基坑排水与基底检验清楚明了

情境二

天然地基上浅基础施工1.掌握明挖法基坑开挖的方法与各种基坑支护的施工工艺。2.掌握基坑检验与地基局部处理的方法。3.掌握围堰法施工的基本要求与施工工艺。4.掌握刚性扩大基础施工工艺。5.掌握独立基础与条形基础施工工艺。6.掌握筏形基础施工工艺。7.掌握地下连续墙施工工艺。单元三

基坑排水与基底检验一、基坑排水

在开挖基坑时，土的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。为了保证基础工程施工的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能力的下降，必须做好基坑排水工作。1.地面排水

地面水的排除通常采用设置排水沟、截水沟或修筑土堤等设施来进行。应尽量利用自然地形来设置排水沟，以便将水直接排至场外，或流入低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域或道路的两旁，其横断面和纵向坡度根据最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5m×0.5m，纵向坡度根据地形确定，一般不小于3‰。单元三

基坑排水与基底检验一、基坑排水

在开挖基坑时，土的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。为了保证基础工程施工的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能力的下降，必须做好基坑排水工作。1.地面排水

地面水的排除通常采用设置排水沟、截水沟或修筑土堤等设施来进行。应尽量利用自然地形来设置排水沟，以便将水直接排至场外，或流入低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域或道路的两旁，其横断面和纵向坡度根据最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5m×0.5m，纵向坡度根据地形确定，一般不小于3‰。单元三

基坑排水与基底检验

2.集水坑（井）排水

集水坑或集水井排水又叫基坑表面排水。一般宜用于降水深度较小且无严重流砂的一般基坑。

（1）集水坑（井）设置

集水沟和集水坑（井）宜设置在基础范围以外，沿坑底周围或中央开挖集水沟，在坑底周围的集水沟底设置集水坑或集水井。

（2）流砂产生及防治

当基坑挖土至地下水水位以下，而土质又是细砂或粉砂，又采用集水井法降水时，坑底下面的土有时会形成流动状态，随地下水一起流动涌入基坑，这种现象称为流砂现象。

①流砂产生的原因

当地下水位越高，坑内外水位差越大时，动水压力也就越大，越容易发生流砂现象。单元三

基坑排水与基底检验

②易产生流砂的土

实践经验表明，

流砂现象经常发生在颗粒细、均匀、松散、饱和的非黏性土中。具备下列性质的土，在一定动水压力作用下，均有可能发生流砂现象。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%。单元三

基坑排水与基底检验

③流砂的防治

a.抢挖法：即组织分段抢挖，使挖土速度超过冒砂速度，挖到标高后立即铺竹筏或芦席，并抛大石块以平衡动水压力，压住流砂。此法可解决轻微流砂现象。b.打板桩法：将板桩打入坑底下面一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的渗流长度，以减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。c.水下挖土法：不排水施工，使坑内水压力与地下水压力平衡，消除动水压力，从而防止流砂产生。此法在沉井挖土下沉过程中常用。单元三

基坑排水与基底检验d.人工降低地下水位：采用轻型井点等降水，使地下水的渗流向下，水不致渗流入坑内，又增大了土料间的压力，从而可有效地防止流砂形成。因此，此法应用广且较可靠。e.地下连续墙法：此法是在基坑周围先浇筑一道混凝土或钢筋混凝土的连续墙，以支承土壁、截水并防止流砂产生。

