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1、基坑排水與降水基坑排水與降水內(nèi)容提要內(nèi)容提要基坑排水與降水的危害基坑排水與降水的危害基礎(chǔ)施工中受地表水和地下水的影響基礎(chǔ)施工中受地表水和地下水的影響流砂及其防治流砂及其防治井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法1234輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工5降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施61、基坑排水與降水的危害、基坑排水與降水的危害1、基坑排水與降水的危害、基坑排水與降水的危害2、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響 基礎(chǔ)施工中受哪些水影響？地表水地下水2、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響地面排水2.1 地面排水 排除地面水(包括雨水、施工用水、生活污水等)常采用在2、基坑周圍設(shè)置排水溝、截水溝或筑土堤等辦法，并盡量利用原有的排水系統(tǒng)，或?qū)⑴R時(shí)性排水設(shè)施與永久性設(shè)施相結(jié)合使用。2、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響、基礎(chǔ)施工中受哪些水影響集水井排水或降水 2.2 集水井排水或降水 集水井法是在基坑開挖過(guò)程中，沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，并在基坑邊角處設(shè)置集水井。將水匯入集水井內(nèi)，用水泵抽走。這種方法可用于基坑排水，也可用于降水。2.2 集水井排水或降水集水井降水法 集水井降水法 1排水溝；2集水井；3離心式水泵；4基礎(chǔ)邊線；5原地下水位線；6降低后地下水位線2.2 集水井排水或降水排水溝、集水井設(shè)置 排水溝的設(shè)置 排水溝底寬應(yīng)不少于0.20.3m，溝底設(shè)有0.20.53、的縱坡，在開挖階段，排水溝深度應(yīng)始終保持比挖土面低0.40.5m。集水井的設(shè)置 間距：應(yīng)根據(jù)水量大小、基坑平面形狀及水泵能力確定，一般為2040m；井深：集水井在基坑開挖過(guò)程比開挖面低0.71.0m，開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后比坑底低12m。2.2 集水井排水或降水水泵性能與選用離心泵:泵體是由泵殼、泵軸及葉輪等主要部件組成，其管路系統(tǒng)包括濾網(wǎng)與底閥、吸水管及出水管等。2.2 集水井排水或降水集水井排水特點(diǎn)(1)設(shè)備簡(jiǎn)單、排水方便，費(fèi)用較低。(2)適于粗粒土層和滲流量小的黏土層。(3)細(xì)砂或粉砂土層易發(fā)生塌方或流砂。(4)地下水位較高的黏土層易發(fā)生坑底隆起。(5)適于降水深的較淺的情況，一般不超過(guò) 5m4、。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因 動(dòng)水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動(dòng)中的地下水對(duì)土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動(dòng)水壓力，其性質(zhì)通過(guò)圖所示的試驗(yàn)說(shuō)明。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因由上式可知，動(dòng)水壓GD與水力坡度I成正比，水位差越大，動(dòng)水壓力越大，而滲透路程越長(zhǎng)，動(dòng)水壓力越小。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因 產(chǎn)生流砂現(xiàn)象主要是由于地下水的水力坡度大，即動(dòng)水壓力大，而且動(dòng)水壓力的方向(與水流方向一致)與土的重力方向相反，不僅受水的浮力，而且受動(dòng)水壓力的作用，有向上舉的趨勢(shì)，當(dāng)動(dòng)水壓力等于或大于土的浸水密度時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，并隨地下水一起流入基坑，即發(fā)生流砂現(xiàn)象5、。3、流砂及其防治、流砂及其防治流沙發(fā)生的原因流砂防治的主要途徑是減小或平衡動(dòng)水壓力或改變其方向。具體措施為：1、搶挖法2、水下挖土法 3、打鋼板樁或作地下連續(xù)墻法4、在枯水季節(jié)開挖5、井點(diǎn)降水法4、井點(diǎn)降水法、井點(diǎn)降水法 井點(diǎn)降水法：井點(diǎn)降水法：就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降落到坑底標(biāo)高以下，并保持至回填完成或地下結(jié)構(gòu)有足夠的抗浮能力為止。常用方法有：常用方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)和電滲井點(diǎn)等 4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備1、輕型井點(diǎn)設(shè)備 輕型井點(diǎn)設(shè)備是由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括：井點(diǎn)管(由6、井管和濾管連接而成)、彎聯(lián)管及總管等。