水工程施工 教学课件 作者 邵林广水工程施工第二章.ppt

《水工程施工 教学课件 作者 邵林广水工程施工第二章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2第2章施工排水含水土层内的水分以水气、结合水和自由水3种状态存在。结合水没有出水性。土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动，土体被水透过的性质称为渗透性，通常以渗透系数K来表示。水在土中渗流属于“层流”。法国人达西通过渗流实验得出水在土中的渗流规律，即达西线形渗透定律：V=KI(2-1)式中V——渗透速度(m/d,m/h或m/s)；I——水力坡度,I=;L——水的渗流线长度(m);H——在渗流线长度L内的水头差(m);K——渗透系数(m/d,m/h或m/s)。当渗水通过土体的断面积（也称过水断面）为W时，其渗透流量为：Q=K

2、IW(2-2)土的渗透系数大小决定于土的结构、土颗粒大小及粒径级配、土的密实度等。同一种土的渗透系数是随土的密度程度而变化的。表2-1给出的渗透系数值供参考。在施工中为了获得可靠的渗透系数值，应进行实测求得。0.5~11~55~2020~5050~150粉砂细砂中砂粗砂砾石<0.0010.001~0.050.05~0.10.1~0.50.25~0.5粘土重砂粘土轻砂粘土粘砂土黄土K/(m/d)土的类别K/(m/d)土的类别表2-1渗透系数K值当沟槽开挖到地下水位以下时，有时会出现土粒随地下水一起流动，涌入沟槽，称之为“流砂”。沟

3、槽开挖发生流砂，使得沟底土丧失承载力，恶化了施工条件，严重时引起塌方、滑坡，甚至危及临近建筑物或人身安全。流砂现象一般发生在细砂、粉砂等不良土层中。而在粘性土中，由于土粒间内聚力较大，不会发生流砂现象，但有时在承压水作用下出现整体隆起现象。因此，施工时必须消除地下水的影响，当然也必须消除地表水和雨水的影响。施工排水的目的是将水降至基坑、槽底以下一定的深度，从而改善施工条件，稳定边坡，防止地基承载力下降。施工排水分集水井排水和人工降低地下水位两种。前者是将流入沟槽或基坑内的地下水、地表水、雨水汇集到集水井，然后用水泵抽走。后者是在

4、沟槽或基坑开挖前，把地下水水位降低到工作面标高以下。2.1集水井排水集水井排水系统如图2-1所示。从槽底、槽壁渗出的地下水，经排水沟汇集到集水井，然后用水泵排出槽外。图2-1集水井排水系统沟槽开挖到接近地下水位时，修建集水井并安装水泵，然后继续开挖沟槽至地下水位时，先在槽底中线处开挖排水沟，使水流向集水井。当挖至接近槽底设计标高时，排水沟改挖在槽底两侧或一侧。1.排水沟排水沟断面尺寸，由地下水量而定，通常为300mm×300mm。排水沟底一般低于槽底300mm，并以3%~5%的坡度坡向集水井。2.集水井为了防止槽底土结构遭到破坏

5、，集水坑应设置在沟槽范围以外，地下水走向的上游。为了防止地下水对槽底和集水井的冲刷，进水口两侧采用密撑或板桩加固，如图2-1所示。当槽底为粘土或亚粘土时，通常开挖土井，或井壁用竹、木等材料加固，或设置直径不小于0.6m的混凝土管集水井。井底低于槽底0.8~1.0m，并能保证排水泵的正常运行。土质为砂土、粉土或不稳定的亚粘土，一般采用混凝土管集水井。管径不小于1500mm，采用沉井法或水射振动法下管，井底标高在槽底以下1.5~2.0m处。混凝土管集水井井底铺设碎石滤水层，以免在抽水时间较长时将泥砂抽出，并防止井底土被搅动。集水井的

6、数量和间距根据地下水量、井的尺寸大小，以及水泵抽水能力而定，一般每50~150m设置一个。3.水泵的选用(1)离心泵离心泵的选择，主要根据流量和扬程。离心泵的安装，应注意吸水管接头不漏气及吸水头至少沉入水面以下0.5m，以免吸入空气，影响水泵的正常使用。(2)潜水泵这种泵具有整体性好、体积小、重量轻、移动方便及开泵时不需灌水等优点，在施工排水中广泛应用。潜水泵使用时，应注意不得脱水空转，也不得抽升含泥砂量过大的泥浆水，以免烧坏电机。离心泵工作原理潜水泵泥浆泵(3)泥浆泵泥浆泵是泵与电动机连成一体潜入水中工作，由水泵、三相异步电动

7、机、以及橡胶圈密封、电器保护装置等4部分组成。该型泵的叶轮前部装一搅拌叶轮，它可将作业面下的泥沙等杂质搅起抽吸，非常适宜抽升含泥砂量大的泥浆水。集水井排水是一种常用的简易的降水方法，适用于少量地下水的排除，以及槽内的地表水和雨水的排除。对软土或土层中含有细砂、粉砂或淤泥层时，不宜采用这种方法。2.2人工降低地下水位在沟槽或基坑开挖前，在沟槽一侧或两侧埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水，使地下水位降低到沟槽以下，并在沟槽开挖过程中不断抽水，使所挖的土始终保持干燥状态。人工降低地下水改善了工作条件，防止了流砂发生，土方边坡

8、也可陡些，从而减少了挖方量。人工降低地下水位的方法根据土层性质和允许降低的不同，分为轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。上述各种井点所对应的渗透系数和降低水位的深度,参照表2-2所示.3～66～128～20根据选用的井点确定3～5>150.1～5