第2章 土方工程

1、Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志 第第2 2章章 土方工程土方工程执行规范：执行规范： 土方与爆破工程施工及验收规范土方与爆破工程施工及验收规范GBJ201建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ120）Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志本章主要学习内容本章主要学习内容土的工程性质土的工程性质场地平整的基本原则和设计标高的确定场地平整的基本原则和设计标高的确定土方调配的基本原则和土方量的计算土方调配的基本原则和土方量的计算流沙现象产生的条件和原因

2、及治理措施流沙现象产生的条件和原因及治理措施轻型井点的平面和高程布置及计算轻型井点的平面和高程布置及计算边坡的稳定性和支护方法边坡的稳定性和支护方法土方机械的功能和选择土方机械的功能和选择填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.1 概述概述 2.1.1 特点特点 面广量大、施工条件复杂、工期长。面广量大、施工条件复杂、工期长。 2.1.2 土的工程分类土的工程分类1、根据开挖的难易程度、根据开挖的难易程度 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、

3、次坚石、坚石、松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。特坚石。2、根据颗粒级配与塑性指数、根据颗粒级配与塑性指数颗粒级配：粒径的大小及其在土中所占的比例颗粒级配：粒径的大小及其在土中所占的比例 塑性指数：是液限和塑限之差称为塑性指数塑性指数：是液限和塑限之差称为塑性指数 液限：土从流动状态转变为可塑状态的界限含水率称为液限液限：土从流动状态转变为可塑状态的界限含水率称为液限 岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan

4、 University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志 软土是指淤泥、淤泥质土、泥炭土、呈软塑软土是指淤泥、淤泥质土、泥炭土、呈软塑或流塑的粉土和粉质粘土、松散的特细砂、或流塑的粉土和粉质粘土、松散的特细砂、沼泽土等天然土层，以及回填土、未经夯沼泽土等天然土层，以及回填土、未经夯（压）实的素填土，含有大量腐殖质的杂（压）实的素填土，含有大量腐殖质的杂填土、土质软弱和龄期较短的冲填土。填土、土质软弱和龄期较短的冲填土。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.1.3 土的工程性质土的工程性质

5、1 、土的可松性、土的可松性 V2V3V1 土的最初可松性系数：土的最初可松性系数：土的最后可松性系数：土的最后可松性系数：注：注：KsKs1.0（式中：（式中：V1自然状态下土的体积；自然状态下土的体积；V2开挖后的松散体积；开挖后的松散体积；V3回填压实后的体积。）回填压实后的体积。）问问 *分类级别越小的土则可松性就越小？分类级别越小的土则可松性就越小？ *可松性越小的土就越好挖？可松性越小的土就越好挖？12VVKS13VVKSHunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2、土的渗透性、土的渗透性土体孔隙中的自由土体孔隙中的自由

6、水在重力作用下水在重力作用下会透过土体运动，会透过土体运动，这种被水透过的这种被水透过的性质称为性质称为土的渗土的渗透性透性。(H-水头差水头差;L-渗流路径长度渗流路径长度;A-土体横截面积土体横截面积)Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志土渗透性比较土渗透性比较：粘土粘土粉土粉土砂土砂土砾石砾石Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.2 场地平整土方量计算与调配场地平整土方量计算与调配三个步骤：三个步骤：场地设计标高的确定场地设计标高的确定场地初步设计标高

7、的计算场地初步设计标高的计算场地设计标高的调整场地设计标高的调整土方量计算土方量计算确定零线确定零线挖填方的分界线挖填方的分界线计算各区格土方量计算各区格土方量计算挖方和填方总工程量计算挖方和填方总工程量土方调配的规划土方调配的规划Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.2.1 场地设计标高的确定场地设计标高的确定1、场地设计标高的确定原则：、场地设计标高的确定原则：影响因素影响因素:u满足工艺和运输的要求满足工艺和运输的要求u尽量利用地形，减少挖填方量尽量利用地形，减少挖填方量u场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少场地内挖

