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文檔簡介
第二章施工排水
第一節(jié)
概述施工排水包括排除地下自由水、地表水和雨水。在開挖基坑或溝槽時,土壤的含水層常被切斷,地下水將會不斷地涌入坑內(nèi)。雨季施工時,地面水也會流入基坑內(nèi)。為了保證施工的正常進行,防止邊坡坍塌和地基承載力下降,必須做好基坑降水工作。地下含水層內(nèi)的水分有水氣、結(jié)合水和自由水三種狀態(tài)。結(jié)合水沒有出水性。自由水又分為潛水的承壓水兩種,如圖2-1所示。
第二章施工排水第一節(jié)概述土壤中水的分布土壤中水的分布施工排水課件潛水是存在于地表以下、第一個穩(wěn)定隔水層頂板以上的地下自由水,有一個自由水面,其水面受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候及環(huán)境的影響。雨季水位高,冬季水位下降,附近有河、湖等地表水存在時也會互相補給。
承壓水亦稱層間水,是埋藏于兩個隔水層之間的地下自由水。承壓水有穩(wěn)定的隔水層頂板,水體承受壓力,沒有自由水面。承壓水一般不是當(dāng)?shù)匮a給的,其水位、水量受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊戄^潛水為小。
潛水是存在于地表以下、第一個穩(wěn)定隔水層頂板以上的地施工排水課件
施工排水方法分為明溝排水和人工降低地下水位。
明溝排水是在溝槽或基坑開挖時在其周圍筑堤截水或在其內(nèi)底四周或中央開挖排水溝,將地下水或地面水匯集到集水井內(nèi),然后用水泵抽走。人工降低地下水位是在溝槽或基坑開挖之前,預(yù)先在基坑周側(cè)埋設(shè)一定數(shù)量的井點管利用抽水設(shè)備將地下水位降至基坑底面以下,形成干槽施工的條件。施工排水方法分為明溝排水和人工降低地下水位。第二節(jié)
明溝排水
明溝排水包括地面截水和坑內(nèi)排水。第二節(jié)明溝排水明溝排水包括地面截水和坑內(nèi)排水。一、地面截水
排除地表水和雨水,最簡單的方法是在施工現(xiàn)場及基坑或溝槽周圍筑堤截水。通常可以利用挖出之土沿四周或迎水一側(cè)、二側(cè)筑0.5~0.8m高的土堤。
地面截水應(yīng)盡量保留、利用天然排水溝道,并進行必要的疏通。如無天然溝道,則在場地四周挖排水溝排泄,以攔截附近地面水。但要注意與已有建筑物保持一定安全距離。一、地面截水
排除地表水和雨水,最簡單的方法是在二、坑內(nèi)排水在開挖基礎(chǔ)不深或水量不大的溝槽或基坑時,通常采用坑內(nèi)排水的方法。當(dāng)基坑或溝槽開挖過程中遇到地下水和地表水時,在坑底隨同挖方一起設(shè)置集水井,并沿坑底的周圍開挖排水溝,使水流入集水井內(nèi),然后用水泵抽出坑外。
二、坑內(nèi)排水
坑內(nèi)排水示意圖坑內(nèi)排水示意圖
排水溝可設(shè)置在坑內(nèi)底四周或迎水一側(cè)、二側(cè),離開坡腳不小于0.3m。溝斷面尺寸和縱向坡度主要取決于排水量大小,一般斷面不小于0.3m×0.3m,坡度0.1%~0.5%。根據(jù)地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力,集水井每隔30~40m設(shè)置一個,集水井的直徑(或邊長)不小于0.7m,其深度隨著挖土的加深而加深,要低于排水溝0.5m~1.0m或低于抽水泵的進水閥高度。井底應(yīng)低于坑底1~2m,并鋪設(shè)30cm左右碎石或粗砂濾水層,以免抽水時將泥沙抽出,并防止井底的土被攪動。排水溝可設(shè)置在坑內(nèi)底四周或迎水一側(cè)、二側(cè),離
明溝排水法設(shè)備簡單,排水方便,應(yīng)用比較普遍,適用于除細砂、粉砂之外的各種土質(zhì)。如果基坑較深還可以采用分層明溝排水,即在基坑邊坡的中部再設(shè)置一層排水溝和集水井,將兩層集水井內(nèi)的積水做接力式的抽取,此種方法只適用于粗粒土層和滲水量小的粘性土。
明溝排水法設(shè)備簡單,排水方便,應(yīng)用比較三、涌水量計算
為了合理選擇水泵型號,應(yīng)對總涌水量進行計算。
1、干河床時(2-1)式中:Q——基坑總涌水量(m3/d)K——滲透系數(shù)(m/d)(見表2-1);H——穩(wěn)定水位至坑底的深度(m);當(dāng)基底以下為深厚透水層時,H值可增加3~4m,以保安全;R——影響半徑(m)(見表2-1)r0——基坑半徑(m)。矩形基坑,;
不規(guī)則基坑,。
三、涌水量計算
為了合理選擇水泵型號,應(yīng)對總涌水量
各種巖層的滲透系數(shù)及影響半徑表2-1巖層成分滲透系數(shù)(m/d)影響半徑(m)裂隙多的巖層碎石、卵石類地層、純凈無細顆?;祀s均勻的粗砂和中砂稍有裂隙的巖層碎石、卵石類地層、混合大量細顆粒物質(zhì)不均勻的粗粒、中粒和細粒砂>60>6020~6020~605~20>500200~600150~250100~20080~150各種巖層的滲透系數(shù)及影響半徑表2-1巖層成分滲透系2、基坑近河沿時
(2-2)
式中:D——基坑距河邊線距離(m);
真余同上公式。
明溝排水采用的抽水設(shè)備主要有離心泵、潛水泥漿泵、活塞泵和隔膜泵等。選擇水泵時,水泵的總排水量一般采用基坑總涌水量Q的1.5~2.0倍。
2、基坑近河沿時
第三節(jié)
人工降低地下水位
第三節(jié)人工降低地下水位應(yīng)用條件
當(dāng)基坑開挖深度較大,地下水位較高、土質(zhì)較差(如細砂、粉砂等)等情況下,可采用人工降低地下水位的方法。
應(yīng)用條件當(dāng)基坑開挖深度較大,地下水位具體做法
人工降低地下水位常采用井點排水的方法,具體做法是在基坑周圍或一側(cè)埋入深于基底的井點濾水管或管井,以總管連接抽水,使地下水低于基坑底,以便在干燥狀態(tài)下挖土,這樣不但可防止流砂現(xiàn)象和增加邊坡穩(wěn)定,而且便于施工。
具體做法人工降低地下水位常采用井點排施工排水課件井點分類
人工降低地下水位的方法,包括輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點和深井井點等。可根據(jù)土層的滲透系數(shù)、要求降低水位的深度和工程特點,作技術(shù)經(jīng)濟和節(jié)能比較后適當(dāng)加以選擇。各類井點降水方法的適用范圍見表2-3。
井點分類人工降低地下水位的方法,包括各種井點的適用范圍表2-3
各種井點的適用范圍表2-3一、輕型井點
1、應(yīng)用條件:輕型井點系統(tǒng)適用于在粗砂、中砂、細砂、粉砂等土層中降低地下水;滲透系數(shù)0.1~50(m/d);
