智能建造施工技术 课件全套 王春林 项目1-11 智能建造施工概论- 外墙保温与建筑施工碳排放计算

智能建造施工（第1版）《“十四五”建筑业发展规划》提出，2035年远景目标：到2035年，建筑业发展质量和效益大幅提升，建筑工业化全面实现，建筑品质显著提升，企业创新能力大幅提高，高素质人才队伍全面建立，产业整体优势明显增强，“中国建造”核心竞争力世界前列，迈入智能建造世界强国行列，全面服务社会主义现代化强国建设。课程引入01模块1智能建造的概念02模块2智能建造的相关技术03模块3智慧工地智能建造的发展过程及其应用智慧工地功能模块的应用3学时教学说明知识目标了解实现智能建造施工技术的主要途径智慧工地的内涵及特征熟悉常见智慧工地的系统架构及功能模块能力目标建立绿色、高效、低耗、环保的智能建造施工理念掌握BIM技术与智慧工地的应用具备组建小组开展问题研究的组织管理能力项目一智能建造施工概论任务1：智能建造概念及应用任务2：智能建造的相关技术任务3：智慧工地01一、智能建造的兴起传统建筑业的困境传统建筑业的困境：传统建筑产业工人老龄化、事故多、能耗高、工期超、成本超、利润低、质量差，生产效率低、社会总成本高已经严重制约建筑产业高质量发展。

建筑业人、材、机关系简化模型智能建造的兴起1.智能制造向智能建造方向的渗透2.智能建造的理念形成图1-2智能制造向智能建造方向渗透模型一、智能建造的兴起一、智能建造的兴起智能建造的发展契机

智能建造发展政策推动智能建造的概念提出智能建造即“智能+建造”，是人工智能技术在工程建造全生命周期中融合应用所涉及的理论、技术和方法，目前还未形成系统化的体系。其相关研究与实践主要包括工程智能化设计、智能化施工、智能化运营以及智能化管理。二、智能建造的概念智能建造行业的典型应用二、智能建造的概念智能建造建筑行业应用场景智能建造的应用场景项目一智能建造施工概论任务1：智能建造概念及应用任务2：智能建造的相关技术任务3：智慧工地02任务2：智能建造的相关技术智能建造技术集成人工智能数字孪生与精益建造融合发展物联网在智能建造中的应用智能建造的技术集成智能建造设备分类任务2：智能建造的相关技术项目一智能建造施工概论任务1：智能建造概念及应用任务2：智能建造的相关技术任务3：智慧工地03任务3：智慧工地智慧工地是指在工地施工过程中，综合运用信息技术，建立施工场地的立体化模型在施工监管全过程中形成一个互相连接的数据链条，并结合智能信息采集、数据模型分析、管理高效协同及过程智慧预测等措施，提高工地现场的生产效率、管理效率和决策能力等，提升工程管理信息化水平，实现绿色建造、生态建造和智能建造。智慧工地的概念BIM+智慧工地数据决策平台将现场业务系统和硬件设备集成到一个统一平台，并将产生的数据汇总、建模形成数据中心。将各子应用系统的数据统一呈现，形成互联。BIM+智慧工地平台任务3：智慧工地1.BIM+智慧工地数据决策平台2.智慧工地平台架构3.智慧工地的五大功能模块劳务管理实名制门禁一卡通、移动考勤及工资发放安全管理进出人员红外体温检测、隧洞作业员体征监测、风险自动监测、应急管理、远程视频监控、VR安全体验绿色施工风速监测、噪声监测、扬尘监测、热感应监测进度管理四维施工进度管理、人机料三维定位、每日工作自动提示技术管理3D推演沙盘、二维码交底、档案管理、预制构件加工智慧工地典型应用任务3：智慧工地智慧人员管理系统视频监控系统扬尘检测+喷淋联动系统升降机监测系统塔吊监测系统工法样板系统智慧物料验收系统深基坑监测系统高支模监测系统无人机航拍车辆识别系统复习思考题1.智慧工地平台的具有什么样的特点?2.智慧工地的主要应用范围?3.智慧人员管理系统的意义?4.视频监控系统对施工管理具有怎样的意义?5.智慧工地绿色施工的应用场景有哪些？6.智能建造与智慧建造的区别与联系？7.智能建造发展趋势？习题与思考模块二地基基础工程施工项目２：土方工程2023教学目标知识目标技能目标素质及思政目标1、掌握土方工程的内容。2、了解土方开挖边坡支护形式，会选择土方开挖的放坡系数，掌握护坡桩施工工序和要求

1.能根据项目实际情况选择合适的土方形式。2.能根据项目实际情况选择合适的边坡支护方法并检测护坡桩施工质量。1.正确认识我国土方工程施工方法的优势和不足，提高对建筑业发展道路的自信。2.树立对建筑产品的安全意识。3.培养理论结合实践的应用能力、注重实践的务实意识。4.具备良好的思想品德，吃苦耐劳的职业素养和爱岗敬业的奉献精神。模块二地基基础工程施工项目２：土方工程——任务1：土方开挖及边坡支护2023任务1：土方开挖及边坡支护土方工程包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程，以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。其具体如何操作呢？一

任务引入任务1：土方开挖及边坡支护2.1土方工程的施工内容及施工要求2.1.1土方工程的内容

常见的土方工程施工有以下内容。

（1）场地平整。场地平整是指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过程（厚度在300mm以内的挖填和找平工作）。场地平整的特点是工作量大、劳动繁重和施工条件复杂。二

知识准备任务1：土方开挖及边坡支护

（2）基坑（槽）及管沟开挖。基坑（槽）及管沟开挖是指开挖宽度在3m以内的基槽且长度>宽度3倍或开挖底面积在20㎡且长为宽3倍以内的土石方工程，它是为浅基础、桩承台及沟等施工而进行的土石方开挖。基坑（槽）及管沟开挖的特点是要求开挖的标高、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。地下工程大型土石方开挖是指对人防工程、大型建筑物的地下室、深基础施工等进行的地下大型土石方开挖工程（宽度大于3m，开挖底面积大于20m2，场地平整土厚大于300mm)。地下工程大型土石方开挖的特点是涉及降低地下水位、边坡稳定与支护、地面沉降与位移、邻近建筑物的安全与防护等一系列问题。

（4）土石方填筑。土石方填筑是指对低洼处用土石方分层填平的工程，可分为夯填和松填。土石方填筑特点是对填筑的土石方，要求严格选择土质，分层回填压实。二

知识准备任务1：土方开挖及边坡支护2.1.2土方工程的施工要求

土方工程施工要求标高、断面准确，土体有足够的强度和稳定性，工程量小，工期短，费用省。但土方工程的面广量大、劳动繁重、施工条件复杂（土方工程多为露天作业，施工受当地气候条件影响大；土的种类繁多，成分复杂；工程地质及水文地质变化多，也对施工影响较大）。因此，在组织土方工程施工前，应根据现场条件，制定出技术可行、经济合理的施工方案。二知识准备任务1：土方开挖及边坡支护

