土方降水和降水教学课件PPT.ppt

《土方降水和降水教学课件PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土方降水和降水教学课件PPT.ppt（77页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、1.5土方工程排水与降水 水的危害 1、地表水雨水、生活用水 1）积水，影响施工； 2）冲刷边坡； 3）渗入土体，造成土体失稳。,2、地下水 1）渗出地面，影响施工； 2）引起土壁坍塌； 3）造成土体失稳； 4）引起流沙。 5）引起管涌。,1.5.1地面截水 排除地表水和雨水，最简单的方法是在施工现场及基坑或沟槽周围筑堤截水。通常可以利用挖出之土沿四周或迎水一侧、二侧筑0.50.8m高的土堤。 地面截水应尽量保留、利用天然排水沟道，并进行必要的疏通。如无天然沟道，则在场地四周挖排水沟排泄，以拦截附近地面水。但要注意与已有建筑物保持一定安全距离。,1.5.2地表排水明排水法 1、三字原则 截、疏

2、、抽,见动画：集水井降水施工流程.wmv,2、优缺点 优点：设备简单，施工方便； 缺点：在细砂和粉砂土层，抽水时会带走细砂，引起流砂。 适用范围：粗粒土层，渗水量小的粘土层,3、明排水系统布置 位置，尺寸，数量 排水沟和集水井宜布置在拟建建筑基础边净距0.4m以外， 排水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m； 在基坑四角或毎隔2040m应设一个集水井； 排水沟底面应比挖土面低0.30.4m，集水井底面应比沟底 面低0.5m以上。 集水井的直径或宽度一般为0.60.8m，深度应随挖土的加 深而加深。 集水井壁可用竹、木等简易加固，当基坑挖到设计标高 后，坑底应低于基底12m，并铺设碎石滤水层，以免

3、在 抽水时将泥砂抽出，以致造成基底土壤结构破坏。,1.5.3流砂 1、定义 土体地下水存在水位差，地下水从高处流向低处，当土质 为粉细砂时，地下水渗流的动水作用使得低水位处土体形 成流动状态，土体抗剪强度降低为零，这种现象称为流砂。,2、流砂的产生 流砂现象的形成有其内因和外因。 内因取决于土壤的性质。当土的孔隙度大、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 生流砂现象。因此，流砂现象经常发生在细砂、粉砂和亚砂土中。,但会不会发生流砂现象，还应具备一定的外因条件，即地 下水及其产生动水压力的大小。,动水压力Gd的计算公式为：,式中: I-水力坡度( I =(h1-h2)

4、/L)； h1-h2 -水位差； L-地下水渗流长度； -水的重度。,由上图可知土颗粒受到动水压力Gd和浮土重度 的作用。 当地下水位较高，基坑内排水所造成的水位差较大时，动水 压力也愈大；当Gd 时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。 ；当Gd 时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。,3、管涌,当基坑底部为不透水层，其下为承压水层，而不透水层覆盖厚 度不足，重量小于承压水顶托力时，基坑底部可能发生涌冒现 象。,4、流砂的防治 防治流砂总的原则是“治砂必治水”。,具体可以采取如下措施： （1）枯水期施工。 （2）抛大石块，抢速度施工。 （3）设止水帷幕，如钢板桩、地下连续墙、旋喷桩等。 （

5、4）水中挖土。 （5）人工降低地下水位。 （6）冻结法,主要有三个途径，即减小或平衡动水压力、截住地下水流、改变 动水压力的方向。,1.5.4井点降水 1、基本概念 1）定义 基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量滤水管（ 井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降低。同 时，在基坑开挖过程中不断抽水，使地下水位始终在基 坑底部以下。这种方法称为井点降水。,2）优缺点 优点：克服流砂现象，稳定边坡； 可适当改陡边坡，减少挖土方量 降低地下水对支护结构的水平压力，防止坑底土 的隆起； 加快土的固结，提高地基土的承载能力； 使基础工程能在较干燥的施工环境中进行施工；,缺点：降水过程中，基坑附近的地基

6、土壤会有一定的沉 降，施工时要严加注意，防止地基沉降给周围建筑物带 来不利影响。,方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井泵等，适用范围见下表：,2、轻型井点降水 1）设备 管路系统抽水系统 管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管,见动画;井点降水原理.wmv,轻型井点降水系统构成,总管,井点管,弯连管,真空泵,轻型井点组成设备,井管：3850，长57m(常用6m)，无缝钢管，丝扣连滤管； 滤管：38、51，长11.7m，开孔12,开孔率2025，包滤网； 总管：内127无缝钢管，每节4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口； 弯联管：使用透明塑料管、胶管或钢管，宜有阀门； 抽水设备

