《排水与降水》PPT课件

第四节排水与降水一、地面排水排除地面水(包括雨水、施工用水、生活污水等)常采用在基坑周围设置排水沟、截水沟或筑土堤等办法，并尽量利用原有的排水系统，或将临时性排水设施与永久性设施相结合使用。二、集水井排水或降水集水井法是在基坑开挖过程中，沿坑底的周围或中央开挖排水沟，并在基坑边角处设置集水井。将水汇入集水井内，用水泵抽走(图118)。这种方法可用于基坑排水，也可用于降水。,图1-18集水井降水法1排水沟；2集水井；3离心式水泵；4基础边线；5原地下水位线；6降低后地下水位线,1排水沟的设置排水沟底宽应不少于0.20.3m，沟底设有0.20.5的纵坡，在开挖阶段，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.40.5m2.集水井的设置集水井应设置在基础范围以外的边角处。间距应根据水量大小、基坑平面形状及水泵能力确定，一般为2040m。,3水泵性能与选用(1)离心泵泵体是由泵壳、泵轴及叶轮等主要部件组成，其管路系统包括滤网与底阀、吸水管及出水管等,图1-19离心泵工作简图1泵壳；2泵轴；3叶轮；4滤网与底阀；5吸水管；6出水管,(2)潜水泵潜水泵是由立式水泵与电动机组合而成，工作时完全浸在水中。水泵装在电动机上端，叶轮可制成离心式或螺旋桨式；电动机设有密封装置。,图120潜水泵工作简图1叶轮；2轴；3电动机；4进水口；5出水胶管；6电缆,三、流砂及其防治1流砂发生的原因动水压力是流砂发生的重要条件。流动中的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压力，其性质通过图120所示的试验说明。,Wh1FWh2FTLF0,由上式可知，动水压GD与水力坡度I成正比，水位差越大，动水压力越大，而渗透路程越长，动水压力越小。产生流砂现象主要是由于地下水的水力坡度大，即动水压力大，而且动水压力的方向(与水流方向一致)与土的重力方向相反，土不仅受水的浮力，而且受动水压力的作用，有向上举的趋势，当动水压力等于或大于土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随地下水一起流入基坑，即发生流砂现象。,2流砂的防治流砂防治的主要途径是减小或平衡动水压力或改变其方向。具体措施为：（1）抢挖法（2）水下挖土法（3）打钢板桩或作地下连续墙法（4）在枯水季节开挖（5）井点降水法,四、井点降水法井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底标高以下，并保持至回填完成或地下结构有足够的抗浮能力为止。（一）轻型井点1.轻型井点设备轻型井点设备是由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：井点管(由井管和滤管连接而成)、弯联管及总管等。,图1-22轻型井点法降低地下水位全貌图1井管；2滤管；3总管；4弯联管；5水泵房6原有地下水位线；7降低后地下水位线,2.轻型井点布置1)平面布置,图1-26单排井点布置简图(a)平面布置；(b)高程布置1一总管；2点管；3一抽水设备,2)高程布置,图1-27环形井点布置简图(a)平面布置；(b)高程布置1一总管；2一井点管；3一抽水设备,井管的埋置深度HA，可按下式计算(图1-27b)：HAH1十h十iL(m)(1-22)式中H1总管平台面至基坑底面的距离(m)；h基坑中心线底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.51.0m；i水力坡度，根据实测：环形井点为110，单排线状井点为14；,图128二级轻型井点1第一层井点管；2第二层井点管,3轻型井点计算（1)井型判定,图1-29水井的分类（a）无压完整井；（b）无压非完整井（c）承压完整井（d）承压非完整井,（2）涌水量计算无压完整涌水量,图1-30环形井点涌水量计算简图(a)无压完整井；(b)无压非完整井,(m3d),式中K渗透系数(md)，应由实验测定，表112仅供参考；H含水层厚度(m)；S水位降低值(m)；R抽水影响半径(m)，取：x0环形井点的假想半径(m)：F基坑周围井点管所包围的面积(m2)。,无压非完整井涌水量,(m3d),有效深度H0值表112,注：表中S为井管内水位降低深度；l为滤管长度。,承压完整井涌水量承压完整井环形井点涌水量计算公式为式中M承压含水层厚度(m)；K、R、x0、S与公式(1-22)相同。：,(m3d),（3)确定井点管数量与井距单井最大出水量单井的最大出水量q，主要取决于土的渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确定：式中d滤管直径(m)；l滤管长度(m)；K渗透系数(md)。,(m3d),最少井数井点管的最少根数nmin，按下式计算：式中1.1备用系数，考虑井点管堵塞等因素。其它符号同前。最大井距式中L总管长度(m)；,(根),(m),确定井点管间距时，还应注意以下几点：(a)井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此井距必须大于15倍管径。(b)在渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位降落时间过长。(c)靠近河流处，井点宜适当加密。(d)井距应能与总管上的接头间距相配合。根据实际采用的井点管间距，最后确定所需的井点管根数。,4轻型井点的施工埋设井点的程序是：放线定位打井孔埋设井点管安装总管用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备。(录象）,（二）喷射井点当基坑开挖较深，降水深度要求较大时，可采用喷射井点降水。其降水深度可达820m，可用于渗透系数为0.150md的砂土、淤泥质土层。喷射井点施工顺序是：安装水泵设备及泵的进出水管路；铺设进水总管和回水总管；沉设井点管(包括灌填砂滤料)，接通进水总管后及时进行单根试抽、检验；全部井点管沉设完毕后，接通回水总管，全面试抽，检查整个降水系统的运转状况及降水效果。,（三）管井井点管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大(20200md)的土层中，宜采用管井井点。管井井点的设备主要是由管井、吸水管及水泵组成。,（四）深井井点当要求井内降水深度超过15m时，可在管井中使用深井泵抽水。这种井点称为深井井点（或深管井井点）。深井井点一般可降低水位3040m，有的甚至可达百米以上。常用的深井泵有两种类型。一种是深井潜水泵，另一种是电动机安装在地面上，通过传动轴带动多级叶轮工作而排水。,（五）电渗井点电渗井点是在轻型或喷射井点中增设电极而形成，主要用于渗透系数小于0.1md的土层。,图137电渗井点1一井点管；2一电极；3直流电源,五、降水对周围地面的影响及预防措施降