高層建筑施工地下水控制及土方開挖培訓(xùn)

逆作法

§1.4

地下水控制

P121-1341地下水流的基本性質(zhì)2地下水控制方法

地下水控制的定義

基坑工程中的降低地下水亦稱為地下水控制。即：在基坑工程施工過(guò)程中，地下水要滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)和挖土施工要求，并且不因地下水位的變化，對(duì)基坑周圍的環(huán)境和設(shè)施帶來(lái)危害。

1.

動(dòng)水壓力和流砂

1）地下水的分類：一、地下水流的基本性質(zhì)1——潛水2——無(wú)壓層間水3——承壓層間水4——不透水層在細(xì)砂或粉砂土層的基坑開挖時(shí)，地下水位以下的土在動(dòng)水壓力的推動(dòng)下極易失去穩(wěn)定，隨著地下水涌入基坑。稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生后，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒，施工條件極端惡化，基坑難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌。2）流砂現(xiàn)象廣佛地鐵桂城站基坑出現(xiàn)流砂，地面下沉約1.5m。

圖為砂包封堵?lián)岆U(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生流砂的原因

內(nèi)因：取決于土的性質(zhì)，當(dāng)土的孔隙比大、含水量大、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。因此，流砂現(xiàn)象極易發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞粘土中，但是否發(fā)生流砂現(xiàn)象，還取決于一定的外因條件。流砂-基坑滿目狼籍流砂支擋強(qiáng)行施工

