土石方工程施工排水課件

1、2010年3月12日給排水工程施工技術(shù)土石方工程施工排水 引子-塌方：是指因地層結(jié)構(gòu)不良，雨水沖刷或修筑上的缺陷，道路，堤壩等旁邊的陡坡或坑道、隧道的頂部突然坍塌。塌方的種類主要有雨水塌方、地震塌方、施工塌方等。溝槽塌方主要原因：1、放坡不足； 2、施工排水不到位。 2007年5月30日15時(shí)左右，安徽省合肥市肥西縣桃花鎮(zhèn)華山路道路排水工程工地發(fā)生一起塌方事故。 6名人員被埋，其中4人死亡。 2007.9.11，合肥清溪路鋪設(shè)水管工地塌方事故，兩名工人被埋米多深的地下，施救3個(gè)多小時(shí)后被挖出，其中一人死亡 2005年7月5日上午，鄭州市一市政管網(wǎng)施工工地因塌方導(dǎo)致3名民工被埋。 事故現(xiàn)場(chǎng)，溝槽

2、深約4米，沒(méi)有任何安全防護(hù)措施。 2007.8.28，赤峰市一排水管道施工工地現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生塌方事故。2人被埋，其中一人遇難。 2007.7.7,廣州中山區(qū)一供水管道工地發(fā)生溝壁塌方，正在2米深的溝中焊接管道的兩名工人被埋。 12月12日，秘魯首都利馬一建筑工地發(fā)生嚴(yán)重塌方事故，8名工人被埋在沙石之下，另有2名工人受傷。 為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明溝排水法和人工降低地下水位法。 第二章 施工排水及地基處理 2.1 明溝排水法 明溝排水法是一種設(shè)備簡(jiǎn)單、應(yīng)用普遍的人工降低水位的方法。1、排水溝：開(kāi)挖溝槽過(guò)程中，先在槽中央

3、開(kāi)挖，接近設(shè)計(jì)高程時(shí)移至溝槽一側(cè)或兩側(cè)，尺寸一般為30 30cm，排水溝底部一般低于槽底30cm，并以35% 坡度坡向集水井(見(jiàn)圖2-2及圖1)。2、集水井：溝槽地下水來(lái)水方向一側(cè)，井距50100m，井壁須加固密撐，水平向距槽底12米，直徑或?qū)挾纫话銥?.70.8米，井底低于排水溝底0.71.0米，槽挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，集水井底應(yīng)低于排水溝底12米，井底鋪0.3米厚反濾層。 (見(jiàn)圖2-1) 明溝排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和粉砂土層，因?yàn)榈叵滤疂B出會(huì)帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。 3、適用條件：流砂：當(dāng)開(kāi)挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂

4、或粉砂時(shí)，如果采用集水井法降水開(kāi)挖，當(dāng)挖至地下水位以下時(shí)，坑底下面的土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂。 流砂現(xiàn)象如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)采取減小動(dòng)水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡； 采用井點(diǎn)降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。 2.2 人工降低地下水位 井點(diǎn)降水：基坑開(kāi)挖前，在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，在基坑開(kāi)挖前和開(kāi)挖過(guò)程中，利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基礎(chǔ)

5、工程施工結(jié)束為止。 井點(diǎn)降水有兩類：一類為輕型井點(diǎn)(包括電滲井點(diǎn)與噴射井點(diǎn))；另一類為管井井點(diǎn)(深井泵)。 對(duì)不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式，表1為常用的降水形式。 適用條件：基坑較深，地下水涌水量較大，流砂地段常用做法：井點(diǎn)降水法表1 降水類型及適用條件 適合條件降水類型滲透系數(shù)(cm/s) 可能降低的水位深度(m) 輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn) 10-210-5 36612 噴射井點(diǎn) 10-310-6 820 電滲井點(diǎn) 10-6 宜配合其他形式降水使用 深井井管 10-5 10 一、 輕型井點(diǎn) 輕型井點(diǎn)(圖2-4)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點(diǎn)管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管連

6、接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.150m/d的土層中；降低水位深度：一級(jí)輕型井點(diǎn)36m，二級(jí)井點(diǎn)可達(dá)612m。 輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管等。 濾管(圖2-5)為進(jìn)水設(shè)備，其構(gòu)造是否合理對(duì)抽水設(shè)備影響很大。 1、輕型井點(diǎn)組成1）輕型井點(diǎn)布置： 總原則：所有需降水的范圍均應(yīng)包括在井點(diǎn)圈內(nèi)。A、平面上可采用單排、雙排、環(huán)形、U形布置2、輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容：平面布置、高程布置、涌水量計(jì)算、井點(diǎn)管數(shù)量、井點(diǎn)管間距、抽水設(shè)備的確定等。單排線狀： 當(dāng)溝槽寬小于2.5

