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1、1.2.3 1.2.3 场地排水和降水场地排水和降水为为了了保保持持基基坑坑干干燥燥，防防止止由由于于水水浸浸泡泡发发生生边边坡坡塌塌方方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作。和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作。一、施工场地地面排水一、施工场地地面排水1场地清理场地清理拆除房屋，古墓、拆迁或改建通讯，电力线路，上下拆除房屋，古墓、拆迁或改建通讯，电力线路，上下水道以及其他建筑物，迁移树木，支除耕植土及河塘淤泥水道以及其他建筑物，迁移树木，支除耕植土及河塘淤泥等。等。2排除地面水排除地面水“疏疏”设置设置排水沟排水沟； “堵堵”截水沟截水沟； “挡挡”修筑修筑土堤土堤、挡水
2、坝挡水坝。注：排水沟最好设置在施工区域边缘或道路两旁；注：排水沟最好设置在施工区域边缘或道路两旁；山区的场地平整施工，应在较高一面的山坡开挖截水沟；山区的场地平整施工，应在较高一面的山坡开挖截水沟；在低洼地区施工时，必要时修筑挡水土坝，以阻挡雨水流入在低洼地区施工时，必要时修筑挡水土坝，以阻挡雨水流入 二、二、 人工降低地下水位人工降低地下水位降水方法分降水方法分集水井降水集水井降水和和井点降水法井点降水法两类。两类。补充：补充： （一）、集水井降水（明排水法）（一）、集水井降水（明排水法） 在开挖基坑周围做排水沟、积水井将地下水用抽水在开挖基坑周围做排水沟、积水井将地下水用抽水设备抽走的方法
3、。设备抽走的方法。 对象对象：雨水、地下水。：雨水、地下水。要求要求：边坡稳定，坑（槽）：边坡稳定，坑（槽） 底不受水浸泡。底不受水浸泡。 方法：方法：在基坑（槽）开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水在基坑（槽）开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水 沟，在沟下游设置集水井，汇集沟内积水，然后水泵抽走沟，在沟下游设置集水井，汇集沟内积水，然后水泵抽走 做法：做法：1、排水沟和集水井应设置在基础范围以外；、排水沟和集水井应设置在基础范围以外；2、排水沟的横断面不小于、排水沟的横断面不小于0.5m*8，纵向坡度宜为，纵向坡度宜为1-2；3、集水井每隔、集水井每隔20-40m设置一个，其设置一个，其-直径和宽
4、度一般为直径和宽度一般为0.6-0.8m，其深度终低于挖土面，其深度终低于挖土面0.7-1.0m。名词：名词：1、 流砂流砂（Flowing soil）1）、现象：）、现象：当基坑（槽）挖土至地下水水位以当基坑（槽）挖土至地下水水位以下时，而土质又是细砂或粉砂，有采用集水井法下时，而土质又是细砂或粉砂，有采用集水井法降水，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地降水，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地下水一起流动涌入基坑，这种现象称为下水一起流动涌入基坑，这种现象称为流砂现象流砂现象。2）、原因：）、原因：当基坑底挖至地下水位以下时，坑当基坑底挖至地下水位以下时，坑底的土就受到动水压力的作用。如
5、果动水压力等底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边发生流砂现象。发生流砂现象。 流砂的流砂的防治防治办法：原则：办法：原则：“治流砂必治水治流砂必治水”主要有：枯水期施工法；抢挖法；打板桩法；主要有：枯水期施工法；抢挖法；打板桩法；水下挖土法；人工降低地下水位法；地下连续水下挖土法；人工降低地下水位法；地下连续墙法压密注浆法、土壤冻结法阻止地下水流入墙法压密注浆法、土壤冻结法阻止地下水流入基坑。基坑。3）、危害及防治）、危害
6、及防治：发生流砂现象时，发生流砂现象时，土完全丧失承载能力土完全丧失承载能力，使，使施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌等。总之，流砂现象对土方施工和附近建筑物有等。总之，流砂现象对土方施工和附近建筑物有很大危害。很大危害。 4）、易产生流砂的土）、易产生流砂的土a、土的颗粒组成中，黏粒含量小于、土的颗粒组成中，黏粒含量小于10%，粉粒（颗，粉粒（颗粒为粒为0.005-0.05mm）含量大于）含量大于75%b、颗粒级配中，土的不均匀系数小于、颗粒级配中，土的不均匀
