土方工程（降水工程)

1土方工程5.3.1排水与降水措施5.3.1.1排水措施场地排水场地开挖常会遇到地下水和地表滞水大量渗入，造成场地浸水，破坏边坡稳定，影响施工进行，因此必须做好现场场地的排水、截水、疏水、排洪等工作，并尽可能减少雨季施工工作量，一般方法是：1、在现场周围地段应修设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，山坡地段应在坡顶或坡脚设环形防洪沟或截水沟，以拦截附近的雨水、潜水排入施工区域内。2、现场内外原有自然排水系统尽可能保留或适当加以整修、疏水，改造或根据需要增设少量排水沟，以利排泄现场积水、雨水和地表滞水。3、在有条件时，尽可能利用正式工程排水系统为施工服务，先修建正式工程主干排水设施和管网，以方便排除地面滞水和基坑井点抽出的地下水。4、现场道路应在两侧设排水沟，支道应在两侧设小排水沟，沟底坡度一般为2%~8%，保持场地排水和道路畅通。5、基坑开挖应在地表流水的上游一侧设排水沟、散水沟或截水挡土堤，将地表滞水截住；在低洼地段挖基坑时，可利用挖出之2土沿四周或迎水一侧，二侧筑0.5~0.8m高的土堤截水。6、大面积的表水，可采取在施工范围区段内挖排水沟，工程范围内再设纵横排水支沟，将水流疏干，再在低洼地段设集水、排水设施，将水排走。7、在可能滑坡的地段，应在该地段外设置多道环形截水沟，以拦截附近的地表水，修设和疏通坡脚的原排水沟，疏导地表水，处理好该区域内的生活和工程用水，阻止渗入该地段。8、湿陷性黄土地区，现场应设有临时或永久性的排洪防水设施，以防基坑受水浸泡，造成地基下陷。施工用水、废水应设有临时排水管道；贮水构筑物、灰池、防洪沟、排水沟等应有防止漏水措施，并与建筑物保持一定的安全距离。安全距离：一般在非自重搅拌站设置离建筑物应不小于12m，在自重湿陷怀黄土地区不小于20m；搅拌站设置离建筑物应不小于10m。距建筑物的四周，对非重湿陷性黄土地区在15m以内，对自重湿陷性黄土地区在25m以内不应设有集水井。材料设备的堆放，不得阻碍雨水排泄。需要浇水的建筑材料，宜堆放在距基坑外5m以外，并严防水流入基坑内。基坑槽（沟）排水在地下水位较高的地段或有地面滞水的地段开挖基坑槽（或沟，下同），常会遇到地下水问题。由于地下水的存在，非但土方开挖困难，费工费时，边坡易于塌方，而且会导致地基被水浸泡，扰动地基土，造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降，使建筑物开裂或破坏。因此，基坑槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效地降低地下水位措3施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。开挖基坑槽低地下水位的方法很多，一般有设各种排水沟排水和用各种井点系统降低地下水位两类方法，其中以设明（暗）沟、集水井排水为施工中应用最为广泛、简单、经济的方法，各种井点主要应用于大面积深基坑降水。明沟与集水井排水系在开挖基坑的一侧、两侧或四侧，或在基坑中部设置排水明（边）沟，在四角或每隔20~30m设一集水井，使地下水流汇集于集水井内，再用水泵将地下排出基坑外。排水光线深度应如终保持比挖土面低0.4~0.5m；集水井应比排水沟低0.5~1.0m，或深于抽水泵进水阀的高度以上，并随基坑的挖深而加深，保持水流畅通，使地下水位低于开挖基坑底0.5m。一侧排水沟设在地下水的上游。一般小面积基坑排水沟深0.3~0.6m，底宽应不小于0.2~0.3m，水沟的边坡为1:1~1.5，沟底设有0.2%~0.5%的纵坡，使水流不致阻塞。集水井截面为0.6m0.6m~0.8m0.8m，井壁用木方、木板支撑加固。至基底以下井底应填以20cm厚碎石或卵石，水泵抽水龙头应包以滤网，防止泥砂进入水泵。抽水应连续进行，直至基础施工完毕，回填土后才停止。本法施工方便，设备简单，降水费用低，管理维护较易，应用最多。适用于土质情况较好，地下水不很旺，一般基础及中等面积基础群和建（构）筑物基坑（槽、沟）的排水。分层明沟排水4当基坑开挖土层由多种土组成，中部夹有透水性强的砂类土，为避免上层地下水冲刷基坑下部边坡，造成塌方，可在基坑边坡上设置2~3层明沟及相应的集水井、分层阻截并排除上部土层中的地下水。排水沟与集水井的设置，应注意防止上层排水沟的地下水溢流向下层排水沟，冲坏、掏空下部边坡，造成坍方。