外因：是地下水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力的大小，動(dòng)水壓力GD為：

式中：

I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；

h1－h(huán)2——水位差；

γW——水的重度。

當(dāng)?shù)叵滤惠^高、基坑內(nèi)排水所形成的水位差較大時(shí)，動(dòng)水壓力也愈大，當(dāng)GD≥γ（土的浮重）時(shí)，就會(huì)推動(dòng)土壤失去穩(wěn)定，形成流砂現(xiàn)象。防治長(zhǎng)流砂洋：減霜小或盲消除圾動(dòng)水換壓力防治嘴原則辣：“治流墳砂必親先治堡水”。流砂呀防治嘆的主國(guó)要途絨徑一是減小笛或平倦衡動(dòng)滴水壓球力；二似是截住地下旗水流寄；三項(xiàng)是改變動(dòng)水富壓力腰的方母向。防止棄流砂及的措施①降學(xué)低地臘下水待位；琴②覽消除對(duì)動(dòng)水額壓力析；③支謠護(hù)結(jié)毯構(gòu)；斜④凍燙結(jié)法陪；一、巴地下答水流慰的基踢本性冊(cè)質(zhì)流砂溝的防互治方澇法：水下翁挖土決、凍躺結(jié)、賢枯水娃期施欺工、暫搶挖識(shí)、加肚設(shè)支從護(hù)、井點(diǎn)雙降水、打惜板樁3）滲迎透系激數(shù)K—隸—計(jì)算徑水井惱涌水場(chǎng)量的餓重要純參數(shù)滲流越：水定在土垃中的爸流動(dòng)流線鍋：水彎點(diǎn)運(yùn)提動(dòng)的幻玉軌跡當(dāng)水印運(yùn)動(dòng)安時(shí)，戶流線伏互不泄相交橫為層輔流，鄰若流著線相交為止紊流股。其惰中層四流中響涌水畜量的肅計(jì)算肅為v訪=潤(rùn)KI一、調(diào)地下錯(cuò)水流濾的基視本性耽質(zhì)1.地下看水控況制的方法選擇1）當(dāng)基司坑開挖堵深度習(xí)較大時(shí)，左采用井點(diǎn)鈴降水。2）當(dāng)基醉坑開緊挖深頃度較淺時(shí)，焰可采業(yè)用排水洋溝和筒集水異井進(jìn)好行集躬水明校排。此外淋，方狡法的較選擇酷還需脫根據(jù)贊土層擊情況賊、降疑水深參度、冰周圍籠環(huán)境架和支勝護(hù)結(jié)惱構(gòu)等椒綜合伏考慮賞之后查再做太出選且擇，犬具體裳可參產(chǎn)考P1狼24表1-藍(lán)17。注意士：當(dāng)基妨坑底貴為隔呼水層誼且有攔承壓頁(yè)水作捐用時(shí)乓，應(yīng)辱進(jìn)行蘭突涌芝驗(yàn)算碧。二、融地下騙水的差控制銀方法二、裹地下寨水的券控制顫方法2.涌水漏量的尼計(jì)算根據(jù)翠水井膨理論買，水爪井分濕為潛炎水（迎無(wú)壓慎）紫完整錫井、適潛水姻（無(wú)槍壓）臟非完虹整井脾、承控壓完曉整井頑、承狐壓非櫻完整顏井四珍種情擦況。疾不同成的情余況下勤，涌溝水量借的計(jì)摩算公天式也堡不盡麥相同幼。具體碑計(jì)算刷公式垃推導(dǎo)略自學(xué)巾。二、環(huán)地下珠水的內(nèi)控制株方法3.集水溜明排肚法1）適用旦范圍當(dāng)基坑鍵開挖眼深度掛不很酷大，基坑路涌水篩量不驕大時(shí)可使越用集趁水明蛾排法屑，簡(jiǎn)堅(jiān)單而飛又經(jīng)姻濟(jì)。2）做法明溝進(jìn)、集停水井份排水錫多是壯在基片坑的股兩側(cè)旺或四幫周設(shè)浙置排蛛水明信溝，劉在基咐坑四攤角或冤每隔30瘋-4譽(yù)0m設(shè)置宮集水息井，秋使基紀(jì)坑滲踩出的拆地下巴水通盼過(guò)排治水明重溝匯氧集于失集水復(fù)井內(nèi)勞，然摔后用活水泵拼將其羊基坑構(gòu)外。二、能地下機(jī)水的竭控制袍方法3）水泵唇的選努擇集水泛井明拴排水將是用聽水泵慣從集段水井嗎中排孫水，瓜常用寒的水濤泵有潛水購(gòu)泵、離心扯式水址泵和泥漿短泵。根聾據(jù)排森水所桶需水拌泵的杰功率保選擇影水泵碑的種照類和徐型號(hào)綢。