施工排水及地基處理PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 施工排水及地基處理施工排水及地基處理 2 排水溝的斷面尺寸，應(yīng)根據(jù)地下水量及溝槽的大小來決定，一般排水溝的底寬不小于0.3m，排水溝深應(yīng)大于0.3m，排水溝的縱向坡度不應(yīng)小于1%5%,且坡向集水井.若在穩(wěn)定性較差的土壤中，可在排水溝內(nèi)埋設(shè)多孔排水管，并在周圍鋪卵石或碎石加固，也可在排水溝內(nèi)設(shè)支撐。集水井一般設(shè)在管線一側(cè)或設(shè)在低洼處，以減少集水井土方開挖量；為便于集水井集水，應(yīng)設(shè)在地下水來水方向上游的坑(槽)一側(cè)，同時在基礎(chǔ)范圍以外。通常集水井距坑(槽)底應(yīng)有12m的距離。 集水井直徑或?qū)挾?，一般?.70.8m，集水井底與排水溝底應(yīng)有一定的高差，一般開挖過程中集水井底始終低于排水溝底

2、0.71.0m，當(dāng)坑(槽)挖至設(shè)計標(biāo)高后，集水井底應(yīng)低于排水溝底12m。 第一節(jié) 明溝排水 第1頁/共31頁 3 一、明溝排水 坑(槽)開挖時，為排除滲入坑(槽)的地下水和流入坑(槽)內(nèi)的地面水，一般可采用明溝排水。 明溝排水是將流入坑(槽)內(nèi)的水，經(jīng)排水溝將水匯集到集水井，然后用水泵抽走的排水方法，如圖2-1所示。 明溝法排水通常是當(dāng)坑(槽)開挖到接近地下水位時，先在坑(槽)中央開挖排水溝，使地下水不斷地流入排水溝，再開挖排水溝兩側(cè)土。如此一層層挖下去，直至挖到接近槽底設(shè)計高程時，將排水溝移至溝槽一側(cè)或兩側(cè)。開挖過程，如圖2-2所示 第一節(jié) 明溝排水 第2頁/共31頁 4 第一節(jié) 明溝排水

3、第3頁/共31頁 5 集水井間距應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、地下水量及水泵的抽水能力確定，一般間隔50150m設(shè)置一個集水井。一般都在開挖坑(槽)之前就已挖好。 目前主要是用人工開挖集水井，為防止開挖時或開挖后集水井井壁的塌方，須進(jìn)行加固。 當(dāng)土質(zhì)較好時，地下不量不大的情況下，通常采用木框法加固。 當(dāng)土質(zhì)不穩(wěn)定,地下水量較大的情況下，通常先打入一圈至井底以下約0.5m的板樁加固。也可以采用混凝土管下沉法。 集水井井底還需鋪墊約0.3m厚的卵石或碎石組成反濾層，以免從井底涌入大量泥砂造成集水井周圍地面塌陷。 第一節(jié) 明溝排水 第4頁/共31頁 6 為保證集水井附近的槽底穩(wěn)定，集水井與槽底有一定距離，在坑(槽)與

4、集水井間設(shè)進(jìn)水口，進(jìn)水口的寬度一般為11.2m。為了保證進(jìn)水口的堅固，應(yīng)采用木板、竹板支撐。 排水溝、進(jìn)水口需要經(jīng)常疏通，集水井需要經(jīng)常清除井底的積泥，保持必要的存水深度以保證水泵的正常工作。 明溝排水是一種常用的簡易的降水方法，適用于少量地下水的排除，以及槽內(nèi)的地表水和雨水的排除。對軟土或土層中含有細(xì)砂、粉砂或淤泥層，不宜采用這種方法。 第一節(jié) 明溝排水 第5頁/共31頁 7 人工降低地下水位排水就是在含水層中布設(shè)井點(diǎn)進(jìn)行抽水，地下水位下降后形成降落漏斗。如果坑(槽)底位于降落漏斗以上，就基本消除了地下水對施工的影響。地下水位是在坑（槽）開挖前預(yù)先降落的,并維持到坑(槽)土方回填，如圖2-3

