第二章施工排水及地基處理

1、第二章第二章 施工排水及地基處理施工排水及地基處理 第一節(jié) 明溝排水法 第二節(jié) 人工降低地下水位法 第三節(jié) 地基處理施工排水作用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握明溝排水法的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)布置的要求及涌水量計(jì)算；2.了解人工降低地下水位常采用的井點(diǎn)排水的方法種類，掌握輕型井點(diǎn)法系統(tǒng)設(shè)計(jì)，了解各種井點(diǎn)系統(tǒng)的施工和使用；3.了解常用的地基處理的方法，掌握換土墊層方法； 重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.輕型井點(diǎn)法系統(tǒng)設(shè)計(jì)輕型井點(diǎn)法系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開挖基坑或溝槽時(shí)的地下水：開挖基坑或溝槽時(shí)的地下水： A影響正常施工；影響正常施工； B造成地基承裁力降低；造成地基承裁力降低； C邊坡坍塌事故。邊坡坍塌事故。 施工排水內(nèi)容：地下

2、水、地表水排除。 地表水：筑堤截水，設(shè)溝引水 地下水：明溝排水法、人工降低地下水位法 目的：改善槽底施工條件，穩(wěn)定邊坡；穩(wěn)定槽底；防止地基土承載力下降第一節(jié)第一節(jié) 明溝排水法明溝排水法 明溝排水法是在管溝或基坑開挖時(shí)，在溝（坑）底設(shè)置集水井（坑），在溝（坑）底周圍或中央開挖排水溝，使地下水沿排水溝流入集水井中，然后用水泵抽走的方法。 抽水工作應(yīng)持續(xù)到整個(gè)地段管線下溝、回填工序結(jié)束后才能停止。1.1排水溝、集水井、水泵的布置排水溝、集水井、水泵的布置1. 排水溝的位置：先中間，后側(cè)邊；設(shè)置在基礎(chǔ)先中間，后側(cè)邊；設(shè)置在基礎(chǔ)以外以外 排水溝的尺寸：一般底寬及溝深不小于一般底寬及溝深不小于0.3m縱向

3、坡度不小于縱向坡度不小于1%，坡向集水井，坡向集水井2.集水井位置：井底距槽底井底距槽底1-2米，一般間隔米，一般間隔50-150米米 集水井尺寸：直徑或?qū)挾葹橹睆交驅(qū)挾葹?.7-0.8米，米，具體應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、地下水量及水泵的抽水能力而定3. 水泵的選用 選擇水泵的主要參數(shù)是：流量、揚(yáng)程。 流量：為管溝、基坑滲水量的1.52.0倍。 水泵的揚(yáng)程=高差+摩阻損失（實(shí)際揚(yáng)程的15%30%估算）（1）離心泵 工作能力：抽水能力大，適用于地下水量較大的基坑，又分為清水泵、混水泵。l工作原理：葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將輪心處的水甩往輪邊，再沿出水管壓到高處；葉輪的中心形成部分真空；在大氣壓作用下，地下水不斷

4、地從吸水管內(nèi)自動(dòng)上升，進(jìn)入水泵采用離心泵時(shí)，要特別注意吸水管接頭不能漏氣，且吸水口至少應(yīng)在水面以下500mm，以防吸入空氣。啟動(dòng)離心泵時(shí)，必須先向泵體和吸水管內(nèi)灌滿水，排除空氣，然后才能開泵抽水。（2）潛水泵 潛水泵工作時(shí)要全部浸入水中；潛水泵工作時(shí)要全部浸入水中； 泵小、輕、移動(dòng)方便、安裝簡單，泵小、輕、移動(dòng)方便、安裝簡單，開泵時(shí)不需引水，在基坑排水中開泵時(shí)不需引水，在基坑排水中采用較廣。采用較廣。綜合反映土體滲透能力的指標(biāo)，又稱水力傳導(dǎo)系數(shù)。綜合反映土體滲透能力的指標(biāo)，又稱水力傳導(dǎo)系數(shù)。在數(shù)值上等于水力坡度為在數(shù)值上等于水力坡度為 1時(shí)，通過單位面積的滲流時(shí)，通過單位面積的滲流量。滲透系數(shù)

