集水井 PPT课件

1 一 集水井降水法 动画 集水井降水 边挖边降 注 a 不适用于细砂 粉砂土的降水 对于这种土质条件 采用什么方法呢 后面将讲到 井点降水法 2 集水井降水法是在基坑开挖过程中 在基坑范围以外设置集水坑 并沿坑底的周围或中央开挖排水沟 使水流入集水坑中 然后用水泵抽走 集水坑降水法 3 4 c 排水沟的截面尺寸和集水井的个数是根据坑底涌水量的大小 基础的形状和水泵的抽水能力来确定 一般排水沟的沟底低于挖土面为0 4m 0 5m 集水井应设在基础范围以外的边角处 排水沟向集水井方向保持1 3 的纵向坡度 每间隔20 40m设置一个集水井 其直径或宽度为0 6 0 8m 集水井深度随挖土深度增加而加深 始终低于挖土面0 7 1 0m 5 d 流砂的现象 危害 发生的关键以及防治措施 当开挖深度大 地下水位较高而土质为细砂或粉砂时 如果采用集水井法降水开挖 在挖至地下水位以下时 坑底下面的土会形成流动状态 随地下水涌入基坑 这种现象称为流砂现象 流砂现象的危害发生流砂时 土完全丧失承载能力 施工条件恶化 并有引起附近建筑物下沉的危险 6 流砂现象发生的关键动水压力的大小与方向 流砂现象的防治途径主要是减小或平衡动水压力 或者改变动水压力的方向 7 流砂现象的防治的具体措施1 枯水期施工 如条件许可 尽量安排在枯水期施工 使最高地下水位距坑底不小于0 5m 2 水下挖土法 水中挖土时 不抽水或少抽水 保持坑内水压与地下水压基本平衡 3 抢挖法 即组织分段抢挖 使挖土的速度大于冒砂速度 挖到设计标高后立即抛大石块以平衡动水压力 压住流砂 4 井点降水法 5 打钢板桩法 6 地下连续墙法 8 二 井点降水法 在基坑开挖深度较大 地下水位较高 土质较差 如细砂 粉砂等 情况下 要考虑采用井点降水法 9 a 井点降水法在基坑开挖前 预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管 利用抽水设备抽水 使地下水位降至坑底以下 在基坑开挖过程中仍不断抽水 直至土方和基础工程施工结束为止 10 b 井点降水的类型及选择方法 a 类型 轻型井点 喷射井点 管井井点 深井井点以及电渗井点 b 选择时应考虑的因素 土的渗透系数 K 降低水位的深度 H 工程特点 设备条件 11 其中轻型井点采用较为广泛 下面将做重点介绍 12 a 轻型井点设备组成及布置 a 轻型井点设备组成 轻型井点设备工作原理 动画 1 轻型井点 13 14 b 井点布置依据基坑的平面形状 大小 土质 地下水位高低及流向 降水深度要求等 15 平面布置 坑宽 6m 单排布置 井点放在上游 坑宽 6m 或土质不好 双排布置 大面积 环形布置 高程布置 理论上可达10m左右 实际 6m H H1 h iL 16 a 平面布置 b 高程布置图1 39单排线状井点布置1 总管 2 井点管 3 抽水设备 17 a 平面布置 b 高程布置图1 40环形井点布置图1 总管 2 井点管 3 抽水设备 18 注意 确定井点管埋设 动画 深度 还要考虑井点管要露出地面0 2m左右 如果计算出的值大于6m 则应降低井点管抽水设备的埋置面 以适应降水深度的要求 任何情况下 滤管必须埋设在蓄水层内 当一级井点系统达不到施工降水深度要求时 可采用二级井点 即先挖去一级井点所疏干的土 然后再在基坑底部装设二级井点 以使降水深度增加 19 图1 41二级轻型井点布置图1 第一级井点管 2 第二级井点管 20 城墙侧湖底段采用围堰挡水 二级轻型井点降水 辅以管井井点降水 放坡大开挖 挂网喷浆护坡 21 b 水井的分类 a 承压完整井 b 承压非完整井 c 无压完整井 d 无压非完整井图1 41水井的分类 22 a 承压完整井水井底部达到不透水层 含水层的水面有一定压力的水井 b 承压非完整井水井底部没有达到不透水层 含水层的水面有一定压力的水井 c 无压完整井水井底部达到不透水层 且地下水无压力的水井 d 无压非完整井水井底部没有达到不透水层 且地下水无压力的水井 23 c 轻型井点的设计 内容 涌水量Q 井点管数量n 井点管间距D a 涌水量计算 a 无压完整井 24 图1 42无压完整井水位降落曲线和流线网1 流线 2 过水断面 单井 Q WKI W 地下水流的过水断面积 K 渗透系数 m d I 水力坡度 w 2 xy I dy dx 25 26 m3 d 环形井点的假想圆半径 F 环形井点所包围面积 K 