8、、填方平衡，土方运输总费用最少u有一定的泄水坡度（有一定的泄水坡度（0.002），满足排水要求，并考虑最），满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。大洪水水位的影响。u规范规定：规范规定：平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要求时，一般应向排水沟方向作成不少于求时，一般应向排水沟方向作成不少于2的坡度的坡度Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2、初步计算场地设计标高、初步计算场地设计标高NHHHHHNiiiii4)(1432104321043241HHHHNH1234Hunan

9、 University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3、场地设计标高的调整、场地设计标高的调整1）土可松性的影响）土可松性的影响Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2）场内和场外挖、填土的影响）场内和场外挖、填土的影响四个影响因素四个影响因素设计标高以上的填方工程（降低）设计标高以上的填方工程（降低）设计标高以下的挖方工程（提高）设计标高以下的挖方工程（提高）就近从场外挖土（提高）就近从场外挖土（提高）就近弃土于场外（降低）就近弃土于场外（降低）u结论：结论：填土量大，场地设计标高提高

10、；填土量大，场地设计标高提高；u 挖土量大，场地设计标高降低。挖土量大，场地设计标高降低。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3）泄水坡度对场地设计标高的影响）泄水坡度对场地设计标高的影响Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.2.2 土方量计算土方量计算1、计算各角点的施工高度、计算各角点的施工高度施工高度：施工高度：“+”-填；填；“-”-挖挖2、确定、

11、确定“零线零线” “零点零点”方格边界上施工方格边界上施工高高 度为度为0的点。的点。 “零线零线”“零点零点”所连成所连成的线。的线。 nnnHHh自然标高设计标高nnnHHh自然标高设计标高Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3、计算方格网内的土方量、计算方格网内的土方量全挖全填全挖全填两个角点为挖，另两个角点为填：两个角点为挖，另两个角点为填： A. B.一个角点为挖，另三个角点为填一个角点为挖，另三个角点为填 A. B.)443212hhhhaV（)(43222412122 . 1hhhhhhaV)(441243223

12、24 . 3hhhhhhaV)(643413424hhhhhaV4432123 . 2 . 1)22(6VhhhhaVHunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志场地平整土方量计算例题场地平整土方量计算例题 某建筑地地形图和方格网某建筑地地形图和方格网(边长边长20米米)布置如下图所示。土壤布置如下图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度见图。试确定场地设计标高为二类土，场地地面泄水坡度见图。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、，计算各方格挖、填土方工程量。填土方工程

13、量。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志1)计算场地设计标高计算场地设计标高1249.45 10.718.659.5238.3322(9.75 10.149.11 10.278.809.868.919.14)151.9644(9.439.689.169.41)150.72HHH12402438.33 151.96150.769.47(m)44 9HHHHN Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2)根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高根据泄水坡度计算各方格角点的

14、设计标高 以场地中心点以场地中心点(几何中心几何中心o)为为0H102150659030 0.3% 30 0.2% 9.47 0.09 0.06 9.44(m)20 0.3% 9.44 0.06 9.50(m)30 0.3% 10 0.2% 9.47 0.09 0.02 9.40(m)20 0.3% 9.40 0.06 9.46(m)30 0.3% 10 0.2% 9.47 0.09 0.02 9.36(m)HHHHHHHHHHHunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志u3)计算各角点的施工高度计算各角点的施工高度u由式由式(2.9

15、)得各角点的施工高度得各角点的施工高度(以以“+”为填方，为填方，“-”为挖方为挖方)：1239.449.450.01(m)9.509.750.25(m)9.56 10.140.58(m)hhh Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志4)确定确定“零线零线”，即挖、填方的分界线，即挖、填方的分界线由式由式(2.10)确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线零线”，见图，见图2.12。如。如1-5线上：线上：即零点距角点即零点距角点1的距离为的距离为0.67m。5)计算各方格土

16、方工程量计算各方格土方工程量(以以(+)为填方，为填方，(-)为挖方为挖方)1(0.01/(0.010.29)200.67(m)x Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志4、计算场地边坡的土方量、计算场地边坡的土方量坡度系数坡度系数：m=b/hHunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.2.3 土方调配土方调配 在同一或相邻土方工程作业施工中，对开挖在同一或相邻土方工程作业施工中，对开挖弃土量和填方用土量进行综合因素考虑和弃土量和填方用土量进行综合因素考虑和调配，将