單層一般不超過6.0米。一、輕型井點1、應(yīng)用條件:2、輕型井點系統(tǒng)的組成
輕型井點系統(tǒng)由濾管、井點管、彎聯(lián)管、集水總管和抽水設(shè)備等組成;2、輕型井點系統(tǒng)的組成
輕型井點系統(tǒng)由濾管、井點管、彎聯(lián)管、施工排水課件(1)濾管與井點管
濾管是進水設(shè)備,構(gòu)造是否合理對抽水效果影響很大。濾管用直徑38~55mm鋼管制成,長度一般為0.9~1.7m。管壁上有直徑為12~18mm,呈梅花型布置的孔,外包粗、細兩層濾網(wǎng)。為避免濾孔淤塞,在管壁與濾網(wǎng)間用塑料管或鐵絲繞成螺旋狀隔開,濾網(wǎng)外面再圍一層粗鐵絲保護層。濾管下端配有堵頭,上端同井點管相連。如圖2-4所示。
井點管直徑同濾管,長度6~9m;可整根或分節(jié)組成。井點管上端用彎聯(lián)管和總管相連。
(1)濾管與井點管
濾管是進水設(shè)備,構(gòu)造是否合理施工排水課件(2)彎聯(lián)管與集水總管彎聯(lián)管用塑料管、橡膠管或鋼管制成,并且宜裝設(shè)閥門,以便檢修井點。集水總管一般用直徑75~150mm的鋼管分節(jié)連接,每節(jié)長4~6m,上面裝有與彎聯(lián)管連接的短接頭(三通口),間距0.8~1.6m??偣芤O(shè)置一定的坡度坡向泵房。(2)彎聯(lián)管與集水總管(3)抽水設(shè)備輕型井點的抽水設(shè)備有干式真空泵、射流泵,隔膜泵管。干式真空泵井點,可根據(jù)含水層的滲透系數(shù)選用相應(yīng)型號的真空泵及臥式水泵,在粉砂、粉質(zhì)粘土等滲透系數(shù)較小的土層中可采用射流泵和隔膜泵。(3)抽水設(shè)備干式真空泵干式真空泵射流泵射流泵隔膜泵隔膜泵3、輕型井點系統(tǒng)的工作原理輕型井點系統(tǒng)是利用真空原理提升地下水的。圖2-5所示是真空泵—水泵聯(lián)合機組的工作過程示意圖。啟動真空泵6,使副氣水分離室4內(nèi)形成一定的真空度,進而使氣水分離室3和井點管路產(chǎn)生真空,地下水和土中氣體一起進入井點管,經(jīng)過總管進入氣水分離室3,分離室3內(nèi)的地下水由水泵7抽吸排出,氣體經(jīng)副氣水分離室4由真空泵6排出。在副氣水分離室4中再一次水、氣分離,剩余水泄入沉砂罐5,防止水分進入真空泵6,此外,真空泵還附有冷卻循環(huán)系統(tǒng)。為了減少抽水設(shè)備,提高抽水工作的可靠度,減少泵組的水頭損失,便于設(shè)備的保養(yǎng)和維修,可采用射流泵抽水。其工作過程如圖2-6所示。離心泵從水箱內(nèi)抽水,泵壓高壓水在噴射器的噴口出流,形成射流,產(chǎn)生真空度,使地下水經(jīng)由井點管、總管而至射流器,壓到水箱內(nèi)。3、輕型井點系統(tǒng)的工作原理輕型井點真空抽水系統(tǒng)圖輕型井點真空抽水系統(tǒng)圖射流泵系統(tǒng)工作圖射流泵系統(tǒng)工作圖4、輕型井點設(shè)計輕型井點的設(shè)計包括:平面布置,高程布置,涌水量計算,井點管的數(shù)量、間距和抽水設(shè)備的確定等。井點計算由于受水文地質(zhì)和井點設(shè)備等許多因素的影響,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)場試驗進行修正。4、輕型井點設(shè)計(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)基坑寬度小于6m,降水深度不超過5m時,可采用單排線狀井點,布置在地下水流的上游一側(cè);當(dāng)基坑或溝槽寬度大于6m,或土質(zhì)不良、滲透系數(shù)較大時,可采用雙排線狀井點;當(dāng)基坑面積較大時,應(yīng)用環(huán)形井點或U形井點,挖土運輸設(shè)備出入道路處可不封閉。如圖2-7所示。井點管距離基坑或溝槽上口寬不應(yīng)小于1.0m,以防局部漏氣,一般取1.0~1.5m。為了觀察水位降落情況,應(yīng)在降水范圍內(nèi)設(shè)置若干個觀測井,觀測井的位置和數(shù)量視需要而定。一般在基礎(chǔ)中心、總管末端、局部挖深處,均應(yīng)設(shè)置觀測井。觀測井由井點管做成,只是不與總管相連。(1)平面布置施工排水課件(2)高程布置井點管的入土深度應(yīng)根據(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),并且比所挖基坑所溝槽底深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。(2)高程布置井點管埋深可按下式計算(如圖2-7):
H′=H1+△h+iL+l(2-3)式中:H′——井點管埋置深度(m);
H1——井點管埋設(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0.5~1m。
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)揚水試驗和工程實測確定。對環(huán)狀式雙排井點可取1/10~1/15;對單排線狀井點可取1/4;環(huán)狀井點外取1/8~1/10;
L——井點管中心至最不利點(溝槽內(nèi)底邊緣或基坑中心)的水平距離(m);l——濾管長度(m)。井點管埋深可按下式計算(如圖2-7):井點露出地面高度,一般取0.2~0.3m。輕型井點的降水深度以不超過6m為宜。如求出H值大于6m,則應(yīng)降低井點管和抽水設(shè)備的埋置面,如果仍達不到降水深度的要求,可采用二級井點或多級井點,如圖2-8所示。井點露出地面高度,一般取0.2~0.3m。二級輕型井點示意圖二級輕型井點示意圖(3)總涌水量計算井點系統(tǒng)是按水井理論進行計算的。水井根據(jù)不同情況分為:井底達到不透水層的稱為完全井,井底未達到不透水層的稱為非完全井;地下水有壓力的是承壓井,地下水無壓力的是無壓井,其中以無壓完全井的理論較為完善,應(yīng)用較普遍。(3)總涌水量計算施工排水課件無壓完全井環(huán)形井點系統(tǒng)(圖2-9(a)):
(2-4)式中:Q——井點系統(tǒng)總涌水量(m3/d);K——滲透系數(shù)(m/d);H——含水層厚度(m);R——抽水影響半徑(m);s——水位降低值(m);X0——基坑假想半徑(m)。無壓完全井環(huán)形井點系統(tǒng)(圖2-9(a)):無壓非完全井井點系統(tǒng)(圖2-9(b)):為了簡化計算,仍可用無壓完全井的公式進行計算,但式中H應(yīng)換成有效帶深度H0。即
