工程施工土方工程(降水工程.docx
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1、土方工程5.3.1 排水与降水措施5.3.1.1 排水措施场地排水场地开挖常会遇到地下水和地表滞水大量渗入,形成场地浸水, 毁坏边坡波动,影响施工进行,因此必须做好现场场地的排水、截水、 疏水、排洪等工作,并尽可能减少旱季施工工作量,普通方法是:1、在现场周围地段应修设暂时或永世性排水沟、防洪沟或挡水堤,山坡地段应在坡顶或坡脚设环形防洪沟或截水沟,以拦截附近 的雨水、潜水排入施工区域内。2、现场内外原有自然排水系统尽可能保留或适当加以整修、疏 水,改造或根据需求增设大批排水沟,以利排泄现场积水、雨水 和地表滞水。3、在有条件时,尽可能利用正式工程排水系统为施工服务,先 建筑正式工程主干排水设备
2、和管网,以方便扫除地面滞水和基坑 井点抽出的地下水。4、现场道路应在两侧设排水沟,支道应在两侧设小排水沟,沟底坡度普通为2%8%,保持场地排水和道路畅通。5、基坑开挖应在地表流水的下游一侧设排水沟、散水沟或截水 挡土堤,将地表滞水截住;在低高地段挖基坑时,可利用挖出之 箱和排水管一一开动真空泵排气、再开动离心水泵抽水 测量观测井中地下水位变化。井点管埋设井点管埋设方法,可根据土质状况、场地和施工条件,选择适用 的成孔机具和方法。其工艺方法基本都是用高压水冲刷土体,用冲管 扰动土体助冲,将土层冲成园孔后埋设井点管,只是冲管构造有所不 同。一切井点管在地面以下0.51. 0m的深度,内粘土填实,以
3、防止漏气。 井点管埋设终了,应接通总管与抽水设备,接头要紧密,并进行试抽 水,检查有无漏气、淤塞等状况,出水能否正常,如有异常状况,应 检修好方可运用。井点管运用井点运用时,应保证连续不断地抽水,并备用双电源,以防断电。 普通在抽水35d后水位降落漏斗基本趋于波动。正常出水规律是“先 大后小,先混后清:如不下水,或水不断较混,或出现清后又混等 状况,应立即检查纠正。真空度是判别井点系统良好与否的尺度,应 经常观测,普通不低于55. 366. 7kpa,如真空度不够,通常是由于 管路漏气,应及时修好。井点管淤塞,可经过听管内水流声;手扶管 壁感动振;冬季时期手模管子冷热、潮干等简便方法进行检查。
4、如井 点管淤塞太多,严重影响降水效果时,应逐一用高压反冲洗井点管或 拔出重新埋设。地下构筑物竣工并进行回填土后,方可拆除井点系统,拔出可借 助于倒链或杠杆式起重机,所留孔洞用砂或土堵塞。对地基有防渗要 求时,地面下21n运用粘土填实。井点降水时,应对水位降低区域内 的建筑物进行沉陷观测,发现沉陷或程度位移过大时,应及时采取防 护技术措施。放射井点放射井点降水是在井点管外部装设特制的放射器,用高压水泵或 空气压力缩机经过井点管中的内管向放射器输入高压水(喷水井点) 或紧缩空气(喷气井点)构成水气射流,将地下水经井点外管与内管 之间的间隙抽出排走。本法设备较简单,排水深度大,可达820nb 比多层
5、轻型井点降水设备少,基坑土方开挖量少,施工快,费用低。 适于基坑开挖较深、降水深度大于6m、土浸透系数为350m/d的砂 土或浸透系数0.r3m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土中运用。 井点设备放射井点根据其工作时运用的放射介质的不同,分为喷水点和喷 气井点两种。其次要设备由放射井管、高压水泵(或空气紧缩机)和 管路系统组成。井点布置放射井点管的布置与井点管的埋设方法和要求与轻型井点基本 相反。基坑面积较大时,采用环形布置;基坑宽度小于10m,采用单 线型布置;大于10m时作双排布置。放射井管间距普通为23 .5m; 采用环形布置,进出口(道路)处的井点间距为57m。冲孔直径为400600mm,
6、深度比滤管底深1m以上。施工工艺程序设置泵房,安装进、排水总管一一水冲法或钻孔法成井一安装 放射井点管、填滤料一接通 进水、排水总管,并与高压水泵 或空气紧缩机接通一将各井点管的外管管口与排水管接通,并通 到循环水箱一 启动高压水泵或空气紧缩机抽取地下水一 用离心 泵扫除循环水箱中多余的水一测量观测井中地下水位。井点埋设与运用安装前应对放射井点管逐根冲洗,检查残缺始可运用。井点管埋 设宜用套管冲枪(或钻机)成孔,加水及紧缩空气排泥,当套管内含 泥量经测定小于5%时才下井管及灌砂,然后再将套管拔起。下井管 时水泵应先开始运转,以便每下好一根井管,并测定真空度,待井管 出水变清后为止,地面测定真空
