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1土方工程(1.2.3)


名词:1、 流砂(Flowing soil)
1)、现象:当基坑(槽)挖土至地下水水位以 下时,而土质又是细砂或粉砂,有采用集水井法 降水,有时坑底下面的土会形成流动状态,随地 下水一起流动涌入基坑,这种现象称为流砂现象。 2)、原因:当基坑底挖至地下水位以下时,坑 底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等 于或大于土的浸水重度时,土粒失去自重处于悬 浮状态,能随着渗流的水一起流动,带入基坑边 发生流砂现象。
注:排水沟最好设置在施工区域边缘或道路两旁; 山区的场地平整施工,应在较高一面的山坡开挖截水沟; 在低洼地区施工时,必要时修筑挡水土坝,以阻挡雨水流入
二、 人工降低地下水位
降水方法分集水井降水和井点降水法两类。
补充: (一)、集水井降水(明排水法) 在开挖基坑周围做排水沟、积水井将地下水用抽水 设备抽走的方法。
(2) 管井井点 管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的 深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定,一般间距 10~50m,最大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离不小于 1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),适用于降水深度3~5m、 渗透系数为20~200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、 排水量大、易于维护、经济实用。


管两个过程 。
轻型井点使用

轻型井点运行后,应保证连续不断地抽水。
井点淤塞,一般可以通过听管内水流声响、
手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏
凉的感觉等简便方法检查。

地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土 后,停机拆除井点排水设备。
4、降水对周围建筑的影响及防止措施 1、影响情况:
(二). 井点降水法 1、井点降水的作用 防止地 下水涌 入坑内
使坑底的土层 消除了地下水 位差引起的压 力,因此防止 了坑底的管涌
防止边坡 由于地下 水的渗流 而引起的 塌方
降水后,使 板桩减少了 横向荷载
消除了地 下 水的渗流, 也就防止 了 流砂现象
降低地下水 位后,还能 使土壤固结 ,增加地基 土的承载能 力
a、会产生较大的地面沉降; b、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉
降,使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。
2、防止措施: (1)采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施 (2)适当调整井点管的埋臵深度 (3)采用井点降水与回灌相结合的技术。 (4)采用注浆固土技术防止水土流失。
单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧,两端的延伸长度不宜小 于坑槽的宽度B。
双排布置:当基坑(槽)宽度>6m时应采用。
例:基坑底宽1.8m,深3m,地下水位距地 面1.2m,土方边坡坡度1:0.5,采用轻型 井点降水。 试确定:⑴ 平面布置类型;
【解】
⑴ 计算基坑上底(坑口)宽度:
B 1.8 2mH 1.8 2 0.5 3 4.8m<6m
2、方法和使用范围 (1)轻型井点:就是沿基坑周围或一侧以一定间距 将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内,井点管上部与 总管连接,利用抽水设备将地下水经滤管进入井管, 经总管不断抽出,从而将地下水位降至坑底以下。适 用于土壤的渗透系数为0.1~50m/d的土层中;降低水 位深度:一级轻型井点3~6m,二级井点可达6~9m。
损失残重:5.5个亿.
2、管涌(Piping):指在渗透水流的作用下,土 中的颗 粒被水流逐渐带走,最 终导致土体内形成贯通的渗流管 道,造成土体坍塌的现象。 当基坑坑底位于不透水土层内,而不透水土层下面 为承压蓄水层,坑底不透水土层的覆盖厚度的重量小于 承压水的顶托力时,基坑底部即可能产生涌冒现象。
3)、危害及防治: 发生流砂现象时,土完全丧失承载能力,使 施工条件恶化,难以达到开挖设计深度。严重时 会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌 等。总之,流砂现象对土方施工和附近建筑物有 很大危害。 流砂的防治办法:原则:“治流砂必治水” 主要有:枯水期施工法;抢挖法;打板桩法; 水下挖土法;人工降低地下水位法;地下连续 墙法压密注浆法、土壤冻结法阻止地下水流入 基坑。
对象:雨水、地下水。
要求:边坡稳定,坑(槽) 底不受水浸泡。
沟,在沟下游设臵集水井,汇集沟内积水,然后水泵抽走
方法:在基坑(槽)开挖时,沿坑底周围或中央开挖排水
做法:
1、排水沟和集水井应设臵在基础范围以外; 2、排水沟的横断面不小于0.5m*8,纵向坡度宜为1‰-2‰; 3、集水井每隔20-40m设臵一个,其-直径和宽度一般为 0.6-0.8m,其深度终低于挖土面0.7-1.0m。
管井填充滤料
管井抽排水
PVC简易管井
如需降水深度较大,可采用深井 井点,适用于降水深度>15m、渗透系
数为10~250m/d的基坑。故称为“深
井泵法”。
管井井点降水
(3) 电渗井点 电渗井点以井点管作负极,打入的钢筋作正极,通入 直流电后,土颗粒自负极向正极移动,水则自正极向负极 移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使 用。
∴ 采用单排线状布置。
环型或U 型布置:当基坑面积较大时,应采用环型布置(考虑
施工机械进出基坑时宜采用U 型布臵)。
● 采用双排、环型或U型布置时,位于地下水上游一排 的井点间距应小些,下游井点的间距可大些。 ● 如采用U形布置,则井点管不封闭的一段应在地下水 的下游方向。
2)高程布臵
轻型井点理论可降水深度10.3m,但因考虑设备 水头损失,实际降水深度不超过6m。 井点管埋深H,还应考虑井点管一般露出地面 0.2m左右,且必须保证,滤管必须埋在透水层内。
4)、易产生流砂的土
a、土的颗粒组成中,黏粒含量小于10%,粉粒 (颗粒为0.005-0.05mm)含量大于75% b、颗粒级配中,土的不均匀系数小于5; c、土的天然孔隙比大于0。75;
d、土的天然含水量大于30%
流砂-基坑满目狼籍
流砂支挡
强行施工
具体措施:
(1)枯水期施工法。枯水期地下水位较低,
3、轻型井点的安装与使用

轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。
准备工作包括井点设备、动力、水泵及必要材料
准备,排水沟的开挖,附近建筑物的标高监测以 及防止附近建筑沉降的措施等。 埋设井点系统的顺序:根据降水方案放线、挖管 沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘 土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设 备、试抽。 井点管的埋设一般用水冲法施工,分为冲孔和埋
轻型井点
1、一般轻型井点设备: 由管路系统和抽水设备组成。 管路系统分为:滤管、井点管、
弯点管、集中总管; 抽水设备分为:真空泵、离心泵、 水气分离器。
滤管为进水 设备,其构造是 否合理对抽水设 备影响很大。
2、轻型井点的布臵
应根据基坑大小与深度、土质、水位高低、降 水深度等确定平面和高程的布臵。 1)平面布臵 单排布置:当基坑(槽)宽下水位法。即采用井点降水 法,使地下水位降低至基坑底面以下,地下水的
渗流向下,则动水压力的方向也向下,从而水不
能渗流入基坑内,可有效地防止流砂的发生。因
此,此法应用广泛且较可靠。
此外,采用地下连续墙、压密注浆法、土壤
冻结法等,阻止地下水流入基坑,以防止流砂发
生。
上海市轨道交通四号线 2003年7月1日凌晨 四点,进行中间风井下部联络通道施工时,发 生了流砂事故,导致隧道塌陷,隧道附近的土 体流失,进而使得地面建筑物发生倾斜等问题。 为平衡隧道内外压力,采用了向隧道内注水的 方法,地面发生较大沉降的建筑全部拆除。
H H 1 h iL
H1──井点管埋设面至基坑底 面的距离; h──降低后的地下水位至基坑 中心底面的距离,一 般取 0.5~1.0m。
i ──水力坡度,实测 单排井点1/4~1/5,双排井点 1/7,环状井点1/10~1/12; L ──基坑短边方向井点管至基坑中心的水平距离。
(当井点管为单排布置时,为井点管至对边坡脚的 水平距离)
⑶ 若采用6m井点管,确定HA和S:
H A 6.0 0.2 5.8m S 2.3 (5.8 4.58) 3.52m

当一级井点 系统达不到 降水深度时, 可采用二级
井点。
井点系统的设计应掌握施工现场地形图、 水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资 料。 设计内容除进行井点系统的平面布置和高 程布置外,尚应进行涌水量的计算,确定井管 数量及井距,选择抽水设备等工作。
基坑内外水位差小,动水压力小,就不易产生流
砂。 (2)抢挖并抛大石块法。分段抢挖土方,使 挖土速度超过冒砂速度,在挖至标高后立即铺竹、 芦席,并抛大石块,以平衡动水压力,将流砂压 住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂
(3)设止水帷幕法。将连续的止水支护结 构(如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等) 打入基坑底面以下一定深度,形成封闭的止水帷 幕,从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗 流,增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径, 减小水力坡度,从而减小动水压力,防止流砂产
例:基坑底宽1.8m,深3m,地下水位距地 面1.2m,土方边坡坡度1:0.5,采用轻型 井点降水。 试确定:⑴ 平面布置类型; ⑵ 井点管最小埋深及要求的降水深度;
⑶ 当采用6m长井点管时,其实际埋深及 降水深度。
最小降水深度S:基坑中心的降水深度
【解】
⑵ 最小埋深HA及降水深度S:
H A H 1 h iL 1 3 0.5 (1.8 0.5 3 1.0) 4 4.58m S H1 h 1.2 3 0.5 1.2 2.3m
适用于渗 透 系数很小 的 饱和粘性 土 、淤泥或 淤
(4) 喷射井点 是在井点管内设特制的喷射器, 用高压水泵或空气压缩机向喷射器 输入高压水或压缩空气,形成水气 射流,将地下水抽出排走。其降水 深度可达8~20m。
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