土木工程施工技术-第一章土方工程

1土方工程1、土的工程分类及性质2、土方量计算与土方调配3、土方边坡与基坑支护5、土方的挖填与压实

4、施工排水与降水本章主要内容学习要求了解土的工程分类和工程性质；掌握基坑(槽)、场地平整土石方工程量的计算方法；了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法；掌握轻型井点降水设计；熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提高生产率的方法；掌握回填土施工方法及质量检验标准。3、土方工程施工的特点量大面广，劳动繁重；施工条件复杂。因此，土方工程施工前，必须进行调查研究，了解施工地区的水文、地质、气象等资料，以便拟定合理的施工方案，并尽可能采用机械化施工。主要包括：计算土方量、合理调配土方、做好准备工作及辅助工作、合理组织机械施工、做好保证施工安全的措施等等。

二、土方工程施工内容1、技术资料的准备；2、做好三通一平工作：水通、路通、电通，场地平整；3、测量放线；4、临时设施准备；5、物资准备等等。三、土方工程施工准备内容为了正确地进行地基基础设计和合理组织基坑工程施工，事先需对基坑及其周围进行勘察。四、地质勘察五、监测六、土方工程安全事故应急救援体系的建立七、土方工程专项施工技术及安全方案的编制1.2土的有关工程性质

按土开挖的难易程度将土分为八类，如表1－1所示。做为编制定额的依据。一、土的工程分类表1.1土的工程分类与开挖方法土的分类土的名称密度（kg/m3)可松性系数开挖方法及工具KSK’s一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)600～15001.08～1.171.01～1.03用锹、锄头挖掘二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土1100～16001.14～1.281.02～1.05用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土1750～19001.24～1.301.04～1.07主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石19001.26～1.321.06～1.09整个先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤土的分类土的名称密度（kg/m3)可松性系数开挖方法及工具KSK’s五类土(软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩1100～27001.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩2200～29001.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩2500～31001.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖八类土(特坚硬石)安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩2700～33001.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖2、土的可松性是指自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实仍不能恢复其原来的体积，这种性质称为土的可松性。土的可松性程度可用可松性系数表示，即：式中KS、KS′——土的最初、最终可松性系数；

V1——土在天然状态下的体积，m3；

V2——土挖出后松散状态下的体积，m3；

V3——土经回填压实后的体积，m3。二、土的工程性质可得到：

V2＞V3＞V1Ks＞Ks′＞1土方工程量是以自然状态的体积来计算的，而土方挖运施工则是以松散体积来计算的。所以，在进行土方调配，计算填方所需挖方体积，确定基坑(槽)开挖时的留弃土量以及计算挖、运土机具数量时，应考虑土的可松性。例1－1

某土坑25×46m2,深1.2m,需用粘土回填,问需多少土方?多大取土坑?（KS=1.27,KS′=1.05）解：

所需土坑

所需土方2、土的渗透性指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数K表示。渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。渗透系数K可通过室内渗透试验确定，或现场抽水试验测定。土的渗透系数见表1-3。表1-3土的渗透系数参考表土的名称渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)粘土＜0.005中砂5.00～20.00亚粘土0.005～0.10均质中砂35～50轻亚粘土0.10～0.50粗砂20～50黄土0.25～0.50圆砾石50～100粉砂0.50～1.00卵石100～500细砂1.00～5.00注：1、含水层含泥量多或颗粒不均匀系数大于2时，取小值。

2、表中数据为试验室理想条件下获得，实际采用时，宜根据具体情况调整。达西（Darcy）定律（直线渗透定律）法国学者达西根据砂土渗透实验（见图1-1）发现水在土中的渗流速度与A、B两点水位差成正比，与渗流路程长度L成反比。式中v——水在土中的渗流速度（m/d）；

K——土的渗透系数（m/d）；

i——水力坡度，；

h——A、B两点的水位差（m）；

L——渗流路程长度（m）。图1-1砂土渗透实验示意图3、土的含水量

是指土中所含水的质量与固体颗粒质量的比，以百分数表示：式中：m1---含水状态下土的质量；

m2---烘干后土的质量土的含水量对挖土的难易、土方边坡的稳定性、填土的密实程度均有影响。所以在制定土方施工方案、选择土方机械和决定地基处理时，均应考虑土的含水量。4、土的密实度

土的密实度反映了土的紧密程度，土的紧密程度用土的压实系数表示。现行的《建筑地基基础设计规范》规定，压实填土的质量以设计规定的压实系数λc的大小作为控制标准。式中：λC——土的压实系数；

ρd——土的实际干密度，干密度越大，表明土越坚实，用“环刀法”进行测定；

ρdmax——土的最大干密度，由实验室击实实验测出。1.3土方量计算与土方调配基坑土方量是按立体几何拟柱体体积公式(即由两个平行的平面做底的一种多面体)来计算的（见图1-2）。一、基坑、基槽土方量计算1、基坑土方量计算图1-2基坑土方量计算公式为：式中H——基坑深度(m)；

A1、A2——基坑上、下两底面积(m2)；

A0——基坑中截面面积(m2)。2.基槽土方量计算基槽或路堤的土方量计算，可以沿长度方向分段计算，把各段体积的土方量计算出来，然后相加，即得到总的基槽土方量（见图1-3）。计算公式为：式中V1——第一段长度的土方量(m3)；

L1——第一段的长度（m）；

A1——此段基槽一端的面积（m2）；

A2——此段基槽另一端的面积（m2）；

A0——此段基槽中间截面面积（m2）。图1-3基槽土方量对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。场地挖填土方量计算方法：

有方格网法和断面法两种，一般采用方格网法。二、场地平整土方量计算（一）场地设计标高的确定

1、场地设计标高确定原则

1）应满足建筑规划、建筑功能、生产工艺及运输、场地排水和最高洪水位等要求；

2）力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小；

3）充分利用地形、分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；

4）要有一定的泄水坡度(≥2‰)，使其能满足场地排水要求。2、场地设计标高的确定方法和步骤（1）初步确定场地设计标高H0

初步确定场地设计标高是根据场地挖填土方量平衡的原则进行，即场内土方的绝对体积在平整前后是相等的。

1)划分方格网在具有等高线的地形图上将施工区域划分为边长a=10～40m的若干方格（见图1-4）。图1-4在等高线地形图上划分方格网2)确定各方格角点的自然标高可根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法计算求得，见图1-4示意图，H13=252.00-0.6×（252.00-251.50）=251.7m。也可以用一张透明纸得到C点的地面标高，见图1-5示意图。图1－5插入法计算方格角点标高此外，在无地形图的情况下，也可以在地面上用木桩或钢钎打好方格网，然后用仪器直接测出方格网角点标高。3）初步确定场地设计标高H0

