《施工排水PPT幻灯片课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《施工排水PPT幻灯片课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章施工排水 1 概述 一 地下水的影响地下水 自由水 结合水潜水 第一个稳定隔水层顶板以上 地面以下承压水 两个稳定隔水层顶板之间开挖基坑或沟槽时的地下水 A影响正常施工 B造成地基承裁力降低 C边坡坍塌事故 二 施工排水的任务排出土层中的自由水 重点是潜水排出地面的地表水 施工用水 生活用水 雨水 雪水三 施工排水的方法 2 含水层分布示意图 3 第一节明沟排水 一 地面截水 适用条件 排除地表水和雨水 施工方法 利用施工及开挖基坑或沟槽挖出的土沿施工现场四周或迎水一侧 二侧构筑0 5 0 8m高的土堤 注意事项 与已有建筑物保持一定安全距离 尽量保留 利用天然排水沟道 4 二 坑内排水
2、 原理 在坑底随同挖方一起设置集水井 并沿坑底的周围开挖排水沟 排水沟可设置在坑内底四周或迎水一侧 二侧 使水流入集水井内 然后用水泵抽出坑外 看视频 5 6 2 1排水沟 集水井的布置1 排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外 2 排水沟的尺寸 一般底宽及沟深不小于0 3m纵向坡度不小于0 1 坡向集水井3 集水井位置 井底距槽底1 2米 间隔30 40米4 集水井尺寸 直径或宽度为0 7 0 8米2 2水泵的选用1 流量 为管沟 基坑渗水量的1 5 2 0倍 2 水泵的扬程 高差 摩阻损失 实际扬程的15 30 估算 7 综合反映土体渗透能力的指标 又称水力传导系数 在数值上等于水力坡度为
3、1时 通过单位面积的渗流量 渗透系数愈大 透水性越强 反之越弱 2 3涌水量计算 1 管沟 基坑处于一般地段或干河床时Q 总渗水量 m3 昼夜 K 土壤渗透系数 m 昼夜 见表2 1H 稳定水位至基坑底深度 m R 渗水影响半径 m 见表2 1R0 沟 坑计算半径 m 排水沟 集水井断面尺寸和水泵流量选择的依据 8 计算半径R0的确定对矩形基坑 不规则基坑 L B 基坑的平均长度和平均宽度 m F 不规则基坑的平均面积 m 2 管沟 基坑靠近河边时 式中D 管沟基坑离河岸距离 m D 9 2 4明沟排水法的适用范围 开挖基础不深或水量不大的沟槽或基坑适用于粗粒土层 渗水量小的粘性土 当土为细砂
4、和粉砂时 地下水渗出会带走细粒 发生流砂现象 导致边坡坍塌 坑底隆起 施工困难 此时采用井点降水法 10 第二节人工降低地下水位 在基坑周围或一侧埋入深于基底的井点滤水管或管井 以总管连接抽水 使地下水低于基坑底 以便在干燥状态下挖土井点降水按降深不同 抽吸原理和抽吸设备的不同 包括多种方法 其适用范围见表2 3 11 一 轻型井点 井点管 降低后地下水位线 滤管 原有地下水位线 总管 弯联管 水泵房 井点降水原理视频 12 13 14 一 轻型井点系统的组成 管路系统 井点管 包含滤管 弯联管 总管和附件 过滤器 阀门等 抽水设备及其它附属设备 真空泵 离心水泵 气水分离器等 1 井点管 2
5、 弯联管 3 总管 4 过滤器 5 气水分离器 6 真空表 7 离心泵 8 真空泵 15 1 滤水管位置 井点管下端 埋入含水层规格 38 55mm L 1 2m材质 无缝钢管结构 粗钢丝保护网 滤水网 内外两层 螺旋形细钢丝 钢管 5 12mm孔眼 2 井点管位置 下端与滤水管用管箍连接 上端与总管通规格 直径与滤水管相同 长度视埋深而定材质 无缝钢管 16 钢管 管壁上的小孔 缠绕的塑料管 细滤网 粗滤网 粗铁丝保护网 井点管 铸铁头 避免滤孔淤塞 17 3 弯联管位置 连接总管和井点管规格 38 55mm材质 加固橡胶管 钢管弯头4 总管位置 与抽水设备相连规格 100 150mm L