环形井点土的渗透系数 S 环形井点群井中心水位降低值 R 抽水影响半径 27 b 实际工程常遇见的 无压不完整井系统 H0 有效含水深度H0 其取值为经验数值 表见下页 28 注 若计算值H0 H 实际含水层厚度H时 取H0 H 29 M 承压含水层厚度 m 其余同上 c 承压完整井环形井点涌水量计算 30 b 井点管数量与井距确定 a 单根井点管出水量 m3 d 31 32 c 抽水设备选用 33 b 水泵 由流量 吸水扬程 Hs 井点管埋置深度至地平面之距 34 1 轻型井点系统的施工内容施工准备 井点系统的安装 使用及拆除 d 轻型井点的施工 动画 视频 2 施工准备工作包括井点设备 施工机具 水源 电源及必要材料的准备 排水沟的开挖 水位观测孔的设置等 3 井点系统的安装顺序先埋设总管 冲孔 沉设井点管 灌填砂滤层 然后用弯联管将井点管与总管联接 最后安装抽水设备 35 4 井点系统的使用 1 井点管的埋设一般用水冲法 2 轻型井点系统全部安装完毕后 应进行抽水试验 以检查有无死井 井点管淤塞 或漏气 漏水等现象 3 在井点系统的使用过程中 应连续抽水 时抽时停会抽出大量泥沙 使滤管淤塞 并可能造成邻近建筑物因土粒流失而沉降开裂 36 通常在降水深度超过6m时 可采用喷射井点 喷射井点按其工作时喷射的介质不同 可分为喷气井点与喷水井点 常用喷水井点 喷射井点的平面布置当基坑宽度小于10米时 井点可作单排布置 当基坑宽度大于10米时 可作双排布置 当基坑面积较大时 宜用环形布置 井点间距一般取2 3米 涌水量计算与井点埋设和轻型井点相同 2 喷射井点 37 在深基坑施工中有时会遇到渗透系数小于0 1m d的土质 这类土含水量大 压缩性高 稳定性差 由于土料间微小毛细孔隙的作用 将水保持在孔隙内 采用真空吸力降水的方法效果不好 此时采用电渗井点降水 电渗井点降水在饱和粘土中插入两根电极 通入直流电 粘土粒即能沿力线向阳极移动 称为电泳 水分电子向阴极移动为电渗 3 电渗井点 38 电渗井点就是利用上述现象 将一般轻型井点或喷射井点的井管作为阴极 并在其内侧相距约1 2m处加设垂直的阳极 阳极可用钢筋或其他金属材料插入 通电后土层中的水分子即迅速渗到井管周围 方便抽出排水 39 4 管井井点和深井井点 在土的渗透系数更大 20 200m d 地下水含量丰富的土层中降水 宜采用管井井点或深井井点 管井井点就是在基坑的四周每隔10 50m钻孔成井 然后放入钢筋混凝土管或钢管 底部设滤水管 每个井管用一台水泵抽水 以使水位降低 如P34图1 48所示分别为钢管或混凝土管井点 40 深井井点与管井井点基本相同 只是井较深 用深井泵抽水 深井泵的扬程可达100m 当要求降水深度很大 用管井井点降水不能满足要求时 则用深井井点 深井井点一般按200 250m2的密度布置井距 管井井点和深井井点设备简单 但一次性投资较大 41 作业P39思考题8 9 10 11 习题1 3后记 本节主要解决的问题 1 深基坑降水的必要及降水方法 2 集水井降水法的原理及应用 排水沟及集水井的设置要求 3 井点降水法的原理及应用 轻型井点系统的设备组成及井点布置 4 水井的分类及轻型井点的设计 5 轻型井点系统的组成 安装与使用 42 温故而知新 1 深基坑降水的必要及降水方法 2 集水井降水法的原理及应用 排水沟及集水井的设置要求 3 井点降水法的原理及应用 轻型井点系统的设备组成及井点布置 4 水井的分类及轻型井点的设计 5 轻型井点系统的组成 安装与使用 43 1 5土方填筑与压实 一 填筑土料的选用 填土的土料应符合设计要求 如设计无具体要求时 可按下列规定 1 级配良好的碎石类土 砂土和爆破石渣可作表层以下填料 但其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2 3 2 含水量符合压实要求的粘性土 可用作各层填料 44 3 以砾石 卵石或块石作填料时 分层夯实最大料径不宜大于400mm 分层压实不得大于200mm 应尽量选用同类土填筑 4 碎块草皮类土 仅用于无压实要求的填筑 不能作为填土的土料含有大量有机物 腐殖质 石膏和水溶性硫酸盐 含量大于5 的土以及淤泥 冻土 膨胀土等 含水量大的粘土也不宜作填土用 45 二 填筑要求 填土应分层夯实 每层尽量采用同类土 填土位于倾斜山坡时 应做成阶梯状 填方应有一定密实度 防止不均匀沉降 三 夯实方法 46 碾压机械有 平碾 