(2-5)式中:H0——有效帶深度(m),可根據(jù)表2-4確定。無壓非完全井井點系統(tǒng)(圖2-9(b)):H0值表2-4
表中:l——濾管長度(m);
s′——原地下水位至濾管頂部的距離。計算涌水量時,R、x0、K值需預(yù)先確定。H0值表2-4表中:l——濾管長度(m);A:抽水影響半徑R井點系統(tǒng)抽水后地下水受到影響而形成降落曲線,降落曲線穩(wěn)定時的影響半徑即為計算用的抽水影響半徑R。
(完全井)(2-6)
或(非完全井)(2-7)A:抽水影響半徑RB:基坑假想半徑Xo假想半徑指降水范圍內(nèi)環(huán)圍面積的半徑,根據(jù)基坑形狀不同有以下幾種情況:1)環(huán)圍面積為矩形(L/B≤5時),(2-8)式中α值見表2-5所示。L、B——基坑的長度及寬度(m),為計算精確應(yīng)各加2mB:基坑假想半徑Xoα值的選取表2-5α值的選取表2-5
2)環(huán)圍面積為圓形或的空心圓形時,
(2-9)
式中F——基坑的平面面積(m2);
3)當(dāng)L/B>5時,可劃分成若干計算單元,長度按(4~5)B考慮;當(dāng)L>1.5R時,也可取L=1.5R為一段進行計算;當(dāng)形狀不規(guī)則時應(yīng)分塊計算涌水量,將其相加即為總涌水量。
C:滲透系數(shù)K滲透系數(shù)K值對計算結(jié)果影響很大。一般可根據(jù)地質(zhì)報告提供的數(shù)值或參考表2-6所列數(shù)值確定。對重大工程應(yīng)做現(xiàn)場抽水試驗確定。單井產(chǎn)水量計算:(2-10)式中:d——濾管直徑(m);l——濾管長度(m);K——滲透系數(shù)(m/d)C:滲透系數(shù)K土的滲透系數(shù)K值表2-6土的滲透系數(shù)K值表2-6
(5)確定井點管數(shù)量與間距①井點管所需根數(shù)(根)(2-11)式中:1.1——考慮井點管堵塞等因素的備用系數(shù)。②井點管的間距
(2-12)式中:L1——總管長度(m),對矩形基坑的環(huán)形點,L1=2(L+B);雙排井點,L1=2L等D值求出后要取整數(shù),并應(yīng)符合總管接頭的間距。
(5)確定井點管數(shù)量與間距③井點數(shù)量與間距確定以后可根據(jù)下式校核所采用的布置方式是否能將地下水位降低到規(guī)定的標(biāo)高,即h值是否不小于規(guī)定的數(shù)值。
(2-13)式中:h——濾管外壁處或坑底任意點的動水位高度(m),對完全井算至井底,對非完全井算至有效帶深度;x1,……,xn——所核算的濾管外壁或坑底任意點至各井點管的水平距離(m)。③井點數(shù)量與間距確定以后可根據(jù)下式校核所采用的布置方式是否能(6)確定抽水設(shè)備常用抽水設(shè)備有真空泵(干式、濕式)、離心泵等,一般按涌水量、滲透系數(shù)、井點數(shù)量與間距來確定。(6)確定抽水設(shè)備5、輕型井點管的埋設(shè)與使用輕型井點系統(tǒng)的安裝順序是:測量定位;敷設(shè)集水總管;沖孔;沉放井點管;填濾料;用彎聯(lián)管將井點管與集水總管相連;安裝抽水設(shè)備;試抽。井點管埋設(shè)有射水法、套管法、沖孔或鉆孔法。5、輕型井點管的埋設(shè)與使用(1)射水法
(1)射水法圖2-10是射水式井點管示意圖。井點管下設(shè)射水球閥,上接可旋動節(jié)管與高壓膠管,水泵等。沖射時,先在地面井點位置挖一小坑,將射水式井點管插入,利用高壓水在井管下端沖刷土體,使井點管下沉。下沉?xí)r,隨時轉(zhuǎn)動管子以增加下沉速度并保持垂直。射水壓力一般為0.4~0.6Mpa。當(dāng)井點管下沉至設(shè)計深度后取下軟管,與集水總管相連,抽水時,球閥自動關(guān)閉。沖孔直徑不小于300mm,沖孔深度應(yīng)比濾管深0.5~1m,以利沉泥。井點管與孔壁間應(yīng)及時用潔凈粗砂灌實,井點管要位于砂濾中間。灌砂時,管內(nèi)水面應(yīng)同時上升,否則可向管內(nèi)注水,水如很快下降,則認為埋管合格。
圖2-10是射水式井點管示意圖。井點管下設(shè)射水球閥,上接可旋(2)套管法
套管水沖設(shè)備由套管、翻漿管、噴射頭和貯水室四部分組成,如圖2-11所示。套管直徑150~200mm,(噴射井點為300mm),一側(cè)每1.5~2.0m設(shè)置250mm×200mm排泥窗口,套管下沉?xí)r,逐個開閉窗口,套管起導(dǎo)向、護壁作用。貯水室設(shè)在套管上、下。用4根∮38mm鋼管上下聯(lián)結(jié),其總截面積是噴嘴截面積總和的三倍。為了加快翻漿速度及排除土塊,在套管底部內(nèi)安裝兩根∮25mm壓縮空氣管,噴射器是該設(shè)備的關(guān)鍵部件,由下層貯水室,噴嘴和沖頭三部分組成。噴嘴布置有三種:最下部為8個∮10mm噴嘴作環(huán)形分布,垂直向下,構(gòu)成環(huán)狀噴射水流,似取土環(huán)刀;另兩種為6個∮10mm或∮8mm噴嘴,分兩組與垂線成45o角交錯布置,噴射水流從各不同方向切割套套管內(nèi)土體,泥漿水從排泥窗口排出。套管沖槍的工作壓力隨土質(zhì)情況加以選擇,一般取.8~0.9Mpa。當(dāng)沖孔至設(shè)計深度,繼續(xù)給水沖洗一段時間,使出水含泥量在5%以下。此時于孔底填一層砂礫,將井點管居中插入,在套管與井點管之間分層填入粗砂,并逐步拔出套管。
(2)套管法套管水沖設(shè)備由套管、翻漿管、噴射頭施工排水課件(3)沖孔或鉆孔法
采用直徑為50~70mm的沖水管或套管式高壓水沖槍沖孔,或用機械,人工鉆孔后再沉放井點管。沖孔水壓采用0.6~1.2Mpa。為加速沖孔速度,可在沖管兩旁設(shè)置兩根空氣管,將壓縮空氣接入。所有井點管在地面以下0.5~1.0m的深度內(nèi),應(yīng)用粘土填實以防漏氣。并點管埋設(shè)完畢,應(yīng)接通總管與抽水設(shè)備進行試抽,檢查有無漏氣、淤塞等異常現(xiàn)象。輕型井點使用時,應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水,并準(zhǔn)備雙電源或自備發(fā)電機。正常出水規(guī)律是“先大后小,先渾后清”。如不出水或渾濁,應(yīng)檢查糾正。在降水過程中,要對水位降低區(qū)域內(nèi)的建(構(gòu))筑物,檢查有無沉陷現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)沉陷或水平位移過大,應(yīng)及時采取防護技術(shù)措施。(3)沖孔或鉆孔法采用直徑為50~70mm的沖水
