在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,明沟排水法难以排干大量的地下涌水,当遇粉细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象,不仅基坑无法挖深,还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷,严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。
全基坑轻型井点降水
地下室电梯井局部二次降水
1 井点降水的作用
这做法主要是为了防止地下水涌入坑内
防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方
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
消除了地下水的渗流,也就防止了流砂现象
降水后,使板桩减少了横向荷载
【注意】降低地下水位后,还能使土壤固结,增加地基土的承载能力
2 井点降水的种类
⑴ 轻型井点
轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,将地下水位降至基坑底以下。
适用于渗透系数为0.1~50m/d的土层中。降水深度为:单级井点3~6m,多级井点6~12m
⑵ 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。
适用于开挖深度较深、降水深度大于8m,土渗透系数为3~50m/d的砂土或渗透系数为0.1~3m /d的粉砂、 淤泥质土、粉质粘土。
⑶ 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。
适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的 施工降水
⑷ 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。
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 轻型井点降水
⑴ 轻型井点的设备
由管路系统(滤管、井点管、弯联管及总管)和抽水设备(真空泵、离心泵和水气分离器)组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图:
⑵ 轻型井点的平面布置
① 单排布置:当基坑(槽)宽度<6m、降水深度≯5m时可采用单排布置。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。
② 双排布置:当基坑(槽)宽度>6m时应采用。
③ 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 型布置)。
● 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。
⑶ 轻型井点的高程布置
轻型井点降水深度一般不大于6m。井点管埋置深度H(不包括滤管),可按下式计算:
地下室三级井点降水
⑷ 轻型井点的设计及计算
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。
⑸ 轻型井点的埋设程序
排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备。
⑹ 防范井点降水不利影响的措施
井点降水必然会形成降水漏斗,从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷,为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响,可考虑在井点设置线外4~5m处设置回灌井点,将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中,形成一道水墙。
设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。
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