电渗等降水方式
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基坑开挖前5种常用井点降水方法井点降水法是在基坑开挖前,在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。
井点降水法所采用的井点类型有:轻型井点喷射井点电渗井点管井井点深井井点等1、轻型井点轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管(直径38—51m m,长5—7m的钢管)至含水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出,使原有地下水降至坑底以下。
在施工过程中要不断的抽水,直至施工完毕。
2、喷射井点如果仍采用轻型井点要采用多级井点,就会增加基坑挖土量、延长工期并增加设备数量,显然不经济。
因此,当降水深度超过8m时,宜采用喷射井点,降水深度可达8--20m。
喷射井点的设备,主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。
3、电渗井点对于渗透系数很小的土(K小于0.1m/d),因土粒间微小空隙的毛细血管作用,可以采用的方法。
在饱和黏土中插入两根电极,通入直流电时,黏土粒即能沿电力线向阳极移动,称为电泳;而水分子则向阴极移动称为电渗。
电渗井点就是运用上述电渗现象,将一般轻型井点或喷射井点的井管作为阴极,并在其内侧相距约1.2m处增设对应的垂直阳电极。
阳极可用钢筋或其他金属材料插入,通电后土层中的水分子即能迅速渗至井管周围,便于抽出排水。
这种方法耗电多,只在特殊情况下使用4、管井井点管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。
这在地下水量大的情况下比较适用。
接头处理:采用不少于2层60目塑料滤网包裹封缠。
最下部一节为沉淀管,以免接缝处挤入泥砂淤塞管井。
水泵:水泵的选型取决于出水量和抽水高度。
4.1管井成井工艺流程4.2管井施工质量要求降水施工的井深、井距必须根据设计要求定位、施工。
降水深度要达到设计要求,其水位线位于基坑底部下2m,基坑干燥。
井管抽水采用潜水泵抽水。
泵位于井管内距井盘底座约0.5m,用钢丝绳固定于井面,通过胶皮管将水从井中提至地面排掉,其中电气设备应安装控制装置,根据水量大小,使之抽水和停抽时问相配合达到施工需要。
电渗井点降水在基坑土方开挖工程中的应用实例作者:王新建刘学东王士祥来源:《现代装饰·理论》2012年第04期摘要:在基坑的土方开挖工程中引用了电渗井点降水技术,尤其在软土地层区域,电渗井点降水效果好,且增加边坡土体的抗剪强度,增加边坡稳定性。
关键词:电渗井点降水技术;降水方案设计;电渗井点方案施工基坑的土方开挖工程质量直接影响到建筑工程的整体质量,在基坑的土方开挖工程中,开挖土层为饱和粘性土,特别是淤泥和淤泥质粘土,由于土的渗透系数很小(小于0.1m/d) ,使用重力或真空作用的一般轻型井点降水,效果很差,此时宜采用电渗井点排水。
它是利用粘性土中的电渗现象和电流泳特性,使粘性土空隙中的水流动加快,起到一定的疏干作用,从而使软土地基排水效率得到提高。
电渗井点降水施工工艺,顺利地完成了基坑土方开挖工程施工。
从开挖效果来看,电渗井点降水效果好,开挖过程中未出现工程质量问题。
1.工程概况1.1 设计概况拟建某商住楼建筑面积1.46万平方米(其中地下室建筑面积4100平方米),11层。
基地位于小区东北角,北、东侧邻一条城市次干道。
地下室底板土方开挖深度为3.5m,底板以下的承台、电梯井处局部开挖的深度分别为4.4米、5米。
1.2 场地工程地质条件土层分布:第1层:粘土, 2-1层:淤泥,2-2层:淤泥质粉质粘土,2-3层:有机质粘土,3层:粘土,4层:粘土2.降水方案设计2.1 降水增加边坡和坑底稳定的原理基坑降水是一种有效的加固地基的方法。
第2层土含水率在饱和状态中,土壤固结程度很差。
采用井点降水后,地下水位降低,使得下卧层承受垂直附加应力,下卧层的有效应力随着孔隙水压力的消散而增长,相应的土体抗剪强度也逐渐增长。
对降水深度范围内的土层,其含水量因降水而显著减小,其重度从浮重度提高到饱和重度,这部分土层在增加的自重应力作用下逐渐固结,土体抗剪强度相应增长。
由于第2层淤泥的透水性差(渗透系数为0.000711m/d),持水性较强,用一般轻型井点和喷射井点降水效果较差,选用电渗井点对土起疏干作用,使水排出。