地下構(gòu)筑物竣工并進行回填土后,方可拆除井點系統(tǒng),拔出可借助于倒鏈,杠桿式起重機等,所留孔洞用砂或土填塞,對地基有特殊要求時,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定填塞。拆除多級輕型井點時應(yīng)自底層開始,逐層向上進行,在下層井點拆除期間,上部各層井點應(yīng)繼續(xù)抽水。冬季施工時,應(yīng)對抽水機組及管路系統(tǒng)采取防凍措施,停泵后必須立即把內(nèi)部積水放凈,以防凍壞設(shè)備。地下構(gòu)筑物竣工并進行回填土后,方可拆除井點系統(tǒng),二、噴射井點
二、噴射井點施工排水課件1、應(yīng)用條件:當(dāng)基坑開挖較深,降水深度要求大于6m或采用多級輕型井點不經(jīng)濟時,可采用噴射井點系統(tǒng)。它適用于滲透系數(shù)為0.1~50m/d的砂性土或淤泥質(zhì)土,降水深度可達8~20m。2、噴射井點組成噴射井點根據(jù)其工作介質(zhì)的不同,分為噴水井點或噴氣井點兩種。其設(shè)備主要由噴射井點、高壓水泵(或空氣壓縮機)和管路系統(tǒng)組成。如圖2-12所示。1、應(yīng)用條件:當(dāng)基坑開挖較深,降水深度要求大于6m或采用多級3、工作原理:噴水井點是借噴射器的射流作用將地下水抽至地面。噴射井管由內(nèi)管和外管組成,內(nèi)管下端裝有噴射器,并與濾管相連。噴射器由噴嘴、混合室、擴散室等組成。如圖2-12(b)。工作時,高壓水經(jīng)過內(nèi)外管之間的環(huán)形空隙進入噴射器,由于噴嘴處截面突然縮小,高壓水高速進入混合室,使混合室內(nèi)壓力降低,形成一定的真空,這時地下水被吸入混合室與高壓水匯合,經(jīng)擴散管由內(nèi)管排出,流入集水池中,用水泵抽走一部分水,另一部分由高壓水泵壓往井管循環(huán)使用。如此不斷地供給高壓水,地下水便不斷地抽出。高壓水泵一般采用流量為50~80m3/h的多級高壓水泵,每套約能帶動20~30根井點管。如用壓縮空氣代替高壓水,即為噴氣井點。兩種井點使用范圍基本相同,但噴氣井點較噴水井點的抽吸能力大,對噴射器的磨損也小,但噴氣井點系統(tǒng)的氣密性要求高。3、工作原理:噴水井點是借噴射器的射流作用將地下水抽至地面。4、噴射井點的布置、埋設(shè)與使用噴射井點的管路布置及井點管埋設(shè)方法、要求均與輕型井點基本相同,噴射井管間距一般為2~3m,沖孔直徑400~600mm,深度比濾管底深1m以上。4、噴射井點的布置、埋設(shè)與使用
噴射井點埋設(shè)時,宜用套管沖孔,加水及壓縮空氣排泥。當(dāng)套管內(nèi)含泥量小于5%時方可下井管及灌砂,然后再將套管拔起。下管時水泵應(yīng)先開始運轉(zhuǎn),以便每下好一根井管,立即與總管接通(不接回水管),之后及時進行單根試抽排泥,并測室真空度,待井管出水變清后為止,地面測定真空度不宜小于93300Pa。全部井點管埋設(shè)完畢后,再接通回水總管,全面試抽,然后讓工作水循環(huán),進行正式工作。各套進水總管均應(yīng)用閥門隔開,各套回水總管應(yīng)分開。
噴射井點埋設(shè)時,宜用套管沖孔,加水及壓縮空氣開泵時,壓力要小于0.3Mpa,以后再逐漸正常。抽水時如發(fā)現(xiàn)井管周圍有泛砂冒水現(xiàn)象,應(yīng)立即關(guān)閉井點管進行檢修。工作水應(yīng)保持清潔。試抽兩天后應(yīng)更換清水,以減輕工作水對噴嘴及水泵葉輪等的磨損。開泵時,壓力要小于0.3Mpa,以后再5、噴射井點的計算噴射井點的涌水量計算及確定井點管數(shù)量與間距,抽水設(shè)備等均與輕型井點計算相同,水泵工作水需用壓力按下式計算:
(2-14)式中:P——水泵工作水壓力(m)
P0——揚水高度(m),即水箱至井管底部的總高度;
a——揚水高度與噴嘴前面工作水頭之比。混合室直徑一般為14mm,噴嘴直徑為5~6.5mm。5、噴射井點的計算三、電滲井點三、電滲井點施工排水課件1、應(yīng)用條件:
在滲透系數(shù)小于0.1m/d的粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥等土質(zhì)中,使用重力或真空作用的一般輕型井點排水效果很差。此時宜用電滲井點排水。此法一般與輕型井點或噴射井點結(jié)使用。降深也因選用的井點類型不同而變化。使用輕型井點與之配套時,降深小于8m,用噴射井點時,降深大于8m。2、工作原理:
電滲排水的原理來自于電動作用。在含水的細顆粒土中,插入正、負電極并通以直流電后,土顆粒自負極向正極移動,水自正極向負極移動,前者稱電泳現(xiàn)象,后者稱電滲現(xiàn)象,全部現(xiàn)象稱電動作用。1、應(yīng)用條件:3、組成:
電滲井點利用井點管作陰極,用鋼管、直徑≥25mm的鋼筋或其它金屬材料作陽極。井點管沿基坑外圍布置,用套管沖槍成孔埋設(shè)。陰極設(shè)在井點管內(nèi)側(cè),埋設(shè)應(yīng)垂直,嚴(yán)禁與相鄰陰極相碰。陽極應(yīng)外露地面20~40cm,入土深度比井點管深50cm,以保證水位能降到所要求的深度。陰陽極的數(shù)量應(yīng)相等,必要時陽極數(shù)量可多于陰極。陰陽極的間距一般為0.8~1.0m(采用輕型井點時)或1.2~1.5m(采用噴射井點時),并呈平行交錯排列。陰陽極應(yīng)分別由電線或扁鋼、鋼筋等連接成通路,并接到直流發(fā)電機或電焊機的相應(yīng)電極上,如圖2-13所示。3、組成:通電時,電壓不宜超過60V,土中的電流密度為0.5~1.0A/m2。在電滲降水時,由于電解作用產(chǎn)生的氣體附在電極附近使土體電阻加大而千萬能耗增加,故應(yīng)采用間歇通電,即通電24h后,停電2~3h再通電。電滲井設(shè)計同輕型井點或噴射井點。直流電焊機功率按下式計算:
(2-15)式中:P——電焊機功率(kW);U——工作電壓(V);J——電流密度(A/m2)F——電滲面積(m2),其值為導(dǎo)電深度和井點周長的乘積。通電時,電壓不宜超過60V,土中的電流密度為0四、管井井點四、管井井點施工排水課件1、應(yīng)用條件:管井適用于中砂、粗砂、礫砂、礫石等滲透系數(shù)大、地下水豐富的土、砂層或輕型井點不易解決的地方。2、組成:管井井點系統(tǒng)由濾水井管、吸水管、抽水機等組成,如圖2-14所示。3、工作原理:泵提升。是電能轉(zhuǎn)化為機械能。4、布置:管井井點排水量大,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壁時為0.5~1m;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)等而室,最大埋深可達10余m,間距10~50m。1、應(yīng)用條件:管井適用于中砂、粗砂、礫砂、礫石等滲透系數(shù)大、