注意線：a.所選貿(mào)的水掏泵的晝排水顏量為膛基坑偵涌水霧量的嗎倍。b.當(dāng)基士坑開淹挖的土層闊由多納層土旨組成散，中桂間夾組有透矩水性大的砂脊類土，基教坑側(cè)沉壁出殃現(xiàn)分猛層滲茫水時(shí)鉗，必她須在矩基坑鉤的邊拐坡上哀按不途同高帳層分時(shí)層設(shè)憲置明秋溝和惕集水芬井構(gòu)役成明沖溝排叼水系諷統(tǒng)，分層賠阻截歉以防馳止基但坑下腔部邊盼坡塌科方。二、雞地下泄水的靜控制枝方法排水擋明溝慘設(shè)置攀在建榮筑基駕礎(chǔ)邊0.恒4m之外排水朝明溝趕底比洪挖土姑面低霜，集滴水井苗底比蛾溝底德面低0.租5m以上尸。4.降水愿法1）適用被范圍地下垮水位臂較高取的地劃區(qū)中基師坑工煮程施培工。2）特點(diǎn)能克服流邁砂現(xiàn)局象，穩(wěn)定槳基坑譯邊坡，降箭低承棚壓水解位，防止是坑底潤(rùn)隆起影和加倍速土乏的固多結(jié)，使簡(jiǎn)天然叢的地萄下水承位以增下的那土方智工程享在較墻干燥氣的施呀工環(huán)叉境中貌進(jìn)行肉。3）方法真空陸井點(diǎn)蓮、噴桐射井露點(diǎn)、喝管井下法或脊深井津泵法估。二、慈地下黃水的鑼控制庭方法噴射繁井點(diǎn)釣裝置真空傲深井勵(lì)泵輕型嫂井點(diǎn)唉降水福圖a.真空嗚井點(diǎn)?。┕に嚫C流程沿基眼坑周客圍以雅一定辰的間抖距埋格入井穴管（供下端樸為濾欄管）暫在地縮慧面上托涌水蜜平鋪眨設(shè)的月集水寬總管督將各芽井管充連接廚起來(lái)予，再恐于一泊定位搜置設(shè)盯置真誰(shuí)空泵押和離蠶心泵棄，開財(cái)動(dòng)真世空泵埋和離枕心泵箱后，犬地下滔水在運(yùn)真空腎吸力睬作用吼下，課經(jīng)濾嶄管進(jìn)擇入井勾管，污然后足經(jīng)集循水總植管排敞除。ⅱ）設(shè)備井管臣、集尤水總握管、濁水泵上和動(dòng)防力裝共置等。ⅲ）分類（水壺泵和岡動(dòng)力著設(shè)備涼不同化）干式漠真空翁井點(diǎn)猾、射伙流泵有井點(diǎn)撫和隔謊膜泵拜井點(diǎn)琴。二、無(wú)地下陰水的妹控制晚方法b.噴射遷井點(diǎn)ⅰ）適用數(shù)范圍降水穩(wěn)深度專超過(guò)6m的基險(xiǎn)坑,一般燈為8m揪~藏20唯m.ⅱ）工作郊原理噴水界井點(diǎn)（以奏壓力黨水作脂為工列作流硬體）腫和噴淹氣井凍點(diǎn)（扭壓縮壇空氣鈔作為磚工作機(jī)流體蘇）ⅲ）構(gòu)造壞設(shè)計(jì)當(dāng)滲透俊系數(shù)得大的堤土層網(wǎng)中，設(shè)餡計(jì)關(guān)脖鍵是增大之單井瞇抽水準(zhǔn)能力。當(dāng)滲局透系模數(shù)小的土略層中巧，設(shè)彎計(jì)關(guān)默鍵是丑將水目聚集壇在井便點(diǎn)管葬內(nèi)形煮成最大綁限度蛙的真桿空度。二、捎地下竟水的營(yíng)控制芳方法ⅲ）構(gòu)造血設(shè)計(jì)影響冊(cè)噴射枕井點(diǎn)蛾抽水寇和抽恥氣能陵力的棄因素勵(lì)：噴霸嘴直韻徑大膀小、嬌噴嘴犧直徑田與混鋸合室捧直徑諒之比張、混冬合室磚長(zhǎng)度柏等。ⅳ）布置告和使貪用當(dāng)基五坑寬艷度小框于10栗m可單排布置走井點(diǎn)套，當(dāng)奪大于10雷m雙排布置污，若潮面積房誠(chéng)大時(shí)瓦呈環(huán)形布置得。井裹點(diǎn)間銹距一序般為2-膝3m芒.注意兔：a.揚(yáng)水拾裝置伐加工幅的質(zhì)夜量和臘精度b.噴嘴既、混江合室俊和擴(kuò)蛛散室狗的軸尼線不榜重合座的情棄況c.工作穿水要敲干凈二、絮地下墾水的贊控制屢方法c.管井拜法（責(zé)真空眠深井陵泵法處）?。┻m用國(guó)范圍適用梳于土御滲透淡系數(shù)摟較大惡，地古下水育量大送的土魂層中她。ⅱ）工藝借流程管井頭法是隸圍繞準(zhǔn)開挖田的基味坑每找隔一維定距杏離(2第0-詢50撈m)設(shè)置搜一個(gè)請(qǐng)管井究，每個(gè)聲管井經(jīng)單獨(dú)右使用弟一臺(tái)腳水泵進(jìn)行農(nóng)抽水駝，以臥降低五地下辮水位竿。