土石方工程施工排水課件

2010年3月12日《給排水工程施工技術》

土石方工程施工排水

引子------------塌方：是指因地層結構不良，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，合肥清溪路鋪設水管工地塌方事故，兩名工人被埋５米多深的地下，施救3個多小時后被挖出，其中一人死亡

2005年7月5日上午，鄭州市一市政管網施工工地因塌方導致3名民工被埋。

事故現場，溝槽深約4米，沒有任何安全防護措施。

2007.8.28，赤峰市一排水管道施工工地現場發(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備簡單、應用普遍的人工降低水位的方法。1、排水溝：開挖溝槽過程中，先在槽中央開挖，接近設計高程時移至溝槽一側或兩側，尺寸一般為30×30cm，排水溝底部一般低于槽底30cm，并以3~5%坡度坡向集水井(見圖2-2及圖1)。2、集水井：溝槽地下水來水方向一側，井距50~100m，井壁須加固密撐，水平向距槽底1~2米，直徑或寬度一般為0.7~0.8米，井底低于排水溝底0.7~1.0米，槽挖至設計標高后，集水井底應低于排水溝底1~2米，井底鋪0.3米厚反濾層。(見圖2-1)明溝排水法適用于于水流較大的粗粒粒土層的排水、降降水，也可用于滲滲水量較小的粘性性土層降水，但不不適宜于細砂土和和粉砂土層，因為為地下水滲出會帶帶走細粒而發(fā)生流流砂現象。3、適用條件：流砂：當開挖深度大、地地下水位較高而土土質為細砂或粉砂砂時，如果采用集集水井法降水開挖挖，當挖至地下水位以下時，，坑底下面的土會會形成流動狀態(tài)，，隨地下水涌入基基坑，這種現象稱稱為流砂。流砂現象如果土層中產生局局部流砂現象，應應采取減小動水壓壓力的處理措施，，使坑底土顆粒穩(wěn)穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：如條件許可，盡量量安排枯水期施工工，使最高地下水水位不高于坑底0.5m；水中挖土時，不抽抽水或減少抽水，，保持坑內水壓與與地下水壓基本平平衡；采用井點降水法、、打板樁法、地下下連續(xù)墻法防止流流砂產生。2.2人工降低地下水位位井點降水：基坑開挖前，在基基坑四周預先埋設設一定數量的濾水水管(井)，在基基坑開挖前和開挖挖過程中，利用抽抽水設備不斷抽出出地下水，使地下下水位降到坑底以以下，直至土方和和基礎工程施工結結束為止。井點降水有兩類：：一類為輕型井點(包括電滲井點與與噴射井點)；另另一類為管井井點(深井泵)。對不同的土質應采采用不同的降水形形式，表1為常用的降水形式式。適用條件：基坑較深，地下水水涌水量較大，流流砂地段常用做法：井點降水法表1降水類型及適用條條件適合條件降水類型滲透系數(cm/s)可能降低的水位深度(m)輕型井點多級輕型井點10-2～10-5

