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(共32张PPT)
第一章 土方工程
概述
土方边坡与土壁支护
排水与降水
土方机械与开挖
土方填筑
2～5％
排水沟
集水井
水泵
1.3.1. 集水井排水法
挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖土、沟、井。
1.3 排水与降水
动画
要求：
（ 1）排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≮300mm，沟底低于坑底0.3~0.4m，坡度0.2~0.5％。
（ 2）集水井：沿基坑底边角设置，间距30～40m，直径0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。长期用，有护壁和碎石压底。
（ 3）水泵：离心泵、潜水泵、污水泵……
用于：土质较好、水量不大、基坑可扩大情况下。
砂土时易滑坡。
1）普通明沟排水法
2）分层明沟排水法
方法:
离心泵工作简图
1．动水压力――地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。
动水压力的大小与水力坡度成正比，方向同渗流方向.
GD＝Iγw =(Δh/L) γw
2．流砂原因
3．流砂的防治
减小动水压力（板桩等增加L）；
平衡动水压力（抛石块、水下开挖、泥浆护壁）；
改变动水压力的方向(井点降水)。
Q
F
GD
当 动水压力大于或等于土的浸水重度（GD≥γ’）时，土粒被水流带到基坑内。主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中。
1.3.2 流砂及其防治
1.3.4 井点降水法
特点：
效果明显，使土壁稳定、避免流砂、防止隆起、方便施工；
可能引起周围地面和建筑物沉降。
井点类型及适用范围：
井点类型 渗透系数m/d 降水深度m 最大井距 m 主要原理
单级轻型井点 0.1~20 3～6 1.6~2 地上真空泵或喷射嘴真空吸水
多级轻型井点 6～20
喷射井点 0.1~20 8～20 2～3 高压水喷射带出地下水
电渗井点 < 0.1 5～6 极距1m 钢筋阳极加速渗流
管井井点 20~200 3～5 20~50 单井离心泵抽水
深管井井点 10~250 25～30 30~50 单井深井潜水泵排水
水平辐射井点 大面积降水 水平管引水至大口井后排出
引渗井点 不透水层下有渗存水层 打穿不透水层，引至下一存水层
井点降水
单级轻型井点降水全貌图
抽水设备
1. 轻型井点
二级轻型井点降水剖面示意
第一级
井点
第二级
井点
某基坑工程采用两级轻型井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。
井管
弯连管
已包滤网的滤管
1）轻型井点设备
（1）管路系统
井管：φ38、φ51，长5～7m（常用6m），无缝钢管，丝扣连滤管；
滤管：φ38、φ51，长1～1.7m，开孔φ12,开孔率20～25％，包滤网；
总管：内φ75～100无缝钢管，每节4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口；
弯连管：使用透明塑料管、胶管或钢管，宜有阀门；
滤管构造
用塑料弯连管将井管与总管连接
①真空泵式抽水设备
机组结构图
机组外形
原理：通过设备系统抽真空，地下水在大气压力下进入系统而排出，使地下水位下降。
特点：真空度高，体形大、耗能多、构造复杂。
（2）抽水设备
真空泵抽水系统构造及工作原理
工作原理
②射流泵式抽水设备
种类：溢流式、密闭式
特点：简单、轻小、节能
溢流式
密闭式
射流泵抽水设备工作原理：
通过喷嘴射流、喉管加速，使射流器内真空，地下水在大气压力下进入射流器而随射流进入循环水箱排出，使地下水位下降。
3
(b)射流器构造
1一离心水泵；2一射流器；3一进水管；4一总管；5一井点管；6一循环水箱； 7—隔板；8一泄水口；9一真空表；10一压力表；11一喷嘴：12一喷管
(a)工作简图
2）轻型井点布置
（1）平面布置
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。
双排：在沟槽两侧布置，每侧超出沟槽≮B。
用于沟槽宽度B>6m，或土质不良。
环状：在坑槽四周布置。
用于面积较大的基坑。
路基及铺管施工，使用的双排轻型井点
在地下水位附近安设轻型井点，解决了深基坑、低水位的降水问题
抽水设备位置过高，降水深度损失大
每台抽水设备负责的井点数量应计算确定
环状井点平面及高程布置
单排井点平面及高程布置
（2）高程布置
井管埋深：H埋≥H1＋h＋iL。
H1――埋设面至坑底距离；
h――降水后水位线至坑底最小距离（一般可取0.5～1m）；
i――地下水降落坡度，环状1/10，线状1/4；
L――井管至基坑中心（环状布置时）或另侧（单排布置时）的距离。
当H埋>6m时：降低埋设面；
采用二级井点；
改用其它井点。
环状井点
单排井点
3）轻型井点施工
（1）井点埋设方法：
水冲法：水枪（高压水）
钻孔法：正循环钻、反循环钻、冲击钻
振动水冲法：
降水施工
滤水层
粘土
井点管
（2）使用要求：
开挖前2～5天开泵降水；
连续抽水不间断（水量先大后小，先混后清），防止堵塞。
（3）注意问题：
1)真空度0.6~0.7大气压
2)死管：检查、变活
3)设观测井检查水位下降情况
（4）拔除井管：
基坑回填后；
卷扬机、支架 ；
51×6.5m上拔力1.2~1.8t
2. 管井井点
构造:
打井后安装井管，并在井管内安装吸水管，每一眼井设置一台水泵抽水。
常用离心泵或真空泵抽水。适于降水深度较小，但水量较大的工程。
管井真空降水泵
自溢式：电机7.5KW,吸程10m，无扬程，排量70m3/h
密闭式：电机7.5KW,吸程10m,扬程8m ，排量60m3/h
钢管深管井井点
井孔
粘土封口
Φ50出水管
电缆
砾石滤水层
Φ375钢井管
潜水电泵
滤水管
滤网
导向段
开孔底板
中粗砂
Φ75总管
钢板井盖
Φ50出水管
无砂砼管深管井井点
井孔
潜水电泵
砾石滤水层
沉砂管
无砂砼滤水管
沉砂管
粘土封口
3. 深井井点
构造基本同管井井点，但采用深井潜水泵或深井泵抽水。
适于降水深度大或井的深度大的工程。
深井井点降水施工现场
（北京摩托罗拉技术公司工程）
水泥砾石井管
潜水泵管
排水总管
水泥砾石井管与砾石滤料
塑料井管与滤网
钢滤管（桥式孔、圆孔）
深井潜水泵
车载式反循环钻（打井设备）
钻井孔
下滤管
反循环回转钻
北京银泰中心 降水井点与排水总管
（一）沉降原因：
1、随水流带出细微颗粒；
2、土层的含水量降低，产生固结。
（二）预防沉降的措施
1、回灌井点技术
在降水井点与建（构）筑物之间设置一排回灌井点。降水的同时向土层内灌水，形成一道隔水帷幕（使建筑物下的水位下降≯1m）。
2、设置止水帷幕
设板桩、地下连续墙、水泥土挡墙，压密注浆法，冻结法
3、减少土颗粒损失
减缓降水速度；
据土的粒径选择滤网；
确保井点砂滤层（3～8mm粒径）的厚度和施工质量。
1.3.5 降水与地面沉降
阻水支护结构
回灌井点布置示意图

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