5、愈大，透水性越強(qiáng)，反之越弱量。滲透系數(shù)愈大，透水性越強(qiáng)，反之越弱。 1.2 涌水量計(jì)算1.管溝、基坑處于一般地段或干河床時(shí) Q總滲水量，m3/晝夜； K土壤滲透系數(shù)，m晝夜，見表2-1 S要求地下水位降深，m； R滲水影響半徑，m； R0溝、坑計(jì)算半徑，m。2001.33lg()K SQRRR排水溝、集水井?dāng)嗝娉叽绾退昧髁窟x擇的依據(jù)滲水影響半徑R的確定 滲水影響半徑R與土壤滲透系數(shù)、含水層厚度、水位降落值及抽水時(shí)間等因素有關(guān)。一般以抽水25天后水位降落曲線基本穩(wěn)定時(shí)為計(jì)算條件，此時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 式中S要求水位降落值，m； H含水層厚度，m； K土壤滲透系數(shù)，m/晝夜。 當(dāng)含水層厚度無限

6、大時(shí)，R值可從參考表選取KHSR95. 1計(jì)算半徑R0的確定 對管溝和矩形基坑： 圓形基坑：R0為基坑地下水位內(nèi)的平均半徑； 不規(guī)則基坑： L、 B基坑的平均長度和平均寬度，m； F不規(guī)則基坑的平均面積，m。04LBR0/RF2.管溝、基坑靠近河邊時(shí)（ ） 式中L管溝基坑離河岸距離，m；2/ )(0RRL)/2lg(/366. 102RLKSQ明溝排水法的適用范圍 開挖基礎(chǔ)不深或水量不大的溝槽或基坑開挖基礎(chǔ)不深或水量不大的溝槽或基坑 由于設(shè)備簡單、排水方便，采用較為普遍，適由于設(shè)備簡單、排水方便，采用較為普遍，適用于用于粗粒土層粗粒土層（土粒粗不致被水流帶走）、（土粒粗不致被水流帶走）、滲滲水

7、量小的粘性土水量小的粘性土； 當(dāng)土為細(xì)砂和粉砂時(shí)，地下水滲出會(huì)帶走細(xì)粒，當(dāng)土為細(xì)砂和粉砂時(shí)，地下水滲出會(huì)帶走細(xì)粒，發(fā)生流砂現(xiàn)象，導(dǎo)致邊坡坍塌、坑底隆起、施發(fā)生流砂現(xiàn)象，導(dǎo)致邊坡坍塌、坑底隆起、施工困難，此時(shí)采用井點(diǎn)降水法。工困難，此時(shí)采用井點(diǎn)降水法。第二節(jié)第二節(jié) 人工降低地下水位人工降低地下水位 人工降低地下水位是在基坑周圍布設(shè)深于基底的井點(diǎn)進(jìn)行抽水，使地下水水位局部下降至坑底以下，這樣基本消除了地下水對施工的影響。 井點(diǎn)降水按降深不同、抽吸原理和抽吸設(shè)備的不同，可分為輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)和深井泵井點(diǎn)降水等多種，其適用范圍見表2-3。 2.1輕型井點(diǎn)法輕型井點(diǎn)法 概念：沿管溝

8、或基坑周圍把許多小直徑的井點(diǎn)管埋入地下含水層內(nèi)，井點(diǎn)管上端通過彎管和總管連接，下端通過濾水管和地下含水層連通，利用抽水設(shè)備把地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷提出，如下圖所示 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)適用在粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂等土層中降低地下水 輕型井點(diǎn)降水全貌圖（單層輕型井點(diǎn)）輕型井點(diǎn)降水全貌圖（單層輕型井點(diǎn)） 。2.1.1輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的組成輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的組成 管路系統(tǒng)：井點(diǎn)管（包含濾管）、彎管、總管和閥門等 抽水設(shè)備及其它附屬設(shè)備：真空泵、離心水泵、氣水分離器等。1井點(diǎn)管；2彎聯(lián)管；3總管；4過濾器；5氣水分離器；6真空表；7離心泵；8真空泵 1.1.濾水管濾水管 位置：井點(diǎn)管下端，埋入含水層 規(guī)格：3855mm