7、度不宜小于93. 3kpa。全部井点管沉 设终了后,再接通回水总管,片面试抽,然后让工作水循环进行正式 工作。各套进水总管均运用阀门隔开,各套回水总管应分开。运用时开泵压力要小些(小于0.3nipa),当前再逐渐正常。抽水 时如发现井管周围有泛砂冒水景象,应立即关闭井点管进行检修。工 作水应保持清洁,试抽2d后应更换清水,以减轻工作水对喷嘴及水 泵叶轮等的磨损,普通经7d左右即可波动,开始挖土。放射井点计算放射井点的涌水量计算及确定井点管数量与间距、抽水设备等均 与轻型井点计算相反。水泵工作水需用压力按下式计算:P=Po/a 式中P水泵工作水头压力(m);Po扬水高度(m),即水箱至井管底部的
8、总高度;a扬水高度与喷嘴后面工作水头之比。混合室直径普通取14 mm;喷嘴直径普通取6. 5mm. o电渗井点在饱和粘性土中,特别是在淤泥和淤泥质粘土中,由于土的浸透 系数很小(小于0. lm/d),运用重力或真空作用的普通轻型井点降水, 效果很差,此时宜采用电渗井点排水。它是利用粘性土中的电渗景象 和电泳特性,使粘性土空隙中的水活动加快,起到一定的疏干作用, 从而使软土基排水效率得到进步。本法普通与轻型井点或放射井点结 合运用,效果较好,除有与普通井点相反的优点(如设备简单、施工 方便、效果分明等)外,还可用于浸透系数很小(0.0.02m/d)的 粘土和淤泥中,效果良好。同时与电渗一同产生的
9、电泳作用,能使阳 极周围土体加密,并可防止粘土颗粒淤塞井点管的过滤网,保证井点 正常抽水;另外,比轻型井点添加的费用甚微(均匀每立方米土方添 加电渗费0. 51. 0元)。布置井点设备及电渗排水是利用井点管(轻型井点或放射井点管)本身作阴极, 沿基坑(槽、沟)核心布置;用钢管(直径5070 mm.)或钢筋(直 径25 mm以上)作阳极,埋设在井点管环圈内侧1. 25mni处,外露在 地面上约2040cm,其入土深度应比井点管深50 cm,以保证水位能降到所要求的深度。阴阳极本身的间距,采用轻型井点作阳极普通为0.81.0m;采用放射井点时为1.21. 5m,并成平行交错陈列,阴阳极 的数量宜相
10、等,必要时阳极数量可多于阴极数量。阴、阴极分别用 BX型铜芯橡皮线或扁钢、钢筋等连成通路,并分别接到直流通发电 机的相应电极上。普通常用功率为9.655Kw的直流电焊机代替直流 发电机运用。需用直流电焊机功率可按下式计算:P=UJT/1000式中P电焊机功率(KW);U电渗电压,普通为4565V;J电流密度,宜为0.rlA/m2F电渗面积(m2),F=H.L;H导电深度(m);L井点周长(ni)。当通电后,运用电压比降使带负电荷的土粒朝阳极方向移动(即 电泳作用)。带电荷的孔隙水则向阴极方向集中产生电渗景象,而 在电渗与真空的双重作用下,强迫粘土中的水从向外流入井点管 附近积集,由井点快速扫除
11、,使井点管能保持连续抽水,地下水 位逐渐下降;而电极间的土层则构成电围幕,由于电场作用而阻 止地下水从周围流入坑内。井点埋设与运用电渗井点埋设程序普通是埋设轻型井点或放射井点管,预留出布 置电渗井点阴极的地位,待轻型井点降水不能满足降水要求时,再埋 设电渗阴极,以改善降水功能。电渗井点阴极埋设与轻型井点、放射 井点相反,阳极埋设可用75 Hi in旋叶式电钻钻孔埋设,钻进时加水 和高压空气循环排泥,阳极就位后,利用下一钻孔排出泥浆倒灌填孔, 使阳极与土接触良好,减少电阻,以利电掺。如深度不大,亦可用锤 击法打入。钢筋埋设必须垂直,严禁与相邻阴极相碰,以免形成短路, 损坏设备。运用时工作电压不宜
12、大于60V, 土中通电的电流密度宜为 0. 51.0A/m2o为防止大量电流从土表面经过,降低电渗效果,减少 电耗,应在不需求电渗的土层(如浸透系数较大的土层)的阳极表面 涂二层沥青绝缘;地面应使之干燥;并将地面以上部分的阳极和阴极 间的金属或其他导电物处理干净,有条件时亦涂上一层沥青绝缘,以 进步电渗效果。电渗降水时,为肃清由于电解作用产生的气体积聚在 电极附近及表面,而使土体电阴加大,电能耗费添加,应采用间歇通 电方式,即通电24h后,停电23h,再通电。管井井点管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。管井井点设备 较为简单,排水量大,降水较深,较轻型井具有更大的降水效果,可 代替多组
