任务三基坑槽开挖.ppt

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1、任务三任务三 基坑（槽）开挖基坑（槽）开挖 场场地地平平整整工工程程完完成成后后其其后后续续工工作作就就是是基基坑坑（槽槽）的的开开挖挖。在在开开挖挖基基坑坑（槽槽）之之前前，首首先先应应根根据据有有关关规规范范、规规程程和和具具体体现现场场的的地地质质水水文文情情况况确确定定开开挖挖尺尺寸寸、制制定定边边坡坡稳稳定定措措施施，进进而而计计算算土土方方工工程程量量，然然后后现现场场定定位位放放线线、实实施施开挖，最后验槽。开挖，最后验槽。二、土方边坡与土壁支撑防止塌方，保证施工安全防止塌方，保证施工安全土壁塌方的原因：土壁塌方的原因：1 1、边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在、边坡过陡，

2、使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。2 2、雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。剪能力降低，是造成塌方的主要原因。3 3、基坑、基坑(槽槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。超过土体的抗剪强度。（一）土方边坡坡度：土方挖方深度土方挖方深度H H与与放坡宽度放坡宽度B B之比。之比。边坡的表示方法边坡的表示方法边坡

3、系数边坡系数影响边坡大小的因素：土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间、土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间、边坡附近荷载状况、排水情况等边坡附近荷载状况、排水情况等挖方边坡可做成直立壁不加支撑的规定：前提：前提：地质条件良好、土质均匀且地下水位地质条件良好、土质均匀且地下水位低于低于基坑基坑(槽槽)或管沟底面标高。或管沟底面标高。深度不宜超过下列规定：深度不宜超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石类土：密实、中密的砂土和碎石类土：1.01.0m m硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：1.251.25m m；硬塑、可塑的粘土和碎石类土：硬塑、可塑的粘土和碎石类土：1.51.

4、5m m坚硬的粘土：坚硬的粘土：2 2m m。挖土深度超过上述规定时，应挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁考虑放坡或做成直立壁加支撑加支撑。当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内且不加支撑的边坡的最陡坡度应符合下表的规定。土的土的类别 边坡坡度坡坡度(高高宽)坡坡顶无荷无荷载 坡坡顶有静有静载 坡坡顶有有动载 中密的砂土中密的砂土 11.00 11.00 1 1：1.251.251 1：1.501.50中密的碎石中密的碎石类土土(充填物充填物为砂土砂土)1 1：0.750.751 1：1.001.001 1：1.251.25硬塑的粉土硬

5、塑的粉土 1 1：0.670.671 1：0.750.751 1：1.001.00中密的碎石中密的碎石类土土(充填物充填物为粘性粘性土土)1 1：0.500.501 1：0.670.671 1：0.750.75硬塑的粉硬塑的粉质粘土、粘土粘土、粘土 1 1：0.330.331 1：0.500.501 1：0.670.67老黄土老黄土1 1：0.100.101 1：0.250.251 1：0.330.33软土土(经井点降水后井点降水后)1 1：1.001.00-表表1.5 1.5 深度在深度在5m5m内的基坑内的基坑(槽槽)、管沟边坡的最陡坡度、管沟边坡的最陡坡度 永久性挖方边坡坡度应按设计要求

6、放坡。临时性挖方永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方的边坡值应符合下表的规定。的边坡值应符合下表的规定。临时性挖方边坡值临时性挖方边坡值 土的土的类别 边坡坡值(高高宽)砂土砂土(不包括不包括细砂、粉砂砂、粉砂)11.2511.2511.50 11.50 一般性一般性粘土粘土 硬硬 10.7510.7511.0011.00硬、塑硬、塑 11.0011.0011.25 11.25 软 11.5011.50或更或更缓 碎石碎石类土土 充填充填坚硬、硬塑粘性硬、硬塑粘性土土 10.5010.5011.00 11.00 充填砂土充填砂土 11.0011.0011.50 11.50 及时施工：

7、及时施工：基坑基坑(槽槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。的稳定情况。坡面保护：坡面保护：当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实行情况当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实行情况采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或膜覆盖法，坡面拉网法或挂网抹面法，土袋、砌砖压挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法、喷混凝土法、土钉墙等。坡法、喷混凝土法、土钉墙等。在边坡施工中应该注意的其他问题（二）土