9、，L=1-2m 材質(zhì)：無縫鋼管 結(jié)構(gòu)：粗鋼絲保護(hù)網(wǎng)、濾水網(wǎng)（內(nèi)外兩層）、螺旋形細(xì)鋼絲、鋼管（512mm孔眼） 進(jìn)水管面積：A=2mrdLL避免濾孔淤塞2.井點(diǎn)管 位置：下端與濾水管用管箍連接,上端與總管通 規(guī)格：直徑與濾水管相同，長度視埋深而定 材質(zhì)：無縫鋼管3.彎聯(lián)管 位置：連接總管和井點(diǎn)管 規(guī)格：3855mm 材質(zhì)：加固橡膠管、鋼管彎頭4.總管 位置：與抽水設(shè)備相連 規(guī)格：100150mm，L=4-6m 材質(zhì)：鋼管 結(jié)構(gòu)：管壁上短管5.抽水設(shè)備 真空式抽水設(shè)備：抽水深度5.5-6.5m，真空泵、離心水泵、氣水分離器等 射流式抽水設(shè)備：抽水深度9-11m 自引式抽水設(shè)備：抽水深度2-4m2.

10、1.2輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì) 輕型井點(diǎn)降水法設(shè)計(jì)步驟為：1、確定平面布置方案2、確定高程布置方案3、井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算（Q)4、井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算(n)5、井距計(jì)算(D)6、井距和井點(diǎn)管數(shù)量的調(diào)整(D、n)7、抽水設(shè)備的選擇1.確定平面布置方案1）系統(tǒng)形式選擇 a.單排：單排：在溝槽上游一側(cè)布置，每側(cè)超出溝槽B 用于溝槽寬度B6m，降水深度5m。 b.雙排：雙排：在溝槽兩側(cè)布置，每側(cè)超出溝槽B。 用于溝槽寬度B6m，或土質(zhì)不良，以便快速將水抽 c.環(huán)形布置：環(huán)形布置：在溝槽四周布置，可以封閉，也可以在基坑下游側(cè)留一段不封閉。用于基坑面積較大時(shí)。2）井點(diǎn)的布置 井點(diǎn)管要靠近溝坑，但是距溝坑壁不小于

11、1.01.5m，防止局部漏氣，影響抽吸效果。 井點(diǎn)管間距一般采用0.81.6m，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)，設(shè)備條件或通過計(jì)算確定?？拷拷恿魈幘c(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密。河流處井點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)加密。3）總管的布置 比井點(diǎn)管更靠外一些（1.5米），并以12的坡度（坡向抽水設(shè)備），多個(gè)抽水設(shè)備將總管分段4）抽水設(shè)備布置 抽水設(shè)備應(yīng)布置在地下水流的上游，并設(shè)在總管中部，以發(fā)揮其最大效能。一套抽水設(shè)備所能帶動(dòng)的總長度大約在100m左右，5）觀察井的布置 為了觀察水位降落情況，應(yīng)在降水范圍內(nèi)設(shè)置若干個(gè)觀測井， 觀測井的位置：降低水位不利點(diǎn)，一般在基礎(chǔ)中心、總管末端、局部挖深處等控制點(diǎn)，均應(yīng)設(shè)置觀測井。 觀測井由井點(diǎn)管做成 ，只是不與

12、總管相接。2、確定高程布置方案 總管的布置標(biāo)高應(yīng)接近原有地下水位線，抽水設(shè)備的水泵軸心標(biāo)高與總管拉平。 井點(diǎn)管埋設(shè)深度必須將濾管埋入儲水層內(nèi)，可按下式計(jì)算：為達(dá)到此目的，同時(shí)不影響地面交通，通常將總管設(shè)置于地面下0.5米處 H井點(diǎn)管設(shè)置深度，m； H1從井點(diǎn)管埋設(shè)面埋設(shè)面至管溝底面的距離，m； h降水后地下水位至管溝底面的安全距離，0.51.0m i水力坡度，經(jīng)驗(yàn)值，單排井點(diǎn)i1/4或1/5，雙排或環(huán)形井點(diǎn)i1/101/15； L井點(diǎn)管中心至管溝（或基坑）控制水位點(diǎn)（線）的水平距離， l濾水管長度liLhHH1LhH1700-10002001: iH圖 井點(diǎn)管中心至管溝控制水位點(diǎn)的水平距離實(shí)際