施工降水概述井点降水法井点降水法所采用的井点类型有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。
(1)轻型井点:轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管(直径38-- 51MM,长5--7M的钢管)至蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出,使原有地下水降至坑底以下。
在施工过程中要不断的抽水,直至施工完毕。
(2) 喷射井点:如果仍采用轻型井点要采用多级井点,就会增加基坑挖土量、延长工期并增加设备数量,显然不经济。
因此,当降水深度超过8m时,宜采用喷射井点,降水深度可达8--20m。
喷射井点的设备,主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。
(3)电渗井点:对于渗透系数很小的土(K小于0.1m/d),因土粒间微小空隙的毛细血管作用,可以采用的方法。
电渗井点是井点管作阴极,在其内侧相应地插入钢筋或钢管做阳极,通入直流电后,在电场的作用下,使土中的水流加速向阴极渗透,流向井点管。
这种方法耗电多,只在特殊情况下使用。
(4)管井井点:管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。
这在地下水量大的情况下比较适用。
(5)深井井点:当降水超过15m时,在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求,可加大管井深度,改采用深井泵即深井井点来解决。
深井井点一般可降低水位30--40m,有的甚至可以达到100m以上。
常见的深井泵有两种类型:电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵(沉没式深井泵)。
沉井法沉井法又称沉箱凿井法(shaft sinking bycaisson method)。
在不稳定含水地层掘进竖井时,于设计的井筒位置上预先制作一段井筒,井筒下端有刃脚,借井筒自重或略施外力使之下沉,将井筒内的岩石挖掘出的施工方法。
挖掘与下沉交相进行,直到穿过不稳定地层。
简介在地面下沉预制井筒的施工方法。
在井口位置,预制好沉井刃脚和一段井壁,边掘边沉,再在地面浇筑,接长井壁,继续下沉。
第1篇一、工程概况本工程位于(具体地点),基坑深度为(具体深度)米,基础形式为(具体形式),基坑开挖面积约为(具体面积)。
由于地下水位较高,为保障基坑施工安全和施工质量,需进行基坑降水工程。
二、降水目的1. 降低地下水位,确保基坑在干燥条件下施工,防止地下水渗入基坑,影响施工质量。
2. 防止基坑边坡失稳,确保施工安全。
3. 避免坑底管涌和地基承载力下降,确保基础质量。
三、降水方法根据现场实际情况,本工程采用以下降水方法:1. 明沟加集水井降水:沿基坑四周设置明沟,将地下水引入集水井,通过水泵将集水井中的水排出。
2. 轻型井点降水:在基坑四周设置轻型井点,通过井点将地下水抽出,形成降水漏斗。
3. 喷射井点降水:在基坑四周设置喷射井点,通过喷射井点将地下水抽出,形成降水漏斗。
4. 电渗井点降水:在基坑四周设置电渗井点,通过电渗作用,将地下水抽出,形成降水漏斗。
5. 深井井点降水:在基坑四周设置深井井点,通过深井井点将地下水抽出,形成降水漏斗。
四、降水施工方案1. 施工准备(1)测量放线:根据设计图纸,对基坑四周进行测量放线,确定降水井位置。
(2)材料设备:准备轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点、水泵、电缆等设备。
(3)人员组织:组织施工队伍,明确各工种人员职责。
2. 降水井施工(1)轻型井点:沿基坑四周设置轻型井点,井点间距根据地质条件确定,一般为1-2米。
(2)喷射井点:沿基坑四周设置喷射井点,井点间距与轻型井点相同。
(3)电渗井点:沿基坑四周设置电渗井点,井点间距与轻型井点相同。
(4)深井井点:在基坑四周设置深井井点,井点间距根据地质条件确定。
3. 降水施工(1)明沟加集水井降水:在基坑四周开挖明沟,将地下水引入集水井,通过水泵将集水井中的水排出。
(2)轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点降水:启动水泵,通过井点将地下水抽出,形成降水漏斗。
4. 降水效果监测(1)水位监测:定期监测井点处地下水位,确保地下水位下降至设计要求。
