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1、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。 单元单元三三 基坑排水与基底检验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
2、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0.5 m0.5 m，纵向坡度根据地形确定，一般不小于 3。 单元单元三三 基坑排水与基底检验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
3、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0.5 m0.5 m，纵向坡度根据地形确定，一般不小于 3。 单元单元三三 基坑排水与基底检验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
4、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。 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。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 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 0.05 mm）含量大于75%； b. 颗粒级配中，土的不均匀系数小于
5、5； c. 土的天然孔隙比大于0.75； d. 土的天然含水量大于30%。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 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。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验
6、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。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 图2.3.1敞坡基
7、坑涌水量计算示意图 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 对于有板桩围护的基坑（图2.3.2所示），涌水量Q（m3/h）可按式 (2.11)估算： 图2.3.2板桩围护基 坑涌水量计算示意图 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 （4） 排水机具的选择 排水机具的选用应根据涌水量的大小和现 场作业条件确定。当涌水量很小时，可用人工抽水或小型水泵排水；当 涌水量较大时，一般采用电动或内燃机发动的离心式抽水机。 3.
8、 井点降水 井点降水法也称为人工降低地下水位法。井点降水 法适用于旱地上降水深度较大，土质为透水性较大的细砂、粉砂和亚砂 土，或是软土地区的地基。井点降水法的基本原理如图2.3.3所示。 井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深 井井点等。各种方法的选用，可根据土的渗透系数、降低水位的深度、 工程特点、设备及经济技术比较等具体条件参照表2.3.4选用。其中以 轻型井点采用较广。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 图2.3.3井点降水示意图 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 （1） 轻型井点
9、 轻型井点设备 轻型井点设备主要包括井点管、滤管、集水 总管、弯联管、抽水设备等。井点管为直径38 mm或51 mm、长57 m的 钢管，可整根或分节组成。井点管的上端用弯联管与总管相连。下端用 螺丝套头与滤管连接。集水总管为直径100125 mm的无缝钢管，每段 长4 m，其上装有与井点管连接的短接头，间距0.8 m或1.2 m。滤管为 进水设备，通常采用长1.01.2 m、直径3857 mm的无缝钢管，管壁 钻有直径为1219 mm的呈星棋状排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面积 的20%25%。骨架管外面包有两层孔径不同的铜丝布或塑料布滤网。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验
10、 轻型井点的布置 井点系统的布置，应根据基坑平面形状与大 小、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等确定。 a. 平面布置：当基坑或沟槽宽度小于6 m，水位降低值不大于5 m 时，可用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长一般 不小于沟槽宽度。如沟槽宽度大于6 m，或土质不良，宜用双排井点。 面积较大的基坑宜用环状井点。有时也可布置为U形，以利挖土机械和 运输车辆出入基坑。环状井点四角部分应适当加密，井点管距离基坑一 般为0.71.0 m，以防漏气。井点管间距一般为0.81.5 m，或由计算 和经验确定。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 b. 高程布置：轻型井
11、点的降水深度在考虑设备水头损失后，不超 过6 m。井点管的埋设深度H（不包括滤管长）按式（2.12）计算： HH1+h+IL (2-12) 式中：H1井管埋设面至基坑底的距离（m）； H基坑中心处基坑底面（单排井点时，为远离井点一侧坑底 边缘）至降低后地下水位的距离，一般为 0.51.0m； I地下水降落坡度，环状井点1/10，单排线状井点为1/45； L井点管至基坑中心的水平距离（m）（在单排井点中，为井 点管至基坑另一侧的水平距离）。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 井点施工工艺 放线定位铺设总管冲孔安装井点管、填 砂砾滤料、上部填黏土密封用弯联管将井点管与总管接通安装
12、抽水 设备与总管连通安装集水箱和排水管开启真空泵排气，再开启离心 水泵抽水测量观测井中地下水位变化情况。 轻型井点的计算 轻型井点的计算包括：根据确定的井点系 统的平面和竖向布置图，计算井点系统涌水量；计算确定井点管数量与 间距。 a. 井点系统涌水量计算 根据地下水有无压力，又分为无压井与 承压井，对于无压完整井的环状井点系统，涌水量按式（2.13）计算： 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 对于无压非完整井点系统，地下潜水不仅从井的侧面流入，还从 井点底部渗入，因此涌入量较完整井大。为了简化计算，仍可采用式（ 2.13）。
13、但此时式中H应换成有效抽水影响深度H0。H0值见表2.3.5。当 算得H0大于实际含水量厚度H时，仍取H值。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 b. 井点管数量与井距的确定确定井点管数量需先确定单根井点 管的抽水能力。单根井点管的最大出水量q取决于滤管的构造尺寸和土 的渗透系数，按式（2.17）计算： 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 抽水设备的选择 真空泵主要有W5、W6型，按总管长度选用 。当总管长度不大于100 m时，可选用W5型；总管长度不大于200 m时， 可选用W6型。 井点管的安装埋设 井点管埋设一般用水冲法，分为冲孔和 埋管两个过程。冲孔时，
14、先将起重设备固定在位置上，然后开启高压水 泵，冲刷土体和沉管且边冲边沉。冲孔直径一般为300 mm，以保证井管 四周有一定厚度的砂滤层；冲孔深度宜比滤管底深0.5 m左右，以防冲 管拔出时，部分土颗粒沉于底部而触及滤管底部。井孔冲成后，立即拔 出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌砂滤层，以防孔 壁塌土。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 轻型井点的使用轻型井点一般应连续（特别是开始阶段）使用 。时抽时停，滤管网容易堵塞，出水浑浊并引起附近建筑物由于土颗粒 流失而沉降、开裂。同时由于中途停抽，使地下水回升，也可能引起边 坡塌方等事故。抽水过程中，应调节离心泵的出水阀
15、以控制水量，使抽 吸排水保持均匀，做到细水长流。正常的出水规律是“先大后小，先浑 后清”。真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸，必 须经常观察。 井点降水工作结束后所留的井孔，必须用砂砾或黏土填实。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 轻型井点系统降水设计实例 某工程基坑平面尺寸如下：基 坑底宽10 m，长19 m，深4.1 m，边坡坡度为10.5。地下水位为-0.6 m。根据地质勘查资料，该处地面下0.7 m为杂填土，此层下面有6.6 m 的细砂层，土的渗透系数K=5 m/d，再往下为不透水的黏土层。现采用 轻型井点设备进行人工降低地下水位，机械开挖土方，试对该
16、轻型井点 系统进行布置。 井点系统的布置如下：该基坑顶部平面尺寸为14 m23 m,布置 成环状井点,井点管离边坡距离为0.8 m,要求降水深度为S=4.1- 0.6+0.5=4.00 m。因此,用一级轻型井点系统即可满足要求，总管和井 点布置在同一水平面上。 单元单元三三 基坑排水与基底检验基坑排水与基底检验 由井点系统布置处至下面一层不透水黏土层的深度为0.7+6.6=7.3 m，设井点管长度为7.2 m，其中井管长6 m，滤管长1.2 m，因此滤管底 距离不透水黏土层只差0.1 m，可按无压完整井进行设计和计算。 （2） 喷射井点 当基坑开挖较深或降水深度超过6 m时，必须 使用多级轻型井点，这样会增大基坑的挖土量，延长工期并增加设备数 量，不够经济。当降水深度超过6 m，土层渗透系数为
