土木工程施工教案精品课程第一章土方工程

第三章第三章土方工程术可行经济合理的施工设计方案。教学要求：1；土方施工机械类型、特点、适用范围；轻型井点施工要求。2.流砂防治方式。3。把握基坑（槽）、场地平整土石方工程量的计算方式；回填土施工方式及质量检验标准.土的可松性,土方量的计算,场地平整施工的竖向规划设计。教学难点：土壁支护与边坡，以及降低地下水位的方式。教学方式：讲授法参考资料：1.毛鹤琴．土木工程施工（第2版)．武汉：武汉工业大学出版社，2004重庆大学、同济大学、哈尔滨工业大学．土木工程施工（上、下册).北京:中国建筑工业出版社，2003赵世强．土木工程施工实习手册．北京：中国建筑工业大学出版社，2003:武汉工业大学出版社,2000教学经过及内容：概述3。1。1土方工程的内容及施工要求1、土方工程的内容（1)场地平整:将天然地面改造成所要求的设计平面时所进行的土石方施工全经过。(厚度300mm）特点：工作量大、劳动繁重和施工条件复杂。原有地下管道、电缆和地下构筑物资料;土石方施工图。（2）地下工程的开挖和回填：指开挖宽度在3m3倍或开挖底面20m23石方开挖。特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确;土石方量少;受气候影响较大。（3)地下工程大型土石方开挖：对人防工程、大型建筑物的地下室、深基础施工等而进行的地下大型土石方开挖（宽度3M20M2300mm.特点:涉及降低地下水位、边坡稳定与支护、地面沉降与位移、临近建筑物的安全与防护等一系列问题。(4）土石方填筑：土石方填筑是对低洼处用土石方分层填平。回填分为夯填和松填。特点：对填筑的土石方，要求严格选择土质，分层回填压实。2、特点:面广量大，劳动繁重，施工条件复杂.3、施工要求：标高、断面准确；土体有足够的强度和稳定性；工程量小；期短;费用省.4、资料预备：建设单位应向施工单位提供场地实测地形图；原有地下管线,构筑物竣工图；土石方应提供平面控制桩和水准点，作为工程测量和验收的依据.5、施工方案(1）依据工程条件，选择适宜的施工方案和效率高,费用低的机械;（2）合理调配土石方，使工程量最小;(3）合理组织机械施工，保证机械发挥最大的使用效率;(4)布置好道路、排水、降水、土壁支撑等一切预备和辅助工作;(5）合理布置施工规划,尽量避开雨季施工；（6)保证工程质量，对施工中可能遇到的问题如流沙、边坡稳定等进行技术分析，并提出解决措施；（7）有确保施工安全的措施。2、土的工程分类及性质分类标准：开挖的难易程度土的工程性质土有三相，固相、液相和气相.1）土的天然密度（)：土在天然状态下单位体积的质量.一般粘性土:18～20KN/m3 ;砂土：16~20KN/m32）土的干密度（）：单位体积土中的固体颗粒的质量.干密度越大，表示土越密实。是评定土体密实程度的标准，以控制填土工程质量。3）土的可松性（来的体积,这种性质称为土的可松性。用可松性系数表示,对土方的调配、计算土方运输量和运土工具等都有影响.包括最初可松系数和最后可松系数。最初可松性系数Ks=V2/V1最后可松性系数 Ks`=V3/V1土的含水量(W）.W=(G1-G2）/G2×100%对挖土的难易、施工时的放坡、回填土的夯实等均有影响。水量称为最佳含水量.几种土的最佳含水量：砂土：8％～12%；粉土：9%～15%；粉质粘土：12%～15％;粘土:19%～23%含水量是反映土的湿度的一个重要物理指标.天然状态下土层的含水量称天然含水量，其变化范围很大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般干的粗砂土，4030%,而饱和状态的软粘性土（如淤泥），则可达60%或更大.一般说来，同一类土，当其含水量增大时，强度就降低。它有关.土的密实度:表示土的相对紧密程度。（压实系数）土的实际干密度用“环刀法"测定；土的最大干密度用“击实试验”测定。土方工程量计算。