【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 條件惡 ? 化，而且地基土被水泡軟后，容易造成邊坡塌方并使地基的承載力下降。另 ? 外，當(dāng)基坑下遇有承壓含水層時(shí)，若不降水減壓，則基底可能被沖潰破壞。因 ? 此，為了保證工程質(zhì)量和施工安全，在基坑開挖前或開挖過程中，必須采取措 ? 施，控制地下水位，使地基土在開挖及基礎(chǔ)施工時(shí)保持干燥。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 32 167。 降 水 方 法 ? （一）集水井降水施工 ? 施工過程 ? 構(gòu)造 ? 設(shè)置 ? 1）施工過程 ? ? 基坑或溝槽開挖時(shí)，在坑底設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍或中央開挖排水 ? 溝，使水在重力作用下流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外。 ? 2）構(gòu)造 ? 四周的排水溝及集水井一般應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水流的上游，基坑 ? 面積較大時(shí)，可在基坑范圍內(nèi)設(shè)置盲溝排水。根據(jù)地下水量、基坑平面形狀及水 ? 泵能力，集水井每隔 20~40m設(shè)置一個(gè)。 ? 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 33 ? 3）設(shè)置 ? 集水坑的直徑或?qū)挾纫话銥?~，其深度隨著挖土的加深而加深，并保 ? 持低于挖土面 ~?？颖诳捎弥?、木材料等簡(jiǎn)易加固。當(dāng)基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高 ? 后，集水坑底應(yīng)低于基坑底面 ~，并鋪設(shè)碎石濾水層（ ）或下部 ? 礫石（ ）上部粗砂（ ）的雙層濾水層，以免由于抽水時(shí)間過長(zhǎng)而將 ? 泥砂抽出，并防止坑底土被擾動(dòng)。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 34 ? （二） 流 砂 ? 流砂現(xiàn)象 ? 產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因 ? 流砂的防治 ? 1）流砂現(xiàn)象 ? 基坑挖土至地下水位以下，土質(zhì)為細(xì)砂土或粉砂土的情況下，采用集水坑降低地下水時(shí)，坑下的土有時(shí)會(huì)形成流動(dòng)狀態(tài)，隨著地下水流入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。出現(xiàn)流砂現(xiàn)象時(shí)，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒流砂，至使施工條件惡化，基坑難以挖到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方；臨近建筑因地基被掏空而出現(xiàn)開裂、下沉、傾斜甚至倒塌 。 ? 2）產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因 ? 流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力對(duì)土體作用的結(jié)果。 ? 引起流砂的因素大致有 ： ? 1)．主要外因取決于水力坡度的大小，即該地區(qū)地下水位越高，基坑挖深越大，水力壓力差越大，越容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象； ? 2)．土的顆粒組成中粘土含量小于 10%，而粉砂含量大于 75%； ? 3)．土的不均勻系數(shù) D60/D105（式中 D60為限定顆粒，即小于某粒徑的土粒重量計(jì)百分?jǐn)?shù)為 60%時(shí)； D10為有效粒徑，即小于某粒徑的土粒重量計(jì)百分?jǐn)?shù)為 10%時(shí)）。易發(fā)生流砂地區(qū)取得不均勻系數(shù)的值在 ～ ； ? 4)．土的含水量大于 30%； ? 5)．土的空隙率大于 43%； ? 6)．在粘性土中有砂夾層的地質(zhì)構(gòu)造中，砂質(zhì)粉土或砂層的厚度大于 250mm 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 35 ? 3）流砂的防治 ? 防治流砂的主要途徑有：減少或平衡動(dòng)水壓力；設(shè)法使動(dòng)水壓力方向向下；截?cái)嗟叵滤鳌? ? 其具體措施有 ： ? （ 1）枯水期施工法。 ? （ 2）搶挖并拋大石塊法。 ? （ 3）設(shè)止水帷幕法。 ? （ 4）人工降低地下水位法。 ? 此外，采用地下連續(xù)墻、壓密注漿法、土壤凍結(jié)法等，阻止地下水流入基坑，以 ? 防止流砂發(fā)生。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 36 ? （三） 井 點(diǎn) 降 水 ? 井點(diǎn)降水原理 ? 井點(diǎn)降水的作用 ? 井點(diǎn)降水的類型 ? 