点降水、截水和回灌等形式的单独或组合使用。方法的选择应根据土层情况、降水深度、周围环境、支护结构类型等方面综合考虑4.3.5基坑施工防排水方法及其应用知识点一、集水明排法集水明排法是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在坑底设置集水坑，使水流入集水坑，然后用水泵抽走。抽出的水应予引开，远离基坑以防倒流。集水明排法宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层；在细砂和粉砂土层中，由于地下水渗出会带走细粒、发生流沙现象，容易导致边坡坍塌、坑底涌砂，因此不宜采用。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用知识点二、井点降水法在基坑开挖之前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水，使地下水位降落到坑底以下，并在基坑开挖过程中仍不断抽水，使所挖的土始终保持干燥状态，并可防止流砂发生，土方边坡也可陡些，从而减少了挖方量4.3.5基坑施工防排水方法及其应用井点降水方法分为两类：一类为真空抽水，有真空井点（单层或多层轻型井点）以及喷射井点；另一类为非真空抽水，有管井井点（包括深井井点）等。施工时应根据含水层厚度及类别、渗透系数、降水深度、工程条件特点等选择4.3.5基坑施工防排水方法及其应用4.3.5基坑施工防排水方法及其应用1）轻型井点井点管是用直径38或51mm、长5～7m的钢管，管下端配有滤管。集水总管常用直径100～127mm的钢管，每节长4m，一般每隔0.8m或1.2m设一个连接井点管的接头。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用抽水设备包括真空泵、离心泵和水汽分离器等。一套抽水设备能带动的总管长度，一般为100～120m。轻型井点可采用单排布置、双排布置以及环形布置；当土方施工机械需要进出基坑时，也可采用U形布置。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用2）电渗井点一般与轻型井点或喷射井点结合使用，是利用井点管作阴极，以金属棒为阳极，通直流电后，带有负电荷的土粒即向阳极移动,而带有正电荷的水则向阴极方向移动集中，产生电渗现象。在电渗与井点管内的真空双重作用下，水由井点管排出电渗降水一般只适用于含水层渗透系数较小（0.1m/d）的饱和黏土，特别是在淤泥和淤泥质黏土之中的降水。规定：阴、阳极的数量宜相等，阳极数量也可多于阴极数量，工作电压不宜大于60V,电渗降水宜采用间歇通电方式。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用3）喷射井点喷射井点是利用循环高压水流产生的负压把地下水吸出。喷射井点主要适用于渗透系数较小的含水层和降水深度较大的降水工程，喷射井点降水深度可达8～20m。喷射井点的平面布置：当基坑宽度小于等于10m时，井点可作单排布置；当大于10m时，可作双排布置；当基坑面积较大时，宜采用环形布置。井点管水平间距宜为2.0～4.0m每套喷射井点的井点数不宜大于30根，总管直径不宜小于150m,总长不宜大于60m4.3.5基坑施工防排水方法及其应用4）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、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。管井直径为150～250mm。管井的间距，一般为20～50m。管井的深度为8～15m，井内水位降低，可达6～10m，两井中间则为3～5m。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用5）真空管井井点真空管井井点宜采用真空泵抽气集水，深井泵或潜水泵排水，井管应严密封闭，并与真空泵吸气管相连；单井出水口与排水总管的连接管路中应设置单向阀井管内真空度不应小于65kPa,宜在井管与真空泵吸气管的连接位置处安装高灵敏度的真空压力表监测真空度。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用知识点三

