第2章-土方工程

第二章土方工程(tǔfānɡɡōnɡchénɡ)内容：1挖掘(wājué)2支护3填筑4地下水控制共一百四十二页2本章节主要相关规范

《建筑地基基础工程施工质量(zhìliàng)验收规范》（GB50202—2010）

—中华人民共和国国家标准

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—1999）

—中华人民共和国行业标准

《基坑土钉支护规程》（CECS：1997）

—中国工程建设标准化协会《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）共一百四十二页土方施工(shīgōng)特点：1施工量大2施工条件复杂本章的主要内容：1土方(tǔfāng)量的计算2场地平整3基坑支护4地下水控制共一百四十二页2.1概述(ɡàishù)一、土方工程的分类1、场地平整：2、基坑（槽），管沟施工3、地下大型挖土工程(gōngchéng)4、回填过程共一百四十二页二、土的工程分类土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实(mìshi)度、液性指数分类等。根据土方开挖的难易程度，将土分为八类土，一~四类为土，五~八类为石，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。共一百四十二页类别

土的名称

开挖方法

可松性系数

Ks

K's

第一类

（松软土）

砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤泥）

用锹、锄头挖掘

1.08~1.171.01~1.04第二类

（普通土）

粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土和粉土

用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

1.14~1.281.02~1.05第三类

（坚土）

软及中等密实粘土，重粉质粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘土、压实的填筑土

主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍

1.24~1.301.04~1.07第四类

（砾砂坚土）

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

先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤

1.26~1.371.06~1.09第五类

（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，软的石灰岩

用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法

1.30~1.451.10~1.20第六类

（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

用爆破方法，部分用风镐

1.30~1.451.10~1.20第七类

（坚石）

大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、砂岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩

用爆破方法

1.30~1.451.10~1.20第八类

（特坚石）

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

用爆破方法

1.45~1.501.20~1.30土的工程(gōngchéng)分类

共一百四十二页三、土的工程性质土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行(jìnxíng)土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、含水量、抗剪强度、土压力等。1、土的密度（1）天然密度ρ：土在天然状态下单位体积的质量（2）干密度ρd：单位体积土中固体课粒的质量共一百四十二页8气水土粒GsGwGVsVwVVa质量G体积V测定(cèdìng)：环刀法它影响(yǐngxiǎng)土的承载力、土压力及边坡的稳定性。

干密度是用以检验土压实质量的控制指标。不同类的土，其最大干密度是不同的；同类的土在不同的状态下(含水量、压实程度)其密实度也是不同的共一百四十二页92、土的天然含水量土的天然含水量是指土中水的质量与土的固体(gùtǐ)颗粒之间的质量比，以百分数表示。快速(kuàisù)含水量测定仪土的含水量测定方法：烘干法把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～105°C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式可计算出土的天然含水量。共一百四十二页10土的含水量表示(biǎoshì)土的干湿程度。土的含水量：5%以内，干土；

5～30%以内，潮湿土；

大于30%，湿土。各类土的最佳含水量如下：砂土为8%～12%；粉土为16%～22%；粉质粘土为12%～15%；粘土为19%～23%。含水量影响(yǐngxiǎng)土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量土的含水量超过25～30%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度共一百四十二页3、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(zēngjiā)，以后虽经回填压实，仍不能回复成原来的体积，土的这种性质称为可松性土的可松性可用可松性系数表示：——最初可松性系数——最终可松性系数——天然密实(mìshi)土——松散土——压实土共一百四十二页12例题2-1某场地的挖方体积(tǐjī)为1000m3，填方体积为1500m3，ks=1.08，ks’=1.03，问该场地是借土还是弃土？若用运土量为5m3/车汽车运土，问应运多少车次？解:根据公式

Q=（1000-1500/1.03)×1.08=-492.8m3

结果为负，故该场地应借土

运土的车次为

n=492.8/5=99(车次)共一百四十二页土的最初可松性系数KS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(cānshù)，最后可松性系数K，S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。共一百四十二页3、土的渗透性：土孔隙(kǒngxì)中的自由水在重力作用下会产生流动，土体被水透过的性质称为渗透性：土的渗透性是土的水力学主要性质之一达西定律（法国）共一百四十二页15表征(biǎozhēnɡ)土渗透性指标为渗透系数K。渗透性表示单位时间内水穿透土层距离的能力，以m/昼夜表示。渗流(shènliú)速度渗透流量渗透系数K值将直接影响降水方案的选择共一百四十二页4、土方(tǔfāng)边坡和土方(tǔfāng)量的计算坡脚坡底坡宽坡肩坡顶坡面坡高共一百四十二页土方(tǔfāng)量的计算1、基坑（）共一百四十二页例题2-2建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑(jīkēnɡ)深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1:m=1:0.5；Ks=1.30，K/s=1.05）BH共一百四十二页19解：m叫边坡坡度(pōdù)系数，m=B/HB=m×H=0.5×2=1.0m