17、开挖弃土尽可能用于土方回填和调配，将开挖弃土尽可能用于土方回填和最小运距的处置，最大限度的减少开挖土最小运距的处置，最大限度的减少开挖土方外运量方外运量Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志 2.2.3 土方调配土方调配 土方调配的原则：土方调配的原则：*挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运距的乘积之和尽量最小。挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运距的乘积之和尽量最小。*近期施工和远期利用相结合。近期施工和远期利用相结合。*分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高的填方区。分区调配和全场调配的协调，好

18、土用于回填质量要求高的填方区。*尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重复挖、填和运输。尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重复挖、填和运输。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.3 排水和降低地下水排水和降低地下水主要内容：排除地面水和降低地下水主要内容：排除地面水和降低地下水2.3.1 排除地面水排除地面水 一般采用一般采用“疏疏”，“堵堵”，“挡挡”的办法。的办法。 “疏疏”设置排水沟；设置排水沟； “堵堵”截水沟截水沟 “挡挡”修筑土堤。修筑土堤。Hunan University of Scienc

19、e And Technology 唯实惟新 至诚致志规范规定：规范规定： 临时截水沟和临时排水沟的设置，应防止破坏挖、填方的临时截水沟和临时排水沟的设置，应防止破坏挖、填方的边坡，并应符合下列规定：边坡，并应符合下列规定：1 临时截水沟至挖方边坡上缘的距离，应根据施工区域内的临时截水沟至挖方边坡上缘的距离，应根据施工区域内的土质确定，一般不小于土质确定，一般不小于3m；2 临时排水沟至填方坡脚应有适当距离；临时排水沟至填方坡脚应有适当距离；3 临时排水沟内最高水位，应低于坡脚至少临时排水沟内最高水位，应低于坡脚至少300mm。在土方开挖过程中降水要尽可能减小对周边地质环境和建筑在土方开挖过程中

20、降水要尽可能减小对周边地质环境和建筑物的影响，控制降水深度以保持低于开挖作业面和基坑物的影响，控制降水深度以保持低于开挖作业面和基坑（槽）底面（槽）底面500mm左右为宜；必要时，宜采取回灌或截水左右为宜；必要时，宜采取回灌或截水等措施。等措施。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.3.2 降低地下水降低地下水主要方法：集水坑降水法和井点降水法主要方法：集水坑降水法和井点降水法1、集水坑降水法（即明排水法）、集水坑降水法（即明排水法）Hunan University of Science And Technology 唯实惟

21、新 至诚致志集水坑的设置要求集水坑的设置要求设置在基础范围以外，地下水走向设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底的土颗粒的上游，以防止坑底的土颗粒流失。流失。直径或宽度：直径或宽度：0.6-0.8m；间距：间距：20-40m。深度：随挖土加深而加深，深度：随挖土加深而加深，低于挖土面低于挖土面0.7-1m，基坑底，基坑底面下面下1-2m。构造：底部设构造：底部设300厚碎石滤厚碎石滤水层或水层或100厚砾石上部厚砾石上部100厚厚粗砂。粗砂。主要抽水设备：主要抽水设备：离心泵和潜水泵离心泵和潜水泵Hunan University of Science And Technology 唯

22、实惟新 至诚致志2、 流沙及其防治流沙及其防治1）流沙产生的条件）流沙产生的条件 当土质为细沙或粉沙，又采用集水坑降水时，基坑一旦开当土质为细沙或粉沙，又采用集水坑降水时，基坑一旦开挖到地下水位以下（约挖到地下水位以下（约0.5米），坑底下的土有时会形成米），坑底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流沙流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流沙后果：后果：施工条件恶化施工条件恶化地基完全丧失承载能力地基完全丧失承载能力附近建筑物沉降，倾斜。附近建筑物沉降，倾斜。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2）流沙形成