从图1可知，场地初步设计标高即为各个方格平均标高的平均值。可按下式计算：式中H1——一个方格仅有的角点标高（m）；

H2——两个方格共有的角点标高（m）；

H3——三个方格共有的角点标高（m）；

H4——四个方格共有的角点标高（m）；

N——方格数。

图1

场地设计标高H0计算示意图

(a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图

1一等高线；2--自然地面，3一场地设计标高平面

(a)

(b)（2）场地设计标高H0的调整1）土的可松性影响

由于土具有可松性，因此，应该考虑由于土的可松性而引起的设计标高增加值⊿h。由图1－6推导，可按下式计算：式中：Vw、VT——按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积；

FW，FT——按理论设计标高计算出的挖方区、填方区总面积；

Ks′——土的最后可松性系数。2）规划场地内挖填方及就近取、弃土影响由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及从经济角度考虑，部分土方就近弃土或就近借土，都会引起挖、填土方量的变化，有必要时，也要调整设计标高。可按下面近似公式确定：式中Q——假定按原设计标高平整以后，多余或不足的土方量；

N——方格数；

a——方格网边长。3）场地泄水坡度的影响

①场地为单向泄水把已经调整后的设计标高H0′作为场地中心的标高（见图1-7a），场地内任意一点的设计标高则为：式中——场地内任意一点的设计标高；

——场地任意一点至场地中心线设计标高H0'的距离；

——场地泄水设计坡度(不小于2‰)。

②场地为双向泄水同样是把已调整后的设计标H0′,作为场地的纵向和横向中心点标高（见图1-7b），场地内任意一点的设计标高为：式中lix、ljy——分别为任意一点沿x-x、y-y方向距场地中心的距离；

ix、iy——分别为任意一点沿x-x、y-y方向的泄水坡度。(a)(b)图1—7场地泄水坡度示意图

(a)单向泄水；(b)双向泄水例如，见图1-4，原H34=250.60m，场地的设计标高为251.47m，那么，考虑具有双向泄水坡度以后，如果沿x-x、y-y的坡度分别为3‰、2‰，H34角点的设计标高为：

H34=H0′-1.5aix-aiy=251.47-1.5×20×3‰-20×2‰=251.47-0.09-0.0m=251.34m。那么该角点需要填251.34-250.60=+0.74m。（二）用方格网法计算场地土方量首先把场地上各方格角点的自然标高与设计标高分别标注在方格角点上（如图1－15所示），计算各角点的施工高度“+”为填，“-”为挖。然后计算每一个方格的挖、填土方量，还应计算场地边坡的土方量。最后将填方区域和挖方区域内所有的土方量以及边坡土方量进行汇总，就得到总的平整场地土方量。1、计算场地各个角点的施工高度

hij=H0ij-Hij

式中hij——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；

H0ij——各角点的设计标高；

Hij——各角点的自然标高。2、绘出“零线”1）“零线”定义：即挖、填方的分界线。在该线上的施工高度为零。2）“零线”确定方法：先确定“零点”，将相邻两“零点”连接起来即为“零线”。3）“零点”：是某一方格的两个相邻角点（一“+”，一“-”）填、挖高度连线与该方格边线的交点（即不挖不填的点）。图2零点位置计算示意图3、计算场地挖、填土方量

可采用四方棱柱体法和三角棱柱体法进行计算。

（1）四方棱柱体法

1）全挖（全填）方格（图1-8）式中：V——挖方或填方的土方量（m）；h1,h2,h3,h4——方格四个角点的，施工高度（m），以绝对值代入。图1-8全挖（全填）格2）部分挖部分填方格（如图1-9）图1-9部分挖部分填（2）三角棱柱体法

1）全挖全填（如图1-11）图1-11三角棱柱体法

（a）全挖（全填）；（b）部分挖部分填2)有挖有填（如图1-11）其中锥体部分的体积为:楔体部分的体积为:（三）用断面法计算场地土方量如果当土方量计算精度要求不高时，还可以用断面法。断面法计算步骤如下：

1、划分横截面截面的间距通常取10～15m；

2、画横截面图形绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线，两轮廓线之间的面积即为挖方或填方的截面。h1h2L3L1L2L4d1d3d2di图1-12断面法图1－12断面法3.计算横截面面积（见图1-12）将所取的截面划分成若干个三角形和梯形。如果用fi表示每一个小三角形或梯形的面积，则整个断面面积F1=f1+f2+f3+…+fn。

挖填部分的面积可分别计算。4.计算土方量如果分若干个断面面积分别为F1、F2、F3、…、Fn,相邻断面间的距离分别为L1、L2、L3、…、Ln，总的土方量为：（挖填部分的土方量可分别计算）（四）场地边坡土方量计算场地平整时，还要计算边坡土方量，其计算步骤如下：(1)标出场地四个角点A、B、C、D填挖高度和零线位置；(2)根据土质确定填、挖方边坡的坡度系数m1和m2；(3)计算四角点的放坡宽度，如图1-13中。A点的放坡宽度为m1ha，D点的放坡宽度为m2hd；(4)绘出边坡边线平面示意图；(5)计算边坡土方量体积。图1-13场地边坡平面图A、B、C、D四个角点的土方量，近似地按三角锥体计算，如A点土方量为：

AB、CD两边上土方为三角棱柱体，按平均断面法计算，例如：AB边土方量为：

AC、BD两边分段按三角锥体计算，例如：AC边AO段的土方量为：（6）统计挖、填土方量：将各断面间的挖、填计算土方量汇总，即得边坡的挖、填计算土方总量。三、土方调配

土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。其工作包括：1）划分调配区；2）计算土方调配区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)；3）确定最优的土方调配方案；4）绘制土方调配图表。确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。

土方调配的原则：应力求达到挖填平衡，运距最短费用最省的原则。

经计算比较，选择经济合理的调配方案。调配方案确定后，绘制土方调配图(如图1.17)。1.4土方边坡与降水一、土方边坡为了保证土体的稳定性和施工安全，基坑及各类挖方和填方的边沿，都作成一定形状的边坡。1、边坡坡度土方边坡的坡度以边坡深度h与边坡宽度b之比表示，即：

式中m＝b/h称为边坡系数。边坡坡度因边坡高度、土质、工程性质等而异；既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。临时性挖方边坡坡度应表1规定。临时性挖方边坡值表1土的类别

边坡值(高∶宽)

砂土(不包括细砂、粉砂)

1∶1.25～1∶1.50

一般性粘土

硬

1∶0.75～1∶1.00硬、塑

1∶1.00～1∶1.25

软

1∶1.50或更缓

碎石类土

充填坚硬、硬塑粘性土

1∶0.50～1∶1.00

充填砂土

1∶1.00～1∶1.50

当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内，不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表1－9规定。永久性挖方或填方边坡，则应按设计要求留设。深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度表1－9