本法可保持基坑边坡稳定，减少边坡高度和扬程。适于深度较大，地下水位较高、且上部有透水性强的土层的建筑基坑排水。深层明沟排水当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑上距边6~30m或基坑内深基础部位开挖一条纵长深的明排水沟作为主沟，使附近基坑地下水均通过深沟自行流入下水道或流入另设的集水井用泵排到施工场地以外的沟连通，将水流引至主沟排走，排水主沟的沟底应比最深基坑底低0.5~1.0m。主沟比支沟底50~70cm，通过基础部位用碎石及砂子作盲沟，以后在基坑回填前分段用粘土回填夯实截断，以免地下水在沟内继续流动破坏地基土。深层明沟亦可设在厂房内或四周的永久性排水沟位置，集水井宜设在深基础部位或附近。本法将多块小面积基坑排水变为集中排水，降低地下水位面积和深度大，节省降水设施和费用，施工方便，降水效果好。适用于深度大的大面积地下室、箱基、设备基础群等施工时降低地下水位。暗沟排水在场地狭窄、地下水很大的情况下，设置明沟比较困难，可结合5工程设计，在基础底板四周设暗沟（又称盲沟），暗沟的排水沟坡向集水坑（井）。在挖土时先挖排水沟，随挖随加深，形成连通基坑内外的暗沟排水系统，以控制地下水位，至基础底板标高后作成暗沟，使基础周围地下水流向永久性下水道或集中到设计永久性排水坑，用水泵将地下水排走，使水位降低到基底以下。本法可避免地下水冲刷边坡造成坍方，减少边坡挖方土方量，适于基坑深度较大、场地狭窄、地下水较旺的构筑物施工基坑排水。利用工程设施排水选择基坑附近深基础工程先施工，作为施工排水的集水井或排水设施，使基础内及附近地下水汇流该较低处集中，再用水泵排走；或先施工建筑物周围或内部的正式防水、排水设计的渗排水工程或下水道工程，利用其排水作为排水设施，在基坑一侧或两侧设排水明沟或暗沟，将水流引入渗排水系统或下水道排走，本法利用永久性工程设施降排水，省去大量挖沟工程和排水设施，因此最为经济。适于工程附近有较深的大型地下设施（如设备基础群、地下室、油库等）工程的排水。5.3.1.2降水措施一、各种井点的选用在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，采用一般的明沟排水方法，常会遇到大量地下涌水，难以排干；当遇粉、细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象，不仅使基坑6无法挖深，而且还会造成大量水土流失，使边坡失稳或附近地面出现塌陷，严重时还会影响邻近建筑物的安全。当遇有此种情况出现，一般应采用人工降低地下水位的方法施工。人工降低地下水位，常用的各种井点排水方法，它是在基坑开挖前，沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井，以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水，使地下水位降落到基坑底0.5~1.0m以下，以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工，不但可避免大量涌水、冒泥、翻浆，而且在粉细砂、粉土地层中开挖基坑时，采用井点法降低地下水位，可防止流砂现象的发生；同时由于土中水分排除后，动水压力减少或消除，大大提高了边坡的稳定性，边坡可放陡，可减少土方开挖量；此外由于渗流向下，动水压力加强重力，增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实，改善了土的性质；而且，井点降水可大大改善施工操作条件，提高工效，加快工程进度。但井点降水设备一次性投资较高，运转费用较大，施工中应合格理地布置和适当地安排工期，以减少作业时间，降低排水费用。井点降水方法的种类有：单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。可根据土的种类，透水层位置，厚度，土层的渗透系数，水的补给源，井点布置形式，要求降水深度，邻近建筑、管线情况，工程特点，场地及设备条件以及施工技术水平等情况，作出技术经济和节能比较后确定，选用一种或两种，或井点与明7排综合使用，表-1为各种井点适用的土层渗透系数和降水深度情况，可供选用参考。