此外，在含有大量地下水土层或沼泽地区施工时，还可采取土壤冻结法等。对位于流砂地区的基础工程，应尽可能用桩基或沉井施工，以节约防治流砂所增加的费用。

（3）涌水量的估算

估

算涌水量的方法，一种是通过抽水试验，另一种是利用经验公式。图2.3.1所示。单元三

基坑排水与基底检验图2.3.1敞坡基坑涌水量计算示意图单元三

基坑排水与基底检验单元三

基坑排水与基底检验单元三基坑排水水与基底底检验对于有板板桩围护护的基坑坑（图2.3.2所示），，涌水量量Q（m3/h）可按式式(2.11)估算：图2.3.2板桩围护护基坑涌涌水量计计算示意意图单元三基坑排水水与基底底检验单元三基坑排水水与基底底检验（4）排水水机具的的选择排水机具具的选用用应根据据涌水量量的大小小和现场场作业条条件确定定。当涌涌水量很很小时，，可用人人工抽水水或小型型水泵排排水；当当涌水量量较大时时，一般般采用电电动或内内燃机发发动的离离心式抽抽水机。。3.井点降水水井点降水水法也称称为人工工降低地地下水位位法。井井点降水水法适用用于旱地地上降水水深度较较大，土土质为透透水性较较大的细细砂、粉粉砂和亚亚砂土，，或是软软土地区区的地基基。井点点降水法法的基本本原理如如图2.3.3所示。井点降水水方法有有：轻型型井点、、喷射井井点、电电渗井点点、管井井井点及及深井井井点等。。各种方方法的选选用，可可根据土土的渗透透系数、、降低水水位的深深度、工工程特点点、设备备及经济济技术比比较等具具体条件件参照表表2.3.4选用。其其中以轻轻型井点点采用较较广。单元三基坑排水水与基底底检验图2.3.3井点降水水示意图图单元三基坑排水水与基底底检验单元三基坑排水水与基底底检验（1）轻型型井点①轻型井点点设备轻型井点点设备主主要包括括井点管管、滤管管、集水水总管、、弯联管管、抽水水设备等等。井点点管为直直径38mm或51mm、长5～7m的钢管，，可整根根或分节节组成。。井点管管的上端端用弯联联管与总总管相连连。下端端用螺丝丝套头与与滤管连连接。集集水总管管为直径径100～125mm的无缝钢钢管，每每段长4m，其上装装有与井井点管连连接的短短接头，，间距0.8m或1.2m。滤管为为进水设设备，通通常采用用长1.0～1.2m、直径38～57mm的无缝钢钢管，管管壁钻有有直径为为12～19mm的呈星棋棋状排列列的滤孔孔，滤孔孔面积为为滤管表表面积的的20%～25%。骨架管管外面包包有两层层孔径不不同的铜铜丝布或或塑料布布滤网。。单元三基坑排水水与基底底检验②轻型型井点的的布置井点系统统的布置置，应根根据基坑坑平面形形状与大大小、土土质、地地下水位位高低与与流向、、降水深深度要求求等确定定。a.平面布置置：当基基坑或沟沟槽宽度度小于6m，水位降降低值不不大于5m时，可用用单排线线状井点点，布置置在地下下水流的的上游一一侧，两两端延伸伸长一般般不小于于沟槽宽宽度。如如沟槽宽宽度大于于6m，或土质质不良，，宜用双双排井点点。面积积较大的的基坑宜宜用环状状井点。。有时也也可布置置为U形，以利挖土土机械和运输输车辆出入基基坑。环状井井点四角部分分应适当加密密，井点管距距离基坑一般般为0.7～1.0m，以防漏气。。井点管间距距一般为0.8～1.5m，或由计算和和经验确定。。单元三基坑排水与基基底检验b.高程布置：轻轻型井点的降降水深度在考考虑设备水头头损失后，不不超过6m。