土方工程施工土方开挖课件.ppt

1、土方开挖土方开挖 1 土方开挖土方开挖 2 土壁支护土壁支护 3 施工排水施工排水 4 流砂的防治流砂的防治第第1 1章章 土方工程土方工程1 土方开挖土方开挖 踏勘现场；踏勘现场； 熟悉图纸、编制施工方案；熟悉图纸、编制施工方案； 清除现场障碍物，平整施工场地清除现场障碍物，平整施工场地, ,进行进行地下墓探，设置排水降水设施；地下墓探，设置排水降水设施； 永久性控制坐标和水准点的引测永久性控制坐标和水准点的引测, ,建立建立测量控制网，设置方格网、控制桩等；测量控制网，设置方格网、控制桩等； 搭设临时设施、修筑施工道路；搭设临时设施、修筑施工道路； 施工机具、用料准备。施工机具、用料准备。

2、1.1 土方施工准备工作土方施工准备工作第第2 2讲讲 土方开挖土方开挖共共60页页 第第1页页踏勘现场踏勘现场 编制方案编制方案 场地清表场地清表 场地测量场地测量1.2 边坡开挖边坡开挖 场地边坡开挖应采场地边坡开挖应采取沿等高线取沿等高线自上而下自上而下、分层、分段分层、分段依次进行。依次进行。 在边坡上采取在边坡上采取多台多台阶阶同时进行开挖时，上同时进行开挖时，上台阶应比下台阶台阶应比下台阶开挖进开挖进深不少于深不少于30m，以防塌，以防塌方方。1 1 土方开挖土方开挖 边坡台阶开挖，应作成一定边坡台阶开挖，应作成一定坡势坡势以利以利泄水泄水。边坡下部设有。边坡下部设有护护脚矮墙脚矮

3、墙及及排水沟排水沟时，在边坡修完后，应立即进行护脚矮墙和排水时，在边坡修完后，应立即进行护脚矮墙和排水沟的沟的砌筑和疏通砌筑和疏通，以保证，以保证坡面不被冲刷坡面不被冲刷和和坡脚范围内不积水坡脚范围内不积水。土方工程的多台阶开挖土方工程的多台阶开挖共共60页页 第第2页页2 土壁支护土壁支护 边坡过陡；边坡过陡； 雨水、地下水渗入基坑雨水、地下水渗入基坑； 基坑上口边缘堆载过大基坑上口边缘堆载过大； 土方开挖顺序、方法未土方开挖顺序、方法未遵守遵守“从上至下、分层开挖；开从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖槽支撑、先撑后挖”的原则。的原则。2.1 造成土壁塌方的原因造成土壁塌方的原因第第2

4、2讲讲 土方开挖土方开挖共共60页页 第第7页页基坑塌方基坑塌方 抢险救人抢险救人 挖填高度挖填高度高度大则坡度系数大，高度小则坡度系高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；数小，甚至不放坡； 土的工程性质土的工程性质土的类别、含水量，有无地下水等土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小； 施工的特点施工的特点坡顶是否有荷载？施工期长短？施工坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？季节？ 人工作业还是机械作业？

5、人工作业还是机械作业？2.2 防治塌方的措施防治塌方的措施2.2.1 放足边坡放足边坡尤其是有动荷载尤其是有动荷载2 2 土壁支护土壁支护共共60页页 第第8页页2.2.2 土壁支护土壁支护 为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。能放坡时，则可设置土壁支撑。2.2 2.2 防治塌方的措施防治塌方的措施 基槽支护基槽支护 基基( (沟沟) ) 槽开挖一般采用槽开挖一般采用横横撑式土壁支撑撑式土壁支撑。根据挡土板的不。根据挡土板的不同，分为同，分为水平挡土板水平挡土板及及垂直挡土垂直挡土板板两类。前者挡土板的布置又分两类。前者挡