13、工程中，井點(diǎn)管均為定型的，有一定標(biāo)準(zhǔn)長度。通常根據(jù)給定井點(diǎn)管長度驗(yàn)算h，如h0.51，則可滿足。 計(jì)算公式如下： hLj.H 式中：Lj井點(diǎn)管長度 0.2井點(diǎn)管露出地面的長度 輕型井點(diǎn)法的降水深度以不超過6米為宜，如求出的H值大于6米，則應(yīng)降低井點(diǎn)管和抽水設(shè)備的埋置面；或采用二級或多級井點(diǎn)系統(tǒng)二層輕型井點(diǎn)降水二層輕型井點(diǎn)降水3.涌水量的計(jì)算涌水量的計(jì)算 涌水量涌水量Q即每晝夜需排出地下水的數(shù)量。即每晝夜需排出地下水的數(shù)量。 水井理論將水井根據(jù)不同情況分為：完全井完全井；非完全井；非完全井；承壓井；承壓井；無壓并無壓并，也稱潛井；水井的分類水井的分類井底到達(dá)含水井底到達(dá)含水層下的不透水層下的不透

14、水層頂面的井為層頂面的井為完整井；否則完整井；否則為非完整井。為非完整井。無壓井：地下無壓井：地下水表面為自由水表面為自由水壓。水壓。承壓井：含水承壓井：含水層處于兩個(gè)不層處于兩個(gè)不透水層之間，透水層之間，地下水表面具地下水表面具有一定水壓。有一定水壓。管道線路工程多為淺地層作業(yè)，一般不出現(xiàn)承壓井情況，多多數(shù)是無壓非完整井。數(shù)是無壓非完整井。 井底到達(dá)含水井底到達(dá)含水層下的不透水層下的不透水層頂面的井為層頂面的井為完整井；否則完整井；否則為非完整井。為非完整井。無壓井：地下無壓井：地下水表面為自由水表面為自由水壓。水壓。承壓井：含水承壓井：含水層處于兩個(gè)不層處于兩個(gè)不透水層之間，透水層之間，地

15、下水表面具地下水表面具有一定水壓。有一定水壓。不透水的黏土層不透水的黏土層1）無壓完整井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量Q涌水量計(jì)算中有關(guān)參數(shù)的計(jì)算涌水量計(jì)算中有關(guān)參數(shù)的計(jì)算 A滲透系數(shù)K 以現(xiàn)場抽水試驗(yàn)取得或參考表2-6選用 當(dāng)含水層為非均質(zhì)土層時(shí)，K值應(yīng)取各層土壤滲透系數(shù)的加權(quán)平均值 式中 hi各土層的分層厚度，m； Ki各土層的滲透系數(shù)，m/晝夜。 /i iiKKhh B抽水影響半徑R： 井點(diǎn)系統(tǒng)抽水后，地下水受到影響，形成降落曲線，降落曲線穩(wěn)定時(shí)形成以該井為軸心的水位降落漏斗，從漏斗中心到漏斗邊緣的水平距離稱為該井的抽水影響半徑。如圖 確定方法：直接觀察；經(jīng)驗(yàn)公式；經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 經(jīng)驗(yàn)公式 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：KHS

16、R 95. 1土的特性 極細(xì)砂 細(xì)砂 中砂 粗砂 極細(xì)礫 小礫 中礫 大礫 粒徑 （mm） 0.050.1 0.10.25 0.250.5 0.51 12 23 35 510 影響半徑 （m） 2550 50100 100200 200400 400500 500600 6001500 15003000 C假想半徑X0的確定 2）無壓非完整井系統(tǒng)涌水量）無壓非完整井系統(tǒng)涌水量 無壓非完整井涌水量計(jì)算較復(fù)雜，為簡化起見，工程上常直接引用無壓完整井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算公式，但要將公式中含水層厚度H換成滲水有效帶深度H0S注意：注意：1、當(dāng)H0值超過H時(shí)，取H0H； 2、計(jì)算R時(shí)，也應(yīng)以H0代入。 指地