7、系数小于5；c、土的天然孔隙比大于、土的天然孔隙比大于0。75；d、土的天然含水量大于、土的天然含水量大于30%流砂流砂-基坑满目狼籍基坑满目狼籍流砂支挡流砂支挡强行施工强行施工具体措施：具体措施：（1）枯水期施工法枯水期施工法。枯水期地下水位较低，。枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。砂。（2）抢挖并抛大石块法抢挖并抛大石块法。分段抢挖土方，使。分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压芦席，并抛大石块，以平衡动水压力
8、，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂（3）设止水帷幕法设止水帷幕法。将连续的止水支护结。将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。生。（4）人工降低地下水
9、位法人工降低地下水位法。即采用井点降水。即采用井点降水法，使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的法，使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。因能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。因此，此法应用广泛且较可靠。此，此法应用广泛且较可靠。此外，采用地下连续墙、压密注浆法、土壤冻此外，采用地下连续墙、压密注浆法、土壤冻结法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂发生。结法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂发生。上海市轨道交通四号线上海市轨道交通四号线2003年年7月月1日凌晨日凌晨四
10、点，进行中间风井下部联络通道施工时，发四点，进行中间风井下部联络通道施工时，发生了流砂事故，导致隧道塌陷，隧道附近的土生了流砂事故，导致隧道塌陷，隧道附近的土体流失，进而使得地面建筑物发生倾斜等问题。体流失，进而使得地面建筑物发生倾斜等问题。为平衡隧道内外压力，采用了向隧道内注水的为平衡隧道内外压力，采用了向隧道内注水的方法，地面发生较大沉降的建筑全部拆除。方法，地面发生较大沉降的建筑全部拆除。损失残重损失残重:5.5个亿个亿.2 2、管涌、管涌（PipingPiping）：指在渗透水流的作用下，土）：指在渗透水流的作用下，土 中的中的颗粒被水流逐渐带走，最颗粒被水流逐渐带走，最 终导致土体内
11、形成贯通的渗终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体坍塌的现象。流管道，造成土体坍塌的现象。 当基坑坑底位于不透水土层内，而不透水土层当基坑坑底位于不透水土层内，而不透水土层下面为承压蓄水层，坑底不透水土层的覆盖厚度的重量下面为承压蓄水层，坑底不透水土层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时，基坑底部即可能产生涌冒现象。小于承压水的顶托力时，基坑底部即可能产生涌冒现象。1 1、井点降水的作用、井点降水的作用防止地防止地防止地防止地下水涌下水涌下水涌下水涌入坑内入坑内入坑内入坑内防止边坡防止边坡防止边坡防止边坡由于地下由于地下由于地下由于地下水的渗流水的渗流水的渗流水的渗流而引起的而引起的而引起的
12、而引起的 塌方塌方塌方塌方使坑底的土层使坑底的土层使坑底的土层使坑底的土层消除了地下水消除了地下水消除了地下水消除了地下水位差引起的压位差引起的压位差引起的压位差引起的压力，因此防止力，因此防止力，因此防止力，因此防止了坑底的管涌了坑底的管涌了坑底的管涌了坑底的管涌（二）（二）. 井点降水法井点降水法降水后，使降水后，使降水后，使降水后，使板桩减少了板桩减少了板桩减少了板桩减少了横向荷载横向荷载横向荷载横向荷载消除了地消除了地消除了地消除了地下下下下水的渗流，水的渗流，水的渗流，水的渗流，也就防止也就防止也就防止也就防止了了了了 流砂现象流砂现象流砂现象流砂现象降低地下水降低地下水降低地下水降
13、低地下水位后，还能位后，还能位后，还能位后，还能使土壤固结使土壤固结使土壤固结使土壤固结，增加地基，增加地基，增加地基，增加地基土的承载能土的承载能土的承载能土的承载能 力力力力（1）轻型井点：）轻型井点：就是沿基坑周围或一侧以一定间距就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管将井点管(下端为滤管下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。适经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。适用于土壤的渗透系数为用于土壤的渗透系数为0.150m/d的
