土石方工程施工排水課件

2010年3月12日《給排水工程施工技術(shù)》

土石方工程施工排水

引子------------塌方：是指因地層結(jié)構(gòu)不良，雨水沖刷或修筑上的缺陷，道路，堤壩等旁邊的陡坡或坑道、隧道的頂部突然坍塌。塌方的種類主要有雨水塌方、地震塌方、施工塌方等。溝槽塌方主要原因：1、放坡不足；2、施工排水不到位。

2007年5月30日15時(shí)左右，安徽省合肥市肥西縣桃花鎮(zhèn)華山路道路排水工程工地發(fā)生一起塌方事故。

6名人員被埋，其中4人死亡。

2007.9.11，合肥清溪路鋪設(shè)水管工地塌方事故，兩名工人被埋５米多深的地下，施救3個(gè)多小時(shí)后被挖出，其中一人死亡

2005年7月5日上午，鄭州市一市政管網(wǎng)施工工地因塌方導(dǎo)致3名民工被埋。

事故現(xiàn)場(chǎng)，溝槽深約4米，沒有任何安全防護(hù)措施。

2007.8.28，赤峰市一排水管道施工工地現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生塌方事故。2人被埋，其中一人遇難。

2007.7.7,廣州中山區(qū)一供水管道工地發(fā)生溝壁塌方，正在2米深的溝中焊接管道的兩名工人被埋。12月12日，秘魯首都利馬一建筑工地發(fā)生嚴(yán)重塌方事故，8名工人被埋在沙石之下，另有2名工人受傷。

為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明溝排水法和人工降低地下水位法。

第二章

施工排水及地基處理

2.1明溝排水法

明溝排水法是一種設(shè)備簡(jiǎn)單、應(yīng)用普遍的人工降低水位的方法。1、排水溝：開挖溝槽過程中，先在槽中央開挖，接近設(shè)計(jì)高程時(shí)移至溝槽一側(cè)或兩側(cè)，尺寸一般為30×30cm，排水溝底部一般低于槽底30cm，并以3~5%坡度坡向集水井(見圖2-2及圖1)。2、集水井：溝槽地下水來水方向一側(cè)，井距50~100m，井壁須加固密撐，水平向距槽底1~2米，直徑或?qū)挾纫话銥?.7~0.8米，井底低于排水溝底0.7~1.0米，槽挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，集水井底應(yīng)低于排水溝底1~2米，井底鋪0.3米厚反濾層。(見圖2-1)明溝溝排排水水法法適適用用于于水水流流較較大大的的粗粗粒粒土土層層的的排排水水、、降降水水，，也也可可用用于于滲滲水水量量較較小小的的粘粘性性土土層層降降水水，，但但不不適適宜宜于于細(xì)細(xì)砂砂土土和和粉粉砂砂土土層層，，因因?yàn)闉榈氐叵孪滤疂B滲出出會(huì)會(huì)帶帶走走細(xì)細(xì)粒粒而而發(fā)發(fā)生生流流砂砂現(xiàn)現(xiàn)象象。。3、適適用用條條件件：：流砂砂：：當(dāng)開開挖挖深深度度大大、、地地下下水水位位較較高高而而土土質(zhì)質(zhì)為為細(xì)細(xì)砂砂或或粉粉砂砂時(shí)時(shí)，，如如果果采采用用集集水水井井法法降降水水開開挖挖，，當(dāng)當(dāng)挖挖至至地下下水水位位以以下下時(shí)時(shí)，，坑坑底底下下面面的的土土?xí)?huì)形形成成流流動(dòng)動(dòng)狀狀態(tài)態(tài)，，隨隨地地下下水水涌涌入入基基坑坑，，這這種種現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱為為流砂砂。流砂砂現(xiàn)現(xiàn)象象如果果土土層層中中產(chǎn)產(chǎn)生生局局部部流流砂砂現(xiàn)現(xiàn)象象如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m；

