第一章土方工程

1、1.1 1.1 概述概述 土方工程包括一切土的挖掘、填筑和运输土方工程包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。在工程中，最常见的土方工程有：和辅助工程。在工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。填筑及基坑回填土等。 土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定文、

2、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。的因素也较多，有时施工条件极为复杂。土的密度：土的密度：天然密度：天然密度：土在天然状态下单位体积的质量（土在天然状态下单位体积的质量（kg/m3kg/m3）。）。Vm（2 2）土的干密度：土的干密度：指单位体积土中固体颗粒的质量，即土体孔指单位体积土中固体颗粒的质量，即土体孔隙中无水时的单位土重（隙中无水时的单位土重（kg/mkg/m3 3） 。Vmsd 土的含水量：土的含水量：指土中水的质量与土的固体颗粒质量之比。指土中水的质量与土的固体颗粒质量之比。-100%100%wsmmmWmm干湿干式中：式中：m m湿湿含

3、水状态土的质量，含水状态土的质量，kgkg； m m干干烘干后土的质量，烘干后土的质量，kgkg； m mW W 土中水的质量，土中水的质量，kgkg； m mS S固体颗粒的质量，固体颗粒的质量，kgkg。土的渗透性：土的渗透性：指水流通过土中孔隙的难易程指水流通过土中孔隙的难易程度。度。Lh LhhKiK21当水力坡度当水力坡度 时，地下水在土中渗流时，地下水在土中渗流的速度，称的速度，称渗透系数渗透系数K K。1i原状土经机械压实后的沉降量：原状土经机械压实后的沉降量：根据不同土质，其沉降量一般在：根据不同土质，其沉降量一般在：330cm之间之间。CPS 式中：式中：土的可松性系数土的可

4、松性系数 土的可松性：土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性，用可松性系数表示即：21sVKV31sVKV式中 KS、KS最初、最终可松性系数； V1天然状态下的体积，m3； V2挖出后松散状态下体积，m3； V3土经压(夯)实后的体积，m3。土的最初可松性系数是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数。解： 第一类（松软土）第一类（松软土） 第二类（普通土）第二类（普通土） 第三类（坚土）第三类（坚土） 第四类（砾砂坚土）第四类（砾砂坚土） 第五类（软石）第五类（软石）

5、第六类（次坚石）第六类（次坚石） 第七类（坚石）第七类（坚石） 第八类（特坚石）第八类（特坚石） 为防止土壁坍塌，保持土体稳定，保证施工安全，为防止土壁坍塌，保持土体稳定，保证施工安全，土方施工中，对挖方和填方均做一定坡度的边坡。土方施工中，对挖方和填方均做一定坡度的边坡。土方边坡的坡度以挖方深度土方边坡的坡度以挖方深度( (或填方深度或填方深度) h) h与底宽与底宽b b之比表示即：之比表示即：土方边坡坡度土方边坡坡度= = h/b=1/(b/h)=1mh/b=1/(b/h)=1m式中式中m=b/hm=b/h称为边坡系数。称为边坡系数。 当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑当地质条件

6、良好、土质均匀且地下水位低于基坑( (槽槽) )或管沟底面标高时，挖方边坡可做成或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：但深度不宜超过下列规定：v 密实、中密的砂土和碎石类土密实、中密的砂土和碎石类土( (充填物为砂土充填物为砂土) )：1.0m1.0m；v 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：硬塑、可塑的粉土及粉质粘土： 1.25m1.25m；v 硬塑、可塑的粘土和碎石类土硬塑、可塑的粘土和碎石类土( (充填物为粘性土充填物为粘性土) )：1.5m1.5m；v 坚硬的粘土：坚硬的粘土： 2m2m。 挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成挖土深度超过上述

7、规定时，应考虑放坡或做成直立直立壁加支撑壁加支撑。 横撑式土壁支撑间断式23165346a)b) 基坑基坑( (槽槽) )或管沟挖好后，应及时进行基础工程或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。坑壁的稳定情况。v 当挖地基坑较深或当挖地基坑较深或晾槽晾槽时间较长时，应根据时间较长时，应根据实际情况采取护面措施。常用的坡面保护方实际情况采取护面措施。常用的坡面保护方法有法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或挂网挂网。v 当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于当地质条件