挖土体积=截面面积×长图1-3BH共一百四十二页习题开挖一段长为50m的排水管，施工要求管沟底宽1.0m，边坡坡度(pōdù)1:m=1:0.33，管沟最小深度为2.0m，管沟纵向坡度为0.8%，求管沟的开挖土方量1.0m2.0m共一百四十二页一、基坑、基槽、路堤(lùdī)土方量计算1、基坑土方量：按拟柱体法——V=(F下+4F中+F上)H/6F下F上F中共一百四十二页2、基槽（路堤）土方(tǔfāng)量：沿长度方向分段计算Vi，再V=

Vi断面尺寸不变的槽段：Vi=Fi×Li断面尺寸变化的槽段：Vi=(Fi1+4Fi0+Fi2)Li/6

槽段长Li：外墙——槽底中～中，内墙——槽底净长L2I－IFiIIL5共一百四十二页2.2场地(chǎngdì)平整场地平整是将需进行建筑范围内的自然地面，通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面，以利现场平面布置和文明施工。在工程总承包施工中，三通一平工作(gōngzuò)常常是由施工单位来实施，因此场地平整也成为工程开工前的一项重要内容。

场地平整要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求，并尽量使土方的挖填平衡，减少运土量和重复挖运。共一百四十二页场地平整为施工中的一个重要项目，它的一般施工工艺程序安排是：现场勘察→清除地面障碍物→标定(biāodìnɡ)整平范围→设置水准基点→设置方格网，测量标高→计算土方挖填工程量→平整土方→场地碾压→验收。共一百四十二页二、场地平整土方量计算

方格网法、累高法＋平均断面法（一）确定场地设计标高考虑的因素：(1)满足生产工艺和运输的要求；(2)尽量利用地形，减少挖填方数量；(3)争取在场(zàichǎng)区内挖填平衡，降低运输费;(4)有一定泄水坡度，满足排水要求。共一百四十二页

方格网法计算土方工程量在场地平整土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。但土方外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，可以按方格网将其划为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。其计算步骤如下：

⑴划分方格网

⑵测量各角点的地面(dìmiàn)标高⑶计算各角点的设计标高

⑷计算各角点的施工高度

⑸计算零点、绘出零线

⑹计算各方格内的挖填方体积

⑺统计挖、填方量共一百四十二页1、计算设计标高（按挖填平衡）

方法(fāngfǎ)：将场地划分为每格边长10～40m的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法）。aaaaaaH11H12H21H22共一百四十二页则场地初步标高：

H0=

（H11+H12+H21+H22）/4nH11、H12、H21、H22——一个方格各角点的自然(zìrán)地面标高；M

——方格个数。或：H0=（

H1+2

H2+3

H3+4

H4）/4nH1－－一个方格所仅有角点的标高；H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。共一百四十二页(2）考虑设计标高的调整值上式计算的H0，为一理论数值，实际尚需考虑：1)土的可松性；2)设计标高以下各种填方工程用土量，或设计标高以上的各种挖方工程量；3)边坡填挖土方量不等；4)部分挖方就近弃土于场外，或部分填方就近从场外取土等因素。考虑这些(zhèxiē)因素所引起的挖填土方量的变化后，适当提高或降低设计标高。

2、场地(chǎngdì)设计标高的调整共一百四十二页

按泄水坡度(pōdù)、土的可松性、就近借弃土等调整。

按泄水坡度调整各角点设计标高：(1)单向(dānxiànɡ)排水时，各方格角点设计标高为:

Hn

=H0

L•i

(2)双向排水时，各方格角点设计标高为：

Hn

=H0

Lxix

LyiyH0H0LH11iH12H21LyLxixiyH0Hn共一百四十二页3、土方(tǔfāng)量计算共一百四十二页共一百四十二页共一百四十二页几点说明：（1）设计标高的确定(quèdìng)（2）设计标高调整（3）土方量计算（4）土方调配共一百四十二页【例】某建筑场地方格网、地面标高(biāogāo)如图,格边长a=20m。泄水坡度ix

=iy=3‰，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高、施工高度及总土方量解：（1）确定(quèdìng)设计标高（场地平均标高）H0=（