4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備濾管構(gòu)造1鋼管；2管壁上的小孔；3纏繞的塑料管；4細(xì)濾網(wǎng)；5粗濾網(wǎng)；6粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)；7井管；8鑄鐵頭 4.1輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)設(shè)備真空泵輕型井點(diǎn)設(shè)備工作原理簡(jiǎn)圖 l濾管；2井管；3彎管；4閥門；5集水總管；6閘門：7濾網(wǎng)，8過(guò)濾室，9淘砂孔；10水氣分離器；11浮筒；12閥門：13真空計(jì)；14進(jìn)水管；15真空計(jì)；16副水氣分離器；17擋水板；18放水口；19真空泵；20電動(dòng)機(jī)；2l冷卻水管；22冷卻水箱；23循環(huán)水泵；24離心水泵4、井點(diǎn)降水法、井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)射流泵抽水設(shè)備工作簡(jiǎn)7、圖(a)工作簡(jiǎn)圖；(b)射流器構(gòu)造1一水泵；2一射流器；3一進(jìn)水管；4一總管；5一井點(diǎn)管；6一循環(huán)水箱；7隔板；8一泄水口；9一真空表；10一壓力表；11一噴嘴：12一噴管；13一接水管4.2 輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置輕輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)布布置置平面布置平面布置高程布置高程布置單排井點(diǎn)布置環(huán)形井點(diǎn)布置4.2 輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置平面布置單排井點(diǎn)布置簡(jiǎn)圖單排井點(diǎn)布置簡(jiǎn)圖 (a)平面布置；(b)高程布置1一總管；2井點(diǎn)管；3一抽水設(shè)備4.2 輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置環(huán)形井點(diǎn)布置簡(jiǎn)圖環(huán)形井點(diǎn)布置簡(jiǎn)圖 (a)平面布置；(b)高程布置1一總管；2井點(diǎn)管；3一抽水設(shè)備4.2 輕型井8、點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置高程布置井管的埋置深度 ，可按下式計(jì)算：其中：總管平臺(tái)面至基坑底面的距離(m)；基坑中心線底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.51.0m；水力坡度，根據(jù)實(shí)測(cè)：環(huán)形井點(diǎn)為110，單排線狀井點(diǎn)為14；基坑中心到井點(diǎn)的距離。4.2 輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置高程布置二二級(jí)級(jí)輕輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)1第一層井點(diǎn)管；2第二層井點(diǎn)管4.3 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算地下含水構(gòu)造的種類地下含水構(gòu)造的種類4.3 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算地下含水構(gòu)造的種類因此自然界的巖石可分為透水層和不透水層：巖石中有一定的孔隙地下水能再巖石中賦存與運(yùn)動(dòng)巖石孔隙度越大，含水量越大，透水性越好孔隙度越小，含水量越少，9、透水性越差透水層與不透水層4.3 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算地下含水構(gòu)造的種類透水層透水層能夠透過(guò)地下水的巖層。主要有：砂巖層、砂礫巖層以及裂隙、洞穴發(fā)育的其它巖石。其中儲(chǔ)滿地下水的部分稱為含水層。不透水層不透水層不能透過(guò)地下水的巖層。主要有：粘土、頁(yè)巖、巖漿巖、變質(zhì)巖等。不透水層對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)起著阻隔作用，又稱為隔水層。兩者之間過(guò)渡類型稱為半（弱）透水層。如泥巖、亞粘土、黃土等。4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型水井分類4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型水井分類水井的分類：水井的分類：（a）無(wú)壓完整井；（b）無(wú)壓非完整井（c）承壓完整井（d）承壓非完整井4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)10、的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算(1)無(wú)壓完整涌水量 井點(diǎn)涌水量計(jì)算簡(jiǎn)圖井點(diǎn)涌水量計(jì)算簡(jiǎn)圖4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算（2）無(wú)承壓完整井4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算利用杜比公式：4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算積分常數(shù)由邊界條件確定：4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算完全普通井的浸潤(rùn)線方程R稱為井的影響半徑，R以外的地下水將不受該井的影響。