14、土层中；降低水的土层中；降低水位深度：位深度：一级轻型井点一级轻型井点36m，二级井点二级井点可达可达69m。2、方法和使用范围、方法和使用范围（2 2） 管井井点管井井点 管井井点由管井井点由滤水井管、吸水管滤水井管、吸水管和和抽水机抽水机组成。管井埋设的组成。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1050m，最大埋深可达，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离不小于，管井距基坑边缘距离不小于1.5m( (冲击钻成孔冲击钻成孔) )或或3m( (钻孔法成孔钻孔法成孔) )，适用于降水深度，适用于降水深度35m、渗
15、、渗透系数为透系数为20200m/d的基坑中施工降水。的基坑中施工降水。管井井点设备简单、管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。排水量大、易于维护、经济实用。管井填充滤料管井填充滤料管井抽排水管井抽排水PVC简易管井简易管井 如需降水深度较大，可采用深井如需降水深度较大，可采用深井井点，适用于降水深度井点，适用于降水深度15m、渗透系、渗透系数为数为10250m/d的基坑。故称为的基坑。故称为“深深井泵法井泵法”。管井井点降水管井井点降水（3 3） 电渗井点电渗井点 电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正
16、极移动，水则自正极向负极直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使本法常与轻型井点或喷射井点结合使本法常与轻型井点或喷射井点结合使本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。用。用。用。适用于渗适用于渗透透系数很小系数很小的的饱和粘性饱和粘性土土、淤泥或、淤泥或淤淤泥质土中泥质土中的的 施工降水施工降水（4 4） 喷射井点喷射井点 是在井点管内设特制的喷射器，是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成输入高压水或压缩空气，形成水气水气射流射流，将地下水抽出
17、排走。其降水，将地下水抽出排走。其降水深度可达深度可达820m。适用于开挖深度较深、降水适用于开挖深度较深、降水深度大于深度大于8m，土渗透系数，土渗透系数为为350m/d的砂土或渗透的砂土或渗透系数为系数为0.13m/d的粉砂、的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。淤泥质土、粉质粘土。轻型井点轻型井点 1、一般轻型井点设备：、一般轻型井点设备：由管路系统和抽水设备组成。由管路系统和抽水设备组成。管路系统分为：管路系统分为：滤管、井点管、滤管、井点管、弯点管、集中总管；弯点管、集中总管；抽水设备分为：抽水设备分为：真空泵、离心泵、真空泵、离心泵、水气分离器。水气分离器。 滤管为进水滤管为进水设备，其构造
18、是设备，其构造是否合理对抽水设否合理对抽水设备影响很大。备影响很大。 2、轻型井点的布置、轻型井点的布置应根据基坑大小与深度、土质、水位高低、降应根据基坑大小与深度、土质、水位高低、降水深度等确定平面和高程的布置。水深度等确定平面和高程的布置。1)平面布置平面布置 单排布置：单排布置：当当基坑基坑( (槽槽) )宽度宽度6m、降水深度、降水深度 5m时可采用单时可采用单排布置。井点管应布置在排布置。井点管应布置在地下水的上游地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度坑槽的宽度B。 双排布置：双排布置：当当基坑基坑( (槽槽) )宽度宽度6m时应采用时应采用。
19、例：例：基坑底宽基坑底宽1.8m1.8m，深，深3m3m，地下水位距地，地下水位距地面面1.2m1.2m，土方边坡坡度，土方边坡坡度1 1：0.50.5，采用轻型，采用轻型井点降水。井点降水。 试确定：试确定： 平面布置类型；平面布置类型； 计算基坑上底（坑口）宽度：计算基坑上底（坑口）宽度： 采用单排线状布置。采用单排线状布置。【解解】 环型或环型或U 型布置：型布置：当基坑面积较大时，应采用环型布置（当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑施考虑施工机械进出基坑时宜采用工机械进出基坑时宜采用U 型布置型布置）。）。 采用双排、环型或采用双排、环型或U型布置时，位于地下水上游一排型布置时，位于