地下工程施工降水的方法总结摘要地下工程施工降水对地下工程结构物的稳定影响很大,所以对地下工程施工降水技术的研究很重要,本文对常见的几种降水方法进行总结。
关键词管井降水;辐射井降水;轻型井点降水;喷射井点降水;真空管井降水地下工程是指建筑在岩体或土体中的工程建筑物,这些结构物是修建在含水的岩土环境中的。
但由于地下水的渗透和侵蚀的作用,会使工程产生病害,轻者影响使用功能,严重者使整个工程报废,造成巨大的经济损失和严重的社会影响。
所以,水对地下工程会产生严重的严重的影响,就像国际隧道协会发表的一个专题报告所说:Water is the tunneller,s enemy。
总之,杜绝水对地下工程的危害,做好地下结构的防水是地下工程设计、施工以至运营阶段的重要课题。
1 地下工程防水设计原则1.1 铁路隧道防水设计原则《铁路隧道设计规范》(TB10003-2001)规定:隧道排水应采取“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的设计施工措施,达到防水可靠、排水通畅、经济合理的目的。
1.2 公路隧道防水设计原则《公路隧道设计规范》(JTJ026-90)规定,隧道防排水应视水文地质条件因地制宜地采取“以排为主,防、排、截、堵相结合”的综合治理原则,达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。
1.3 地铁工程防水设计原则《地铁设计规范》(GB157-2003)规定:地铁工程的防水设计,应根据气候条件、工程地质和水文地质状况、结构特点、施工条件、使用要求等因素进行,以保证结构的安全、耐久性和使用要求;并遵循“以防为主,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”的原则,采取与其相适应的防水措施。
总之,地下工程因其种类、使用功能、所处的区域和环境保护要求等不同,防水设计有所不同。
2 地下工程施工降水技术2.1 管井降水管井井点降水是指沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位的方法。
井点降水法和冻结法一、井点降水法井点降水法是在基坑开挖前,在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。
井点降水法所采用的井点类型有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。
(1)轻型井点:轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管(直径38-- 51MM,长5--7M的钢管)至蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出,使原有地下水降至坑底以下。
在施工过程中要不断的抽水,直至施工完毕。
(2)喷射井点:如果仍采用轻型井点要采用多级井点,就会增加基坑挖土量、延长工期并增加设备数量,显然不经济。
因此,当降水深度超过8m时,宜采用喷射井点,降水深度可达8--20m。
喷射井点的设备,主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。
(3)电渗井点:对于渗透系数很小的土(K小于0.1m/d),因土粒间微小空隙的毛细血管作用,可以采用的方法。
电渗井点是井点管作阴极,在其内侧相应地插入钢筋或钢管做阳极,通入直流电后,在电场的作用下,使土中的水流加速向阴极渗透,流向井点管。
这种方法耗电多,只在特殊情况下使用。
(4)管井井点:管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。
这在地下水量大的情况下比较适用。
(5)深井井点:当降水超过15m时,在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求,可加大管井深度,改采用深井泵即深井井点来解决。
深井井点一般可降低水位30--40m,有的甚至可以达到100m以上。
常见的深井泵有两种类型:电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵(沉没式深井泵)。
二、冻结法冻结法一种施工方法,最早用于俄国金矿开采,后由德国工程师用于煤矿矿井建设获得专利技术趋于成熟,现在已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。