1基坑、基槽土方量计算基槽（坑）土方量计算1、基槽沿长度方向分段计算，再（1)断面尺寸不变的槽段:槽段长:外墙—槽底中～中，内墙-槽底净长（2)断面尺寸变化的槽段:2、基坑【例题3】如图所示，计算其工程量。解：由拟柱体公式得:上口面积上口面积代入上列基坑挖方量计算公式得：3。2。2场地平整土方量计算一、方格网法根本思路：方格边长a10～20m1、场地设计标高的确定(1）确定原则:1）充分利用地形（分区或台阶布置），尽量使挖填方平衡，以削减土方量；要有肯定的泄水坡度（≧2‰），使之能满足排水要求;应满足生产工艺和运输的要求；4）（2)确定步骤：H0调整场地设计标高3个因素a、土的可松性：HHh0 0b、借土或弃土:c、考虑泄水坡度对设计标高的影响2、计算施工高度施工高度=设计标高－自然地面标高＋号表示填方； －号表示挖方3、计算零点、绘制零线方格网一边相邻施工高度一正一负就有零点存在。相邻零点连接起来就是零线.4、用平均高度法计算场地的挖、填土方量(1)一点(三点)挖填;二点挖填;四点全挖全填5、场地边坡土方量计算（1）标出场地四个角点A、B、C、D的挖、填高度和“零线”位置(2）确定挖、填边坡坡率m1、m2.算出四个角点的放坡宽度绘出边坡图.(5）计算边坡土方量 正方锥体，三角锥体平均断端面6、土方调配土方调配：确定挖填方区土方的调配方向和数量,使土方运输量(m3—m）或土方施工成本（元)最小。土方调配原则（和运输。(1）调配区的划分调配区的划分应该与房屋和构筑物的平面位置相协调,并考虑它们的开工挨次，工程的分期施工挨次。调配区的大小应该满足土方施工主导机械的技术要求。调配区的范围应该和土方的工程量计算用的方格网协调，通常可由若干个方格组成。当土方运距较大或场内土方不平衡时，可就近借土或弃土,借土区或弃土区可作为一个独立的调配区。（2)调配区之间的平均运距调配区的划分尽可能与大型地下建筑物的施工相结合,避开土方重复开挖。平均运距：即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离;重心位置 X0=ΣV•X/ΣVY0=ΣV•Y/ΣV为简化计算，可用作图法近似求出形心位置以代替重心位置。重心求出后，标于相应的调配区图上,求出每对调配区的平均运距。Cij=ΣEs/P+E0/V式中：Ci——由挖方区i到填方区j的土方施工单价（/3；Es—-参加综合施工经过的各土方施工机械的台班费用（元/台班）P——由挖方区i到填方区j的综合施工经过的生产率(m3/台班）E0——参加综合施工经过的所有机械的一次性费用（元）V —该套机械在施工期内应完成的土方(3；(3）最优调配方案的确定用“最小元素法”编制初始调配方案最优方案的判别3)方案的调整4）土方调配图.土方工程的机械化施工3。3.1分类 索式、油压式特点 操作灵活、运转便利、速度快、能缓缓坡适用 场地平整、清理、平沟坑、挖浅基坑131004060施工方式下坡推土 借自重，增加推土能力适用于狭长场地并列推土 2一3台机平排,增大推土量适用于大面积场地槽形推土 一条作业线重复运行，增大推土量多铲集运 多次铲土，一次推送,缩短运时,硬质土3.3.2分类 自行式,拖式，索式，油压式特点 操作灵活，速度快,生产率高，费用低适用 开挖大基坑、填筑堤坝,路基27%的一～三类土。（一）运行路线(二)施工方式1、下坡铲土 借自重2、跨铲法 形成土槽，增加铲量3、助铲法 与推土机协作作业。3分类正铲、反铲、拉铲、抓铲;机械式，液压式（一）正铲挖土机特点:前进向前，强制切土，卸土（侧面，后面）(二）反铲挖土机特点：后退向下，强制切土，挖掘力比正铲小作业方式：沟端，沟侧（三）拉铲挖土机特点:后退向下，自重切土（四）抓铲挖土机特点:直上直下,自重切土（五）挖土机，与汽车配套计算当挖掘机挖出的土方需要运土车辆运走时,挖掘机的生产率不仅取决于本身的技术性能，而且还决定于所选的运输工具是否与之协调.