3～66～12噴射井點10-3～10-6

8～20電滲井點＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5

＞10一、輕型井點輕型井點(圖2-4)就是沿基坑周圍或或一側以一定間距距將井點管(下端端為濾管)埋入蓄蓄水層內，井點管管上部與總管連接接，利用抽水設備備將地下水經濾管管進入井管，經總總管不斷抽出，從從而將地下水位降降至坑底以下。輕型井點法適用用于土壤的滲透透系數為0.1～50m/d的土層中；降低低水位深度：一級輕型井點3～6m，二級井點可達6～12m。輕型井點設備由由管路系統(tǒng)和抽抽水設備組成。。管路系統(tǒng)包括括濾管、井點管管、彎聯管及總總管等。濾管(圖2-5)為進水設備，其其構造是否合理理對抽水設備影影響很大。1、輕型井點組成成1）輕型井點布置置：總原則：所有需需降水的范圍均均應包括在井點點圈內。A、平面上可采用用單排、雙排、、環(huán)形、U形布置2、輕型井點設計計設計內容：平面布置、高程程布置、涌水量量計算、井點管管數量、井點管管間距、抽水設設備的確定等。?！鶈闻啪€狀：當溝槽寬小于2.5米，降水深度小小于4.5米時，布置在地地下水位上游側側；建筑上：當基坑或溝槽寬寬度小于6m，水位降低深度不不超過5m時，可用單排線線狀井點布置在在地下水流的上上游一側，兩端端延伸長度一般般不小于溝槽寬寬度(圖2)?！诳紤]到抽水設設備的水頭損失失以后，井點降降水深度一般不不超過6m。井點管的埋設深深度H(不包括濾管)按下下式計算:式中H1——井點管埋設面至至基坑底的距離離，m；△h——基坑中心處坑底底面(單排井點點時，為遠離井井點一側坑底邊邊緣)至降低后后地下水位的距距離，一般為0.5～1.0m；i———地下水降落坡度度；環(huán)狀井點為為1/10，單單排線狀井點為為1/4；L——井點管至基坑中中心的水平距離離(單排井點中中為井點管至基基坑另一側的水水平距離)，m。l——濾管長度，mH=H1+△h+iL+l(2-4)※如寬度大于6m或土質不定，滲滲透系數較大時時，宜用雙排井點，面積較大的基基坑宜用環(huán)狀井點(圖2-10)；為便于挖土機機械和運輸車輛輛出入基坑，可可不封閉，布置置為U形環(huán)狀井點。B、井點管布置：：坑（槽）上口邊邊緣外1.0~1.5米；井點管露出出地面0.2~0.3米，埋深滿足降降水深度要求：：H=H1+△h+iL+l；濾水管必須埋埋到透水層內。。C、總管布置：標高盡可能接近近原地下水位，，長度根據基坑坑上口尺寸或基基槽長度確定；；沿抽水水流方方向有0.25%~0.5%的上傾坡度，水水泵中心與總管管平齊。D、觀測井：為觀測水位降落落情況，在降水水范圍內設置的的井。一般在基基礎中心、總管管末端、局部挖挖深處等控制點點設置，由井點點管做成，但不不與總管相連。。※當一級井點系統(tǒng)統(tǒng)達不到降水深深度時，可采用用二級井點，即即先挖去第一級級井點所疏干的的土，然后在基基坑底部裝設第第二級井點，使使降水深度增加加（圖2-12）。2）涌水量計算A、無壓完整井：：Q=1.366K(2H-S)S/(lgR-lgX0)B、無壓非完整井井：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———基底高程程a1——保險值，，取0.5米a3——井點管局局部水損損值，取取0.5米a2——水力坡降降值，對對兩側布布置井點點管時：：a2=il/2對一側布布置井點點管時：：a2=il1（i——水力梯度度，細砂砂、粉砂砂層取1/10~1/8；l——兩側井點點管間距距；l1——井點管距距離對面面槽底邊邊緣距離離）3）相關參參數確定定A、滲透系系數K：現場抽抽水試驗驗或參考考表2-6B、影響半半徑R：經驗公公式(完整井)(非完整井井)C、環(huán)圍面面積半徑徑X0(基坑假象象半徑)——P44略D、井點數數量：n=1.1Q/q，其中單單個井點點涌水量量井點間距距：D=L1/(n-1)E、抽水設設備：水水泵流量量按照1.1~1.2倍涌水量量計算3、輕型井點點施工、、運行與與拆除※輕型井點點的施工工分為準備工作作及井點系統(tǒng)統(tǒng)安裝?！鶞蕚涔ぷ髯靼ňc點設備、、動力、、水泵及及必要材材料準備備，排水水溝的開開挖，附附近建筑筑物的標標高監(jiān)測測以及防防止附近近建筑沉沉降的措措施等。?！裨O井點點系統(tǒng)的的順序：根據降降水方案案放線、、挖管溝溝、布設設總管、、沖孔、、下井點點管、埋埋砂濾層層、粘土土封口、、彎聯管管連接井井點管與與總管、、安裝抽抽水設備備、試抽抽?！c管的的埋設方方法有射射水法、、套管法法、沖孔孔法、鉆鉆孔法。。※射水法和和沖孔法法施工，，分為沖孔(圖3(a))和埋管(圖3(b))兩個過程程?！p型井點點使用輕型井點點運行后后，應保保證連續(xù)續(xù)不斷地地抽水。。正常出水水規(guī)律：：先大后小小，先渾渾后清。（如不出出水或出出水混濁濁，應檢檢查糾正