多、高层建筑为增加基础的稳定和抗震性能一般基础埋置较深，同时为满足人防要求，充分利用地下空间，常设置单层或多层地下室。为此土方开挖的深度和面积都很大，往往会涉及土方开挖放线、降低地下水位、边坡的稳定、边坡支护等一系列问题。三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护1.放线

土方开挖时的放线工作主要是放出在天然地面的开挖范围线，俗称放灰线。放灰线时，可用装有石灰粉末的长柄勺靠着木质板侧面，边撒边走，在地上撒出灰线。2.降低地下水位（详见任务3）三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护3.确定土方开挖放坡系数

土方开挖过程中及开挖完毕后，基坑(槽）边坡土体由于自重产生的下滑力在土体中产生剪应力，该剪应力主要靠土体的内摩阻力和内聚力平衡，一旦土体中力的体系失去平衡，边坡就会塌方。造成边坡塌方的原因有两方面：一是土体剪应力增加。如坡顶堆物、行车等荷载；基坑边坡太陡；开挖深度较大；雨水或地面水渗人土中，使土的含水量增加而使土的自重增加；地下水的渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。二是土的抗剪强度（土体的内摩阻力和内聚力）降低，如本身土质较差或因气候影响使土质变软；土体内含水量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施防止边坡土体塌方原理示意图任务1：土方开挖及边坡支护

为防止塌方保证施工安全，在基坑(槽)开挖深度超过一定限度时,土壁应做成有斜率的边坡以减少土体自重P，或者加以临时的土壁支撑利用外加压力以保持土体的稳定（见图2.1)。三

任务实施边坡坡度示意图任务1：土方开挖及边坡支护

土方边坡的坡度以土方挖方深度H与底宽B之比表示。即：土方边坡坡度=H/B=1/m(见图2.2)。式中m=B/H,称为坡度系数。

土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水情况有关。根据施工经验，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，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：•密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)——1.0•硬塑、可塑的粉土及粉质黏土——1.25 •硬塑、可塑的黏土和碎石类土(充填物为黏性土)——1.5•坚硬的黏土——2

三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护

挖方深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。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，根据施工经验，不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表1的规定三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施土的类别边坡坡度（高：宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1：1.001：1.251：1.50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（充填物为黏土）1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉质黏土、黏土1：0.331：0.501：0.67老黄土1：0.11：0.251：0.33软土(经井点降水后）1：1.00——挖方深度在5m以内不加支撑的边坡的最陡坡度注：静载指堆土或材料等；动载指机械挖土或汽车运输作业等。静载或动载距挖方边缘的距离应保证边坡和直立壁的稳定；堆土或材料应距挖方边缘0.8以外，高度不超过1.5。任务1：土方开挖及边坡支护

永久性挖方边坡应按设计要求放坡。对于临时性挖方，根据现行规范，其边坡的挖方深度及边坡的最陡坡度应符合表2的规定三

任务实施土的类别边坡值(高：宽）砂土(不包括细砂、粉砂）1：1.25〜1：1.50一般性黏土硬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、硬塑黏土1：0.50-1：1.00充填砂土1：1_00~1：1.50设计有要求时，应符合设计要求；如采用降水措施或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核开挖深度，对软土不应超过4，对硬土不应超过8。任务1：土方开挖及边坡支护4.确定土壁支护方式开挖基坑(槽）时，如地质和周围条件允许，可放坡开挖。但在建筑稠密地区施工或基坑深度较大时，无法按要求的放坡宽度开挖;或者施工时有防止地下水渗人基坑要求,这时就需要用土壁支撑土体，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物等的不利影响。土壁支撑的种类较多，如用于较窄沟槽的横撑式支撑；用于深基坑的支护结构,如板桩、灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙等。如表3所示为一般沟槽的支撑方法，如表4所示为一般基坑的支撑方法，如表5所示为深基坑的支撑方法。三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护—般沟槽的支撑方法三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护—般基坑的支撑方法三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护深基坑的支撑方法三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护三

任务实施任务1：土方开挖及边坡支护

边坡支护方式很多，现主要介绍工程中常用的护坡桩与锚杆支护施工工序与施工要求。4.1护坡桩施工工序与施工要求（1）试成孔：正式施工前首先进行成孔试桩，以根据实际地质情况确定施工工艺。试桩施工采用长螺旋钻机，并配置搅浆机、注浆泵等辅助机具。钻机按甲方指定试桩位置就位，调直钻杆后钻进，钻至设计标高后提钻至孔外，测量孔深、孔径、塌孔位置，根据实测数据确定注浆用量。注浆时将钻杆钻至设计标高后，利用泥浆泵，高压将水泥浆从长螺旋轴心注入孔底，根据施工实际情况每隔一定时间提升一次钻杆，保证钻头低于浆面;当注浆量达到计算值时，停止注浆，提升钻杆至孔外，立即测量成孔深度，并根据测量数值及时调整注浆量，直至达到成孔要求为止。四

操作指南任务1：土方开挖及边坡支护经试桩取得技术数据后，按以下工序进行正式施工：四

操作指南护坡桩施工工序任务1：土方开挖及边坡支护（2）成孔：采用长螺旋钻机，进行间隔式跳位钻孔施工。钻杆钻至设计标高后，将0.5～0.6水灰比的水泥浆利用泥浆泵压入长螺旋轴心管注入孔底，注浆量达到试桩确定的数值时，提钻杆至孔外，及时安放钢筋笼，并填入适量碎石至浆面下1.0m左右，待沉淀半小时后灌注C25预拌混凝土。（3）钢筋笼制作：钢筋笼严格按设计图纸和施工规范进行绑扎成型，钢筋笼竖向钢筋伸至帽梁长度应超过帽梁中线，钢筋笼成品经监理检验合格后，用吊装设备（吊车或钻机）吊放入桩孔。四

操作指南任务1：土方开挖及边坡支护（4）钢筋笼吊放：钢筋笼吊放入孔后，应用吊筋固定，使钢筋笼与桩孔同心、朝向正确，以满足钢筋保护层厚度，达到受力钢筋位置正确。基坑西侧护坡桩钢筋笼应采取分节吊放焊接的办法，以避免碰撞高压电缆。（5）混凝土灌注：钢筋笼吊放入孔后，用砼罐车通过漏斗灌入孔内;砼标号C25，塌落度控制在12～18cm之间。桩孔上部6.0m采用振捣棒振捣密实。混凝土灌注应符合“混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015及建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-2018。（6）帽梁施工：护坡桩桩完成一定数量后，开始帽梁施工。帽梁施工前应凿去桩顶浮浆并清理干净。帽梁钢筋按设计图纸绑扎，主钢筋保护层为20mm，梁内侧支钢模，外侧采用土模;混凝土浇注时，采用振捣棒振捣密实。四

