基坑降排水课件.ppt
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- 基坑 排水 课件
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1、2一、基坑降排水定义以及目的(一)基坑降排水定义(一)基坑降排水定义、地下水控制、地下水控制:为了保护支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工,防止地下水位变化对基坑周边环境产生影响所采用的截水、降水、排水、回灌等措施。、降水:、降水:为了防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑,有抽水井或渗水井降低基坑内外地下水的方法。、集水明排:、集水明排:用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。管井降水中降水井施工管井降水中降水井施工3(二)、降水目的(二)、降水目的1、人工降低地下水位能防止基坑被淹,创造良好的开挖施工条件。2、防止地基被水泡软,降低承载力。3、降
2、低边坡中孔隙水压力,增强边坡的稳定性。4、可使设计边坡坡脚加大,减少挖方工程,节约资金。5、防止基坑地面隆胀、破裂及冒沙突水、淹没基坑等。基坑降水方案基坑降水方案7地下连续地下连续墙止水墙止水地下连续墙地下连续墙稀浆槽。稀浆槽。即在基坑四周挖一槽沟,向槽中灌入膨润液,并用不透水物质回填,使膨润液在槽壁上形成一层滤饼,可以防止或减少地下水向坑内渗流,达到止水的目的。该法虽有止水作用,但不能起到支撑的作用,一般用于具有施工场地的浅基础施工。8夹心墙 是在稀浆槽中再挖一条沟槽,在槽内灌注混凝土,形成防渗挡土墙。该法造价较高,一般也用于具有施工场地的浅基础施工冻结法 采用冷冻技术,将基坑四周的土层冻结
3、,达到阻水和支撑边坡的目的。可用于淤泥质砂和粘土质砂及砂卵石土,但技术和设备要求较高,使用较少。2、降水法、降水法 2.1、集水明排、集水明排 (1)、定义:用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成)、定义:用排水沟、集水井、泄水管、输水管等组成的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。的排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外的方法。(2)排水方法以及要求)排水方法以及要求9 A、明沟加集水井排水 明沟加集水井降水是一种人工排降法。它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。在地下水较丰富地区,若仅单独采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,锚喷网支护施工难度加大。因此,这种降水方法一般不单独应用
4、于高水位地区基坑边坡支护中。适用于地下水位不太高、水量不太大、无流砂的管沟降水中使用。明沟明沟10B、盲沟排水、盲沟排水:对坑底以下的渗出的地下水;以及地下室底板与支护结构间不能设置明沟时,基坑坡脚处可采用盲沟排水。排水盲管排水盲管11C、管道排水、管道排水 管道排水是利用设在地下的相互连通的管道及相应设施,汇集和排除道路的地表水。管道排水管道排水排水管铺设排水管铺设12D、排水要求、排水要求 明沟和盲沟坡度不宜小于0.3%。明沟排水时,沟底应采防渗措施。采用盲沟排出坑底渗出的地下水时,其构造、填充料以及其密度影满足主体结构的要求。沿排水沟每隔3050m应设置一口集水井;集水井的截面尺寸应根据
