1土方工程(1.2.3)

名词：1、 流砂（Flowing soil）
1）、现象：当基坑（槽）挖土至地下水水位以 下时，而土质又是细砂或粉砂，有采用集水井法 降水，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地 下水一起流动涌入基坑，这种现象称为流砂现象。 2）、原因：当基坑底挖至地下水位以下时，坑 底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等 于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬 浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边 发生流砂现象。
注：排水沟最好设置在施工区域边缘或道路两旁； 山区的场地平整施工，应在较高一面的山坡开挖截水沟； 在低洼地区施工时，必要时修筑挡水土坝，以阻挡雨水流入
二、 人工降低地下水位
降水方法分集水井降水和井点降水法两类。
补充： （一）、集水井降水（明排水法） 在开挖基坑周围做排水沟、积水井将地下水用抽水 设备抽走的方法。
（2） 管井井点 管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。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，一般间距 10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离不小于 1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度3～5m、 渗透系数为20～200m/d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。


管两个过程 。
轻型井点使用

轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。
井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、
手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏
凉的感觉等简便方法检查。

地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土 后，停机拆除井点排水设备。
4、降水对周围建筑的影响及防止措施 1、影响情况：
（二）. 井点降水法 1、井点降水的作用 防止地 下水涌 入坑内
使坑底的土层 消除了地下水 位差引起的压 力，因此防止 了坑底的管涌
防止边坡 由于地下 水的渗流 而引起的 塌方
降水后，使 板桩减少了 横向荷载
消除了地 下 水的渗流， 也就防止 了 流砂现象
降低地下水 位后，还能 使土壤固结 ，增加地基 土的承载能 力
a、会产生较大的地面沉降； b、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉
降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。
2、防止措施： （1）采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施 （2）适当调整井点管的埋臵深度 （3）采用井点降水与回灌相结合的技术。 （4）采用注浆固土技术防止水土流失。
单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小 于坑槽的宽度B。
双排布置：当基坑(槽)宽度＞6m时应采用。
例：基坑底宽1.8m，深3m，地下水位距地 面1.2m，土方边坡坡度1：0.5，采用轻型 井点降水。 试确定：⑴ 平面布置类型；
【解】
⑴ 计算基坑上底（坑口）宽度：
B 1.8 2mH 1.8 2 0.5 3 4.8m＜6m
2、方法和使用范围 （1）轻型井点：就是沿基坑周围或一侧以一定间距 将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与 总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管， 经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。适 用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中；降低水 位深度：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～9m。
损失残重:5.5个亿.
2、管涌（Piping）：指在渗透水流的作用下，土 中的颗 粒被水流逐渐带走，最 终导致土体内形成贯通的渗流管 道，造成土体坍塌的现象。 当基坑坑底位于不透水土层内，而不透水土层下面 为承压蓄水层，坑底不透水土层的覆盖厚度的重量小于 承压水的顶托力时，基坑底部即可能产生涌冒现象。
3）、危害及防治： 发生流砂现象时，土完全丧失承载能力，使 施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时 会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌 等。总之，流砂现象对土方施工和附近建筑物有 很大危害。 流砂的防治办法：原则：“治流砂必治水” 主要有：枯水期施工法；抢挖法；打板桩法； 水下挖土法；人工降低地下水位法；地下连续 墙法压密注浆法、土壤冻结法阻止地下水流入 基坑。
对象：雨水、地下水。
要求：边坡稳定，坑（槽） 底不受水浸泡。
沟，在沟下游设臵集水井，汇集沟内积水，然后水泵抽走
方法：在基坑（槽）开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水
做法：
1、排水沟和集水井应设臵在基础范围以外； 2、排水沟的横断面不小于0.5m*8，纵向坡度宜为1‰-2‰； 3、集水井每隔20-40m设臵一个，其-直径和宽度一般为 0.6-0.8m，其深度终低于挖土面0.7-1.0m。
管井填充滤料
管井抽排水
PVC简易管井
如需降水深度较大，可采用深井 井点，适用于降水深度＞15m、渗透系
数为10～250m/d的基坑。故称为“深
井泵法”。
管井井点降水
（3） 电渗井点 电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入 直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极 移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使 用。
∴ 采用单排线状布置。
环型或U 型布置：当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑
施工机械进出基坑时宜采用U 型布臵）。
● 采用双排、环型或U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。 ● 如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水 的下游方向。
2)高程布臵
轻型井点理论可降水深度10.3m，但因考虑设备 水头损失，实际降水深度不超过6m。 井点管埋深H，还应考虑井点管一般露出地面 0.2m左右,且必须保证,滤管必须埋在透水层内。
4）、易产生流砂的土
a、土的颗粒组成中，黏粒含量小于10%，粉粒 （颗粒为0.005-0.05mm）含量大于75% b、颗粒级配中，土的不均匀系数小于5； c、土的天然孔隙比大于0。75；
d、土的天然含水量大于30%
流砂-基坑满目狼籍
流砂支挡
强行施工
具体措施：
（1）枯水期施工法。枯水期地下水位较低，
3、轻型井点的安装与使用

轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。
准备工作包括井点设备、动力、水泵及必要材料
准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以 及防止附近建筑沉降的措施等。 埋设井点系统的顺序：根据降水方案放线、挖管 沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘 土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设 备、试抽。 井点管的埋设一般用水冲法施工，分为冲孔和埋
轻型井点
1、一般轻型井点设备： 由管路系统和抽水设备组成。 管路系统分为：滤管、井点管、
弯点管、集中总管； 抽水设备分为：真空泵、离心泵、 水气分离器。
滤管为进水 设备，其构造是 否合理对抽水设 备影响很大。
2、轻型井点的布臵
应根据基坑大小与深度、土质、水位高低、降 水深度等确定平面和高程的布臵。 1)平面布臵 单排布置：当基坑(槽)宽下水位法。即采用井点降水 法，使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的
渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不
能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。因
此，此法应用广泛且较可靠。
此外，采用地下连续墙、压密注浆法、土壤
冻结法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂发
生。
上海市轨道交通四号线 2003年7月1日凌晨 四点，进行中间风井下部联络通道施工时，发 生了流砂事故，导致隧道塌陷，隧道附近的土 体流失，进而使得地面建筑物发生倾斜等问题。 为平衡隧道内外压力，采用了向隧道内注水的 方法，地面发生较大沉降的建筑全部拆除。
H H 1 h iL
H1──井点管埋设面至基坑底 面的距离； h──降低后的地下水位至基坑 中心底面的距离，一 般取 0.5～1.0m。
i ──水力坡度，实测 单排井点1/4～1/5，双排井点 1/7，环状井点1/10～1/12； L ──基坑短边方向井点管至基坑中心的水平距离。
（当井点管为单排布置时，为井点管至对边坡脚的 水平距离）
⑶ 若采用6m井点管，确定HA和S：
H A 6.0 0.2 5.8m S 2.3 (5.8 4.58) 3.52m

当一级井点 系统达不到 降水深度时， 可采用二级
井点。
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。 设计内容除进行井点系统的平面布置和高 程布置外，尚应进行涌水量的计算，确定井管 数量及井距，选择抽水设备等工作。
基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流
砂。 （2）抢挖并抛大石块法。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砂
（3）设止水帷幕法。将连续的止水支护结 构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等） 打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷 幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗 流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径， 减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产
例：基坑底宽1.8m，深3m，地下水位距地 面1.2m，土方边坡坡度1：0.5，采用轻型 井点降水。 试确定：⑴ 平面布置类型； ⑵ 井点管最小埋深及要求的降水深度；
⑶ 当采用6m长井点管时，其实际埋深及 降水深度。
最小降水深度S：基坑中心的降水深度
【解】
⑵ 最小埋深HA及降水深度S：
H A H 1 h iL 1 3 0.5 (1.8 0.5 3 1.0) 4 4.58m S H1 h 1.2 3 0.5 1.2 2.3m
适用于渗 透 系数很小 的 饱和粘性 土 、淤泥或 淤
（4） 喷射井点 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喷射器 输入高压水或压缩空气，形成水气 射流，将地下水抽出排走。其降水 深度可达8～20m。