井点管的埋埋设深度H（不包括滤管管长）按式（（2.12）计算：H≥H1+h+IL(2-12)式中：H1——井管埋设面至基坑坑底的距离（m）；H——基坑中心处基坑底底面（单排井点时，为远离井点一侧坑坑底边缘）至降低后地下水位位的距离，一般为0.5～1.0m；I——地下水降落坡度，环状井点1/10，单排线状井点为1/45；L——井点管至基坑中心心的水平距离（m）（在单排井点中，为井点管至基坑另另一侧的水平距离离）。单元三基坑排水与基底检检验③井点施工工艺艺放线定位→铺设总总管→冲孔→安装装井点管、填砂砾砾滤料、上部填黏黏土密封→用弯联联管将井点管与总总管接通→安装抽抽水设备与总管连连通→安装集水箱箱和排水管→开启启真空泵排气，再再开启离心水泵抽抽水→测量观测井井中地下水位变化化情况。④轻型井点的计计算轻型井点的计算包包括：根据确定的的井点系统的平面面和竖向布置图，，计算井点系统涌涌水量；计算确定定井点管数量与间间距。a.井点系统涌水量计计算根据地下水有无压压力，又分为无压压井与承压井，对对于无压完整井的的环状井点系统，，涌水量按式（2.13）计算：单元三基坑排水与基底检检验单元三基坑排水与基底检检验对于无压非完整井井点系统，地下潜潜水不仅从井的侧侧面流入，还从井井点底部渗入，因因此涌入量较完整整井大。为了简化化计算，仍可采用用式（2.13）。但此时式中H应换成有效抽水影影响深度H0。H0值见表2.3.5。当算得H0大于实际含水量厚厚度H时，仍取H值。单元三基坑排水与基底检检验b.井点管数量与井距距的确定确定井点点管数量需先确定定单根井点管的抽抽水能力。单根井井点管的最大出水水量q取决于滤管的构造造尺寸和土的渗透透系数，按式（2.17）计算：单元三基坑排水与基底底检验⑤抽水设备的的选择真空泵主要有W5、W6型，按总管长度度选用。当总管管长度不大于100m时，可选用W5型；总管长度不不大于200m时，可选用W6型。⑥井点管的安安装埋设井点管埋设一般般用水冲法，分分为冲孔和埋管管两个过程。冲冲孔时，先将起起重设备固定在在位置上，然后后开启高压水泵泵，冲刷土体和和沉管且边冲边边沉。冲孔直径径一般为300mm，以保保证井井管四四周有有一定定厚度度的砂砂滤层层；冲冲孔深深度宜宜比滤滤管底底深0.5m左右，，以防防冲管管拔出出时，，部分分土颗颗粒沉沉于底底部而而触及及滤管管底部部。井井孔冲冲成后后，立立即拔拔出冲冲管，，插入入井点点管，，并在在井点点管与与孔壁壁之间间迅速速填灌灌砂滤滤层，，以防防孔壁壁塌土土。单元三基坑排排水与与基底底检验验⑦轻轻型井井点的的使用用轻型型井点点一般般应连连续（（特别别是开开始阶阶段））使用用。时时抽时时停，，滤管管网容容易堵堵塞，，出水水浑浊浊并引引起附附近建建筑物物由于于土颗颗粒流流失而而沉降降、开开裂。。同时时由于于中途途停抽抽，使使地下下水回回升，，也可可能引引起边边坡塌塌方等等事故故。抽抽水过过程中中，应应调节节离心心泵的的出水水阀以以控制制水量量，使使抽吸吸排水水保持持均匀匀，做做到细细水长长流。。正常常的出出水规规律是是“先先大后后小，，先浑浑后清清”。。真空空泵的的真空空度是是判断断井点点系统统工作作情况况是否否良好好的尺尺寸，，必须须经常常观察察。井点降降水工工作结结束后后所留留的井井孔，，必须须用砂砂砾或或黏土土填实实。单元三基坑排排水与与基底底检验验⑧轻轻型井井点系系统降降水设设计实实例某工程程基坑坑平面面尺寸寸如下下：基基坑底底宽10m，长19m，深4.1m，边坡坡度度为1∶0.5。