水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡；

采用井點(diǎn)降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。

2.2人工工降降低低地地下下水水位位井點(diǎn)點(diǎn)降降水水：：基坑坑開開挖挖前前，，在在基基坑坑四四周周預(yù)預(yù)先先埋埋設(shè)設(shè)一一定定數(shù)數(shù)量量的的濾濾水水管管(井井)，，在在基基坑坑開開挖挖前前和和開開挖挖過過程程中中，，利利用用抽抽水水設(shè)設(shè)備備不不斷斷抽抽出出地地下下水水，，使使地地下下水水位位降降到到坑坑底底以以下下，，直直至至土土方方和和基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程施工工結(jié)結(jié)束束為為止止。。井點(diǎn)點(diǎn)降降水水有有兩兩類類：：一一類類為為輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)(包包括括電電滲滲井井點(diǎn)點(diǎn)與與噴噴射射井井點(diǎn)點(diǎn))；；另另一一類類為為管井井井井點(diǎn)點(diǎn)(深深井泵泵)。。對(duì)不不同同的的土土質(zhì)質(zhì)應(yīng)應(yīng)采采用用不不同同的的降降水水形形式式，，表1為常常用用的的降降水水形形式式。。適用用條條件件：：基坑坑較較深深，，地地下下水水涌涌水水量量較較大大，，流流砂砂地地段段常用用做做法法：：表1降水水類類型型及及適適用用條條件件適合條件降水類型滲透系數(shù)(cm/s)可能降低的水位深度(m)輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn)10-2～10-5

3～66～12噴射井點(diǎn)10-3～10-6

8～20電滲井點(diǎn)＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5

＞10一、、輕輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)(圖2-4)就是是沿沿基基坑坑周周圍圍或或一一側(cè)側(cè)以以一一定定間間距距將將井井點(diǎn)點(diǎn)管管(下下端端輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.1～50m/d的土層中；降低水位深度：一級(jí)輕型井點(diǎn)3～6m，二級(jí)井點(diǎn)可達(dá)6～12m。

輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)備備由由管管路路系系統(tǒng)統(tǒng)和和抽抽水水設(shè)設(shè)備備組組成成。。管管路路系系統(tǒng)統(tǒng)包包括括濾濾管管、、井井點(diǎn)點(diǎn)管管、、彎彎聯(lián)聯(lián)管管及及總總管管等。。濾管管(圖2-5)為進(jìn)進(jìn)水水設(shè)設(shè)備備，，其其構(gòu)構(gòu)造造是是否否合合理理對(duì)對(duì)抽抽水水設(shè)設(shè)備備影影響響很很大大。。1、輕型型井點(diǎn)點(diǎn)組成1）輕型型井點(diǎn)點(diǎn)布置置：總原則則：所所有需需降水水的范范圍均均應(yīng)包包括在在井點(diǎn)點(diǎn)圈內(nèi)內(nèi)。A、平面面上可可采用用單排排、雙雙排、、環(huán)形形、U形布置置2、輕型型井點(diǎn)點(diǎn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容：：平面布布置、、高程程布置置、涌涌水量量計(jì)算算、井井點(diǎn)管管數(shù)量量、井井點(diǎn)管管間距距、抽抽水設(shè)設(shè)備的的確定定等。?！鶈闻啪€線狀：：當(dāng)溝槽槽寬小小于2.5米，降降水深深度小小于4.5米時(shí)，，布置置在地地下水水位上上游側(cè)側(cè)；建筑上上：當(dāng)基坑坑或溝溝槽寬寬度小小于6m，水位降降低深深度不不超過過5m時(shí)，可可用單單排線線狀井井點(diǎn)布布置在在地下下水流流的上上游一一側(cè)，，兩端端延伸伸長(zhǎng)度度一般般不小小于溝溝槽寬寬度(圖2)。※在考慮慮到抽抽水設(shè)設(shè)備的的水頭頭損失失以后后，井井點(diǎn)降降水深深度一一般不不超過過6m。井點(diǎn)管管的埋埋設(shè)深深度H(不包括濾濾管)按下下式計(jì)計(jì)算:式中H1——井點(diǎn)管管埋設(shè)設(shè)面至至基坑坑底的的距離離，m；△h———基坑中中心處處坑底底面(單排排井點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，，為遠(yuǎn)遠(yuǎn)離井井點(diǎn)一一側(cè)坑坑底邊邊緣)至降降低后后地下下水位位的距距離，，一般般為0.5～1.0m；i———地下水水降落落坡度度；環(huán)環(huán)狀井井點(diǎn)為為1/10，單單排線線狀井井點(diǎn)為為1/4；；L———井點(diǎn)管管至基基坑中中心的的水平平距離離(單單排井井點(diǎn)中中為井井點(diǎn)管管至基基坑另另一側(cè)側(cè)的水水平距離)，m。l——濾管長(zhǎng)長(zhǎng)度，，mH=H1+△h+iL+l(2-4)※如寬度度大于于6m或土質(zhì)質(zhì)不定定，滲滲透系數(shù)較較大時(shí)時(shí)，宜宜用雙排井井點(diǎn)，面積積較大大的基基坑宜宜用環(huán)狀井井點(diǎn)(圖2-10)；為便于于挖土土機(jī)械械和運(yùn)輸車車輛出出入基基坑，，可不不封閉閉，布布置為為U形環(huán)狀狀井點(diǎn)點(diǎn)。B、井點(diǎn)點(diǎn)管布布置：：坑（槽槽）上上口邊邊緣外外1.0~1.5米；井井點(diǎn)管管露出出地面面0.2~0.3米，埋埋深滿滿足降降水深深度要要求：：H=H1+△h+iL+l；濾水水管必必須埋埋到透透水層層內(nèi)。。C、總管管布置置：標(biāo)高盡盡可能能接近近原地地下水水位，，長(zhǎng)度度根據(jù)據(jù)基坑坑上口口尺寸寸或基基槽長(zhǎng)長(zhǎng)度確確定；；沿抽抽水水水流方方向有有0.25%~0.5%的上傾傾坡度度，水水泵中中心與與總管管平齊齊。D、觀測(cè)測(cè)井：：為觀測(cè)測(cè)水位位降落落情況況，在在降水水范圍圍內(nèi)設(shè)設(shè)置的的井。。一般般在基基礎(chǔ)中中心、、總管管末端端、局局部挖挖深處處等控控制點(diǎn)點(diǎn)設(shè)置置，由由井點(diǎn)點(diǎn)管做做成，，但不不與總總管相相連。?！?dāng)一級(jí)級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)系統(tǒng)統(tǒng)達(dá)不不到降降水深深度時(shí)時(shí)，可可采用用二級(jí)級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)，即即先挖挖去第第一級(jí)級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)所疏疏干的的土，，然后后在基基坑底底部裝裝設(shè)第第二級(jí)級(jí)井點(diǎn)點(diǎn)，使使降水水深度度增加加（圖2-12）。2）涌水水量計(jì)計(jì)算A、無壓壓完整整井：：Q=1.366K(2H-S)S/(lgR-lgX0)B、無壓壓非完完整井井：Q=1.366K(2H0-S)S/(lgR-lgX0)C、降水水深度度：S=(H′′-H1)+a1+a2+a3其中：：H′———地下水水位高高程H1———基底高高程a1——保險(xiǎn)值值，取取0.5米a3——井點(diǎn)管管局部部水損損值，，取0.5米a2——水力坡坡降值值，對(duì)對(duì)兩側(cè)側(cè)布置置井點(diǎn)點(diǎn)管時(shí)時(shí)：a2=il/2對(duì)一側(cè)側(cè)布置置井點(diǎn)點(diǎn)管時(shí)時(shí)：a2=il1（i——水力梯梯度，，細(xì)砂砂、粉粉砂層層取1/10~1/8；l——兩側(cè)井井點(diǎn)管管間距距；l1——井點(diǎn)管管距離離對(duì)面面槽底底邊緣緣距離離）3）相關(guān)關(guān)參數(shù)數(shù)確定定A、滲透透系數(shù)數(shù)K：現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)抽水水試驗(yàn)驗(yàn)或參參考表表2-6B、影響響半徑徑R：經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式式(完整井井)(非完整整井)C、環(huán)圍圍面積積半徑徑X0(基坑假假象半半徑)———P44略D、井點(diǎn)點(diǎn)數(shù)量量：n=1.1Q/q，其中中單個(gè)個(gè)井點(diǎn)點(diǎn)涌水水量井點(diǎn)間間距：：D=L1/(n-1)E、抽水水設(shè)備備：水水泵流流量按按照1.1~1.2倍涌水水量計(jì)計(jì)算3、輕型井井點(diǎn)施施工、、運(yùn)行行與拆拆除※輕型井井點(diǎn)的的施工工分為為準(zhǔn)備工工作及井點(diǎn)系系統(tǒng)安安裝?！鶞?zhǔn)備工工作包括井井點(diǎn)設(shè)設(shè)備、、動(dòng)力力、水水泵及及必要要材料準(zhǔn)準(zhǔn)備，，排水水溝的的開挖挖，附附近建建筑物物的標(biāo)標(biāo)高監(jiān)監(jiān)測(cè)以以及防防止附附近建建筑沉沉降的的措施施等。?！裨O(shè)井井點(diǎn)系系統(tǒng)的的順序序：根據(jù)據(jù)降水水方案案放線線、挖挖管溝溝、布布設(shè)