井管的埋設(shè)可采用沖擊鉆進或螺旋鉆進,泥漿或套管護壁。鉆孔直徑應(yīng)比濾水井管大200mm以上。井管下沉前應(yīng)進行清洗。并保持濾網(wǎng)的暢通,濾水井管放于孔中心,用圓木堵塞管口。井壁與井管間用3~15mm礫石填充作過濾層,地面下0.5m以內(nèi)用粘土填充夯實。管井井點抽水過程中應(yīng)經(jīng)常對抽水機械的電機、傳動軸、電流、電壓等作檢查,對管井內(nèi)水位下降和流量進行觀測和記錄。管井使用完畢,采用人工拔桿,用鋼絲繩導(dǎo)鏈將管口套緊慢慢拔出,洗凈后供再次使用,所留孔洞用礫砂回填夯實。井管的埋設(shè)可采用沖擊鉆進或螺旋鉆進,泥漿或套管護五、深井井點
五、深井井點
施工排水課件1、應(yīng)用條件:深井井點適用于涌水量大,降水較深的砂類土質(zhì),降水深度可達50m。K=10-250m/d。2、組成:深井井點系統(tǒng)由深井泵或深井潛水泵及井管濾網(wǎng)組成,如圖2-15。3、布置:深井井點系統(tǒng)總涌水量可按無壓安全井環(huán)形井點系統(tǒng)公式計算。一般沿基坑周圍,每隔15~30m設(shè)一個深井井點。4、施工順序:深井井點的施工工序為:施工準(zhǔn)備——鉆機就位、鉆孔——安裝井管——回填濾料——洗井——安裝泵體和電機——抽水試驗——正常工作。
1、應(yīng)用條件:深井井點適用于涌水量大,降水較深的砂類土質(zhì),降六、回灌井點六、回灌井點1、應(yīng)用條件:
在軟土中進行井點降水時,由于地下水位下降,使土層中粘性土含水量減少產(chǎn)生固結(jié)、壓縮,土層中夾入的含水砂層浮托力減少而產(chǎn)生壓密,致使地面產(chǎn)生不均勻沉降。為了減小地下水的流失和不均勻沉降對周圍建(構(gòu))筑物的影響,一般在降水區(qū)和原有建筑物之間的土層中設(shè)置一道抗?jié)B屏幕,除設(shè)置固體抗?jié)B屏幕外,還可采用補充地下水的方法來保持建筑物下的地下水位,即在降水井點系統(tǒng)與需保護建(構(gòu))筑物之間埋設(shè)一道回灌井點,如圖2-16所示。1、應(yīng)用條件:2、井點要求:回灌井點的井管濾管部分最好從地下水位線以上0.5m處開始一直到井管底部,也可采用與降水井點管相同的構(gòu)造,但必須確保成孔及灌砂質(zhì)量,回灌井點的埋設(shè)方法及質(zhì)量要求與降水井點相同?;毓嗨繎?yīng)根據(jù)水井理論進行計算。同時,還應(yīng)根據(jù)地下水位的變化及時調(diào)節(jié),保持抽灌平衡?;毓嗨涓叨瓤筛鶕?jù)回灌水量配置,一般采用將水箱架高的辦法提高回灌水壓力,靠水位差借重力自流灌入土中。3、回灌水水質(zhì):回灌水宜用清水。4、井點工作安排:回灌井點必須在降水井點啟動前或在降水的同時向土中灌水,且不得中斷,當(dāng)其中有一方因故停止工作時,另一方亦應(yīng)停止工作,恢復(fù)工作亦應(yīng)同時進行。2、井點要求:回灌井點的井管濾管部分最好從地下水位線以上0.第二章施工排水
第一節(jié)
概述施工排水包括排除地下自由水、地表水和雨水。在開挖基坑或溝槽時,土壤的含水層常被切斷,地下水將會不斷地涌入坑內(nèi)。雨季施工時,地面水也會流入基坑內(nèi)。為了保證施工的正常進行,防止邊坡坍塌和地基承載力下降,必須做好基坑降水工作。地下含水層內(nèi)的水分有水氣、結(jié)合水和自由水三種狀態(tài)。結(jié)合水沒有出水性。自由水又分為潛水的承壓水兩種,如圖2-1所示。
第二章施工排水第一節(jié)概述土壤中水的分布土壤中水的分布施工排水課件潛水是存在于地表以下、第一個穩(wěn)定隔水層頂板以上的地下自由水,有一個自由水面,其水面受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候及環(huán)境的影響。雨季水位高,冬季水位下降,附近有河、湖等地表水存在時也會互相補給。
承壓水亦稱層間水,是埋藏于兩個隔水層之間的地下自由水。承壓水有穩(wěn)定的隔水層頂板,水體承受壓力,沒有自由水面。承壓水一般不是當(dāng)?shù)匮a給的,其水位、水量受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊戄^潛水為小。
潛水是存在于地表以下、第一個穩(wěn)定隔水層頂板以上的地施工排水課件
施工排水方法分為明溝排水和人工降低地下水位。
明溝排水是在溝槽或基坑開挖時在其周圍筑堤截水或在其內(nèi)底四周或中央開挖排水溝,將地下水或地面水匯集到集水井內(nèi),然后用水泵抽走。人工降低地下水位是在溝槽或基坑開挖之前,預(yù)先在基坑周側(cè)埋設(shè)一定數(shù)量的井點管利用抽水設(shè)備將地下水位降至基坑底面以下,形成干槽施工的條件。施工排水方法分為明溝排水和人工降低地下水位。第二節(jié)
明溝排水
明溝排水包括地面截水和坑內(nèi)排水。第二節(jié)明溝排水明溝排水包括地面截水和坑內(nèi)排水。一、地面截水
排除地表水和雨水,最簡單的方法是在施工現(xiàn)場及基坑或溝槽周圍筑堤截水。通??梢岳猛诔鲋裂厮闹芑蛴粋?cè)、二側(cè)筑0.5~0.8m高的土堤。
地面截水應(yīng)盡量保留、利用天然排水溝道,并進行必要的疏通。如無天然溝道,則在場地四周挖排水溝排泄,以攔截附近地面水。但要注意與已有建筑物保持一定安全距離。一、地面截水
排除地表水和雨水,最簡單的方法是在二、坑內(nèi)排水在開挖基礎(chǔ)不深或水量不大的溝槽或基坑時,通常采用坑內(nèi)排水的方法。當(dāng)基坑或溝槽開挖過程中遇到地下水和地表水時,在坑底隨同挖方一起設(shè)置集水井,并沿坑底的周圍開挖排水溝,使水流入集水井內(nèi),然后用水泵抽出坑外。
二、坑內(nèi)排水
坑內(nèi)排水示意圖坑內(nèi)排水示意圖
排水溝可設(shè)置在坑內(nèi)底四周或迎水一側(cè)、二側(cè),離開坡腳不小于0.3m。溝斷面尺寸和縱向坡度主要取決于排水量大小,一般斷面不小于0.3m×0.3m,坡度0.1%~0.5%。根據(jù)地下水量大小、基坑平面形狀及水泵能力,集水井每隔30~40m設(shè)置一個,集水井的直徑(或邊長)不小于0.7m,其深度隨著挖土的加深而加深,要低于排水溝0.5m~1.0m或低于抽水泵的進水閥高度。井底應(yīng)低于坑底1~2m,并鋪設(shè)30cm左右碎石或粗砂濾水層,以免抽水時將泥沙抽出,并防止井底的土被攪動。排水溝可設(shè)置在坑內(nèi)底四周或迎水一側(cè)、二側(cè),離