地下水位位为-0.6m。根据地质质勘查资料料，该处地地面下0.7m为杂填土，，此层下面面有6.6m的细砂层，，土的渗透透系数K=5m/d，再往下为为不透水的的黏土层。。现采用轻轻型井点设设备进行人人工降低地地下水位，，机械开挖挖土方，试试对该轻型型井点系统统进行布置置。井点系统的的布置如下下：该基坑坑顶部平面面尺寸为14m×23m,布置成环状状井点,井点管离边边坡距离为为0.8m,要求降水深深度为S=4.1-0.6+0.5=4.00m。因此,用一级轻型型井点系统统即可满足足要求，总总管和井点点布置在同同一水平面面上。单元三基坑排水与与基底检验验由井点系统统布置处至至下面一层层不透水黏黏土层的深深度为0.7+6.6=7.3m，设井点管管长度为7.2m，其中井管管长6m，滤管长1.2m，因此滤管管底距离不不透水黏土土层只差0.1m，可按无压压完整井进进行设计和和计算。（2）喷射井井点当基坑开挖挖较深或降降水深度超超过6m时，必须使使用多级轻轻型井点，，这样会增增大基坑的的挖土量，，延长工期期并增加设设备数量，，不够经济济。当降水水深度超过过6m，土层渗透透系数为0.1～2.0m/d的弱透水层层时，采用用喷射井点点降水比较较合适，其其降水深度度可达20m。①喷射井点的的主要设备喷射井点根据工工作时使用的喷喷射介质的不同同，分为喷水井井点和喷气井点点两种。其主要要设备由喷射井井管、高压水泵泵（或空气压缩缩机）和管路系系统组成。单元三基坑排水与基底底检验②喷射井点布布置喷射井点管的布布置，其井点管管的埋设方法和和要求与轻型井井点基本相同。。基坑面积较大大时，采用环形形布置；基坑宽宽度小于10m，用单排线形布布置；大于10m时作双排布置。。喷射井管间距距一般为2～3m；采用环形布置置，进出口（道道路）处的井点点间距为5～7m。冲孔直径为400～600mm，深度比滤管底底深1m以上。(3)深井井点深井井点降水的的原理是在深基基坑的周围埋置置深于基底的井井管，通过设置置在井管内的潜潜水电泵将地下下水抽出，使地地下水位低于坑坑底。该方法适适用于抽水量大大、较深的砂类类土层，降水深深可达50m以内。单元三基坑排水与基底底检验①井点系统的的组成及设备深井井点系统主主要由井管和水水泵组成。井管管用钢管、塑料料管或混凝土管管制成，管径一一般为300mm，井管内径一般般应大于水泵外外径50mm。井管下部过滤滤部分带孔，外外面包裹10孔/cm2铸钢丝两层，41孔/cm2铸钢丝两层或尼尼龙网。②深井布置深井井点一般沿沿工程基坑周围围离边坡上缘0.5～1.5m呈环形布置，当当基坑宽度较窄窄，也可在一侧侧呈直线形布置置；面积不大的的独立的深基坑坑，也可采取点点式布置。（4）电渗井点在饱和黏性土中中，特别是在淤淤泥和淤泥质黏黏土中，由于土土的渗透系数很很小（小于0.1m/d），此时宜采用用电渗井点排水水。单元三基坑排水与基底底检验（5）管井井点管管井井点降水是桥梁工程基基坑常用的井点点降水方法，其原理理类似深井井点点降水法。管井井点点由滤水井管、、吸水管和抽水机械械等组成。井管管构造如图2.3.4所示。图2.3.4井管构造示意图图1—砂砾填充层；；2—吸水管；3—过滤层；4—井管单元三基坑排水与基底底检验4.井点降水施工注注意事项（1）降低成层土土中地下水位时时，应尽可能将将滤管埋设在透透水性较好的土土层中。