5、所示。 人工降低地下水位一般有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)等方法。本節(jié)主要闡述輕型井點(diǎn)降低地下水位。各類井點(diǎn)適用范圍見表2-3。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第6頁/共31頁 8 各種井點(diǎn)的適用范圍 表2-3 第二節(jié) 人工降低地下水位 井點(diǎn)類型井點(diǎn)類型滲透系數(shù)（滲透系數(shù)（m/dm/d）降低水位深度（降低水位深度（m m） 單層輕型井點(diǎn)單層輕型井點(diǎn)0.10.150503 36 6 多層輕型井點(diǎn)多層輕型井點(diǎn)0.10.150506 61212 噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn)0.10.120208 82020 電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)0.10.1根據(jù)選用的井點(diǎn)確定根據(jù)選用的井點(diǎn)確定 管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)202

6、0200200根據(jù)選用的水泵確定根據(jù)選用的水泵確定 深井井點(diǎn)深井井點(diǎn)10102502501515 第7頁/共31頁 9 一、輕型井點(diǎn) 輕型井點(diǎn)又分為單層輕型井點(diǎn)和多層輕型井點(diǎn)兩種。 單層輕型井點(diǎn)適用于粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂等，滲透系數(shù)為0.150m/d，降深小于6 m。多層輕型井點(diǎn)適用滲透系數(shù)0.150m/d，降深為612m。輕型井點(diǎn)降水效果顯著，應(yīng)用廣泛，并有成套設(shè)備可選用。 （一）輕型井點(diǎn)的組成 輕型井點(diǎn)由濾水管、井管、彎聯(lián)管、總管和抽水設(shè)備所組成，如圖2-4所示。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第8頁/共31頁 10 第二節(jié) 人工降低地下水位 第9頁/共31頁 11 (二) 輕型井點(diǎn)設(shè)計 輕

7、型井點(diǎn)的設(shè)計包括：平面布置，高程布置，涌水量計算，井點(diǎn)管的數(shù)量、間距和抽水設(shè)備的確定等。井點(diǎn)計算由于受水文地質(zhì)和井點(diǎn)設(shè)備等諸多因素的影響，所計算的結(jié)果只是近似數(shù)值，對重要工程，其計算結(jié)果必須經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)近行修正。 1.輕型井點(diǎn)布置 總的布置原則是所有需降水的范圍都包括在井點(diǎn)圍圈內(nèi)，若在主要構(gòu)造物基坑附近有一些小面積的附屬構(gòu)筑物基坑，應(yīng)將這些小面積的基坑包括在內(nèi)。井點(diǎn)布置分為平面布置和高程布置。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第10頁/共31頁 12 （1）平面布置 根據(jù)基坑平面形狀與大小，土質(zhì)和地下水的流向，降低地下水的深度等要求而定。當(dāng)溝槽寬小于2.5 m，降水深小于4.5 m，可采用單排線狀井

8、點(diǎn)，如圖2-8所示，布置在地下水流的上游一側(cè)；當(dāng)基坑或溝槽寬度較大，或土質(zhì)不良，滲透系數(shù)較大時，可采用雙排線狀井點(diǎn)，如圖2-9所示，當(dāng)基坑面積較大時，應(yīng)用環(huán)形井點(diǎn)如圖2-10所示，挖土運(yùn)輸設(shè)備出入道路處可不封閉。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第11頁/共31頁 13 第二節(jié) 人工降低地下水位 第12頁/共31頁 14 1）井點(diǎn)的布置 井點(diǎn)應(yīng)布置在坑（槽）上口邊緣外1.01.5m，布置過近，影響施工進(jìn)行，而且可能使空氣從坑（槽）壁進(jìn)入井點(diǎn)系統(tǒng)，使抽水系統(tǒng)真空破壞，影響正常運(yùn)行。 井點(diǎn)的埋設(shè)深度應(yīng)滿足降水深度要求。 2）總管布置 為提高井點(diǎn)系統(tǒng)的降水深度，總管的設(shè)置高程應(yīng)盡可能接近地下水位，并應(yīng)以1