8、壁支撑 土土壁壁支支撑撑形形式式应应根根据据开开挖挖深深度度和和宽宽度度、土土质质和和地地下下水水条条件件以以及及开开挖挖方方法法、相相邻邻建建筑筑物物等等情情况况进进行行选选择择和和设设计。计。v横横撑撑式式支支撑撑由由挡挡土土板板、楞楞木木和和工工具具式式横横撑撑组组成成，用用于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。撑。v根根据据挡挡土土板板放放置置方方式式不不同同，分分为为水水平平挡挡土土板板和和垂垂直直挡土板两类，挡土板两类，见下图。见下图。v根据挡土板的布置分为断续式或连续式两种。根据挡土板的布置分为断续式或连续式两种。(1)(1)横撑式支撑横撑式

9、支撑横撑式支撑施工要点横撑式支撑施工要点加支撑时：随挖随撑、支撑牢固、经常检查、及加支撑时：随挖随撑、支撑牢固、经常检查、及时加固或更换。时加固或更换。拆除支撑时：自下而上逐层拆除，随拆随填拆除支撑时：自下而上逐层拆除，随拆随填补充：大面积深基坑支护补充：大面积深基坑支护1.1.支护特点支护特点 2.2.一些先进施工技术一些先进施工技术主要支护方法主要支护方法:钢钢板桩、柱列式钢筋砼板桩、柱列式钢筋砼桩、连续墙等，对方桩、连续墙等，对方形或圆形基坑采用拱形或圆形基坑采用拱圈。圈。利用深层搅拌法加利用深层搅拌法加固基坑四周土体固基坑四周土体逆作法施工技术日逆作法施工技术日益被重视益被重视特特点点

10、地下连续墙地下连续墙柱列式灌注桩柱列式灌注桩土锚杆土锚杆土钉墙土钉墙先先进进施施工工技技术术1.1.地下连续墙地下连续墙地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。对地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状灵活灵活缺点：需用专用机械，成本较高缺点：需用专用机械，成本较高NOTENOTE：分段施工分段施工 接头严密接头严密 钢筋混凝土地下连续是在地面上用专门的挖槽设备，沿开挖工程周边已铺砌的导墙，在泥浆护壁的条件下，开挖一条狭窄

11、的深槽，在槽内放置钢筋笼，浇注混凝土，筑成一道连续的地下墙体。地下连续墙施工工艺过程是：修筑导墙挖槽吊放接头管（箱）、吊放钢筋笼浇注混凝土。地下连续墙加固土壁用水泥搅拌桩施工地下连续墙导墙施工地下连续墙成槽施工地下连续墙钢筋笼制作地下连续墙预埋钢筋接驳器及地连墙保护层地下墙体钢筋应力监测：钢铉式钢筋计连续墙水下混凝土灌注用管连续墙水下混凝土灌注用管地下连续墙砼浇注.2 2、柱列式灌注桩、柱列式灌注桩以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身弯距的挡土结构柱身弯距的挡土结构优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工缺点：

12、整体性能较差，无防水能力缺点：整体性能较差，无防水能力3.土层锚杆土层锚杆土层锚杆是一土层锚杆是一种埋入土层深种埋入土层深部的受拉杆件，部的受拉杆件，它一端与构筑它一端与构筑物相连，另一物相连，另一端锚固在土层端锚固在土层中。中。钻孔安放拉钻孔安放拉杆灌浆养杆灌浆养护安装锚头护安装锚头张拉锚固和张拉锚固和挖土。挖土。4 4 土钉墙土钉墙土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射砼面板组成，形成一个以土挡土体和喷射砼面板组成，形成一个以土挡土的重力式挡土墙。的重力式挡土墙。土钉墙自上而下施工，靠土钉的相互作用土钉墙自上而下施工，靠土钉的相互作用形成复合整体作

13、用。形成复合整体作用。施工工艺：开挖工作面施工工艺：开挖工作面 喷射砼喷射砼 设设置土钉置土钉 铺设钢筋网铺设钢筋网 设置排水设置排水系统系统土钉墙土钉墙土钉支护的施工工艺 土钉支护施工的工序为定位、成孔、插钢筋、注浆、喷射混凝土。成孔。采用螺旋钻机、冲击钻机、地质钻机等机械成孔，钻孔直径为70120mm。成孔时必须按设计图纸的纵向、横向尺寸及水平面夹角的规定进行钻孔施工。插钢筋。将直径为1632mm的级以上螺纹钢筋插入钻孔的土层中，钢筋应平直，必须除锈、除油、与水平面夹角控制在1020范围内。注浆。注浆采用水泥浆或水泥砂浆，水灰比为0.380.5，水泥砂浆配合比为1:0.8或1:1.5。利用