23、原因）流沙形成原因内因内因土质问题土质问题均匀：颗粒级配中，土的不均匀系数小于均匀：颗粒级配中，土的不均匀系数小于5。粘性差：土的颗粒组成中，粘粒含量粘性差：土的颗粒组成中，粘粒含量10，粉粒含量，粉粒含量75%土松：天然空隙比土松：天然空隙比0.75水多：含水量水多：含水量30% 因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥土中发生。因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥土中发生。规范规定：规范规定：降水应严格控制出水含砂量降水应严格控制出水含砂量Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志外因外因与土重作用相反的动水压力与土重作用相反的动水

24、压力动水压力的性质动水压力的性质：作用方向与水流方向相同；作用方向与水流方向相同；与水力坡度和水头差成正比；与水力坡度和水头差成正比；与渗透路径成反比与渗透路径成反比0210vflhhG土的浸水容重土的浸水容重动水压力动水压力Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3）管涌冒砂）管涌冒砂 定义定义基坑底位于不基坑底位于不透水层，其下为承压透水层，其下为承压蓄水层，当覆盖土的蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托重力小于承压水的托力时，发生管涌冒砂力时，发生管涌冒砂现象。现象。rhHw规范规定：规范规定：当基坑（槽）底面作用有承压水时

25、，应进行坑底突涌验算，当基坑（槽）底面作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时，可采取封底隔渗透或钻孔减压措施保证坑底土层稳定；必要时，可采取封底隔渗透或钻孔减压措施保证坑底土层稳定；Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志4）流沙的防治）流沙的防治原则：治砂必先治水原则：治砂必先治水A、减小或平衡动水压力、减小或平衡动水压力强挖并抛大石块强挖并抛大石块水下挖土法水下挖土法B、减小水位差，使动水压力作用方向向下、减小水位差，使动水压力作用方向向下人工降低地下水位人工降低地下水位C、截断地下水流。、截断地下水流。设止水帷幕设止水帷

26、幕D、加长渗透路径、加长渗透路径打钢板桩打钢板桩Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3 、井点降水、井点降水1）井点降水的类型和适用范围）井点降水的类型和适用范围 在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设置一定数在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位量的滤水管（井

27、），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑降至基坑以下并稳定后才开挖基坑Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2）轻型井点设备）轻型井点设备 组成：管路系统和抽水设备组成。组成：管路系统和抽水设备组成。A、管路系统、管路系统主要内容：主要内容：井点管、滤管、弯联管和总管等：井点管、滤管、弯联管和总管等： 滤管：滤管：3850， L=120mm钢管，上开直径为钢管，上开直径为1219的透水孔。的透水孔。井点管：井点管：直径为直径为3850，L=57m 的无缝钢管，一般长的无缝钢管，一般长度为度为6m。总管：

28、总管：直径为直径为100127，L=4m 的无缝钢管，每隔的无缝钢管，每隔0.8或或1.2m有一个连接孔。有一个连接孔。弯连管：弯连管：一般用钢管，塑一般用钢管，塑料管，常用塑料管。料管，常用塑料管。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志弯连管弯连管井点管井点管总管总管Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志B、抽水系统、抽水系统抽水原理：抽水原理： 地下水（气）在真空地下水（气）在真空吸力的作用下，进入吸力的作用下，进入水气分离器，然后水水气分离器，然后水由抽水机

29、抽出，气由由抽水机抽出，气由真空泵抽出，不断循真空泵抽出，不断循环，从而降低地下水环，从而降低地下水位。位。设备：设备： 真空泵、抽水机、水气真空泵、抽水机、水气分离器等分离器等。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志真空真空泵泵离心泵离心泵浮筒浮筒Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3） 轻型井点布置轻型井点布置方式：单排、双排、环形布置方式：单排、双排、环形布置A、单排井点布置、单排井点布置6m降水降水6m降水降水5m中部中部透水层透水层Hunan Univ

30、ersity of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志C、二级轻型井点、二级轻型井点Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志第二级第一级Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志4）轻型井点计算）轻型井点计算主要计算内容主要计算内容：基坑涌水量（：基坑涌水量（Q）、井点管数量）、井点管数量(n)、 井距（井距（D）等。）等。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志A、涌水量的计