8、良好，土质均匀且地下水位低于基坑基坑( (槽槽) )或管沟底面标高时，挖方深度在或管沟底面标高时，挖方深度在5 5m m以内且不加支撑的边坡的最以内且不加支撑的边坡的最陡坡度应符合陡坡度应符合表表1-41-4规定。规定。 表1-4 深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度 永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方的边坡值应符合下表的规定。的边坡值应符合下表的规定。 思考：思考：1 1、粘性土和砂性土的边坡哪一个可以做的陡一些？、粘性土和砂性土的边坡哪一个可以做的陡一些？2 2、土方边坡坡度的大小与那些因素有关？、土方边坡坡度的大小与那些因

9、素有关？ 影响边坡系数影响边坡系数m大小的因素：大小的因素： 土质；土质； 挖土深度；挖土深度； 施工期间边坡上的荷载；施工期间边坡上的荷载； 土的含水率及排水情况；土的含水率及排水情况； 边坡的留置时间。边坡的留置时间。参考答案：参考答案：1 1、这起事故发生的主要原因有：、这起事故发生的主要原因有：1 1）土方工程施工前未编制）土方工程施工前未编制专项施工方案专项施工方案，未按有关程序报批，未按有关程序报批，未安排专职安全管理人员实施现场监督管理，施工中也没有做相应的未安排专职安全管理人员实施现场监督管理，施工中也没有做相应的技术要求，土方开挖边坡呈直壁状，致使边坡稳定处于极度不安全状技术

10、要求，土方开挖边坡呈直壁状，致使边坡稳定处于极度不安全状态。态。2 2）现场土建）现场土建工长违章指挥工长违章指挥工人到未采取放坡和加固措施的基坑工人到未采取放坡和加固措施的基坑下方危险区域施工。下方危险区域施工。3 3）现场安全管理不到位，作为）现场安全管理不到位，作为总承包单位和工程监理单位总承包单位和工程监理单位对土对土方承包单位施工人员不按要求放坡的行为和事实不加制止。方承包单位施工人员不按要求放坡的行为和事实不加制止。4 4）现场作业人员现场作业人员安全意识不强、自我保护和防范事故的能力不够。安全意识不强、自我保护和防范事故的能力不够。参考答案：参考答案：不妥。基坑（槽）验槽，应由总

11、监理工程师不妥。基坑（槽）验槽，应由总监理工程师或建设单位项目负责人组织施工、设计、勘或建设单位项目负责人组织施工、设计、勘察等单位的项目和技术质量负责人共赴现场，察等单位的项目和技术质量负责人共赴现场，按设计、规范和施工方案等的要求进行检查，按设计、规范和施工方案等的要求进行检查，并做好基坑验槽记录和隐蔽工程记录。并做好基坑验槽记录和隐蔽工程记录。1土钉； 2铺设钢筋网； 3喷射混凝土面层基坑降水：基坑降水：场外作好排水沟，处理场外作好排水沟，处理好地表水的排放工作。场内可设集好地表水的排放工作。场内可设集水坑水坑, ,便于雨天施工。便于雨天施工。开挖修坡：开挖修坡：按设计要求，分层分段开按

12、设计要求，分层分段开挖修坡。每段开挖时，开挖深度必须挖修坡。每段开挖时，开挖深度必须符合设计要求，每层深度为符合设计要求，每层深度为1.0-2.0m1.0-2.0m，严禁超挖。严禁超挖。初喷混凝土：初喷混凝土：(1)(1)喷射混凝土前，应先清理受喷面，喷射混凝土前，应先清理受喷面，埋设好控制埋设好控制喷层厚度的标志喷层厚度的标志。(2)(2)混凝土的强度等级为混凝土的强度等级为C20C20。配合比通。配合比通过实验室确定。过实验室确定。(3)(3)混凝土用料称量要准确，拌合要均混凝土用料称量要准确，拌合要均匀，随拌随用；不掺速凝剂时，存放时匀，随拌随用；不掺速凝剂时，存放时间不得超过间不得超过

13、2 2小时，掺速凝剂时，存放小时，掺速凝剂时，存放不得超过不得超过2020分钟。分钟。（6 6）喷射混凝土终凝）喷射混凝土终凝2 2小时后，应喷小时后，应喷水养护，并在至少水养护，并在至少7 7天内始终保持其天内始终保持其表面湿润。表面湿润。（7 7）基坑边坡角有渗水或渗水土层）基坑边坡角有渗水或渗水土层时，喷射混凝土前要施作排水孔。时，喷射混凝土前要施作排水孔。（8 8）初喷混凝土厚度控制在）初喷混凝土厚度控制在3-5cm3-5cm。土钉制作：土钉制作： 按有关标准和设计要求检查制作按有关标准和设计要求检查制作土钉的钢筋有无缺陷；调直钢筋，按土钉的钢筋有无缺陷；调直钢筋，按设计要求截取长度；