操作指南任务1：土方开挖及边坡支护4.2锚杆支护施工工序与施工要求（1）施工工序：四

操作指南锚杆支护施工工序任务1：土方开挖及边坡支护（2）锚杆施工场地平整后，锚杆钻机进场，调整角度，对准孔位中心开始钻进，钻至设计深度后，抽出钻杆，移机至下一个孔位。（3）拉杆采用1860型钢绞线，杆体中间插入塑料管。钢绞线拉杆每2.0m米间距设置一个固定支架;拉杆长度为：自由段＋锚固段＋张拉段（0.8～1.0m)。（4）注浆时应采用胶泥或纺织带封住孔口，水泥浆水灰比为0.5，二次注浆间隔时间为2～4h，注浆压力不小于0.8Mpa;第一次注浆后将塑料管拔出6～8m,二次注浆后可将塑料管全部拔出，冲洗干净后重复使用。（5）锚杆注浆强度达到设计强度的70%（约7d）后方可张拉，应首先进行试拉，根据试拉结果调整或确定锁定值。锚杆试验与验收试验遵循《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)，锚杆张拉时锚具与工字钢之间应加设钢制角度板。四

操作指南任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展5.1智能技术5.1.1土方开挖智能设备

在本环节我们可以使用放样机器人、高边坡监测系统等设备。

土方开挖智能设备任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展1.2

边坡支护智能设备任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展5.2作业评价5.2.1护坡桩质量评定标准：（1）保证项目：①护坡桩所用原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。检验方法：观察检查和检查材料合格证件及实验报告。②成孔深度必须符合设计要求，沉渣厚度严禁大于200mm。③混凝土浇注充盈系数应大于1。③浇注后的桩顶标高及浮浆处理必须符合设计要求和施工规范规定。检验方法：观察和尺量。（2）允许偏差项目：

护坡桩的允许偏差和检查方法应符合下表规定：任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展护坡桩允许偏差项目和检查方法表项次项目允许偏差（mm）检查方法1钢筋笼主筋间距±10尺量2箍筋间距±203直径±104长度±505保护层厚度≤106桩

孔桩位不大于d/6≤100拉线和尺量7桩径±208孔深度±509垂直度0.5%吊线和尺量任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展（3）混凝土试块每台机器每台班（限量在100m3以内）的同配合比混凝土取样不少于一次（包括同条件养护和标准养护各一组试块)。5.2.2

锚杆支护质量评定标准：（1）保证项目①锚杆所用钢材、水泥品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、掺量必须符合设计要求。检验方法：观察和检查出厂证明及实验报告。②锚杆的位置、数量、长度必须符合监理部门批准的设计方案和施工规范的规定。检验方法：观察和检查施工记录。③水泥浆应按设计要求配制，严格控制水灰比，注浆压力不小于1Mpa;注浆充盈系数不小于1.1。检验方法：观察和检查施工记录。任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展④锚杆张拉和施加应力要求：锚固段水泥浆强度大于15Mpa，并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉。锚杆张拉至设计荷载的0.9～1.0倍后再按设计要求锁定。锚杆张拉控制应力不应超过锚杆体强度标准值的0.75倍。检验方法：观察和检查施工记录。

（2）允许偏差项目：锚杆的允许偏差项目和检查方法应符合下表规定：任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展

锚杆允许偏差项目和检查方法表项次项目允许偏差（mm）检查方法1孔位水平方向≤50测斜仪和尺量2垂直方向≤1003偏斜度≤3%4孔深+100~+2005孔径±10任务1：土方开挖及边坡支护五

知识拓展（3）水泥浆试块：①水泥浆强度等级不低于15Mpa。②试块制作每台班不少于一组，或每30根锚杆保证做一组。③锚杆验收实验按“JGJ120-2012”规程进行，实验数量应取锚杆总数量的5%，但不得少于3根。3.基坑工程的绿色施工（详见电子资源1）习题与思考一．选择题1.场地平整是指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过程，厚度在（）mm以内的挖填和找平工作。A100B300C400D5002.基坑（槽）及管沟开挖。基坑（槽）及管沟开挖是指开挖宽度在3m以内的基槽且长度>宽度（）倍或开挖底面积在20㎡且长为宽3倍以内的土石方工程。A2B3C4D53.土方边坡的大小主要与土质和（）有关。A开挖深度B开挖方法C边坡留置时间的长短D边坡附近的各种荷载状况及排水情况习题与思考

二.

简答题1.什么叫土方工程？内容有哪些？2.护坡桩施工工序有哪些？3.形成本工程土方土方工程施工组织设计，并以小组为单位进行汇报。模块二地基基础工程施工项目２：土方工程——任务2土方平整与调配2023任务2土方平整与调配

场地平整就是将原始地面改造成满足人们生产、生活所要求的平面（如满足后续建筑场地与已有建筑场地的标高对应关系，满足整个场地的排水系统要求等），并力求使场地内挖填平衡土方量最小。其主要内容是先进行场地竖向规划设计确定设计标高，然后依据设计标高计算挖、填土方量，最后合理地进行土方调配。一

任务引入任务2土方平整与调配2.1土的工程性质

影响土方工程施工的土的工程性质有土的可松性、渗透性和含水量等。2.1.1

土的可松性

自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积，这种性质称为土的可松性。它对土方平衡调配，基坑开挖时留弃土方量及运输工具的选择有直接影响。土的可松性的大小用可松性系数表示，分为最初可松性系数和最终可松性系数。二

知识准备任务2土方平整与调配（1）最初可松性系数KS自然状态下的土，经开挖成松散状态后，其体积的增加，用最初可松性系数表示。二

知识准备式中，V1——土在自然状态下的体积；V2——土经开挖成松散状态下的体积。土的最初可松性系数是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数。任务2土方平整与调配二

知识准备（2）最终可松性系数

自然状态下的土，经开挖成松散状态后，回填夯实后，仍不能恢复到原自然状态下体积，夯实后的体积与原自然状态下体积之比，用最终可松性系数表示。式中，V3——土经回填压实后的体积。最终可松性系数是计算场地平整标高及填方所需的挖方体积等的重要参数。

各类土的可松性系数如表1-2所示。任务2土方平整与调配土的可松性系数参考值二

知识准备土的类别体积增加百分数可松性系数最初最终最初最终一类土（种植土除外）8〜171〜2.51.08〜1.171.01〜1.03二类土（植物土、泥炭）20〜303〜41.20〜1.301.03〜1.04二类土14〜282.5-51.14—1.281.02〜1.05三类土24〜304〜71.24〜1.301.04〜1.07四类土（除外）26〜326〜91.26〜1.321.06〜1.09四类土（泥灰岩、蛋白）33〜3711〜151.33〜1.371.11〜1.15五〜七类土30〜4510〜201.30〜1.451.10〜1.20八类土45〜5020〜301.45〜1.501.20〜1.30任务2土方平整与调配2.1.2

土的渗透性

土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中孔隙的难易程度。土的渗透性是用渗性系数K表示。渗透系数K值直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性。其参考值如表所示土的渗透系数参考值二

知识准备土的种类K/(m/d)土的种类K/(m/d)亚黏土、黏土<0.1含黏土的中砂及纯细砂20〜25亚黏土0.1〜0.5含黏土的细砂及纯中砂35〜50含亚黏土的粉砂0.5〜1.0纯粗砂50〜75纯粉砂1.5〜5.0粗砂夹砾石50〜100含黏土的细砂10〜15砾石100〜200任务2土方平整与调配土的渗透性系数的实验室测定方法是由法国学者达西发明的，根据实验发现水在土中渗流速度V与水力坡度成正比，即V=K×i式中，i——水力坡度，又叫水力梯度，是两点的水位差与渗流路程之比。二