31、算、涌水量的计算单井涌水量计算单井涌水量计算达西线性渗透定律达西线性渗透定律涌水量涌水量=渗透系数渗透系数过水断面积过水断面积水力水力坡度坡度即：即：Q=KAI 对于无压完整井对于无压完整井：式中：式中：H含水层厚度（含水层厚度（m）；）；h井井内水深（内水深（m） R抽水影响半径（抽水影响半径（m）；）；r水井半径（水井半径（m）；）； S水井内水位降低值，水井内水位降低值，SH-hdmrRSSHKQ/lglg2366. 13Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志群井涌水量的计算群井涌水量的计算对于无压完整群井：对于无压完整群

32、井：0lnln)2366. 1XRSSHKQ（HKSR95. 1rx0AX 0环状轻型井点环状轻型井点假想半径假想半径Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志 无压非完整群井涌水量无压非完整群井涌水量 完整井的公式完整井的公式 非完整井的公式非完整井的公式0lnln)2366. 1XRSSHKQ（00lnln)2366. 1XRSSHKQ（注：注：H015d式中：式中：q单根井点管最大出水量；单根井点管最大出水量； d滤管直径。滤管直径。问：问：渗透系数小，则井点管间距小？渗透系数小，则井点管间距小？ 井点管间距越小，则降水效果越

33、好？井点管间距越小，则降水效果越好？ 若计算结果若计算结果D15d，则，则D取取15d？Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志5）轻型井点抽水设备的选择）轻型井点抽水设备的选择真空抽水设备：真空抽水设备：W5、W6W5型：总管长度不大于型：总管长度不大于100mW6型：总管长度不大于型：总管长度不大于120m真空泵抽水过程中的最低真空度真空泵抽水过程中的最低真空度式中：式中：h降水深度（降水深度（m）；）； h水头损失，近似取水头损失，近似取1-1.5m射流泵设备射流泵设备QJD-60、QJD-90、JS-45其排水量分别为：其

34、排水量分别为：60m3/h,90m3/h,45m3/h,总管长度不大于总管长度不大于50m。)(10hhhkHunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志水泵水泵 一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬程确定。程确定。水泵的流量应比基坑涌水量大水泵的流量应比基坑涌水量大10%-20%，水泵的吸水扬程，水泵的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水要大于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。扬程与出水扬程之和。多层井点系统中，下

35、层井点的水泵应比上层井点的总扬程要多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井点的总扬程要大，以免中途接力。大，以免中途接力。一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。较大时，也可采用两台水泵。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志轻型井点系统设计计算示例轻型井点系统设计计算示例 某高层住宅楼地下室形状及平面尺寸如图某高层住宅楼地下室形状及平面尺寸如图2所示，其地下所示，其地下室底板垫层的底面标高为室底板垫层的底面标高为-5.90m，天然地面标高

36、为，天然地面标高为-0.50。根据地质勘察报告，地面至根据地质勘察报告，地面至-1.80m为杂填土，为杂填土，-1.08至至-9.6m为细砂层，为细砂层，-9.6以下为粉质粘土，地下常水位标高为以下为粉质粘土，地下常水位标高为-1.40。因场地较为宽裕基坑放坡开挖，边坡采用。因场地较为宽裕基坑放坡开挖，边坡采用1：0.5，为施工方便，坑底开挖平面尺寸比设计平面尺寸每边放出为施工方便，坑底开挖平面尺寸比设计平面尺寸每边放出1.0m。试确定轻型井点系统的布置并计算之。试确定轻型井点系统的布置并计算之。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至

37、诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志轻型井点系统布置轻型井点系统布置 根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置，如根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置，如图所示。图所示。 总管直径选用总管直径选用127mm，布置于天然地面上，基坑上口尺，布置于天然地面上，基坑上口尺寸为寸为56.4m22.8m井点管距离坑壁为井点管距离坑壁为1.0m，则总管长度，则总管长度为为 2(56.4+21.0)+(22.8+21.0)=166.4(m) 井点管长度选用井点管长度选用7.0m，直径为，直径为50mm，滤管长度为，滤管长度

38、为1.0m，井点露出地面井点露出地面0.2m，基坑中心要求的降水深度，基坑中心要求的降水深度S为为 S=5.90-1.40+0.50=5.0(m) 井点管所需的埋置深度井点管所需的埋置深度 H=5.9-0.5+0.5+22.820.1=7.13(m)7.0-0.2=6.80(m)Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志将总管埋于地面下将总管埋于地面下0.4处，即先挖处，即先挖0.4m深的沟深的沟槽，然后在槽底铺设总管，此时井点管所槽，然后在槽底铺设总管，此时井点管所需长度为需长度为 ：7.13-0.4+0.20=6.93(m)7.

