14辅助工程

第四节土方工程的辅助工程（一）边坡稳定工程1、放坡2、支护（二）排、降水工程1、流沙2、排水3、降水1、放坡1)坡度表示2)直壁开挖3)规定开挖坡度1）坡度表示•边坡坡度•式中，m=B/H成为边坡系数mHBBH:1/12）直壁开挖根据土方工程相关规范的规定：对于土质均匀且地下水位低于基坑（槽）底或管沟底面标高，开挖土层湿度适宜且敞露时间不长时，其挖方边坡可作成直壁，不加支撑，但挖方深度不宜超过下列规定：•密实、中密的砂土和碎石土（充填物为砂土）-------1.0（m）•硬塑、可塑的粉质粘土及粉土----------------------------1.25（m）•硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）1.50（m）•坚硬的粘土---------------------------------------------------2.0（m）3）开挖坡度•土质边坡•岩石边坡•路堑边坡2、支护1)沟槽支护2)一般基坑支护3)深基坑支护条件：湿度小、H3m条件：松散、湿度大深度不限1）沟槽支护2）一般基坑支护3)深基坑支护深基坑事故显现•设计t、Ea、RT（二）排、降水工程1、流沙2、排水3、降水1、流沙•流沙及危害•流沙的原因•流沙的防治流沙及危害•流沙：当基坑（槽）挖土到地下水位以下，而土质又是细沙和粉沙，坑（槽）底下面的土会形成流动状态，并随地下水涌入基坑，这种现象叫流沙。•危害：边坡塌方、附近建筑物、构筑物下沉、倾斜、倒塌流沙的原因•当GD≥γˊw时土颗粒处于悬浮状态，土的抗剪强度为零，土颗粒随水流一起流入基坑形成流沙。•内因（条件）：细沙或粉沙、颗粒较均匀•外因：动水压力GD流沙的防治•原则：治沙先治水•途径：（1）减少和平衡动水压力的大小；（2）改变动水压力的方向•措施（1）枯水期施工（2）打板桩（3）水下挖土（4）地下连续墙（5）人工降低地下水位2、排水排水沟截面：0.3m×0.5m坡度：3‰集水井直径：0.6~0.8m间距：20~40m水泵离心泵、潜水泵、软轴泵应用条件：粗粒土层、粘性土层3、降水•降水的含义•降水的效果•降水方法轻型井点降水降水的含义•基坑开挖潜，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至施工结束降水效果•优点：–工作面保持干燥，改善施工条件–改变动水压力方向，防止流沙形成–提高土的强度和密实度•缺点：–基坑附近土壤会沉降降水方法•轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点轻型井点•轻型井点的设备•轻型井点的布置•轻型井点的计算•轻型井点的安装•实例轻型井点的设备•滤管：1.0~1.2m、φ38~57mm、20~50%•井点管：5~7m、φ38~57mm•集水总管：φ100~127mm、4m/节•和弯联管:•抽水设备真空泵（每台负担100~200m）、离心水泵、水气分离器轻型井点布置•平面布置–单排：B6m、S≤5m–双排:B6m、S≤5m–环形:大面积S≤5m、B2R•L/B5分段布置成多个环形•高程布置H≥H1+h+IL一般H≤hmax(6-7m）--------真空泵吸水高度单排井点布置环形井点布置轻型井点计算•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)•抽水设备的选择井点系统涌水量计算（Q)•确定水井类型•计算公式(无压完整井)无压完整井涌水量计算公式井点管数量计算井点管间距井距和井点管数量的调整井点管间距经计算后，在确定时还应注意以下几点：•①井点管间距不能过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，5πd。•②在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则井距较大时水位降落时间很长，因此在此类土中井距宜取得较小些。•③在基坑（槽）周围拐角和靠近地下水流方向（河边）一边的井点管应适当加密。•④井距应与总管上的接头间距相配合（取接头间距的整数倍）。•⑤当采用多级井点排水时，下一级井距应小于上一级井距。根据综合考虑确定了实际井点管间距后，再确定所需的井点管根数和总管长度。抽水设备的选择抽水设备一般都已固定型号，选择的主要设备是真空泵和离心泵。•真空泵的选用：常用干式真空泵（往复），根据集水总管的长度确定型号：总管长度小于100m时可选用W5型，总管长度小于200m可选用W6型泵。•离心泵的选用：根据流量（1.2Q)、吸水扬程、总扬程选型号。轻型井点的安装和使用•程序：总管----井点管----弯联管----抽水设备•井点管埋设：射水法、冲孔法、钻孔法等•使用：连续抽水（停抽会引起堵塞和塌方）实例•某工程基坑开挖（图），坑底平面尺寸为18×14m，天然地面标高为士0．00m，基坑底标高为－4.1m，基坑边坡坡度为1：0.5，土质为：地面至－1.5m为杂填土，－1.5m至－6.8m为细砂层，细砂层以下为不透水层；地下水位标高为－0.70m，经扬水试验，细砂层渗透系数K=18m／d，采用轻型井点降低地下水位。•试求：①轻型井点系统的布置；•②轻型井点的计算及抽水设备选用。-4.10I.布置（1）、平面布置1)S=4.1-0.7+0.5=3.9m5m2)B=20.22R3)面积较大：24.2×20.2m，且L/B=24.2/20.25故采用环形布置L=2×(24.2+20.2)=88.80m（2）、高程布置井点管长为6mH1=H2+h1+Iι1=4.1+0.5+0.1*10.1=5.61m6-0.2=5.8m采用一级井点布置满足埋深要求mHKSR65.7718)7.08.6(9.395.195.1II.涌水量计算滤管长1m，井点管长6m、外露0.2m,则滤管底部埋深在-6.8m标高处，故可按无压完整井计算dmQmxmRmSmHF/4.98018366.147.1265.779.31.67.08.6347.12lg65.77lg9.3)9.31.62(1416.32.202.240III.井点管数量与间距计算•取d=50mm根）则实际井点管数量为：取根）井点管数量：π单根井点出水量：(4528.882.017.2(85.401.11.1/7.26180.105.01416.3656528.887.264.980333nmDmnLDndmkdlqqQIV.抽水设备的选择•L=88.80m100m,选用W5型干式真空泵•流量Q=1.1*980.44=1078m3/d=44.90m3/h吸水扬程Hs=6+1=7m根据Q、Hs查表，选用3B33型水泵思考题1.概念：坡度、边坡系数、流沙、降水2.确保土坡稳定的途径（或措施）有哪两大类3.直壁开挖的规定4.锚板桩失稳的主要原因5.流沙的危害、原因及防治6.排水、降水的应用条件7.降水计算