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1、高层建筑施工降水1第一页，本课件共有29页第一节第一节 降低地下水与基坑土方开挖降低地下水与基坑土方开挖 高层建筑一般均有多层地下室，基础埋深高层建筑一般均有多层地下室，基础埋深较大，基坑开挖会遇到地下水和地表水大量较大，基坑开挖会遇到地下水和地表水大量渗入，造成基坑浸水，使地基承载力下降，渗入，造成基坑浸水，使地基承载力下降，破坏边坡稳定。为了保证基坑开挖在无水状破坏边坡稳定。为了保证基坑开挖在无水状况下施工，必须做好基坑的降水工作。况下施工，必须做好基坑的降水工作。降水工程宜分为准备阶段、降水工程勘降水工程宜分为准备阶段、降水工程勘察、降水工程设计、降水工程施工、降水工察、降水工程设计、降
2、水工程施工、降水工程监测与维护等程序。程监测与维护等程序。2第二页，本课件共有29页一、常见降水方法：一、常见降水方法：1、重力排水法、重力排水法2、强制排水法、强制排水法 (井点降水井点降水)集水井排水沟明沟排水暗沟及管沟排水轻型井点喷射井点电渗井点管井井点深井井点深层降水（降承压水）3第三页，本课件共有29页轻型井点示意图轻型井点示意图（一）轻型井点降水（一）轻型井点降水 轻型井点降低地下水位，是沿基坑周围以一定间轻型井点降低地下水位，是沿基坑周围以一定间距埋入井点管距埋入井点管(下端为滤管下端为滤管)至蓄水层内，井点管上端至蓄水层内，井点管上端通过弯连管与地面上水平铺设的集水总管相连接，
3、利通过弯连管与地面上水平铺设的集水总管相连接，利用真空原理，通过抽水设备用真空原理，通过抽水设备将地下水从井点管内不断抽将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑出，使原有地下水位降至坑底以下。底以下。4第四页，本课件共有29页直径直径50mm,长长1.01.5米；米；管管壁钻孔壁钻孔 13-19mm，孔隙率，孔隙率20%；外包两层过滤网铜或；外包两层过滤网铜或尼龙滤网，内层尼龙滤网，内层40目细，外目细，外层层18目粗目粗；管壁外缠有铁丝或；管壁外缠有铁丝或塑料管绕成螺旋状防堵管。滤布塑料管绕成螺旋状防堵管。滤布外缠粗铁丝。外缠粗铁丝。轻型井点设备轻型井点设备 1）管路系统）管路系统
4、井点管；直径井点管；直径50mm；长长57米米 滤管：滤管：总管：直径总管：直径100127mm，每段长，每段长4米米 弯连管：透明塑料管弯连管：透明塑料管 2）抽水设备：真空泵）抽水设备：真空泵轻型井点示意图轻型井点示意图5第五页，本课件共有29页6第六页，本课件共有29页（二）喷射井点（二）喷射井点 当基坑开挖较深或降水深度超过当基坑开挖较深或降水深度超过6m时，时，必须使用多级轻型井点，才能收到预期效果。必须使用多级轻型井点，才能收到预期效果。这样，会增大基坑的挖土量、延长工期并增这样，会增大基坑的挖土量、延长工期并增加设备数量，占用场地，不够经济。因此，加设备数量，占用场地，不够经济。
5、因此，当当降水深度超过降水深度超过8m时，场地狭窄，渗透系数时，场地狭窄，渗透系数为为350m/d的砂土时，易的砂土时，易采用喷射井点采用喷射井点。喷射井点根据其工作时使用液体和气体喷射井点根据其工作时使用液体和气体的不同，分为的不同，分为喷水井点喷水井点和和喷气井点喷气井点两种。两种。其设备主要由其设备主要由喷射井管喷射井管、高压水泵高压水泵（或空（或空气压缩机）和气压缩机）和管路系统管路系统组成。如下图组成。如下图7第七页，本课件共有29页工作原理：工作原理：喷射井点的主要工作部件是喷射井管内管底端的扬水装喷射井点的主要工作部件是喷射井管内管底端的扬水装置置喷嘴及混合室喷嘴及混合室；当喷射