土的类别

边坡坡度(高∶宽)

坡顶无荷载

坡顶有静载

坡顶有动载

中密的砂土

1∶1.00

1：1.251：1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)

1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土

1：0.671：0.751：1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)

1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉质粘土、粘土

1：0.331：0.501：0.67老黄土1：0.101：0.251：0.33软土(经井点降水后)

1：1.00----2、边坡形式边坡形式如图1-18所示。直线形用于相同的土层，折线形用于不同类土或基坑深度大于10m的同类土层。图1－18土方边坡形式

（a)直线型；（b)折线型；（c)阶梯型；（d)分级型【例题1-1】某基坑底尺寸为30×15，坑深5.5米，1：0.4的放坡系数，土的可松性系数KS=1.3，K΄S=1.12，基础体积为2000m3。计算基坑开挖的土方量及应该预留的开挖松散土方体积。解：（1）基坑土方开挖量：基坑底面积：F1=30×15=450m2坑口面积：F2=[30+2×5.5×0.4]×[15+2×5.5×0.4]=667.36m2中截面面积：F0=[30+2×5.5×0.4/2]×[15+2×5.5×0.4/2]=553.84m2基坑土方开挖量为：W=H(F1+F2+4×F0)/6=5.5×(450+667.36+4×553.84)/6=3055m3(2)需回填夯实后的土方量：V3=3055-2000=1055m3(3)需预留的松土量：V1=V3/

K΄S=1055/1.12=941.96m3V2=V1×KS=941.96×1.3=1224.55m3V2=V3×KS/K΄S=1055×1.3/1.12=1224.55m33、边坡稳定条件及其影响因素土壁稳定，主要是由土颗粒之间的摩阻力和粘结力能够使土体保持平衡，一旦失去平衡，土壁就会塌方。GCT图1-19

边坡稳定条件示意图（1）引起土体内抗剪强度降低的原因1）由于气候的影响，使土质松软。如夏季高温使土干裂，冬季低温使土冻胀等。2）粘土中的夹层因浸水而产生润滑作用。3）饱和水的细砂，粉砂因振动而液化等。（2）引起土体内剪应力增加的原因1）边坡过陡，高度或深度增加，剪应力增加。2）边坡上面增加荷载（静、动），尤其是有动荷载时。3）雨水、地下水渗入基坑，一方面使土体自重增加，另一方面水在土体中渗流产生一定的动水压力。4）土体竖向裂缝中的水（地下水）产生静水压力。4、防治边坡塌方的措施1）放足边坡边坡的留设应符合规范的要求，其坡度的大小，应根据土质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期的长短等因素确定；2）土方挖掘过程中，要加强监控；3）严禁在坡顶堆载基坑边堆土、堆料要有安全距离，防止动荷载对土体的震动造成原土层内部颗粒结构发生变化而塌方；4）采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或挂网。5）必要时设置支撑。二、基坑支护当基坑开挖采用放坡无法保证施工安全或场地无放坡条件时,一般采用支护结构临时支挡，以保证基坑的土壁稳定、邻近建筑物与构筑物和管线的安全，同时考虑支护结构施工方便、经济合理、有利于土方开挖和地下工程的建造

。支护结构形式应根据基坑开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。1、沟槽的支撑方法

对于宽度不大、深度较小的沟槽，多采用横撑式支撑，由挡土板、楞木和工具式横撑组成。根据挡土板放置方式不同，分为水平支撑和垂直支撑两类（如图4所示）。图4横撑式支撑

（a）水平挡土板支撑；（b）垂直挡土板支撑

1－水平挡土板；2－竖楞木；3－工具式横撑

4－竖直挡土板；5－横楞木图5横撑式支撑

（a）间断式水平支撑；（b）断续式水平支撑；（c）连续式水平支撑；

（d）连续式或间断式垂直支撑；（e）水平垂直混合式支撑

2、浅基坑的支撑方法浅基坑一般用简易支撑结构，如采用斜柱支撑、锚拉支撑、短柱横隔支撑、临时挡土墙支撑等（如图6所示）。图6简易支撑结构(a)斜柱支撑；(b)短柱横隔支撑；（c）临时挡土墙支撑3、深基坑的支撑方法支护体系主要由挡土结构和撑锚结构两部分组成。挡土结构为垂直部分，主要承担土压力、水压力、边坡上的荷载，并将这些荷载传递到撑锚结构。撑锚结构为水平部分，除承受挡土结构传递来的荷载外，还要承受如施工机具、堆放材料、堆土等施工荷载。1.深基坑支护体系按挡土结构分类1）透水挡土结构（如图1－20所示）。包括：①H型钢(或工字钢、槽钢)桩加横插板挡土；②间隔式(疏排)混凝土灌注桩加钢丝网水泥抹面护壁；③密排式混凝土灌注桩(或预制桩)；④双排灌注桩；⑤桩墙合一；⑥土钉墙支护；⑦插筋补强支护。挡土结构按是否挡水分类2）止水挡土结构包括：①地下连续墙；②深层搅拌水泥土墙；③密排桩间加高压喷射水泥注浆桩或化学注浆桩；④钢板桩。图1-20支护体系按挡土结构分类

a)槽钢挡墙；b)H型钢支柱木挡板支护墙；c)旋喷桩帷幕墙；d)地下连续墙；e)锁口钢板桩挡墙；f）混凝土灌注桩挡墙；g)钢筋混凝板桩挡墙

1-挡土板；2-H型钢支柱；3-钢筋混凝土桩；4-素桩2.支护体系按撑锚结构分类（如图1-21所示），包括：①自立式(悬臂)支护；②锚拉式支护；③土层锚杆；④钢管、型钢水平支撑；⑤斜撑；⑥环梁支撑。图1-22支护体系按撑锚结构分类

(a)悬臂式支护结构；(b)拉锚式支护体系；

(c)、(d)内撑式支护体系。钢板桩施工图片钢板桩-钢支撑灌注桩排桩-钢支撑钢支撑（H型钢）钢支撑（钢管）地下连续墙-钢支撑

SMW（SoilMixingWall）支护结构-钢支撑地下连续墙-混凝土支撑混凝土环形支撑混凝土支撑钢-混凝土环梁组合支撑钢-混凝土组合支撑钢-混凝土组合支撑钢-混凝土组合支撑钢-混凝土组合支撑土钉墙的应用领域目前土钉墙的应用领域主要有1托换基础；2基坑或竖井的支挡；3坡面的挡土墙；4斜坡面的稳定；5与锚杆相结合作斜面的防护