14、注浆泵注浆，注浆管插入到距孔底250250mm处，孔口设置止浆塞，以保证注浆饱满。喷射混凝土。喷射注浆用的混凝土应满足如下技术性能指标：混凝土的强度等级不低于C20，其水泥强度等级宜用32.5级，水泥与砂石的质量比为1:41:4.5，砂率为45%55%，水灰比为0.40.45，粗骨料碎石或卵石粒径不宜大于15mm。混凝土的喷射分两次进行。第一次喷射后铺设钢筋网，并使钢筋网与土钉牢固连接。在此之后再喷射第二层混凝土，并要求表面平整、湿润，具有光泽，无干斑或滑移流淌现象。喷射混凝土面层厚度为80200mm，钢筋与坡面的间隙应大于20mm。喷射完成后终凝2h后进行洒水养护37d。四、四、定位放线定位

15、放线 基坑（槽）的定位、抄平、放线是紧密相连的，它是基坑（槽）开挖之前的一道重要工序。其具体方法步骤如下：（一）测设轴线控制桩测设轴线控制桩如图1-20所示，轴线控制桩又称为引桩或保险桩，一般设置在基槽边线外23m，不受施工干扰而又便于引测的地方。当现场条件许可时，也可以在轴线延长线两端的固定建筑物上直接作标记。为了保证轴线控制桩的精度，最好在轴线测设的同时标定轴线控制桩。若单独进行轴线控制桩的测设，可采用经纬仪定线法或者顺小线法。（二）测设龙门板测设龙门板在建筑的施工测量中，为了便于恢复轴线和抄平（即确定某一标高的平面）可在基槽外一定距离钉设龙门板，如图1-21所示。钉设龙门板的步骤如下：1

16、、钉龙门桩 在基槽开挖线外1.01.5m处（应根据土质情况和挖槽深度等确定）钉设龙门桩，龙门桩要钉得竖直、牢固，木桩外侧面与基槽平行。2、测设0.000标高线 根据建筑场地水准点，用水准仪在龙门桩上测设出建筑物0.000标高线，若现场条件不允许，也可测设比0.000稍高或稍低的某一整分米数的标高线，并标明之。龙门桩标高测设的误差一般应不超过5mm。3、钉龙门板 沿龙门桩上0.000标高线钉龙门板，使龙门板上沿与龙门桩上的0.000标高对齐。钉完后应对龙门板上沿的标高进行检查，常用的检核方法有仪高法、测设已知高程法等。4、设置轴线钉 采用经纬仪定线法或顺小线法，将轴线投测到龙门板上沿，并用小钉标

17、定，该小钉称为轴线钉。投测点的容许误差为5mm。5、检测 用钢尺沿龙门板上沿检查轴线钉间的间距是否符合要求。一般要求轴线间距检测值与设计值的相对精度为1/20001/5000。6、设置施工标志 以轴线钉为准，将墙边线、基础边线与基槽开挖边线等标定于龙门板上沿。然后根据基槽开挖边线拉线，用石灰在地面上撒出开挖边线。龙门板的优点是标志明显，使用方便，可以控制0.000标高，控制轴线以及墙、基础与基槽的宽度等，但其耗费的木材较多，占用场地且有时有碍施工，龙其是采用机械挖槽时常常遭到破坏，所以，目前在施工测设中，较多地采用轴线控制桩。（三）基杭基杭（槽）开挖的抄平放线开挖的抄平放线施工中基坑（槽）是根

18、据所设计的基坑（槽）边线（灰线）进行开挖的，当挖土快到坑（槽）底设计标高时，应在基坑（槽）壁上测设离基坑（槽）底设计标高为某一整数（如0.500m）的水平桩（又称腰桩）（如图1-22所示），用以控制基坑（槽）开挖深度。基坑（槽）内水平桩常根据现场已测设好的0.000标高或龙门板上沿高进行测设。例如，槽底标高为-1.500m（即比0.000低1.500m），测设比坑（槽）底标高0.500m的水平桩。将后视水准尺置于龙门板上沿（标高为0），得后视读数=0.685，测水平桩上皮的应有前视读数。立尺于槽壁上下移动，当水准仪视线中丝读数为1.685m时，即可沿水准尺尺底在槽壁打入竹片（或小木桩），槽底就

19、在距此水平桩上沿往下0.5m处。施工时常在槽壁每隔3m左右以基槽拐弯处测设一水平桩，有时还根据需要，沿水平桩上表面拉上白线绳，或在槽壁上弹出水平墨线，作为清理槽底抄平时的标高依据。水平桩标高容许误差一般为10mm。当基槽挖到设计高度后，就检核槽底宽度。如图1-23所示，根据轴线钉，采用顺小线悬挂垂球的方法将轴线引测至槽底，按轴线检查两测挖方宽度是否符合槽底设计宽度、。当挖方尺寸小于和时，予以修整。此时可在槽壁钉木桩，使桩顶对齐槽底应挖边线，然后再按桩顶进行修边清底。五、五、基坑基坑（槽）开挖施工开挖施工 开挖基坑（槽）按规定的尺寸合理确定开挖顺序和分层开挖深度，连续地进行施工，尽快地完成。因土