H1+2

H2+3

H3+4

H4）/4n=（684+1368+684）／(4×4)=171式中

H1=170+171+172+171=684m

2

H2=2×（170.5+171.5+171.5+170.5）=1368m

4

H4=4×171=684m共一百四十二页H1=171-0.3%×20-0.3%×20=170.88mH2=171-0.3%×20=170.94mH3=171+0.3%×20-0.3%×20=171m（2）角点的施工高度h1=170.88-170=+0.88（填）h2=170.94-170.5=+0.44（填）h3=171-171=0（零点）（3）确定零线（4）土方(tǔfāng)量计算填方V1-1=a2／4×（h1+h2+h3+h4）=+176m3填方V2-2=1／6×h4=29.3m3共一百四十二页得总土方(tǔfāng)：总填方=176+2*29.3=243.6m3总挖方=176+2*29.3=-243.6m3共一百四十二页2.3土方(tǔfāng)边坡与支护一个悲伤的故事土方工程施工事故案例分析——

杭州地铁湘湖站基坑(jīkēnɡ)土体坍塌事故共一百四十二页工程简介及事故概况：

♦杭州地铁一期(yīqī)工程建设规模为68.79公里，由地铁1号线、地铁2号线和地铁4号线部分线路组成。线路呈双Y形。地铁一期工程中地铁1号线长度为47.97公里、地铁2号线长度为16.6公里，地铁4号线钱江新城地下空间连接工程4.22公里，总投资349.36亿元。第一阶段将先期开工建设地铁1号线，一期工程将于2011年底建成通车。共一百四十二页2008年11月15日下午3时15分，正在施工的杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故(shìgù)，造成21人死亡，24人受伤(截止2009年9月已先后出院)，直接经济损失4961万元。

♦事件发生后，国家安全监管总局、住房和城乡建设部有关领导先后到事故现场指导抢险救援工作，相关专家组成事故原因技术分析小组，对北2基坑施工建设过程中勘探、设计、施工程序、设备材料、土性等要件进行技术分析。共一百四十二页共一百四十二页事故原因(yuányīn)分析共一百四十二页天灾(tiānzāi)人祸(rénhuò)附近道路整修，车流量猛增，超标10倍，且有大量超重车通行造成地铁工程承受严重过多的的荷载附近污水管道一直漏水，加之杭州前段时间连续10多天降雨杭州地区，因土层软，水量丰富，且地质条件复杂，又加上投资方要求的工期紧，导致勘测设计阶段不能很好的了解基坑情况设计方案不合理施工中的安全隐患未能及时的予以处理典型的地方政绩工程“边规划、边建设、边修改、边拆迁”共一百四十二页从施工技术上看：1、主要是地下连续墙设置深度不足，插入深度不到1倍，据西南交大地质专家曹教授分析，在杭州地区(dìqū)，因土层软，水量丰富，至少要达1.5倍，甚至2倍；2、基坑的开挖必须分层、分段，且开挖时间不宜过长，每次分层开挖控制在3米，分段开挖保证在15—20米,严禁超挖；3、基坑必须先支撑后开挖，并把握好支撑的细节，基坑的变形要求在受控的状态；4、注意在雨天环境下基坑的及时排水。共一百四十二页1、直臂(zhíbì)当土质均匀且地下水位低于坑底或槽底标高，其挖方深度不超过下表时，其边坡可以做成直立(zhílì)臂不加支撑共一百四十二页2、放坡

永久性挖方边坡坡度应按设计要求(yāoqiú)放坡。临时性挖方的边坡值应符合表中的规定。

表1.5临时性挖方(wāfāng)边坡值

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共一百四十二页共一百四十二页边坡稳定性分析(fēnxī)ACBDROGeLτ利用简单(jiǎndān)条分法，又称瑞典条分法或费兰纽斯法τ——土的抗剪强度土的抗剪强度是指土体抵抗由于荷载作用产生的土颗粒间的相互滑动而导致土体破坏的极限能力共一百四十二页问：1.为什么粘土(zhāntǔ)边坡稳定性好？2.为什么雨水之后边坡容易塌方？影响边坡稳定性的因素：内在因素：1.抗剪强度：摩阻力和内聚力；

2.剪力：自重和外荷载外在因素：1.地下水、雨水、施工水等渗入(shènrù)边坡

2.边坡上部荷载过大

3.土质条件，边坡留置时间（3）保证边坡稳定的措施放足边坡、土壁支护、改善土体性质（排水降水）；土方开挖顺序、遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。共一百四十二页边坡土方开挖应注意：(1)基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序时，应预留15(人工)～30cm(机械)一层土不挖，待下道工序开始前再挖至设计标高，以防止持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡；（2）在地下水位以下挖土，应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施，降水工作应持续到基础施工完成；（3）雨季施工时基坑槽应分段(fēnduàn)开挖，挖好一段浇筑一段垫层；（4）