基本原理冻结技术是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,把天然岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下工程的联系,以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌施工的特殊施工技术。
六种常用基坑降水方法基坑降水是保证基础质量的重要步骤,常用的基坑降水方法有多种,如何选用适当的降水方法呢?明沟加集水井降水明沟加集水井降水是一种人工排降法。
它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。
在地下水较丰富地区,若仅单独采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,锚喷网支护施工难度加大。
因此,这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中。
轻型井点降水轻型井点降水适用于基坑面积不大,降低水位不深的场合。
该方法降低水位深度一般在3~6米之间,若要求降水深度大于6米,理论上可以采用多级井点系统,但要求基坑四周外需要足够的空间,以便于放坡或挖槽。
喷射井点降水喷射井点系统能在井点底部产生250毫米水银柱的真空度,其降低水位深度大,一般在8~20米范围。
它适用的土层渗透系数与轻型井点一样,一般为每日0.1~50米。
但其抽水系统和喷射井管很复杂,运行故障率较高,且能量损耗很大,所需费用比其他井点法要高。
电渗井点降水电渗井点适用于渗透系数很小的细颗粒土,如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。
这些土的渗透系数小于每日0.1米,它需要与轻型井点或喷射井点结合应用,其降低水位深度决定于轻型井点或喷射井点。
管井井点降水管井井点适用于渗透系数大的地层,地下水丰富的地层,以及轻型井点不易解决的场合。
每口管井出水流量可达到每小时50~100立方米,土的渗透系数在每日20-200米范围内,这种方法一般用于潜水层降水。
深井井点降水深井井点降水是基坑支护中应用较多的降水方法,它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等。
对于砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度大的场合,一般用轻型井点和喷射井点等方法不能凑效,采用此法最为适宜。
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一、各种井点的选用在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,采用普通的明沟排水方法,常会遇到大量地下涌水,难以排干;当遇粉、细砂层时,还会浮现严重的翻浆、冒泥、流砂现象,不仅使基坑无法挖深,而且还会造成大量水土流失,使边坡失稳或者附近地面浮现塌陷,严重时还会影响邻近建造物的安全。
当遇有此种情况浮现,普通应采用人工降低地下水位的方法施工。
人工降低地下水位,常用的各种井点排水方法,它是在基坑开挖前,沿开挖基坑的四周、或者一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或者管井,以总管连接或者直接与抽水设备连接从中抽水,使地下水位降落到基坑底0.5~1.0m 以下,以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工,非但可避免大量涌水、冒泥、翻浆,而且在粉细砂、粉土地层中开挖基坑时,采用井点法降低地下水位,可防止流砂现象的发生;同时由于土中水分排除后,动水压力减少或者消除,大大提高了边坡的稳定性,边坡可放陡,可减少土方开挖量;此外由于渗流向下,动水压力加强重力,增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实,改善了土的性质;而且,井点降水可大大改善施工操作条件,提高工效,加快工程进度。
但井点降水设备一次性投资较高,运转费用较大,施工中应合格理地布置和适当地安排工期,以减少作业时间,降低排水费用。
井点降水方法的种类有:单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。