20、方开挖施工要求标高、断面准确，土体应有足够的强度和稳定性，所以在开挖过程中要随时注意检查。挖出的土除预留一部分用作回填外，不得在场地内任意堆放，应把多余的土运到弃土地区，以免妨碍施工。为防止坑壁滑坡，根据土质情况及坑（槽）深度，在坑顶两边一定距离（一般为0.8m）内不得堆放弃土，在此距离外堆土高度不得超过1.5m，否则，应验算边坡的稳定性。在桩基周围、墙基或围墙一侧，不得堆土过高。在坑边放置有动载的机械设备时，也应根据验算结果，离开坑边较远距离，如地质条件不好，还应采取加固措施。为了防止在底土（特别是软土）受到浸水或其他原因的扰动，基坑（槽）挖好后，应立即做垫层或浇筑基础，否则，挖土时应在基底

21、高以上保留150300mm厚的土层，待基础施工时再行挖去。如用机械挖土，为防止基底土被扰动，结构被破坏，不应直接挖到坑（槽）底，应根据机械种类，在基底标高以上留出200300mm，待基础施工前用人工铲平修整。挖土不得超过基坑（槽）的设计标高，如个别处超挖，应用与基土相同的土料填补，并夯实到要求的密实度，如用原土填补不能达到要求的密实度时，应用碎石类土填补，并仔细夯实。重要部位如被超挖时，可用低强度等级的混凝土填补。在软土地区开挖基坑（槽）时，尚应符合下列规定：（1）施工前必须做好地面排水或降低地下水位工作，地下水位应降低至基坑底以下0.51.0m后，方可开挖。降水工作应持续到回填完毕；（2）施

22、工机械行驶道路应填筑适当厚度的碎石或砾石，必要时应铺设工具式路基箱（板）或梢排等；（3）相邻基坑（槽）开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工顺序，并应及时做好基础；（4）在密集群桩上开挖基坑时，应在打桩完成后间隔一段时间，再对称挖土。在密集群桩附近开挖基坑（槽）时，应采取措施防止桩基位移。（5）挖出的土不得堆放在坡顶上或建筑物（构筑物）附近。基坑（槽）开挖有人工开挖和机械开挖，对于大型基坑应优先考虑选用机械化施工，以加快施工进度。深基坑一般采用“分层开挖，先撑后挖”的开挖原则，图1-24为某深基坑分层开挖的实例。在基坑正式开挖之前，先将第层地表土挖运出去，浇筑锁口圈梁，进行场地平整和基坑降水等

23、准备工作，安设第一道支撑（角撑），并施加预顶轴力，然后开挖第层土到。再安设第二道支撑，待双向支撑全面形成并施加轴力后，挖土机和运土车下坑在第二道支撑上部（铺路基箱）开始挖第层土，并采用台阶式“接力”方式挖土，一直挖到坑底。第三道支撑应随挖随撑，逐步形成。最后用抓斗式挖土机在坑外挖两侧土坡的第层土。深基坑开挖过程中，随着的土的挖除，下层土因逐渐卸载而有可能回弹，尤其在基坑挖至设计标高后，如搁置时间过久，回弹更为显著。如弱性隆起在基坑开挖和基础工程初期发展很快，它将加大建筑物的后基沉降。因此，对深基坑开挖后的土体回弹，应有适当的估计，如在勘察阶段，土样的压缩试验中应补充卸荷弹性试验等。还可以采取结

24、构措施，在基底设置桩置等，或事先对结构下部土质进行深层地基加固。施工中减少基坑弹性隆起的一个有效力法是把土体中有效应力的改变降低到最少。具体方法有加速建造主体结构，或逐步利用基础的重量来代替被挖去土体的重量。六、六、验槽验槽基槽开挖完毕后应及时进行钎探。钎探就是运用锤击的方法将特制钢钎沉入基底持力层中，然后拔出钢钎并向钎孔进行灌水检查。钎探的目的是：根据锤击沉钎的难易程度和灌水中的渗透快慢，判断基底持力层是否均匀，是否有孔洞、墓穴、孤石等不利情况。钎探所用工具有：直径为30mm、长为3.2m的钢钎（为了减小沉钎时钎杆与土的摩擦力，其下端通常做成直径稍大的尖端），510kg重铁锤，高凳子。钎孔深

