第1章土方工程2

1、第1章 土方工程第1章 土方工程 1.1 土地工程分類及其工程物理性質(zhì) 1.2 基坑（槽）的土方開挖 1.3 土方填筑與壓實 1.4 土方工程的機械化施工 1.5 人工降低地下水位1.4 土方工程的機械化施工 在土方工程的開挖、運輸、填筑、壓實等施工 過程中，應(yīng)盡可能采用機械化和先進的作業(yè)方法。 土方工程施工機械的種類很多，常用的有：推土機、鏟運機、挖土機、裝載機、運輸機械和碾壓夯實機械等。正鏟正鏟：前進向上，強制切土：前進向上，強制切土反鏟反鏟：后退向下，強制切土：后退向下，強制切土拉鏟拉鏟：后退向下，自重切土：后退向下，自重切土抓鏟抓鏟：直上直下，自重切土：直上直下，自重切土單斗挖土機單斗

2、挖土機推土機：獨立完成挖土、運土、卸土；推土機：獨立完成挖土、運土、卸土； 經(jīng)濟運距經(jīng)濟運距100 m內(nèi)，效率最高內(nèi)，效率最高60m鏟運機：獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、場地平整；鏟運機：獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、場地平整； 經(jīng)濟運距經(jīng)濟運距6001500 m，效率最高，效率最高800m1.4.1 推土機 推土機由拖拉機和推土鏟刀組成。按行走裝置的類型可分為履帶式和輪胎式兩種。履帶式推土機履帶板著地面積大，現(xiàn)場條件差時也可施工，還可以協(xié)助其他施工機械工作，所以應(yīng)用比較廣泛。按推土鏟刀的操作方式可分為液壓式和索式兩種。索式推土機的鏟刀借本身自重切入土中，在硬土中切入深度較小；液壓式推土機

3、的鏟刀利用液壓操縱，使鏟刀強制切入土中， 切土深度較大，且可以調(diào)升鏟刀和調(diào)整鏟刀的角度，具有較大的靈活性。 推土機操縱靈活，運轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小、行駛速度快、易于轉(zhuǎn)移，能爬300左右的緩坡，因此應(yīng)用較廣。多用于場地清理和平整、開挖深度1. 5m以內(nèi)的基坑，填平溝坑，以及配合鏟運機、挖土機工作等。此外，在推土機后面可安裝松土裝置，破、松硬土和凍土，也可拖掛羊足輾進行土方壓實工作。推土機可以推挖一至三類土，經(jīng)濟運距100m以內(nèi)，效率最高為60m。1.4.1 推土機 為提高推土機的生產(chǎn)率，增大鏟刀前土的體積，減少推土過程中土的散失，縮短推土?xí)r間，常采用下列施工方法： （1）下坡推土法 在斜坡上，

4、推土機順下坡方向切土與推運，借助機械本身的重力作用，以增加切土深度和運土數(shù)量，一般可提高生產(chǎn)率3040，但坡度不宜超過150，避免后退時爬坡困難。1.4.1 推土機 （2）并列推土法 平整場地面積較大時，可采用兩臺或三臺推土機并列推土，鏟刀相距150300mm，以減少土的散失，提高生產(chǎn)效率。一般采用兩機并列推土可增加推土量l530，三機并列推土可增加推土量3040。1.4.1 推土機 （3）槽形推土法 推土機連續(xù)多次在一條作業(yè)線上切土和推運，使地面形成一條淺槽，以減少土在鏟刀兩側(cè)散失，一般可提高推土量l030。槽的深度在1m左右，土埂寬約為500mm。當推出多條槽后，再推土埂。適于運距較遠，土

5、層較厚時使用。1.4.1 推土機 （4）多鏟集運法 當推土距離較遠而土質(zhì)比較堅硬時，由于切土深度不大，應(yīng)采用多次鏟運、分批集中、一次推運的方法，使鏟刀前保持滿載，縮短運土?xí)r間，一般可提高生產(chǎn)效率l5左右。堆積距離不宜大于30m，堆土高度以2m以內(nèi)為宜。1.4.1 推土機1.4.2 鏟土機 鏟運機是一種能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑和整平的土方機械。按鏟斗的操縱系統(tǒng)可分為索式和液壓式兩種。液壓式能使鏟斗強制切土，操縱靈便，應(yīng)用廣泛；索式現(xiàn)已逐漸淘汰。按行走機構(gòu)可分為自行式和拖式兩種。拖式鏟運機由拖拉機牽引作業(yè)，自行式鏟運機的行駛和作業(yè)都靠本身的動力設(shè)備，機動性大、行駛速度快，故得到廣泛采用。