當(dāng)r=R時(shí)，z=H,4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算式中式中:K滲透系數(shù)(md)，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定；H含水層厚度(m)；S水位降低值(m)；R抽11、水影響半徑(m)，取：x0環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑(m)：F基坑周圍井點(diǎn)管所包圍的面積(m2)。4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算(3)無(wú)壓非完整井涌水量 4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算有效深度H0值注：表中S 為井管內(nèi)水位降低深度；l為濾管長(zhǎng)度。4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算(4)承壓完整井涌水量 承壓完整井環(huán)形井點(diǎn)涌水量計(jì)算公式為：式中：M承壓含水層厚度(m)K、R、x0、S與公式前述公式相同4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算承壓完整井涌水量計(jì)算示意圖4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型確定井點(diǎn)管數(shù)量12、與井距確定井點(diǎn)管數(shù)量與井距(1)單井最大出水量(2)最少井?dāng)?shù)(3)最大井距4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型確定井點(diǎn)管數(shù)量與井距(1)單井最大出水量 單井的最大出水量q，主要取決于土的滲透系數(shù)、濾管的構(gòu)造與尺寸，按下式確定：式中:d濾管直徑(m)；l濾管長(zhǎng)度(m)；K滲透系數(shù)(md)。4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算(2)最少井?dāng)?shù) 井點(diǎn)管的最少根數(shù)nmin，按下式計(jì)算：式中 1.1備用系數(shù)，考慮井點(diǎn)管堵塞等因素。其它符號(hào)同前。4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型涌水量計(jì)算(3)最大井距m式中:L總管長(zhǎng)度(m)；4.4 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的類型13、涌水量計(jì)算確定井點(diǎn)管間距時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)井距過(guò)小時(shí)，彼此干擾大，影響出水量，因此井距必須大于15倍管徑。(2)在滲透系數(shù)小的土中井距宜小些，否則水位降落時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。(3)靠近河流處，井點(diǎn)宜適當(dāng)加密。(4)井距應(yīng)能與總管上的接頭間距相配合。根據(jù)實(shí)際采用的井點(diǎn)管間距，最后確定所需的井點(diǎn)管根數(shù)。5、輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工埋設(shè)井點(diǎn)的程序是：放線定位打井孔埋設(shè)井點(diǎn)管安裝總管用彎聯(lián)管講井點(diǎn)管與總管接通安裝抽水設(shè)備5、輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工井點(diǎn)管的埋設(shè)(a)沖孔；(b)埋管1一沖管；2一沖嘴；3一膠皮管；4一高壓水泵；5一壓力表；6一起重吊鉤；7一井點(diǎn)管；8一濾管；9一填砂；10一粘土14、封口5、輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)施工1、噴射井點(diǎn)2、管井井點(diǎn)3、深井井點(diǎn)4、電滲井點(diǎn)5.1 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn) 當(dāng)基坑開挖較深，降水深度要求較大時(shí)，可采用噴射井點(diǎn)降水。其降水深度可達(dá)820 m，可用于滲透系數(shù)為0.150 md的砂土、淤泥質(zhì)土層。5.1 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)施工順序：安裝水泵設(shè)備及泵的進(jìn)出水管鋪設(shè)進(jìn)水總管和回水總管沉設(shè)井點(diǎn)管（包括灌填砂濾料）接通進(jìn)水總管后及時(shí)進(jìn)行單根試抽、檢驗(yàn)接通回水總管，全面試抽全部井點(diǎn)管沉完畢檢查整個(gè)降水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及降 水效果。