节基坑降水与土方开挖.pptx
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1、 1 1 基坑降水方法基坑降水方法分类:分类:分类:分类:集水井降水集水井降水集水井降水集水井降水 井点降水井点降水井点降水井点降水第1页/共71页一、集水井降水一、集水井降水1.概述概述:集水井一般在基坑或沟槽开挖后设置开挖后设置,沿坑底的周围或中央开挖排水沟,并在基础范围以外设置集水井。土方开挖后地下水在重力作用下经排水沟流入集水井内,然后用水泵抽出坑外。一般应在逐层开挖,逐层设置(如图)。2.适用范围适用范围集水井降水法适用于降水深度较小且土层为砂性土或渗水量小的粘性土层。第2页/共71页一、集水井降水一、集水井降水3.施工要点施工要点 1)排水沟一般沿基础四周布置,纵坡宜控制在12。2
2、)集水井的间距一般每隔2040 m设置一个。集水坑的直径或宽度一般为0.60.8 m,并保持低于挖土面0.71.0 m。集水坑底应铺设碎石滤水层(一般取0.3 m厚)3)排水沟和集水井的截面尺寸取决于基坑的涌水量。第3页/共71页集水井降水步骤集水井降水步骤第4页/共71页二、井点降水概述二、井点降水概述 井点降水就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)。在基坑开挖前和开挖过程中,利用真空原理,不断抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下。井点类型井点类型土的渗透系数 (m/d)降水深度(m)轻型井点轻型井点 一级轻型井点一级轻型井点0.1 503 6多级轻型井点多级轻型井点0.
3、1 506 12喷射井点喷射井点0.1 508 20电渗井点电渗井点152.类型与适用范围类型与适用范围1.原理原理第5页/共71页1.防止地下水涌入坑内2.防止边坡由于地下水的渗流而引起塌方4.使板桩减少横向荷载3.防止坑底管涌5.消除地下水的渗流,防止流砂现象 3.井点降水的作用井点降水的作用6.使土壤固结,增加地基土的承载能力第6页/共71页三、轻型井点降水三、轻型井点降水管路系统 抽水设备滤 管井点管弯联管总 管离心泵 真空泵(射流泵)机组配件 水 箱 直径38mm55mm长2m左右的无缝钢管直径38mm55mm长57m的无缝钢管透明管或胶皮管间距0.81.2m直径100127mm的无
4、缝钢管,每段长4m1钢管;2管壁上的孔;3塑料管;4细滤网5粗滤网;6粗铁丝保护网;7井点管;8铸铁头1.轻型井轻型井点设备点设备第7页/共71页2.2.轻型井点施工程序轻型井点施工程序轻型井点施工程序轻型井点施工程序排放总管埋井点管用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备试运行正式正式抽水抽水井点降水示意图井点降水示意图第8页/共71页井点管埋设步骤井点管埋设步骤 第9页/共71页3.3.轻型井点工作原理轻型井点工作原理(见动画见动画)真空泵电动机离心泵分水室水气分离箱冷却箱过滤室第10页/共71页 根据基坑(槽)形根据基坑(槽)形状,轻型井点可采用状,轻型井点可采用单排单排布置布置(图(图a
5、)、)、双排布置双排布置(图(图b)、)、环形布置环形布置(图(图c),),当土方施工机械需当土方施工机械需进出基坑时,也可采用进出基坑时,也可采用U形布置形布置(图(图1d)。)。1)单排布置适用于单排布置适用于基坑、槽宽度小于基坑、槽宽度小于6m,且降水深度不超过且降水深度不超过5m的的情况,井点管应布置在地情况,井点管应布置在地下水的上游一侧,两端的下水的上游一侧,两端的延伸长度不宜小于坑槽的延伸长度不宜小于坑槽的宽度。宽度。2)双排布置适用双排布置适用于基坑宽度大于于基坑宽度大于6m或土或土质不良的情况。质不良的情况。3)环形布置适用环形布置适用于大面积基坑,如采用于大面积基坑,如采用
