土方工程机械化施工.ppt

3.流沙及其防治 集水井降水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍。但如果开挖深度较大、地下水位较高且土质较差，挖土至地下水位0.5m以下时，采用坑内抽水，有时坑底土会形成流动状态随地下水涌入基坑，边挖边冒，无法挖深，这种现象称为流砂现象。发生流砂现象时，坑底土完全丧失承载能力，施工条件恶化，严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌。 产生流沙的原因：产生流沙现象主要是由于地下水的水力坡度大，即动水压力大，而且动水压力的方向(与水流方向一致)与土的重力方向相反，土不仅受水的浮力，而且受动水压力的作用，有向上举的趋势，见图1。当动水压力等于或大于土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随地下水一起流入基坑，即发生流沙现象。 1.5.1 集水坑降水法 a)水在土中渗流时的脱离体受力图 b)动水压力对地基土的影响 井点降水的作用 流砂的防治措施 颗粒细、均匀、松散、饱和的非粘性土容易发生流砂现象，但是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向。因此，防治流砂主要途径有减少或平衡动水压力，或者改变动水压力的方向使之向下。其具体措施有： 1.如条件许可，尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 2.水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡； 3.采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。 4.往坑底抛大石块，增加土的压重和减小动水压力； 此外，在含有大量地下水的土层或沼泽地区施工时，还可以采取土壤冻结法等。对位于流砂地区的基础工程，应尽可能采用桩基或沉井施工，以节约防治流砂所增加的费用。 1.5.1 集水坑降水法 井点降水法，就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的井点管，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至坑底以下，直至基础施工结束回填土完成为止。 井点降水改善了施工条件，可使所挖的土始终保持干燥状态，同时还使动水压力方向向下，从根本上防止流砂发生，并增加土中有效应力，提高土的强度或密实度，土方边坡也可陡些，从而减少挖土数量。但在降水过程中，基坑附近的地基土会有一定的沉降，施工时应加以注意。 井点降水的方法有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等。 1.5.2 井点降水 1.轻型井点 轻型井点降水是沿基坑（槽）的四周或一侧以一定距离埋设一定数量的井点管，井点管上端有弯连管与集水总管相连，下端与滤水管连接，并利用抽水设备不间断将渗流进井点管的水抽出，使地下水位降落在坑底以下。 1.5.2 井点降水 1-井点管；2-滤管；3-总管；4-弯联管；5-水泵房；6-原有地下水位线； 7-降低后地下水位线 轻型井点降低地下水位图 2.喷射井点 ①喷射井点的主要设备 喷射井点根据其工作时使用的喷射介质的不同，分为喷水井点和喷气井点两种。其主要设备由喷射井管、高压水泵(或空气压缩机)和管路系统组成。如图所示。 ②喷射井点布置 喷射井点管的布置、井点管的埋设方法和要求与轻型井点基本相同。 1.5.2 井点降水 1-外管；2-内管；3-喷射器；4-扩散管；5-混合管；6-喷嘴； 7-缩节；8-连接座；9-真空测定管；10-滤管芯管； 11-滤管有孔套管；12-滤管外缠滤网及保护网；13-逆止球阀；14-逆止阀座；15-护套；16-沉泥管 喷射井点管构造 3.电渗井点 在饱和粘性土中，特别是在淤泥和淤泥质黏土中，由于土的渗透系数很小，此时宜采用电渗井点排水。它是利用粘性土中的电渗现象和电泳特性，使粘性土空隙中的水流动加快，起到一定的疏导作用，从而使排水效率得到提高。 1.5.2 井点降水 4.管井井点 管井井点是由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。管井井点设备较为简单，排水量大，降水较深，较轻型井点其具有更大的降水效果，可代替多组轻型井点作用。管井井点适于渗透系数较大、地下水丰富的土层、砂层或用集水井排水法易造成土粒大量流失，引起边坡塌方及用轻型井点难以满足要求的情况下使用。 1.5.2 井点降水 5.深井井点 当要求井内降水深度超过10m时，可在管井中使用深井泵抽水，这种井点称为深井井点(或深管井井点)。深井