知识准备任务2土方平整与调配2.1.3

土的含水量

土的含水量是指土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，即W=(G1-G2)/G2×100%式中，G1——含水状态土的质量；G2——烘干后土的质量（土经105°C烘干后的质量）。

土的含水量表示土的干湿程度，是反映土的湿度的一个重要物理指标。含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量。二

知识准备任务2土方平整与调配

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，其值接近于零，而饱和砂土可达40%;坚硬的黏性土的含水量约小于30%,而饱和状态的软黏性土（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。土的含水量超过25%〜30%,机械化施工就困难，容易产生打滑和陷车的现象。

在定含水量的条件下，用同样的夯实工具，可使回填土达到最大密实度，此含水量称为最佳含水量。常见土的最佳含水量：砂土为8%〜12%;粉土为9%〜15%;粉质黏土为12%〜15%;黏土为19%〜23%。二

知识准备任务2土方平整与调配

土方量计算完成后，便可着手土方的调配工作。土方调配，就是对挖土的利用、土方的堆弃和填土的取得这三者之间的关系进行综合协调的处理。好的土方调配方案，应该是使土方运输量或运输费用达到最小，而且又能方便施工。知识准备任务2土方平整与调配2.土方调配原则（1）应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配，使挖方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即使土方运输量或费用最小。（2）土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则，考虑分区与全场相结合的原则，还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，以避免重复挖运和场地混乱。知识准备任务2土方平整与调配（3）合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。（4）好土用在回填质量要求高的地区。

总之，进行土方调配，必须根据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合考虑上述原则，并经计算比较,选择经济合理的调配方案。二

知识准备任务2土方平整与调配3.1利用土的可松性系数求土方量详见电子资源23.2场地平整土方量计算步骤场地平整的土方量计算通常采用方格网法。其计算步骤为：3.2.1

确定场地设计标高对小型场地平整时，若对场地标高无特殊要求（不考虑边坡、泄水坡等），一般可根据平整前后土方量相等的原则，确定场地设计标高。具体如下。（1）将场地地形图根据要求的精度划分为长10〜40m的方格网，如图11所示。三

任务实施任务2土方平整与调配三

任务实施1-等高线；2-自然地面；3-设计地面

场地设计标高计算示意图任务2土方平整与调配（2）求出各方格角点的地面标高。地形平坦时，可根据地形图相邻两等高线的标高，用插入法求得，地形不平坦时，用插入法有较大误差，可在地面上用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。（3）根据挖填平衡的原则，初步确定场地设计标高H。三

任务实施式中，H1——为一个方格仅有的角点标高；H2——为二个方格共有的角点标尚；

H3——为二个方格共有的角点标局；

H4——为四个方格共有的角点标高；

H0——平整后的场地标高；

n——方格数。任务2土方平整与调配2.2场地设计标高的调整

在进行场地设计时，设计单位应综合各方面因素确定场地的设计标高，这个设计标高可以是一固定值，但实际上由于排水的要求，场地表面均应有一定的泄水坡度。因此，应根据场地泄水坡度的要求(单向泄水或双向泄水），计算出场地内各方格角点实际施工时所采用的设计标高。

（1）单向泄水时，场地各点设计标高的求法。场地用单向泄水时，以设计给定的场地中心线(与排水方向垂直的中心线)标高作为原始标高(见图2.4),场地内任意一点的设计标高为：三

任务实施任务2土方平整与调配式中Hij——场地内设计确定的标高；

j——该点至场地中心线的距离；

i——场地泄水坡度（不小于2%)（2）双向泄水时，场地各点设计标高的求法。场地用双向泄水时，设计给定的场地中心点标高作为原始标高（见图2.5),场地内任意一点的设计标高为：三

任务实施任务2土方平整与调配式中Lx,Ly——该点距场地中心线x轴、y轴的距离；

ix,iy——场地在下，x，y方向的泄水坡度。例如，图2.5中场地内H42点的设计标高为：三

任务实施任务2土方平整与调配三

任务实施单/双向泄水坡度的场地任务2土方平整与调配3.2.3场地填挖高度的标注

将设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。设计地面标高与自然地面标髙的差值,即各角点的填挖高度，填在方格网的左上角，挖方为（-)，填方为（+)。三

任务实施任务2土方平整与调配

3.2.4计算零点，标出零线

当同一方格的四个角点的施工高度全为“+”或全为“-”时，说明该方格内的土方则全部为填方或全部为挖方。当一个方格中一部分角点的施工高度为“+”，而另一部分为“-”时，说明此方格中的土方一部分为填方，而另一部分为挖方，这时必定存在不挖不填的点，这样的点叫零点。把一个方格中的所有零点都连接起来，形成的直线或曲线叫零线，即挖方与填方的分界线，如图1-5所示。三

任务实施任务2土方平整与调配三

任务实施计算零点的位置示意图任务2土方平整与调配零点的位置按下式计算三

任务实施式中，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。任务2土方平整与调配（1）计算方格网中各方格的土方量按照下表所列公式，分别计算每个方格内的挖方或填方量。三

任务实施任务2土方平整与调配三

任务实施项目图式计算公式一点填方或挖方（三角形）

当b=c=a时，

二点填方或挖方（梯形）

常用方格网计算公式任务2土方平整与调配三

任务实施三点填方或挖方（五角形）

四点填方或挖方（正方形）

任务2土方平整与调配注：①a—方格网的边长;b、c—零点到一角的边长;h1、h2、h3、h4—方格网四角点的填挖高度，用绝对值代人；∑h一填方或挖方髙度的总和，用绝对值代人;V—挖方或填方体积。

②本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程得出的。三

任务实施任务2土方平整与调配3.2.5边坡土方量计算

为保证场地的挖方区和填方区土壁的稳定和施工安全，挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡。如图1-11所示为场地边坡的平面示意图，从图中可以看出，边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体进行计算，一种为三角形棱锥体（如图中①②③)，另一种为三角棱柱体（如图中的④)。三

任务实施任务2土方平整与调配三

任务实施场地边坡的平面示意图任务2土方平整与调配（1）三角形棱锥体边坡体积例如图2.8中①的体积为三

任务实施式中，L1——边坡①的长度（m);F1——边坡①的端面积（m2);h2——角点的挖土高度m——边坡的坡度系数。任务2土方平整与调配（2）三角棱柱体边坡体积当两端横断面面积相差不大时，其体积为:三

任务实施任务2土方平整与调配当两端横断面面积相差很大时，其体积为:三

任务实施式中， L4--边坡④的长度（m);F3,F5,F0--边坡④的两端及中部横断面面积。任务2土方平整与调配3.2.6计算土方总量将挖方区（或填方区）的所有方格土方量和边坡土方量汇总后即得场地平整挖（填）方的工程量。三