可根据土的种类,透水层位置,厚度,土层的渗透系数,水的补给源,井点布置形式,要求降水深度,邻近建造、管线情况,工程特点,场地及设备条件以及施工技术水平等情况,作出技术经济和节能比较后确定,选用一种或者两种,或者井点与明排综合使用,表-1 为各种井点合用的土层渗透系数和降水深度情况,可供选用参考。
各种井点的适用范围表-1注:无砂混凝土管井点、小沉井井点适于土层渗透系数 10~250 m/d ,降水深度 5~10 m 。
基坑5大降水方法及8步施工方案在地下水位较高的地区开挖深基坑,由于含水层被切断,在压差作用下,地下水必然会不断地渗流入基坑。
如不进行基坑降排水工作,将会造成基坑浸水,使现场施工条件变差,地基承载力下降,在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象。
因此,为确保基坑施工安全,需要采取有效的基坑降水方法和降水施工方案。
基坑降水方法1.明沟加集水井降水明沟加集水井降水是一种人工排降法。
它具有施工方便,用具简单,费用低廉的特点,在施工现场应用的最为普遍。
在高水位地区基坑边坡支护工程中,这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助排降水措施,它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。
在地下水较丰富地区,若仅单独采用这种方法降水,由于基坑边坡渗水较多,锚喷网支护时使混凝土喷射难度加大(喷不上),有时加排水管也很难凑效,并且作业面泥泞不堪阻碍施工操作。
因此,这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中,但在低水位地区或土层渗透系数很小及允许放坡的工程中可单独应用。
2.轻型井点降水轻型井点降水(一级轻型井点)是国内应用很广的降水方法,它比其他井点系统施工简单、安全、经济,特别适用于基坑面积不大,降低水位不深的场合。
该方法降低水位深度一般在3-6m之间,若要求降水深度大于6m,理论上可以采用多级井点系统,但要求基坑四周外需要足够的空间,以便于放坡或挖槽,这对于场地受限的基坑支护工程一般是不允许的,故常用的是一级轻型井点系统。
轻型井点适用的土层渗透系数位0.1-50m/d,当土层渗透系数偏小时,需要采用在井点管顶部用粘土封填和保证井点系统各连接部位的气密性等措施,以提高整个井点系统的真空度,才能达到良好的效果。
3.喷射井点降水喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度,其降低水位深度大,一般在8-20m范围。
它适用的土层渗透系数与轻型井点一样,一般为0.1-50m/d。
但其抽水系统和喷射井管很复杂,运行故障率较高,且能量损耗很大,所需费用比其他井点法要高。
1.为何需要进行降水在地下水位较高地区开挖深基坑时,土的含水层被切断,地下水会不断地渗流入基坑内。
为了保证施工的正常进行,防止出现流砂、边坡失稳和地基承载力下降,必须做好基坑的降水工作。
2.喷射井点当基坑开挖所需降水深度超过6m时,一级的轻型井点就难以收到预期的降水效果,这时如果场地许可,可以采用二级甚至多级轻型井点以增加降水深度,达到设计要求。
但是这样一来会增加基坑土方施工工程量、增加降水设备用量并延长工期,二来也扩大了井点降水的影响范围而对环境不利。
为此,可考虑采用喷射井点。
根据工作流体的不同,以压力水作为工作流体的为喷水井点;以压缩空气作为工作流体的是喷气井点,两者的工作原理是相同的。
喷射井点系统主要是由喷射井点、高压水泵(或空气压缩机)和管路系统组成。
如图所示。
喷射井管由内管和外管组成,在内管的下端装有喷射扬水器与滤管相连。
当喷射井点工作时,由地面高压离心水泵供应的高压工作水经过内外管之间的环行空间直达底端,在此处工作流体由特制内管的两侧进水孔至喷嘴喷出,在喷嘴处由于断面突然收缩变小,使工作流体具有极高的流速,(30~60m/s)在喷口附近造成负压(形成真空),将地下水经过滤管吸入,吸入的地下水在混合室与工作水混合,然后进入扩散室,水流在强大压力的作用下把地下水同工作水一同扬升出地面,经排水管道系统排至集水池或水箱,一部分用低压泵排走,另一部分供高压水泵压入井管外管内作为工作水流。
如此循环作业,将地下水不断从井点管中抽走,使地下水渐渐下降,达到设计要求的降水深度。
喷射井点用作深层降水,应用在粉土、极细砂和粉砂中较为适用。
在较粗的砂粒中,由于出水量较大,循环水流就显得不经济,这时宜采用深井泵。
一般一级喷射井点可降低地下位8~20m,甚至20m以上。