6、土板的布置又分为为间断式间断式和和连续式连续式两种。湿度小两种。湿度小的粘性土挖土深度小于的粘性土挖土深度小于3m时，时，可用间断式水平挡土板支撑；可用间断式水平挡土板支撑；共共60页页 第第9页页间断式水平挡土板支撑间断式水平挡土板支撑 对松散、湿度大的土可用对松散、湿度大的土可用连连续式水平挡土板支撑续式水平挡土板支撑，挖土深度，挖土深度可达可达5m。对。对松散和湿度很高的松散和湿度很高的土土可用可用垂直挡土板式支撑垂直挡土板式支撑，其挖，其挖土深度不限。土深度不限。2.2 2.2 防治塌方的措施防治塌方的措施连续式水平挡土板支撑连续式水平挡土板支撑共共60页页 第第10页页垂直挡土板式支

7、撑垂直挡土板式支撑 一般基坑的支护方法一般基坑的支护方法 一般基坑的支护方法有：一般基坑的支护方法有：斜柱支撑法、锚拉支撑法、斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法等，施工时按等，施工时按适用条件进行选择。适用条件进行选择。 简易支护简易支护2.2 2.2 防治塌方的措施防治塌方的措施用用共共60页页 第第11页页 先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。板内侧填土夯实。 斜柱支撑斜柱支撑 锚拉锚拉支撑支撑 先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩先沿基坑边

8、缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。，挡土板内侧填土夯实。2.2 2.2 防治塌方的措施防治塌方的措施适用于深度不大的适用于深度不大的大型基坑或机械挖大型基坑或机械挖土时使用土时使用适用于深度不大的大型适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能基坑或用机械挖土不能安设横（斜）撑时使用安设横（斜）撑时使用共共60页页 第第12页页2.2.3 做好施工排水做好施工排水 防止流砂防止流砂施工排水的内容将在第施工排水的内容将在第3节专门讨论。节专门讨论。 对可能产生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并应遵循对可能产生滑坡的地段，不宜在雨期

9、挖方，并应遵循先先整治后开挖整治后开挖和和由上至下的开挖顺序由上至下的开挖顺序，严禁先切除坡脚或在滑严禁先切除坡脚或在滑坡体上弃土坡体上弃土。2.2.4 完善施工技术措施完善施工技术措施 应根据挖方深度、应根据挖方深度、边坡高度和土的类别确边坡高度和土的类别确定定挖方上边缘至土堆坡挖方上边缘至土堆坡脚的距离脚的距离，当土质干燥，当土质干燥密实时不小于密实时不小于3m，当土，当土质松软时不小于质松软时不小于5m。坡顶堆土的最小距离坡顶堆土的最小距离共共60页页 第第13页页2 2 土壁支护土壁支护 边坡有边坡有危岩、孤石、崩塌体危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理等不稳定的迹象时要先

10、做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对石边坡，开挖后应对坡脚、坡面坡脚、坡面采采取取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施措施，并作好，并作好坡顶、坡脚排水坡顶、坡脚排水。高达高达530m的边坡锚固的边坡锚固共共60页页 第第14页页2 2 土壁支护土壁支护边坡支护边坡支护支撑垛防治支撑垛防治边坡崩塌边坡崩塌大石加固大石加固崩塌防治崩塌防治共共60张张 第第15张张2 2 土壁支护土壁支护边坡简易护理边坡简易护理边坡主动防护网边坡主动防护网石笼网护坡石笼网护坡石笼网护岸石笼网护岸漓江石笼护岸漓江石笼护岸共共60张张 第第1

11、6张张2 2 土壁支护土壁支护宜万铁路岩崩滑坡事故宜万铁路岩崩滑坡事故 2007年年11月月20日，高阳寨隧道发生岩日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约崩事故，滑坡体总方量约3000m3。施工人。施工人员员1死死1伤伤2失踪。一辆长途客车途经事发现失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，场被埋入巨石下，31人无人生还。人无人生还。 2 2 土壁支护土壁支护岩崩滑坡事故现场全岩崩滑坡事故现场全景景岩石崩塌处岩石崩塌处 崩塌的巨石崩塌的巨石客车被埋客车被埋, ,车上车上有乘客有乘客3131人人共共60页页 第第17页页2.3 深基坑的支护深基坑的支护 深基坑支护的基本要求：深基坑支护的基