任务实施任务2土方平整与调配3.土方调配的步骤土方调配的步骤主要包括划分调配区（绘出零线）一计算调配区之间的平均运距一确定初始调配方案一判别、优化方案一绘制土方调配图表。（1）划分调配区调配区的划分应注意以下几点。①调配区的划分应该与房屋和构筑物的平面位置相协调，并考虑它们的开工顺序、工程的分期施工顺序。三

任务实施任务2土方平整与调配②调配区的大小应该满足土方施工主导机械的技术要求。③调配区的范围应该和土方工程量计算用的方格网协调，通常可由若干个方格组成。④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。调配区的划分尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，避免土方重复开挖。三

任务实施任务2土方平整与调配（2）计算调配区之间的平均运距

平均运距是指挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。当填、挖方调配区之间的距离较远，采用汽车、自行式铲运机及其他运土工具沿工地道路或规定路线运土时，其运距应按实际情况进行计算。

先按下式求出各挖方或填方区土方重心坐标义^匕。为简化计算，可用作图法近似求出调配区平面的形心位置以代替重心位置。取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，则三

任务实施任务2土方平整与调配式中，xi、yi—i块方格的重心坐标；

vi—i块方格的土方量。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。则填、挖方区之间的平均运距L0为三

任务实施任务2土方平整与调配式中，XOT、YOT—填方区的重心坐标；

XOW、YOW—挖方区的重心坐标。（3）确定初始调配方案确定最优调配方案常用“表上作业法”求解。（4）判别方案--优化方案--绘制土方调配图（具体操作见电子资源3）三

任务实施任务2土方平整与调配四

知识拓展4.1智能计算土方量

目前平整土方算量的软件有飞时达、CASS、revit、Civil3D等，本次课程主要介绍用软件

Revit算土方工程量。任务2土方平整与调配知识拓展

如下图所示，建立了一个地形表面。地形表面可以通过添加高程点的方式建立，也可以导入等高线图或记录高程点的文本进行创建。

接着选中这个地形表面，在属性栏中将其“阶段”属性的值修改为“现有类型”，如下图所示。任务2土方平整与调配四

知识拓展

将阶段修改为现有类型的目的是把地形表面设置为原始地貌。接着在“体量和场地”选项卡中找到“平整区域”命令，如下图所示。任务2土方平整与调配四

知识拓展

接下来在弹出的对话框中有两种平整区域的方式供我们选择，如下图所示。第一种是创建与现有地形表面完全相同的新地形表面后再平整区域，第二种是仅基于周界点新建地形表面后再平整区域。两种方式的区别在于，第一种方式会保留我们创建原始地形时放置的地形表面内部高程点，新的地形表面会受到我们平整区域所添加的点、原始地貌内部点和周界点的影响；第二种方式不会保留内部点，新的地形表面仅受我们平整区域所添加的点、原始地貌周界点的影响。这里可以根据自己的需求进行选择。任务2土方平整与调配四

知识拓展

比如此处选择“仅基于周界点新建地形表面”，接着选择需要平整区域的地形表面。接下来的操作与新建地形表面类似，可以选择放置点、导入等高线图、导入高程点文件来新建地形，如下图所示为平整区域完成后的地形。任务2土方平整与调配四

知识拓展

接着选中平整完成后的地形表面，在属性栏中可以看到新的地形表面在原地貌的基础上净剪切/填充多少土方，如果数值为正，表明总的需要填充该数值的土方。如果数值为负，表明总的需要挖掉该数值的土方，如下图所示。任务2土方平整与调配四

知识拓展

此外，我们还可以创建地形明细表来统计土方工程量，并且把明细表的阶段过滤器设置为完全显示，这样就不会统计原始地貌，如下图所示。任务2土方平整与调配四

知识拓展

此时，如果给地形中添加建筑地坪，明细表也会对应统计到因为建筑地坪而填充或挖掉的土方，如下图所示。习题与思考一、选择题1.从建筑施工的角度，其中根据（），可将土石分为八类。A.粒径大小

B.承载能力

C.坚硬程度

D.孔隙率2.根据土的可松性，下面正确的是（

）。A.V,>V3>V2 B.V,<V3<V2 C.y,>V2>V3 D.v,<v2<v33.场地平整前，必须先确定（

）。A.挖填方工程量

B.选择土方机械C.场地的设计标高

D.拟定施工方案习题与思考二、简答题1.土方调配的原则是什么？2.影响填土压实质量的主要因素是什么？三计算题1.一基坑深5m，基坑底长50m,宽40m,四边放坡，边坡坡度1：1,问挖土土方量为多少？若地坪以下混凝土基础的体积为3500m3,则回填土为多少？多余土外运，如

用斗容量6m3的汽车运土，问需运多少次？已知土的最初可松性系数&=1.12,最终可松

性系数K=1.05。2.根据本工程地形条件，请运用软件进行土方平衡与土方调配。主要编写人：付彬彬

刘晓林

主要编写人单位：赤峰应用职业技术学院

赤峰学院

模块二地基基础工程施工项目２：土方工程——任务3：地下降水2023一地下降水方法二轻型井点降水设计三轻型井点降水施工四其他井点降水施工疑问1：为什么降雨的时候，山体容易出现滑坡现象？疑问2：被浸泡过的土体、半湿状的土体和干土体三者哪个更容易揉捏变形？基坑降水概念基坑降水是指在开挖基坑时,地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内，为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作。

地下降水方法

一1.地下降水分类井点降水集水井降水集水井降水施工方法是在基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水由排水沟流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。井点降水是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低至坑底以下。1-排水沟；2-集水井；3-水泵；4-基础边线；5-原地下水位线；6-降低后地下水位线1-地面；2-水泵；3-总管；4-井点管；5-滤管；6-降落后的水位；7-原地下水水位；8-基坑底2.集水井降水排水沟及集水井布置(1)布置在距拟建建筑物基础边净距0.4m以外，排水沟离开坡脚不小于0.3m，在基坑四角或每隔30~40m设置1个集水井(坑)；(2)集水井(坑)排水沟底面应比挖土面低0.3~0.4m，比沟底低0.5m；(3)沟、井截面根据排量确定；1-排水沟；2-集水井；3-水泵；4-基础边线；5-原地下水位线；6-降低后地下水位线(4)基础较深或地下水位较高时，应分层明排或导排法。3.排水设备的选用

—为安全系数，一般取2；

—基坑涌水量(m/d)；

—包括扬水、吸水及各种阻力造成的水头损失在内的总高度(m)；

—水泵功率，0.4~0.5；—动力机械效率，0.78~0.85排水所用机具主要为离心泵、潜水泵和泥浆泵。选用水泵类型时，一般取水泵排水量为基坑涌水量的1.5~2.0倍。排水所需水泵功率按下式计算：3.井点降水——井点降水分类轻型井点电渗井点利用电渗现象能有效地把细粒土中的水抽吸排出，适用于渗透系数很小的细颗粒土管井井点排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护喷射井点降低水位深度大，适用的土层渗透系数与轻型井点相同施工简单、安全、经济，特别适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合井点类型主要包括轻型井点、喷射井点、电渗井点和管井井点。井点类型主要包括轻型井点、喷射井点、电渗井点和管井井点，一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济性选用，见下表。4.井点降水表