土钉墙的组成：土钉、面层、防水系统土钉墙的构造土钉：L=0.5-1.2h；SX、SY=1~2m；α=5~20º；土钉钢筋一般采用Ⅱ级以上变形钢筋，钢筋直径一般为∅16～∅32，常用为∅25；保护层设置；注浆不宜低于M10；土钉与面层要有可靠的连接。面层：喷射混凝土不宜低于C20；双向钢筋网150~300mm；面层厚度为80~200mm。排水系统：地表水的截留、地下水有组织排水系统。确定土钉墙结构尺寸

土钉墙适用于地下水位以上或经人工填土，粘性土和弱胶结砂土的基坑开挖，基坑高度以5m~12m为宜，开挖面坡度可取60°~90°，在条件许可时，尽可能降低坡面坡度。土钉墙均是分层分段施工，每层开挖的最大高度取决于该土体可以站立而不破坏的能力。在砂性土中，每层开挖高度一般为0.5~2.0m，在粘性土中可以增大一些。开挖高度一般与土钉竖向间距相同，常用1.0~1.5m；每层开挖的纵向长度，取决于土体维持稳定的最长时间和施工流程的相互衔接，一般多用10m长。

工艺流程

修理边坡锚杆制作钻孔锚杆安设注浆挂钢筋网锚头固定喷射砼

养护

修理边坡锚杆制作钻孔锚杆安设

编制钢筋网

挂钢筋网

喷射砼

监测土钉墙土钉墙土钉墙土钉墙土钉墙土钉墙（案例）

土钉墙（案例）

支护体系一般为临时结构，待建筑物或构筑物的基础及地下工程施工完毕，或管线施工完毕即失去作用。所以支护体系常采用可回收再利用的材料，如木桩、钢板桩等；也可使用永久埋在地下的材料，如钢筋混凝土板桩、混凝土灌注桩、旋喷桩、深层搅拌水泥土墙和地下连续墙等，但费用要尽量低。设计时可将其作为地下结构的一部分，如地下连续墙支护体系可作为地下室墙体，以此降低工程造价。地下连续墙设内支撑地下连续墙地下连续墙施工