（2）在水位降低低的范围内，应应设置水位观测测孔，其数量视视工程情况而定定。（3）对整个井点点系统，应加强强检查和维护，，保证不间断地地抽水。（4）应考虑到水水位降低区域内内的建筑物可能能产生的附加沉沉降，并做好沉沉降观测，必要要时应采取防护护措施。单元三基坑排水与基底底检验5.降水对周围建建筑的影响及及防止措施在弱透水层和和压缩性大的的黏土层中降降水时，由于于地下水流失失造成地下水水位下降、地地基自重应力力增加和土层层压缩等原因因，会产生较较大的地面沉沉降；又由于于土层的不均均匀性和降水水后地下水位位呈漏斗曲线线，四周土层层的自重应力力变化不一而而导致不均匀匀沉降，使周周围建筑物基基础下沉或房房屋开裂。因因此，在建筑筑物附近进行行井点降水时时，为防止降降水影响或损损害区域内的的建筑物，就就必须阻止建建筑物下的地地下水流失。。为达到此目目的，除可在在降水区域和和原有建筑物物之间的土层层中设置一道道固体抗渗屏屏幕外，还可可用回灌井点点补充地下水水的办法来保保持地下水位位，使降水井井点和原有建建筑物下的地地下水位保持持不变或降低低较少，从而而阻止建筑物物下的地下水水流失。单元三基坑排水与基基底检验二、基底检检验与处理1.基底检验当基坑开挖至至设计标高后后，在施工单单位进行基坑坑自检合格的的基础上，由由甲方主持邀邀请勘察、设设计、质量监监督部门的项项目技术负责责人及其相关关专业人员到到施工现场会会同施工、监监理单位的项项目技术负责责人共同进行行基坑检查、、鉴定验收。。1）基底检验验的目的基底检验的主主要目的是核核对地质资料料，检查基坑坑地质与工程程地质勘查报报告、设计图图纸要求是否否相符，有无无破坏原状土土结构或发生生较大的扰动动现象。2）基底检验验的内容（1）应做好基基底检验的准准备工作，包包括：单元三基坑排水与基基底检验熟悉工程地质质勘察报告，，了解拟建建建筑物的类型型和特点，研研究基础设计计图纸及环境境监测资料。。当遇有下列列情况时，应应列为基底检检验的重点：：①当持力力土层的顶板板标高有较大大的起伏变化化时；②基础范围围内存在两种种以上不同成成因类型的地地层时；③基础范围内存存在局部异常土质质或坑穴、古井、、老地基或古迹遗遗址时；④基础范围内遇遇有断层破碎带、、软弱岩脉以及古古河道、湖、沟、、坑等不良地质条条件时；⑤在雨期或冬期期等不良气候条件件下施工，基底土土质可能受到影响响时。单元三基坑排水与基底检检验（2）基底检验的主主要内容包括：①检查查基底平平面位置置、尺寸寸大小和和基底标标高；②检查查基底地地质情况况和承载载力是否否与设计计资料相相符；③检查查基底处处理和排排水情况况是否符符合现行行规范要要求；④检查查基坑施施工记录录及有关关试验资资料等。。（3)应做好基基底检验验的资料料归档工工作，包包括：①填写写基坑（（槽）隐隐蔽工程程验收记记录单（（表）；；②收集集勘察单单位和设设计单位位对基底底检验的的处理意意见或变变更通知知单；③③经检检查合格格，及时时办理交交接手续续。单元三基坑排排水与与基底底检验验3）基基底检检验的的方法法基底检检验应应按桥桥涵大大小、、地基基土质质复杂杂情况况（如如溶洞洞、断断层、、软弱弱夹层层、易易溶岩岩等））及结结构对对地基基有无无特殊殊要求求，采采用以以下检检查方方法：：（1）小小桥涵涵的地地基检检验方方法一般采采用直直观的的表面面检查查验槽槽法或或触探探方法法（包包括静静力触触探法法、钎钎探检检查验验槽法法和洛洛阳铲铲坑探探验槽槽法）），必必要时时可进进行土土质试试验。。