25、度应按设计要求确定，当设计无要求时可取2.5m。钎孔的平面布置：当基槽宽800mm时，钎孔可沿基槽中线布置一列，间距为800mm；当800mm槽宽1200mm时，钎孔可沿各距基槽壁200mm处错开布置两列，间距为800mm；当槽宽1200mm或全开挖基坑时，钎孔不少于三列，最外一列钎孔应距坑（槽）壁200mm，中间钎孔则星状布置，间距为8001000mm。钎探前应按比例画出基坑（槽）平面图，并标明孔位，编注编号，而后据此在现场用半砖头和白石灰粉，将图上孔位放到基坑（槽）底。钎探时应选用三名体力相当人员，一个负责扶钎、数数、记录，两人轮流锤击，锤击落距应始终控制在75mm左右。要求记录人员如实记

26、录每一孔位编号及每500mm的锤击数。全部钎探完后要及时灌水检查，观察液面下降并记录下异常情况。每一钎孔灌水检查后必须及时用细砂回填密实。钎探完毕后，由建设单位负责组织建设、地质勘探、设计、监理、施工等单位的相关人员，一同在基坑（槽）现场查看切土断面，评价土质是否与地质勘查相符、是否满足设计要求，并辅以钎探和灌水记录确定能否进行基础工程施工。任务四任务四 基坑施工排水与降低地下水位基坑施工排水与降低地下水位 在开挖基坑、地槽、管沟或其他土方时，土的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会流入坑内。为了保证施工的正常运行，防止边坡塌方和地基承载能力的下降，必须做好基坑降水

27、工作。降水方法分明排水法和人工降低地下水位法两类。（一）明沟排水法 施工方法施工方法：开挖基坑或沟槽过程中，遇到地：开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外抽出坑外(见下图见下图)设置排水沟及集水井的要求：设置排水沟及集水井的要求：基坑四周的排水沟与集水井设置在基础范围外。基坑四周的排水沟与集水井设置在基础范围外。排水沟要有一定的坡度，集水井根据地下水量、排水沟要有一定的坡

28、度，集水井根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力隔基坑平面形状及水泵能力隔20204040m m 设置一个。设置一个。集水井直径或宽度一般为集水井直径或宽度一般为0.70.70.80.8m m，深度随挖深度随挖 土加深始终低于挖土面土加深始终低于挖土面0.80.81.01.0m m，井壁用竹、井壁用竹、木等简易加固。木等简易加固。基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1 12 2m m，并铺设并铺设0.30.3m m碎石滤水层。碎石滤水层。明沟排水法的适用范围：明沟排水法的适用范围：水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水

29、量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂流砂现象现象。流砂的定义：流砂的定义：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或当开挖深度大、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，当挖至粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，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，这种现象称为随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。流砂。u 流砂产生的原因u流砂现象产生的原因流砂现象产生的原因 流砂现象的产生是

30、水在土中渗流所产生的动流砂现象的产生是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。动水压力水压力对土体作用的结果。动水压力G GD D的大小与的大小与水力坡度成正比，即水位差愈大，渗透路径水力坡度成正比，即水位差愈大，渗透路径L L愈愈短，则短，则G GD D愈大。当动水压力大于土的浮重度时，愈大。当动水压力大于土的浮重度时，土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往往会随渗流的水土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往往会随渗流的水一起流动，涌入基坑内，形成流砂。一起流动，涌入基坑内，形成流砂。u流砂的危害流砂的危害 使土丧失承载能力，恶化施工条件，难以使土丧失承载能力，恶化施工条件，难以达到开挖设计深度，造成边坡

31、塌方及附近建筑物达到开挖设计深度，造成边坡塌方及附近建筑物下沉、倾斜、倒塌等。下沉、倾斜、倒塌等。易产生流砂的土：易产生流砂的土：主要是细砂、粉砂及粉土主要是细砂、粉砂及粉土 流砂的防治方法流砂的防治方法出现流砂的重要条件是动水压力的大小、方向。出现流砂的重要条件是动水压力的大小、方向。防治流砂的原则是防治流砂的原则是“治流砂必治水治流砂必治水”。主要途径是消除、减少、平衡动水压力。主要途径是消除、减少、平衡动水压力。主要措施：主要措施：抢挖法：分段抢挖，使挖土速度超过冒砂速抢挖法：分段抢挖，使挖土速度超过冒砂速度，挖到标高以石块平衡动水压力，解决轻微度，挖到标高以石块平衡动水压力，解决轻微流