14、并且将设计要求截取长度；并且将钢筋除锈、钢筋除锈、除油。除油。土钉推送：土钉推送：(1) 推送土钉前，检查钻孔，若发现有碎推送土钉前，检查钻孔，若发现有碎土、杂物及泥浆应及时清理土、杂物及泥浆应及时清理,沿钻孔轴线沿钻孔轴线，将土钉推送入孔内至设计位置；将土钉推送入孔内至设计位置；(2) 推送过程中，推送过程中，切勿转动土钉，以防止切勿转动土钉，以防止土钉插入孔壁土体中土钉插入孔壁土体中,应使土钉位于钻孔应使土钉位于钻孔的轴线上；的轴线上；(3) (3) 推送完毕后，随即检查孔中是否有推送完毕后，随即检查孔中是否有碎土、杂物堵孔，若有，应立即处理，碎土、杂物堵孔，若有，应立即处理，必要时应将土

15、钉拔出，清除碎土后，重必要时应将土钉拔出，清除碎土后，重新将土钉推入孔内。新将土钉推入孔内。注浆注浆: :可以采用可以采用孔底注浆法孔底注浆法。注浆管随着。注浆管随着注浆慢慢拔出，但要保证注浆管端注浆慢慢拔出，但要保证注浆管端头始终在注浆液内。注浆应连续进头始终在注浆液内。注浆应连续进行，并要饱满。随着浆液慢慢渗入行，并要饱满。随着浆液慢慢渗入土层中，孔口会出现缺浆现象，应土层中，孔口会出现缺浆现象，应及时补浆。及时补浆。编制钢筋网编制钢筋网: :是指钢筋网横竖钢筋交叉绑扎固定。是指钢筋网横竖钢筋交叉绑扎固定。层片之间的钢筋网连接方法：竖筋层片之间的钢筋网连接方法：竖筋和横筋先用扎丝固定。然后

16、点焊；和横筋先用扎丝固定。然后点焊；网片与网片之间的搭接长度不小于网片与网片之间的搭接长度不小于20cm20cm，搭接处均须点焊；土钉头与，搭接处均须点焊；土钉头与短筋连接要牢固焊接。短筋连接要牢固焊接。终喷混凝土终喷混凝土: :是在经检查确认钢筋网敷设、连接是在经检查确认钢筋网敷设、连接均符合要求后，进行终喷混凝土至均符合要求后，进行终喷混凝土至设计厚度，其工艺要求与初喷混凝设计厚度，其工艺要求与初喷混凝土的要求相同。土的要求相同。土钉施工的质量要求：土钉施工的质量要求：（1 1）成孔：孔径、孔深要保证，孔）成孔：孔径、孔深要保证，孔中杂物、碎土块及泥浆要清除干净。中杂物、碎土块及泥浆要清除

17、干净。（2 2）推送土钉就位：土钉应位于钻）推送土钉就位：土钉应位于钻孔中心轴上，并保证推送过程中的钻孔中心轴上，并保证推送过程中的钻孔壁不损坏，孔中无碎土泥浆堵塞。孔壁不损坏，孔中无碎土泥浆堵塞。（3 3）土钉与锚头的连接要牢固可靠）土钉与锚头的连接要牢固可靠（4 4）喷射混凝土：保证正确的配合）喷射混凝土：保证正确的配合比例、水灰比及外加剂掺量比，并按比例、水灰比及外加剂掺量比，并按实操作规程进行养护。实操作规程进行养护。 （5 5）注浆：注浆要饱满。）注浆：注浆要饱满。特点：特点：(1)(1)与土体结合在一起，承受很大的与土体结合在一起，承受很大的拉力，以保持结构的稳定拉力，以保持结构的