由技术性能,可按下式算出挖掘机的生产率P:（m3/台班）式中t——挖掘机每次作业循环连续时间，s；qm3KS——土的最初可松性系数；KC0。8~1。1；KB0.6～0。8。为了使挖掘机充分发挥生产能力,应使运土车辆的载重量Q与挖掘机的虑，汽车的载重量越大越好,能够削减等待车辆调头的时间。从车辆方面考虑，载重量小台班费便宜但使用数量多;载重量大，则台班费高但数量可削减。最适宜的车辆载重量应当是3～5N，可按下式计算：式中T—-运输车辆每一工作循环连续时间（s）,由装车、重车运输、卸车、空车开回及等待时间组成；t1--运输车辆调头而使挖掘机等待的时间，s；t2s；式中n——运土车辆每车装土次数；Q——运土车辆的载重量，t；q——挖掘机斗容量，m3；γ——土的重度，kN/m3。总之,土方工程综合机械化施工，就是以土方工程中工期要求，适量选取完成该施工经过的均实现机械化施工.主导机械与辅助机械所配备的数量及生产率,应尽可能协调全都，以充分发挥施工机械的效能。以流水施工：充分发挥，加快工程进度。土方填筑与压实为了保证填方工程满足强度、变形和稳定性方面的要求，既要准确选择填土的土料,又要合理选择填筑和压实方式。3。4.1对土料的选择土：是由矿物颗粒、水、气体组成的三相体系，具有弹性、塑性和张滞性。50mm，含水率应符合规定。碎石土类、爆破石渣 表层下填料，粒径不超过2/3层厚，大块料不集中沙土 表层以下碎块草皮 含有机质土无压实要求时淤泥、淤泥质土 一般不做填料盐渍土 不含盐晶、盐块、含盐植物的根茎3.4。2对基底的处理1、填土前应将基坑（槽）底或地坪上的垃圾等杂物清理洁净；肥槽口填前，必需清理到基础底面标高,将回落的松散垃圾、砂浆、石子等杂物清除洁净。2、检验回填土的质量有无杂物，粒径是否符合规定，以及回填土的含水量是否在控制的范可采纳预先洒水润湿等措施。3。4。3填筑要求１、填方前,应依据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件合理选择压实机具，严格控制填料的含水量，各铺土厚度和压实遍数等参数；２、应接近水平地分层填土、压实；同类土填筑。否则，透水性大在下，透水性小在上，严禁混填。.,须换土回填。。4填土的压实方式及施工工艺1、填土的压实方式(1）碾压：大面积填土平碾汽胎碾：运土工具碾压（2)夯实：小面积填土，粘性和非粘性土，压实厚较深。机械：夯锤、内燃夯土机、蛙式打夯机（3)振动法:振法压实：非粘性土振法碾压：效率高2、填土的压实施工工艺工艺流程：基坑（槽）底地坪上清理→检验土质→分层铺土、耙平→夯打密实→检验密实度→修整找平验收填土前应将基坑(槽）底或地坪上的垃圾等杂物清理洁净；肥槽口填前，必需清理到基础底面标高，将回落的松散垃圾、砂浆、石子等杂物清除洁净.（3)可采纳预先洒水润湿等措施。200~250mm200mm。每层铺摊后，随之耙平。回填土每层至少夯打三遍.打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，纵横交叉。并且严禁采纳水浇使土下沉的所谓“水夯"法。(6）深浅两基坑（槽）相连时，应先填夯深基础；填至浅基坑相同的标高时，再与浅基础一块填夯。如必需分段填夯时,交接处应填成阶梯形，梯形的高宽比一般为1：2；上下层错缝1。0m。（7）基坑（槽）回填应在相对两侧或四周同时进行。基础墙两侧标高不行相差大多，以免把墙挤歪；较长的管沟墙，应采纳内部加支撑的措施，然后再在外侧回填土方。(8）实；并应由管道两们同时进行，直至管顶0.5m以上时，在不损坏管道的情况下，方可采纳蛙式打夯机穷实。在抹带接口处，防腐绝缘层或电缆周围，应回填细粒料.(9）回填土每层填土夯实后,应按规范规定进行环刀取样，测出干土的质量密度；达到要求后,再进行上一层的铺土。(10）修整找平：填土全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土夯实。雨、冬期施工:基坑（槽）完已填土层或将表面压光，并做成肯定坡势，以利排除雨水。