基坑支护与施工降水ppt课件.ppt

1 钢筋砼内支撑 钢筋砼内支撑刚度大 变形小 能有效控制挡墙和周围地面的变形 它可随挖土逐层就地现浇 形式可随基坑形状而变化 适用于周围环境要求较高的深基坑 2 4 7挡墙 内撑支护 共70页第35页 2 内支撑下的基础工程施工 就地制作钢筋砼内支撑 内支撑下挖桩间土方 格构式立柱 平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱 立柱宜为格构式柱 以免影响底板穿筋 立柱下端插入工程桩内 2m 否则应设置专用的桩基础 2 4 7挡墙 内撑支护 共70页第36页 3 2 4 7挡墙 内撑支护 共70页第37页 4 深基坑边坡支护坍塌事故 5 杭州地铁塌陷事故 2008年11月15日下午 杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故 风情大道长达75m的路面坍塌并下陷15m 行驶中的11辆车陷入深坑 数十名地铁施工人员被埋 2基坑 槽 支护 共70页第39页 6 2基坑 槽 支护 共70页第40页 7 事故附近的房屋已被全部推倒 陷落的车辆被吊起 清理塌陷现场 事故造成21人死亡 24人受伤 直接经济损失4961万元 是中国地铁建设史上最惨痛的事故 21名责任人被究责 其中10人被追究刑事责任 2基坑 槽 支护 共70页第41页 8 上海 莲花河畔景苑 在建楼房整体倒塌 6月27日6时左右 上海闵行区 莲花河畔小区 一栋在建13层住宅楼整体倒塌 这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件 2基坑 槽 支护 共70页第42页 9 2基坑 槽 支护 共70页第43页 10 2基坑 槽 支护 共70页第44页 11 两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力 骇人听闻的上海倒楼事件令土木人蒙羞 开发商 承包商 监理工程师和负有监管职责的政府官员将被钉在土木建设史的耻辱柱上 2基坑 槽 支护 共70页第45页 12 3施工排水 基坑开挖时 流入坑内的地下水和地表水如不及时排除 会使施工条件恶化 造成土壁塌方 亦会降低地基的承载力 施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种 第2讲基坑支护与降水 共70页第46页 13 3 1明排水法 一般采用截 疏 抽的方法 截 在现场周围设临时或永久性排水沟 防洪沟或挡水堤 以拦截雨水 潜水流入施工区域 3施工排水 抽 在低洼地段设置集水 排水设施 然后用抽水机抽走 疏 在基坑内设置纵横排水沟 疏通 排干场内地表积水 水淹基坑损失惨重工期延误 共70页第47页 14 3 1 1明沟与集水井排水 在基坑的一侧或四周设置排水明沟 在四角或每隔20 30m设集水井 排水沟始终比开挖面低0 4 0 5m 集水井比排水沟低0 5 1m 在集水井内设水泵将水抽排出基坑 适用于土质好 地下水量不大的基坑排水 3 1明排水法 普通与集水井排水法 3 1 2分层明沟排水 当基坑土层由多种土层组成 中部夹有透水性强的砂类土时 为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡 宜在基坑边坡上分层设置明沟及集水井 分层明沟排水法 点击动画明沟与集水井排水 共70页第48页 15 3 1 3深层明沟排水 当地下基坑相连 土层渗水量和排水面积大 为减少大量设置排水沟的复杂性 可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵 长 深的主沟 其余部位设置边沟或支沟与主沟连通 通过基础部位用碎石或砂子作盲沟 适用于深度大的大面积地下室 箱基的基坑施工排水 3 1明排水法 深层明沟排水法 不考虑基坑排水的恶果 共70页第49页 16 沙湾电站厂房深基坑排水施工全景 3 1明排水法 共70页第50页 17 3 2施工降水 在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时 明沟排水法难以排干大量的地下涌水 当遇粉细砂层时 还会出现严重的翻浆 冒泥 涌砂现象 不仅基坑无法挖深 还可能造成大量的水土流失 边坡失稳 地面塌陷 严重者危及邻近建筑物的安全 基坑底低于地下水位时基底会不停的渗水 人工降水方法主要有 轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 统称井点降水 遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工 3施工排水 共70页第51页 18 3 2 1井点降水的作用 3 2施工降水 减小横向荷载防止流砂 防止涌水稳定边坡防止塌方防止管涌 防止地下水涌入基坑 防止地下水的渗流引起边坡塌方 消除地下水的水位差 防止坑底的管涌 降水后 使板桩减少了横向荷载 消除地下水的渗流 也就防止流砂现象 降低地下水位后 还能使土壤固结 增加地基土的承载能力 共70页第52页 19 3 2 2轻型井点降水 轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内 利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出 将地下水位降至基坑底以下 适用于渗透系数为0 1 50m d的土层中 降水深度 单级井点3 6m 多级井点6 12m 轻型井点法降低地下水位全貌图基坑轻型井点降水 3 2施工降水 共70页第53页 20 轻型井点的设备 由管路系统 滤管 井点管 弯联管及总管 和抽水设备 真空泵 离心泵和水气分离器 组成 轻型井点工作原理及滤管构造见图 3 2 2轻型井点降水 轻型井点设备工作原理 点击井点降水动画 滤管构造 井点管 共70页第54页 21 轻型井点的平面布置 单排布置 当基坑 槽 宽度 6m 降水深度 5m时可采用单排布置 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时采用 