18、稳定; ;(2)(2)可用高强钢材，并可施加预应力可用高强钢材，并可施加预应力，可有效地控制建筑物的变形量；可有效地控制建筑物的变形量；(3)(3) 代替钢横撑作侧壁支护，可代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省大量节省钢材；钢材；排桩式支护排桩式支护v有型钢桩、钢板桩、混凝土或钢筋混凝土灌注桩和预制桩。 钢板桩的应用钢板桩的应用 钢板桩之间通过锁口互相连接，形成一道连续的挡墙。钢板桩之间通过锁口互相连接，形成一道连续的挡墙。由于锁口的连接，使钢板桩连接牢固，形成整体，同时也具由于锁口的连接，使钢板桩连接牢固，形成整体，同时也具有较好的隔水能力。钢板桩截面积小，易于打入。有较好的隔水能力。钢板桩截面

19、积小，易于打入。U U形、形、Z Z形形等波浪式钢板桩截面抗弯能力较好。钢板桩在基础施工完毕等波浪式钢板桩截面抗弯能力较好。钢板桩在基础施工完毕后还可拔出重复使用。后还可拔出重复使用。 板桩施工板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以保证打设后的板桩墙有足够的刚度和防水作用。 钢板桩打入法一般分为单独打入法、双层围檩插桩法和分段复打法。 双层围檩插桩法 ：在桩的轴线两侧先安装双层围檩(一定高度的钢制栅栏)支架后，将钢板桩依次锁口咬合全部插入双层围檩间。围檩插桩法1围檩；2钢板桩；3围檩支架 分段复打法：在板桩轴线一侧安装好单层围檩支架，将1020块钢板桩拼装组成施工段插入土中一定深

20、度，形成一段钢板桩墙，即屏风墙。分段复打法1围檩；2钢板桩；3围檩支架 n基坑基坑( (槽槽) )开挖有人工开挖和小型液压挖土开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两种形式。机开挖两种形式。n开挖基坑开挖基坑( (槽槽) )应按规定的尺寸，合理安排应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进行，且连续施工。开挖顺序和分层进行，且连续施工。n土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖开挖，严禁超挖”的原则。的原则。n施工前必须做好地面排水和降低地下水位施工前必须做好地面排水和降低地下水位工作

21、；工作；n预留一部分用作回填土外，多余的土运到预留一部分用作回填土外，多余的土运到弃土区；弃土区；n基坑（槽）挖好后，应立即做垫层或浇筑基坑（槽）挖好后，应立即做垫层或浇筑基础；基础；n基坑开挖时，做好测量复核工作；基坑开挖时，做好测量复核工作；n挖土挖土不得超挖不得超挖。n分层挖土：分层挖土：由上至下，逐层开挖。将基坑由上至下，逐层开挖。将基坑按深度分为多层进行逐层开挖。可以从一按深度分为多层进行逐层开挖。可以从一边到另一边，也可从两头对称开挖。边到另一边，也可从两头对称开挖。n分段挖土：分段挖土：由一边至另一边，逐块开挖将由一边至另一边，逐块开挖将基坑分成几段或几块分别进行开挖，开挖基坑分

22、成几段或几块分别进行开挖，开挖一块浇筑一块混凝土垫层或基础。一块浇筑一块混凝土垫层或基础。n盆式挖土：盆式挖土：先中心后四周先分层开挖基坑先中心后四周先分层开挖基坑中间部分的土方，基坑周边范围内的土暂中间部分的土方，基坑周边范围内的土暂不开挖，待中间部分的混凝土垫层、基础不开挖，待中间部分的混凝土垫层、基础或地下室结构施工完成之后，再用水平支或地下室结构施工完成之后，再用水平支撑或斜撑对四周围结构进行支撑，边支撑撑或斜撑对四周围结构进行支撑，边支撑边开挖，直至坑底，最后浇筑该部分结构边开挖，直至坑底，最后浇筑该部分结构混凝土。混凝土。n中心岛式挖土中心岛式挖土：先四周后中心先开挖：先四周后中心

23、先开挖基坑周边土方，在中间留土墩作为支基坑周边土方，在中间留土墩作为支点搭设栈桥，挖土机可利用栈桥下到点搭设栈桥，挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土，可有效加快挖土和运进入基坑运土，可有效加快挖土和运土的速度。土的速度。土方工程安全技术土方工程安全技术n开挖时两开挖时两人间距人间距2.5m2.5m，挖土机间距，挖土机间距10m10m。n按要求放坡。注意土壁的变动、支撑的稳固和墙壁按要求放坡。注意土壁的变动、支撑的稳固和墙壁的变化。的变化。n吊装设备距坑边吊装设备距坑边1.5m1.5m，起吊后垂直下方不得站人，起吊后垂直下方不得站人，