施工时应有防雨措施，要防止地面水流入基坑（糟）内，以免边坡塌方或基土遭到破坏。冬期回填上每层铺土厚度应比常温施工时削减20%~50％；其中冻土块体积不得超过15150mm。铺填时,冻土块应均匀分布，逐层压实。填上前，应清除基底上的冰雪和保温材料；填土的上层应用未冻土填铺，其厚度应符合设计要求。管沟底至管顶0.5m范围内不得用含有冻上块的土回填；室内房心、基坑（槽）或管沟不得用含冻土块的土回填。回填土施工应连续进行，防止基土或已填上层受冻,应及时实行防冻措施。3。4.51、保证项目：基底处理，必需符合设计要求或施工规范的规定。(2)回填的土料，必需符合设计或施工规范的规定。（3）回填土必需按规定分层夯实。取样测定夯实后上的干上质量密度，其合格率不应小于90％，不合格的干土质量密度的最低值与设计值的差，不应大于0.08g／cm3，且不应集中。环刀取样的方式及数量应符合规定。项次项目允许偏差(mm）项次项目允许偏差(mm）检验方法12顶面标高表面平整度+0,-5020用水准仪或拉线尺量检查2m3、检验方式:环刀法取样测定土的实际干密度。实际干密度：P0=P／1+0。01W控制干密度：Pd=λc＊.Pdmax压实系数:λc=Pd/PdmaxPDmax=η。PWDS／1+0。01WCP。DSη：阅历系数，粘土0.95, 粉质粘土 0。96， 粉土0.97DS：土的相对密度 WP：土的塑限PWDS：水的密度 WCP：最佳含水量（％)土方开挖护、降低地下水位，防止流砂，土方开挖方案等一系列问题.1。5.1基坑边坡及其稳定（一)基坑边坡以高度（Ｈ)与底宽（Ｂ）之比表示:i=H/B=1/(B/H)=1：m边坡形式：（1）边坡应依据土质、开挖深度、开挖方式、工期、地下水位、坡顶承载及气候条件等因素确定,可做成直线、折线或阶梯形.（２）可作直立壁而不加支撑的条件：(深度限定）密实、中密的砂土和碎石类土:1。0m硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：1。25m硬塑、可塑的粉土和碎石类土:1.5m坚硬的粘土：2。0m（二）土壁稳定（1）土壁塌方的原因:１）边坡过陡，土体稳定性不够；２)雨水、地下水渗入基坑，使土体泡软、重量增大及抗剪能力降低，造成塌方；３）力超过土体抗剪强度。（２）分析边坡稳定的方式：弹性、塑性及弹塑性理论确定土体的应力状态;假定土体沿着肯定的滑动面而进行滑动。平衡分析：如条分法、磨擦园法、极限分析.3、防治塌方的措施（1）放足边坡(削坡、开级）(2）设置的支撑1）沟槽支护市政工程施工时，常需在地下铺设管沟,因此需开挖沟槽。开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。横撑式土壁支撑依据挡土板的不同，分为水平挡土板式（图1-17a）以及垂直挡土板式（图1—17b）3m5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。a）间断式水平挡土板支撑;b)垂直挡土板支撑图1—17 横撑式支撑1—水平挡土板；2-立柱；3-工具式横撑;`4—垂直挡土板;5—横楞木；6—调整螺丝2)基坑支护基坑支护结构一般依据地质条件,基坑开挖深度以及对周边环境保护要求能够实行重力重力式支护结构水泥土桩墙(或称深层搅拌桩）支护结构是近年来进展起来的一种重力式支护结构。它（搅拌桩).用于支护结构的水泥土其水泥掺量通常为12%~15％（单位土体的水泥掺量与土的重量之比），水泥土的强度可0.8~1.2MPa10—6cm/s.由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥4～6m深的基坑，最大可达7~8m。水泥土墙通常由水泥土搅拌桩组成格栅式,格栅的置换率（加固土的面积：水泥土墙的总面积）0。6～0.8。墙体的宽度bhdhb=（0。6~0.8）h,hd=（0.8~1.2）h（1-19）。