第2章施工排水

1第二章施工排水概述明沟排水人工降低地下水位2该章的基本要求与基本知识点：明沟排水与人工降低地下水位的原理及方法。要求掌握的基本概念、理论、原理掌握明沟排水与人工降低地下水位的原理方法和施工要求，各种施工排水方法的适用条件。重点与难点人工降低地下水位的原理方法和施工要求。3第一节概述一、为什么要施工排水？施工中遇到地下水不进行排除会造成：1、施工中造成沟槽及基坑塌方；2、地基承载力降低，管道及构筑物产生倾斜；3、无法正常施工。二、施工排水的内容1、地下水潜水层间水（承压水）2、地表水3、雨水4地下含水层内的水份有水气、结合水和自由水三种状态。结合水没有出水性。自由水分为潜水和承压水。第一节概述潜水承压水岩石层5第一节概述明沟排水施工排水分类人工降低地下水位明沟排水是在沟槽或基坑开挖时在其周围筑堤截水或在其内底四周或中央开挖排水沟，将地下水或地面水汇集到集水井内，然后用水泵抽走。人工降低地下水位是在沟槽或基坑开挖之前，预先在基坑周侧埋设一定数量的井点管利用抽水设备将地下水位降至基坑底面以下，形成干槽施工的条件。6明沟排水包括地面截水和坑内排水。1地面截水施工方法：在施工现场及基坑或沟槽周围筑堤截水。注意事项：地面截水应尽量保留、利用天然排水沟道，并进行必要的疏通，如没有天然沟道，则在场地四周挖排水沟排泄，以拦截附近地面水。但要注意与已有建筑物保持一致。第二节明沟排水78第二节明沟排水2坑内排水2.1排水流程如下图所示。2.2排水的特点明沟排水设备简单，排水方便，应用比较普遍，适用于除细沙、粉砂之外的各种土质。排水流程地下水排水沟集水井泵提升排出91-排水沟基坑2-集水井3-水泵坑内排水1011123明沟排水的施工条件及适用要求3.1常用明沟与集水井排水施工要求：在基坑、沟槽的一侧或二侧或者基坑中心设置排水边沟，每隔30～50米设一个集水井，用泵将水抽出集水井外，边沟以3%～5%的坡度坡向集水井，集水井低于排水边沟1～1.5米左右，或深于水泵吸水管上阀门的高度，井壁需作临时简易加固措施，随挖土随加深排水边沟与集水井。使用条件：适用于一般基础及中等面积基础群与构筑物基坑和沟槽的施工排水。第二节明沟排水133.2分层明沟排水施工要求：在基坑、沟槽的边坡上设置2～3层明沟，分层排出上部土壤中的地下水。使用条件：适用于基坑和边沟的坡度较大，地下水位较高且多层土壤中上部的土壤有较强的透水性的条件下的施工排水。第二节明沟排水14第二节明沟排水4总涌水量计算4.1干河床时4.2基坑近河床时选择水泵时，水泵的总排水量一般采用基坑总涌水量Q的1.5-2.0倍。2001.36lg()lgKHQRrr2001.36lg()lgKHQRrr201.362lgKHQDr15第三节人工降低地下水位1概述1.1人工降低地下水位的原理1.2人工降低地下水位的方法（1）轻型井点（2）喷射井点（3）电渗井点（4）管井井点（5）深井井点含水层内钻井人工抽水形成水漏斗水位下降沟槽或基坑处于降水漏斗之上16第三节人工降低地下水位1.3各种井点的适用范围井点类别渗透系数（m/d）降低水位深度（m）单层轻型井点0.1~503~6多层轻型井点0.1~506~12喷射井点0.1~508~20电渗井点0.1根据选用的井点确定管井井点20~200根据选用的水泵确定深井井点10~25015172轻型井点适用于粗砂、中砂、细砂、粉砂土层降低地下水位.2.1轻型井点的组成滤管组成井点管连接管（弯联管）集水总管干式真空泵抽水设备射流泵隔膜泵进水设备第三节人工降低地下水位进水设备182021222324252.1.1滤管与井点管镀锌钢管制成DN32、DN40、DN50；滤管长1～1.5米；管壁孔眼直径为5mm，梅花状布置，外包滤网。滤网为不锈钢、玻璃布、或窗纱。2.1.2连接管（弯联管）一般采用橡胶管，避免不均匀沉降；长度1米，管径与井点管相适应。2.1.3集水总管常用DN80、DN100、DN150的钢管。