3.电渗井点在粘土和粉质粘土中进行基坑开挖施工,由于土体的渗透系数较小,为加速土中水分向井点管中流入,提高降水施工的效果,除了应用真空产生抽吸作用以外,还可加用电渗。
所谓电渗井点,一般与轻型井点或喷射井点结合使用,是利用轻型井点或喷射井点管本身作为阴极,一金属棒(钢筋、钢管、铝棒等)作为阳极。
通入直流电(采用直流发电机或直流电焊机)后,带有负电荷的土粒即向阳极移动(即电泳作用),而带有正电荷的水则向阴极方向集中,产生电渗现象。
在电渗与井点管内的真空双重用下,强制粘土中的水由井点管快速排出,井点管连续抽水,从而地下水位渐渐降低。
因此,对于渗透系数较小(小于0.1m/d)的饱和粘土,特别是淤泥荷淤泥质粘土,单纯利用井点系统的真空产生的抽吸作用可能较难降水从土体中抽出排走,利用粘土的电渗现象和电泳作用特性,一方面加速土体固结,增加土体强度,另一方面也可以达到较好的降水效果。
电渗井点的原理可参见图。
4.管井井点对于渗透系数为20~200m/d且地下水丰富的土层、砂层,用明排水造成土颗粒大量流失,引起边坡塌方,用轻型井点难以满足排降水的要求。
这时候可采用管井井点。
管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,或在坑内降水时每一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽取管井内的水来降低地下水位。
管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点,降水深度3~5m,可代替多组轻型井点作用。
井点构造与设备如图5.深井井点对于渗透系数大、涌水量大、降水较深的不砂类土,及用其它井点降水不易解决的深层降水,可采用深井井点系统。
深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基坑的井管,使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出,使地下水位底于坑底。
本法具有排水量大,降水深(可达50m),不受吸程限制,排水效果好;井距大,对平面布置的干扰小;可用于各种情况,不受土层限制;成孔(打井)用人工或机械均可,较易于解决;井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单,施工速度快;如果井点管采用钢管、塑料管,可以整根拔出重复使用等优点;但一次性投资大,成孔质量要求严格;降水完毕,井管拔出较困难。
适用于渗透系数较大(10~250m/d),土质为砂类土,地下水丰富,降水深,面积大,时间长的情况,对在有流砂和重复挖填土方区使用,效果尤佳。
井点系统设备由深井、井管和潜水水泵等组成,如图。
6.排水沟常用截面基坑(槽)排水沟常用截面表5000-100007.排水沟和集水井的具体设置四周的排水沟和集水井应设置在拟建建筑基础边以外净距0.4m处,并设在地下水走向的上游。
排水沟的深度为0.3~0.4m,沟底宽度不小于0.3m,坡度为0.1%~0.5%。
排水沟边缘层离开边坡坡脚不少于0.3m。
8.基坑较深时,多采用明沟的设置当基础较深且地下水位较高以及多层土中上部都有深水性较强的土层时,可在基坑边坡上设置多层明沟,分层排除上部土中的地下水,以避免上层地下水流出冲刷土的边坡造成塌方。
9. 井点降水在基坑施工时的意义基坑开挖施工与降水基坑的开挖施工,无论是采用支护体系的垂直开挖还是放坡开挖,如果施工地区的地下水位较高,都将涉及到地下水对基坑施工的影响这一问题。
当开挖施工的开挖面低于地下水位时,土体的含水层被切断,地下水便会从坑外或坑底不断地渗入基坑内,另外在基坑开挖期间由于下雨或其它原因,可能会在基坑内造成滞留水,这样会使坑底地基土强度降低,压缩性增大。
这样一来,从基坑开挖施工的安全角度出发,对于采用支护体系的垂直开挖,坑内被动区土体由于含水量增加导致强度、刚度降低,对控制支护体系的稳定性、强度和变形都是十分不利的;对于放坡开挖来讲,也增加了边坡失稳和产生流砂的可能性。
从施工角度出发,在地下水位以下进行开挖,坑内滞留水一方面增加了土方开挖施工的难度,另一方面也使地下主体结构的施工难以顺利进行。
而且在水的浸泡下,地基土的强度大大降低,也影响了其承载力。
因此,为保证深基坑工程开挖施工的顺利进行,同时保证地下主体结构施工的正常进行以及地基土的强度不遭受损失,一方面在地下水位较高的地区,当开挖面低于地下水位时,需采取降低地下水位的措施;另一方面基坑开挖期间坑内需采取排水措施以排出坑内滞留水,使基坑处于干燥的状态,以利于施工。