图1-19 水泥土墙１-搅拌桩；２—插筋；３-面板（2）板式支护结构板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和锚撑系统(图1-20)。挡墙系统常见的形式有钢板桩、灌注桩排桩、SMWH钢支撑，也可采纳现浇钢筋混凝土支撑。拉锚的材料一般用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。依据基坑开挖的深度及挡墙系统的截面性能可设置一道或多道支点,形成锚撑支护结构。支撑支点而采纳悬臂式支护结构。图1—20 板式支护结构1—板桩墙；2—围檩;3—钢支撑；4—斜撑；5—拉锚;6-土锚杆；7-先施工的基础；8-竖撑钢板桩施工钢板桩有平板形和波浪形两种（1-33)。钢板桩之间经过锁口相互连接，形成一道连续的挡墙.由于锁口的连接,使钢板桩连接坚固，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。U形、Z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后还可拔出重复使用.a）平板式；b）波浪式1—33钢板桩形式求封闭合拢。对待钢板桩，通常有三种打桩方式:单独打入法此法是从一角开头逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行10m)、工程要求不高时可采纳此法。围檩插桩法要用围檩支架作板桩打设导向装置（图1-34).围檩支架由围檩和围檩桩组成，在平围檩之间的距离，比两块板桩组合宽度大8～15mm。图1-34围檩插桩法1—围檩；2—钢板桩;3-围檩支架围檩插桩法施工中能够采纳封闭打入法和分段复打法。封闭打入法是在地面上，离板桩墙轴线肯定距离先筑起双层围檩支架，而后将钢板桩依次在双层围檩中全部插好,成为一个高大的钢板桩墙,待四角实现封闭合拢后阶梯形逐渐将板桩一块块打入设计标高度，但施工速度较慢。分段复打法又称屏风法（图1-35），是将10~20块钢板桩组成的施工段沿围檩插入土1/21/3图1-35分段复打法1—围檩；2—钢板桩；3-围檩支架重量的2倍.此外，选择桩锤时还应考虑锤体外形尺寸，其宽度不能大于组合打入板桩块数的宽度之和。选择拔除方式与拔除挨次，由于板桩拔出时带土，往往会引起土体变形,对周围环境造成危害。必要时还应实行注浆填充等方式.（三、施工排水（以排水法和人工降地下水位）能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖经过中，必需实行措施，控制地下水位,使地基土在开挖及基础施工时保持干燥.影响：地下水渗入基坑，挖土困难；边坡塌方；地基浸水，影响承载力方式：集水坑降水;轻型井点降水集水坑降水集水井降水1-排水沟；2—集水井；3—水泵方式：沿坑壁边缘设排水沟、隔段设集水井，由水泵将井中水抽出坑外1）水坑设置平面：设在基础范围外,地下水上游0.2～0.3m0。3—0。6m0.2％～0。5％,始终比挖0。40。5m0.6～0.8m0。7～1.0m20~40m1。0～2.0m，并铺设碎石滤水层（～0。3m）或采纳双层滤水层，下部砾石（～0。1m）、上部粗砂（~0。1m），以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出,并防止坑底土被扰动。2)泵选用①离心泵抽水原理②潜水泵特点：体积小、质量轻、移动便利、安装简单、不需引力3)运用粗粒土层和降水量小粘性土4）流砂及其防治①现象：挖坑时，坑底下的土随水涌入坑内,边挖边冒，无法挖深②流砂发生的条件a250b30％或孔隙率＞43%c10％，粉砂粒含量＞75%d③原因分析内部条件：细砂、粉砂、亚砂土外部条件:地下水及动水压力的大小和方向动水压力—地下水渗流对单位土体内骨架产生的压力，单位土骨架对地下水阻力t基坑挖土至地下水位以下砂"的现象，即土颗粒不断地从基坑边或基坑底部冒出的现象。