弃土应及时运出，在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时，应与基坑上边缘保持1m以上的距离，以保证坑壁或边坡的稳定；（5）基坑挖完后，应组织有业主、设计、勘察、监理四方参与的基坑验槽，并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。共一百四十二页3、基坑(jīkēnɡ)支护——为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。（1）基坑支护的作用挡土和截水，保护基坑侧壁的稳定(wěndìng)（2）基坑支护结构的选型共一百四十二页支护(zhīhù)结构水泥(shuǐní)挡土墙式排桩与板墙式边坡稳定式逆作拱墙式深层搅拌水泥土桩墙高压旋喷桩墙板桩式板墙式排桩式钢板桩混合土板桩型钢横挡板钢管桩，预制混凝土桩钻孔灌注桩挖孔灌注桩现浇地下连续墙预制装配式地下连续墙土钉墙喷灌支护共一百四十二页深层搅拌(jiǎobàn)水泥土桩墙共一百四十二页

基坑开挖深度在6m左右，采用水泥土搅拌桩作为支护结构兼止水，插入(chārù)的H型钢能增加桩的抗弯承载力，插入水泥土的H型钢周边涂减摩剂，可抽拔出重复使用。

插入水泥土(nítǔ)的H型钢共一百四十二页

钢板桩支护既挡土又止水，悬臂钢板桩支护结构的刚度小。适用于软弱地基，地下水位较高、水量较多的深支护结构，但在砂砾和密实砂土中施工(shīgōng)困难。钢板桩拔桩时，易带土造成邻近房屋不均匀沉降。

钢板(gāngbǎn)桩支护围檩钢管支撑牛角共一百四十二页共一百四十二页钢板桩破坏方式：（1）板桩底端向外移动（2）板桩弯曲破坏（3）支撑系统破坏设计三要素：（1）板桩入土深度hd（2）板桩本身(běnshēn)的结构强度（3）支撑系统的强度共一百四十二页共一百四十二页混凝土排桩支护(zhīhù)（1）平面布置一字相间(xiāngjiàn)排列一字相接排列一字搭接排列交错相接排列共一百四十二页（2）竖向布置(bùzhì)冠梁腰梁hhd共一百四十二页（3）构造要求：悬臂式排桩结构桩径不宜小于600mm，桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定(wěndìng)条件确定（冠梁宽度B不小于1m，高度不小于40cm）（4）施工要求平面位置误差<50mm垂直度<0.5%共一百四十二页

地铁站施工，土方开挖的深基坑支护采用(cǎiyòng)钻孔灌注桩＋钢管内撑支护方案。

钢筋(gāngjīn)混凝土压顶梁

第一道钢管内撑

钻孔灌注桩排桩

粉沙土

型钢腰梁共一百四十二页

发电厂车间内开挖设备基础(jīchǔ)的大型深基坑，采取有效的钢管内撑支护方案，避免影响已建厂房。

钢管(gāngguǎn)内撑共一百四十二页

高层建筑基础施工，土方开挖的深基坑支护(zhīhù)采用钻孔灌注桩＋混凝土梁内撑支护(zhīhù)方案。

钻孔(zuànkǒnɡ)灌注桩支护

基坑第一道钢筋混凝土梁内撑

第二道钢内撑共一百四十二页土钉墙支护——采用土钉加固的基坑侧壁土体与湖面等组成的支护结构特点：安全可靠，可缩短基坑施工工期，施工机具简单，易于(yìyú)推广，经济效益较好共一百四十二页

南京玄武湖隧道(suìdào)工程施工梁洲段的土壁支护采用了土钉支护结构。

钻孔，插入(chārù)钢筋或螺旋管，灌浆，形成土钉共一百四十二页基坑类别围护结构墙顶位移监控值围护结构墙体最大位移监控值地面最大沉降监控值一级基坑353二级基坑686三级基坑81010注：1.

符合下列情况之一，为一级基坑：1)

重要工程或支护结构做主体结构的一部分；2)

开挖深度大于10m;3)

与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；4)

基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。2.

三级基坑为开挖深度小于，且周围环境无特别要求时的基坑。3.

除一级和三级外的基坑属二级基坑。4.