24、坑内人员戴安全帽。坑内人员戴安全帽。 n手推车运土，手推车运土，不得翻车卸土不得翻车卸土；翻斗汽车运土，道路；翻斗汽车运土，道路坡度与转弯半径符合安全规定。坡度与转弯半径符合安全规定。n深基坑上下有阶梯、开斜坡道。坑四周深基坑上下有阶梯、开斜坡道。坑四周设栏杆或悬设栏杆或悬挂危险标志。挂危险标志。n基坑支撑应经常检查，发现松动变形立即修整。基坑支撑应经常检查，发现松动变形立即修整。n基坑沟边基坑沟边1m1m以内不得堆土、堆料和停放机具，以内不得堆土、堆料和停放机具，1m1m以以外堆土，其高度不宜超过外堆土，其高度不宜超过1.5m1.5m；验槽验槽n验收人：验收人：施工、勘察设计、监理或建设单位

25、、质施工、勘察设计、监理或建设单位、质量监督部门等有关人员。量监督部门等有关人员。n依据：依据：设计图纸要求和设计图纸要求和建筑地基基础工程施工建筑地基基础工程施工质量验收规范质量验收规范GB50202-2002GB50202-2002。n目的：目的：检查地基是否与勘察设计资料相符合。检查地基是否与勘察设计资料相符合。n方法和要求：方法和要求：一般用一般用表面检查验槽法表面检查验槽法，必要时采，必要时采用用钎探检查钎探检查，经检查合格，填写基坑（槽）隐蔽，经检查合格，填写基坑（槽）隐蔽工程验收记录，及时办理交接手续。工程验收记录，及时办理交接手续。观察验槽观察验槽：主要观察基槽基底和侧壁土质情

26、况，土：主要观察基槽基底和侧壁土质情况，土层构成及其走向，是否有异常现象，以判断是否层构成及其走向，是否有异常现象，以判断是否达到设计要求的地基土层。达到设计要求的地基土层。 直观鉴别土质情况。直观鉴别土质情况。钎探钎探：对基槽底以下：对基槽底以下2 23 3倍基础宽度的深度范围内，倍基础宽度的深度范围内，土的变化和分布情况，以及是否有空穴或软弱土土的变化和分布情况，以及是否有空穴或软弱土层，需要用钎探明。打钎分人工和机械两种方法。层，需要用钎探明。打钎分人工和机械两种方法。 基坑挖好后用锤把钢钎打入槽底的基土内，基坑挖好后用锤把钢钎打入槽底的基土内，据每据每打入一定深度的锤击次数，来判断地基

27、土质的情打入一定深度的锤击次数，来判断地基土质的情况。况。111221222201112212204()4HHHHH naaHHHHHn)(sWWsWTWWWKhFVKVVhFVVhFVVTTT)(sWTsWKFFKVh 1hHH 0000nnx xy yHHliHHl il i ; 场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。 方格网法计算场地平整土方量步骤为：(1) 读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1/

28、500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高和设计标高，如图如图1.31.3所示所示。(2)计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算： 0nnhHH式中 h0角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为 挖)，m； n 方格的角点编号(自然数列1，2，3，n)。 (3) 计算“零点”位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”( (图图

29、1.4)1.4)。零点位置按下式计算：1112ahXhh2212ahXhh式中 x1、x2角点至零点的距离； h1、h2相邻两角点的施工高度(均用绝对值) ； a方格网的边长。(4) 计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表表1.31.3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。(5) 边坡土方量计算边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体(图图1.61.6中、)，另一种为三角棱柱体(图图1.61.6中)。 表1.3 常用方格网点计算公式 32312366hbchVbca hV当b=a=c时， =1324()()248()()248hbcaVabc hhhde

30、aVade hh22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh三角棱锥体边坡体积11 113VFl(1(146)46)式中 l1边坡的长度； F1边坡的端面积； h2角点的挖土高度； m边坡的坡度系数，m=宽/高。三角棱柱体边坡体积12442FFVl两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 44102(4)6lVFFF式中l4边坡的长度； F1、F2、F0边坡两端及中部横断面面积。 (6)(6)计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。 (147)(148)课后练习：课后练习：n地表水地表水（雨