1）井點(diǎn)降水原理 ? 井點(diǎn)降水就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井）。在基坑開挖前和開挖過程中，利用真空原理，不斷抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 37 ? 2）井點(diǎn)降水的作用 ? 1）防止地下水涌入坑內(nèi)（圖 a）； ? 2）防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方（圖 b）； ? 3）使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了坑底的管涌（圖 c）； ? 4）降水后，使板樁減少了橫向荷載（圖 d）； ? 5）消除了地下水的滲流，也就防止了流砂現(xiàn)象（圖 e）； ? 6）降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力。 ? a) 防止涌水 b) 穩(wěn)定邊坡 c) 防止管涌 d) 減少橫向荷載 e) 防止流砂 ? 井點(diǎn)降水的作用 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 38 ? 3）井點(diǎn)降水的類型 ? 井點(diǎn)有兩大類：輕型井點(diǎn)和管井。 ? 一般根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件及經(jīng)濟(jì)比較等因素確定，可參照下 ? 表選擇。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 39 ? 輕 型 井 點(diǎn) ? 設(shè) 備 設(shè) 計(jì) 施 工 ? 設(shè)備 ? 輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成（圖） ? 1） 管路系統(tǒng)包括：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 40 濾管 （圖）為進(jìn)水設(shè)備，通常采用長(zhǎng) ~、 直徑 38mm或 51mm的無(wú)縫鋼管， 管 壁 鉆有直徑為 12~19mm的濾孔。骨架管外 面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料 布 濾網(wǎng)。 為 使流水暢通，在骨架 管與濾網(wǎng)之間用塑料管或梯形鉛絲 隔開，塑料管 沿骨架繞成螺旋形。 濾網(wǎng)外面在繞一層粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)、 濾管下端為一鑄鐵塞頭。 濾 管上端與井點(diǎn)管連接 井點(diǎn)管 為直徑 38mm 和 51mm、長(zhǎng) 5~7m的 鋼管。井點(diǎn)管的上端用彎聯(lián)管與總管相連。 集水總管 為直徑 100~127mm的無(wú)縫鋼管， 每段長(zhǎng) 4m，其上端有井點(diǎn)管聯(lián)結(jié)的短接 頭，間距 。 。 ? 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 41 ? 2）抽水設(shè)備 ? ? 抽水設(shè)備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成， ? 一套抽水設(shè)備的負(fù)荷長(zhǎng)度（即集水總管長(zhǎng)度）為 100~120m。常用的 ? W5， W6型干式真空泵，其最大負(fù)荷長(zhǎng)度分別為 100m和 120m。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 42 ? 輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì) ? 平面布置 ? 高程布置 ? 涌水量計(jì)算 ? 1）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料 ? 輕型井點(diǎn)布置和計(jì)算 ? ? 井點(diǎn)系統(tǒng)布置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料、工程要求和設(shè)備條件等確定。一般要求 ? 掌握的水文地質(zhì)資料有：地下水含水層厚度、承壓或非承壓水及地下水變化情 ? 況、土質(zhì)、土的滲透系數(shù)、不透水層的位置等。要求了解的工程性質(zhì)主要有：基 ? 坑（槽）形狀、大小及深度，此外尚應(yīng)了解設(shè)備條件，如井管長(zhǎng)度、泵的抽吸能 ? 力等。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 43 ? 2）平面布置 ? 根據(jù)基坑（槽）形狀，輕型井點(diǎn)可采用單排布置（圖 a）、雙排布置（圖 b）、環(huán)形布置（圖 c），當(dāng)土方施工機(jī)械需進(jìn)出基坑時(shí)，也可采用U形布置（圖 d）。 ? 單排布置適用于基坑、槽寬度小于 6m，且降水深度不超過 5m的情況，井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度。 ? 雙排布置適用于基坑寬度大于 6m或土質(zhì)不良的情況。 ? 環(huán)形布置適用于大面積基坑，如采用 U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 44 ? 3）高程布置 ? ? 高程布置系確定井點(diǎn)管埋深，即濾管上口至總管埋設(shè)面的距離，可按下式計(jì)算（圖）： ? 式中： h—— 井點(diǎn)管埋深（ m）； h1—— 總管埋設(shè)面至基底的距離（ m）； Δh—— 基底至降低后的地下水位線的距離（ m）； ? i —— 水力坡度； ? L—— 井點(diǎn)管至水井中心的水平距離， ? 當(dāng)井點(diǎn)管為單排布置時(shí)， L為井點(diǎn)管至對(duì)邊坡角的水平距離（ m）。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 45 ? 4）涌水量計(jì)算 ? （ 1）水井分類 ? 確定井點(diǎn)管數(shù)量時(shí)，需要知道井點(diǎn)管系統(tǒng)的涌水量。井點(diǎn)管系統(tǒng)的涌水量根據(jù)水井理論進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)地下水有無(wú)壓力，水井分為無(wú)壓井和承壓井。當(dāng)水井布置在具有潛水自由面的含水層中時(shí)（即地下水面為自由面），稱為無(wú)壓井；當(dāng)水井布置在承壓含水層中時(shí)（含水層中的水充滿在兩層不透水層間，含水層中的地下水水面具有一定水壓），稱為承壓井。當(dāng)水井底部達(dá)到不透水層時(shí)稱為完整井，否則稱為非完整井，各類井的涌水量計(jì)算方法都不同。 ? （ 2）無(wú)壓完整井涌水量計(jì)算 ? 群井涌水量的計(jì)算，可把由各井點(diǎn)管組成的群井系統(tǒng)，視為一口大的單井，設(shè)該井為圓形的， 系統(tǒng)涌水量的計(jì)算公式： ? 式中 ? R—— 為單井的降水影響半徑（ m）； ? r—— 為單井的半徑（ m）。 ? 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 46 ? 在實(shí)際工程中往往會(huì)遇到無(wú)壓完整井的井點(diǎn)系統(tǒng)（圖 b），這時(shí)地下水不僅從井的面流入，還從井底滲入。因此涌水量要比完整井大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，仍可采用公式（ 3）。此時(shí)式中 H換成有效含水深度 H0，即 ? （ m3/d） ? H0可查下表。當(dāng)算得的 H0大于實(shí)際含水層的厚度 H時(shí)，取 H0=H。 ? 有 效 深 度 H0 值 ? 注： S/（ S+l）的中間值可采用插入法求 H0。上表中， S為井點(diǎn)管內(nèi)水位降落值（ m），參閱圖； l為濾管長(zhǎng)度（ m）。有效含水深度 H0的意義是，抽水是在 H0范圍內(nèi)受到抽水影響，而假定在 H0以下的水不受抽水影響，因而也可將 H0視為抽水影響深度。 S/（ S+l） H0 (S+l) (S+l) (S+l) (S+l) 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 47 ? 應(yīng)用上述公式時(shí)，先要確定 x0， R， K。 ? 由于基坑大多不是圓形，因而不能直接得到 x0.。當(dāng)矩形基坑長(zhǎng)寬比不大于 5 ? 時(shí)，環(huán)形布置的井點(diǎn)可近似作為圓形井來處理，并用面積相等原則確定，此時(shí)將 近似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑： ? 式中 ? x0—— 環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑（ m）； ? F—— 環(huán)形井點(diǎn)所包圍的面積（ m2）。 ? 抽水影響半徑，與土的滲透系數(shù)、含水層厚度、水位降低值及抽水時(shí)間等 ? 因素有關(guān)。在抽水 2~5d后，水位降落漏斗基本穩(wěn)定，此時(shí)抽水影響半徑可近似地按下式計(jì)算： ? （ m） ? 式中， ? S， H的單位為 m； K的單位為 m/d。 ? 滲透系數(shù) K值對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。 K值的確定可用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室測(cè)定。對(duì)重大工程，宜采用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)以獲得較準(zhǔn)確的值。 2022年 5月 27日 12時(shí) 9分 48 ? （ 3）井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算 ? 井點(diǎn)管最少數(shù)量由下式確定： ? ? （根） ? 式中， q為單根井管的最大出水量，由下式確定： ? ? (m3/d) ? 式中， d—— 為濾管直徑（ m）； ? 其它符號(hào)同前。 ? 井點(diǎn)管最大間距便可求得 ? ?