12、本要求： 确保确保支护结构能起挡土作用支护结构能起挡土作用，基坑边坡，基坑边坡保持稳定保持稳定； 确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因土体的土体的变形、沉陷、坍塌受到危害变形、沉陷、坍塌受到危害； 通过通过排水降水排水降水等措施，确保等措施，确保基础施工在地下水位以上进行基础施工在地下水位以上进行。上海环球金融中心上海环球金融中心基础施工基础施工地铁车站的地铁车站的深基坑支护深基坑支护共共60页页 第第18页页2 2 土壁支护土壁支护常用的支护结构体系常用的支护结构体系排桩式排桩式土钉墙土钉墙喷锚支护喷锚支护钢管桩钢管桩挖孔灌注桩

13、挖孔灌注桩钢板桩钢板桩板墙式板墙式板桩式板桩式组合式组合式粉体喷射注浆桩墙粉体喷射注浆桩墙钻孔灌注桩钻孔灌注桩高压喷射注浆桩墙高压喷射注浆桩墙深层搅拌水泥土桩墙深层搅拌水泥土桩墙逆作拱墙式逆作拱墙式边坡稳定式边坡稳定式排桩与板墙式排桩与板墙式水泥挡土墙式水泥挡土墙式现浇地下连续墙现浇地下连续墙灌注桩与灌注桩与水泥土桩结合水泥土桩结合加筋水泥土围护墙加筋水泥土围护墙型钢横挡板型钢横挡板共共60页页 第第19页页2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护2.3.1 挡土灌注桩支护挡土灌注桩支护 开挖前在基坑周围设置开挖前在基坑周围设置砼灌注桩砼灌注桩，桩的排列有，桩的排列有间隔式、双排间隔式、双排式

14、式和和连续式连续式，桩顶设置，桩顶设置砼连系梁砼连系梁或或锚桩、拉杆锚桩、拉杆。施工方便、。施工方便、安全度好、费用低。安全度好、费用低。深基坑的间隔式排桩支护深基坑的间隔式排桩支护共共60页页 第第20页页2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护2.3.2 挡土灌注桩与土层锚杆结合支护挡土灌注桩与土层锚杆结合支护适于大型较深适于大型较深基坑基坑, ,施工期较施工期较长长, ,邻近有建筑邻近有建筑物物, ,不允许支不允许支护护, ,、邻近地基、邻近地基不允许不允许有下沉有下沉位移时使用位移时使用 桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距离桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距

15、离向向桩背面斜向打入锚杆桩背面斜向打入锚杆，达到强度后，达到强度后，安上横撑，拉紧固定安上横撑，拉紧固定，在桩中间挖土，直至设计深度。，在桩中间挖土，直至设计深度。深基坑的间隔式排桩支护深基坑的间隔式排桩支护共共60页页 第第21页页桩顶连系桩顶连系梁梁悬臂支护悬臂支护桩桩锚杆及横锚杆及横撑撑2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护2.3.3 土层锚杆支护土层锚杆支护 在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋放入钢筋，灌入灌入水泥砂浆水泥砂浆或或化学浆液化学浆液，使之与土层结合成，使之与土层结合成抗拉锚杆抗拉锚杆，将，将立壁土体侧压力传至稳定土层立壁

16、土体侧压力传至稳定土层。基坑锚杆支护施工中基坑锚杆支护施工中2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护共共60页页 第第22页页 天然土体通过天然土体通过钻孔、插筋、注浆钻孔、插筋、注浆来设来设置置土钉土钉( (亦称砂浆锚杆亦称砂浆锚杆) )并与并与喷射砼面喷射砼面板板相结合相结合，形成类似重力挡墙的，形成类似重力挡墙的土钉土钉墙墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为面的稳定。也称为喷锚网加固边坡喷锚网加固边坡或或喷锚网挡墙喷锚网挡墙。2.3.4 土钉墙支护土钉墙支护钻钻 孔孔 插筋、注浆插筋、注浆 铺设钢筋网铺设钢筋网 喷射砼护喷射砼护面面土钉墙支护土钉