39、0(m) 满足要求满足要求抽水设备根据总管长度选用二套，其布置位抽水设备根据总管长度选用二套，其布置位置与总管的划分范围如图所示置与总管的划分范围如图所示Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志6 6）轻型井点的施工）轻型井点的施工施工内容包括：施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、使用与拆除准备工作、井点系统埋设、使用与拆除准备工作：准备工作：材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；排水沟的开挖；排水沟的开挖；标高观测及防止沉降的措施；标高观测及防止沉降的措施；

40、设置水位观测孔。设置水位观测孔。井点系统埋设井点系统埋设挖井点沟槽挖井点沟槽排放总管排放总管埋设井点管埋设井点管用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。使用与拆除使用与拆除Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志井点管埋设的方法：井点管埋设的方法：冲水管冲空、钻孔、直接利用井点管水冲下沉、以带套管的冲水管冲空、钻孔、直接利用井点管水冲下沉、以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管注意：注意：*每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间每根井点

41、管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。很快下渗。*第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。*降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措施施Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of S

42、cience And Technology 唯实惟新 至诚致志7 7）管井井点）管井井点适用范围：渗透系数较大、降水深度深（井内适用范围：渗透系数较大、降水深度深（井内510m510m）、间）、间距距202050m特点：每井单独使用一台水泵特点：每井单独使用一台水泵管身：钢管管身：钢管200300200300，砼内径，砼内径400400Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志u规范规定：规范规定：在降水施工过程中应注意以下事项：在降水施工过程中应注意以下事项： 1 降水开始前，应完成包括沉淀池在内的降水开始前，应完成包括沉淀池在内

43、的排水系统，抽出的地下水应确保不渗漏地排水系统，抽出的地下水应确保不渗漏地排至降水影响范围以外；排至降水影响范围以外； 2 降水过程中，应配备保持连续抽水的备降水过程中，应配备保持连续抽水的备用电源；用电源； 3 降水结束后，应及时拆除降水系统，并降水结束后，应及时拆除降水系统，并进行回填处理，回填物不得影响地下水水进行回填处理，回填物不得影响地下水水质。质。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.4 土方边坡和支护土方边坡和支护 土壁稳定主要依靠土体的土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度抗剪强度来维持平衡。来维持平衡。 土体抗剪强

44、度来源于土体的土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）内摩擦力和粘结力（内聚力）。 土体塌方的本质土体塌方的本质剪应力剪应力 抗剪强度抗剪强度 其主要原因其主要原因开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合原因。较弱等综合原因。 防止土体塌方的主要措施防止土体塌方的主要措施放坡及支撑等。放坡及支撑等。2.4.1 土方边坡坡度和边坡稳定土方边坡坡度和边坡稳定 1、土方边坡、土方边坡 即放坡宽度即放坡宽度b=坡度系数坡度系数m开挖深度开挖深度h 确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深度、使确定坡度的大小应考虑：土质情

45、况、包括地下水、开挖深度、使用情况（堆载）、使用时间等。用情况（堆载）、使用时间等。bh坡度hmhbmb ,坡度系数：Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2）边坡稳定）边坡稳定边坡稳定边坡稳定抗剪强度抗剪强度 剪应力剪应力土体塌方土体塌方剪应力剪应力 抗剪强度抗剪强度剪应力的增加剪应力的增加外力外力边缘堆土或机械；边缘堆土或机械；水侵入边坡，使土的含水量增加；水侵入边坡，使土的含水量增加；地下水产生的动水压力；地下水产生的动水压力；土体内水的静压力等。土体内水的静压力等。抗剪强度降低抗剪强度降低外因转换为内因外因转换为内因由于