当周围已有设施有特殊要求时，尚应符合这些要求。基坑(槽)、管沟土方工程验收必须确保支护结构安全和周围环境安全为前提。当设计有指标(zhǐbiāo)时，以设计要求为依据，如无设计指标(zhǐbiāo)时应按表7.1.7的规定执行。表7.1.7基坑变形的监控值(cm)共一百四十二页第一节排水和地下水处理(chǔlǐ)1、清理施工场地、拆迁障碍物、旧有房屋、构筑物、道路、沟渠、管道、电线、电杆、坟墓、树木(shùmù)等；2、设置排水防洪设施地表水：积水、雨水措施：排水沟──合理布置，截面按需要，一般不小于0.5×0.5m，坡度0.2％；截水沟──山坡地段，截断地表雨水流入工地；（排洪沟）挡水堤坝──低洼地施工，场地周围设置，防治雨水流入。一、土方工程施工前的准备工作共一百四十二页4

、修建临时设施、安装临时水电搭设临时工棚，修建现场供水、供电等管线。5、材料(cáiliào)、机具的准备，设备试运转机械设备的维修、检查，运往施工现场。6、测量、放线7、土方工程的辅助工作，边坡稳定、基坑支护、降水措施3

、修筑土方运输临时道路场地内施工机械运行的道路，主要干线宜与永久性道路结合修建，一般双车道，宽度不小于7米。20cm厚碎石或砾石路基(lùjī)，两侧结合设置排水沟。共一百四十二页二、地下水处理(chǔlǐ)·地下水分为潜水和层间水两种。·潜水是埋藏在地表以下第一层不透水层以上含水层中所含的水，无压力，属重力(zhònglì)水，能作水平方向流动。·层间水是两个不透水层之间含水层所含的地下水。如果层间水未充满含水层，水没有压力，称为无压层间水；如果水充满此含水层，水则具有压力，称为承压层间水，如右图。共一百四十二页（一）集水坑(shuǐkēnɡ)降水

也称明沟排水，是现场最普遍应用的一种人工降低地下水位的方法。施工方便，设备简单，可应用于除细砂土以外各种土质的施工场合。其基本方法是在场地范围内合理布置排水明沟，沿沟每隔一段距离设一个集水井，让地面水、雨水及地下水汇入排水沟流入集水井，然后用水泵排出(páichū)基坑。随着基坑挖土的加深，随时加深排水沟和集水井，保持水流的畅通。共一百四十二页

1、明沟排水的施工(shīgōng)要点：★

排水沟深度一般0.4～0.6m，宽度≥0.4m，水沟边坡1：1～1：0.5，纵向坡度最小0.2～0.5%。较大基坑的排水沟尺寸可以达到1.5×1.5m。★

集水井沿排水沟每20～40m设置一个，长宽或直径一般应达到0.6～0.8m，井应低于排水边沟1m左右，可作简易加固。共一百四十二页★

排水沟一般设置在开挖基坑的周围一侧或两侧，有时在基坑的中间。排水沟的设置及尺寸应考虑到基坑排水量和对周围邻近建筑物的影响。★对基坑深度较大，地下水位较高，多层土中上部有透水性较强的土层或上部地下水较旺盛的情况，可在基坑边坡上设置2～3层排水沟，避免上层地下水冲刷(chōngshuā)边坡造成塌方，同时可减少边坡高度和水泵的扬程。共一百四十二页2、明沟(mínggōu)排水实例：共一百四十二页共一百四十二页2、流砂防治★流砂现象的产生原因(yuányīn)动水压力：水在土中渗流时对单位土体的压力★流砂防治

总的原则是“治砂必治水”。主要有三个途径，即减小或平衡动水压力、截住地下水流、改变动水压力的方向。1）枯水期施工－－－减少动水压力2）打板桩－－－减少动水压力（设止水帷幕）3）人工降水－－－改变动水压力方向（向下）4）水下作业－－－平衡动水压力5）抛物重压－－－平衡动水压力6）冻结法－－－截住地下水流共一百四十二页·在地下水位以下开挖基坑时，由于水头高度的不同，常产生渗流。水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，对土颗粒骨架产生压力，即动水压力。如果(rúguǒ)动水压力超过了土的浸水密度，就会产生流砂现象共一百四十二页管涌：处于(chǔyú)不透水层内的基坑底覆盖土层厚度的重量小于承压水的托举力时，基坑底被冲溃而发生的冒砂现象。（二）井点降水(jiàngshuǐ)

★适用情况：在基坑开挖深度较大，地下水位较高，土质不好，不宜用明沟排水系统进行排降水时，采用井点降水法可以使问题得到解决。

★优势特点：井点降水可使基坑施工深度范围内的土层条件改善，为施工过程创造条件，有效避免基坑涌水、塌方、管涌、基坑隆起、流沙等现象。共一百四十二页

★简单描述：井点降水，就是在就开挖前，在基坑周围埋设一定(yīdìng)数量的降水井，在井中不断抽出地下水，使基坑范围的地下水位下降到基坑底以下，从而消除上述不利工程现象，同时，还能使地基土层因土颗粒自重压缩而更加密实，增加地基土的承载能力。井点降水一般要到基础工程完成以后才能结束。