17、墙支护2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护共共60页页 第第23页页2.3.5 钢板桩支撑钢板桩支撑 当基坑较深、地下水位较高且当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。防止流砂的发生。板桩支撑可分板桩支撑可分为为无锚板桩无锚板桩( (悬臂式板桩悬臂式板桩) )和和有锚有锚板桩板桩两大类。两大类。钢板桩水平支撑钢板桩水平支撑U型钢板桩型钢板桩 插打插打 入土入土 U型板桩相互型板桩相互连接连接2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护共共60页页 第第24页页2.3.6 内撑式支护

18、内撑式支护 由支护桩或墙和内支撑组成，由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内适用于各种地基土层，缺点是内支撑会支撑会占用一定的施工空间占用一定的施工空间。北京地铁熊猫环岛北京地铁熊猫环岛车站基坑钢管支护车站基坑钢管支护共共60页页 第第25页页2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护制作深基坑砼构架制作深基坑砼构架共共60页页 第第26页页2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护 2.3.7 地下连续墙支护地下连续墙支护地下连续墙成槽施工地下连续墙成槽施工 先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可用机

19、械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于工，适于大面积、有地下水的深基坑大面积、有地下水的深基坑施工。施工。SH350连续墙抓斗连续墙抓斗成槽成槽机机三一重工三一重工槽段的连接槽段的连接点击动画点击动画水泥搅拌桩水泥搅拌桩共共60页页 第第27页页2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护导墙施工导墙施工 导墙施工完导墙施工完 泥浆系统泥浆系统-泥浆池泥浆池成槽施工成槽施工 钢筋笼吊装钢筋笼吊装 锁口管起拔锁口管起拔 砼浇筑砼浇筑2.3 2.3 深基坑的支护深基坑的支护共共60页页 第第28页页深基坑边坡支护坍塌事故深

20、基坑边坡支护坍塌事故杭州地铁塌陷事故杭州地铁塌陷事故 2008 2008年年1111月月1515日下午，杭州萧山湘湖日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达道长达75m75m的路面坍塌并下陷的路面坍塌并下陷15m15m。行驶。行驶中的中的1111辆车陷入深坑，数十名地铁施工辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。人员被埋。共共60页页 第第30页页2 2 土壁支护土壁支护共共60页页 第第31页页2 2 土壁支护土壁支护事故附近的房屋事故附近的房屋已被全部推倒已被全部推倒陷落的车辆陷落的车辆被吊起被吊起清理塌陷现场清理塌陷现场 事故造成事故造

21、成21人死亡，经人死亡，经济损失约济损失约1.5亿元，是中国地亿元，是中国地铁建设史上最惨痛的事故。铁建设史上最惨痛的事故。共共60页页 第第32页页2 2 土壁支护土壁支护上海上海“莲花河畔景苑莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌在建楼房整体倒塌 6 6月月2727日日6 6时左右，上海闵时左右，上海闵行区行区“莲花河畔小区莲花河畔小区”一栋在建一栋在建1313层住宅楼整体倒塌。这是建国层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件。件。 共共60页页 第第33页页2 2 土壁支护土壁支护共共60页页 第第34页页2 2 土壁支护土壁支护共共60页页 第第35

22、页页2 2 土壁支护土壁支护两侧压力差产两侧压力差产生的水平力超生的水平力超过了桩基的抗过了桩基的抗侧能力侧能力 共共60页页 第第36页页2 2 土壁支护土壁支护3 施工排水施工排水 基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使，会使施工条件恶化施工条件恶化、造成、造成土壁塌方土壁塌方，亦会，亦会降低地基的承载降低地基的承载力力。3.1 明排水法明排水法 一般采用一般采用截、疏、抽截、疏、抽的方法。的方法。 截：截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工