5、排水量确定。集水井应采取防渗措施。采用盲沟时,集水井宜采用钢筋笼外填碎石滤料的构造形式。、基坑坡面防水宜采用渗水部位插入导水管排出。导水管的间距、直径及长度应根据渗水量以及渗水土层的特性确定。、采用管道排水时,排水管道的直径应根据排水量确定。排水管的坡度不宜小于0.5%。排水管道上应设置清淤孔,清淤孔的间距不宜大于10m。、基坑排水与市政管网连接前应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应排水畅通并应随时清理淤积物。132.2轻型井点降水轻型井点降水 (1)、定义:)、定义:又叫真空井点降水,在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),在基坑开挖前和开挖过程中,利用真空原理,不断抽
6、取地下水,使井点周围地下水位降低,形成降水漏斗,从而使大面积和原有地下水位的降低,并且在工作过程当中要保持每天24小时连续抽水,使地下水位降低到坑底以下并使用降落曲线保持稳定。14(2)、轻型井)、轻型井点布置点布置 沿基坑四周每隔一定间距布设井点管,井点管底部设置滤水管插入透水层,上部接软管与集水总管进行连接,集水总管为150钢管,周身设置与井点管间距相同的40吸水管口,然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出,从而达到降低基坑四周地下水位的效果,保证了基底的干燥无水。水井大致分为四大类,无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非完整井。15(3)施工特点)施工特点 1)施工机具、设备简单,安拆
7、方便、灵活、时间短。2)降水效果好、见效快,缩短降水工期。短时间内使基底降水区域土体保持干燥,无需另设排水沟、集水丼,雨季施工雨水通过基底下渗,通过丼点排出。3)降水期间所投入的人力、物力少,施工成本较低,可减少基坑开挖边坡坡率,降低基坑开挖土方量。4)在软土路基,地下水较为丰富的地段应用,有明显的施工效果。5)对施工环境要求相对较低,施工安全性更高。6)丼点管拔除后所留空洞后期封堵简单,能有效降低封口成本7)能有效防止流砂发生,提高边坡稳定性,减少基坑边坡支护费用,特别是对易发生流砂,管涌现象的粉砂粉土,釆用此方法,能有效保证降水质量和施工安全。8)釆用此工法,不破坏原土层结构,加快了土体固
8、结,提高地基承载力,能够有效预防邻近建筑物在降水期间产生不均匀沉降或地基下陷现象的发生,保证邻近 构筑物安全。16(4)、适用范围)、适用范围 轻型井点降水适用于 a、基坑面积不大,降低水位不深的场合。b、适用于降水深度小于20m(单级井点6m,多级井点20m的建筑基坑,含水层渗透系数在0.005m/d20.0m/d之间的粘性土、粉质粘土和砂土)。但要求基坑四周外需要足够的空间,以便于放坡或挖槽。轻型井点降水管平面布置剖面图轻型井点降水管平面布置剖面图17几种常用的降水方法比较几种常用的降水方法比较18(5)、平面布置)、平面布置井点井点单排布置单排布置:基坑基槽宽度小于6m,且降水深度不超过
9、5m。将井点管布置在地下水流的上 侧,两端延伸长度不小于坑槽宽度双排布置双排布置:适用于宽度大适用于宽度大于于6m,或者土,或者土质不良。位于质不良。位于地下水流上游地下水流上游一排井点管的一排井点管的间距应小些,间距应小些,下游一侧井点下游一侧井点管的间距大些。管的间距大些。环形布置环形布置U行布置行布置环形布置环形布置:适用于:适用于大面积基坑。如大面积基坑。如U行行布置,不封闭的一段布置,不封闭的一段应设在地下水的下游应设在地下水的下游方向。井点管距离基方向。井点管距离基坑壁布应小坑壁布应小1.01.5米,间距一般为米,间距一般为0.81.6米。米。19(6)施工工艺施工工艺1)、工艺流