一旦出现流砂，土体边挖边边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。GDLGD于土的浮重度时,土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往往会随渗流的水一块流淌，涌入基坑内，形成流砂。细颗粒、松散、饱和的非粘性土格外简单发生流砂现象。井点降水1）基坑开挖前和开挖经过中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。2)作用：①防止地下水涌入坑内（图a）；②防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b）;③使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此，可防止坑底的管涌（图c）；④降水后，使板桩削减横向荷载（图d）；⑤消除了地下水的渗流，防止流砂现象（图)；⑥降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。井点降水的作用面重点介绍这种降水井点。降水类型

各种井点的适用范围适用范围土的渗透系数 可能降低的水位深度轻型井点A、轻型井点设备

一级轻型井点多级轻型井点喷射井点电渗井点深井井管

（cm/s）10—2~l0-510-2～l0—510—3~10-6＜10—6≥10-5

（m)3～66～128~20宜协作其他形式降水使用＞10轻型井点设备(如下图）由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。井点系统

轻型井点设备1— 地面；2—水泵；3—总管；4-井点管;5—滤管;6-降落后的水位；7—原地下水位;8-基坑底1)滤管（下图）为进水设备，通常采纳长1。0～1。5m38mm51mm12~19mm为使流水畅通,在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开,塑料管沿骨架绕成螺旋形.滤网外面再绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。滤管构造1—钢管；2—管壁上的孔;3-塑料管；45—粗滤网；6—粗铁丝保护网；7—井点管；8—铸铁头38mm51mm5~7m相连.100～127mm4m，其上端有井点管联结的短0.8m1。2m。干式真空泵工作原理1—滤管；2—井点管；3—弯联管；4—集水总管；5—过滤室；6-水气分离器；7—进水管；8-副水气分离器;9—放水口；10—真空泵；11—电动机;12—循环水泵；13—离心水泵（2)抽水设备常用的有有干式真空泵、射流泵等。（又叫集水箱等组成,其工作原理如图1—50106水分和空气受真空吸力作用而吸出，进入水气分离器6。当进入水气分离器内的水达肯定高度，即可开动离心泵13.在水气分离器内水和空气向两个方向流去：水经离心泵排出；空气集中在上部由真空泵排出，少量从空气中带来的水从放水口9一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度）为100m左右。常用的W5，W680m100m60m80m。B、轻型井点设计(1）平面布置依据基坑(槽)形状,轻型井点可采纳单排布置（图a)、双排布置(图b）、环形布置(图c），当土方施工机械需进出基坑时，也可采纳U（图d）。a）单排布置;b）双排布置；c）环形布置（d)U井点的平面布置单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m5m的情况，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。6m或土质不良的情况。U游方向.高程布置应控制在基坑底面标高以下,保证坑底干燥。