地下连续墙一般地下连续墙可以定义为：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。施工工艺的实质就是在地面上用专门的挖槽设备沿工程周边及已铺筑的导墙，在泥浆护壁的条件下，开挖一条窄而长的沟槽，每次开挖一个单元槽段，待挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，插入接头管，将在地面上加工好的钢筋笼用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇注混凝土，混凝土是由沟槽底部开始逐渐向上浇注，随着混凝土的浇注即可将泥浆置换出来，待混凝土浇至设计标高并达到初凝后，拔出接头管，一个单元槽段即施工完毕。如此逐段施工形成一道连续的地下钢筋混凝土墙，供截水防渗、挡土或承重之用。历史：地下连续墙开挖技术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工，20世纪50~60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。发展：经过几十年的发展，地下连续墙技术已经相当成熟，其中以日本在此技术上最为发达，已经累计建成了1500万m2以上，目前地下连续墙的最大开挖深度为140m，最薄的地下连续墙厚度为20cm。1958年，我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙，到目前为止，全国绝大多数省份都先后应用了此项技术，估计已建成地下连续墙120万~140万m2。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。应用：在它的初期阶段，基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发使用许多新技术、新设备和新材料，现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作主体结构，最近十年更被用于大型的深基坑工程中。通常地下连续墙主要被用于[1]：1.水利水电、露天矿山和尾矿坝（池）和环保工程的防渗墙2.建筑物地下室（基坑）3.地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站等）。4.市政管沟和涵洞5.盾构等工程的竖井6.泵站、水池7.码头、护案和干船坞8.地下油库和仓库9.各种深基础和桩基地下连续墙作为基坑支护结构适用于各种复杂施工环境和多种地质条件。地下连续墙的墙厚应根据计算、并结合成槽机械的规格确定，但不宜小于600mm。地下连续墙单元墙段(槽段)的长度、形状、应根据整体平面布置、受力特性、槽壁稳定性、环境条件和施工要求等因素综合确定。当地下水位变动频繁或槽壁孔可能发生坍塌时，应进行成槽试验及槽壁的稳定性验算。地下连续墙的构造应符合以下要求:1墙体混凝土的强度等级不应低于C20。2受力钢筋应采用Ⅱ级钢筋，直径不宜小于20mm。构造钢筋可采用Ⅰ级或Ⅱ级钢筋，直径不宜小于14mm。竖向钢筋的净距不宜小于75mm。构造钢筋的间距不应大于300mm。单元槽段的钢筋笼宜装配成一个整体；必须分段时，宜采用焊接或机械连接，应在结构内力较小处布置接头位置，接头应相互错开。钢筋的保护层厚度，对临时性支护结构不宜小于50mm，对永久性支护结构不宜小于70mm。竖向受力钢筋应有一半以上通长配置。当地下连续墙与主体结构连接时，预埋在墙内的受力钢筋，连接螺栓或连接钢板，均应满足受力计算要求。锚固长度满足现行混凝土结构设计规范GB50010要求。预埋钢筋应采用I级钢筋，直径不宜大于20mm。地下连续墙顶部应设置钢筋混凝土圈梁，梁宽不宜小于墙厚尺寸；梁高不宜小于500mm；总配筋率不应小于0.4%。墙的竖向主筋应锚入梁内。地下连续墙墙体混凝土的抗渗等级不得小于0.6Mpa。二层以上地下室不宜小于0.8Mpa。当墙段之间的接缝不设止水带时，应选用锁口圆弧型、槽型或V型等可靠的防渗止水接头，接头面应严格清刷，不得存有夹泥或沉渣。对地下连续墙，应提交经确认的有关成墙记录和报告。地下连续墙完成后尚应进行质量检验，检验方法可采用钻孔抽芯或声波透射法，检验槽段数不得小于同条件下总槽段数20%。现浇地下连续墙的施工工艺过程（１）修筑导墙。导墙是地下连续墙挖槽之前修筑的临时结构，要求具有足够的强度、刚度和精度。槽段开挖前，要先沿连续墙设计轴线修筑导墙。导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口塌方、存蓄泥浆，同时还可作为施工时水平与竖直测量的基准，以及安装钢筋笼、设置混凝土导管、架设挖槽机具的支点。导墙一般可采用现浇、预制混凝土或钢筋混凝土等材料构筑。导墙高１～２ｍ，导墙壁的厚度一般为100～200mm，当土层松软、施工荷载较大时，导墙厚度还应大些。两片导墙墙面间距B为地下连续墙设计厚度加施工余量40～60mm，导墙内墙面应垂直、顶面应水平，为了防止地面水流入槽段，顶面还要高出施工地面100mm，基底和土面密贴，以防槽内泥浆渗入导墙后面。现浇钢筋混凝土导墙拆模后应立即在墙间加设支撑，并在混凝土达到设计强度以前，禁止重型机械设备在导墙附近停置或进行作业，以防止导墙开裂和位移变形。如地下水位很高时，则宜采用预制的钢筋混凝土导墙。(2)泥浆护壁。地下连续墙挖槽过程中常采用泥浆护壁，即在挖槽时注入水泥浆或利用槽中黏性土成浆。为了使泥浆能适应多种要求和提高工作效能，可在泥浆中加入适量掺合物，以调整其性能。掺合物分为加重剂、增粘剂、分散剂和堵漏剂四类。(3)槽段开挖1）挖槽机械目前国内外所用的挖槽机械种类很多，归纳起来可分为下列两大类：挖斗式挖槽机和钻头式挖槽机。常用的挖槽机械有：吊索式中心提拉式导板抓斗（图1-33），导杆式液压抓斗（图1-34），多头钻成槽机（图1-35）和冲击钻等。图1-33吊索式中心提拉导板抓斗1-导向块2-导板3-撑管4-导向辊5-斗脑6-上滑轮组7-下滑轮组8-提杆9-滑轮座10-斗体11-斗耳12-斗齿图1-34导杆式液压抓斗1-导杆2-液压管线回收轮3-平台4-调整倾斜度用的千斤顶5-抓斗图1-35SF型多头钻成槽机1-多头钻2-机架3-底盘4-顶部圈梁5-顶梁6-电缆收线盘7-空气压缩机2）挖槽。挖槽是地下连续墙施工中的主要工序，挖槽约占地下连续墙施工工期的一半，因此提高挖槽效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。地下连续墙挖槽的施工要点包括：①单元槽段的划分：地下连续墙施工时，预先沿墙体长度方向把地下连续墙划分为许多一定长度的施工单元，这种施工单元称为“单元槽段”。单元槽段长度一般可取6～8ｍ。②清底：槽段挖至设计标高后，先用超声波等方法测量槽段断面，而后清理槽底的土渣和沉淀物，以保证墙体质量，同时为后续工序提供良好的条件。清底的方法，一般有沉淀法和置换法。沉淀法是在土渣基本都沉淀到槽底之后再进行清底。常用的方法有：砂石吸力泵排泥法；压缩空气升液排泥法；带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法和抓斗直接排泥法。其工作原理如图1-36所示。图1-36清底方法（a）砂石吸力泵排泥；（b）压缩空气升液排泥；（c）泥浆潜水泵排泥1-接合器2-砂石吸力泵3-导管4-导管或排泥管5-压缩空气管6-潜水泥浆泵7-软管置换法是在挖槽结束之后，先清理槽底，然后在土渣还没有沉淀之前就利用新泥浆把槽内的泥浆置换出来，使槽内泥浆的重度在1.1～1.2以下。（4）钢筋笼制作和吊放。钢筋笼的尺寸应根据单元槽段、接头形式及现场起重能力等确定（图1-37）。钢筋笼的宽度最好是按单元槽段组装成一个整体。组装钢筋笼时，应在制作台上预先进行试装配，以检查上下节钢筋笼主筋接头、预埋件等的相对位置，接头宜用帮条焊接。焊接钢筋笼时，要预先确定插入浇筑混凝土导管的位置，保证这部分空间上下贯通，为了便于导管插入，应将纵向筋配置在横向筋的内侧，纵向筋底端应稍向里弯曲，以免安装就位时损伤槽壁表面。钢筋笼的吊放应注意不要因起重臂摆动或其他影响而使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。图1-37钢筋笼构造示意（a）直墙段（b）L墙段（5）地下连续墙的接头地下连续墙的接头，可分两大类：施工接头（竖向接头）和结构接头（水平接头）。施工接头是浇注地下连续墙时，在墙的竖向连接两相邻单元墙段的接头；结构接头是已完工的地下连续墙在水平向与其内部结构的梁、板等相连接的接头。1）施工接头：常用的施工接头有：接头管（亦称锁口管）接头（图1-38）、接头箱接头（图1-39）和隔板式接头（图1-40）。图1-38接头管接头施工（a）开挖槽段;（b）吊放接头管和钢筋笼;（c）浇筑混凝土;（d）拔出接头管;(e)形成接头1-导墙;2-已浇筑混凝土的单元槽段;3-开挖的槽段;4-未开挖的槽段;5-接头管;6-钢筋笼7-正浇注混凝土的单元槽段;8-接头管拔出后的孔洞图1-39接头箱接头施工(a)插入接头箱;(b)吊放钢筋笼;(c)浇注混凝土;(d)吊出接头管;(e)吊放后一槽段的钢筋笼;(f)浇注后一槽段的混凝土，形成整体接头;1-接头箱;2-接头管;3-焊在钢筋笼上的钢板图1-40隔板式接头(a)平隔板;(b)榫形隔板;(c)Ｖ形隔板1-正在施工槽段的钢筋笼;2-已浇注混凝土槽段的钢筋笼;3-化纤布（罩布）;4-钢隔板5-接头钢筋接头管（亦称锁口管）接头是最常用的接头方式。接头管为一个直径比槽段宽度约小50mm的钢管。接头管可用不同长度(如6m、4m、2m等)的钢管做成拼装式，以适应不同的槽深。在一个单元槽段挖好后，沿槽段的端头吊放入接头管(起始槽段放二根)，然后吊放钢筋笼并浇注混凝土，从混凝土浇筑完毕到旋转拔动和全部拔出的时间，是随混凝土的性能、接头管的长度、直径和形状以及气温等条件的不同而变化的。拔管过早，会导致混凝土坍塌；过迟会因粘结力过大而难以拔出。待混凝土强度达到0.05～0.2MPa时（一般在混凝土浇注后3～5ｈ，视气温而定），开始用吊车或液压顶升架提拔接头管。浇筑混凝土后，为使接头管能顺利拔出，在槽段混凝土初凝前，应经常旋转拔动接头管，以防止接头管与混凝土粘结。在混凝土浇注结束后8ｈ以内将接头管全部拔出，接头管拔出后即可进行下一单元槽段的施工。接头管作用是：①起侧模的作用，阻止槽段内新浇的混凝土进入另一槽段或与相邻未开挖的土体固结；②混凝土浇筑后拔出接头管，形成一个与槽宽相同的圆孔，使相邻槽段的混凝土有一个半圆弧企口接头，形成较好的结合面，连接简便，可以增强整体性和防水能力。2）结构接头：常用的有预埋连接钢筋法、预埋连接钢板法、预埋剪力连接件法。（６）地下连续墙混凝土浇筑在泥浆中浇筑混凝土，深度大而无法直接观察，同时要在短时间内均匀地浇筑完毕，因此如何顺利浇筑入槽并保证质量，是地下连续墙施工中的关键。混凝土的浇筑方法常采用导管法水下浇筑混凝土。在混凝土浇筑过程中，除应满足导管浇筑混凝土的一般要求外，还要随时测量混凝土面的高程。各导管处的混凝土表面的高差如果超过300mm，就容易使泥浆卷入混凝土内。由于浇筑时混凝土表面被泥浆污染，其浮浆层需凿去，故浇筑面应比设计墙顶面高出200～300mm。浇筑时使用导管的根数与单元槽段的长度有关，当单元槽段的长度小于3m时，一般采用1根导管，大于3m时，要使用两根或两根以上导管同时浇筑。导管间距与使用的导管直径有关，一般是：导管内径150mm时，间距不宜超过2m；内径为200mm以上的导管，间距不宜超过3m。导管距离槽段端部不宜大于1.5m，如果间距过大，易造成槽段端部和两根导管之间的混凝土面较低，也容易使泥浆卷入。浇注时混凝土上升速度不宜小于2ｍ/ｈ。3.地下连续墙质量控制《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002规定：7.6.1地下连续墙均应设置导墙，导墙形式有预制及现浇两种，现浇导墙形状有“L”型或倒“L”型，可根据不同土质选用。7.6.2地下墙施工前宜先试成槽，以检验泥浆的配比、成槽机的选型并可复核地质资料。7.6.4地下墙槽段间的连接接头形式，应根据地下墙的使用要求选用，且应考虑施工单位的经验，无论选用何种接头，在浇注混凝土前，接头处必须刷洗干净，不留任何泥砂或污物。7.6.5地下墙与地下室结构顶板、楼板、底板及梁之间连接可预埋钢筋或接驳器(锥螺纹或直螺纹)，对接驳器也应按原材料检验要求，抽样复验。数量每500套为一个检验批，每批应抽查3件，复验内容为外观、尺寸、抗拉试验等。7.6.6施工前应检验进场的钢材、电焊条。已完工的导墙应检查其净空尺寸，墙面平整度与垂直度。检查泥浆用的仪器、泥浆循环系统应完好。地下连续墙应用商品混凝土。7.6.7施工中应检查成槽的垂直度、槽底的淤积物厚度、泥浆比重、钢筋笼尺寸、浇注导管位置、混凝土上升速度、浇注面标高、地下墙连接面的清洗程度、商品混凝土的坍落度、锁口管或接头箱的拔出时间及速度等。7.6.8成槽结束后应对成槽的宽度、深度及倾斜度进行检验，重要结构每段槽段都应检查，一般结构可抽查总槽段数的20%，每槽段应抽查1个段面。7.6.9永久性结构的地下墙，在钢筋笼沉放后，应做二次清孔，沉渣厚度应符合要求。7.6.10每50m3地下墙应做1组试件，每幅槽段不得少于1组，在强度满足设计要求后方可开挖土方。7.6.12地下墙的钢筋笼检验标准应符合本规范表5.6.4-1的规定。其他标准应符合表7.6.12的规定。表7.6.12地下墙质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1墙体强度设计要求查试件记录或取芯试压2垂直度：永久结构临时结构1／3001／150测声波测槽仪或成槽机上的监测系统一般项目1导墙尺寸宽度墙面平整度导墙平面位置mmmmmmW＋40＜5±10用钢尺量，W为地下墙设计厚度用钢尺量用钢尺量2沉渣厚度：永久结构临时结构mmmm≤100≤200重锤测或沉积物测定仪测3槽深mm＋100重锤测4混凝土坍落度mm180～220坍落度测定器5钢筋笼尺寸见本规范表5.6.4-1见本规范表5.6.4-16地下墙表面平整度永久结构临时结构插入式结构mmmmmm＜100＜150＜20此为均匀粘土层，松散及易坍土层由设计决定7永久结构时的预埋件位置水平向垂直向mmmm≤10≤20用钢尺量水准仪优点：1.施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。