10. 引发流砂的因素根据常发生流砂地区的工程实践及土工分析,可发现引起流砂的因素大致有:1).主要外因取决于水力坡度的大小,即该地区地下水位越高,基坑挖深越大,水力压力差越大,越容易产生流砂现象;2).土的颗粒组成中粘土含量小于10%,而粉砂含量大于75%;3).土的不均匀系数D60/D10<5(式中D60为限定颗粒,即小于某粒径的土粒重量计百分数为60%时;D10为有效粒径,即小于某粒径的土粒重量计百分数为10%时)。
易发生流砂地区取得不均匀系数的值在1.6~3.2之间;4).土的含水量大于30%;5).土的空隙率大于43%;6).在粘性土中有砂夹层的地质构造中,砂质粉土或砂层的厚度大于250mm。
11. 流砂防范措施防范流砂的措施防范流砂现象的产生,可根据其产生机理从两方面入手:一方面可以通过减小水位差,另一方面可以通过增加地下水的渗流路线,从而减小其水力坡度,达到防范流砂的目的。
在具体施工时,可以采取降水或设置挡水帷幕等措施。
1).降水根据开挖工程的具体情况,包括工程性质、开挖深度、土质条件等,并综合考虑经济等因素而采取相适应的降水方法。
开挖深度较浅的基坑(H≤6m)可采取用普通轻型井点;深基坑(H>6m)可考虑采用喷射井点、深井井点等井点降水措施,也可以结合基坑的平面形状及周围环境条件,采用多级轻型井点或综合多种井点降水方式以达到经济合理的降水效果。
2).挡水帷幕挡水帷幕的作用为加长地下水渗流路线,以阻止或限制地下水渗流到基坑中去。
常用挡水帷幕的种类主要包括:(1)钢板桩钢板桩作为挡水帷幕的有效程度取决于板桩之间的止口锁合程度及钢板桩的长度。
一般在板缝间易漏水,因此钢板桩挡水帷幕只能阻挡较大水流,水中小工程的施工,可在四周打设钢板桩,进行水下挖土然后水下浇筑混凝土以止水,而水下混凝土封闭必须能承受上升的压力。
对于一般基坑工程还需结合降水或其它挡水措施以增强挡水效果。
(2)水泥搅拌桩水泥搅拌桩相互搭接形成挡水帷幕是近年来常用的挡水措施。
水泥搅拌桩桩身1渗流系数极小,可以达到较好的挡水效果。
当水泥搅拌桩间搭接处间断施工时,可能会造成搭接处结合不严密而漏水,这可以通过合理组织施工或采取局部注浆措施来进行防治。
(3)地下连续墙地下连续墙墙身为钢筋混凝土,挡水效果好,我国首次应用地下连续墙便是作为水库截水防渗之用。
但地下连续墙造价昂贵,作为挡水帷幕使用一般仅在超大型重要工程中采用,在基坑工程中地下连续墙一般作为支护墙体,同时起到挡水的作用。
在地下连续墙用于挡水时需要注意其槽段间接头处的质量以防止漏水,必要时可采取局部注浆措施以加强挡水效果。
(4)注浆挡水帷幕沿基坑边采用压密注浆形成密闭挡水帷幕可起到截流地下水以防止流砂的目的。
注浆材料可以采用水泥浆或化学浆液,常用的有:水泥和水;水泥、膨润土、减少表面张力的粘合剂和水;硅胶、Am-9、丙凝等。
(5)冻结法采用冻结法将基坑周围或坑底土体一定范围内地下水冻结,一方面起到加固土体,同时作为支护的作用,另一方面达到挡水以防流砂的目的。
12. 轻型井点管沉设采用水冲法时冲孔所需的水流压力在沉设井点时,冲孔是保证质量的重要的一环。
冲孔时水压力不宜过大或过小。
另外当冲孔达到设计深度时,需尽快减低水压。
下表为一般情况下冲孔时的冲水压力。
冲孔所需的水压力13.套管法井管埋设为保证施工时井点周围滤砂层的质量设计要求,可采用套管法施工。
施工时用吊车先将套管就位,然后开泵冲孔,当套管下沉时,渐渐加大高压水泵的压力,必须控制下沉速度。
在上海地区,当工作水压力为0.8MPa时,下沉速度控制在0.3~0.8m/min,遇见粘土层时,套管要缓慢起落冲沉,一加大冲击面。
有时,为加速下沉,应将工作水压力提高1.2~1.5MPa。
当冲孔深度达到设计标高时,需继续冲洗一段时间,根据土质情况可以减小工作水压力或维持原来的水压力。
在井点未放入套管以前,先倒入少量砂,其作用为带泥砂沉淀并防止井点插入粘土中,一般孔深比井点埋设标高深1m左右,然后再将井点防入套管内,砂分2~3次填完,最后拔出套管。
如一次填到设计标高,井点易被挤在套管内,此时则可以应用振动器助拔套管,否则在套管提升时会将井点一起带出,井点就会高出设计标高。
为使井点处于中间位置,在滤管顶部可利用3根钢筋制成的定位导向器,放入时向外伸张,井点拔出时可收紧。
14.射水法井管沉设利用射水法进行井点管的埋设就是在井点管下安装射水或滤管,在地面挖小坑,将射水或井点管插入后,下有射水球阀,上接可旋动节管和高压胶管、水泵等。
利用高压水在井管下端冲刷土体,使井点管下沉。