高程布置可按式1-381—52）：井点高程布置计算h≥（1-38）式中h――井点管埋深，m；1――总管埋设面至基底的距离,m;Δh――基底至降低后的地下水位线的距离,m；i取1/4～1/5i取1/7;对U形或环形布置的井点,i取1/10L――井点管至水井中心的水平距离，当井点管为单排布置时,L为井点管至对边坡角m。井点管的埋深应满足水泵的抽吸能力，当水泵的最大抽吸深度不能达到井点管的埋置深度时，应考虑降低总管埋设位置或采纳两级井点降水。如采纳降低总管埋置高度的方式，能够在总管埋置的位置处设置集水井降水总管以上的土方开挖也往往会发生涌水现象而影响土方施工。涌水量计算a水井分类确定井点管数量时，需要知道井点管系统的涌水量.井点管系统的涌水量依据水井理论进行计算。依据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井.当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时(即地下水面为自由面)，称为无压井；当水井布置在承压含水层中时(含水层中的水充满在两层不透水层间，含水层中的地下水水面具有肯定水压)，称为承压井。根为完整井，否则称为非完整井。因此，井分为无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非完整井四大类（图1-53）。各类井的涌水量计算方式都不同,实际工程中水应分清水井类型，采纳相应的计算方式.下列我们分析无压完整井的涌水量计算问题。a）无压完整井;b）无压非完整井；c）承压完整井；d）承压非完整井图1-53水井的分类b.水井涌水量计算（a）无压完整井涌水量计算Q=1.366K.[（2H-S）S/LgR—LgX。］Q：井点系统涌水量 K:土壤渗透系数（m／d）H：含水层厚度R：抽水半径S:降水深度X。：环状井点系统的假想半径Ｘ。＝F÷π F(井点管所围成的面积)R：抽水影响半径；Ｒ＝1。95×S×H×K（M)图1-55无压完整井（群井)涌水量计算简图图1-55无压完整井（群井）涌水量计算简图图1—56无压非完整井计算简图（b）无压非完整井（图1—56）,这时地下水不仅从井的面流入，还从井底渗入。因此涌水量要比完整井大.为了简化计算，仍可采纳公式（1-43）或(1—44）。此时，式中H换成有效含水深度H0,有效含水深度H0的意义是,抽水是在H0H0H0视为抽水影响深度。于是，无压非完整井的涌水量对待单井有：或由于基坑大多不是圆形，因而不能直接得到x0。当矩形基坑长宽比不大于5的半径作为矩形水井的假想半径:式中x0――环形井点系统的假想半径，m;Fm2。在抽水2～5d后，水位降落漏斗根本稳定,此时抽水影响半径可近似地按下式计算：式中，S，H的单位为m；K的单位为m/d。渗透系数K值对计算结果影响较大。K值的确定可用现场抽水试验或实验室测定。对重大工程，宜采纳现场抽水试验以获得较准确的值。关于承压水井的涌水量计算较为复杂，在此不一一分析。c.井点管数量计算涌水量计算后，可依据涌水量布置井点数量,井点管最少数量由下式确定：（根)式中，q为单根井管的最大出水量，由下式确定：(m3/d)式中d、lm；其它符号同前。依据布置的井点总管长度及井点管数量，井点管间距便简单求得。实际采纳的井点管间距D应当与总管上接头尺寸相适应。即尽可能采纳0.8m，1。2m，1.6m或2.0m，实际采纳的井点数一般应当增加10％左右，以防井点管堵塞等影响抽水效果。（4)喷射井点作用:深层降水８－20m内外管之间的环形由喷嘴喷出时，地下水即被吸入而压出地面.（5)、电渗井点作用：利用电渗现象使软土地基易排水，用于Ｋ＜0。1m／d的土层.原理：以井点管作负极,以打入的钢筋作正极，当通直流电后，土颗粒自负向正极移动，水则自正向负极移动而被集中排水，土颗粒的移动称电泳现象，水的移动移电渗现象,故名电渗井点。6、管井井点就是基坑每隔20－50m设一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽为降低地下水位。