单排布置 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型布置 双排布置 环型布置U型布置 3 2 2轻型井点降水 共70页第55页 22 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 地下室电梯井局部二次降水 井点降水不到位的基坑 基础施工至地下水位以上施工降水方可停止 3 2 2轻型井点降水 共70页第56页 23 轻型井点的高程布置 轻型井点降水深度一般 6m 井点管埋置深度H 不包括滤管 可按下式计算 如H值小于降水深度6m时 则可用一级井点 当H值稍大于6m时 如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时 仍可用一级井点降水 一级轻型井点高程布置轻型井点的高程布置 3 2 2轻型井点降水 共70页第57页 24 在确定井点管埋置深度时 还应考虑井点管露出地面0 2 0 3m 滤管必须埋在透水层内 当一级井点达不到降水深度要求时 则可采用二级井点 基坑二级轻型井点降水地下室三级井点降水 二级轻型井点降水 3 2 2轻型井点降水 共70页第58页 25 轻型井点的设计及计算 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 轻型井点的埋设程序 排放总管 埋设井点管 用弯联管将井点与总管接通 安装抽水设备 排放总管埋设井点管接通弯联管 3 2 2轻型井点降水 共70页第59页 26 防范井点降水不利影响的措施 井点降水必然会形成降水漏斗 从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷 为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响 可在井点线外4 5m处设置回灌井点 将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中 形成一道水墙 设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响 回灌井点水位图 回灌井点布置 设置挡土帷幕减少不利影响 3 2 2轻型井点降水 共70页第60页 27 3 2 3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 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 管井埋设管井填充滤料管井抽排水施工 3 2施工降水 共70页第61页 28 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 3 2 3管井降水 点击动画管井井点降水 管井井点构造 标准管井小井管井 深井井点PVC简易管井 共70页第62页 29 3 2 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 喷射井点平面布置 喷射井点竖向布置 3 2 5电渗井点 电渗井点构造与布置 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 喷射井点与电渗井点在一般工程中的应用较少 3 2施工降水 共70页第63页 30 4流砂的防治 在细砂或粉砂土层的基坑开挖时 地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定 随着地下水涌入基坑 称为流砂现象 流砂发生后 土完全丧失承载力 土体边挖边冒 施工条件极端恶化 基坑难以达到设计深度 严重时会引起基坑边坡塌方 临近建筑物出现下沉 倾斜甚至倒塌 4 1流砂现象 广佛地铁桂城站基坑出现流砂 地面下沉约1 5m图为砂包封堵抢险现场 第2讲基坑支护与降水 共70页第64页 31 产生流砂现象的原因有内因和外因 4 2产生流砂的原因 4流砂的防治 流砂发生基坑满目狼籍流砂支挡强行施工 取决于土的性质 当土的孔隙比大 含水量大 粘粒含量少 粉粒多 渗透系数小 排水性能差等均容易产生流砂现象 流砂现象极易发生在细砂 粉砂和亚粘土中 但是否发生流砂现象 还取决于一定的外因条件 4 2 1内因 共70页第65页 32 4 2 2外因 4 2产生流砂的原因 式中 I 水力坡度 I h1 h2 L h1 h2 水位差 W 水的重度 是地下水在土中渗流所产生的动水压力GD的大小 为 共70页第66页 当地下水位较高 基坑内排水所形成的水位差较大时 动水压力也愈大 当GD 土的浮重 时就会推动土壤失去稳定 形成流砂现象 上海地铁4号线流砂事故2003年7月1日 造价过亿的泵站已倾斜 下沉 泡在水里 武警在沉陷和开裂的黄浦江防汛墙段抢险 33 4 3流砂的防治 4 3 1防治原则 4 3 2防治方法 枯水期施工法 4流砂的防治 治流砂必先治水 流砂防治的主要途径一是减小或平衡动水压力 二是截住地下水流 三是改变动水压力的方向 枯水期地下水位低 基坑内外水位差小 动水压力也小 在流砂地区的深基坑运用枯水期施工法可避免或降低流砂的危害 流砂地区深基坑在枯水期抢挖施工 共70页第67页 34 打板桩 4 3流砂的防治 水中挖土 将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度 可以截住水流或增加渗流长度 改变动水压力方向 从而达到减小动水压力的目的 即不排水施工 使坑内外的水压相平衡 不致形成动水压力 如沉井施工不排水下沉 进行水中挖土 水下浇筑砼 深基坑打板桩防止流砂产生 共70页第68页 水中挖土 35 即采用井点降水法截住水流 不让地下水流入基坑 不仅可防治流砂和土壁塌方 还可改善施工条件 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 人工降低地下水位法 抢挖并抛大石块法 此外 采用地下连续墙法 止水帷幕法 压密注浆法 土壤冻结法等 都可以阻止地下水流入基坑 防止流砂发生 深基坑采用井点降水防止流砂发生 4 3流砂的防治