13、轻型井点作用,水泵设在地面,易于维护。适于浸透系数较 大,地下水丰富的土层、砂层或用明沟排水法易形成土粒大量流失, 惹起边坡坍方及用轻型井点难以满足要求的状况下运用。但管井属于 排水范畴,吸程高度遭到一定限制,要求浸透系数较大(20200m/d), 降水深度仅为35nl.井点构造与设备(1)滤水井管下部滤水井管过滤部分用钢筋焊接骨架,外包孔眼为121111n滤网,长23m,上部井管部分用直径200mm以上的钢管、塑料管或混 凝土管,或用竹、木制成管。(2)吸水管用直径5(n00mm的钢管或胶皮管,插入滤水井管内,其底端应 沉到管井吸水时的最低水位以下,并装逆止阀,上端装设带法兰盘的 短钢管一节
14、。(3)水泵采用BA型或B型,流量1025nf7h离心式水泵。每个井管安装一 台,当水泵排水量大于单孔滤水井涌水量数量时,可另加设集水总管 将相邻的相应数量的吸水管连成一体,共用一台水泵。2.管井的设置采取沿基坑核心周围呈环形布置或沿基坑(或沟槽)两侧或单侧 呈直线形布置,井中心距基坑(槽)边缘的距离,根据所用钻机的钻 孔方法而定,当用冲击研讨时为0.51.5叱 当用钻孔法成孔时不小 于3mo管井埋设的深度和距离,根据需降水面积和深度及含水层的 浸透系数等而定,最大埋深可达10m,间距l(n5m。3、管井的设置管井埋设可采用泥浆护壁冲击钻成孔或泥浆护壁钻孔方法成孔。 钻孔底部应比滤水井管深20
15、0m以上。井管下沉前应进行清洗滤井, 冲除沉渣,可灌入稀泥浆用吸水泵抽出置换或用空压机洗井法,将泥 渣清出井外,并保持滤网的畅通,然后下管。滤水井管应置于孔中心,下端用圆木堵塞管口,井管与孔壁之间用315mm砾石填充作过滤层,地面下0. 5m内用粘土填充夯实。水泵的设置标高根据要求的降水深度和所选用的水泵最大真空吸水高度而定,普通为57m,当吸程不 够时,可将水泵设在基坑内。4、管井的运用管理管井运用时,应经试抽水。检查出水能否正常,有无淤塞等景象, 如状况异常,应检修好后方可转入正常运用。抽水过程中应经常对抽 水设备的电动机、传动机械、电流、电压等进行检查,并对井内水位 下降和流量进行观测和
16、记录。井管运用终了,井管可用人字桅杆借助 钢丝绳、倒链、绞磨或卷扬机将井管冉冉拔出,将滤水井管洗去泥砂 后储存备用,所留孔洞用砂砾填实,上部50cm深用粘性土填充夯实。 深井井点深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管,经过设置 在井管内的潜水电泵地下水抽出,使地下水位低于坑底。本法具有排 水量大,降水深(15m),不受吸程限制,排水效果好;井距大,对立 体布置的干扰小;可用于各种状况,不受土层限制;成孔(打井)用 人工或机械均可,较易于处理;井点制造、降水设备及操作工艺、维 护均较简单,施工速度快。假如井点管采用钢管、塑料管,可以整根 拔出反复运用;单位降水费用较轻型井点低(80120
17、元/布)等优点; 但一次性投资大,成孔质量要求严厉;降水终了,井管拔出较困难。 适于浸透系数较大(10250m/d), 土质为砂类土,地下水丰富,降水 深,面积大,工夫长的状况,降水深可达501n以内,对于有流砂的地 区和反复挖填土方地区运用,效果尤佳。井点系统设备由深井井管和潜水泵等组成。井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成,可用钢管、塑料管或混 凝土管制成,管径普通为300357mm,内径宜大于潜水泵外径50mm。 滤水管在降水过程中,含水层中的水经过该管滤网将土、砂颗烂过 滤在外边,使清水流入管内。滤水管的长度取决于含水层的厚度、透 水层的浸透速度及降水速度的快慢,普通为39m,通常在