46、受风化作用使土质变松；由于受风化作用使土质变松；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；饱和细，粉沙受振动而液化。饱和细，粉沙受振动而液化。u规范规定：规范规定：对重要或特别复杂的工程应进行设计与施工方对重要或特别复杂的工程应进行设计与施工方案的专项论证。案的专项论证。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.4.2 基坑无支护开挖基坑无支护开挖常用于深度不大且土质较好的基坑，常用于深度不大且土质较好的基坑，应是施工条件允许时首应是施工条件允许时首选的开挖方式选的开挖方式。Hunan University

47、 of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志规范规定：规范规定：u使用时间较长的临时性挖方边坡坡度使用时间较长的临时性挖方边坡坡度注注:1 使用时间较长的临时性挖方是指使用时间超过一年使用时间较长的临时性挖方是指使用时间超过一年的临时道路、临时工程的挖方的临时道路、临时工程的挖方土的类别土的类别边坡坡度边坡坡度砂土砂土不包括细砂、粉砂不包括细砂、粉砂1:1.251:1.251:1.50一般粘性土一般粘性土坚硬坚硬1:0.751:0.751:1.00硬塑硬塑1:1.001:1.001:1.25碎石类土碎石类土充填坚硬、密实充填坚硬、密实1:0.51:0.51:1.00

48、充填砂土充填砂土1:1.001:1.001:1.50Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.4.3 人工加固边坡人工加固边坡 为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡面采取一为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡面采取一定的加固措施进行护坡。定的加固措施进行护坡。 常用的边坡加固方法：常用的边坡加固方法： 水泥砂浆抹面、浆砌毛（片）石护坡、堆置砂水泥砂浆抹面、浆砌毛（片）石护坡、堆置砂(土土)包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或挂网喷射混凝包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或挂网喷射混凝土等。土等。 经以上边坡加固方法处理过的边坡即称为经以上边坡加

49、固方法处理过的边坡即称为人工人工加固边坡。加固边坡。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志u 水泥砂浆抹面水泥砂浆抹面常用于保护易风化的软质岩石、老粘常用于保护易风化的软质岩石、老粘性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一般作性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一般作3050mm厚水厚水泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双向间泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双向间距距1.0m左右长左右长11.5m的的级螺纹钢筋级螺纹钢筋(直径直径1016mm)以以加强砂浆面层与坡面土体的连结。加强砂浆面层与坡面土体的连结。 浆砌毛（片）

50、石护坡浆砌毛（片）石护坡对各种土质或岩石边坡，为防对各种土质或岩石边坡，为防止风化剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡度应小于止风化剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡度应小于 1 0.5，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑一定高度的浆砌片石或红砖墙，用于反压及挡土。一定高度的浆砌片石或红砖墙，用于反压及挡土。 叠置砂叠置砂(土土)袋护坡袋护坡对已发生或将要发生滑坍失稳或变对已发生或将要发生滑坍失稳或变形较大的边坡，常用叠置砂袋或土袋形较大的边坡，常用叠置砂袋或土袋(草袋或土工织物袋草袋或土工织物袋)，置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用

51、。置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用。 塑料薄膜覆盖护坡塑料薄膜覆盖护坡在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄膜膜(土工布土工布)，其上覆盖素土、砂土、砂浆抹面等，对坡面，其上覆盖素土、砂土、砂浆抹面等，对坡面进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志挂网喷浆挂网喷浆Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2.4.4 土壁支护土壁支护 工程特点、开挖深度工程特

52、点、开挖深度采用土壁支护应根据采用土壁支护应根据 地质条件、地下水位地质条件、地下水位 临近建筑物的情况临近建筑物的情况 施工方法施工方法要求：牢固可靠；经济合理；确保安全要求：牢固可靠；经济合理；确保安全 钢（木）支撑钢（木）支撑 板板 桩桩常用方法：常用方法： 灌注桩灌注桩 深层搅拌桩深层搅拌桩 地下连续墙地下连续墙Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志规范规定规范规定挡土墙结构：挡土墙结构：1 重力式挡土墙：一般适用于土质边坡高度重力式挡土墙：一般适用于土质边坡高度小于小于8m，岩质边坡高度小于，岩质边坡高度小于10m的边