6、4 6m材质 钢管结构 管壁上短管 18 5 抽水设备真空式抽水设备 真空泵 离心水泵 气水分离器等 设备复杂 可靠性低射流式抽水设备 抽水深度9 11m 设备简单 工作可靠 压力损失小 缺点是效率低 二 轻型井点设计设计步骤 确定平面布置方案 确定高程布置方案 井点系统涌水量计算 Q 井点管数量计算 n 井距计算 D 井距和井点管数量的调整 D n 抽水设备的选择 19 射流泵系统 加压泵 射流器 喷口 排水口 20 1 确定平面布置方案1 系统形式选择a 单排 在沟槽上游一侧布置 每侧超出沟槽 B用于沟槽宽度B 6m 降水深度 5m b 双排 在沟槽两侧布置 每侧超出沟槽 B 用于沟槽宽度
7、B 6m 或土质不良 以便快速将水抽c 环形布置 在基坑四周布置 可以封闭 也可以在基坑下游侧留一段不封闭 用于基坑面积较大时 21 22 23 2 井点的布置井点管要靠近沟坑 但是距沟坑壁不小于1 0m 防止局部漏气 影响抽吸效果 井点管间距一般采用0 8 1 6m 应根据土质 设备条件或通过计算确定 靠近河流处井点应适当加密 3 总管的布置比井点管更靠外一些 1 5米 并沿水流方向以2 5 5 的坡度上仰 多个抽水设备将总管分段4 抽水设备布置抽水设备应布置在地下水流的上游 并设在总管中部 以发挥其最大效能 一套抽水设备所能带动的总长度大约在100m左右 24 为达到此目的 同时不影响地面
8、交通 通常将总管设置于地面下0 5米处 5 观察井的布置为了观察水位降落情况 应在降水范围内设置若干个观测井 观测井的位置 降低水位不利点 一般在基础中心 总管末端 局部挖深处等控制点观测井由井点管做成 只是不与总管相接 2 确定高程布置方案总管的布置标高应尽量接近原有地下水位线 井点管埋设深度必须将滤管埋入储水层内 可按下式计算 25 H 井点管设置深度 m H1 从井点管埋设面至管沟底面的距离 m h 降水后地下水位至管沟底面的安全距离 0 5 1 0mi 水力坡度 经验值 单排井点i 1 4或1 5 双排或环形井点i 1 10 1 15 L 井点管中心至管沟 或基坑 控制水位点 线 的水
9、平距离 l 滤水管长度 26 图井点管中心至管沟控制水位点的水平距离 27 实际工程中 井点管均为定型的 有一定标准长度 通常根据给定井点管长度验算 h 如 h 0 5 1 则可满足 计算公式如下 h Lj H 式中 Lj 井点管长度0 2 井点管露出地面的长度 28 轻型井点法的降水深度以不超过6米为宜 如求出的H值大于6米 则应降低井点管和抽水设备的埋置面 或采用二级或多级井点系统 29 30 3 涌水量的计算 涌水量Q即每昼夜需排出地下水的数量 水井理论将水井根据不同情况分为 完全井 非完全井 承压井 无压并 也称潜井 31 水井的分类 井底到达含水层下的不透水层顶面的井为完整井 否则为
10、非完整井 无压井 地下水表面为自由水压 承压井 含水层处于两个不透水层之间 地下水表面具有一定水压 管道线路工程多为浅地层作业 一般不出现承压井情况 多数是无压非完整井 32 1 无压完整井点系统涌水量Q 式中 Q 井点系统的涌水量 m3 d K 土的渗透系数 m d H 含水层厚度 m s 降水深度 m R 抽水影响半径 m x0 环状井点系统的假想圆半径 m 33 涌水量计算中有关参数的计算 A 渗透系数K采用地质报告提供的数值或参考表2 6选用当含水层为非均质土层时 K值应取各层土壤渗透系数的加权平均值式中hi 各土层的分层厚度 m Ki 各土层的渗透系数 m 昼夜 34 B 抽水影响半
