施工技术第五次课课件

流砂现象发生的关键 向。
动水压力的大小与方
流砂现象的防治途径 主要是减小或平衡动 水压力，或者改时，水在土中渗 流过程中受到土颗粒的阻力，同时水对土颗粒也 作用一个压力，这个压力叫做动水压力GD。 动水压力与水的重力密度和水力坡度有关：
式中 GD—动水压力(kN/m3)； γw——水的重力密度； I——水力坡度(等于水位差除以渗流路线长度)。
1.3.3地面排水与降低地下水位
（一）排除地面水的途径
1、 设置排水沟（疏） □设置在施工区域边缘或道路两侧； □ 横断面500×500，纵向坡度不小于2‰ 至低洼处（或集水井内），用水泵抽走。
2、 开挖截水沟（堵）
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宜用于山区场地平整的排水； 在较高山坡上开挖一截水沟。
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3、 砌筑挡水土堤
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宜用于低洼地区施工； 在施工区域四周修筑以防雨水及地表水流入
用抽水机在基坑 底明排水 粉细沙随地下水流 入基坑，产生流沙
在基坑开挖和地下结构施工中，必须防止流沙，以免支护失效 发生重大基坑坍塌事故。
基坑支护结构 外侧因泥沙随水渗 流进入基坑，造成 局部沉陷坍塌事故
上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地下水充沛，基坑土方 开挖时排水或降水不当，均有可能造成支护结构失效坍塌事故。
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土的渗透系数 （K） 降低水位的深度（H）
工程特点 设备条件及经济条件
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（其中轻型井点采用较为广泛，下面将做重点介绍）
1.轻型井点
a、轻型井点设备组成及布置
c.排水沟的截面尺寸和集水井的个数是根据坑底涌水量的大 小、基础的形状和水泵的抽水能力来确定 。
一般排水沟的 沟底低于挖土面为0.4m～ 0.5m，集水井应设在基础范围以外的边角处。 排水沟向集水井方向保持1‰～3‰的纵向坡度, 每间隔20～40m设置一个集水井，其直径或宽 度为0.6～0.8m 。 集水井深度随挖土深度增加而加深，始终 低于挖土面0.8～1.0m。
b. 水泵选用：离心泵、潜水泵、软轴水泵 （较少采用）
常用于基坑排水 适于地下水量较大的基坑排水

（2）水泵及选用 水泵的种类很多，在建筑上最常用有离心水泵和潜水泵。 其主要性能包括：流量、扬程和功率等。水泵的流量和扬 程应满足基坑涌水量和坑底降水深度要求。通常情况下水 泵的抽水量应大于集水井的涌水量，否则坑内水会越积越 多，将基坑土泡软。 选择离心水泵的要点有： 1）正确确定水泵安装高度。由于水经过管有阻力而引起 水头(扬程)损失，通常实际吸水扬程可规定值中吸水扬程 减去0.8(无底阀)～1.2 m(有底阀)来进行估算。 2）水泵流量应大于基坑内的涌水量。一般选用口径为2～ 4 in（吋）(5.08～10.16 cm)的排水管，能满足水泵流量 的要求。 3）吸水扬程应与降水深度保持一致若不能保持一致时， 可另选离心水泵，亦可将离心水泵安装位置降低至基坑放 线土壁台阶或坑底上。
流砂现象的防治的具体措施 1）枯水期施工法。如条件许可，尽量安排 在枯水期施工，使最高地下水位距坑底不小于 0.5m。 2）水下挖土法。水中挖土时，不抽水或 少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡。 3）抢挖法。即组织分段抢挖，使挖土的 速度大于冒砂速度，挖到设计标高后立即抛大 石块以平衡动水压力，压住流砂。 4）井点降水法。 5）打钢板桩法。 6）地下连续墙法。
图1-37 分层明沟、集水井排水法 1-底层排水沟；2-底层集水井；3-二层排水沟； 4-二层集水井；5-水泵；6-原地下水位线；7-降低后 地下水位线 图1-36 明沟、集水井排水方法 1-排水明沟；2-集水井；3-离心式水泵； 4-设备基础或建筑物基础边线；5-原地下水位线； 6-降低后地下水位线




为了防止基底土的颗粒随水流失而使土结构受到 破坏，集水井应设置于基础范围之外，地下水走 向的上游。 根据地下水量，基坑平面形状及水泵的抽水能力， 每隔20～40m设置一个集水井。 集水井的直径或宽度一般为0.6～0.8m，其深度 随着挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.7～ 1.0m。 井壁可用竹木等简易加固。 当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1～2m， 并铺设0.3m碎石滤水层，以免由于抽水时间较长 而将泥砂抽出，并防止井底的土被搅动。
一、集水坑降水法(动画)
集水坑降水，边挖边降 注：a. 不适用于细砂、粉砂土的降水。 问题：对于这种土质条件，为什么不能采用集 水坑降水法？那应采用什么方法呢？ 后面将讲到“井点降水法”
集水井降水法是 在基坑开挖过程 中，在基坑范围 以外设置集水坑， 并沿坑底的周围 或中央开挖排水 沟，使水流入集 水坑中，然后用 水泵抽走（集水 坑降水法）。
d. 流砂的现象、危害、发生的关键以及防 治措施 当开挖深度大、地下水位较高而土质为细 砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，在 挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流 动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流
砂现象。
流砂现象的危害 发生流砂时，土完全丧失 承载能力，施工条件恶化，并有引起附近建筑 物下沉的危险。
二、井点降水法
在基坑开挖深度较大、地下水位较高、土 质较差（如细砂、粉砂等）情况下，要考虑采 用井点降水法。 a、井点降水法 在基坑开挖前，预先在基 坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备 抽水，使地下水位降至坑底以下，在基坑开挖 过程中仍不断抽水，直至土方和基础工程施工 结束为止。
b、井点降水的类型及选择方法 a）类型：轻型井点，喷射井点，管井井 点，深井井点以及电渗井点。 b）选择时应考虑的因素：
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（二）降低地下水方法
集水坑降水法、井点降水法及设防渗帷幕。 1、 集水坑降水法 （明排法） “ 截，疏，抽”： 1）截 —— 截住水流，将排水沟设置在地 下水的上游； 2）疏 —— 疏散积水； 3）抽 —— 设置集水井，用抽水设备排水。 （水井一般每隔20～40m设置一个）
2、 井点降水法 （不仅是一种降水、排水措施，也是一种 地基加固方法）