★不良影响：井点降水使地下水位降低范围较大，可能产生因降水使邻近建筑物产生过多沉降，特别是不均匀沉降，造成建筑物因地基变形而开裂、倒塌等损害。共一百四十二页★各种(ɡèzhǒnɡ)井点的适用范围★井点降水的分类(fēnlèi)：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等轻型井点类喷射井点一般轻型井点电渗井点管井井点类管井井点深井泵井点共一百四十二页井点类型土层渗透系数（m/d）降低水位深度（m）一级轻型井点0.1～803～6二级轻型井点0.1～806～9电渗井点<0.15～6管井井点20～2003～5喷射井点0.1～508～20深井泵10～80>15各种(ɡèzhǒnɡ)井点的适用范围共一百四十二页1、轻型(qīnɡxínɡ)井点（亦称真空井点）（1）一般轻型(qīnɡxínɡ)井点的设备由管路系统和抽水设备组成。

管路系统：滤管、井点管、弯联管和排水总管

滤管──滤管是进水设备(见下页图)，滤管用38或51mm钢管制成，长度一般为1.0～1.5m。滤管壁上钻有直径12～18mm的呈梅花型布置的滤孔，滤孔面积占滤管表面积的20％～30％。管壁外包有粗细两层滤网，为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用小塑料管或铁丝绕成螺旋状隔开，并在滤网外再围一层粗铁丝保护层。滤管上端与井点管相连，下端有铸铁头，便于沉入土中。共一百四十二页滤管构造(gòuzào)

1－钢管；2－管壁小孔；3－缠绕(chánrào)的塑料管；4－细网；5－粗滤网；6－粗铁丝保护网；7－井点管；8－铸铁头共一百四十二页

弯连管──胶皮管、塑料透明管或钢管制成，直径38～51mm。为便于检修井点，每个弯连管均应装设阀门。

总管──集水总管一般用100～127mm的钢管连接(liánjiē)而成，作为成套设备，每节长度4m，每隔0.8～1.2m有一个接头可连接到井点管。

抽水设备：主要有真空泵，射流泵等。因此分为真空泵轻型井点和射流泵轻型井点。可根据不同的土壤渗透系数的大小来进行选择。一套抽水设备的负荷长度约100～120m。

井点管──与滤管钢管(gāngguǎn)直径相同的钢管(gāngguǎn)，长度5～7m，上端用弯连管与总管连接。共一百四十二页

轻型井点降水(jiàngshuǐ)系统构成

弯连管

总管(zǒnɡɡuǎn)

井点管共一百四十二页

真空泵共一百四十二页（2）轻型(qīnɡxínɡ)井点的布置井点系统的布置，应根据基坑大小、深度(shēndù)、土质、地下水位与流向、降水深度(shēndù)要求等综合决定。I.平面布置★基坑宽度小于6m时，可单排线状布置，在地下水流向的上游；共一百四十二页★宽度大于6m或土质不良(bùliáng)，可用双排线状布置；

共一百四十二页★面积较大的基坑，宜环状布置(bùzhì)，或U状布置，以利挖土时的运输车辆进出；井点管距基坑壁0.7～1.0m，以防局部发生漏气。井点管间距应大于15倍井点管直径(zhíjìng)，并符合总管接头的间距（0.8m、1.2m、1.6m等）共一百四十二页II.高程(gāochéng)布置轻型井点的降水深度在管壁处一般可达6～7m，井点管需要(xūyào)的埋设深度h不应超过6～7m，否则应降低系统埋置深度。甚至考虑采用二级井点。a)单排井点；b)双排、U形或环形布置图1-35高程布置计算共一百四十二页☆井点的类型(lèixíng)：有无(yǒuwú)压力承压井（有压）无压井（无压）是否达到不透水层完整井（达到）非完整井（不到）承压完整井无压非完整井承压非完整井无压完整井（3）轻型井点的计算计算内容：涌水量、井点管数量、井点管间距共一百四十二页共一百四十二页①轻型(qīnɡxínɡ)井点降水计算