适用于K＝20－200m／d，地下水量大的土层中,当降水量深度较大,在管井井点内采纳一般离心泵或潜水泵不能满足要求时，可采纳特制的深井泵,共降水深度大于15m，故又称深井泵法.流砂的防治1、流砂现象及其危害(1）流砂现象粒径很小，无塑性的土壤，在动水压力推动下，极易失去稳定,而随地下水流淌的现象。流砂的危害土彻底丧失承载能力,土边挖边冒，且施工条件恶劣,难以达到设计深度，严峻时会造成边坡塌方及附近建筑物下沉、倾斜、倒塌。2、产生流砂的原因动水压力：GD=γw×Iγw＝水的容重I＝水力坡度：（Ｉ＝H÷L）土粒失去自重，处于悬浮状态，土的抗剪强度为零,土颗粒能随渗流的水一块流淌。３、管涌冒砂现象水的顶托力时,基坑底部又能发生管涌冒砂现象。即Ｈrw＞hr Ｈ：水头压力rw：水的容重hr:坑底不透水厚度4、防止流砂的方式(１）途径：

治砂必治水①减小、平衡动水压力;②截住地下水流（消除动水压力)；③致变动水压力的方向。(２)防止流砂的详细措施：席,并抛大石块,以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或稍微的流砂。3）设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩坑底面以下肯定深度,形成封闭的止水帷幕,从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流,增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度,从而减小动水压力，防止流砂产生。冻结法将出现流砂区域的土进行冻结,阻止地下水的渗流,以防止流砂发生.人工降低地下水位法即采纳井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点等)，使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生.因此，此法应用广泛且较可靠.土方开挖（一）建筑物定位放线，并定出室内室外的地面标高.1、建筑物的定位的依据(1）为依据；（2）在建筑群中新建或扩建,亦可将已有建筑物和永久性道路作为依据.（二)土方开挖（人工挖土工艺流程)1、施工预备（1）主要机具：尖、平头铁锹、手锤、手推车、梯子、铁镐、撬棍、钢尺、坡度尺、小20（2)作业条件：1）土方开挖前，应摸清地下管线等障碍物，并应依据施工方案的要求，将施工区域内的地上、地下障碍物清除和处理完毕。建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（经过检验合格，并办完预检手续.场地表面要清理平整，做好排水坡度，在施工区域内，要挖临时性排水沟。夜间施工对，应合理布置工序，防止错挖或超挖.施工场地应依据需要安装照明设施，在危急地段应设置明显标志。开挖低于地下水位的基坑(槽）、管沟时,应依据当地工程地质资料,实行措施降低地下50cm，然后再开挖。熟悉图纸，做好技术交底。2、操作工艺（1）工艺流程；确定开挖的挨次和坡度→沿灰线切出槽边轮廓线→分层开挖→修整槽边→清底(2）坡度的确定：1)在天然湿度的土中,开挖基坑（槽）和管沟时，当挖土深度不超过下列数值的规定，可不放坡,不加支撑。aa密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土）—1.0ｍbc硬塑、可塑的粘质粉土及粉质粘土—1.25ｍ（充填物为粘性土）—1.5ｍd坚硬的粘土—2.0ｍ。2)超过上述规定深度，在5ｍ以内时,当土具有天然湿度,构造均匀,水文地质条件好,且无地下水，不加支撑的基坑（槽）和管沟必需放坡。边坡最陡坡度应符合表1—1的规定.各类土的边坡坡项边坡坡度（高：宽）度 表项边坡坡度（高：宽）土的类别 坡质有静坡顶有动次坡顶无荷载载载