5.1 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)設(shè)備及平面布置簡(jiǎn)圖噴射井點(diǎn)設(shè)備及平面布置簡(jiǎn)圖(a)噴射井點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)圖；(b)噴射揚(yáng)15、水器原理圖；(c)噴射井點(diǎn)平面布置5.1 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)1噴射井管；2濾管；3進(jìn)水總管；4排水總管；5一高壓水泵；6集水池；7水泵；8內(nèi)管；9外管；10噴嘴；11混合室；12擴(kuò)散管；13壓力表5.2 管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)：就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個(gè)管井，每個(gè)管井單獨(dú)用一臺(tái)水泵不斷抽水來(lái)降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大(20200md)的土層中，宜采用管井井點(diǎn)。管井井點(diǎn)設(shè)備：主要是由管井、吸水管及水泵組成 5.2 管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)1一沉砂管；2一鋼筋焊接骨架；3濾網(wǎng)；4管身；5吸水管；6離心泵；7小礫石過(guò)濾層；8粘土封口；9混凝土實(shí)管；10無(wú)砂混凝土管；11潛水泵；12一出水管516、.3 深井井點(diǎn)深井井點(diǎn) 當(dāng)要求井內(nèi)降水深度超過(guò)15m時(shí)，可在管井中使用深井泵抽水。這種井點(diǎn)稱為深井井點(diǎn)（或深管井井點(diǎn)）。深井井點(diǎn)一般可降低水位3040m，有的甚至可達(dá)百米以上。深井潛水泵有兩種類型：一種是深井潛水泵 另一種是電動(dòng)機(jī)安裝在地面上，通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)多級(jí)葉輪工作而排水。5.4 電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)：滲井點(diǎn)：是在輕型或噴射井點(diǎn)中增設(shè)電極而形成，主要用于滲透系數(shù)小于0.1md的土層。電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn) 1一井點(diǎn)管；2一電極；3直流電源6、降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施 6、降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施6、降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施6、降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施6、降水對(duì)周圍地面17、的影響及預(yù)防措施 6、降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施 降低地下水位時(shí)，由于土顆粒流失或土體壓縮固結(jié)，易引起周周地面沉降。由于土層的不均勻性和形成的水位呈漏斗狀，地面沉降多為不均勻沉降,可能導(dǎo)致周圍的建筑物傾斜、下沉、道路開裂或管線斷裂。6、降水對(duì)周圍地面的影響及預(yù)防措施 地下水位降低植物根系無(wú)法接觸到潮濕層，使城市走向荒漠化。北京的地下水位埋深已從1950年的34米到現(xiàn)在的25米以下，有心人注意到，北京著名的五棵松早已不復(fù)存在。在有可能的情況下，盡量采用連續(xù)墻、護(hù)坡樁+樁間旋噴樁、水泥土樁+型鋼、冰凍止水等帷幕隔水方法，隔斷地下水進(jìn)入施工區(qū)域。進(jìn)行井點(diǎn)降水時(shí),必須采取相應(yīng)措施，以防造成危害，如18、：回灌井點(diǎn)法、設(shè)置止水帷幕法、減緩降水速度法。6.1 回灌井點(diǎn)法 在建筑物沿基坑一邊，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土層壓縮下降）(a)降水與回灌井點(diǎn)(b)加阻水支護(hù)結(jié)構(gòu)的回灌井點(diǎn) 6.1 回灌井點(diǎn)法1原有建筑物；2開挖基坑；3降水井點(diǎn)；4回灌井點(diǎn)；5原有地下水位線；6降灌井點(diǎn)間水位線；7降水后的水位線；8不回灌時(shí)的水位線；9基坑底6.1 回灌井點(diǎn)法6.2 設(shè)置止水帷幕法常用止水帷幕施工方法 常用止水帷幕法(1)高壓噴射注漿法成幕質(zhì)量好，適用土層 廣，但成本高；(2)深層攪拌法成本低，只適用軟粘土地基；(3)壓力灌漿法適用土層較廣，施工方便，但注漿可控性差，形成完整帷幕較難；(4)凍結(jié)法成幕質(zhì)量好，適用土層廣。6.2 設(shè)置止水帷幕法減緩降水速度，勿使土粒帶出 減緩降水速度，勿使土粒帶出(1)利用降水曲線使其平緩，使鄰近建筑物均勻沉降 辦法：將井點(diǎn)加長(zhǎng)，減緩降水速度(2)根據(jù)土粒，改換濾網(wǎng)(3)提高施工質(zhì)量，確保砂濾層厚度，濾網(wǎng)外填砂其 直徑不小于200mm(4)井點(diǎn)上部11.5m深度用粘土封口。謝謝大家！謝謝大家！