①表表面面检查查验槽槽法②②钎钎探检检查验验槽法法③洛洛阳阳铲坑坑探验验槽法法。(2）大大、中中桥和和地基基土质质复杂杂、结结构对对地基基有特特殊要要求的的地基基检验验方法法：单元三基坑排水与基底底检验一般采用触探方方法和钻探（钻钻深不应小于4m）取样土工试验验相结合的检验验方法，或按设设计的特殊要求求进行荷载试验验。当地基遇有有下列情况之一一时，应进行荷荷载试验：①强烈风化岩岩石；②Dr≤0.33的松砂地基；③IL＞1.0的软黏性土；④e＞0.7的亚砂土、e＞1.0的亚黏土及e＞1.1的黏土；⑤含大量有机机质的砂或黏土土；⑥含大量杂质质的杂填土（如如瓦片、碎砖等等）。单元三基坑排水与基底底检验荷载试验包括：：用于鉴定地基基土的变形性和和承载能力的平平板荷载试验；；在钻孔中进行行横向荷载试验验的旁压试验；；为了测试原状状饱和黏性土和和黏性土地基不不排水抗剪强度度的剪切试验，，必要时采用十十字板剪切试验验。（3）特大桥的地基基检验方法：应按设计要求的的方法进行检验验。4）基底检验质质量标准（1）基底平面位位置：由设计中心线向向两边量测，周周线长和宽度均均不应小于设计计要求，且应满满足基础施工作作业的需要。单元三基坑排水与基底底检验（2）基底标高：：基底标高容许误误差可视具体的的工程情况和基基础类型确定。。一般情况下，，土质地基允许许偏差为±50mm，石质地基允许许偏差为+50mm、-200mm。2.基底处理基底检验合格后后应根据不同的的地质情况，作作如下处理。（（1）岩层地基岩岩层基底的处理理应符合下列规规定：①对于风化岩岩层，应清除强强风化层和松碎碎石，在挖至设设计高程并满足足地基承载力要要求后，尽快进进行封闭，防止止其继续风化。。②在未风化的的平整岩层上，，基础施工前，，应先将淤泥、、苔藓及松动的的石块清除干净净，并凿出新鲜鲜岩面，再从岩岩面继续下凿25cm，使基础嵌入岩岩层。单元三基坑排水与基底底检验③对坚硬的倾倾斜岩层，应将将岩层面凿平；；倾斜度较大时时，则宜凿成多多级台阶，台阶阶的宽度不宜小小于0.3m，使承重面与重重力线垂直，以以免滑动。（2）砂类土或碎碎石类土地基①对于强度和和稳定性满足设设计要求砂类土土或碎石类土基基底，应整平夯夯实承重面，砌砌筑基础前，先先铺一层约20mm厚的水泥砂浆。。②当坑底渗水水不能彻底排干干时，应将水引引至基础外的排排水沟，然后再再在其上进行基基础施工。③在水的稳定定性较好的土质质中，可在基底底上铺一层25～30cm厚的片石或碎石石，然后在其上上浇筑基础，以以免影响基础圬圬工的质量。单元三基坑排水与基底底检验（4）软硬不均匀匀地基对软硬不均匀地地基，应挖除土土质较软的部分分，使基础全部部支承在坚硬土土层上。当土质质地基遇有局部部坚硬层，如压压实的路面、老老墙基、孤石、、大树根等，均均应挖除，然后后采用与天然土土压缩性相近的的土回填，分层层夯实至设计标标高，保持地基基的均匀性，防防止建筑物产生生不均匀沉降而而使上部结构和和基础开裂。如如天然土为砂土土，可用砂石回回填，分层洒水水夯实；天然土土为密实的黏性性土，可用3∶7的灰土分层夯实实回填；天然土土为中等密实可可塑状态的黏性性土或新近沉积积的软弱土，则则可用2∶8或1∶9的灰土分层夯实实回填。单元三基坑排水与基底底检验（5）古井、坑穴穴处理土质中的的古井、坑穴，，应将其中的虚虚土