31、水、生活用水）（雨水、生活用水）积水，影响积水，影响施工；冲刷边坡；渗入土体，造成土体失稳。施工；冲刷边坡；渗入土体，造成土体失稳。n地下水地下水渗出地面，影响施工；引起土壁渗出地面，影响施工；引起土壁坍塌；造成土体失稳；引起坍塌；造成土体失稳；引起流砂流砂 ：引起：引起管涌管涌。产生原产生原因因n内因内因：土壤的性质土壤的性质。当土的孔隙度大、含。当土的孔隙度大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象经常发生在细砂、粉砂和因此，流砂现象经常发生在细砂、粉砂和亚砂土中亚砂土

32、中。地下水及其产生地下水及其产生动水压力动水压力的大小。的大小。12dwwhhGIL土颗粒受到动水压力和浮土重度的作用。当地下水位较高，基坑内排水所造成的水位差较大时，动水压力也愈大；动水压力一旦超过土的浮重度时，就会使土失去稳定，形成流砂。原因：原因：地基持力层为地基持力层为粉砂，下面为粉砂，下面为粉土和粘土层，粉土和粘土层，强度较低，变强度较低，变形较大。形较大。1838-18391838-1839：挖环形基坑卸：挖环形基坑卸载载1933-19351933-1935：基坑防水处理：基坑防水处理 基础环灌浆加基础环灌浆加固固19901990年年1 1月月: : 封闭封闭19921992年年7

33、 7月：加固塔身，用月：加固塔身，用压重法和取土法进行地基处压重法和取土法进行地基处理理目目 前前: : 已向游人开放。已向游人开放。 n管涌：当基坑底部为不透水层，其下为承管涌：当基坑底部为不透水层，其下为承压水层，而不透水层覆盖厚度不足，重量压水层，而不透水层覆盖厚度不足，重量小于承压水顶托力时，基坑底部可能发生小于承压水顶托力时，基坑底部可能发生的涌冒现象。的涌冒现象。管涌形成原因管涌形成原因 堤防基础上层是相对不透水的粘性土或壤堤防基础上层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、细沙，再下面是砂砾卵土，下面是粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。在汛期高石等强透水层，并

34、与河水相通。在汛期高水位时，堤防背水侧数百米范围内表土层水位时，堤防背水侧数百米范围内表土层底部仍承受很大的水压力。如果这股水压底部仍承受很大的水压力。如果这股水压力冲破了粘土层，粉沙、细沙就会随水流力冲破了粘土层，粉沙、细沙就会随水流出，从而发生管涌。出，从而发生管涌。制止涌水带沙，而留有渗水出路制止涌水带沙，而留有渗水出路。这。这样既可使沙层不再被破坏，又可以降低附近样既可使沙层不再被破坏，又可以降低附近渗水压力，使险情得以控制和稳定。渗水压力，使险情得以控制和稳定。n蓄水反压蓄水反压( (俗称养水盆俗称养水盆) )：通过抬高管涌区内通过抬高管涌区内的水位来减小堤内外的水头差，从而降低渗的

35、水位来减小堤内外的水头差，从而降低渗透压力，减小出逸水力坡降，达到制止管涌透压力，减小出逸水力坡降，达到制止管涌破坏和稳定管涌险情的目的。破坏和稳定管涌险情的目的。n适应情况：适应情况： 闸后有渠道，堤后有坑塘，闸后有渠道，堤后有坑塘，利用渠道水位或坑塘水位进行蓄水反压；利用渠道水位或坑塘水位进行蓄水反压；覆盖层相对薄弱的老险工段，结合地形，做覆盖层相对薄弱的老险工段，结合地形，做专门的大围堰专门的大围堰( (或称月堤或称月堤) )充水反压；充水反压；极大极大的管涌区，其他反滤盖重难以见效或缺少沙的管涌区，其他反滤盖重难以见效或缺少沙石料的地方。石料的地方。n优点：优点：设备简单，施工方便；设

36、备简单，施工方便；n缺点：缺点：在细砂和粉砂土层，抽水时会带走在细砂和粉砂土层，抽水时会带走细砂，引起流砂。细砂，引起流砂。n适用范围：适用范围：粗粒土层，渗水量小的粘土层粗粒土层，渗水量小的粘土层井点降水法井点降水法优点：优点：n克服流砂，稳定边坡；克服流砂，稳定边坡；n可适当改陡边坡，减少挖土方量；可适当改陡边坡，减少挖土方量；n降低地下水对支护结构的水平压力，防止坑降低地下水对支护结构的水平压力，防止坑底土的隆起；底土的隆起；n加快土的固结，提高地基土的承载能力；加快土的固结，提高地基土的承载能力；n使基础工程能在较干燥的施工环境中进行施使基础工程能在较干燥的施工环境中进行施工；工；n降