20、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。的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。 如采用如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。的下游方向。H1井点管埋设面至基坑底井点管埋设面至基坑底面的距离；面的距离；h降低后的地下水位至基坑降低后的地下水位至基坑中心底面的距离，一中心底面的距离，一般取般取0.51.0m。i水力坡度，实测水力坡度，实测单排井点单排井点1/41/5，双排井点，双排井点1/7，环状井点，环状井点1/101/12；L基坑短边方向井点管至基坑中心的水平距离。基坑短边方向井点管至基坑中心的水平距离。2)高程布置高程
21、布置轻型井点理论可降水深度轻型井点理论可降水深度10.3m，但因考虑设备，但因考虑设备水头损失，实际降水深度不超过水头损失，实际降水深度不超过6m。井点管埋深井点管埋深H，还应考虑井点管一般露出地面，还应考虑井点管一般露出地面0.2m左右左右,且必须保证且必须保证,滤管必须埋在透水层内。滤管必须埋在透水层内。（当井点管为单排布置时，为井点管至对边坡脚的（当井点管为单排布置时，为井点管至对边坡脚的水平距离）水平距离）例：例：基坑底宽基坑底宽1.8m1.8m，深，深3m3m，地下水位距地，地下水位距地面面1.2m1.2m，土方边坡坡度，土方边坡坡度1 1：0.50.5，采用轻型，采用轻型井点降水。
22、井点降水。 试确定：试确定： 平面布置类型；平面布置类型； 井点管最小埋深及要求的降水深度；井点管最小埋深及要求的降水深度； 当采用当采用6m6m长井点管时，其实际埋深及长井点管时，其实际埋深及降水深度。降水深度。最小降水深度最小降水深度S：基坑中心的降水深度：基坑中心的降水深度 最小埋深最小埋深HA及降水深度及降水深度S： 若采用若采用6m井点管，确定井点管，确定HA和和S：【解解】v当一级井点当一级井点系统达不到系统达不到降水深度时，降水深度时，可采用二级可采用二级井点。井点。 井点系统的设计应掌握施工现场地形图、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水
23、文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。料。 设计内容除进行井点系统的平面布置和高设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外，尚应进行程布置外，尚应进行涌水量的计算涌水量的计算，确定，确定井管井管数量数量及及井距井距，选择，选择抽水设备抽水设备等工作。等工作。3 3、轻型井点的安装与使用、轻型井点的安装与使用 v轻型井点的施工分为轻型井点的施工分为准备工作准备工作及及井点系统安装井点系统安装。 v准准备备工工作作包包括括井井点点设设备备、动动力力、水水泵泵及及必必要要材材料料准准备备，排排水水沟沟的的开开挖挖，附附近近建建筑筑物物的的标标高高监监测测以以及防止附近建筑沉降的措施等。及防止附近
24、建筑沉降的措施等。v埋埋设设井井点点系系统统的的顺顺序序：根根据据降降水水方方案案放放线线、挖挖管管沟沟、布布设设总总管管、冲冲孔孔、下下井井点点管管、埋埋砂砂滤滤层层、粘粘土土封封口口、弯弯联联管管连连接接井井点点管管与与总总管管、安安装装抽抽水水设设备、试抽。备、试抽。 v井井点点管管的的埋埋设设一一般般用用水水冲冲法法施施工工，分分为为冲冲孔孔和和埋埋管管两个过程两个过程 。轻型井点使用轻型井点使用 v轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。 v井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有
25、冬暖夏手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的凉的感觉等简便方法检查。感觉等简便方法检查。 v地下基础工程地下基础工程( (或构筑物或构筑物) )竣工并进行回填土竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。后，停机拆除井点排水设备。 4、降水对周围建筑的影响及防止措施、降水对周围建筑的影响及防止措施1 1、影响情况：、影响情况： a a、会产生较大的地面沉降；、会产生较大的地面沉降；b b、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉 降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。2 2、防止措施：、防止措施：（1 1）采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施）采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施 （2 2）适当调整井点管的埋置深度）适当调整井点管的埋置深度（3 3）采用井点降水与回灌相结合的技术。）采用井点降水与回灌相结合的技术。 （4 4）采用注浆固土技术防止水土流失）采用注浆固土技术防止水土流失。