6、井点工作时，由地面高压离；当喷射井点工作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水，经过内外管之间的环形空间心水泵供应的高压工作水，经过内外管之间的环形空间直达底端直达底端，在此处高压工作水由特制内管的两侧进水，在此处高压工作水由特制内管的两侧进水孔进入至喷嘴喷出，在喷嘴处由于孔进入至喷嘴喷出，在喷嘴处由于过水断面突然收缩过水断面突然收缩变小变小，使工作水流具有极高的流速（，使工作水流具有极高的流速（3060m/s），在），在喷喷口附近造成负压（形成真空），口附近造成负压（形成真空），因而因而将地下水经滤管吸将地下水经滤管吸入入，吸入的地下水在混合室与工作水混合，然后进入，吸入的地下水在混合室与工
7、作水混合，然后进入扩散室，水流从动能逐渐转变为位能，即水流的流速扩散室，水流从动能逐渐转变为位能，即水流的流速相对变小，而水流压力相对增大，把地下水连同工作相对变小，而水流压力相对增大，把地下水连同工作水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，再用排水泵排出。箱，再用排水泵排出。8第八页，本课件共有29页9第九页，本课件共有29页 采用喷射井点时，当基坑宽度采用喷射井点时，当基坑宽度小于小于10m可可单排布置单排布置；大于大于10m则双排布置则双排布置。当基坑面。当基坑面积较大时，宜积较大时，宜环形布置环形布置。井点间距一般为。井点间距一般
8、为23m。埋设时。埋设时冲孔直径约冲孔直径约400600mm，深度，深度应大于滤管底应大于滤管底1m以上。以上。为了保证抽水效果，扬水装置加工的质量为了保证抽水效果，扬水装置加工的质量和精度非常重要。同时工作水须干净，否则和精度非常重要。同时工作水须干净，否则易磨损扬水装置，影响抽水效果。易磨损扬水装置，影响抽水效果。下井管时，水泵先运转，每下好下井管时，水泵先运转，每下好1根井管，根井管，立即与总管接通，但不接回水管。全部井管立即与总管接通，但不接回水管。全部井管下完后再接回水管。下完后再接回水管。10第十页，本课件共有29页11第十一页，本课件共有29页（三）电渗井点（三）电渗井点 所谓电
9、渗井点，一般与轻型井点或喷射井点结所谓电渗井点，一般与轻型井点或喷射井点结合使用，是利用轻型井点或喷射合使用，是利用轻型井点或喷射井点管井点管本身作为本身作为阴极阴极，一一金属棒（钢筋、钢管、铝棒等）作为阳极金属棒（钢筋、钢管、铝棒等）作为阳极。通入直。通入直流电（采用直流发电机或直流电焊机）后，带有负电荷流电（采用直流发电机或直流电焊机）后，带有负电荷的的土粒即向阳极移动土粒即向阳极移动（即（即电泳作用电泳作用），而带有正电），而带有正电荷的荷的水则向阴极方向集中水则向阴极方向集中，产生，产生电渗现象电渗现象。在。在电渗电渗与与井点管内的真空双重作用下井点管内的真空双重作用下，强制粘土中的，
10、强制粘土中的水在井水在井点附近积聚，点附近积聚，然后然后由井点管快速排出由井点管快速排出，井点管连续抽，井点管连续抽水，从而地下水位渐渐降低。水，从而地下水位渐渐降低。12第十二页，本课件共有29页13第十三页，本课件共有29页K小于小于0.1m/d 14第十四页，本课件共有29页（四）管井井点（四）管井井点 管井井点降水法是围绕开挖的基坑每隔一定距离管井井点降水法是围绕开挖的基坑每隔一定距离（2050m）设置一个管井，每个设置一个管井，每个管井单独用一台水管井单独用一台水泵（离心泵、潜水泵）进行抽水泵（离心泵、潜水泵）进行抽水，以降低地下水位。，以降低地下水位。管井由管井由滤水井管滤水井管、