9、2的坡度坡向抽水設(shè)備，當(dāng)環(huán)圍井點(diǎn)采用多個抽水設(shè)備時，應(yīng)在每個抽水設(shè)備所負(fù)擔(dān)總管長度分界處設(shè)閥門將總管分段，以便分組工作。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第13頁/共31頁 15 3）抽水設(shè)備的布置 抽水設(shè)備通常布置在總管的一端或中部，水泵進(jìn)水管的軸線盡量與地下水位接近，常與總管在同一標(biāo)高上，水泵軸線不低于原地下水位以上0.5-0.8m。 4）觀察井的布置 為了了解降水范圍內(nèi)的水位降落情況，應(yīng)在降水范圍內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的觀察井，觀察井的位置及數(shù)量視現(xiàn)場的實(shí)際情況而定，一般設(shè)在基坑中心，總管末端，局部挖深處等位置。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第14頁/共31頁 16 （2）高程布置 井點(diǎn)管的埋設(shè)深度應(yīng)根

10、據(jù)降水深度，儲水層所在位置，集水總管的高程 等決定，但必須將濾管埋入儲水層內(nèi)，并且比所挖基坑或溝槽底深0.9 1.2m。集水總管標(biāo)高應(yīng)盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0.25 0.5的上仰坡度，水泵軸心與總管齊平。 井點(diǎn)管埋深可按下式計算，如圖2-11所示。 H=H1+h+iL+l （2-4） 式中：H-井點(diǎn)管埋置深度（m）； H1-井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底面的距離(m)； h-降水后地下水位至基坑底面的安全距離(m)，一般為0.51m； i-水力坡度，與土層滲透系數(shù)，地下水流量等因素有關(guān)，根據(jù)揚(yáng)水試驗(yàn) 和工程實(shí)測確定。對環(huán)狀或雙排井點(diǎn)可取1/101/15；對單排線狀井點(diǎn)可 取1/4；環(huán)狀井點(diǎn)

11、外取1/81/10； L-井點(diǎn)管中心至最不利點(diǎn)（溝槽內(nèi)底邊緣或基坑中心）的水平距離 （m）； l-濾管長度（m）。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第15頁/共31頁 17 井點(diǎn)露出地面高度,一般取0.20.3m。 輕型井點(diǎn)的降水深度以不超過6m為宜。如求出的H值大于6m，則應(yīng)降 低井點(diǎn)管和抽水設(shè)備的埋置面，如果仍達(dá)不到降水深度的要求，可采用二 級井點(diǎn)或多級井點(diǎn)，如圖2-12所示。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)。兩級井點(diǎn)降水深度遞 減0.5m左右。布置平臺寬度一般為1.01.5m。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第16頁/共31頁 18 （三）輕型井點(diǎn)施工、運(yùn)行及拆除 輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的安裝順序是:測量定位；敷設(shè)集水總管；沖

12、孔；沉放 井點(diǎn)管；填濾料；用彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與集水總管相連；安裝抽水設(shè)備；試 抽。 井點(diǎn)管埋設(shè)有射水法套管法沖孔或鉆孔法。 井點(diǎn)系統(tǒng)使用過程中，應(yīng)繼續(xù)觀察出水是否澄清，并應(yīng)隨時做好降水 記錄。 井點(diǎn)系統(tǒng)使用過程中，應(yīng)經(jīng)常觀測系統(tǒng)的真空度，一般不應(yīng)低于55.3 66.7kpa，若出現(xiàn)管路漏氣，水中含砂較多等現(xiàn)象時，應(yīng)及早檢查，排 除故障，保證井點(diǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 坑(槽)內(nèi)的施工過程全部完畢并在回填土后，方可拆除井點(diǎn)系統(tǒng)，拆 除工作是在抽水設(shè)備停止工作后進(jìn)行，井管常用起重機(jī)或吊鏈將井管拔出 。當(dāng)井管拔出困難時，可用高壓水進(jìn)行沖刷后再拔。拆除后的濾水管井 管等應(yīng)及時進(jìn)行保養(yǎng)檢修，存放指定地點(diǎn)，以備下