2.墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。3.防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。4.可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙5.可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋设件，很适合于逆做法施工。6.适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。

7.可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑维护墙，而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础，承受更大荷载。

8.用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构，是非常安全和经济的。

9.占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。

10.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。但地下连续墙也存在一些不足：1.在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大。2.如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题。

3.地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法所用的费用要高些。

4.在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。

定位放线导墙开挖

钢筋绑扎

导墙模板支撑

导墙混凝土浇筑

导墙浇筑完毕要注意养护，中间要架设木支撑或者砖支撑

泥浆配置

泥浆的作用不少，最主要的就是护壁，通过形成泥皮而防止土体坍落；还有就是平衡侧土压力等

泥浆测试

所用的泥浆为超泥浆，目前国内最为先进的泥浆。国内多采用膨润土（亦即皂土，Bentontie）泥浆，随着科技材料的发展，国外与香港、台湾都已逐渐转换为高分子聚合物材料——聚丙烯醯胺（Polyacrylamide）超泥浆稳定液。这种液体是一种高浓缩性白色乳液，与水拌合后即产生膨胀作用，以提高水的粘滞度，在钻掘壁面形成一层富有韧性的胶质薄膜，防止钻掘平面之崩塌，达到稳定孔洞与沟槽之目的。这种超泥浆易于拌合，无粉尘污染，不需泥浆搅拌池、沉淀池，能促使悬浮泥沙产生凝絮，加速沉淀，并可多次循环使用。它突出的优点是无毒性、无污染，不影响环境生态。完工时的废液处理，仅需按水量1/750～1/500比例添加硫酸铝（明矾），充分搅拌后，水中酸碱值中和至6.0.～8.0之间，超泥浆之高分子链即断解、卷曲失效，稍置后即可排于下水道;

泥浆工厂成槽开挖

成槽开挖图片

钢筋笼平台及钢筋对焊

钢筋笼子制作

地下墙钢筋笼（带注浆管）钢筋笼起吊，这是一个难题钢筋笼起吊

钢筋笼下放钢筋笼入槽

锁口管吊放，两边的是锁口管混凝土浇筑，中间的为浇筑设备，两边是锁口管

混凝土浇筑照片锁口管起拔连续墙内部支撑

剖面图

若地下水位较高，在开挖基坑时，土的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入基坑。雨季施工时，地面水也会流入基坑。基坑内的地下水和地面水如不及时排走，不但会使施工条件恶化，造成土壁塌方，还会影响地基的承载力，所以必须做好基坑排水与降水工作。在基坑开挖时，常采用“截、疏、抽、堵”的方法进行排水。如在基坑周围修筑土堤防止地面水的流入；在山坡地区施工，应在较高一面的山坡上开挖截水沟或修筑挡水堤坝，阻挡雨水流入。基坑降水可分为集水井降水法和井点降水法。三、施工排水与降水（一）集水井降水集水井降水（也称明沟排水法）是在开挖基坑时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在沟底设集水井，使基坑内的水，经排水沟流向集水井，然后用水泵抽走（如图1－23所示）。集水井降水是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的方法。主要适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。