17、下水位至濾管頂部的距離 ，它是根據(jù)需要的降深而影響涌水量的主要因素。 s溝槽或基坑內(nèi)水位降深; a1保險(xiǎn)值(0.51m); a2水力坡降值。 a2=Li，i水力梯度 a3井點(diǎn)管局部損 失值(取00.5m)D井點(diǎn)管中降水深度s=s+a1+a2+a34. 井點(diǎn)管數(shù)量和間距井點(diǎn)管數(shù)量和間距 最少井點(diǎn)數(shù)量q65d LL K1/3最大間距5.井距和井點(diǎn)管數(shù)量的調(diào)整(D、n)1）實(shí)際間距的確定 井距取值必須大于5d（d為濾管周長），以防止各個(gè)井點(diǎn)之間的干擾較大，出水量顯著減少； 井距應(yīng)與總管上的接頭間距相匹配（0.8、1.2、1.6或2.0m） D計(jì)算值2)確定井點(diǎn)數(shù) n= L= L1 1/D/D6.抽水

18、設(shè)備選擇抽水設(shè)備選擇1）真空泵的選用 干式真空泵常用的型號有W5、W6型，真空度最大可達(dá)1.0105Pa?？偣荛L度小于100m時(shí)可選用W5型，總管長度小于120m時(shí)可選用W6型。 真空泵在抽水系統(tǒng)中所需最低真空度，根據(jù)降水深和水頭損失按下式計(jì)算： kPa降水深度h和水頭損失h,單位：米hhHk10 2）水泵的選用 （a）輕型井點(diǎn)，一組系統(tǒng)通常只用一臺水泵，其流量為1.11.2Q 。 （b）水泵吸水揚(yáng)程吸水揚(yáng)程程應(yīng)大于井點(diǎn)管長度。 一般水泵都能滿足排水揚(yáng)程的要求。輕型井點(diǎn)多為配套設(shè)備，可按具體情況選用。 3）射流器的選用 射流器常用的型號有QJD-45、QJD-60、JS-45，根據(jù)基坑（槽）的

19、涌水量及總管長度、井點(diǎn)管確定射流器的大小和臺數(shù)。 自學(xué)例題2-12.1.3 輕型井點(diǎn)施工輕型井點(diǎn)施工 施工順序：放線定位放線定位鋪設(shè)總管鋪設(shè)總管沖孔沖孔安裝安裝井點(diǎn)管井點(diǎn)管填濾料、上部粘土密封填濾料、上部粘土密封井點(diǎn)管與總井點(diǎn)管與總管連接管連接安抽水機(jī)安抽水機(jī)抽水抽水在觀測井中測量地在觀測井中測量地下水位的變化下水位的變化 輕型井點(diǎn)的正常出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”。 井點(diǎn)管的埋設(shè)：井點(diǎn)管的埋設(shè)：井點(diǎn)管水沖下沉（射水法）；井點(diǎn)管水沖下沉（射水法）；套筒式?jīng)_孔法（套管法）；套筒式?jīng)_孔法（套管法）；鉆孔法（鉆孔后再將井點(diǎn)管沉入）鉆孔法（鉆孔后再將井點(diǎn)管沉入）1.射水法射水法 主要施工機(jī)具：射水

20、式井點(diǎn)管 施工過程：確定井點(diǎn)位置挖坑、泄水溝插入射水式井點(diǎn)管高壓水在下端沖刷土體井點(diǎn)管下沉到設(shè)計(jì)高度取下軟管，與集水總管連接填砂粘土封口2.套筒式?jīng)_孔法套筒式?jīng)_孔法 主要施工機(jī)具：套管水槍 施工過程：確定井點(diǎn)位置土坑插入套管水槍高壓水射流沖擊和套管沖切作用下套管下沉到設(shè)計(jì)高度插入井點(diǎn)管套管與井點(diǎn)管之間填砂拔出套管粘土封口3.鉆孔法鉆孔法確定井點(diǎn)位置挖坑、泄水溝插入沖管高壓水在下端沖刷土體下沉到設(shè)計(jì)高度拔出沖管井點(diǎn)管埋入填砂粘土封口沖孔沖孔 埋管埋管 填砂填砂 封口封口 井點(diǎn)管施工主要注意事項(xiàng)井點(diǎn)管施工主要注意事項(xiàng) 沖孔直徑不小于300mm； 深度比過濾管深0.51m，； 井點(diǎn)管與孔壁間用粗砂（