32、砂现象。流砂现象。打板桩法：打板桩法：将板桩打入坑底下面一定深度，增加了地下水的将板桩打入坑底下面一定深度，增加了地下水的渗流长度，减小了动水压力。渗流长度，减小了动水压力。水下挖土法：水下挖土法：使坑内水压力与地下水压力平衡，消除动水压力。使坑内水压力与地下水压力平衡，消除动水压力。人工降低地下水位：人工降低地下水位：轻型井点降水，消除动水压力。可靠，应用广。轻型井点降水，消除动水压力。可靠，应用广。地下连续墙法：地下连续墙法：在基坑的周围浇筑一道混凝土或钢筋混凝土墙。在基坑的周围浇筑一道混凝土或钢筋混凝土墙。其他方法：其他方法：土壤冻结法，尽可能采用桩基或沉井土壤冻结法，尽可能采用桩基或沉

33、井u 管涌现象 当基坑坑底位于不当基坑坑底位于不透水层内，而不透水透水层内，而不透水土层下面为承压蓄水土层下面为承压蓄水层，坑底不透水层的层，坑底不透水层的覆盖厚度的重量小于覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力，基承压水的顶托力，基坑底部发生冒涌现象。坑底部发生冒涌现象。井井点点降降水水：基基坑坑开开挖挖前前，在在基基坑坑四四周周预预先先埋埋设设一一定定数数量量的的滤滤水水管管(井井)，在在基基坑坑开开挖挖前前和和开开挖挖过过程程中中，利利用用抽抽水水设设备备不不断断抽抽出出地地下下水水，使使地地下下水水位位降降到到坑坑底底以以下下，直直至至土土方方和和基基础础工工程程施施工工结结束束为为止。止。

34、井井点点降降水水有有两两类类：一一类类为为轻轻型型井井点点(包包括括电电渗渗井井点与喷射井点点与喷射井点)；另一类为管井点；另一类为管井点(深井泵深井泵)。降降水水方方法法的的选选用用根根据据土土的的渗渗透透系系数数、降降低低水水位位的的深深度度、工工程程特特点点、设设备备及及经经济济技技术术比比较较参参照照下下表表选用。选用。（二）人工降低地下水位（二）人工降低地下水位 二、二、人工降低地下水位人工降低地下水位 人工降低地下水位，就是在基坑开挖前，预先在拟挖基坑的四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中不间断抽水，使地下水位降落在坑底以下，然后开挖基坑、基础施工、槽边回填，最后撤除人

35、工降水装置。这样，可使动水压力方向向下，防止流砂发生（此为人工降低地下水位的主要目的），所挖的土始终保持干燥状态，改善施工条件，并增加土中有效应力，提高土的强度或密实度。因此，人工降低地下水位不仅是一种施工措施工，也是一种地基加固方法。采用人工降低地下水位，可适当改陡边坡以减少挖土数量，但在降水过程中，基坑附近的地基土壤会有一定的沉降，施工时应加以注意。人工降低地下水位的方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵等。各种方法的选用，视土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点、设备及经济技术比较等具体条件参照表1-4选用。轻型井点沿基坑四周每隔一定间距布设井点管，井点管底部设置滤水管插

36、入透水层，上部接软管与集水总管进行连接，集水总管为150钢管，周身设置与井点管间距相同的40吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降低基坑四周地下水位的效果，保证了基底的干燥无水，如下图示：喷射井点喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水（喷水井点）或压缩空气（喷气井点）形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的缝隙抽出排走。电渗井点管井井点 降水类型及适用条件降水类型及适用条件 适合条件适合条件降水降水类型型渗透系数渗透系数(cm/s)(cm/s)可能降低的水位深可能降低的水位深度度(m)(m)轻型井点型井点多多

37、级轻型井点型井点 1010-2-21010-5-5 3 36 66 612 12 喷射井点射井点 1010-3-31010-6-6 8 820 20 电渗井点渗井点 1010-6-6 宜配合其他形式降宜配合其他形式降水使用水使用 深井井管深井井管 1010-5-5 10 10（一）轻型井点降低地下水位轻型井点降低地下水位1、轻型井点设备 由管路系统和抽水设备组成（如图1-26所示）。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管（如图1-27所示）为进水设备，通常采用长1.01.2m，直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为1219m的呈星棋状排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面积的20%

38、25%。骨架管外面包以两层孔径不同的铜丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管下滤网之间用塑料管或梯形钢丝隔开，塑料管沿骨架管绕成螺旋形。滤网外面再绕一层8号粗钢丝保护网，滤管下端为一锥形铸铁头。滤管上端与井点管连接。井点管为直径38mm或51mm、长57m的钢管，可整根或分节组成。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管用直径100127mm的无缝钢管，每段长4m，其上装有与井点管连接的短接头、间距0.8m或1.2m。抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱）等组成，其工作原理如图1-28所示。抽水时先开动真空泵19将水气分离器10内部抽成一定程度的真空，使土中的水分和空气受真空吸