13、次使用。井孔應(yīng)用砂或 土填塞，應(yīng)保證填土的最大干密度滿足要求。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第17頁/共31頁 19 二、噴射井點(diǎn) 工程上，當(dāng)坑(槽)開挖較深，降水深度大于6.0 m時，單層輕型井點(diǎn)系統(tǒng)不能滿足要求時，可采用多層輕型井點(diǎn)系統(tǒng)，但是多層輕型井點(diǎn)系統(tǒng)存在著設(shè)備多、施工復(fù)雜、工期長等缺點(diǎn)，此時，宜采用噴射井點(diǎn)降水。降水深度可達(dá)8-12 m。在滲透系數(shù)為3-20 m/D的砂土中應(yīng)用本法最為有效。滲透系數(shù)為0.1-3 m/D的粉砂淤泥質(zhì)土中效果也較顯著。 1.噴射井點(diǎn)布置 噴射井點(diǎn)的平面布置，當(dāng)基坑寬小于10 m時，井點(diǎn)可作單排布置；當(dāng)大于10m時，可作雙排布置；當(dāng)基坑面積較大時，宜采用環(huán)

14、形布置 . 第二節(jié) 人工降低地下水位 第18頁/共31頁 20 三、電滲井點(diǎn) 在飽和粘土或含有大量粘土顆粒的砂性土中，土分子引力很大，滲透性較差，采用重力或真空作用的一般輕型井點(diǎn)排水，效果很差。此時，宜采用電滲井點(diǎn)降水。 電滲井點(diǎn)適用滲透系數(shù)小于0.1 m/d的土層中。 （一）電滲井點(diǎn)的原理 電滲井點(diǎn)的基本原理就是根據(jù)膠體化學(xué)的雙電層理論，在含水的細(xì)土顆粒中，插入正負(fù)電極并通以直流電后，土顆粒即自負(fù)極向正極移動，水自正極向負(fù)極移動，這樣把井點(diǎn)沿坑槽外圍埋入含水層中，做為負(fù)極，導(dǎo)致弱滲水層中的粘滯水移向井點(diǎn)中，然后用抽水設(shè)備將水排除，以使地下水位下降。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第19頁/共31

15、頁 21 四、管井井點(diǎn) 管井適用于中砂、粗砂、礫砂、礫石等滲透系數(shù)為1200 m /d地下水豐富的土、砂層或輕型井點(diǎn)不易解決的地方。 管井井點(diǎn)排水量大，降水深，可以沿基坑或溝槽的一側(cè)或兩側(cè)作直線布置，也可沿基坑外圍四周呈環(huán)狀布設(shè)。井中心距基坑邊緣的距離為:采用沖擊式鉆孔用泥漿護(hù)壁時為0.51 m；采用套管法時不小于3m。管井埋設(shè)的深度與間距，根據(jù)降水面積、深度及含水層的滲透系數(shù)等而定，最大埋深可達(dá)10余m，間距1050m。 五、深井井點(diǎn) 當(dāng)土的滲透系數(shù)大于20200m/d，地下水比較豐富的土層或砂層，要求地下水位降深較大時，宜采用深井井點(diǎn)。 第二節(jié) 人工降低地下水位 第20頁/共31頁 22