11、吸水管吸水管和和抽水机械抽水机械等组成。等组成。管井设备较为简单，排水量大，降水较深，水泵设管井设备较为简单，排水量大，降水较深，水泵设在地面，易于维护，在地面，易于维护，降水深度降水深度510m。适于渗透系数。适于渗透系数较大，地下水丰富的土层、砂层。要求渗透系数较大较大，地下水丰富的土层、砂层。要求渗透系数较大（20200m/d）。）。15第十五页，本课件共有29页 井管由井管由井壁管井壁管和和过滤器过滤器两部分组成。两部分组成。井管由直径为井管由直径为200350mm的铸铁管的铸铁管或混凝土管或塑料或混凝土管或塑料管等材料制成。过管等材料制成。过滤器可在实管上穿滤器可在实管上穿孔垫肋后，
12、外缠镀孔垫肋后，外缠镀锌铅丝制成，也可锌铅丝制成，也可用钢筋焊接骨架，用钢筋焊接骨架，外缠镀锌钢丝制成。外缠镀锌钢丝制成。16第十六页，本课件共有29页 适用于井点不易解决的以及含水层颗粒适用于井点不易解决的以及含水层颗粒较粗的较粗的粗砂卵石地层粗砂卵石地层，渗透系数较大，水，渗透系数较大，水量较大、且降水深度较深，一般为量较大、且降水深度较深，一般为820m的的潜水潜水（指埋藏在第一个稳定隔水层之上的水）（指埋藏在第一个稳定隔水层之上的水）或或承压水承压水（指埋藏在上下两个稳定隔水层之（指埋藏在上下两个稳定隔水层之间的水）地区。间的水）地区。17第十七页，本课件共有29页（五）深井井点（五）
13、深井井点 深井井点降水是在深基坑周围埋置深井井点降水是在深基坑周围埋置深于深于基底的井管基底的井管，依靠，依靠深井泵深井泵和和深井潜水泵深井潜水泵将地将地下水从深井内下水从深井内扬升到地面扬升到地面排出，使地下水降排出，使地下水降至基坑以下。该法具有排水量大，降水深至基坑以下。该法具有排水量大，降水深（15m，甚至可达，甚至可达100m）；井距大，对平）；井距大，对平面布置的干扰小；不受土层限制；井点制作、面布置的干扰小；不受土层限制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；井点管可以整根拔出重复使用等优速度快；井点管可以整根拔出重复使用等
14、优点；但一次性投资大，成孔质量要求严格。点；但一次性投资大，成孔质量要求严格。18第十八页，本课件共有29页（六）真空深井井点（六）真空深井井点 真空深井井点是近年来上海等软土地基地真空深井井点是近年来上海等软土地基地区深基坑施工应用较多的一种深层降水设备，区深基坑施工应用较多的一种深层降水设备，主要适应土壤渗透系数较小情况下的深层降水，主要适应土壤渗透系数较小情况下的深层降水，能达到预期的效果。能达到预期的效果。真空深井井点即在真空深井井点即在深井井点系统深井井点系统上上增设增设真空真空泵抽气集水系统泵抽气集水系统。19第十九页，本课件共有29页 采用采用真空泵真空泵对井管内对井管内吸气吸气
15、使井管内使井管内形成形成负压负压,土体水分在负压作用下快速土体水分在负压作用下快速向井管内汇向井管内汇集集,然后用然后用潜水泵将井管内水排出潜水泵将井管内水排出。真空深井分层降水与普通管井降水的区真空深井分层降水与普通管井降水的区别主要有两点别主要有两点:一是一是在深井降水井管内增加真在深井降水井管内增加真空度空度,加快土体内水分向井内的汇聚速度加快土体内水分向井内的汇聚速度,汇聚汇聚的水由深井水泵排走的水由深井水泵排走;二是二是分层聚水分层聚水,即根据土即根据土方开挖的进度方开挖的进度,在某层土方开挖前有针对性的在某层土方开挖前有针对性的疏干该层土方内的水分疏干该层土方内的水分,这样可以有效