各种井点的适用范围表-1项次井点类别土层渗透系数（m/d）降低水位深度（m）123456单层轻型井点多层轻型井点喷射井点电渗井点管井井点深井井点0.5~500.5~500.1~20.120~2005~2503~66~128~20根据选用的井点确定3~515注：无砂混凝土管井点、小沉井井点适于土层渗透系数10~250m/d，降水深度5~10m。轻型井点轻型井点系在基坑的四周或一侧埋设井点管深入含水层内，井点管的上端通过连接弯管与集水管连接，集水总管再与真空泵和离心水泵相连，启动抽水设备，地下水便在真空泵吸力的作用下，经滤水管进入井点管和集水总管，排除空气后，由离心水泵的排水管排出，使地下水位降到基坑底以下。本法具有机具简单，使用灵活，装拆方便，降水效果好，可防止流砂现象发生，提高边坡稳定，费用较低等优点；8但需配置一套井点设备。适于渗透系数为0.1~50m/d的土以及土层中含有大量的细砂和粉砂的土或明沟排水易引起流砂、坍方等情况使用。主要机具设备轻型井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。井点管用直径38~55mm的钢管（或镀锌钢管），长度5~10m，管下端配有滤管和管尖。滤管直径常与井点管相同。长度不小于含水层厚度的三分之二，一般为0.9~1.7m。管壁上呈梅花形钻直径为10~18mm的孔，管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用网眼30~50孔/cm2的黄铜丝布、生丝布或尼龙丝布；外层为粗滤网，采用网眼3~10孔/cm2的铁丝布或尼龙丝布或棕树皮。为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用铁丝绕成螺旋装隔开，滤网外面再围一层8号粗铁丝保护层。滤管下端放一个锥形的铸铁头，井点管的上端用弯管与总管相连。（2）连接管与集水总管连接管用塑料透明管、胶皮管或钢管制成，直径为38~55mm。每个连接管均宜装成阀门、以便检修节点。集水总管一般用直径为75~100mm的钢管分节连接，每节长4m，一般每隔0.8~1.6m设一个连接井点管的接头。（3）抽水设备轻型井点根据抽水机组类型不同，分为真空泵轻型井点、射流泵轻型井点和隔膜泵轻型井点三种。真空泵轻型井点设备由真空泵一9台、离心式水泵二台（一台备用）和气水分离器一台组成一套抽水机组。射流泵轻型井点设备由离心水泵、射流器（射流泵）、水箱等组成。隔膜泵轻型井点分真空型、压力型和真空压力型三种。前二者真空泵、隔膜泵、气液分离器等组成；真空压力型隔膜泵则兼有前二者特性，可一机代三机。井点布置井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。当基坑（槽）宽度小于6m,且降水深度不超过6m，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧，当基坑（槽）宽度大于6m，或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑（槽）的两侧；当基坑面积较大时，宜采用环形井点，挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达4m，一般留在地下水下游方向。井点管距坑壁不应小于1.0~1.5m，距离太小，易漏气，大大增加了井点数量。间距一般为0.8~1.6m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%m的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深0.9~1.2m，井点管的埋置深度亦可按公式计算。井点施工工艺程序放线定位——﹥铺设总管——﹥冲孔——﹥安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封——﹥用弯联管将井点管与总管接通——﹥安装抽水设备与总管连通——﹥安装集水10箱和排水管——﹥开动真空泵排气、再开动离心水泵抽水——﹥测量观测井中地下水位变化。井点管埋设井点管埋设方法，可根据土质情况、场地和施工条件，选择适用的成孔机具和方法。其工艺方法基本都是用高压水冲刷土体，用冲管扰动土体助冲，将土层冲成园孔后埋设井点管，只是冲管构造有所不同。所有井点管在地面以下0.5~1.0m