图1-23集水井降水法

1-排水沟2-集水井3-水泵1．排水沟的设置

排水沟底宽应不少于0.2～0.3m，沟底设有0.2％～0.5％的纵坡，在开挖阶段，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.4～0.5m。2.集水井的设置集水井应设置在基础范围以外的边角处。间距应根据水量大小、基坑平面形状及水泵能力确定，一般为20～40m。集水井的直径一般为0.6～0.8m，低于挖土工作面0.7～1.0m。当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1～2m，并铺设碎石滤水层，防止由于抽水时间较长而将泥砂抽出及井底土被搅动。井壁可用竹、木等材料进行简易加固。

（二）井点降水（二）井点降水井点降水就是在基坑开挖前，先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至地下工程施工完毕为止。

井点降水有轻型井点、喷射井点、电渗井点和深井井点等。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）表7.8.2选择。

表1.6降水类型及适用条件

适合条件降水类型渗透系数(cm/s)可能降低的水位深度(m)一级轻型井点多级轻型井点10-2～10-5

3～66～12喷射井点10-3～10-6

8～20电渗井点＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井点≥10-5

＞101、轻型井点轻型井点系统（如图1－47所示），就是沿基坑四周将许多井点管埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将原有的地下水位降至坑底以下(0.5～1m)。此种方法用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中，降水深度为：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～12m。

图1-47轻型井点降低地下水位全貌图1－井点管2－滤管3－总管4－弯联管5－水泵房6－原地下水位线7－降低后地下水位线(1)轻型井点系统的组成轻型井点系统主要包括：管路系统和抽水设备等。※管路系统又包括：滤管、井点管、弯联管、集水总管。滤管直径为38～50mm，长度为1～1.5m。井点管直径为38～50mm，其长度为3～7m，可整根或分节组成。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管为内径75～100mm的无缝钢管分节连接，每节长4m，其间用橡皮套管联结，并用钢箍箍紧，以防漏水。总管上还装有与井点管联结的接头管，其间距为0.8，1.2，1.6，2.0m。轻型井点设备的主机由真空泵、离心水泵和水气分离器组成，称真空泵轻型井点。图1-48滤管构造

1－钢管2－管壁上小孔

3－缠绕的铁丝4－细滤网5－粗滤网6－粗铁丝保护网7－井点管8－铸铁头滤管（如图1－48所示）为进水设备，其构造是否合理对抽水设备影响很大。

（2）轻型井点的布置1）平面布置①单排井点：当基坑或沟槽宽度B小于6m，且降水深度H不超过5m时，可用单排井点，井点管必须布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度（如图1－51所示）。②双排井点：B≥6m，或H≥5m，则宜采用双排井点；③环形井点：当基坑面积较大时采用（如图1－52所示），也可采用U形布置

。图1－51单排井点的布置（a)平面布置；（b)高程布置1-总管；2-井点管；3-抽水设备双排井点的布置（a)平面布置；（b)高程布置1-井点管；2-总管；3-抽水设备图1－52环形井点布置简图（a)平面布置；（b)高程布置1-总管；2-井点管；3-抽水设备当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，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井点，使降水深度增加。

图1-53二级轻形井点1-第一级井点管；2-第二级井点管(3)轻型井点的计算1）井点系统的涌水量计算井点系统所需井点的数量，是根据其涌水量来确定的；而井点系统的涌水量，则是按水井理论进行计算。根据地下水有无压力，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，称为无压井；布置在承压含水层中时，称为承压井。当水井底部达到不透水层时称完整井；反之，称为非完整井。水井的类型不同，其涌水量计算的方法亦不相同（见图1-31）。图1-31水井类型（a)无压完整井；（b)无压非完整井；（c)承压完整井；（d)承压非完整井对于无压完整井的环状井点系统，涌水量计算公式为：式中Q——井点系统的涌水量（m3/d）；

K——土壤的渗透系数（m/d），因为渗透系数K的取值直接影响降水效果，所以最好通过现场试验确定，查表仅作为参考；

H——含水层厚度（m）；该值是随着季节变化的，在降水时应该考虑最大值；S——基坑中心的水位降落值（m）；根据高程布置完成后确定，S=S′-IL，S′为井点管中的水位降落值，L为滤管长度。F——环状井点系统所包围的面积。需要考虑基坑下口（基础尺寸+工作面，可取0.5～1.0米）和基坑放坡、井点管距基坑上口边的距离；X0——环状井点系统的假想圆半径（m）。

R——抽水影响半径（m）；常用经验公式：因为公式1-19是把井点围成的区域看成一眼大水井，利用法国水力学家裘布依的水井理论积分而来的，所以它有一定的适用条件：降水基坑的长宽比不大于5，基坑宽度不大于2倍的抽水影响半径；如果不满足上述适用条件时，可把基坑分割成满足条件的区域，然后各区域分别计算各自的涌水量，再汇总出总涌水量。井点系统抽水后地下水位降落曲线稳定的时间视土壤的性质而定，一般为1～5d。无压非完整井的井点系统，地下水不仅从井的侧面流入，还从井底渗入，因此涌水量要比完整井大。为了简化计算，仍可采用公式1-17，仅将式中H换成有效深度H0；H0可查表1-16，当算得的H0大于实际含水层的厚度H时，则仍取H值。对承压完整井井点系统涌水量按下式计算：M——承压含水层厚度（m）。（2）确定井管数量注1：单根井管的最大出水量为：1-23式中——滤管直径（m）；