第三节人工降低地下水位262.1.4抽水设备1.轻型井点的抽水设备：干式真空泵、射流泵、隔膜泵等。2.干式真空泵井点，可根据含水层的渗透系数选用相应型号的真空泵及卧式水泵。3.在粉砂、粉质粘土等渗透系数较小的土层中可采用射流泵和隔膜泵。第三节人工降低地下水位272.2轻型井点的工作原理轻型井点的工作原理是利用真空原理提升地下水位。2.2.1干式真空泵轻型井点工作过程井点管80～100根，总管长度90～120米第三节人工降低地下水位28第三节人工降低地下水位2.2.2射流泵轻型井点工作过程井点管30～50根，总管长度40～60米2.2.3隔膜泵轻型井点工作过程与真空泵轻型井点工作过程类似井点管50根，总管长度60米。292.3轻型井点设计包括：平面布置、高程布置、涌水量计算、井点管的数量和间距、抽水设备的确定等。注意：井点计算由于受水文地质和井点设备等许多因素的影响，所计算的结果只是近似值，对重要的工程，其计算的结果必须经过现场试验进行修正。第三节人工降低地下水位302.3.1平面布置与高程布置基坑平面面积的大小布置考虑的因素土质和地下水的流向降低水位的深度布置方式（1）单排线状井点布置在地下水流上游一侧，适用基坑或沟槽宽度小于6米，降水深度不超过6米。第三节人工降低地下水位单排布置31第三节人工降低地下水位（2）双排线状布置布置在及坑或沟槽两侧，适用于基坑或沟槽宽度大于6米或土质不良，渗透系数较大时。双排布置32第三节人工降低地下水位（3）环形井点沿基坑周边布置成封闭状，适用于基坑面积较大时。环形布置332.3.2轻型井点系统的布置原则（1）井点管距坑壁不得小于1.0～1.5米，间距为0.8～1.6米。（2）滤管必须埋在含水层内，较所挖基坑或沟槽基底低0.9～1.2米。（3）为充分利用水泵的抽水能力，总管的标高宜尽量接近地下水位，且沿抽水水流方向有0.0025～0.005的上仰坡度。第三节人工降低地下水位34总管的标高宜尽量接近地下水位352.3.2轻型井点系统的布置原则（4）当一级轻型井点不能满足降水深度的要求时。可采用明沟排水与轻型井点相结合的方法。将总管安装在原有地下水位以上附近，以增加降水深度，或采用二级轻型井点。（5）基坑内应设观测井，以观测降水情况。观测井根据需要设在局部挖深处、总管末端等控制点处。第三节人工降低地下水位362.3.3井管埋深计算式：——井点管埋设深度（m）；——井点管埋设面至基坑底面的距离（m）；——降水后地下水位至基坑底面的安全距（m），一般为0.5～1m；——水力坡度；——井点管中心至最不利点的水平距离（m）；——滤管长度（m）；1'HHhiLl'H1HhiLl第三节人工降低地下水位37第三节人工降低地下水位2.3.4总涌水量Q（1）无压完整环形井点系统（2）无压非完整井井点系统01.366(2)lglgKHssQRx001.366(2)lglgKHssQRx38第三节人工降低地下水位2.3.5单根井点涌水量q:2.3.6确定井点管数与间距:井点管所需的根数：井点管的间距L:365qdlK1.1Qnq11LDn392.4轻型井点管的埋设与使用射水法埋设方法套管法冲孔或钻孔法轻型井点系统的安装顺序：测量定位填滤料试抽安装抽水设备用弯联管将井点管与集水总管相连沉放井点管冲孔敷设集水总管第三节人工降低地下水位402.4.1井点管埋设的施工要求（1）射水法：先在地面上挖一小坑，将射式井点管插入，上接可转动的节管（直管）高压胶管与水泵等，利用高压水在井管下端冲刷土体，使井点管下沉。下沉时，转动管自以增加下沉速度并保持垂直。射水水压力采用0.4～0.6MPa。第三节人工降低地下水位41（2）冲孔或钻孔法冲孔采用直径为50～70mm的冲水管或套管或高压冲水枪冲孔，冲孔水压采用0.6～1.2MPa。为加快冲孔速度，可将冲管两旁设置两根空气管，将压缩空气接入。钻孔采用机械或人工钻孔，套管长约10米，底部呈锯齿形。