23、区域；以拦截雨水、潜水流入施工区域； 疏：疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水；水； 抽：抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。施工施工排水可分为排水可分为明排水法明排水法和和人工降低地下水位法人工降低地下水位法两种。两种。第第2 2讲讲 土方开挖土方开挖共共60页页 第第37页页 明沟与集水井排水明沟与集水井排水 在基坑的在基坑的一侧或四周一侧或四周设设置置排水明沟排水明沟，在四角或每隔，在四角或每隔2030m设一设一集水井集水井，排，排水沟始终比开挖面低水沟始终比

24、开挖面低0.40.5m，集水井比排水沟低，集水井比排水沟低0.51m，在集水井内设，在集水井内设水水泵将水抽排出基坑泵将水抽排出基坑。适用于土质情况适用于土质情况较好、地下水量较好、地下水量不大的基坑排水不大的基坑排水3.1 3.1 明排水法明排水法普通明沟与集水井排水法普通明沟与集水井排水法共共60页页 第第38页页 分层明沟排水分层明沟排水 当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑，宜在基坑边坡上边坡上分层设置明沟及相应的集水井分层设置明沟及

25、相应的集水井。适用于深度较大、适用于深度较大、地下水位较高、上地下水位较高、上部有透水性强的土部有透水性强的土层的基坑排水层的基坑排水3.1 3.1 明排水法明排水法分层明沟排水法分层明沟排水法共共60页页 第第39页页 深层明沟排水深层明沟排水 当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的条纵、长、深的主沟主沟，其余部位设置，其余部位设置 边沟边沟或或支沟支沟与主沟连通，通过与主沟连通，通过 基础部位用碎石或砂子作基

26、础部位用碎石或砂子作盲沟盲沟。适用于深度大的适用于深度大的大面积地下室、大面积地下室、箱基的基坑施工箱基的基坑施工排水排水3.1 3.1 明排水法明排水法深层明沟排水法深层明沟排水法共共60页页 第第40页页3.2 施工降水施工降水 在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量量水土流失、边坡失稳、地面塌陷水土流失、边坡失稳、地面塌陷，

27、严重者危及邻近建筑物严重者危及邻近建筑物的安全的安全。遇有此种情况时应采用。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施井点降水的人工降水方法施工工。3 3 施工排水施工排水地下室电梯井局部二次降水地下室电梯井局部二次降水全基坑轻型井点降水全基坑轻型井点降水共共60页页 第第41页页3.2.1 井点降水的作用井点降水的作用3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第42页页3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第43页页3.2.2 井点降水的种类井点降水的种类 轻型井点是沿基坑四周将轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内井点管埋入蓄水层内，利用抽，利用抽水设备将地下水从水设备

28、将地下水从井点管内不断抽出井点管内不断抽出，将，将地下水位降至基坑地下水位降至基坑底以下底以下。 轻型井点轻型井点3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第44页页 喷射井点喷射井点 是在井点管内设特制的喷射是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，喷射器输入高压水或压缩空气，形成形成水气射流水气射流，将地下水抽出排，将地下水抽出排走。其降水深度可达走。其降水深度可达820m。适用于开挖深度较深、降水适用于开挖深度较深、降水深度大于深度大于8m，土渗透系数，土渗透系数为为350m/d的砂土或渗透的砂土或渗透系数为系数为0

29、.13m /d的粉砂、的粉砂、 淤泥质土、粉质粘土。淤泥质土、粉质粘土。3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第45页页 电渗井点电渗井点 电渗井点以电渗井点以井点管作负极井点管作负极，打入的，打入的钢筋作正极钢筋作正极，通入直，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动水则自正极向负极移动而被集中排出而被集中排出。适用于渗适用于渗透透系数很小系数很小的的饱和粘性饱和粘性土土、淤泥或、淤泥或淤淤泥质土中泥质土中的的 施工降水施工降水3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第46页页 管井井点管井井点 管井井点由管井井点由滤水井管