21、以防止堵塞濾管的網(wǎng)眼）灌實(shí)； 井點(diǎn)填砂后，須用粘土封口，以防漏氣 井點(diǎn)管埋設(shè)后，即可接通總管和抽水系統(tǒng)，進(jìn)行試抽，檢查降水效果檢查降水效果，檢查有無淤塞現(xiàn)象。井點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，整個(gè)施井點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，整個(gè)施工期不能停止工作。工期不能停止工作。 2.2 噴射井點(diǎn)降水噴射井點(diǎn)降水 2.3 電滲井點(diǎn)降水電滲井點(diǎn)降水 2.4 深井井點(diǎn)降水深井井點(diǎn)降水 2.5 管井井點(diǎn)降水管井井點(diǎn)降水自學(xué)噴井井點(diǎn)降水 當(dāng)基坑開挖要求降水深度大于6m時(shí)，如用輕型井點(diǎn)就必須用多級井點(diǎn)。這會(huì)增加井點(diǎn)設(shè)備數(shù)量和基坑挖土量，延長工期等，往往不是經(jīng)濟(jì)的。因此，當(dāng)降水深度超過6m，土層為滲透系數(shù)為0.12.0m/d的弱透水層時(shí)，以采用噴

22、射井點(diǎn)為宜，其降水深度可達(dá)20m。 噴射井點(diǎn)的設(shè)備，主要是由噴射井管、高壓水泵和管路系統(tǒng)組成。 噴射井管噴射井管1 1由內(nèi)管由內(nèi)管8 8和外管和外管9 9組成，組成，在內(nèi)管下端裝有升水裝置在內(nèi)管下端裝有升水裝置噴噴射揚(yáng)水器與濾管射揚(yáng)水器與濾管2 2相連（圖相連（圖b b）。在高）。在高壓水泵壓水泵5 5作用下，具有一定壓力水頭作用下，具有一定壓力水頭（0.70.70.8MPa0.8MPa）的高壓水經(jīng)進(jìn)水總管）的高壓水經(jīng)進(jìn)水總管3 3進(jìn)入井管的外管與內(nèi)管之間的環(huán)形進(jìn)入井管的外管與內(nèi)管之間的環(huán)形空間，并經(jīng)揚(yáng)水器的側(cè)孔流向噴嘴空間，并經(jīng)揚(yáng)水器的側(cè)孔流向噴嘴1010。由于噴嘴截面的突然縮小，流速急劇由

23、于噴嘴截面的突然縮小，流速急劇增加，壓力水由噴嘴以很高流速噴入增加，壓力水由噴嘴以很高流速噴入混合室混合室1111（該室與濾管相通），將（該室與濾管相通），將 噴噴嘴口周圍空氣吸入，被急速水流帶走，嘴口周圍空氣吸入，被急速水流帶走，因而該室壓力下降而造成一定真空度。因而該室壓力下降而造成一定真空度。工作原理工作原理 是在井點(diǎn)管內(nèi)設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣，形成水氣射流，將地下水抽出排走。其降水深度可達(dá)820m。 適用范圍：適用于開挖深度較深、降水深度大于8m，土滲透系數(shù)為350m/d的砂土或滲透系數(shù)為0.13m /d的粉砂、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土第三節(jié) 地基

24、處理3.1地基處理及其目的地基處理及其目的3.1.1地基容許承載力的概念地基容許承載力的概念 地基容許承載力：在保證地基穩(wěn)定性的前提下，構(gòu)筑物不產(chǎn)生超過所允許的下構(gòu)筑物不產(chǎn)生超過所允許的下沉量沉量，不會(huì)因地基產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土不會(huì)因地基產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土的抗剪強(qiáng)度而導(dǎo)致地基和構(gòu)筑物破壞的抗剪強(qiáng)度而導(dǎo)致地基和構(gòu)筑物破壞的承載力。電滲井點(diǎn)工作原理：電滲井點(diǎn)以井點(diǎn)管作負(fù)極，打入的鋼筋作正極，通入直流電后，土顆粒自負(fù)極向正極移動(dòng)，水則自正極向負(fù)極移動(dòng)而被集中排出。本法常與輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合使用。適用范圍：適用于滲透系數(shù)很小的飽和粘性土、淤泥或淤泥質(zhì)土中的施工降水 管井井點(diǎn)降水 工作原理：管井井點(diǎn)由

