第二章-施工排水.ppt

第二章 施 工 排 水,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,含水层分布示意图,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、利用天然排水沟道二、坑内排水,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,,,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）,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 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2-1 H——稳定水位至基坑底深度，m； R——渗水影响半径，m；见表2-1 R0——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,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,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。

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,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—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,1.滤水管 位置：井点管下端，埋入含水层 规格：Φ38—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,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,3.弯联管 位置：连接总管和井点管 规格：Φ38—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：Φ100—150mm，L=4-6m 材质：钢管 结构：管壁上短管,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,,,,,,,,射流泵系统,加压泵,射流器,喷口,排水口,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B6m，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,为达到此目的，同时不影响地面交通，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：,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，0.5～1.0m i——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）的水平距离， l——滤水管长度,,,,,,,,,,,,,图 井点管中心至管沟控制水位点的水平距离,,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≥0.5~1ｍ，则可满足计算公式如下： △h＝Lj－０.２－H１－ｉＬ 式中：Lj－井点管长度 0.2－井点管露出地面的长度,,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,,,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；,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）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。

B．抽水影响半径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：,C．假想半径X0的确定 环围面积为矩形（L/B≤5）时， ɑ值见p73表2－5 L、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/B5时，可划分成若干计算单元，长度按（4～5）B考虑；当L1.5R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+Δh+Li+a,,,,经核算后实际值,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）,5.井距和井点管数量的调整(D’、n’),1）实际间距的确定 井距取值必须大于5πd（πd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’+1,6.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3）射流器的选用 射流器常用的型号有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）,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：0.4——0.6MPa,抽 水,冲 孔,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,,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,冲孔,埋管,填砂,封口,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,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）,。