6、U形布置,则井点管不封闭形布置,则井点管不封闭的一段应在地下水的下游的一段应在地下水的下游方向。方向。4.4.井点的平面布置井点的平面布置井点的平面布置井点的平面布置第11页/共71页 当基坑开挖所需降水深度超过 6 m 时,应采用喷射井点降水。喷射井点用作深层降水,应用在粉土、极细砂和粉砂中较为适用。一般一级喷射井点可降低地下位820m,甚至20m以上。喷喷射射井井点点第12页/共71页压缩空气机压缩空气高压水泵高压工作水进水(气)总管井管井管环形环形通道通道喷喷嘴嘴混混合合室室扩扩散散室室井管内管排水总管集水池地下水滤管喷气喷气井点井点喷水喷水井点井点截面收缩流速增大形成真空截面扩大流速降
7、低喷射井点喷射井点工作原理工作原理排水沟扬水装置扬水装置外管75内管38逆止球筏防止反灌流量5080m3/h压力0.70.8MPa第13页/共71页 电渗井点,一般与轻型井点或喷射井点结合使用,利用轻型井点或喷射井点管本身作为阴极,以金属棒(钢筋、钢管、铝棒等)作为阳极。通入直流电后,带有负电荷的土粒即向阳极移动(即电泳作用),而带有正电荷的水则向阴极方向集中,产生电渗现象。在电渗与井点管内的真空双重作用下,强制粘土中的水由井点管快速排出,井点管连续抽水,从而地下水位渐渐降低。电渗井点电渗井点电渗井点电渗井点2.适用范围适用范围1.原理原理适用于渗透系数较小(小于0.1m/d)的饱和粘土,特别
8、是淤泥荷淤泥质粘土3.应用要点应用要点1).阳极常用5070钢管或2025钢筋,埋设在井点管内侧并平行交错排列。阴阳极数量宜相等。2).阴阳极间距离为0.81.0m(当为轻型井点时)或1.21.5m(喷射井点时)。3).通电工作电压不宜大于60V。每通电24h,停电23h。且保持地面干燥。第14页/共71页 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取管井内的水来降低地下水位的方法。具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点。管井井点管井井点1.方法与特点方法与特点2.适用范围适用范围对于渗透系数为20200m/d且地下水丰富的土层、砂层,用明排水造成土颗
9、粒大量流失,引起边坡塌方,用轻型井点难以满足排降水的要求。这时候可采用管井井点。1).管井井点主要由滤水井管、吸水管、和水泵组成。2).当采用坑外降水时,可沿基坑环状布置,井中心距坑壁0.51.5m(冲击钻孔时),或不少于3m(套管成孔时)。管井深510m,间距1040m。3).当采用坑内降水时,可根据所需降水深度,单井涌水量,以及抽水影响半径R确定管井井点间距,以棋盘状布置。3.构造与应用构造与应用第15页/共71页 深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基坑的井管,使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出。本法排水量大,降水深(可达50m),不受吸程限制,排水效果好;井距大,对平面布置
10、的干扰小;可用于各种情况,不受土层限制;成孔(打井)用人工或机械均可,较易于解决;井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单,施工速度快;但一次性投资大,成孔质量要求严格;降水完毕,井管拔出较困难。深井井点深井井点2.适用范围适用范围适用于渗透系数较大(10250m/d),土质为砂类土,地下水丰富,降水深,面积大,时间长的情况,对在有流砂和重复挖填土方区使用,效果尤佳。1.方法与特点方法与特点3.构造与应用构造与应用1)井点系统设备由深井、井管和潜水水泵等组成。2)深井成孔方法可采用冲击成孔,回转成孔,潜水电钻孔,或水冲法成孔。3)对于渗透系数较小的深层降水,可利用深井泵结合真空泵,以提高降水