18、钢管上分 三段轴条(或开孔),在轴条(或开孔)后的管壁上焊06mm垫筋, 要求顺直,与管壁点焊固定,在垫筋外螺旋形缠绕12号铁丝,间距 1mm ,与垫筋用锡焊焊牢,或外包10孔/cm?和41孔/cm?镀锌铁丝网 各两层或尼龙网。上下管之间用对焊连接。简易深井亦可采用钢筋笼作井管,用48根。1216mm钢筋作主 筋,外设01612mni15O250mm钢筋箍筋,并在外部设。16300500nm 加强箍,主筋与箍筋、加强箍之间点焊连接构成骨架,外包孔眼 1 mm* 1 mm和5nmi*5mni铁丝网。亦可在主筋上外缠8号铁丝,间距23mm, 与主筋点焊固定,外包14目尼龙网;或沿钢筋骨架周边绑设竹
19、杆, 外包草帘、草袋各一层,用1 2号铁丝扎紧。每节长8m,考虑有接 头,纵筋应长于井笼300mm,钢筋笼直径比井孔每边小200mll1。 当土质较好,深度在15m内,亦可采用外径380600 mm、壁厚 5060mm、长1. 21. 5m的无砂混凝土作滤水管,或在外再包棕树皮二 层作滤网。2 )吸水管 连接滤水管,起挡土、贮水作用,采用与滤水管同直 径的实钢管制成。3)沉砂管在降水过程中,起极大批经过砂粒的沉淀作用,普通采用与滤水管同直径的钢管,下端用钢板封底。水泵用QY25型或QW4025型潜水电泵,或QJ5052型浸油或潜水 电泵或深井泵。每井一台,并带吸水铸铁管或胶管,配上一个控制井
20、内水位的自动开关,在井口安装75mm阀门以便调理流量的大小,阀 门用夹板固定。每个基坑井点群应有2台备用泵。集水箱用0 325500nini钢管或混凝土管,并设3%。的坡度,与附近下水 道接通。深井布置深井井点普通沿工程基坑周围离边坡上缘0. 51. 5m呈环布置; 当基坑宽大度较窄,亦可在一侧呈直线布置;当为面积不大的独立深 基坑,亦可采取点式布置。井点宜深化到透水层69m,通常还应比 所需降水的深度深68m,间距普通相当于埋深,由1030m,基坑开 挖深8nl以内,井距为8m以上,井距为1520m。井点不宜 设在正式工程上,但可利用大批保护壁的人工挖孔作暂时性降水深井 用。在一个基坑布置的
21、井点,应尽可能多地为附近工程基坑降水所利 用,或上部二节尽可能地回收利用。土沿周围或迎水一侧,二侧筑0. 50. 8m高的土堤截水。6、大面积的表水,可采取在施工范围区段内挖排水沟,工程范 围内再设纵横排水支沟,将水流疏干,再在低高地段设集水、排 水设备,将水排走。7、在可能滑坡的地段,应在该地段外设置多道环形截水沟,以 拦截附近的地表水,修设和疏浚坡脚的原排水沟,引导地表水, 处理好该区域内的生活和工程用水,阻止渗入该地段。8、湿陷性黄土地区,现场应设有暂时或永世性的排洪防水设备, 以防基坑受水浸泡,形成地基下陷。施工用水、废水应设有暂时 排水管道;贮水构筑物、灰池、防洪沟、排水沟等应有防止
22、漏水 措施,并与建筑物保持一定的安全距离。安全距离:普通在非自 重搅拌站设置离建筑物应不小于12m,在自重湿陷怀黄土地区不 小于20m;搅拌站设置离建筑物应不小于10m。距建筑物的周围, 对非重湿陷性黄土地区在15川以内,对自重湿陷性黄土地区在25m 以内不应设有集水井。材料设备的堆放,不得妨碍雨水排泄。需 求浇水的建筑材料,宜堆放在距基坑外5m以外,并严防水流入 基坑内。基坑槽(沟)排水在地下水位较高的地段或有地面滞水 的地段开挖基坑槽(或沟,下同),常会遇到地下水成绩。由于 地下水的存在,非但土方开挖困难,费工费时,边坡易于塌方, 而且会导致地基被水浸泡,扰动地基土,形成工程竣工后建筑物
23、的不均匀沉降,使建筑物开裂或毁坏。因此,基坑槽开挖施工中, 应根据工程地质和地下水文状况,采取有效地降低地下水位措深井井点埋设与运用深井井点普通施工工艺程序是:井点测量定位一挖井口、安护 筒一钻孔就位一钻孔一回填井底砂垫层一吊放井管一回填井管 与孔壁间的砂砾过滤层一洗井一 井管内下设水泵、安装抽水控制电 路一试抽水一 降水井正常工作一 降水终了拔井管一 封井。成孔可根据土质条件和孔深要求,采用冲击研讨钻孔(CZ-22或 CZ-20型)、回转钻钻孔、潜水电钻钻孔,用泥浆护壁,孔口护壁护 筒,以防孔口坍方,并在一侧设排泥沟、泥浆坑。孔径应较井管直径 每边大150250nlm。钻孔深度,当不设沉砂管
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