7、米，降水深度小于4.5米時(shí)，布置在地下水位上游側(cè)； 建筑上：當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過(guò)5m時(shí)，可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)度一般不小于溝槽寬度(圖2)。在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點(diǎn)降水深度一般不超過(guò)6m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計(jì)算:式中 H1井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離，m； h基坑中心處坑底面(單排井點(diǎn)時(shí)，為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離，一般為0.51.0m； i地下水降落坡度；環(huán)狀井點(diǎn)為1/10，單排線狀井點(diǎn)為1/4； L井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離(單排井點(diǎn)中為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離)，m。 l濾管長(zhǎng)度，

8、mH=H1+h+iL+l (2-4) 如寬度大于6m或土質(zhì)不定，滲透系數(shù)較大時(shí)，宜用雙排井點(diǎn)，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(diǎn)(圖2-10)；為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點(diǎn)。 B、井點(diǎn)管布置： 坑（槽）上口邊緣外1.01.5米；井點(diǎn)管露出地面0.20.3米，埋深滿足降水深度要求：H=H1+h+iL+l；濾水管必須埋到透水層內(nèi)。C、總管布置： 標(biāo)高盡可能接近原地下水位，長(zhǎng)度根據(jù)基坑上口尺寸或基槽長(zhǎng)度確定；沿抽水水流方向有0.25%0.5%的上傾坡度，水泵中心與總管平齊。D、觀測(cè)井： 為觀測(cè)水位降落情況，在降水范圍內(nèi)設(shè)置的井。一般在基礎(chǔ)中心、總管末端、局部挖深處等控制點(diǎn)設(shè)

9、置，由井點(diǎn)管做成，但不與總管相連。 當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時(shí)，可采用二級(jí)井點(diǎn)，即先挖去第一級(jí)井點(diǎn)所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn)，使降水深度增加（圖2-12）。 2）涌水量計(jì)算A、無(wú)壓完整井：Q=1.366K(2H-S) S/(lgR-lgX0)B、無(wú)壓非完整井：Q=1.366K(2H0-S) S/(lgR-lgX0)C、降水深度：S=(H-H1)+a1+ a2+ a3其中： H地下水位高程 H1基底高程 a1 保險(xiǎn)值，取0.5米 a3 井點(diǎn)管局部水損值，取0.5米 a2 水力坡降值，對(duì)兩側(cè)布置井點(diǎn)管時(shí)：a2 =il/2 對(duì)一側(cè)布置井點(diǎn)管時(shí)：a2 =il1 （i水力梯度，細(xì)砂、粉

10、砂層取1/101/8；l兩側(cè)井點(diǎn)管間距；l1 井點(diǎn)管距離對(duì)面槽底邊緣距離）3）相關(guān)參數(shù)確定A、滲透系數(shù)K：現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)或參考表2-6B、影響半徑R：經(jīng)驗(yàn)公式 (完整井) (非完整井)C、環(huán)圍面積半徑X0(基坑假象半徑)P44略D、井點(diǎn)數(shù)量：n=1.1Q/q，其中單個(gè)井點(diǎn)涌水量 井點(diǎn)間距：D=L1/(n-1)E、抽水設(shè)備：水泵流量按照1.11.2倍涌水量計(jì)算3、輕型井點(diǎn)施工、運(yùn)行與拆除 輕型井點(diǎn)的施工分為準(zhǔn)備工作及井點(diǎn)系統(tǒng)安裝。 準(zhǔn)備工作包括井點(diǎn)設(shè)備、動(dòng)力、水泵及必要材料準(zhǔn)備，排水溝的開(kāi)挖，附近建筑物的標(biāo)高監(jiān)測(cè)以及防止附近建筑沉降的措施等。埋設(shè)井點(diǎn)系統(tǒng)的順序：根據(jù)降水方案放線、挖管溝、布設(shè)總管、沖孔、下井點(diǎn)管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點(diǎn)管與總管、安裝抽水設(shè)備、試抽。 井點(diǎn)管的埋設(shè)方法有射水法、套管法、沖孔法、鉆孔法。射水法和沖孔法施工，分為沖孔(圖3(a)和埋管(圖3(b)兩個(gè)過(guò)程 。輕型井點(diǎn)使用 輕型井點(diǎn)運(yùn)行后，應(yīng)保證連續(xù)不