11、径R 井点系统抽水后地下水受到影响而形成降落曲线 降落曲线稳定时的影响半径 经验公式经验数据如下 35 C 假想半径X0的确定环围面积为矩形 L B 5 时 值见p73表2 5L B 基坑长度及宽度 m 为计算精确应各加2m 环围面积为圆形或近似圆形时 F 基坑平面面积 m2 当L B 5时 可划分成若干计算单元 长度按 4 5 B考虑 当L 1 5R时 也可取L 1 5R为一段进行计算 当形状不规则时应分块计算涌水量 再相加得总涌水量 36 2 无压非完整井系统涌水量 无压非完整井涌水量计算较复杂 为简化起见 工程上常直接引用无压完整井点系统涌水量计算公式 但要将公式中含水层厚度H换成渗水有
12、效带深度H0 S 原地下水位至滤管顶部距离 注意 1 当H0值超过H时 取H0 H 2 计算R时 也应以H0代入 37 指地下水位至滤管顶部的距离 它是根据需要的降深而影响涌水量的主要因素 s 沟槽或基坑内水位降深 h 保险值 0 5 1m Li i 水力梯度a 井点管局部损失值 取0 0 5m D 井点管中降水深度s s h Li a 经核算后实际值 38 4 井点管数量和间距 1 单根井点管涌水量式中 d 滤管直径 m l 滤管长度 m K 渗透系数 2 确定井点管数量与间距井点管所需根数 式中1 1为考虑井点管堵塞等因素得备用系数井点管得间距L1 总管长度 m 39 5 井距和井点管数量
13、的调整 D n 1 实际间距的确定井距取值必须大于5 d d为滤管周长 以防止各个井点之间的干扰较大 出水量显著减少 井距应与总管上的接头间距相匹配 0 8 1 2 1 6或2 0m D计算值2 确定井点数n L1 D 1 40 6 抽水设备选择 1 真空泵的选用真空泵在抽水系统中所需最低真空度 根据降水深和水头损失按下式计算 kPa水头损失h 和降水深度 h 单位 米2 水泵的选用 a 轻型井点 一组系统通常只用一台水泵 其流量为1 1 1 2Q b 水泵吸水扬程程应大于井点管长度 一般水泵都能满足排水扬程的要求 轻型井点多为配套设备 可按具体情况选用 41 3 射流器的选用射流器常用的型号
14、有QJD 45 QJD 60 JS 45 根据基坑 槽 的涌水量及井点管降水深度确定射流器的大小和台数 42 43 44 三 轻型井点施工 施工顺序 测量定位 铺设总管 冲孔 安装井点管 填滤料 上部粘土密封 井点管与总管连接 安抽水机 抽水 在观测井中测量地下水位的变化轻型井点的正常出水规律是 先大后小 先混后清 井点管的埋设 射水法 井点管水冲下沉 套管法 套筒式冲孔法 钻孔法 钻孔后再将井点管沉入 45 1 射水法 主要施工机具 射水式井点管施工过程 确定井点位置 挖坑 泄水沟 插入射水式井点管 高压水在下端冲刷土体 井点管下沉到设计高度 取下软管 与集水总管连接 填砂 粘土封口射水压力
15、 0 4 0 6MPa 抽水 冲孔 46 2 套筒式冲孔法 主要施工机具 套管水枪施工过程 确定井点位置 挖坑 泄水沟 插入套管水枪 高压水射流冲击和套管冲切作用下套管下沉到设计高度 孔底填砂砾 插入井点管 套管与井点管之间填砂 拔出套管 粘土封口射水压力 0 8 0 9MPa 47 3 冲孔或钻孔法 确定井点位置 挖坑 泄水沟 插入冲管 高压水在下端冲刷土体 下沉到设计高度 拔出冲管 井点管埋入 填砂 粘土封口射水压力 0 6 1 2视频观看MPa 48 冲孔 埋管 49 填砂 50 封口 51 井点管施工主要注意事项 冲孔直径不小于300mm 深度比过滤管深0 5 1m 井点管与孔壁间用粗砂灌实 井点填砂后 须用粘土封口 以防漏气井点管埋设后 即可接通总管和抽水系统 进行试抽 检查降水效果 检查有无淤塞现象 井点系统运转后 整个施工期不能停止工作 52 喷射井点降水电渗井点降水深井井点降水管井井点降水 自学 53 本章小结 1 明沟排水法的系统组成 系统布置的要求及涌水量计算 2 轻型井点系统设计 系统的施工 问题 1 设计步骤需要注意环节 高程布置中L的取值 用水量计算中S与S 的区别 井点管间距数量调整2 施工流程3 井点管埋设的施工方法3 其它人工降低地下水位法 了解 54