37、水过程中，基坑附近的地基土壤会有一降水过程中，基坑附近的地基土壤会有一定的沉降，施工时要严加注意，防止定的沉降，施工时要严加注意，防止地基地基沉降给周围建筑物带来不利影响。沉降给周围建筑物带来不利影响。沿基坑周围或一侧以一定间距将井沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管点管( (下端为滤管下端为滤管) )埋入蓄水层内，井点管埋入蓄水层内，井点管上部通过弯联管与总管连接，利用抽水设上部通过弯联管与总管连接，利用抽水设备将地下水通过井点管不断抽出，从而将备将地下水通过井点管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。地下水位降至坑底以下。平面布置平面布置a a）单排布置；）单排布置；b b）双排布置；）双排

38、布置；c c）环形布置（）环形布置（d d）U U形布置形布置 单排井点单排井点n适用情况：基坑宽度小于适用情况：基坑宽度小于6m6m，降水深度不超过，降水深度不超过5m5m。布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度以不小布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度以不小于槽宽为宜（如图）。于槽宽为宜（如图）。 双排线状井点双排线状井点 n适用情况：基坑宽度大于适用情况：基坑宽度大于6m6m或基坑宽度虽不大于或基坑宽度虽不大于6m6m，但土质不良。，但土质不良。 环形井点：基坑面积较大。环形井点：基坑面积较大。二级井点二级井点n当一级井点系统达不到降水深度时，可当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井

39、点，即先挖去第一级井点所采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加井点，使降水深度增加 。高程布置高程布置井点管的埋置深度计算：井点管的埋置深度计算： Hh1+Hh1+h+iLh+iL式中：式中：h1-h1-井点管埋设面至基坑底面的距井点管埋设面至基坑底面的距离（离（m m）；）； h-h-基坑底面至降低后的地下水位基坑底面至降低后的地下水位线的最小距离，一般取线的最小距离，一般取m1.0m； i- i- 水力坡度，根据实测：双排和水力坡度，根据实测：双排和环状井点为环状井点为1/101/10，单

40、排井点为，单排井点为1/41/4； L-L-井点管至基坑中心的水平距离，井点管至基坑中心的水平距离，单排井点为至基坑另一边的距离（单排井点为至基坑另一边的距离（m m）。）。 水井分类水井分类确定井点管间距时，注意以下几点：确定井点管间距时，注意以下几点：n井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此此井距至少大于井距至少大于1515倍管径。倍管径。n在在渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位降落时间过长降落时间过长。n靠近河流处，井点宜适当加密。靠近河流处，井点宜适当加密。n井距应能与总管上的接头间距相配合，根据井距应能与总

41、管上的接头间距相配合，根据实际采用的井点管间距，最后确定所需的井实际采用的井点管间距，最后确定所需的井点管根数。点管根数。抽水设备选择抽水设备选择n按总管长度选择抽水设备，主要有按总管长度选择抽水设备，主要有W5W5、W6W6型真空泵，总管长度分别不宜大于型真空泵，总管长度分别不宜大于100m100m、120m120m。n水泵按涌水量的大小选用，要求水泵按涌水量的大小选用，要求水泵的抽水泵的抽水能力应大于井点系统的涌水量（约增大水能力应大于井点系统的涌水量（约增大10%10%20%20%）。）。n通常一套抽水设备配两台离心泵，即可轮通常一套抽水设备配两台离心泵，即可轮换备用，又可在地下水量较大

42、时同时使用。换备用，又可在地下水量较大时同时使用。施工流程施工流程n挖井点沟槽敷设集水总管埋设井点管挖井点沟槽敷设集水总管埋设井点管用弯联管将井点管与总管连接安装抽用弯联管将井点管与总管连接安装抽水设备试抽。水设备试抽。井点管埋设井点管埋设n管 井 井 点 ： 用 于 土 的 渗 透 系 数 较 大管 井 井 点 ： 用 于 土 的 渗 透 系 数 较 大（K=20200m/dK=20200m/d）、地下水充沛的土层中。）、地下水充沛的土层中。n喷射井点：当要求降水深度大于喷射井点：当要求降水深度大于6m6m，土层，土层渗透系数为渗透系数为0.150m/d0.150m/d时可采用，降水深度时可