1井点降水适用范围项次井点类别土层渗透系数(m/d)降低水位深度(m)适用土质1单层轻型井点0.1～503～6黏质粉土、砂质粉土、粉砂、含薄层粉砂的粉质黏土2多层轻型井点0.1～506～12黏质粉土、砂质粉土、粉砂、含薄层粉砂的粉质黏土3喷射井点0.1～28～20黏质粉土、砂质粉土、粉砂、含薄层粉砂的粉质黏土4电渗井点<0.15～6黏土、粉质黏土5管井井点20～200根据选用的水泵而定黏质粉土、粉砂、含薄层粉砂的粉质黏土、各类砂土、砾砂6深井井点10～250>15黏质粉土、粉砂、含薄层粉砂的粉质黏土、各类砂土、砾砂4.1、轻型井点降水轻型井点降水是沿基坑四周以一定间距埋入直径较小的井点管至地下蓄水层内，井点管上端通过弯联管与集水总管相连，利用抽水设备将地下水通过井点管不断抽出，使原有地下水位降至基底以下。轻型井点降水基本原理1-地面；2-水泵；3-总管；4-井点管；5-滤管；6-降落后的水位；7-原地下水水位；8-基坑底

轻型井点设备由管路系统和抽水设备等组成。管路系统由滤管、井点管、弯联管和总管组成，抽水设备常用的是真空泵设备和射流泵设备。滤管为进水设备，其构造是否合理对抽水设备影响很大。轻型井点降水设计

二1.降水井布置——平面布置根据基坑形状，轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置以及U型布置。轻型井点平面布置(c)环形布置(b)双排布置（a）单排布置

(d)U型布置1.降水井布置——高程布置

高程布置就是确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离主要考虑降低后的水位应控制在基坑底面标高以下，保证坑底干燥。轻型井点高程布置(b)双排布置（a）单排布置

井点管埋深(不包括滤管)：式中：—井点管埋深；—总管埋设面至基底

的距离(m)；—基底至降低后的地下水水位线的距离(m)，一般取0.5~1.0m；—水力坡度，对单排井点取1/4，对环形井点取1/10；—井点管至基坑中心的水平距离，当井点管为单排布置时，L为井点管至对边坡角的水平距离(m)。2.涌水量计算——降水井的类型降水井的类型按照滤管与不透水层的关系分为：完整井和非完整井，完整井即为井底到达含水层下面的不透水层顶面的井，否则称为非完整井。按照是否承压水层将降水井分为承压井和无压井。地下水垂直分布及水井分类1-承压完整井；2-承压非完整井；3-无压完整井；4-无压非完整井2.涌水量计算——潜水完整井基坑涌水量计算

根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)的规定，群井按大井简化时，均质含水层潜水完整井的基坑降水总涌水量可按下列公式计算：均质含水层潜水完整井简化的基坑涌水量计算简图—基坑降水的总涌水量；—渗透系数(m/d)；—基坑水位降深(m)；—降水影响半径(m)，应按现场抽水试验确定；—沿基坑周边均匀布置的降水井群所围面积等效圆的半径式中：2.涌水量计算——井点管数量和井点间距计算井点管数量计算，按下式计算：—基坑降水的总涌水量；—设计单井出水量；式中：井点管间距根据布置的井点总管长度及井点管数量按下式计算：式中：L为总管长度(m)。轻型井点出水量可按36~60(m3/d)确定。当无经验数据时，设计单井出水量也可按经验公式确定：—渗透系数(m/d)；—过滤器进水部分长度(m)；式中：—为过滤半径；轻型井点降水施工三1.施工准备技术准备材料准备(1)井点管及设备已购置，材料已备齐，并已加工和配套完成；(2)填孔用的粗砂、碎石、封口黏土已准备。作业条件准备(1)地质勘探资料齐全；(2)基础施工图纸齐全；(3)已编制施工组织设计；(4)现场三通一平工作已完成，并设置排水沟。施工机械(1)井点降水设备。离心泵、真空泵、供电电源、备用发电机等；(2)施工设备。包括冲孔机械、撬棍、手推车等。(1)编制降水施工组织设计或降水专项施工方案；

(2)进行技术交底。施工准备包括技术准备、施工机械、材料准备和作业条件准备。3.操作要点1、排放总管——按设计要求挖设总管沟槽，安装总管。2、埋设井点管——井点管的埋设一般用水冲法进行，并分为冲孔与埋管两个过程。井点管埋设布置冲孔埋管1-冲管；2-冲嘴；3-胶管；4-高压水泵；5-压力表；6-起重机吊钩；7-井点管；8-滤管；9-填砂；10-黏土封口3.操作要点3、地面抽水系统安装——用弯联管将井点管与总管接通，将集水总管与抽水设备相连接，接通电源，即可进行试抽水，以检查有无漏气现象。4、试抽验收——井点系统安装完毕，应及时进行试抽水，核验水位降深、抽水量管路连接质量、井点出水和水泵真空度等情况。试抽后如无异常，即可组织现场验收。当发现出水浑浊时，应查明原因及时处理，严禁长期抽吸浑水，验收合格后应观测静止水位高程作为起算水位降深的依据。5、井点运行——井点运行后要求连续工作，应准备双电源以保证连续抽水，并检查井点系统运行情况。如通过检查发现井点管淤塞太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反冲洗井点管或拔除重新埋设。6、井点拆除(1)井点拆除。地下结构物竣工并将基坑进行回填士后，方可拆除井点系统。多借助于倒链、起重机等拔出井点，起拔时吊钩应保持在井管的延长线上顺势进行，以免将井管强行拉断。所留孔洞用砂或土填塞。(2)井点管保养。井点管在工地指定的场所冲洗、油漆保养，堆放整齐以备再用。实例分析任务1：轻型井点降水设计1、工程条件某工程开挖一矩形基坑，基坑底宽为12m，长为16m，基坑深为4.5m，挖土边坡坡度为1：0.5。经地质勘探，天然地面以下为1.0m厚的黏土层，其下有8m厚的中砂，渗透系数K=12m/d。再向下，即离天然地面9m以下不透水的黏土层。地下水水位在地面以下1.5m。若采用轻型井点降低地下水水位，试进行井点系统设计。实例分析2、井点系统布置依据工程地质、水文地质勘察资料以及基坑的施工设计文件，为使总管接近地下水水位且不影响地面交通，考虑到天然地面以下1.0m内的土质为有内聚力的黏土层，将总管埋设在地面下0.5m处，即先挖0.5m的沟槽，然后在槽底铺设总管。此时基坑上口平面尺寸A×B为

依据基坑尺寸，井点系统布置成环状，但为使反铲挖土机和运土车辆有开行路线，在地下水的下游方向一般布置成端部开口(本例开口7m)，另考虑总管距离基坑边缘1.0m，则总管长度为基坑长边上布置的井点管至基坑中心的水平距离为基坑中心要求降水深度为采用一级轻型井点，井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算：