明溝排水法設(shè)備簡單,排水方便,應(yīng)用比較普遍,適用于除細砂、粉砂之外的各種土質(zhì)。如果基坑較深還可以采用分層明溝排水,即在基坑邊坡的中部再設(shè)置一層排水溝和集水井,將兩層集水井內(nèi)的積水做接力式的抽取,此種方法只適用于粗粒土層和滲水量小的粘性土。
明溝排水法設(shè)備簡單,排水方便,應(yīng)用比較三、涌水量計算
為了合理選擇水泵型號,應(yīng)對總涌水量進行計算。
1、干河床時(2-1)式中:Q——基坑總涌水量(m3/d)K——滲透系數(shù)(m/d)(見表2-1);H——穩(wěn)定水位至坑底的深度(m);當(dāng)基底以下為深厚透水層時,H值可增加3~4m,以保安全;R——影響半徑(m)(見表2-1)r0——基坑半徑(m)。矩形基坑,;
不規(guī)則基坑,。
三、涌水量計算
為了合理選擇水泵型號,應(yīng)對總涌水量
各種巖層的滲透系數(shù)及影響半徑表2-1巖層成分滲透系數(shù)(m/d)影響半徑(m)裂隙多的巖層碎石、卵石類地層、純凈無細顆?;祀s均勻的粗砂和中砂稍有裂隙的巖層碎石、卵石類地層、混合大量細顆粒物質(zhì)不均勻的粗粒、中粒和細粒砂>60>6020~6020~605~20>500200~600150~250100~20080~150各種巖層的滲透系數(shù)及影響半徑表2-1巖層成分滲透系2、基坑近河沿時
(2-2)
式中:D——基坑距河邊線距離(m);
真余同上公式。
明溝排水采用的抽水設(shè)備主要有離心泵、潛水泥漿泵、活塞泵和隔膜泵等。選擇水泵時,水泵的總排水量一般采用基坑總涌水量Q的1.5~2.0倍。
2、基坑近河沿時
第三節(jié)
人工降低地下水位
第三節(jié)人工降低地下水位應(yīng)用條件
當(dāng)基坑開挖深度較大,地下水位較高、土質(zhì)較差(如細砂、粉砂等)等情況下,可采用人工降低地下水位的方法。
應(yīng)用條件當(dāng)基坑開挖深度較大,地下水位具體做法
人工降低地下水位常采用井點排水的方法,具體做法是在基坑周圍或一側(cè)埋入深于基底的井點濾水管或管井,以總管連接抽水,使地下水低于基坑底,以便在干燥狀態(tài)下挖土,這樣不但可防止流砂現(xiàn)象和增加邊坡穩(wěn)定,而且便于施工。
具體做法人工降低地下水位常采用井點排施工排水課件井點分類
人工降低地下水位的方法,包括輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點和深井井點等??筛鶕?jù)土層的滲透系數(shù)、要求降低水位的深度和工程特點,作技術(shù)經(jīng)濟和節(jié)能比較后適當(dāng)加以選擇。各類井點降水方法的適用范圍見表2-3。
井點分類人工降低地下水位的方法,包括各種井點的適用范圍表2-3
各種井點的適用范圍表2-3一、輕型井點
1、應(yīng)用條件:輕型井點系統(tǒng)適用于在粗砂、中砂、細砂、粉砂等土層中降低地下水;滲透系數(shù)0.1~50(m/d);
單層一般不超過6.0米。一、輕型井點1、應(yīng)用條件:2、輕型井點系統(tǒng)的組成
輕型井點系統(tǒng)由濾管、井點管、彎聯(lián)管、集水總管和抽水設(shè)備等組成;2、輕型井點系統(tǒng)的組成
輕型井點系統(tǒng)由濾管、井點管、彎聯(lián)管、施工排水課件(1)濾管與井點管
濾管是進水設(shè)備,構(gòu)造是否合理對抽水效果影響很大。濾管用直徑38~55mm鋼管制成,長度一般為0.9~1.7m。管壁上有直徑為12~18mm,呈梅花型布置的孔,外包粗、細兩層濾網(wǎng)。為避免濾孔淤塞,在管壁與濾網(wǎng)間用塑料管或鐵絲繞成螺旋狀隔開,濾網(wǎng)外面再圍一層粗鐵絲保護層。濾管下端配有堵頭,上端同井點管相連。如圖2-4所示。
井點管直徑同濾管,長度6~9m;可整根或分節(jié)組成。井點管上端用彎聯(lián)管和總管相連。
(1)濾管與井點管
濾管是進水設(shè)備,構(gòu)造是否合理施工排水課件(2)彎聯(lián)管與集水總管彎聯(lián)管用塑料管、橡膠管或鋼管制成,并且宜裝設(shè)閥門,以便檢修井點。集水總管一般用直徑75~150mm的鋼管分節(jié)連接,每節(jié)長4~6m,上面裝有與彎聯(lián)管連接的短接頭(三通口),間距0.8~1.6m??偣芤O(shè)置一定的坡度坡向泵房。(2)彎聯(lián)管與集水總管(3)抽水設(shè)備輕型井點的抽水設(shè)備有干式真空泵、射流泵,隔膜泵管。干式真空泵井點,可根據(jù)含水層的滲透系數(shù)選用相應(yīng)型號的真空泵及臥式水泵,在粉砂、粉質(zhì)粘土等滲透系數(shù)較小的土層中可采用射流泵和隔膜泵。(3)抽水設(shè)備干式真空泵干式真空泵射流泵射流泵隔膜泵隔膜泵3、輕型井點系統(tǒng)的工作原理輕型井點系統(tǒng)是利用真空原理提升地下水的。圖2-5所示是真空泵—水泵聯(lián)合機組的工作過程示意圖。啟動真空泵6,使副氣水分離室4內(nèi)形成一定的真空度,進而使氣水分離室3和井點管路產(chǎn)生真空,地下水和土中氣體一起進入井點管,經(jīng)過總管進入氣水分離室3,分離室3內(nèi)的地下水由水泵7抽吸排出,氣體經(jīng)副氣水分離室4由真空泵6排出。在副氣水分離室4中再一次水、氣分離,剩余水泄入沉砂罐5,防止水分進入真空泵6,此外,真空泵還附有冷卻循環(huán)系統(tǒng)。為了減少抽水設(shè)備,提高抽水工作的可靠度,減少泵組的水頭損失,便于設(shè)備的保養(yǎng)和維修,可采用射流泵抽水。其工作過程如圖2-6所示。離心泵從水箱內(nèi)抽水,泵壓高壓水在噴射器的噴口出流,形成射流,產(chǎn)生真空度,使地下水經(jīng)由井點管、總管而至射流器,壓到水箱內(nèi)。3、輕型井點系統(tǒng)的工作原理輕型井點真空抽水系統(tǒng)圖輕型井點真空抽水系統(tǒng)圖射流泵系統(tǒng)工作圖射流泵系統(tǒng)工作圖4、輕型井點設(shè)計輕型井點的設(shè)計包括:平面布置,高程布置,涌水量計算,井點管的數(shù)量、間距和抽水設(shè)備的確定等。井點計算由于受水文地質(zhì)和井點設(shè)備等許多因素的影響,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)場試驗進行修正。4、輕型井點設(shè)計(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)基坑寬度小于6m,降水深度不超過5m時,可采用單排線狀井點,布置在地下水流的上游一側(cè);當(dāng)基坑或溝槽寬度大于6m,或土質(zhì)不良、滲透系數(shù)較大時,可采用雙排線狀井點;當(dāng)基坑面積較大時,應(yīng)用環(huán)形井點或U形井點,挖土運輸設(shè)備出入道路處可不封閉。