16、在工程上，無論是給水排水構(gòu)筑物，還是給水排水管道，其荷載都作用于地基土上，導(dǎo)致地基土產(chǎn)生附加應(yīng)力，附加應(yīng)力引起地基土的沉降，沉降量取決于土的孔隙率和附加應(yīng)力的大小。在荷載作用下，若同一高度的地基各點(diǎn)沉降量相同，這種沉降稱為均勻沉降；反之，稱為不均勻沉降。無論是均勻沉降，還是不均勻沉降都有一個容許范圍值，稱為極限均勻沉降量和最大不均勻沉降量。當(dāng)沉降量在允許范圍內(nèi)，構(gòu)筑物才能穩(wěn)定安全，否則，結(jié)構(gòu)就會失去穩(wěn)定或遭到破壞。 第三節(jié) 地基處理 第21頁/共31頁 23 地基在構(gòu)筑物荷載作用下，不會因地基土產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土的抗剪強(qiáng)度而導(dǎo)致地基和構(gòu)筑物破壞的承載力稱為地基容許承載力。因此，地基應(yīng)同時滿足容

17、許沉降量和容許承載力的要求，如不滿足時，則采取相應(yīng)措施對地基土加固處理，地基處理的目的是: 1、改善土的剪切性能，提高抗剪強(qiáng)度。 2、降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降或不均勻沉降。 3、改善土的透水性，起著截水、防滲的作用。 4、改善土的動力特性，防止砂土液化。 5、改善特殊土的不良地基特性(主要是指消除或減少濕陷性和膨脹土的脹縮性等)。 地基處理的方法有換土墊層、碾壓夯實(shí)、擠密振實(shí)、排水固結(jié)和注漿液加固等五類。各類方法及其原理與作用，參見表2-10。 第三節(jié) 地基處理 第22頁/共31頁 24 第三節(jié) 地基處理 分分 類類處理方法處理方法原理及作用原理及作用適用范圍適用范圍 換換 土土 墊

18、墊 層層 素土墊層素土墊層 砂墊層砂墊層 碎石墊層碎石墊層 挖除淺層軟土，用砂、石等強(qiáng)度較高的土料代挖除淺層軟土，用砂、石等強(qiáng)度較高的土料代 替，以提高持力層土的承載力，減少部分沉降替，以提高持力層土的承載力，減少部分沉降 量；消除或部分消除土的濕陷性脹縮性及防止量；消除或部分消除土的濕陷性脹縮性及防止 土的凍脹作用；改善土的抗液化性能土的凍脹作用；改善土的抗液化性能 適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷 性黃土地基（只能用灰土墊層）、性黃土地基（只能用灰土墊層）、 膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基 擠擠 密密 振振 實(shí)實(shí) 砂樁擠密法砂樁擠密法 灰土

19、樁擠密法灰土樁擠密法 石灰樁擠密法石灰樁擠密法 振沖法振沖法 通過擠密法或震動使深層土密實(shí)，并在振動擠通過擠密法或震動使深層土密實(shí)，并在振動擠 壓過程中，回填砂、石等材料，形成砂樁或碎壓過程中，回填砂、石等材料，形成砂樁或碎 石樁，與樁周土一起組成復(fù)合地基，從而提高石樁，與樁周土一起組成復(fù)合地基，從而提高 地基承載力，減少沉降量地基承載力，減少沉降量 適用于處理砂土粉土或部分粘土顆適用于處理砂土粉土或部分粘土顆 粒含量不高的粘性土粒含量不高的粘性土 碾碾 壓壓 夯夯 實(shí)實(shí) 機(jī)械碾壓法機(jī)械碾壓法 震動壓法震動壓法 重錘夯實(shí)法重錘夯實(shí)法 強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法 通過機(jī)械壓或夯擊壓實(shí)土的表層，強(qiáng)夯法則利通過機(jī)