30、、吸水管滤水井管、吸水管和和抽水机抽水机组成。管井埋设组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距间距1050m，最大埋深可达，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离，管井距基坑边缘距离不小于不小于1.5m( (冲击钻成孔冲击钻成孔) )或或3m( (钻孔法成孔钻孔法成孔) )，适用于降水，适用于降水深度深度35m、渗透系数为、渗透系数为20200m/d的基坑中施工降水。的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。3.2 3.2 施工降水施工降水管井

31、填充滤料管井填充滤料 管井抽排水管井抽排水 PVC简易管简易管井井共共60页页 第第47页页 如需降水深度较大，可采如需降水深度较大，可采用深井井点，适用于降水深度用深井井点，适用于降水深度15m、渗透系数为、渗透系数为10250m/d的基坑。故称为的基坑。故称为“深深井泵法井泵法”。3.2 3.2 施工降水施工降水管井井点降水管井井点降水点击动画点击动画管井井点降水管井井点降水共共60页页 第第48页页3.2.3 轻型井点降水轻型井点降水 轻型井点的设备轻型井点的设备 由管路系统（滤管、井点管、弯联管及总由管路系统（滤管、井点管、弯联管及总管）和抽水设备（真空泵、离心泵和水气分离管）和抽水设

32、备（真空泵、离心泵和水气分离器）组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图器）组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图： 3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第49页页 轻型井点的平面布置轻型井点的平面布置 单排布置：单排布置：当当基坑基坑( (槽槽) )宽度宽度6m、降水深度、降水深度5m时可时可采用单排布置。井点管应布置在采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游地下水的上游一侧，两端的一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。 双排布置：双排布置：当当基坑基坑( (槽槽) )宽度宽度6m时应采用。时应采用。3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第50页

33、页 环型或环型或U 型布置：型布置：当基坑面积较大时，应采用当基坑面积较大时，应采用环型布置（环型布置（考虑施工机械进出基坑时宜采用考虑施工机械进出基坑时宜采用U 型布置型布置）。）。 采用双排、环型或采用双排、环型或U型布置时，位于地下水上游型布置时，位于地下水上游一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。 如采用如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。下水的下游方向。3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第51页页 轻型井点的高程布置轻型井点的高程布置 轻型井点降水深度一般不大于轻型

34、井点降水深度一般不大于6m。井点管埋置深度。井点管埋置深度H( (不包括滤管不包括滤管) )，可按下式计算：，可按下式计算：iLhHH1 如如H 值小于降水深度值小于降水深度6m时，则可用一级井点；时，则可用一级井点； 当当H 值稍大于值稍大于6m时时，如降低井点管的埋置面可，如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时，仍可满足降水深度要求时，仍可用一级井点降水；用一级井点降水； 3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第52页页 在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面0.20.3m，滤管必须埋在透水层内。，滤管必须埋在透水层内。 当

35、一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点（见右图）。点（见右图）。3.2 3.2 施工降水施工降水地下室三级井点降水地下室三级井点降水共共60页页 第第53页页 轻型井点的设计及计算轻型井点的设计及计算 井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。 设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外置外, ,尚应进行尚应进行涌水量的计算涌水量的计算，确定，确定井管数量井管数量及及井距井距，选择，选择

36、抽水设备抽水设备等工作。等工作。 轻型井点的埋设程序轻型井点的埋设程序 排放总管排放总管埋设井点管埋设井点管用弯联管将井点与总用弯联管将井点与总管接通管接通安装抽水设备。安装抽水设备。 3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第54页页 防范井点降水不利影响的措施防范井点降水不利影响的措施 井点降水必然会形成井点降水必然会形成降水漏斗降水漏斗，从而导致，从而导致周围周围土壤固结并引起地面沉陷土壤固结并引起地面沉陷，为减少井，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可考虑在井点设置线外，可考虑在井点设置线外45m处设置处设置回回灌井点灌井点，将井