25、濾水井管、吸水管和抽管井井點(diǎn)由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)組成。管井埋設(shè)的深度和距離水機(jī)組成。管井埋設(shè)的深度和距離根據(jù)需降水面積、深度及滲透系數(shù)根據(jù)需降水面積、深度及滲透系數(shù)確定，一般間距確定，一般間距101050m50m，最大埋，最大埋深可達(dá)深可達(dá)10m10m。適用范圍：適用于降水深度適用范圍：適用于降水深度3 35m5m、滲透系數(shù)為滲透系數(shù)為2020200m/d200m/d的基坑中施的基坑中施工降水工降水 3.1.2 地基處理地基處理1.軟弱地基或不良地基無法滿足構(gòu)筑物對地基強(qiáng)度和變形條件的要求2.原來的地基承載力滿足要求，但施工中原狀土被擾動(dòng)而降低了其承載力地基處理主要對象1.軟弱地基軟弱地

26、基 在附加應(yīng)力影響范圍內(nèi)主要受力層由軟弱土組成，則為軟弱地基。 淤泥及淤泥質(zhì)土淤泥及淤泥質(zhì)土 沖填土沖填土 雜（人工）填土雜（人工）填土 高壓縮性土高壓縮性土1）淤泥和淤泥質(zhì)土。 是在靜水或緩慢流水的環(huán)境中沉積靜水或緩慢流水的環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用而形成，是具有特殊性質(zhì)的粘性土。 具有高含水率，高孔隙比，高壓縮性、抗剪強(qiáng)度低和流變性等不良特征。2）沖填土 沖填土是在疏浚河流或港口航道時(shí)，人為地由水力沖填泥砂形成水力沖填泥砂形成的填土。 其顆粒組成隨泥砂來源而變，多為粘粒和粉粒，其次為砂粒。沖填土強(qiáng)度和壓縮性都比天然沉積的同類土差。3）雜填土 主要是人類在生產(chǎn)和生活活動(dòng)中，堆填建筑垃堆填建

27、筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物形成圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物形成的填土。 雜填土性質(zhì)與堆填年齡有關(guān)，一般填齡達(dá)到五年左右的雜填土，性質(zhì)才逐漸趨于穩(wěn)定。雜填土大多疏松且不均勻，在同一場地的不同位置，其承載力和壓縮性往往有較大差異。4）其他高壓縮性土 飽和松散粉細(xì)砂(包括部分粉土)也應(yīng)屬于軟弱地基范疇。其在動(dòng)力荷載(機(jī)械振動(dòng)、地震等)重復(fù)作用下將產(chǎn)生液化；基坑開挖時(shí)也會(huì)產(chǎn)生管涌。2.不良地基不良地基1）濕陷性黃土天然黃土遇水天然黃土遇水后，由于水膜增厚和顆粒間鹽類膠結(jié)物質(zhì)溶于水而使土的結(jié)構(gòu)破壞結(jié)構(gòu)破壞，從而突然發(fā)生顯著的沉陷，強(qiáng)度也迅速降低。 2）膨脹土 礦物成分主要為蒙脫石和伊利石，脹縮性顯

28、著脹縮性顯著，吸水膨脹失水收縮，反復(fù)作用強(qiáng)度降低，不均勻變形較大，引起上部建筑物開裂。3.2 地基處理的方法地基處理的方法3.2.1 換土墊層處理方法換土墊層處理方法： 1.概念和原理概念和原理 是將基礎(chǔ)底面下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后分層回填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土或灰土等材料，并加以夯實(shí)或振密的一種地基處理方法。 此法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層地基淺層地基處理素土是天然沉積形成的土層中沒有摻雜白灰、河流帶來的砂石的土，密度均勻，有一定粘稠度。 2.換土墊層的種類換土墊層的種類1）素土墊層 適用條件：濕陷性黃土和雜土地基 土料要求：素土在最佳含水