39、力作用而且吸出，经管路系统，再经过滤箱8（防止水流中的细砂进入离心泵引起磨损）进入水气分离器10。水气分离器内有一浮筒11，能沿中间导杆升降。当进入水气分离器内的水多起来时，浮筒即上升，此时即可开动离心水泵24，将水气分离器内的水经离心水泵排出，空气集中在上部由真空泵排出。为防止水进入真空泵（因为真空泵为干式），水气分离器顶装有阀门12，并在真空泵与进气管之间装一副水气分离器16。为对真空泵进行冷却，特设一个冷却循环水泵23。一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度），采用W5型真空泵时，不大于100m；采用W6型真空泵时，不大于200m。2、轻型井点的布置 应根据基坑大小与深度、土质、地下水位

40、高低与流向、降水深度要求等确定。（1）平面布置。当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低值不大于5m时，可用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长一般不小于沟槽宽度（如图1-29所示）。如沟槽宽度大于6m，或土质不良，宜用双排井点（如图1-30所示）。面积较大的基坑宜用环状井点（如图1-31所示）。有时也可布置为U形，以利挖土机械和运输车辆出入基坑，环状井点四角部分应适当加密，井点管距离基坑一般为0.71.0m，以防漏气。井点管间距一般为0.81.5m，或由计算和经验确定。井点管间距不能过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减少，一般可取滤管周长的5-10倍；在基坑周围四角和靠近地下水流方向

41、一边的井点管应适当加密；当采用多级井点排水时，下一级井点管间距应较上一级的小；实际采用的井距，还应与集水总管上短接头的间距相适应（可按0.8m、1.2m、1.6m、2.0m四种间距选用）。采用多套抽水设备时，井点系统应分段，各段长度应大致相等。分段地点宜选择在基坑转弯处，以减少总管弯头数量，提高水泵抽吸能力。水泵宜设置在各段总管中部，使泵两边水流平衡。分段处应设阀门或将总管断开，以免管内水流紊乱，影响抽水效果。此外，确定井点埋深时，还要考虑到井点管一般要露出地面0.2m左右。如果计算出的值大于井点管长度，则应降低井点管的埋置面（但以不低于地下水位线为准）以适应降水深度的要求。在任何情况下，滤管

42、必须埋在透水层内。为了充分利用抽吸能力，总管的布置标高宜接近地下水位线（可事先挖槽），水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管。总管应具有0.25%0.5%坡度（坡向泵房）。各段总管与滤管最好分别设在同一水平面，不宜高低悬殊。当一级井点系统达不到降水深度要求，可视其具体情况采用其他方法降水。如上层土的土质较好时，先用集水井排水法挖去一层土再布置井点系统；也可采用二级井点，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。3、轻型井点的计算轻型井点计算的目的，是求出在规定的水位降低深度下，每天排出的地下水流量，从而确定井点管的数量、间距，并确定抽水设备等。轻型井点计算按水井理论进行计算，比

43、较接近实际。根据井底是否达到不透水层，水井可分为完整井与不完整井，即当井底到达含水层下面的不透水层顶面的井称为完整井，否则称为不完整井。根据地下水有无压力，又分为承压井与无压井，各类水井如图1-32所示。各类水井的涌水量计算方法不同，其中以无压完整井的理论较为完善。渗透系数值确定的是否准确，对计算结果影响较大。渗透系数的测定方法有：现场抽水试验与实验室测定两种。对大型工程，一般宜采用现场抽水试验，以获取较为准确的数据，具体方法是在现场设置抽水孔，并在同一直线上设置观察井，根据抽水稳定后，观察井的水深与抽水孔相应的抽水量计算值。在实际工程中往往会遇到无压完整井的井点系统，如图1-33（b）所示。

44、其涌水量的计算相对比较复杂，为了简化计算，仍可按式（1-17）计算。此时应将式中换成有效深度，可查表1-5。当算得大于实际含水层厚度时，则取H值。4、抽水设备的选择 真空泵主要有W5、W6型，按总管长度选用。当总管长度不大于100m时可选用W5型，总管长度不大于200m时可选用W6型。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10%20%）。通常一套抽水设备配两台离心水泵，即可轮换备用，又可在地下水量较大时同时使用。5、井点管的安装使用 轻型井点的安装程序是：先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点管与总管接通，最后安装抽水设备。而井点管的埋设是关键工作之一。井点