37、点中抽出水经沉淀后用压力，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。注入回灌井中，形成一道水墙。3.2 3.2 施工降水施工降水共共60页页 第第55页页4 4 流砂的防治流砂的防治 在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水动水压力压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流流砂现象砂现象。流砂发生后，土完全丧失。流砂发生后，土完全丧失承载力承载力，土体边挖边冒土体边挖边冒，施工条件施工条件极端恶化极端恶化，基坑难以达到设计深度基坑难以达到设计深度。严重时会引起。严重

38、时会引起基坑基坑边坡塌方边坡塌方,临近建筑物出临近建筑物出 现下沉、倾斜甚至倒塌现下沉、倾斜甚至倒塌。4.1 流砂现象流砂现象第第2 2讲讲 土方开挖土方开挖广佛地铁桂城站基坑出广佛地铁桂城站基坑出现现流砂，地面下沉约流砂，地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场图为砂包封堵抢险现场共共60页页 第第56页页 产生流砂现象的原因有产生流砂现象的原因有内因内因和和外因外因： 内因内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极

39、易发生在生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂细砂、粉砂和和亚粘亚粘土土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。4.2 产生流砂的原因产生流砂的原因4 4 流砂的防治流砂的防治流砂流砂-基坑满目狼籍基坑满目狼籍 流砂支挡流砂支挡 强行施强行施工工共共60页页 第第57页页 外因：外因：是地下水在土中渗流所产生的是地下水在土中渗流所产生的动水压力的大小动水压力的大小，动水压力，动水压力GD为：为： 式中：式中： I 水力坡水力坡度度（I=（h1-h2）/L） ； h1h2 水位差；水位差； W 水的重度。水的重度。 当地下水位较高、

40、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，也愈大，当当GD （土的浮重）时（土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成，就会推动土壤失去稳定，形成流砂流砂现象现象。WWDLhhIG214 4 流砂的防治流砂的防治共共60页页 第第58页页4.3 流砂的防治流砂的防治 防治原则：防治原则：“治流砂必先治水治流砂必先治水”。流砂防治的主流砂防治的主要途径一是要途径一是减小或平衡动减小或平衡动水压力；二是水压力；二是截住截住地下水地下水流；三是流；三是改变改变动水压力的方向。动水压力的方向。 防治方法：防治方法： 枯水期施工法：枯水期施工法

41、：枯水期地下水位较低，基坑内枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。 打板桩：打板桩：将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度，可以面一定深度，可以截住截住水流或水流或增加增加渗流长度、渗流长度、改变改变动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。 4 4 流砂的防治流砂的防治共共60页页 第第59页页 水中挖土：水中挖土：即不排水施工，使坑内外的即不排水施工，使坑内外的水压相平水压相平衡衡，不致形成动水压力。如沉井施工，不排水下沉、进行水，不致形成动

42、水压力。如沉井施工，不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。中挖土、水下浇筑砼。 人工降低地下水位法：人工降低地下水位法：即采用井点降水法即采用井点降水法截住截住水流水流，不让地下水流入基坑，不仅可防治流砂和土壁塌方，还可，不让地下水流入基坑，不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。改善施工条件。 抢挖并抛大石块法：抢挖并抛大石块法：分段抢挖土方，使挖土速分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流

43、砂。或轻微的流砂。4 4 流砂的防治流砂的防治 此外，采用此外，采用地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、土壤冻结法土壤冻结法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂发生等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂发生。共共60页页 第第60页页思思 考考 题题 1 1、试分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。、试分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。 2 2、进行明排水和人工降水时应注意什么问题？、进行明排水和人工降水时应注意什么问题？ 3 3、试述管井井点、轻型井点、喷射井点、电渗、试述管井井点、轻型井点、喷射井点、电渗井点的构造和适用范围。井点的构造和适用范围。 4 4、试述轻型井点的布置方案和设计步骤。、试述轻型井点的布置方案和设计步骤。 5 5、试分析产生流砂的外因和内因。、试分析产生流砂的外因和内因。 6 6、试述防治流砂的途径和方法。、试述防治流砂的途径和方法。第第2 2讲讲 土方开挖土方开挖