回灌当基坑外地下水位降幅较大、基坑周围存在需要保护的建（构）筑物或地下管线时，宜采用地下水人工回灌措施。坑外回灌井的深度不宜大于承压含水层中基坑截水帷幕的深度，回灌井与减压井的间距应通过设计计算确定。回灌井可分为自然回灌井与加压回灌井。自然回灌井的回灌压力与回灌水源的压力相同，宜为0.1～0.2MPa。加压回灌井的回灌压力宜为0.2～0.5MPa。回灌压力不宜大于过滤器顶端以上的覆土重量。4.3.5基坑施工防排水方法及其应用回灌井施工结束至开始回灌，应至少有2～3周的时间间隔，以保证井管周围止水封闭层充分密实，防止或避免回灌水沿井管周围向上反渗、地面泥浆水喷溢等。回灌过程中，每天应进行1～2次回扬，至出水由浑浊变清后，恢复回灌。回灌用水不得污染含水层中的地下水。习题演练模拟题1关于基坑施工防排水施工的说法，错误的有（）A.降水方法可分为重力降水和强制降水两种B.明排水法中，集水坑应设置在基础范围以外，地下水的下游位置C.当基坑较深而地下水位又较高时，采用轻型多级井点或喷射井点降水D.管井井点中每2～3个管井用一台水泵不断抽水来降低地下水位E.当降水深度超过10m时，宜采用深井井点降水答案：BDE

习题演练模拟题2：某基坑基底标高-7.6m、地下水位-3.0m，所处地层土的渗透系数K为25m/d，地下水量较大，宜采用的降水方法是（）。A.管井井点B.深井井点C.轻型井点D.喷射井点答案：A

4.3基坑工程施工小结4.3基坑工程施工小结1.基坑支护形式支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙、放坡等等1）支挡式结构适于一级、二级及三级的基坑安全等级。需要隔水的基坑，挡土构件采用排桩时，应同时采用隔水帷幕2）土钉墙适于二级及三级的基坑安全等级3）重力式水泥土墙适于二级及三级的基坑安全等级4）放坡适于二级的基坑安全等级4.3基坑工程施工小结2.重力式水泥土墙:重力式水泥土围护墙具有挡土、止水的双重功能，且坑内无支撑可方便机械化快速挖土。缺点：不宜用于深基坑，基坑深度一般不宜大于6m；位移相对较大3.水泥土围护墙:优点是坑内一般无需支撑，便于机械化快速挖土；水泥土围护墙具有挡土、止水的双重功能，通常较经济，且施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。但是，水泥土围护墙的位移相对较大，同时其厚度较大，只有在周围环境允许时才能采用，施工时还要注意防止影响周围环境。4.3基坑工程施工小结4.地面土层锚杆与锚索的施工技术要求1）在未经处理的有机质土、液限大于50%的土层及相对密实度小于0.3的土层中，不应采用土层锚杆和锚索作为使用年限超过2年的永久性支护。2）土层锚杆与锚索的预应力杆体材料宜选用钢绞线、高强度钢丝或高强度螺纹钢筋。3）土层锚杆上、下层垂直间距不宜小于2m，水平方向间距不宜小于1.5m。上覆土层的厚度不小于4.0m，非锚杆的锚固段长度不宜小于5.0m，锚杆的锚固段长度由计算确定。倾斜锚杆的角度宜在10o～25o，但不应大于45o。4.3基坑工程施工小结4）采用土层锚杆应充分考虑锚杆或锚索在地下条件防腐问题，不得采用高铝水泥拌制砂浆，不应采用污水和pH值小于4.0酸性水。5）在不稳定地层或地层受扰动易导致水土流失地层施工锚杆钻孔时（易塌孔），应采用套管跟进成孔。4.3基坑工程施工小结5.地下连续墙适用于淤泥、黏性土、冲积土、砂性土及粒径50mm以下的砂砾层等多种地质条件，深度可达50m，但不适用于在岩溶地段、含承压水很高的细砂粉砂地层、很软的黏性土层中。优点：（1）速度快、精度高，并且振动小、噪声低。（2）多功能用途，如防渗、截水、承重、挡土、防爆等。（3）开挖基坑无需放坡，土方量小；4.3基坑工程施工小结6.基坑土方回填的一般要求:回填土料应符合设计要求，碎石类土或爆破石碴用作回填土料时，其最大粒径不应大于每层铺填厚度的2/3,铺填时大块料不应集中，且不得回填在分段接头处。7.挖掘机挖土特点1）正铲挖掘机:“前进向上，强制切土”2）反铲挖掘机:“后退向下，强制切土”3）拉铲挖掘机：“后退向下，自重切土”4）抓铲挖掘机:“直上直下，自重切土”4.3基坑工程施工小结8.井点降水两类：一类为真空抽水，有