7、： 真空泵：真空度高，体形大、耗能多、构造复杂 射流泵(常用)：简单、轻小、节能 隔膜泵(少用),（2）平面布置 单排井点： 基坑宽度小于6m，降水深度不超过6m时，一般采用单排线状井点，布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度以不小于槽宽为宜（如图）。,2）轻型井点布置 （1）布置依据 基坑大小与深度，土质，地下水位高低与流向，降水深度等,双排线状井点：基坑宽度大于6m或基坑宽度虽不大于6m，但土质不良时。,环形井点：基坑面积较大。,（3）高程布置 考虑抽水设备的水头损失后，一般井点降水深度不超过6m。 井点管的埋置深度H（如下页图）按下式计算： Hh1+h+iL 式中：h1-井点管埋设面至基坑

8、底面的距离（m）； h-基坑底面至降低后的地下水位线的最小距离，一般取0.51.0m； i-水力坡度，根据实测：双排和环状井点为1/10，单排井点为1/41/5； L-井点管至基坑中心的水平距离，单排井点为至基坑另一边的距离（m）。,此外，确定井点管埋深度时，还要考虑到井点管上口一般要比 地面高0.2m。,当一级井点系统达不到降水深度要求时，可采用二级井点，即 先挖去第一级井点所疏干的土，然后再在其底部装设第二级井 点（如图）。,3）轻型井点计算 （1）计算内容 井点系统涌水量计算，井点管数量及井距的确定，抽水设备选用,（2）井点系统涌水量计算 水井分类,无压完整井涌水量Q,式中：Q-单井涌水

9、量（m3/d）； K-渗透系数（m/d），应由实验测定； H-含水层厚度（m）； S-水井内水位降低值（m）； R-抽水影响半径（m），取： r-水井半径（m）：,单井涌水量,式中：Q-井点系统涌水量（m3/d）； K-渗透系数（m/d），应由实验测定； H-含水层厚度（m）； S-（基坑内实际）水位降低值（m）； R-抽水影响半径（m），取： x0-环形井点的假想半径（m），当基坑长宽比不大于5时，取： A-环形井点系统所包围的面积（m2）。,环状井点涌水量,无压非完整井涌水量Q,注：S-井点系统中心处处水位降低值； S-井点管处水位降低值； l-滤管长度。,当算得的H0大于实际含水层厚度H

10、时，仍取H值。,承压完整井涌水量,式中：Q-井点系统涌水量（m3/d）； K-渗透系数（m/d），应由实验测定； M-承压含水层厚度(m)； S-（基坑内实际）水位降低值（m）； R-抽水影响半径（m），取： x0-环形井点的假想半径（m），当基坑长宽比不大于5时，取： A-环形井点系统所包围的面积（m2）。,（3）井点管数量与井距确定 单井最大出水量 单井的最大出水量q，主要取决于土的渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确定：,式中：d-滤管直径（m）； l-滤管长度（m）； K-渗透系数（m/d）。,最少井数 井点管的最少根数nmin，按下式计算：,式中：1.1-备用系数，考虑井点管堵塞等因

11、素。其它符号同前,平均井距,式中：L-总管长度（m）； n-井点管根数。,确定井点管间距时，还应注意以下几点： (a)井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此井距必须 大于15倍管径。 (b)在渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位降落时间过 长。 (c)靠近河流处，井点宜适当加密。 (d)井距应能与总管上的接头间距相配合，常取0.8/1.2/1.6/2.0 根据实际采用的井点管间距，最后确定所需的井点管根数。,（4）抽水设备选择 按总管长度选择抽水设备，主要有W5、W6型真空泵，总管长度分别不宜大于100m、120m。 水泵按涌水量的大小选用，要求水泵的抽水能力应大于井 点系统的涌水量（约增大

12、10%20%）。 通常一套抽水设备配两台离心泵，即可轮换备用，又可在 地下水量较大时同时使用。,4）轻型井点施工（见动画;井点降水原理.wmv ） （1）施工流程 挖井点沟槽敷设集水总管埋设井点管用弯联管将井点 管与总管连接安装抽水设备,（2）井点管埋设 井管的埋设一般采用水冲法，分为冲孔与埋管两个过程。 成孔方式：冲水管冲孔后沉入井点管；直接利用井点管水冲 下沉套管式冲枪水冲法成孔；振动水冲法成孔（井点管的埋设） 冲孔：冲孔过程中孔洞必须保持垂直，孔径不应小于300 mm，应上下一致。冲孔深度应比滤管底深0.5m以上。 埋设：井孔成型后，应立即拔出冲管，插入井点管。 回填：埋管后立即回填砂滤