10、程)、工艺流程(示意图(示意图D:iCanVideo下载视频下载视频轻型井点降水轻型井点降水.flv)放线、定井位放线、定井位铺设总管铺设总管冲孔冲孔安装井点管安装井点管填砂砾滤料、上部填砂砾滤料、上部填粘土密封填粘土密封井点管与总管连接井点管与总管连接安装集水箱和排水管安装集水箱和排水管试抽试抽抽抽水水水位观测水位观测封井封井2)、操作方法及要点)、操作方法及要点、放线、定井位 按设计要求布设井位并测量地面标高。放线放线、铺设总管铺设总管 抽水设备一般安装在集水总管的中部。集水管应铺设在坚实地面上,并低于真空泵,同时应沿抽水水流方向有0.25%0.50%的上仰坡度总管总管20冲孔冲孔 根据土
11、质情况、场地和施工条件,选择适用的成孔机具和方法。井孔直径不宜大于300mm,孔深宜比滤管底深0.5m1.0m,井孔应保持垂直。安装井点管安装井点管 下管前应校正孔深,并适当稀释孔内泥浆。同时必须逐根检查滤管,保证滤网完好,井管连接处牢固可靠。吊放井管时要垂直,并保持在井孔中心。井点管井点管21、填砂砾滤料、上部填粘填砂砾滤料、上部填粘土密封(可以不用)土密封(可以不用)在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌密实均匀,填灌砂滤料应沿井周均匀填入。在地面以下1m范围内应用粘土封孔。填料时管口有泥浆冒出或向管内灌水时能很快下渗为合格井。安设好的井点管在与集水管连接前,应将管口堵塞。、井点管与总管连接井
12、点管与总管连接 井点管安好后用透明塑料管或内装有弹簧钢丝的胶管与集水总管连通严密、不漏气。井点管井点管总管总管、安装集水箱和排水管安装集水箱和排水管 根据抽水量和井点位置布设一定数量和型号的集水箱,安装集水箱的进、出排水管。水泵水泵22、试抽试抽 井点使用前,应进行试抽水,检查各部分是否正常。无漏水、漏气等异常现象为合格,否则应及时检修。、抽水抽水 先开动真空泵排气,再开动离心泵抽水,井点降水系统运行后,要求连续工作,应准备双电源,保持正常抽水,不得随意停泵。、水位观测水位观测 抽水初期每天观测2次以上,水位稳定后应每天观测1次。、封井、封井 基坑外降水井在降水工程结束后直接采用粘土回填,基坑
13、内降水井采用混凝土封井降排水施工质量验收标准降排水施工质量验收标准23(7)、轻型井点管路系统)、轻型井点管路系统1)、工作原理)、工作原理 轻型井点抽水系真空抽水,由井点管、过滤器、连接管、集水总管、支管、阀门等组成管路系统,并由抽水设备启动,在井点系统中形成真空,并在井点周围一定范围形成一个真空区,真空区通过砂井扩展到一定范围。在真空力的作用下,井点附近的地下水通过砂井,经过过滤器被强行吸入井点系统 内抽走,使井点附近的地下水位降低。基坑地下水降低时会形成一定范围的降水漏斗。242)、降水设备)、降水设备 井点管、连接管、集水总管、滤料(可无)、井点管、井点管 井点管一般采用直接3855m
14、m钢管,长69m,其下端配有长11.5m的过滤器。过滤器的关闭上钻直接1018mm的眼孔,呈梅花状分布,孔间距3040mm,孔隙率为25%左右,壁管包两层滤网,内层位细滤网,采用网眼3060孔/cm2的尼龙网或铜丝网;外层为粗滤网,采用310孔/cm2的铁丝网或尼龙网。滤网外在缠绕粗铁丝一层保护滤网,滤网下端装铸铁管靴,以防止泥沙进入管内。25、集水总管集水总管 集水总管一般集水总管一般直接直接75100mm的的钢管,每根长钢管,每根长4m左右,相互左右,相互用法兰连接,用法兰连接,在管壁每隔在管壁每隔12m设一个与设一个与井点管连接的井点管连接的短接头。短接头。、连接管、连接管 连接管一般为
15、螺纹胶管或者塑料管,直接3855mm,长1.22.0m,用来连接井点管和集水管井点管井点管连接管连接管集水总管集水总管26(8)、轻型井点计算)、轻型井点计算1)、高程计算)、高程计算 hh1hiL 式中:h井点管埋深(m)h1总管埋设面至基底的距离(m)h基底至降低后的地下水位线的距离(m)i水力坡度L井点管至水井中心的水平距离,当井点管未单排布置时,L为井点管至对边坡脚的水平距离(m)272)涌水量)涌水量 水井根据不同情况分为:、井底达到不透水层的为完全井、井底未到达不透水层的为非完全井、地下水有压力的是承压井、地下水无压力的是无压井,也称潜井水井的分类水井的分类28单井涌水量计算单井涌
