第1章土方工程-基坑排水

1、土木工程施工技術(shù)Civil Engineering Construction Technologyv在土方開(kāi)挖過(guò)程中，當(dāng)基坑（槽）地面位于在土方開(kāi)挖過(guò)程中，當(dāng)基坑（槽）地面位于地下水位以下時(shí)，土的含水層被切斷，地下地下水位以下時(shí)，土的含水層被切斷，地下水會(huì)不斷地滲入基坑（槽）。雨季施工時(shí)，水會(huì)不斷地滲入基坑（槽）。雨季施工時(shí)，地面水也會(huì)流入基坑（槽），為了保證施工地面水也會(huì)流入基坑（槽），為了保證施工的正常進(jìn)行，防止邊坡塌方和地基承載能力的正常進(jìn)行，防止邊坡塌方和地基承載能力的下降，必須做好基坑（槽）降水工作。的下降，必須做好基坑（槽）降水工作。v人工降低地下水位的方法有：人工降低地下水位的方

2、法有：集水井降水法集水井降水法和井點(diǎn)降水法。和井點(diǎn)降水法。v井點(diǎn)降水又有井點(diǎn)降水又有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)點(diǎn)、深井井點(diǎn)等降水方法。等降水方法。1.4 1.4 土方排水與降水土方排水與降水流砂現(xiàn)象及其危害流砂現(xiàn)象及其危害 粒徑很小、無(wú)塑性的土壤，在動(dòng)水壓力推動(dòng)下，粒徑很小、無(wú)塑性的土壤，在動(dòng)水壓力推動(dòng)下，極易失去穩(wěn)定，而隨地下水一起流動(dòng)涌入坑內(nèi)，這極易失去穩(wěn)定，而隨地下水一起流動(dòng)涌入坑內(nèi)，這種現(xiàn)象稱種現(xiàn)象稱流砂現(xiàn)象流砂現(xiàn)象。危害：危害： a a、發(fā)生流砂現(xiàn)象后，土完全失去承載力，工人、發(fā)生流砂現(xiàn)象后，土完全失去承載力，工人難以立足，施工條件惡化；難以立足

3、，施工條件惡化； b b、土邊挖邊冒，難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度；、土邊挖邊冒，難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度； c c、引起塌方，使附近建筑物下沉、傾斜，甚至、引起塌方，使附近建筑物下沉、傾斜，甚至倒塌；倒塌； d d、拖延工期，增加施工費(fèi)用、拖延工期，增加施工費(fèi)用1 1、動(dòng)水壓力與流砂現(xiàn)象、動(dòng)水壓力與流砂現(xiàn)象產(chǎn)生流砂的原因產(chǎn)生流砂的原因 內(nèi)因內(nèi)因：土壤的性質(zhì)，當(dāng)土的孔隙度大，含水量：土壤的性質(zhì)，當(dāng)土的孔隙度大，含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。 外因外因：地下水及其產(chǎn)生動(dòng)水壓力的大小。：地下水及其產(chǎn)生動(dòng)水壓

4、力的大小。 動(dòng)水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動(dòng)中的地動(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。下水對(duì)土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動(dòng)水壓力。1 1、動(dòng)水壓力與流砂現(xiàn)象、動(dòng)水壓力與流砂現(xiàn)象GDGD2 21 1 動(dòng)力壓力原理圖動(dòng)力壓力原理圖(a)(a)水在土中滲流的力學(xué)現(xiàn)象水在土中滲流的力學(xué)現(xiàn)象;(b);(b)動(dòng)力壓力對(duì)地基土的影響動(dòng)力壓力對(duì)地基土的影響 1 1、2-2-土顆粒土顆粒bw wh2 2F Fh1 1h2 2w wh1 1F FbaaTLFL 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。 防治流砂的方法防治流砂

5、的方法途徑途徑: : a: a:減小或平衡動(dòng)水壓力。減小或平衡動(dòng)水壓力。 b:b:改變動(dòng)水壓力的方向。改變動(dòng)水壓力的方向。 c:c:截?cái)嗟叵滤鳌＝財(cái)嗟叵滤?。方法方? : a: a:枯水期施工；枯水期施工；b:b:打板樁法；打板樁法； c:c:水中挖土法；水中挖土法； d:d:人工降低地下水位法；人工降低地下水位法； e:e:地下連續(xù)墻法；地下連續(xù)墻法； f:f:拋大石塊，搶速度施工。拋大石塊，搶速度施工。 1 1、動(dòng)水壓力與流砂現(xiàn)象、動(dòng)水壓力與流砂現(xiàn)象2 2、集水井降水法、集水井降水法集水井降水法集水井降水法，又稱又稱集水坑降水法、明溝排水法集水坑降水法、明溝排水法，是在基坑，是在基坑（