29、率范圍內(nèi)，誤差不大于2%, 不得使用含淤泥、耕土、凍土、垃圾、膨脹土以及有機(jī)物含量大于8%的土 施工要點(diǎn)：挖去軟土、分層回填、分層夯實(shí) 墊層厚度：根據(jù)土層承載力決定，不大于3米2）砂墊層 適用條件：含水量較大的黏土性地基 材料要求：粒徑級配好（50mm）、質(zhì)地堅(jiān)硬 施工要點(diǎn)：P61自己看3）灰土墊層 適用條件：一般黏性土地基加固、挖深超15cm，地基擾動(dòng)深度小于1.0米，無地下水地基 材料要求：石灰：土=2：8或3：7，不含生石灰塊，粒徑不超過15mm 施工要點(diǎn)：施工前驗(yàn)槽（邊坡、排水、清淤），干燥分層回填、分層夯實(shí)3. 墊層的設(shè)計(jì)墊層的設(shè)計(jì) 墊層的設(shè)計(jì)要在滿足強(qiáng)度、變形兩個(gè)方面的墊層的設(shè)計(jì)要

30、在滿足強(qiáng)度、變形兩個(gè)方面的要求下，確定合理的厚度和墊層寬度。如圖要求下，確定合理的厚度和墊層寬度。如圖 1）墊層厚度）墊層厚度一般根據(jù)墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力一般根據(jù)墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不超過同一標(biāo)高處軟弱土層（經(jīng)深度修正后）之和不超過同一標(biāo)高處軟弱土層（經(jīng)深度修正后）的承載力特征值確定的承載力特征值確定. .即即 墊層底面軟弱土層的地基承載力的特征墊層底面軟弱土層的地基承載力的特征值，值，KPa 墊層底面處的附加應(yīng)力，墊層底面處的附加應(yīng)力，KPa； 墊層底面處的自重應(yīng)力，墊層底面處的自重應(yīng)力，KPa ；可按應(yīng)；可按應(yīng)力擴(kuò)散角法計(jì)算，即：力擴(kuò)散角法計(jì)算，即：czzazf

31、azfczz對條形基礎(chǔ)：對條形基礎(chǔ)： tan20hbbpz 對矩形基礎(chǔ)：對矩形基礎(chǔ)： )tan2)(tan2(0hLhbbLpz P P0 0基底附加應(yīng)力，基底附加應(yīng)力，KPa； L、b分別為矩形基礎(chǔ)長度和寬度，分別為矩形基礎(chǔ)長度和寬度，m； h 基礎(chǔ)底面至軟弱土層頂面的距離，基礎(chǔ)底面至軟弱土層頂面的距離，m； 應(yīng)力擴(kuò)散角，應(yīng)力擴(kuò)散角，常見的墊層應(yīng)力擴(kuò)散角常見的墊層應(yīng)力擴(kuò)散角換填材料23300.5306200.25灰土粉質(zhì)粘土和粉土中、粗、礫砂、碎石土、石屑h/b 注：當(dāng)注：當(dāng)h/b0.25時(shí)時(shí),除灰土外除灰土外,均取均取=0。 當(dāng)當(dāng)0.25 h/b0.5時(shí)時(shí), , 可用內(nèi)插法求得可用內(nèi)插法求得。換土墊層厚度一般為換土墊層厚度一般為12米左右，超過米左右，超過3米，導(dǎo)致施工困難米，導(dǎo)致施工困難且不經(jīng)濟(jì)，小于且不經(jīng)濟(jì)，小于0.5米，則墊層作用不顯著。墊層厚度宜控制米，則墊層作用不顯著。墊層厚度宜控制在在0.53.0m。 應(yīng)力擴(kuò)散角 2 2）墊層寬度）墊層寬度 墊層寬度的確定，應(yīng)滿足兩條原則：墊層寬度的確定，應(yīng)滿足兩條原則：（1 1）滿足應(yīng)力擴(kuò)散的要求）滿足應(yīng)力擴(kuò)散的要求（2 2）防止墊層向兩邊擠出）防止墊層向兩邊擠出 按應(yīng)力擴(kuò)散的要求，墊層底面寬度按應(yīng)力擴(kuò)散的要求，墊層底面寬度bb應(yīng)滿足應(yīng)滿足 bb+2htanbb+2htan ll+2htgll+2