▲无压完整井涌水量计算单井

或

（m3/d）（1-46）

式中K——土的渗透系数（m/d）；

H——含水层厚度（m）；

S——水井处水位降落(jiàngluò)高度（m）；

r——水井（单井）的半径（m）；

R——水井的降水影响半径（m）。共一百四十二页在井点系统(xìtǒng)中，各井点管是布置在基坑周围，许多井点同时抽水，即群井共同工作。群井的计算，可把由各井点管组成的群井系统，视为一口大的单井，得到群井的涌水量计算公式。共一百四十二页▲群井的涌水量计算公式（1-48）或

（m3/d）

（1-48）

式中S——井点管处水位降落(jiàngluò)高度（m）；

x0——井点管围成的水井的半径（m）；其他符号意义同前。

共一百四十二页▲无压非完整井涌水量计算

在实际工程(gōngchéng)中往往会遇到无压完整井的井点系统，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，仍可采用公式（1-48）。此时式中H换成有效含水深度H0，即或

（m3/d）共一百四十二页

有效含水深度H0的意义是，抽水是在H0范围内受到抽水影响(yǐngxiǎng)，而假定在H0以下的水不受抽水影响，因而也可将H0视为抽水影响深度。

H0

——抽水影响(yǐngxiǎng)深度。共一百四十二页假想半径(bànjìng)x0的确定——

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时，环形布置的井点可近似作为圆形井来处理，并用面积相等原则确定，此时将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径：

式中x0——环形井点系统(xìtǒng)的假想半径（m）；

F——环形井点所包围的面积（m2）。（1-49）▲

x0、R、K的确定：共一百四十二页抽水影响半径R的确定——R与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值及抽水时间(shíjiān)等因素有关可近似地按式（1-50）计算： （m）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。渗透系数K值的确定——

可用现场抽水试验或实验室测定。对重大工程，宜采用现场抽水试验确定。

（1-50）

共一百四十二页▲井点管数量计算(jìsuàn)

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(quèdìng)：

(m3/d)（1-52）

d——为滤管直径（m）；l——为滤管长度（m）；其它符号同前。共一百四十二页

井点管最大间距(jiānjù)D’：（1-53）式中L―总管长度（m）；

n‘―井点管最少根数。实际采用的井点管间距D应当与总管上接头尺寸(chǐcun)相适应。即尽可能采用0.8、1.2、1.6或2.0m

且

D<D'

，这样实际采用的井点数n>n'，一般n应当超过1.1n'，以防井点管堵塞等影响抽水效果。（m）具体工程中参考《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99共一百四十二页（4）轻型(qīnɡxínɡ)井点的施工安装程序是：挖井点沟槽，敷设集水总管(zǒnɡɡuǎn)，埋设井点管，用弯联管将井点管与总管(zǒnɡɡuǎn)连接，安装抽水设备。井管的埋设一般采用水冲法，并根据现场条件以及土层情况选择冲水管冲孔后沉入井点管、直接利用井点管水冲下沉、套管式冲枪水冲法或振动水冲法成孔后沉入井点管等方法。冲孔过程中孔洞必须保持垂直，孔径不应小于300mm，并应上下一致。冲孔深度应比滤管底深0.5m以上。井孔成型后，应立即拔出冲管，插入井点管，并填满砂滤层，以防孔壁塌土。砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利工作的关键，一般要选择干净的粗砂，以免堵塞滤管网眼，填灌要均匀，并填塞至滤管顶上1.0～1.5m。共一百四十二页

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，能很快下渗方为合格。砂滤层填灌好后，距地面(dìmiàn)下的0.5～1.0m深度内，应用粘土封口，以防漏气影响抽水效果。井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。一般应连续抽水(特别是开始阶段)，出水规律是“先大后小、先浑后清”。动画演示(yǎnshì)现场录像1共一百四十二页共一百四十二页共一百四十二页共一百四十二页2.管井井(jǐnɡjǐnɡ)点

（1）管井井点

用钢管或其它材料制成直径200mm以上的滤水井管，下端连2～3m长的过滤部分。将其沉入直径400～500的井孔中，外面充填3～15mm的砾石，井管外地面处。0.5M内用粘土填充夯实。用直径50～100mm的胶皮管或钢管作为吸水管伸入滤水井管中，采用(cǎiyòng)离心式水泵将井管中的地下水抽出地面。一般一个井管装置一台水泵，当水泵排水量大于当井管涌水量数倍时，也可另设集水总管，共用一台水泵。

井管井点一般适用于渗透系数大、涌水量大的土层降水。井管井点间距一般20～50M，深度8～15M，井内水位可降低6～10M。也有采用小型的井管降低，最大埋深5～10M，井内水位可降低3～5M。共一百四十二页