20、械壓或夯擊壓實(shí)土的表層，強(qiáng)夯法則利 用強(qiáng)大的夯擊，能迫使深層土液化和動力固結(jié)用強(qiáng)大的夯擊，能迫使深層土液化和動力固結(jié) 而密實(shí)，從而提高地基的強(qiáng)度，減少部分沉降而密實(shí)，從而提高地基的強(qiáng)度，減少部分沉降 量，消除或部分消除黃土的濕陷性，改善土的量，消除或部分消除黃土的濕陷性，改善土的 抗液化性能抗液化性能 一般是用于砂土、含水量不高的粘一般是用于砂土、含水量不高的粘 性土及填土地基。強(qiáng)夯法應(yīng)注意其性土及填土地基。強(qiáng)夯法應(yīng)注意其 震動對附近（約震動對附近（約30m30m內(nèi)）建筑物的內(nèi)）建筑物的 影響影響 排排 水水 固固 結(jié)結(jié) 堆載頂壓法堆載頂壓法 砂井堆載頂壓法砂井堆載頂壓法 排水紙板法排水紙板法

21、 井點(diǎn)降水頂壓法井點(diǎn)降水頂壓法 通過改善地基的排水條件和施加頂壓荷載，加通過改善地基的排水條件和施加頂壓荷載，加 速地基的固結(jié)和強(qiáng)度增長，提高地基的強(qiáng)度和速地基的固結(jié)和強(qiáng)度增長，提高地基的強(qiáng)度和 穩(wěn)定性，并使基礎(chǔ)沉降提前完成穩(wěn)定性，并使基礎(chǔ)沉降提前完成 適用于處理厚度較大的飽和軟土層適用于處理厚度較大的飽和軟土層 ，但需要具有頂壓的荷載和時間，但需要具有頂壓的荷載和時間， 對于厚的泥炭層則要慎重對待對于厚的泥炭層則要慎重對待 漿漿 液液 加加 固固 硅化法硅化法 旋噴法旋噴法 堿液加固法堿液加固法 水泥灌漿法水泥灌漿法 深層攪拌法深層攪拌法 通過注入水泥、化學(xué)漿液、將土粒粘結(jié)；或通通過注入水泥

22、、化學(xué)漿液、將土粒粘結(jié)；或通 過化學(xué)作用機(jī)械拌和等方法，改善土的性質(zhì)，過化學(xué)作用機(jī)械拌和等方法，改善土的性質(zhì)， 提高地基承載力提高地基承載力 適用于處理砂土、粘性土、粉土、適用于處理砂土、粘性土、粉土、 濕陷性黃土等地基，特別是用于對濕陷性黃土等地基，特別是用于對 已建成的工程地基事故處理已建成的工程地基事故處理 第23頁/共31頁 25 一、換土墊層 換土墊層是一種直接置換地基持力層軟弱土的處理方法.施工時將基 底下一定深度的軟弱土層挖除,分層填回砂、石、灰土等材料,并加以夯實(shí) 振密.換土墊層是一種較簡易的淺層地基處理方法,在各地得到廣泛應(yīng)用. （一）素土墊層 素土墊層一般適用于處理濕陷性黃

23、土和雜填土地基. 素土墊層是先挖去基礎(chǔ)下的部分土層或全部軟弱土層,然后分層回填, 分層夯實(shí)素土而成。 （二）砂和砂石墊層 砂和砂石墊層適用于處理在坑(槽)底有地下水或地基土的含水量較大 的粘性土地基。 （三）灰土墊層 灰土墊層是用石灰和粘性土拌合均勻，然后分層夯實(shí)而成。適用于一 般粘性土地基加固或挖深超過15cm時或地基擾動深度小于1.0m等，該種 方法施工簡單、取材方便、費(fèi)用較低。 第三節(jié) 地基處理 第24頁/共31頁 26 二碾壓與夯實(shí) (1)機(jī)械碾壓 機(jī)械碾壓法采用壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾或其它壓實(shí)機(jī)械來壓實(shí)松散土，常用于大面積填土的壓實(shí)和雜填土地基的處理。 (2)重錘夯實(shí)法 重錘夯實(shí)法是利用移動式起重機(jī)懸吊夯錘至一定高度后，自由下落，夯實(shí)地基。適用于地下水位0.8m上稍濕的粘性土，砂土、濕陷性黃土、雜填土等地基加固。 (3)