——滤管长度（m）；

——渗透系数（m／d）。井点最少数量由下式确定：1-24

注1《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012规定：7.3.3降水井在平面位置上应沿基坑周边形成闭合状。当地下水流速较小时，降水井宜等间距布置；当地下水流速较大时，在地下水补给方向宜适当减小降水井间距。对宽度较小的狭长形基坑，降水井也可在基坑一侧布置。7.3.14真空井点降水的井间距宜取0.8m～2.0m；喷射井点降水的井间距宜取1.5m～3.0m；当真空井点、喷射井点的井口至设计降水水位的深度大于6m时,可采用多级井点降水，多级井点上下级的高差宜取4m～5m。（3）抽水设备的选择真空泵有W5、W6型，使用时应验算水泵的流量是否大于井点系统的涌水量（应增大10％～20％），即水泵流量Q1=1.1Q。水泵的扬程是否能克服集水箱中的真空吸力，以免抽不出水，所以水泵的最小吸水扬程hS=（h+Δh）（m）。其中：h为降水深度（m），近似取集水总管至滤管的深度；Δh为水头损失值（m），包括进入滤管的水头损失、管路阻力及漏气损失等，近似取1～1.5m。采用W5型泵时，总管长度不大于100m，井点管数量约80根；采用W6型泵时不大于120m，井点管数量约100根。真空泵在抽水过程中所需的最低真空度hK可由降水深度及各项水头损失计算得到，hK=10（h+Δh）（KPa）。（4）轻型井点系统的安装安装井点系统的顺序：根据降水方案放线挖管沟布设总管冲孔下井点管埋砂滤层粘土封口弯联管连接井点管与总管安装抽水设备试抽。井点管的埋设可以利用冲孔或钻孔，一般用水冲法施工，分为冲孔（如图1－33(a))和埋管(图1－33(b))两个过程。井孔冲成后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌砂滤层，以防孔壁塌土。砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利抽水的关键。一般宜选用干净粗砂，填灌均匀，并填至滤管顶上1～1.5m。距地面下0.5～1m的深度内用粘土封口，以防漏气。轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。正常的出水规律是“先大后小，先混后清”。在抽水过程中，应经常检查。一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查。如死井太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水冲洗或拔出重埋。为观察地下水位的变化，可在影响半径内设观察孔。（5）轻型井点的使用（6）轻型井点系统的拆除井点系统的拆除必须在地下室或地下结构物竣工并将基坑进行回填土后，计算最大地下水的浮托力小于已施工的结构自重后方可拆除，且底板混凝土必须要有一定的强度，防止因水浮力引起地下结构浮起或破坏底板。拔管后所留的孔洞应用砂或土填塞，对有防渗要求的地基，地面以下2m范围用粘土填塞密实。（7）周围环境保护1）地下水位下降以后，降水漏斗范围内会造成地面沉降，该影响范围较大，有时影响半径可达百米。另外由于滤管的问题造成土颗粒被抽出地面，均会造成附近建筑物及地下管线的不同程度的下沉。2）防治措施

①做好井点管滤网及砂滤层结构②加强监测③设止水帷幕④设置回灌系统2.深井（管井）井点深井又称大口径井点，系由滤水井管、吸水管和抽水设备等组成。具有井距大、易于布置、排水量大、降水深(＞15m)、降水设备和操作工艺简单、可代替多组轻型井点作用等特点。适用于渗透系数大(＞10-5cm/s)、土质为砂类土、地下水丰富、降水深、面积大、时间长的降水工程。图1-57管井井点（a)钢管井点；（b)混凝土管井点1-沉砂管2-钢筋焊接骨架3-滤网4-管身5-吸水管6-离心泵7-小砾石过滤层8-粘土封口9-混凝土实管

10-混凝土过滤管11-潜水泵12-出水管深井井点构造及布置深井井点构造见图1-57所示两种，一般沿工程基坑周围离边坡上口0.5～1.5m呈环形布置，当基坑宽度较窄，亦可在一侧呈直线布置，但要布置在上水游。基坑开挖深8m以内，井距为10～15m；8m以上井距为15～20m，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。3.喷射井点当基坑开挖较深，降水深度超过8m时，宜采用喷射井点。喷射井点是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水(喷水井点)或压缩空气(喷气井点)。喷水井点在内管下端装有升水装置（喷射扬水器）与滤管相连。当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时，地下水即被吸入而压出地面。喷射井点管布置、井点管的埋设等与轻型井点相同。图1-59喷射井点（a）竖向布置（b）平面布置（c）喷射井管详图1-喷射井管2-滤管3-进水总管4-排水总管5-高压力泵6-水池7-压力计8-内管9-外管10-扩散器11-喷嘴12-混合室13-水泵4、电渗井点电渗井点降水是在轻型井点或喷射井点管的内侧加设电极，通以直流电。利用粘土的电渗现象和电泳特性，使渗透系数较小(K＜0.1m/d)的粘土空隙中的水流动加速，从而使地基排水效率得到提高。电渗井点一般是利用轻型或喷射井点管本身作阴极，沿基坑(槽、沟)外围布置，直径50～70mm钢管或直径25mm以上钢筋作阳极，埋设在井点管环圈内侧1.25m处，上端露出地面20～40cm，入土深度比井点管深50cm。用电渗井点排水的原理见图1-60，以井点管作负极、以打入的钢筋或钢管作正极，当通以直流电后，土颗粒即自负极向正极移动，水则自正极向负极移动后被集中排出。土颗粒的移动称电涌表现，水的移动称为电渗现象，故名电渗井点。图1-60电渗井点1-阴极2-阳极3-用扁钢、螺栓或电线将阴极连通4-用钢筋或电线将阳极连通5-阳极与发电机连接电线6-阴极与发电机连接电线7-直流发动机（或直流电焊机）8-水泵9-基坑10-原有地下水位线11-降水后的地下水位线（三）流砂现象及其防治1、何谓“流砂”？当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如土方开挖施工方案不当，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土在动水压力推动下，极易失去稳定，而随地下水一起流动涌入基坑内，这种现象称为“流砂”现象。3、流砂现象的危害发生流砂现象后，土完全失去承载力，工人难以立足，施工条件恶化；土边挖边冒，基坑难以挖到设计标高，而且使地基的承载能力下降。严重时可以引起基坑边坡塌方、地面开裂沉陷、板桩崩塌；还会使临近建筑开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。最终导致工期拖延，施工费用增加。所以，必须采取有效措施来防治流砂现象。4、防治流砂的方法一、土方开挖1.5土方的挖填与压实（二）土方开挖的方法土方开挖常用的方法是直接分层开挖、有支撑的分层开挖、盆式开挖、岛式开挖及逆作法开挖等，工程中可根据具体条件选用。1.基坑土方开挖形式（1）放坡直接分层开挖放坡开挖适合于基坑四周空旷、有足够的放坡场地、周围没有建筑设施或地下管线的情况。在软弱地基条件下，不宜挖深过大，一般控制在6～7ｍ左右；在坚硬土中，则不受此限制。（2）有支护的基坑开挖有支护的基坑开挖包括有内支撑和无内支撑支护的基坑开挖。无内支撑支护有悬臂式、拉锚式、重力式、土钉墙等，该种支护的土壁可垂直向下开挖，不需要在基坑边四周有很大的场地，可用于场地狭小、土质又较差的情况。同时，在地下结构完成后，其基坑土方回填工作量也小。有内支撑支护基坑土方开挖比较困难，其土方分层开挖主要考虑与支撑结构施工的相协调。（3）盆式开挖盆式开挖适合于基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。它的开挖过程是先开挖基坑中央部分，形成盆式（图1-62），此时可利用留下的土坡来保证支护结构的稳定，此时的土坡相当于“土边坡支撑”。在地下室结构达到一定强度后开挖留坡部位的土方，并按“随挖随撑、先撑后挖”的原则，在支护结构和“中心岛”之间设置支撑