16、水量计算达西线性渗透定律达西线性渗透定律 涌水量涌水量=渗透系数过水断截面水力渗透系数过水断截面水力坡度坡度即:即:Q=KALA、对于无压完整、对于无压完整井:井:其中其中H含水层厚度(含水层厚度(m)h井内水深(井内水深(m)R抽水影响半径(抽水影响半径(m)r水井半径(水井半径(m)S水井内水位降低值,水井内水位降低值,S=H-h无压完整井无压完整井29B、对于无压完整群井:、对于无压完整群井:涌水量:涌水量:环形轻型井点假想半径环形轻型井点假想半径30C、无压非完整群井涌水量、无压非完整群井涌水量有效影响深度有效影响深度313)、影响半径)、影响半径R、轻型井点降水的抽轻型井点降水的抽水
17、影响半径水影响半径R、基坑假想半径基坑假想半径x0、渗透系数、渗透系数K 一般根据地质报告提供的数值或参考,对重大工程应做现场抽水试验确定324)、井点管数量()、井点管数量(n)和间距()和间距(D)确定)确定qQ1.1n 1nLD注:注:D15d避免相邻井点管相互干扰避免相邻井点管相互干扰式中:q单根井点管最大出水量 d滤管直径,l滤管长度问:渗透系数小,则井点管间距小()井点管间距越小,则降水效果越好()若计算结果D0,则流砂形成。其中w为水的重度,sat为土体的饱和重度78(三)、流砂的危(三)、流砂的危害:害:使使 土完全失去承土完全失去承载力,流砂边挖边载力,流砂边挖边冒,土方开挖
18、无法冒,土方开挖无法达到设计深度,极达到设计深度,极易引起土体塌方,易引起土体塌方,严重者附近建筑物严重者附近建筑物下沉、倾斜,甚至下沉、倾斜,甚至倒塌,拖延工期、倒塌,拖延工期、增加费增加费 用用。流砂陷阱流砂陷阱79 目前:塔向南倾斜,南北两端沉降差1.80m,塔顶离中心线已达5.27m,倾斜5.5 1360:再复工,至1370年竣工,全塔共8层,高度为55m1272:复工,经6年,至7层,高48m,再停工1178:至4层中,高约29m,因倾斜停工1173:动工原因原因:地基持力层为粉砂,下面为粉土地基持力层为粉砂,下面为粉土和粘土层,强度较低,变形较大和粘土层,强度较低,变形较大。比萨斜
19、塔比萨斜塔流砂引起的破坏实例流砂引起的破坏实例801838-1839:挖环形:挖环形基坑卸载基坑卸载1933-1935:基坑防:基坑防水处理基础环灌浆水处理基础环灌浆加固加固1990年年1月月:封闭封闭1992年年7月:加固塔月:加固塔身,用压重法和取身,用压重法和取土法进行地基处理土法进行地基处理目目 前前:已向游人已向游人开放。开放。比萨斜塔比萨斜塔81 1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅,因地基约有14m厚的淤泥质软粘土,尽管采用了7.27m的箱形基础,建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm,最小沉降量为1228mm。1957年7月,
20、经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析,认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)。1979年9月时,展览馆中央大厅平均沉降达1600mm,逐渐趋向稳 定,工程使用良好。大量事故充分表明:对基础工程必须慎重对待。只有深入了解地基情况,掌握勘察资料,经过精心设计与施工才能使基础工程做到既经济合理,又安全可靠。82(四)、流砂防止措施:(四)、流砂防止措施:利用枯水季节施工,以便减小利用枯水季节施工,以便减小坑内外水位差。适用于工期不紧、坑内外水位差。适用于工期不紧、丰水位和枯水位相差较大时可考虑丰水位和枯水位相差较大时可考虑。用钢板桩打入坑底一定深度,用钢板桩打入坑底一定深度,增加
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