16、的减少这样可以有效的减少疏水时间疏水时间,从而达到普通深井降水不能达到的从而达到普通深井降水不能达到的效果效果。20第二十页，本课件共有29页 这种真空深井泵最大吸水作用半径这种真空深井泵最大吸水作用半径15m；降水深度达降水深度达-8-18m；钻孔直径；钻孔直径850-1000；安装真空深井泵时，钻孔设备应用清水作安装真空深井泵时，钻孔设备应用清水作水源冲钻孔，钻孔深度比埋管深度大水源冲钻孔，钻孔深度比埋管深度大1m。成。成孔后应在孔后应在2h内及时清孔和沉管，清孔的标准内及时清孔和沉管，清孔的标准是使泥浆达到是使泥浆达到1：1.1-1：1.15。滤水介质用中粗砂与滤水介质用中粗砂与10-1
17、510-15的细石，先的细石，先灌入灌入2m2m高细石，然后灌中粗砂。高细石，然后灌中粗砂。21第二十一页，本课件共有29页（七）降水方法选择（七）降水方法选择 考虑因素包括：土的渗透系数、降水深度、考虑因素包括：土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济情况。设备条件及经济情况。22第二十二页，本课件共有29页23第二十三页，本课件共有29页（八）减少井点降水对四周影响措施（八）减少井点降水对四周影响措施1、采用密封形式的挡土墙或采取其他密封措施。、采用密封形式的挡土墙或采取其他密封措施。2、适当调整井点管的埋置深度。、适当调整井点管的埋置深度。3、采用井点降水与回灌相结合的技术。、采用井点降水
18、与回灌相结合的技术。4、采用注浆固土技术防止水土流失。、采用注浆固土技术防止水土流失。24第二十四页，本课件共有29页二、基坑土方开挖二、基坑土方开挖 高层建筑基坑，一般深度较大，开挖时，高层建筑基坑，一般深度较大，开挖时，可根据实际开挖深度，采用机械，分一层、可根据实际开挖深度，采用机械，分一层、二层或多层进行开挖。常见的开挖方式有：二层或多层进行开挖。常见的开挖方式有：分层全开挖、分层分区开挖、中心岛法开挖、分层全开挖、分层分区开挖、中心岛法开挖、土壕沟式开挖。土壕沟式开挖。25第二十五页，本课件共有29页26第二十六页，本课件共有29页深基坑开挖工程施工组织设计一般包括内容如下：深基坑开
19、挖工程施工组织设计一般包括内容如下：1、开挖机械的选择：、开挖机械的选择：挖土机械选择应考虑到地基土的性质、工程量的挖土机械选择应考虑到地基土的性质、工程量的大小、挖土机和运输设备的行驶条件大小、挖土机和运输设备的行驶条件2、开挖程序的确定：、开挖程序的确定：一次开挖或分层开挖。一次开挖或分层开挖。3、施工现场平面布置：、施工现场平面布置：交通路线、施工机械放置、材料堆放、工地办公交通路线、施工机械放置、材料堆放、工地办公及食宿等。及食宿等。4、降、排水措施及冬期、雨期、汛期施工措施的拟定。、降、排水措施及冬期、雨期、汛期施工措施的拟定。27第二十七页，本课件共有29页5、合理施工监测计划的拟
20、定：、合理施工监测计划的拟定：6、合理应急措施的拟定：、合理应急措施的拟定：7、基坑土方开挖应重视问题：、基坑土方开挖应重视问题：A、做好管理工作；、做好管理工作；B、对基坑开挖的环境效应应做出事先评估；、对基坑开挖的环境效应应做出事先评估；C、采用挤土桩时重视其效应对环境的影响；、采用挤土桩时重视其效应对环境的影响；D、重视支护结构的施工质量；、重视支护结构的施工质量；E、重视坑内及地面的排水措施；、重视坑内及地面的排水措施；F、支护体系保证强度；、支护体系保证强度；28第二十八页，本课件共有29页 G、坑边不堆放材料；、坑边不堆放材料；H、机械开挖时，严禁野蛮施工和超挖；、机械开挖时，严禁野蛮施工和超挖；I、基坑开挖前应了解工程的薄弱环节，严格、基坑开挖前应了解工程的薄弱环节，严格按施工组织规定的挖土程序、速度、方式进按施工组织规定的挖土程序、速度、方式进行施工；行施工；J、注意各部门密切协调。、注意各部门密切协调。29第二十九页，本课件共有29页