所用井点管长为6.0m，直径为51mm，滤管长度为1.0m。井点管露出地面0.2m，以便与总管连接。埋入土中5.8m(不包括滤管)，大于5.4m。此时基坑中心实际降水深度应修正为井点管及滤管总长为6.0+1.0=7.0(m)，滤管底部距不透水层为故可按无压非完整井环状井点系统计算。实例分析3、涌水量计算基坑中心实际降水深度井点管中水位降落值有效含水深度H0查表获得，由则实际含水层厚度，由于，取抽水影响半径R按下式计算由于，故矩形基坑环状井点系统的假想圆半径按下式计算：将以上各值代人式(1.6)，得实例分析4、确定井点管数量及井点管间距单根井点管的最大出水量按下式计算：井点管数量为，取41根。井点管最大间距：因为实际采用的井点管间距D应当与总管上接头尺寸相适应，故取井距为1.6m，则井点管数量应为取46根。在基坑四角处的井点管应加密，如考虑每个角加2根管，最后实际采用46+8=54(根)，布置图见下图。实例分析5、选择抽水设备抽水设备所带动的总管长度为80m，可选用W5型千式真空泵一套，水泵所需流量：水泵吸水扬程：根据Q及Hs查表可得，选用3B33型离心泵。实际施工选用2台，1台备用。其他井点降水施工四1.喷射井点降水施工喷射井点降水的工艺流程为：设置泵房，安装进排水总管水冲法或钻孔法成井安装喷射井点管、填滤料接通过水、排水总管，与高压水泵或空气压缩机接通各井点管外管与排水管接通，通到循环水箱启动高压水泵或空气压缩机抽水离心泵排除循环水箱中多余水观测地下水位1.喷射井点降水施工喷射井点降水的施工要点：要点2要点3井点管与孔壁之间填灌滤料(粗砂)。孔口到填灌滤料之间用黏土封填，封填高度为0.5~1.0mm。每套喷射井点的井点数不宜超过30根。井点使用时，水泵的启动泵压不宜大于0.3MPa。正常工作水压为0.25P0(扬水高度)。要点1井点管的外管直径宜为73~108mm，内管直径宜为50~73mm，滤管直径为89~127mm。井孔直径不宜大于400mm，孔深应比滤管底深1m以上。要点4每根喷射井点管埋设完毕，必须及时进行单井试抽，排出的浑浊水不得回人循环管路系统，试抽时间要持续到水由浑浊变清为止。喷射井点系统安装完毕，亦需进行试抽，不应有漏气或翻砂冒水现象。2.管井降水施工

管井井点是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，或在坑内降水时每隔一定距离设置一个管井，每个管单独用一台水泵不断抽取管井内的水来降低地下水位。2.管井降水施工管井降水的工艺流程为：准备工作钻机进场定位安装成孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆洗井合理安排排水管路及电缆电路试抽水正式抽水开孔下护口管钻进填砂止水封孔试抽水位与流量记录2.管井降水施工——井点定位1、根据降水设计方案提供的井位图、地下管线分布图及甲方提供的坐标控制点，施放降水井井位，正常情况下井位偏差不宜大于0.5m。井位应设立显著标志，必要时用钢纤打入地面以下300mm，并灌石灰粉作标记。定井位后应挖探坑以查明井位处有无地下管线、地下障碍物，挖探坑的平面尺寸应和钻孔钢护筒相近(稍大一点)，深度必须以挖（或钎探）到地层原状土为准。2、常用工具：水准仪、全站仪2.管井降水施工——挖泥浆池及深坑(l)布置原则：泥浆池布置在施工面内。(2)尺

寸：每个施工面内设置一个泥浆池循环系统(泥浆池包括造浆池、沉淀池及净化处理系统)。截面尺寸统一为50m*3m*1.5m。2.管井降水施工——钻孔1.埋设护筒：为避免钻进过程中循环水流将孔口回填土冲塌，钻孔前必须埋设钢护筒。护筒外径1.0m，深度视地层情况而定。在护筒上口设进水口，并用粘土将护筒外侧填实。护筒必须安放平整，护筒中心即为降水井中心点。2.桩机就位：桩机就位时需用水准仪找平，做到稳固、周正、水平，以保证钻进过程中的钻机稳定。起落钻塔必须平稳、准确。钻机就位偏差应小于20mm，钻塔垂直度偏差应小于1%。不埋设护筒可以直接钻孔吗？2.管井降水施工——钻孔钻孔过程中要随时观察冲洗液的流损变化，水的补充要随冲洗液的流损情况及时调整，一般应保持冲洗液面不低于井口下1米，当钻遇卵石层，冲洗液大量流失时，应加大补水量，必要时应投入适量的泥土形成一定粘度的泥浆以控制冲洗液漏失，防止塌孔事故。钻进中发现塌孔、斜孔时应及时处理。缩孔时应经常提动钻具修扩孔壁，每次冲击时间不宜过长，防止卡钻。用反循环钻机向下钻孔，钻至要求深度。当遇有隔水粘土层时，为了防止冲击成孔时在孔壁形成泥皮，影响水井出水量，在成孔后要进行二次扩孔，扩孔直径比设计直径大50－100mm。思考：泥浆在钻进过程中有什么作用，可以用清水钻进吗？可以用黏质粉土、砂质粉土、粉砂来造浆吗？2.管井降水施工——下井管1.检查井管有无残缺、断裂及弯曲情况。下管前应检查井管是否已按设计要求包缠尼龙纱网；无砂水泥管接口处要用塑料布包严，钢筋滤水管上下段焊接时，钢管或袖头连接处要打坡口，以保证井管的垂直度并焊接严实。2.将底层管堵与第一节井管接口接上。3.将提升用钢丝绳一头固定在井字架上，另一头套住管堵凹槽稳定后下降。4.使井管居于井孔正中，避免倾斜，并固定。5.下降第二节井管时，注意连接的接口，动作要轻缓。6.井管安放应力求垂直并位于井孔中间；管顶部比自然地面高300mm左右。井管过滤部分应放置在含水层适当的范围内。1—滤水井管;2—14mm钢筋焊接骨架;3—14mm×30mm铁环@250mm;4-10号铁丝垫筋@250mm焊于管骨架上，外包孔眼1~2mm铁丝网;5—沉砂管;6—木塞;7—吸水管;8—100~200mm钢管;9—钻孔;10—夯填黏土;11—填充砂砾，12—抽水设备2.管井降水施工——填滤料安装完井管后，在无砂滤水井管外侧与井壁之间填砾料(滤料)。1.碎石应缓慢填入，防止冲歪井管，一次不可填入过多，粒径为2～5mm，含泥量＜5%。2.井管下入后，及时在井管与土壁间填充碎石填料。不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填料要一次连续完成。3.接近井口1.50m处，用粘土封严，以防地面水、雨水流入。2.管井降水施工——洗井冲击成孔的降水井一般都采用泥浆钻进，洗井应在下管填砾后8小时内进行，以免时间过长，影响降水效果。将空压机空气管及喷嘴放进井内，先洗上面井壁，然后逐渐将水管下入井底。工作压力不小于0.7mpa，排风量大于6m³/min。2.管井降水施工——抽水1.制定排水方案：排水施工原则（1）利用城市排水系统排水（2）排水方式：施工排水方式采用集水管分散收集，根据排放线路的排量，以分散排除的方式，做到各点排水畅通，确保土建施工安全。（3）排水参数的选定（4）对排放井的加固维修与清淤（5）排放口的选定。2.排水管线及电缆敷设施工：潜水泵在安装前，应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断等情况。主电源线路沿深井排水管路设置。安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。3.试抽水：观察抽水是否正常4.正式抽水:基坑降水停止时间没有规范要求，主要是设计考虑基础的抗浮能力、后浇带的施工情况，一般设计会给出停止降水的时间或达到什么部位可以停止降水（一般有基础完成、基础上部回填土完成、上部主体结构完成多少后停止降水）。2.管井降水施工——封井降水工程结束后：填碎石，浇注C20厚1000mm砼封堵井口。问题抢答环节：1、降水应该分___次进行，各次降深间的差值宜相等，降深达到最大降水深后的连续时间不少于___小时。2、在抽水过程中，特别是________时，应检查有无_____，可通过___________________是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用________处理。