13、层，以防孔壁塌土；砂滤层的填 灌质量是保证轻型井点顺利工作的关键，一般要选择干净的 粗砂，以免堵塞滤管网眼；填灌要均匀，并填塞至滤管顶上 1.01.5m。 井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向 管内灌水时，能很快下渗方为合格。,封口：砂滤层填灌好后，距地面下的0.51.0m深度内，应用粘土封口，以防漏气影响抽水效果。 试抽：井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。 使用：一般应连续抽水（特别是开始阶段）；出水规 律是 “先大后小、先浑后清”；检查真空度；检查有无死井；观察地下水位。 拆除：拆除多层井点时应自底层开始逐层向上进行， 在下层井点拆除期间，上部各层井点

14、应继续抽水。,3、管井井点 用于土的渗透系数较大（K=20200m/d） 、地下水充沛的土层中。,管井井点的滤管,管井井点施工时，先用小型钻机钻孔或水冲成孔，插入井点管后，在管四周填入砂滤料，井内放入潜水泵。,管井的井点管,井的四周填入砂滤料,4、喷射井点 当要求降水深度大于6m，土层渗透系数为0.150m/d时可采用，降水深度可达20m。,渗透系数小于0.1m/d的淤泥层较厚的地区需采用电渗井点,5、电渗井点,6、井点降水对周围建筑物的影响及防治措施 1）降水的危害 当在弱透水层和压缩性大的粘土层中降水时，地下水 流失会造成地下水位下降、地基自重应力增加、土层 压缩和土粒随水流失甚至被掏空等

15、现象，会产生较大 的地面沉降。 另外，由于土层的不均匀性和降水后地下水呈漏斗曲 线，四周土层自重应力变化不一致导致不均匀沉降。,2）可采用的措施： 减缓降水速度，务使土粒带出； 在降水区域和周围场地之间设置止水帷幕； 回灌井点。,3）回灌井点：是防止井点降水损害周围建筑物的一种 经济、简便、有效的办法，它能将井点降水对周围建 筑物的影响减少到最小程度。 为确保安全和回灌效果，回灌井和降水井的距离不宜 小于6m；回灌井宜进入稳定水面下1m，且位于渗透 性较好的土层中，过滤器的长度应大于降水井过滤器 的长度。,作业： 某高层住宅楼地下室平面尺寸15.4m*49m。地下室 地板垫层的底面标高-3.9

16、0m，天然地面标高-0.50m。 根据勘察报告，地面至-1.80m为杂填土，-1.80-9.6m 为细砂层，-9.6m以下为粉质粘土，地下水位-1.50m。 经试验测定，细砂层渗透系数K=6.8m/d。边坡放坡采 用1：0.5，为施工方便坑底开挖平面尺寸比设计平面 尺寸每边放出1.0m。 总管采用127mm直径，井点管长度选用6.0m，直径 50mm，滤管长度1.0m，井点管露出地面0.2m。 要求进行轻型井点布置，并计算井点管数量。,1.6：土方填筑与压实,一、土料选择,选择填方土料应符合设计要求。如设计无要求时，应符合下列规定： 1. 碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意）和爆

17、破石碴，可用作表层以下的填料； 2. 含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；,3. 碎块草皮和有机质含量大于8的土，仅 用于无压实要求的填方工程； 4. 淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位； 含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。 6.不得使用冻土、膨胀土做填料。,7. 碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3（当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的3/4）。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工

18、程时，块（漂）石填料的最大粒径不应超过设计要求。,返回,二、填筑要求,1. 施工要求 填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。对于重要的填方工程或采用新型压实机具时，上述参数应通过填土压实试验确定。 填土时应先清除基底的树根、积水、淤泥和有机杂物，并分层回填、压实。,填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。 填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。 填方施工应接近水平的分层填筑。当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡

19、挖成阶梯状，然后分层填筑以防填土横向移动。 分段填筑时，每层接缝处应作成斜坡形，辗迹重叠0.51.0m。上、下层错缝距离不应小于1m。,2. 填土压实的质量检查,检查标准 控制干密度d； 规定压实系数c。 利用填土作为地基时，设计规范规定了各种结构类型、各种填土部位的压实系数值。各种填土的最大干密度乘以设计的压实系数即得到施工控制干密度。 填土压实后的实际干密度，应有90以上符合设计要求，其余10的最低值与设计值的差，不得大于 0.08g/cm3，且差值应较为分散。,表1-6 压实填土的质量控制,注：1 、压实系数c为压实填土的控制干密度d与最大干密度dmax的 比值，op+2 为最优含水量；

20、 2 、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于 0.94。,返回,三、填土的压实方法,填土压实方法有碾压法、夯实法和振 动法三种，此外还可利用运土工具压实。,1. 碾压法,碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。 碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、大型车间的室内填土等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土；羊足碾只能用来压实粘性土； 气胎碾对土壤碾压较为均匀，故其填土质量较好。,平滚碾,羊角碾,轮胎碾,按碾轮重量，平滚碾又分为轻型（5t以下）、中型（8t以下）和重型（10t）三种。 轻型

21、平滚碾压实土层的厚度不大，但土层上部可变得较密实，当用轻型平滚碾初碾后，再用重型平滚碾碾压，就会取得较好的效果。如直接用重型平滚碾碾压松土，则形成强烈的起伏现象，其碾压效果较差。,2. 夯实法,夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。,人工打夯,机械打夯,蛙式打夯机,夯实法的优点是可以夯实较厚的土层。采用重型夯土机（如1t以上的重锤）时，其夯实厚度可达11.5m。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等夯土工具，其夯实厚度则较

22、小，一般均在200 mm以内。,3. 振动法,振动法是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于振实非粘性土效果较好。 近年来，又将碾压和振动结合而设计和制造出振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。,振动压路机,返回,4、操作工艺 1)当填方基底为积土或耕植土时，如设计无要求，可采用推土机或工程机械压实56遍。 2)填筑粘性土，应在填土前检验填料的含水率。含水量偏高时，可采用翻松晾晒，均匀掺入干土等措施；含水量偏低，可预先晒水湿润，增加压实遍数或使用大功率压实机械等措施。 3)使用碎石类土或爆破石渣作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的

23、2/3（当使用振动辗压时，不得超过每层铺填厚度的3/4）铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。 若填方场内有打桩或其他特殊工程时，块（漂）石填料的最大粒径不应超过设计要求。 4)填料为砂土或碎石土（充填物为砂土）时，回填前宜充分洒水湿润，可用较重的平板振动器分层振实，每层振实不少于三遍。,4、操作工艺 5)、回填土应水平分层找平夯实，分层厚度和压实遍数应根据土质、压实系数和机具的性能参照2-7选定。 6)、路基和密实度要求较高的大型填方，宜用振动平辗压实。使用自重815t的振动平辗压实爆破石碴类土时，铺土厚度一般为0.61.5m，宜先静压，后振压。辗压遍数应由现场试验

24、确定，一般为68遍。 7)、墙柱基回填应在相对两侧或四侧对称同时进行。两侧回填高差要控制，以免把墙挤歪；深浅两基坑（槽）相连，应先填夯深基础，填至浅基坑标高时，再与浅基坑一起填夯。 8)、分段分层填土，交接处应填成阶梯形，每层互相搭接，其搭接长度应不少于每层填土厚度的两倍，上下层错缝距离不少于1m.,四、影晌填土压实质量的因素,填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为： 1. 压实功 2. 土的含水量 3. 每层铺土厚度,1. 压实功的影响,填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度急剧增加，待到接近土的最大密度时，压实功虽然增加许多

25、，而土的密度则变化甚小。实际施工中，对于砂土只需碾压或夯击23遍，对亚砂土只需34遍，对亚粘土或粘土只需56遍。,2. 含水量的影响,在同一压实功的作用 下，填土的含水量对压质量 有直接影响。土在最佳含水 量的条件下，使用同样的压 实功进行压实，所得到的密 度最大（图128）。 各种土的最佳含水量和 最大干密度可参考表16。,表16 土的最优含水量和最大干密度参考表,注：1表中土的最大干密度应根据现场实际达到的数字为准。 2一般性的回填可不作此项评定。,3. 铺土厚度的影响,土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小（图129），其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少。 可按照表16选用。,表1- 6 填方每层的铺土厚度和压实遍数,注：人工打夯时，土块粒径不应大于50 mm。,返回,五、土方回填工程验收,作业： 1. 分析流沙形成的原因及防治的方法 解释土的最佳含水量概念,