如圖2-7所示。井點管距離基坑或溝槽上口寬不應(yīng)小于1.0m,以防局部漏氣,一般取1.0~1.5m。為了觀察水位降落情況,應(yīng)在降水范圍內(nèi)設(shè)置若干個觀測井,觀測井的位置和數(shù)量視需要而定。一般在基礎(chǔ)中心、總管末端、局部挖深處,均應(yīng)設(shè)置觀測井。觀測井由井點管做成,只是不與總管相連。(1)平面布置施工排水課件(2)高程布置井點管的入土深度應(yīng)根據(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),并且比所挖基坑所溝槽底深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。(2)高程布置井點管埋深可按下式計算(如圖2-7):
H′=H1+△h+iL+l(2-3)式中:H′——井點管埋置深度(m);
H1——井點管埋設(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0.5~1m。
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)揚水試驗和工程實測確定。對環(huán)狀式雙排井點可取1/10~1/15;對單排線狀井點可取1/4;環(huán)狀井點外取1/8~1/10;
L——井點管中心至最不利點(溝槽內(nèi)底邊緣或基坑中心)的水平距離(m);l——濾管長度(m)。井點管埋深可按下式計算(如圖2-7):井點露出地面高度,一般取0.2~0.3m。輕型井點的降水深度以不超過6m為宜。如求出H值大于6m,則應(yīng)降低井點管和抽水設(shè)備的埋置面,如果仍達不到降水深度的要求,可采用二級井點或多級井點,如圖2-8所示。井點露出地面高度,一般取0.2~0.3m。二級輕型井點示意圖二級輕型井點示意圖(3)總涌水量計算井點系統(tǒng)是按水井理論進行計算的。水井根據(jù)不同情況分為:井底達到不透水層的稱為完全井,井底未達到不透水層的稱為非完全井;地下水有壓力的是承壓井,地下水無壓力的是無壓井,其中以無壓完全井的理論較為完善,應(yīng)用較普遍。(3)總涌水量計算施工排水課件無壓完全井環(huán)形井點系統(tǒng)(圖2-9(a)):
(2-4)式中:Q——井點系統(tǒng)總涌水量(m3/d);K——滲透系數(shù)(m/d);H——含水層厚度(m);R——抽水影響半徑(m);s——水位降低值(m);X0——基坑假想半徑(m)。無壓完全井環(huán)形井點系統(tǒng)(圖2-9(a)):無壓非完全井井點系統(tǒng)(圖2-9(b)):為了簡化計算,仍可用無壓完全井的公式進行計算,但式中H應(yīng)換成有效帶深度H0。即
(2-5)式中:H0——有效帶深度(m),可根據(jù)表2-4確定。無壓非完全井井點系統(tǒng)(圖2-9(b)):H0值表2-4
表中:l——濾管長度(m);
s′——原地下水位至濾管頂部的距離。計算涌水量時,R、x0、K值需預(yù)先確定。H0值表2-4表中:l——濾管長度(m);A:抽水影響半徑R井點系統(tǒng)抽水后地下水受到影響而形成降落曲線,降落曲線穩(wěn)定時的影響半徑即為計算用的抽水影響半徑R。
(完全井)(2-6)
或(非完全井)(2-7)A:抽水影響半徑RB:基坑假想半徑Xo假想半徑指降水范圍內(nèi)環(huán)圍面積的半徑,根據(jù)基坑形狀不同有以下幾種情況:1)環(huán)圍面積為矩形(L/B≤5時),(2-8)式中α值見表2-5所示。L、B——基坑的長度及寬度(m),為計算精確應(yīng)各加2mB:基坑假想半徑Xoα值的選取表2-5α值的選取表2-5
2)環(huán)圍面積為圓形或的空心圓形時,
(2-9)
式中F——基坑的平面面積(m2);
3)當(dāng)L/B>5時,可劃分成若干計算單元,長度按(4~5)B考慮;當(dāng)L>1.5R時,也可取L=1.5R為一段進行計算;當(dāng)形狀不規(guī)則時應(yīng)分塊計算涌水量,將其相加即為總涌水量。
C:滲透系數(shù)K滲透系數(shù)K值對計算結(jié)果影響很大。一般可根據(jù)地質(zhì)報告提供的數(shù)值或參考表2-6所列數(shù)值確定。對重大工程應(yīng)做現(xiàn)場抽水試驗確定。單井產(chǎn)水量計算:(2-10)式中:d——濾管直徑(m);l——濾管長度(m);K——滲透系數(shù)(m/d)C:滲透系數(shù)K土的滲透系數(shù)K值表2-6土的滲透系數(shù)K值表2-6
(5)確定井點管數(shù)量與間距①井點管所需根數(shù)(根)(2-11)式中:1.1——考慮井點管堵塞等因素的備用系數(shù)。②井點管的間距
(2-12)式中:L1——總管長度(m),對矩形基坑的環(huán)形點,L1=2(L+B);雙排井點,L1=2L等D值求出后要取整數(shù),并應(yīng)符合總管接頭的間距。
(5)確定井點管數(shù)量與間距③井點數(shù)量與間距確定以后可根據(jù)下式校核所采用的布置方式是否能將地下水位降低到規(guī)定的標(biāo)高,即h值是否不小于規(guī)定的數(shù)值。
(2-13)式中:h——濾管外壁處或坑底任意點的動水位高度(m),對完全井算至井底,對非完全井算至有效帶深度;x1,……,xn——所核算的濾管外壁或坑底任意點至各井點管的水平距離(m)。③井點數(shù)量與間距確定以后可根據(jù)下式校核所采用的布置方式是否能(6)確定抽水設(shè)備常用抽水設(shè)備有真空泵(干式、濕式)、離心泵等,一般按涌水量、滲透系數(shù)、井點數(shù)量與間距來確定。(6)確定抽水設(shè)備5、輕型井點管的埋設(shè)與使用輕型井點系統(tǒng)的安裝順序是:測量定位;敷設(shè)集水總管;沖孔;沉放井點管;填濾料;用彎聯(lián)管將井點管與集水總管相連;安裝抽水設(shè)備;試抽。井點管埋設(shè)有射水法、套管法、沖孔或鉆孔法。5、輕型井點管的埋設(shè)與使用(1)射水法