压路机 羊足碾 振动碾等 砂类土和粘性土用平碾的压实效果好 羊足碾只适宜压实粘性土 振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械 适用于碾压爆破石碴 碎石类土等 1 碾压法 视频 47 平碾 压路机 48 羊足碾 49 振动碾 50 用碾压机械进行大面积填方碾压时 宜采用 薄填 低速 多遍 的方法 碾压应从填土两侧逐渐压向中心碾压 并应至少有15 20cm的重叠宽度 为了保证填土压实的均匀和密实度要求 提高碾压效率 宜先用轻型机械碾压 使其表面平整后 再用重型机械碾压 51 用夯锺自由下落的冲击力来夯实土壤 主要用于小面积回填土 其优点是可以夯实较厚的粘性土层和非粘性土层 使地基原土的承载力加强 方法有人工和机械夯实两种 常用于夯实粘性土 砂砾土 杂填土及分层填土施工等 蛙式打夯机 视频 轻巧灵活 构造简单 操作方便 在小型土方工程中应用最广 其夯打遍数依据填土的类别和含水量确定 2 夯实法 52 蛙式打夯机 53 借助振动机构令压实机振动 使土颗粒发生相对位移而达到密实状态 振动压路机是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械 比一般压路机提高功效1 2倍 这种机械更适用于填方为爆破石碴 碎石类土 杂填土等 3 振动压实法 视频 54 三 影响填土压实的因素 1 不同类别土的影响 2 压实功的影响 3 含水量的影响 4 铺土厚度和压实遍数的影响 55 表1 12填土施工时的分层厚度及压实遍数 56 四 填土压实的质量控制与检查 1 填土压实的质量控制指标 压实系数 c d dmax 2 填土压实的质量检验标准 57 1 6土方施工常见的质量问题及处理方法 一 场地平整中场地积水的处理及防治 1 现象场地在平整过程中或平整后出现积水 缺乏良好的排水条件 对已积水场地 立即采取截水 排水措施 泄水坡度太小及低凹处 应重新填土 58 二 场地平整中填方边坡失稳塌方的原因及防治 1 原因 没按设计 或规范 要求放坡 放坡的措施不当 没留泄水孔 填土压实的密实度不够 缺乏护坡措施 59 2 防治措施 正确选择填料 尽量采用同类土填筑 按设计 或规范 要求放坡 分层填土 分层夯实 应做好护坡 毛石砌护坡或植草皮 60 三 填土中出现橡皮土 1 现象土在夯击时发生颤动 土体积不能被压缩 2 危害 基坑不稳定 承载力受影响 导致建筑物基础沉降不均 61 3 原因 在含水量过多腐殖土 粘性土等原状土上回填 气温较高时 土表面结成硬壳 影响水分的渗透或散发 62 4 防治 控制土的含水量 用干土 石灰粉 碎砖等作填料 将土翻晒 不在含水量过大的腐殖土 粘性土等原状土上回填 采用换土法 63 四 挖方边坡塌方产生的原因及防治 1 原因 开挖过深 放坡不当 地表水或地下水的影响 边坡坡顶堆载过大 外力等的振动 开挖方法不当 64 2 防治措施 放足坡度 采用井点降水降低地下水位 设置支撑 65 作业P39思考题12 13 后记 本节主要解决的问题 1 土方填筑对土料的要求 2 土方的填筑要求 3 填土的方法及原理 4 影响填土压实的因素及压实质量的控制与检验 5 土方工程施工常见的质量问题及处理方法 66 习题课 例1 基坑坑底面积为6mx10m 深4m 边坡系数为0 33 Ks 1 25 Ks 1 05 需回填空间的体积为120m3 用体积为5m3的汽车将余土外运 求余土外运车次及预留回填土的体积 67 1 解 F1 AB 6x10 60m2F2 A 2mH B 2mH 6 2x4x0 33 10 2x4x0 33 109 21m2F0 A mH B mH 6 4x0 33 10 4x0 33 82 86m2V坑 自 H 6 F1 F2 4F0 333 77m3V坑 松 V坑 自 x1 25 417 21m3V回 压 120m3V回 自 V回 压 x1 Ks 114 29m3V回 松 V回 自 xKs 142 86m3V余 松 V坑 松 V回 松 274 35m3N V余 松 V0 54 87 55 车 68 例2 某基础工程 槽长L 100m 宽B 1 4m 深H 1 2m 开挖后灰土垫层及砖砌基础分别为63m3 40m3 回填夯实后余土全部外运 运土工具车容积为V0 2m3 已知Ks 1 25 Ks 1 05 求余土外运车次 69 2 解 V坑 自 LBH 168m3V坑 松 V坑 自 x1