6、槽）開(kāi)挖過(guò)程種，在坑底設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍或中（槽）開(kāi)挖過(guò)程種，在坑底設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍或中央開(kāi)挖排水溝，使水由排水溝流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出央開(kāi)挖排水溝，使水由排水溝流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外坑外集水井降水法集水井降水法 2 2、集水井降水法、集水井降水法構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：集水坑應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水的上游側(cè)，間距集水坑應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水的上游側(cè)，間距20-40m，直徑或?qū)挾?，直徑或?qū)挾?.6-0.8m，低于挖土面，低于挖土面0.8-1m，（坑壁可用，（坑壁可用竹木加固）至設(shè)計(jì)標(biāo)高后低竹木加固）至設(shè)計(jì)標(biāo)高后低1-2m，底部設(shè)碎石濾層，底部設(shè)碎石濾層3

7、0cm,以防以防止基坑底的土顆粒隨水流失而使土結(jié)構(gòu)受到破壞。止基坑底的土顆粒隨水流失而使土結(jié)構(gòu)受到破壞。3 3、井點(diǎn)降水法、井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法：又稱：又稱人工降低地下水人工降低地下水，就是在基坑開(kāi)挖前，預(yù)先，就是在基坑開(kāi)挖前，預(yù)先在基坑周圍或基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水在基坑周圍或基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下并穩(wěn)定后再開(kāi)挖基坑。設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下并穩(wěn)定后再開(kāi)挖基坑。輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法3 3、井點(diǎn)降水法、井點(diǎn)降水法井井 點(diǎn)點(diǎn) 類類 別別滲透系數(shù)滲透系數(shù) （m/d）降水深度降水深度（m）單級(jí)真空

8、井點(diǎn)單級(jí)真空井點(diǎn)0.0050.00520.066多級(jí)真空井點(diǎn)多級(jí)真空井點(diǎn)0.0050.00520.02020噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)0.0050.00520.02020管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)0 01200.0不限不限各類井點(diǎn)的適用范圍（表各類井點(diǎn)的適用范圍（表1.7） 人工降低地下水位的方法有輕型井點(diǎn)、噴人工降低地下水位的方法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井泵井點(diǎn)等，射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井泵井點(diǎn)等，可統(tǒng)稱為可統(tǒng)稱為井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法。輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn) 適用于土壤的滲透系數(shù)適用于土壤的滲透系數(shù)K=0.1K=0.150m/d50m/d的土的土層中，降水深度為：?jiǎn)渭?jí)輕型井點(diǎn)層中，降水深度

9、為：?jiǎn)渭?jí)輕型井點(diǎn)3 3 6m6m，多，多級(jí)輕型井點(diǎn)級(jí)輕型井點(diǎn)6 6 12m 12m 。圖圖1.23 1.23 輕型井點(diǎn)法降低地下水位全貌圖輕型井點(diǎn)法降低地下水位全貌圖1 1井管；井管；2 2濾管；濾管；3 3總管；總管；4 4彎聯(lián)管；彎聯(lián)管；5 5水泵房水泵房 6 6原有地下水位線；原有地下水位線；7 7降低后地下水位線降低后地下水位線輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)平面及高程布置輕型井點(diǎn)平面及高程布置水井類型水井類型管井井點(diǎn)降水簡(jiǎn)圖管井井點(diǎn)降水簡(jiǎn)圖 管井井點(diǎn)的布置管井井點(diǎn)的布置 2 2、噴射井點(diǎn)、噴射井點(diǎn) 當(dāng)基坑開(kāi)挖較深，降水深度要求較大時(shí)，當(dāng)

10、基坑開(kāi)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)可采用噴射井點(diǎn)降水。其降水深度可達(dá)8 820 m20 m，可用于滲透系數(shù)為，可用于滲透系數(shù)為0.10.150 m50 md d的砂的砂土、淤泥質(zhì)土層。土、淤泥質(zhì)土層。3 3、電滲井點(diǎn)、電滲井點(diǎn) 電滲井點(diǎn)是在輕型或噴射井點(diǎn)中增設(shè)電電滲井點(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)小于極而形成，主要用于滲透系數(shù)小于0.1m0.1md d的土層。的土層。 4 4、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)大水來(lái)降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大(20(20200m200md)d)的土層中，宜采用管井井點(diǎn)。的土層中，