53、坡；的边坡；2 悬臂式挡土墙：一般适用于高度小于悬臂式挡土墙：一般适用于高度小于6m的的边坡；边坡；3 扶臂式挡土墙：一般适用于高度小于扶臂式挡土墙：一般适用于高度小于10m的土质边坡；的土质边坡；4 锚杆挡土墙：一般适用于非新近填土边坡。锚杆挡土墙：一般适用于非新近填土边坡。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志1、板桩支护、板桩支护 作用：作用：连续板桩既可挡土，又可挡水连续板桩既可挡土，又可挡水。 当开挖的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂当开挖的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，如果未采用井点降水方法，则宜采

54、用连续板桩支护结时，如果未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构构 类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。1）钢木混合式板桩）钢木混合式板桩 适用适用埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅；埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅； 注意注意-软土地基要慎用。软土地基要慎用。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志结构形式：工字钢(H型钢)衬板支护结构适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵

55、石地基中较难位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。施工。挖深挖深25m25m。传力机理：传力机理：土的侧压力土的侧压力衬板衬板工工字钢桩字钢桩导导梁（或顶撑梁（或顶撑或拉锚）。或拉锚）。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2）钢板桩支护）钢板桩支护由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的深基坑工程，于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的深基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。在砂砾及密实砂土中施工困难。挖深挖

56、深15m。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志特点特点：打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等：打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等分类分类：无锚板桩无锚板桩(悬臂式板桩悬臂式板桩)：悬臂长度一般不超过：悬臂长度一般不超过5m；有锚板桩：板桩上部用拉锚或顶撑加以固定有锚板桩：板桩上部用拉锚或顶撑加以固定,又分为单锚和多锚，常用单又分为单锚和多锚，常用单锚板桩。锚板桩。单锚板桩设计要素：单锚板桩设计要

57、素：入土深度、截面弯距、锚杆拉力入土深度、截面弯距、锚杆拉力。主要破坏形式：入土深度不够，本身强度、刚度不够，拉锚承载力或长主要破坏形式：入土深度不够，本身强度、刚度不够，拉锚承载力或长度不够度不够Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志2、灌注桩支护结构应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成桩墙式应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成桩墙式支护结构，以抵抗不同条件下侧向水、土压力。一般桩顶支护结构，以抵抗不同条件下侧向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁( (帽梁帽梁)

58、 )，使支护桩共同，使支护桩共同工作，提高整体性。工作，提高整体性。1 1）稀疏排桩：）稀疏排桩：仅挡土仅挡土, ,不可挡水不可挡水 应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。2 2）稀疏排桩加水泥砂浆抹面：）稀疏排桩加水泥砂浆抹面：可挡土、挡水可挡土、挡水 稀疏排桩间距稀疏排桩间距S S较大时用。桩净距一般较大时用。桩净距一般1.0m1.0m以内，以以内，以0.60.60.8m0.8m为宜。为宜。基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工。Hunan University of Science And Techn

59、ology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志规范规定：规范规定：内支撑内支撑1 内支撑适用于基坑变形控制要求严格或无法实施内支撑适用于基坑变形控制要求严格或无法实施锚拉结构的基坑；锚拉结构的基坑；2 对基坑面积较大形状及环境较复杂的基坑，支撑对基坑面积较大形状及环境较复杂的基坑，支撑构件宜采用钢筋混凝土结构，反之，可采用钢支构件宜采用钢筋混凝土结构，反之，可采用钢支撑构件；撑构件；3 相邻支撑之间应保持一定的距离，人工挖土时不相邻支撑之间应保持一定的距离，人工挖土时不宜小于宜小于4m，机械挖土时不宜小于，

60、机械挖土时不宜小于8m，且利于后，且利于后续施工与拆除。续施工与拆除。Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志Hunan University of Science And Technology 唯实惟新 至诚致志3）连续排桩）连续排桩 灌注桩连续排列。排列方式如下图，图中黑色桩为素混灌注桩连续排列。排列方式如下图，图中黑色桩为素混凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。 特点特点：既能挡土，也能挡水：既能挡土，也能挡水Hunan University of Science An