冲孔或钻孔后将冲孔套拔出，立即插入井点管，使井点管居中并保持垂直，向井点管四周填充滤料，最后一米用粘土填塞，以防漏气。第三节人工降低地下水位42（3）套管法采用水冲法或振动水冲法将直径200～300mm的套管沉至规定深度，于孔底填一层砂砾，将井点管居中插入。在井点管与套管之间分层填入滤料，并逐渐将套管拔出。第三节人工降低地下水位432.4.2井点管的使用（1）抽水前应进行试抽，检查有无淤塞、漏气情况，发现问题及时纠正。（2）出水规律先大后小，先混后清。若不出水或混浊应检查纠正。（3）密切注意周围地面及建筑物的沉陷情况，如沉陷过快应采取措施。（4）井点管拆除应从水泵停止抽水开始拔出，井孔用砂土填实。（5）冬季应注意防冻，防止设备冻坏。第三节人工降低地下水位44小区10幢楼墙体开裂透过裂缝看隔壁一清二楚青岛新闻网2009-03-0916:17:05济南时报现有新闻评论新闻报料阳台与墙体之间的裂缝（记者孙华摄）45墙体开裂，墙壁倾斜，地板裂缝，门窗变形无法正常开启……连续几天来，山东济南南全福西区约10幢居民楼不断发生的变化让居民胆战心惊：“墙体大面积裂缝后，楼房还能住吗，隐患有多大？”至于出现这些变化的原因，居民接受采访时均称，这可能与小区东侧南全福河上的建筑工地抽取地下水有关。现场探访：楼体裂缝触目惊心昨天17：30，在南全福西区8号楼2单元101室左先生家中，记者在北阳台看到，承重墙上有一道长约3米的裂缝，宽约0.5厘米；房间北侧的阳台墙壁也出现裂缝现象，窗户局部倾斜，无法正常开启。46记者发现，该楼1楼住户家中的墙壁均出现了裂缝现象，在3单元、4单元的居民家中，记者看到有些北阳台的窗户变形后玻璃破碎，有的阳台墙壁裂缝宽处能塞进一个成年人的手掌，部分住户家中的门窗无法正常开启。然而，1号楼的情况较之8号楼更为严重。在该楼2单元103房间内，记者看到，墙体出现的裂缝宽约2厘米，透过裂缝，能看到隔壁104室内的情景。103室房主张先生不无担忧地说：“墙体出现裂缝后，我们家与隔壁家都相通了，彼此说话都能听得见。”而2单元102室杨女士家中，由于多处墙体出现裂缝，北阳台的天花板发生变形后局部脱落。471号楼、4号楼、8号楼、13号楼……记者发现，集中在南全福河西岸的近10幢居民楼的墙体均发生了程度不等的裂缝现象。就连南全福河东岸北园大街28号济南网通公司的一处宿舍楼，整座楼的西南角墙体也有长约数米的裂纹，宽处约3厘米。“这条裂缝是今天下午才出现的，上午我还没看见呢。”该楼居民李先生说。发生大面积裂缝现象后，楼上的居民们无不胆战心惊寝食不安，他们迫切地想知道：这些楼房是否已成危房？如何能阻止裂缝现象继续发生？谁来为已经造成的损失负责？48居民质疑：是否与抽地下水有关南全福西区1号楼居民张钦盈告诉记者，附近的南全福河目前正在修桥，施工人员正在大量抽取地下水，而发生裂缝的居民楼都集中在该工地周围，越靠近工地的楼房裂缝现象越严重。他说：“这些楼房大都建于上世纪90年代初，属于老楼了，可能是抽取地下水后地面下沉，导致楼体倾斜墙体裂缝。”采访中，周边居民均如此认为。张钦盈说，周边居民近日多次跟施工人员交涉，希望他们暂停抽取地下水，但没有取得实质性的效果。昨天18：00，记者在该工地了解到，历城区通达市政公司正在施工———要在南全福河上修一座公路桥，目前正在打桩修桥墩。记者看到，一处深坑已挖了数米深，几台水泵正在抽水。49被问及附近楼房出现大面积裂缝是否与抽取地下水有关时，正在指挥施工的李先生说：“可能存在一定的关系，但是还不确定。我们只是负责干活的，有些问题还得请相关部门来确定。”“原因没有确定之前，能不能暂时停止抽取地下水？”记者问。“没办法，我们是负责施工的，得赶工期。修桥墩打桩，必须得抽水，要不没法施工啊。”他说。记者了解到，目前历城区有关部门已经获悉此事，准备于3月9日到南全福西区进行调查。(记者孙华)502.5多级轻型井点1、适用条件：当降水深度大