11、的效果。4)可采用坑内或坑外降水,坑内降水时井距为10 30m,呈棋盘形点状布置。第16页/共71页课堂练习与思考课堂练习与思考课堂练习与思考课堂练习与思考1.填空:井点降水就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的。在基坑开挖前和开挖过程中,利用其,不断抽出地下水,使地下水位降低的方法。2.填空:集水井排水沟纵坡宜控制在。3.选择:已知某土层地下水为潜水,且井底未能到达不透水层,则该井为()A无压完整井B承压完整井C无压非完整井D承压非完整井4.选择:对于降水深度为6m,渗透系数0.1的淤泥质土,宜选用()进行降水A轻型井点B电渗井点C轻型井点+电渗井点D喷射井点滤井管C12C真空原理第
12、17页/共71页课堂练习与思考课堂练习与思考课堂练习与思考课堂练习与思考5.填空:喷射井点是通过将地下水抽上来的。6.判断:喷射井点抽吸水时,地下水经扩散室后到达混合室,然后排出地面。7.判断:带正电荷的水向阴极集中的现象称为电渗现象。扬水装置错对第18页/共71页2 2 基坑土方开挖基坑土方开挖 土方开挖中应遵循土方开挖中应遵循“土方分层开挖、垫层随挖随浇土方分层开挖、垫层随挖随浇土方分层开挖、垫层随挖随浇土方分层开挖、垫层随挖随浇”的原则;的原则;在有支撑的基坑中,应遵循在有支撑的基坑中,应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开开槽支撑、先撑后挖、分层开开槽支撑、先撑后挖、分层开开槽支撑、先撑后
13、挖、分层开挖、严禁超挖挖、严禁超挖挖、严禁超挖挖、严禁超挖”的原则,垫层也应随挖随浇。的原则,垫层也应随挖随浇。基坑工程开挖常用的方法有:基坑工程开挖常用的方法有:(1 1)直接分层开挖直接分层开挖、(2 2)有内支撑分层开挖有内支撑分层开挖、(3 3)盆式开挖盆式开挖、(4 4)岛式开挖岛式开挖、(5 5)逆作法开挖逆作法开挖。第19页/共71页大型基坑开挖现场一大型基坑开挖现场一第20页/共71页大型基坑开挖现场二大型基坑开挖现场二第21页/共71页 一、直接分层开挖一、直接分层开挖直接分层开挖包括:放坡开挖 及 无内撑的基坑开挖。第22页/共71页二、有内撑的基坑开二、有内撑的基坑开挖挖
14、 在基坑较深、土质较差的情况下,一般支护结构需在基坑内设置支撑。有内支撑支护的基坑土方开挖比较困难,其土方分层开挖应考虑与支撑施工相协调。其施工较复杂。第23页/共71页 盆式开挖适合于盆式开挖适合于基坑面积大基坑面积大、支撑或拉锚作业困难支撑或拉锚作业困难且且无无法放坡法放坡,而且地下室底板设计有后浇带或可以留设施工缝而且地下室底板设计有后浇带或可以留设施工缝的基的基坑。坑。三、盆式开挖三、盆式开挖第24页/共71页 它是先开挖基坑中央部分,形成盆式它是先开挖基坑中央部分,形成盆式,再施工中央区域内的基础底板再施工中央区域内的基础底板及地下室结构及地下室结构,形成形成“中心岛中心岛”。并按。
15、并按“随挖随撑,先撑后挖随挖随撑,先撑后挖”的原则,的原则,在支护结构与在支护结构与“中心岛中心岛”之间设置支撑之间设置支撑,最后再施工边缘部位的地下室结最后再施工边缘部位的地下室结构构。三、盆式开挖三、盆式开挖打入打入护壁护壁桩墙桩墙盆式盆式挖土挖土中心中心地下地下室室设设支支撑撑边缘边缘挖土挖土边缘边缘地下地下室室边缘边缘回填回填土土施工施工完毕完毕第25页/共71页 当基坑面积较大,而且地下室底板设计有后浇带或可以当基坑面积较大,而且地下室底板设计有后浇带或可以留设施工缝时,可采用岛式开挖的方法。留设施工缝时,可采用岛式开挖的方法。四、岛式开挖四、岛式开挖打入打入护壁护壁桩墙桩墙边缘边缘
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