(1)射水法圖2-10是射水式井點管示意圖。井點管下設(shè)射水球閥,上接可旋動節(jié)管與高壓膠管,水泵等。沖射時,先在地面井點位置挖一小坑,將射水式井點管插入,利用高壓水在井管下端沖刷土體,使井點管下沉。下沉?xí)r,隨時轉(zhuǎn)動管子以增加下沉速度并保持垂直。射水壓力一般為0.4~0.6Mpa。當(dāng)井點管下沉至設(shè)計深度后取下軟管,與集水總管相連,抽水時,球閥自動關(guān)閉。沖孔直徑不小于300mm,沖孔深度應(yīng)比濾管深0.5~1m,以利沉泥。井點管與孔壁間應(yīng)及時用潔凈粗砂灌實,井點管要位于砂濾中間。灌砂時,管內(nèi)水面應(yīng)同時上升,否則可向管內(nèi)注水,水如很快下降,則認為埋管合格。
圖2-10是射水式井點管示意圖。井點管下設(shè)射水球閥,上接可旋(2)套管法
套管水沖設(shè)備由套管、翻漿管、噴射頭和貯水室四部分組成,如圖2-11所示。套管直徑150~200mm,(噴射井點為300mm),一側(cè)每1.5~2.0m設(shè)置250mm×200mm排泥窗口,套管下沉?xí)r,逐個開閉窗口,套管起導(dǎo)向、護壁作用。貯水室設(shè)在套管上、下。用4根∮38mm鋼管上下聯(lián)結(jié),其總截面積是噴嘴截面積總和的三倍。為了加快翻漿速度及排除土塊,在套管底部內(nèi)安裝兩根∮25mm壓縮空氣管,噴射器是該設(shè)備的關(guān)鍵部件,由下層貯水室,噴嘴和沖頭三部分組成。噴嘴布置有三種:最下部為8個∮10mm噴嘴作環(huán)形分布,垂直向下,構(gòu)成環(huán)狀噴射水流,似取土環(huán)刀;另兩種為6個∮10mm或∮8mm噴嘴,分兩組與垂線成45o角交錯布置,噴射水流從各不同方向切割套套管內(nèi)土體,泥漿水從排泥窗口排出。套管沖槍的工作壓力隨土質(zhì)情況加以選擇,一般取.8~0.9Mpa。當(dāng)沖孔至設(shè)計深度,繼續(xù)給水沖洗一段時間,使出水含泥量在5%以下。此時于孔底填一層砂礫,將井點管居中插入,在套管與井點管之間分層填入粗砂,并逐步拔出套管。
(2)套管法套管水沖設(shè)備由套管、翻漿管、噴射頭施工排水課件(3)沖孔或鉆孔法
采用直徑為50~70mm的沖水管或套管式高壓水沖槍沖孔,或用機械,人工鉆孔后再沉放井點管。沖孔水壓采用0.6~1.2Mpa。為加速沖孔速度,可在沖管兩旁設(shè)置兩根空氣管,將壓縮空氣接入。所有井點管在地面以下0.5~1.0m的深度內(nèi),應(yīng)用粘土填實以防漏氣。并點管埋設(shè)完畢,應(yīng)接通總管與抽水設(shè)備進行試抽,檢查有無漏氣、淤塞等異?,F(xiàn)象。輕型井點使用時,應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水,并準(zhǔn)備雙電源或自備發(fā)電機。正常出水規(guī)律是“先大后小,先渾后清”。如不出水或渾濁,應(yīng)檢查糾正。在降水過程中,要對水位降低區(qū)域內(nèi)的建(構(gòu))筑物,檢查有無沉陷現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)沉陷或水平位移過大,應(yīng)及時采取防護技術(shù)措施。(3)沖孔或鉆孔法采用直徑為50~70mm的沖水
地下構(gòu)筑物竣工并進行回填土后,方可拆除井點系統(tǒng),拔出可借助于倒鏈,杠桿式起重機等,所留孔洞用砂或土填塞,對地基有特殊要求時,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定填塞。拆除多級輕型井點時應(yīng)自底層開始,逐層向上進行,在下層井點拆除期間,上部各層井點應(yīng)繼續(xù)抽水。冬季施工時,應(yīng)對抽水機組及管路系統(tǒng)采取防凍措施,停泵后必須立即把內(nèi)部積水放凈,以防凍壞設(shè)備。地下構(gòu)筑物竣工并進行回填土后,方可拆除井點系統(tǒng),二、噴射井點
二、噴射井點施工排水課件1、應(yīng)用條件:當(dāng)基坑開挖較深,降水深度要求大于6m或采用多級輕型井點不經(jīng)濟時,可采用噴射井點系統(tǒng)。它適用于滲透系數(shù)為0.1~50m/d的砂性土或淤泥質(zhì)土,降水深度可達8~20m。2、噴射井點組成噴射井點根據(jù)其工作介質(zhì)的不同,分為噴水井點或噴氣井點兩種。其設(shè)備主要由噴射井點、高壓水泵(或空氣壓縮機)和管路系統(tǒng)組成。如圖2-12所示。1、應(yīng)用條件:當(dāng)基坑開挖較深,降水深度要求大于6m或采用多級3、工作原理:噴水井點是借噴射器的射流作用將地下水抽至地面。噴射井管由內(nèi)管和外管組成,內(nèi)管下端裝有噴射器,并與濾管相連。噴射器由噴嘴、混合室、擴散室等組成。如圖2-12(b)。工作時,高壓水經(jīng)過內(nèi)外管之間的環(huán)形空隙進入噴射器,由于噴嘴處截面突然縮小,高壓水高速進入混合室,使混合室內(nèi)壓力降低,形成一定的真空,這時地下水被吸入混合室與高壓水匯合,經(jīng)擴散管由內(nèi)管排出,流入集水池中,用水泵抽走一部分水,另一部分由高壓水泵壓往井管循環(huán)使用。如此不斷地供給高壓水,地下水便不斷地抽出。高壓水泵一般采用流量為50~80m3/h的多級高壓水泵,每套約能帶動20~30根井點管。如用壓縮空氣代替高壓水,即為噴氣井點。兩種井點使用范圍基本相同,但噴氣井點較噴水井點的抽吸能力大,對噴射器的磨損也小,但噴氣井點系統(tǒng)的氣密性要求高。3、工作原理:噴水井點是借噴射器的射流作用將地下水抽至地面。4、噴射井點的布置、埋設(shè)與使用噴射井點的管路布置及井點管埋設(shè)方法、要求均與輕型井點基本相同,噴射井管間距一般為2~3m,沖孔直徑400~600mm,深度比濾管底深1m以上。4、噴射井點的布置、埋設(shè)與使用
噴射井點埋設(shè)時,宜用套管沖孔,加水及壓縮空氣排泥。當(dāng)套管內(nèi)含泥量小于5%時方可下井管及灌砂,然后再將套管拔起。下管時水泵應(yīng)先開始運轉(zhuǎn),以便每下好一根井管,立即與總管接通(不接回水管),之后及時進行單根試抽排泥,并測室真空度,待井管出水變清后為止,地面測定真空度不宜小于93300Pa。全部井點管埋設(shè)完畢后,再接通回水總管,全面試抽,然后讓工作水循環(huán),進行正式工作。各套進水總管均應(yīng)用閥門隔開,各套回水總管應(yīng)分開。
噴射井點埋設(shè)時,宜用套管沖孔,加水及壓縮空氣開泵時,壓力要小于0.3Mpa,以后再逐漸正常。抽水時如發(fā)現(xiàn)井管周圍有泛砂冒水現(xiàn)象,應(yīng)立即關(guān)閉井點管進行檢修。工作水應(yīng)保持清潔。試抽兩天后應(yīng)更換清水,以減輕工作水對噴嘴及水泵葉輪等的磨損。開泵時,壓力要小于0.3Mpa,以后再5、噴射井點的計算噴射井點的
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