《建筑施工技术》课件——1-土方工程施工 降水工程施工.pptVIP

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1.4降水工程施工在开挖基坑(槽)、管沟或其他土方时,若地下水水位较高,挖土底面低于地下水水位,开挖至地下水水位以下时,土的含水层被切断,地下水将不断流入坑内.这时不仅施工条件恶化,而且容易发生边坡失稳、地基承载力下降等不利现象.因此,为了保证工程质量和施工安全,在土方开挖前或开挖过程中必须采取措施,做好降低地下水水位的工作,使地基土在开挖及基础施工过程中保持干燥状态.

1.4降水工程施工无论采用何种方法,降水工作都要持续到基础施工完毕并回填土后才能停止.

集水井降水1Part

1.4.1集水井降水集水井降水法又称明沟排水法,是在基坑或沟槽开挖时,在开挖基坑的一侧、两侧或中间设置排水沟,并沿排水沟方向每间隔２０~４０m设一集水井(或在基坑的四角处设置),使地下水流入集水井内,再用水泵抽出坑外,如图1-4-1所示.图1-4-1

(一)集水井及排水沟的设置为了防止基底土的细颗粒随水流失,使土结构受到破坏,排水沟及集水井应设置在基础范围之外,距基础边线距离不少于０.４m,地下水走向的上游.根据基坑涌水量大小、基坑平面形状及尺寸,以及水泵的抽水能力,确定集水井的数量和间距.一般每隔２０~４０m设置一个集水井.

集水井的直径或宽度一般为０.６~０.８m.集水井的深度随挖土加深而加深,要始终低于挖土面０.７~１.０m.井壁用竹、木等材料加固.排水沟深度为０.３~０.４m,底宽不小于０.２~０.３m,边坡坡度为１∶(１~１.５),沟底设有不小于０.２‰的纵坡.当挖至设计标高后,集水井底应低于坑底１~２m,并铺设０.３m碎石滤水层,以免在抽水时将泥砂抽出,并防止坑底土被搅动.集水井降水常用的水泵主要有离心泵、潜水泵和泥浆泵.选用水泵类型时,一般取水泵的排水量为基坑涌水量的１.５~２.０倍.当基坑涌水量Q＜２０m３/h时,可用隔膜式泵或潜水电泵;当Q＝２０~６０m３/h,可用隔膜式或离心式水泵或潜水电泵;当Q＞６０m３/h,多用离心式水泵.

(二)流砂及其防治基坑挖土达到地下水水位以下,有时坑底下的土就会形成流动状态,随地下水一起流动涌进坑内,这种现象称为流砂现象.发生流砂现象时,土完全丧失承载力,施工条件恶化,难以开挖至设计深度.流砂严重时,会引发基坑侧壁塌方,附近建筑物下沉、倾斜甚至倒塌.总之,流砂现象对土方施工和附近建筑物都有很大危害.

１.流砂产生的原因流动中的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压力.水由左端高水位h１,经过长度为L、断面为F的土体流向右端低水位h２,水在土中渗流时受到土颗粒的阻力T,同时水对土颗粒作用一个动水压力GD,二者大小相等、方向相反.

图1-4-2a中,作用在土体左端a－a截面处的静水压力为ρw×h１×F(ρw为水的密度),其方向与水流方向一致;作用在土体右端b－b截面处的静水压力为ρw×h２×F,其方向与水流方向相反;水在土中渗流时受到土颗粒的阻力为T.L.F(T为单位土体的阻力).根据静力平衡条件得:

图1-4-2

式中,为水头差与渗流路程长度之比,即为水力坡度,用I表示,与动水压力GD成正比.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,如图1-4-2(b)所示.当动水压力等于或大于土的重度时,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.图1-4-2

２.流砂的防治流砂防治的原则是“治砂必治水”,其途径如下:(１)减小或平衡动水压力;(２)截住地下水流;(３)改变动水压力的方向.

其具体措施如下:(１)在枯水期施工.因为地下水水位低,坑内外水位差小,动水压力小,不易发生流砂.(２)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.(３)水下挖土法.就是不排水施工,使坑内水压与坑外地下水压相平衡,消除动水压力.(４)井点降低地下水水位法.采用轻型井点等降水方法,使地下水渗流向下,水不致渗流入坑内,能增大土料间的压力,从而有效地防止流砂形成.因此,此法应用广且较可靠.(５)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,以支撑土壁、截水并防止流砂产生.另外,在含有大量地下水土层或沼泽地区施工时,还可以采取土壤冻结法.对位于流砂地区的基础工程,应尽可能用桩基或沉井施工,以减少防治流砂所增加的费用.

井点降水2Part

1.4.2井点降水基坑中直接抽出地下水的方法比较简单,施工费用低,应用比较广,但当土为细砂或粉砂,地下水