1、施工排水
基坑开挖时,流入坑内的地下水和地表水如不及时排除,会使施工条件恶化、造成土壁塌方,亦会降低地基的承载力。
施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。
1.1 明排水法
一般采用截、疏、抽的方法。
截:在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤,以拦截雨水、潜水流入施工区域;
疏:在施工范围内设置纵横排水沟,疏通、排干场内地表积水;
抽:在低洼地段设置集水、排水设施,然后用抽水机抽走。
⑴ 明沟与集水井排水 适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水
在基坑的一侧或四周设置排水明沟,在四角或每隔20~30m设一集水井,排水沟始终比开挖面低0.4~0.5m,集水井比排水沟低0.5~1m,在集水井内设水泵将水抽排出基坑。
普通明沟与集水井排水法
⑵ 分层明沟排水 适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水
分层明沟排水
⑶ 深层明沟排水 适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水
当地下基坑相连,土层渗水量和排水面积大,为减少大量设置排水沟的复杂性,可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟,其余部位设置边沟或支沟与主沟连通,通过
基础部位用碎石或砂子作盲沟。
深层明沟排水法
2 施工降水
在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,明沟排水法难以排干大量的地下涌水,当遇粉细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象,不仅基坑无法挖深,还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷,严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。
2.1 井点降水的作用
2.2 井点降水的种类
⑴ 轻型井点
适用于渗透系数为0.1~50m/d的土层中。降水深度为:单级井点3~6m,多级井点6~12m
⑵ 喷射井点 适用于开挖深度较深、降水深度大于8m,土渗透系数为3~50m/d的砂土或渗透系数为0.1~3m /d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。
⑶ 电渗井点 适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的施工降水
⑷ 管井井点
管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定,一般间距10~50m,最大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),适用于降水深度3~5m、渗透系数为20~200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。
如需降水深度较大,可采用深井井点,适用于降水深度>15m、渗透系数为10~250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。
管井井点降水
2.3 轻型井点降水
⑴ 轻型井点的设备
由管路系统(滤管、井点管、弯联管及总管)和抽水设备(真空泵、离心泵和水气分离器)组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图:
⑵ 轻型井点的平面布置
① 单排布置:当基坑(槽)宽度<6m、降水深度≯5m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧,两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。
② 双排布置:当基坑(槽)宽度>6m时应采用。
③ 环型或U 型布置:当基坑面积较大时,应采用环型布置(考虑施工机械进出基坑时宜采用U 型布置)。
● 采用双排、环型或U型布置时,位于地下水上游一排的井点间距应小些,下游井点的间距可大些。
● 如采用U形布置,则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。
⑶ 轻型井点的高程布置
轻型井点降水深度一般不大于6m。井点管埋置深度H(不包括滤管),可按下式计算:
● 如H 值小于降水深度6m时,则可用一级井点;
● 当H 值稍大于6m时,如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时,仍可用一级井点降水;
⑷ 轻型井点的设计及计算
井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外,尚应进行涌水量的计算,确定井管数量及井距,选择抽水设备等工作。
⑸ 轻型井点的埋设程序
排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备。
⑹ 防范井点降水不利影响的措施
井点降水必然会形成降水漏斗,从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷,为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响,可考虑在井点设置线外4~5m处设置回灌井点,将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中,形成一道水墙。设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。
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