45、管埋设一般用水冲法，分为冲孔和埋管两个过程（如图1-34所示）。冲孔时，先用起重设备将冲管吊起并插在井点的位置上，然后开动高压水泵，将土冲松，冲管时边冲边沉。冲孔直径一般为30mm，以保证井点管四周有一定厚度的砂滤层；冲孔深度宜比滤管底深0.5m左右，以防冲管拔出时，部分土颗粒沉于底部而触及滤管底部。井孔冲成后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌砂滤层，以防孔壁塌土。砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利抽水的关键。一般宜选用干净粗砂，填灌均匀，并填至滤管顶上11.5m，以保证水充畅通。井点填砂后，在地面以下0.51.0m内须用黏土封口，以防漏气。井点管埋设完毕，应接通总管与抽

46、水设备进行试抽水，检查有无漏水、漏气，出水是否正常，有无淤塞等现象，如有异常情况，应检修好后方可使用。轻型井点使用时，一般应连续抽水（特别是开始阶段）。时抽时停滤网容易堵塞，出水浑浊容易引起附近建筑物由于土颗粒流失而沉降、开裂。同时由于中途停抽，使地下水回升，也可能引起边坡塌方等事故。抽水过程中，应调节离心水泵的出水阀以控制水量，使抽吸排水保持均匀，做到细水长流。正常的出水规律是“先大后小，先浑后清”。真空泵的真空度是判断井点系统工作情况是否良好的尺寸，必须经常观察，并检查观测井中水位下降情况，真空度一般应不低于55.366.7kPa。造成真空度不足的原因很多，有管子接头不严、抽水设备工作不正

47、常，但大多是井点系统有漏气现象，应及时检查并采取措施。在抽水过程中，还应检查有无堵塞的“死井”（工作正常的井管，用手探摸时，应有冬暖夏凉的感觉），如死井太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反冲洗或拔出重埋。为观察地下水位的变化，可在影响半径内设观察孔。井点降水工作结束后所留的井孔，必须用砂砾或黏土填实。6、轻型井点系统降水设计实例 某厂房设备基础施工，基坑底宽8m，长15m，深4.2m；挖土边坡1:0.5，基坑平剖面图如图1-35所示。地质资料表明，在天然地面以下为0.8m黏土层，其下有8m厚的砂砾层（渗透系数），再下面为不透水的黏土层。地下水位在地面以下1.5m。现决定采用轻型井点降低地

48、下水位，试进行井点系统设计。解解 （1）井点系统位置：为使总管接近地下水位和不影响地面交通，将总管埋设在地面下0.5m处，即先挖0.5m的沟槽，然后在槽底铺设总管，此时基坑上口（+9.5m）平面尺寸为11.7m18.7m，井管初步布置在距基坑边1m；则井管所围成的平面积为13.7m20.7m，由于其长宽比小于5，且基坑宽度小于2倍抽水影响半径（见后面计算），故按环状井点布置。基坑中心的降水深度为：（二）深井井点降低地下水位深井井点降低地下水位深井井点降水是将抽水设备放置在深井中进行抽水来达到降低地下水位的目的。适用于抽水量大、降水较深的砂类土层，降水深度可达50m以内。1、深井井点系统的组织及

49、设备 深井井点系统主要由井管和水泵组成（如图1-36所示）。（1）井管用钢管、塑料管或混凝土管制成，管径一般为300mm，井管内径一般应大于水泵外径50mm。井管下部过滤部分带孔，外面包裹两层41孔/cm2钢丝网或尼龙网，再包裹两层10孔/cm2钢丝网。（2）水泵：可用QY-25型或QJ-50-52型油浸式潜水泵或深井泵。2、深井布置 深井井点系统总涌水量可按无压完整井环形井点系统公式计算。一般沿基坑四周每隔1530m设一个深井井点。图1-36 深井的构造3、深井井点的埋设 深井成孔方法可根据土质条件和孔深要求采用冲击钻孔、回转钻孔、潜水钻钻孔或水冲法成孔，用泥浆或自造泥浆护壁，孔口设置护筒，

50、一侧设排泥沟、泥浆坑。孔径应较井管直径大300mm以上，钻孔深度根据抽水期内可能沉积的高度适当加深。一般沿工程周围每隔1530m设一个深井井点。深井井管沉放前应清孔，一般用压缩空气洗孔或用吊筒反复上下取出洗孔。井管安放力求垂直。井管过滤部分应设置在含水层中的适当范围内。井管与土壁间填充砂滤料，料径应大于滤网的孔径，周围填砂滤料后，按规定清洗滤井，冲除管中沉渣后即可安放水泵。深井内安设潜水泵，潜水泵可用绳吊入水滤层部位，潜水电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，并配置保护开关控制。设置深井泵时，电动机的机座应安放平稳牢固，严禁电动机机体发生逆转（应有阻逆装置），防止转动轴解体。安设完毕应进行试抽，满足