管井井(jǐnɡjǐnɡ)点的滤管

管井井(jǐnɡjǐnɡ)点降水是一种常用的降水方法，适用在降水深度要求大，土质的渗透系数在20～200m/d。共一百四十二页（2）深井泵井点当降水深度较大，管井内一般水泵不能满足要求时，可改用深井泵。一般管井直径300mm，内径应大于水泵外径(wàijìnɡ)50mm。水泵采用潜水泵或深井泵。深井较大适用于渗透性大、涌水量大、较深的砂类土类，降水深度可达15～50m。共一百四十二页（三）、井点降水(jiàngshuǐ)对邻近环境的影响及预防措施1、回灌技术为了减少井点降水对周围建筑物的影响，减少地下水的流失，可以采用补充地下水的方法来保持建筑物下的地下水位的稳定，即在降水井点系统与需要保护建筑物之间埋置一道回灌井点。在降水的同时，通过回灌井点向土层中灌入足够的水，使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围。回灌井点系统的工作恰恰与抽水井点系统相反，在土层中形成一个倒转的降落漏斗。回灌水量也应按水井理论进行计算。一般通过架设回灌水箱的高度的办法提高(tígāo)回灌水压力。回灌井点与降水井点应同时工作或同时停止。共一百四十二页2、设置(shèzhì)止水帷幕法降水过程中，为减少地下水的流失，一般通过在降水区和原有建筑物之间的土层中设置一道抗渗屏幕（抗渗墙），来增加地下水的渗流路径，从而保持地下水位基本保持不变。可结合基坑支护方案或单独设置。

常用方法：深层搅拌法、压密注浆法、冻结法等。共一百四十二页小结(xiǎojié)：

一个难点、四个重点※◎轻型井点降水的计算（设计）◎流砂产生的原因及防止(fángzhǐ)措施◎井点降水对邻近环境的影响及预防措施（回灌井点法的含义）◎各种降水方法使用的范围共一百四十二页

大型(dàxíng)场地平整时，可采用履带式拖拉机与铲运机联合作业，提高土方的运输效率。

铲运机共一百四十二页挖土机挖土2010共一百四十二页挖土机挖土共一百四十二页第三节土方(tǔfāng)的填筑与压实预备知识:1.

土的三相物理指标及换算(huànsuàn)；2.

土的密实度、最佳含水量等试验。教学要求：

1.

掌握土方填筑与压实方法；2.

掌握影响填土压实的主要因素；共一百四十二页一、土料的选用(xuǎnyòng)与处理填方土料应符合设计要求，保证填方的强度与稳定性，选择的填料应为强度高、压缩性小、水稳定性好、便于施工的土、石料。如设计无要求时，应符合下列规定：（1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3）可用于表层下的填料。（2）含水量符合压实要求的粘性土，可为填土。在道路(dàolù)工程中粘性土不是理想的路基填料，在使用其作为路基填料时必须充分压实并设有良好的排水设施。（3）碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方。共一百四十二页（4）淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理含水量符合压实要求，可用于填方中的次要部位。填土应严格控制含水量，施工前应进行检验。当土的含水量过大，应采用翻松、晾晒、风干等方法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材料、打石灰桩等措施；如含水量偏低，则可预先洒水湿润(shīrùn)，否则难以压实。共一百四十二页二、填土方法填土可采用人工(réngōng)填土和机械填土。1、人工(réngōng)填土：人工填土一般用手推车运土，人工用锹、耙、锄等工具进行填筑，从最低部分开始由一端向另一端自下而上分层铺填。2、机械填土：机械填土可用推土机、铲运机或自卸汽车进行。用自卸汽车填土，需用推土机推开推平，采用机械填土时，可利用行驶的机械进行部分压实工作。填土必须分层进行，并逐层压实。特别是机械填土，不得居高临下，不分层次，一次倾倒填筑。共一百四十二页自卸式土方(tǔfāng)运输车共一百四十二页三、压实方法(fāngfǎ)填土的压实方法(fāngfǎ)有碾压、夯实和振动压实等几种。1、碾压：适用于大面积填土工程。设备：平碾（压路机）、羊足碾和汽胎碾。2、夯实：主要用于小面积填土,可以夯实粘性土或非粘性土。设备：夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机。3、振动压实：主要用于压实非粘性土。设备：振动压路机、平板振动器等。共一百四十二页

填土压实方法应根据压实机械采取不同(bùtónɡ)的填土层厚度和压实遍数，一般必须分层压实。

蛙式打夯机压实

压路机压实共一百四十二页汽胎碾羊足碾共一百四十二页

填土压实方法中用(zhōngyòng)吊机吊起夯锤脱钩后自由落下可做为高填土的有效夯