其中焦每個(gè)癥井泵團(tuán)由井翁管和行濾管盡組成枝，并瞞單獨(dú)勺配一淘臺(tái)電謹(jǐn)動(dòng)機(jī)跌和一晶臺(tái)真冬空泵鋼，開貨動(dòng)后喉達(dá)到纏一定粘的真受空度戲，則貞可達(dá)廊到深員層降南水的句目的黃。二、婚地下梳水的工控制蹦方法5.降水斥時(shí)預(yù)伙防周翻圍地露面的菠沉降騰的措施a.沉降舊的形煩成原抖因在降戶水過(guò)臘程中汁，由麻于水逗流帶懂走一衡部分酬細(xì)微麗土顆墳粒，蓬再加認(rèn)上降贏水后楊土層磁的含軋水量瓶降低殊，使嬸土產(chǎn)逃生固拔結(jié)而察引起侵周圍減地面樓的沉柿降。b.措施二、派地下踢水的矛控制窯方法井點(diǎn)嘴降水擋全貌耕圖§1跪.5土方匙開挖P1生35員-P窗14叫61放坡浩開挖2支護(hù)窗開挖1.開挖作條件開挖殘深度耀不大樣、周粥圍環(huán)爸境允疾許、手能保盆證土謹(jǐn)坡穩(wěn)諷定。若開維挖深度傲較大時(shí)，仇可以抖采用多層敢臺(tái)階曉分層卸開挖紐奉，且茂每級(jí)睜臺(tái)階嶼的寬質(zhì)度不遣宜小農(nóng)于1.般5m宴.2.土坡齒的穩(wěn)敲定性1）影姻響土爸坡穩(wěn)趣定性慨的因族素P1霉352）土敗體邊海坡穩(wěn)本定性安驗(yàn)算真的方良法a.利用龍彈性投、塑責(zé)性或康彈塑津性理芒論確泥定土蕩體的斧應(yīng)力宿狀態(tài)b.假定坑土體究沿著罪一定呢的滑碎動(dòng)面崗滑動(dòng)燃而進(jìn)鈴行極敲限平栽衡分疲析一、罰放坡全開挖3、邊冊(cè)坡穩(wěn)續(xù)定驗(yàn)晚算——圓弧串滑動(dòng)小面條畫分法a.基本寺原理將假撒定滑嘩動(dòng)面宅以上帶的土汗體分浮成n個(gè)垂立直土煎條，鈴對(duì)作茶用于搭各土帽條上娘的力使進(jìn)行亭力和港力矩者的平亡衡分敏析，失求出瞎在極壁限平愁衡狀充態(tài)下境土體懂穩(wěn)定如的安脅全系釋數(shù)。當(dāng)K>后1.貞0時(shí)，韻邊坡要穩(wěn)定惡。當(dāng)K=存1.擔(dān)0時(shí)，州邊坡南處于監(jiān)極限堵平衡輝狀態(tài)靠。當(dāng)K<恥1.忙0時(shí)，酬邊坡島不穩(wěn)霸定。一、上放坡籠開挖4.放坡輩開挖蕩施工a.開挖燃機(jī)械推土捧機(jī)（蠅場(chǎng)地逆平整論和表構(gòu)層開邊挖）刊、反休鏟挖晌土機(jī)吧和抓餓鏟挖瓶掘機(jī)b.開挖距方法溝端尺開行百：開愈挖深乒度和薄寬度盤較大倡（常扇用）溝側(cè)樣開行誕：開愧挖深貨度和夸寬度挺較小注意霜：當(dāng)進(jìn)仰行兩松層或調(diào)多層副開挖譯時(shí)，蜓挖土淘機(jī)和冬運(yùn)土菜汽車來(lái)至基訪坑內(nèi)起施工孕，需坑要在缸適當(dāng)巨的部線位留凱設(shè)坡房誠(chéng)道，督且坡欣道兩脈側(cè)需姿加固鴨。一、古放坡顫開挖1.開挖搶方法支護(hù)模開挖曾多為企垂直飯開挖代，其明方法耗有：中心同島式待挖土讓、盆積式挖科土兩單種。a.中心嗚島式磚挖土利用睡中間志的土印墩作樸為支來(lái)點(diǎn)搭歡設(shè)棧叨橋。樣支護(hù)伙結(jié)構(gòu)礙為角撓撐、息環(huán)梁歸撐或禽邊桁鞭架式勻。適溉用于宣大型剝基坑房誠(chéng)。二、私支護(hù)幫開挖a.中心燙島式筋挖土采用厭分層旱開挖塔：先拆全面班挖去降第一查層，陵然后煤中間澇部分舅留置娘土墩舌，周牲圍部服分分娘層開覽挖。要求后：ⅰ減少竿時(shí)間干效應(yīng)妄的影蒸響ⅱ防止皮分層苗開挖輔的層昌高太較大而咳出現(xiàn)鵝樁的艦變形近傾斜注意捆：土方謀開挖飯的順椅序?yàn)槭邢葟睦ㄝ^深測(cè)基坑晉開始美，待跪較深礙基坑噴底板克澆筑重后，葛再挖而較淺雁基坑單。特點(diǎn)頁(yè)：加快摧