43、采用，降水深度可达可达20m20m。 管井井点的滤管管井井点的滤管井点降水对周围建筑物的影响井点降水对周围建筑物的影响n当在弱透水层和压缩性大的粘土层中降水当在弱透水层和压缩性大的粘土层中降水时，地下水流失会造成时，地下水流失会造成地下水位下降地下水位下降、地地基自重应力增加、土层压缩和土粒随水流基自重应力增加、土层压缩和土粒随水流失甚至被掏空失甚至被掏空等现象，会产生较大的地面等现象，会产生较大的地面沉降。沉降。n由于土层的不均匀性和降水后地下水呈漏由于土层的不均匀性和降水后地下水呈漏斗曲线，四周土层自重应力变化不一致导斗曲线，四周土层自重应力变化不一致导致致不均匀沉降不均匀沉降。n回灌井点

44、：回灌井点：在降水的同时，回灌井点向土在降水的同时，回灌井点向土层内灌入适量的水，使原建筑物下保持原层内灌入适量的水，使原建筑物下保持原有的地下水位。有的地下水位。n特点：经济、简便、有效，能将井点降水特点：经济、简便、有效，能将井点降水对周围建筑物的影响减少到最小程度。对周围建筑物的影响减少到最小程度。n注意：为确保安全和回灌效果，回灌井和注意：为确保安全和回灌效果，回灌井和降水井的距离不宜小于降水井的距离不宜小于6m6m；降水与回灌同；降水与回灌同步。步。n设置止水帷幕：设置止水帷幕：延长基坑外地下水的渗流延长基坑外地下水的渗流路线。路线。n减缓降水速度：减缓降水速度：防止土颗粒流出。比如

45、加防止土颗粒流出。比如加长井点，调小离心泵阀，更换滤网，加大长井点，调小离心泵阀，更换滤网，加大滤砂层厚度。滤砂层厚度。填土质量检查填土质量检查n填土压实后必须要达到密实度要求，填土填土压实后必须要达到密实度要求，填土密实度以设计规定的控制干密度密实度以设计规定的控制干密度( (或规定的或规定的压实系数压实系数)作为检查标准。作为检查标准。n土的控制干密度与最大干密度之比称为压土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。实系数。 n土的实际干密度可用土的实际干密度可用“环刀法环刀法”测定。测定。n填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应

46、符合压实程度等，检验标准应符合相关相关规定。规定。 填土工程质量检验标准填土工程质量检验标准 n含有大量含有大量有机物、石膏和水溶性硫酸盐有机物、石膏和水溶性硫酸盐( (含量大于含量大于5%)5%)的土以及的土以及淤泥、冻土、膨胀土淤泥、冻土、膨胀土等，均不应作为等，均不应作为填方土料，但在场地平整工程中，填方土料，但在场地平整工程中，除修建房屋和除修建房屋和构筑物的地基填土外，其余各部分填方所用的土构筑物的地基填土外，其余各部分填方所用的土壤，则不受此限制。壤，则不受此限制。n以粘土为土料时，应检查其含水量是否在控制范以粘土为土料时，应检查其含水量是否在控制范围内，围内，含水量大的粘土含水量

47、大的粘土不宜作填土用；不宜作填土用；n一般碎石类土、砂土和爆破石渣可作表层以下填一般碎石类土、砂土和爆破石渣可作表层以下填料，其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的料，其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2/32/3。填土应按整个宽度填土应按整个宽度水平分层水平分层进行并尽量用进行并尽量用同类土填筑。同类土填筑。换土回填时，必须将透水性较小的土置于换土回填时，必须将透水性较小的土置于透水性较大的土层之上。透水性较大的土层之上。n填土的压实方法一般有填土的压实方法一般有碾压、夯实、振动碾压、夯实、振动压实压实等几种。等几种。 n碾压法碾压法是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的，压力压实填土的，适用于大面积填土工程适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾碾压机械有平碾( (压路机压路机) )、羊足碾、振动、羊足碾、振动碾和汽胎碾。碾压机械进行大面积填方碾碾和汽胎碾。碾压机械进行大面积填方碾压，压，