3、达到什么条件情况下，可以停止降水。开始抽水32基础完成且具有抗浮能力、基础上部回填土完成、上部主体结构完成后方可停止降水淤堵管内水流声、管子表面高压水反复冲洗实训任务任务2：完成管井的施工作业（3分钟）（1）完成到抽降水试验前的主体施工作业（2）截屏作为任务完成的凭证（3）关注文字部分知识内容描述，实训结束后进行问题抢答。

知识拓展——回灌井点法轻型井点降水有许多优点在基础施工中广泛应用，且影响范围较大，影响半径可达百米甚至数百米，同时会导致周围土壤固结而引起地面沉陷。因此，当基坑外地下水位降幅较大、基坑周围存在需要保护的建(构)筑物或地下管线时宜采用回灌井点法。回灌井点是在降水井点与要保护的已有建(构)筑物之间打一排井点，在井点降水的同时，向土层中灌入足够数量的水，形成一道隔水帷幕，使井点降水的影响半径不超过回灌井点的范围，从而阻止回灌井点外侧的建(构)筑物下的地下水流失。为了防止降水和回灌两井相通，回灌井点与降水井点之间应保持一定的距离，一般不宜小于6m，否则基坑内水位无法下降，失去降水的作用。回灌井点的深度一般应控制在长期降水曲线下1m，并应设置在渗透性较好的土层中。为了观测降水及回灌后四周建筑物、管线的沉降情况及地下水水位的变化情况，必须设置沉降观测点及水位观测井，并定时测量记录，以便及时调节灌、抽量，使灌、抽基本达到平衡，确保周围建筑物和管线等的安全。知识拓展——地下水位监测为了解地下降水对周围地下水位的影响范围和影响程度，防止基坑工程施工中坑外水土流失或重要工程或降水工地周围有较为重要的需要保护的建筑物和地下管线时，应该进行水位监测。当采用轻型井点、喷射井点降水时，水位监测点宜布置在基坑中央和周边拐角处，监测点数量视具体情况确定，水位监测管的埋置深度应在最低设计水位之下3~5m；当采用管井降水时，水位监测点宜布置在基坑中央和两相邻降水井的中间部位。对于需要降低承压水水位的基坑工程，水位监测管埋置深度应满足降水设计要求。基坑外地下水位监测点应沿基坑周边、保护对象周边或在两者之间布置，监测点间距宜为20~50m。相邻建(构)筑物、重要地下管线或管线密集处应布置水位监测点；如有隔水帷幕，宜布置在其外侧约2m处。回灌井点观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间。地下水位监测宜采用通过孔内设置水位管，采用水位计等方法进行测量，监测精度不宜低于10mm。检验降水效果的水位观测井宜布置在降水区内，采用轻型井点管降水时可布置在总管的两侧，采用管井降水时应布置在两孔管井之间，水位孔深度宜在最低设计水位下2~3m。潜水水位管应在基坑施工前埋设，滤管长度应满足测量要求。水位管埋设后，应逐日连续观测水位并取得稳定初始值。习题与思考思考题基坑降水的方法有哪些？其适用范围如何？轻型井点设备由哪些组成？管路系统包括哪些？试述轻型井点的安装方法及施工要求。根据地下水有无压力，水井可以分为哪些？根据水井底部是否达到不透水层，水井可以分为哪些类型？计算设计题某基础底部尺寸为35×16m，底面标高为-4.6m，已知地下水位标高为-1.5m，不透水层标高为-15.0m，基坑边坡1：0.5。拟采用轻型井点降水。试：（1）绘制井点系统平面和高程布置；（2）计算基坑中心降水深度。模块二地基基础工程施工项目3：基础工程——任务1：地基处理与浅基础2023课件制作者：付彬彬

任务1：地基处理与浅基础

地基是指基础底面下的土层,建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分土层。

基础是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。

任何建筑物都必须有可靠的地基和基础。建筑物的全部重量(包括各种荷载)最终将通过基础传给地基，所以，对某些地基的处理及加固就成为基础工程施工中的一项重要内容。

一

任务引入任务1：地基处理与浅基础2.1地基处理2.1.1地基处理原理

任何建（构）筑物的荷载最终将传递给地基并由地基承担。地基是指承托建（构）筑物基础的有限面积内的土层。当地基的承载力不足、压缩性过大，或渗透性不能满足要求时，就需要针对不同的土质情况，对地基进行处理以提高地基的承载力和稳定性，减小地基变形，防止渗透破坏，保证建筑物正常使用的要求。二

知识准备任务1：地基处理与浅基础2.1.2地基处理综合措施

地基处理的核心是处理方法的正确选择与实施。而对某一具体工程来讲，在选择处理方法时需要综合考虑各种影响因素，如建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求，荷载的大小、分布和种类，基础的类型、布置和埋深，基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数、变形容许值，以及地基土的类别、加固深度、上部结构要求、周围环境条件、材料来源、施工工期、施工队伍技术素质与施工技术条件、设备状况和经济指标等。

对地基条件复杂、需要应用多种处理方法的重大项目，还要详细调查施工区内地形及地质成因、地基成层状况、软弱土层厚度、不均匀性和分布范围、持力层位置及状况、地下水情况及地基土的物理和力学性质；施工中需考虑对场地及邻近建筑物可能产生的影响、占地大小、工期及用料等。只有综合分析上述因素，坚持技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则拟定处理方案，才能获得最佳的处理效果。二

知识准备任务1：地基处理与浅基础

根据建（构）筑物的要求和天然地基条件确定地基是否需要处理。如果天然地基能满足建（构）筑物对地基的要求时，应该尽量采用天然地基。如果天然地基不能满足建（构）筑物对地基的要求，应结合上部结构、基础、地基的共同作用来考虑地基处理方案。在考虑加固地基的同时还需要考虑建筑物上部结构体型是否合理、整体刚度是否足够等。

拟定地基加固处理方案时，应考虑地基与上部结构共同工