土石方工程施工排水课件

1、2010年3月12日给排水工程施工技术土石方工程施工排水 引子-塌方：是指因地层结构不良，雨水冲刷或修筑上的缺陷，道路，堤坝等旁边的陡坡或坑道、隧道的顶部突然坍塌。塌方的种类主要有雨水塌方、地震塌方、施工塌方等。沟槽塌方主要原因：1、放坡不足； 2、施工排水不到位。 2007年5月30日15时左右，安徽省合肥市肥西县桃花镇华山路道路排水工程工地发生一起塌方事故。 6名人员被埋，其中4人死亡。 2007.9.11，合肥清溪路铺设水管工地塌方事故，两名工人被埋米多深的地下，施救3个多小时后被挖出，其中一人死亡 2005年7月5日上午，郑州市一市政管网施工工地因塌方导致3名民工被埋。 事故现场，沟槽

2、深约4米，没有任何安全防护措施。 2007.8.28，赤峰市一排水管道施工工地现场发生塌方事故。2人被埋，其中一人遇难。 2007.7.7,广州中山区一供水管道工地发生沟壁塌方，正在2米深的沟中焊接管道的两名工人被埋。 12月12日，秘鲁首都利马一建筑工地发生严重塌方事故，8名工人被埋在沙石之下，另有2名工人受伤。 为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明沟排水法和人工降低地下水位法。 第二章 施工排水及地基处理 2.1 明沟排水法 明沟排水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的方法。1、排水沟：开挖沟槽过程中，先在槽中央

3、开挖，接近设计高程时移至沟槽一侧或两侧，尺寸一般为30 30cm，排水沟底部一般低于槽底30cm，并以35% 坡度坡向集水井(见图2-2及图1)。2、集水井：沟槽地下水来水方向一侧，井距50100m，井壁须加固密撑，水平向距槽底12米，直径或宽度一般为0.70.8米，井底低于排水沟底0.71.0米，槽挖至设计标高后，集水井底应低于排水沟底12米，井底铺0.3米厚反滤层。 (见图2-1) 明沟排水法适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。 3、适用条件：流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂

4、或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当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。 流砂现象如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。其方法有：如条件许可，尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡； 采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。 2.2 人工降低地下水位 井点降水：基坑开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础

5、工程施工结束为止。 井点降水有两类：一类为轻型井点(包括电渗井点与喷射井点)；另一类为管井井点(深井泵)。 对不同的土质应采用不同的降水形式，表1为常用的降水形式。 适用条件：基坑较深，地下水涌水量较大，流砂地段常用做法：井点降水法表1 降水类型及适用条件 适合条件降水类型渗透系数(cm/s) 可能降低的水位深度(m) 轻型井点多级轻型井点 10-210-5 36612 喷射井点 10-310-6 820 电渗井点 10-6 宜配合其他形式降水使用 深井井管 10-5 10 一、 轻型井点 轻型井点(图2-4)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

6、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。 轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.150m/d的土层中；降低水位深度：一级轻型井点36m，二级井点可达612m。 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。 滤管(图2-5)为进水设备，其构造是否合理对抽水设备影响很大。 1、轻型井点组成1）轻型井点布置： 总原则：所有需降水的范围均应包括在井点圈内。A、平面上可采用单排、双排、环形、U形布置2、轻型井点设计设计内容：平面布置、高程布置、涌水量计算、井点管数量、井点管间距、抽水设备的确定等。单排线状： 当沟槽宽小于2.5

7、米，降水深度小于4.5米时，布置在地下水位上游侧； 建筑上：当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度(图2)。在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算:式中 H1井点管埋设面至基坑底的距离，m； h基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.51.0m； i地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4； L井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。 l滤管长度，

8、mH=H1+h+iL+l (2-4) 如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点(图2-10)；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。 B、井点管布置： 坑（槽）上口边缘外1.01.5米；井点管露出地面0.20.3米，埋深满足降水深度要求：H=H1+h+iL+l；滤水管必须埋到透水层内。C、总管布置： 标高尽可能接近原地下水位，长度根据基坑上口尺寸或基槽长度确定；沿抽水水流方向有0.25%0.5%的上倾坡度，水泵中心与总管平齐。D、观测井： 为观测水位降落情况，在降水范围内设置的井。一般在基础中心、总管末端、局部挖深处等控制点设

9、置，由井点管做成，但不与总管相连。 当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加（图2-12）。 2）涌水量计算A、无压完整井：Q=1.366K(2H-S) S/(lgR-lgX0)B、无压非完整井：Q=1.366K(2H0-S) S/(lgR-lgX0)C、降水深度：S=(H-H1)+a1+ a2+ a3其中： H地下水位高程 H1基底高程 a1 保险值，取0.5米 a3 井点管局部水损值，取0.5米 a2 水力坡降值，对两侧布置井点管时：a2 =il/2 对一侧布置井点管时：a2 =il1 （i水力梯度，细砂、粉

10、砂层取1/101/8；l两侧井点管间距；l1 井点管距离对面槽底边缘距离）3）相关参数确定A、渗透系数K：现场抽水试验或参考表2-6B、影响半径R：经验公式 (完整井) (非完整井)C、环围面积半径X0(基坑假象半径)P44略D、井点数量：n=1.1Q/q，其中单个井点涌水量 井点间距：D=L1/(n-1)E、抽水设备：水泵流量按照1.11.2倍涌水量计算3、轻型井点施工、运行与拆除 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。 井点管的埋设方法有射水法、套管法、冲孔法、钻孔法。射水法和冲孔法施工，分为冲孔(图3(a)和埋管(图3(b)两个过程 。轻型井点使用 轻型井点运行后，应保证连续不