6、鏟運機由牽引車和鏟斗兩部分組成。鏟運機的工作裝置是鏟斗，鏟斗前方有一個能開啟的斗門，鏟斗前設(shè)有切土刀片。切土?xí)r，鏟斗門打開，鏟斗下降，刀片切入土中。鏟運機前進時，被切下的土擠入鏟斗，鏟斗裝滿土后，提起鏟斗，放下斗門，將土運至卸土地點。 鏟運機對行駛的道路要求較低，操縱靈活，行駛速度快，生產(chǎn)效率高，且費用低。在土方工程中常應(yīng)用于大面積場地平整，開挖大型基坑，填筑堤壩和路基等。自行式鏟運機經(jīng)濟運距以8001500m為宜。適宜開挖含水率27以下的一四類土，鏟運較堅硬的土?xí)r，可用推土機助鏟或用松土機配合。自行式鏟運機1-駕駛室；2-前輪；3-中央框架；4-轉(zhuǎn)向油缸；5-轅架；6-提斗油缸；7-斗門；8

7、-鏟斗；9-斗門油缸；l0-后輪；ll-尾架拖式鏟運機1-拖把；2-前輪；3-轅架；4-斗門；5-鏟斗；6-后輪；7-尾架 1.鏟運機開行路線 . 環(huán)形路線：這種開行路線簡單但常用，當施工地段較短，地形起伏不大時，采用小環(huán)形路線，這種路線每一循環(huán)完成一次鏟土卸土。本法施工時應(yīng)常調(diào)換方向，以避免機械行駛部分的單側(cè)磨損。 . 8字形路線：當?shù)貏萜鸱^大，施工地段又較長時，可采用8字形開行路線。這種運行方式在同一循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)運方向不同，還可以避免機械行駛部分的單側(cè)磨損。 1.4.2 鏟土機 2鏟運機作業(yè)方法 （1）下坡鏟土法 鏟運機盡量利用地形下坡鏟土，借助鏟運機的重力，加深鏟刀切土深度，可提高生產(chǎn)

8、效率25，最大坡度不超過200，一般坡度為3090。鏟土厚度以200mm為宜。 （2）跨鏟法 較堅硬的土鏟土回填或場地平整時，可預(yù)留土埂，鏟運機間隔鏟土。這樣可使鏟土機在鏟土?xí)r減少向外撒土量，鏟土埂時阻力減少。土埂兩邊溝槽深度以不大于0.3m，寬度在1.6m以內(nèi)為宜。 （3）助鏟法 地勢平坦，土質(zhì)較堅硬時，可另配一臺推土機在鏟運機的后面進行頂推，協(xié)助鏟土，以加大鏟刀切土能力，縮短每次鏟土?xí)r間，可提高生產(chǎn)效率30%左右。 1.4.2 鏟土機 單斗挖土機是大型基坑開挖中最常用的一種土方機械。挖土機按行走方式分履帶式和輪胎式兩種；按傳動方式可分為機械傳動和液壓傳動兩種；按行走方式不同可分為履帶式和輪

9、胎式挖土機兩種;按工作裝置不同分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。在建筑工程中單斗挖土機斗容量一般為0.52.0m3。1.4.3 單斗挖土機 1.正鏟挖土機施工 正鏟挖土機一般僅用于開挖停機面以上的土，含水量不大于27%的一四類土。 正鏟挖土機的特點是：“前進向上，強制切土”。 根據(jù)挖土機的開挖路線與運輸工具的相對位置不同，正鏟挖土機的作業(yè)方式主要有兩種：側(cè)向裝土法和后方裝土法。 側(cè)向裝土法動臂回轉(zhuǎn)角度小，運輸工具行駛方便，生產(chǎn)率高，應(yīng)用較廣。1.4.3 單斗挖土機 2.反鏟挖土機施工 反鏟挖土機適用開挖停機面以下的一類至三類的砂土和粘性土。 作業(yè)特點是：后退向下，強制切土。 主要用于開挖基坑、基

10、槽或管溝；亦可用于地下水位較高處的土方開挖，經(jīng)濟合理挖土深度為35m。 其作業(yè)方式：溝端開挖與溝側(cè)開挖兩種。 溝端開挖，就是挖土機停在溝端，向后倒退著挖土。 溝側(cè)開挖，就是挖土機沿溝槽一側(cè)直線移動，邊走邊挖，將土棄于距基槽較遠處。1.4.3 單斗挖土機 3.拉鏟挖土機施工 拉鏟挖土機依靠土斗自重及拉索拉力切土。它適用于開挖停機面以下的一類至三類土。特點是：后退向下，自重切土。 它的開挖深度和半徑較大，常用于較大基坑（槽）、溝槽、大型場地平整和挖取水下泥土的施工。 拉鏟挖土機的作業(yè)方式有：溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種。 4.抓鏟挖土機施工 機械傳動抓鏟挖土機是用鋼絲繩吊裝一個抓斗。其特點是：直上直下，

11、自重切土。 抓鏟挖土機挖掘力較小，能開挖停機面以下的一至二類土。適用于開挖較松軟的土，還可用于疏通舊有渠道以及挖取水中淤泥，或用于裝卸碎石、礦渣等松散材料。1.4.3 單斗挖土機 現(xiàn)以單斗挖土機配以自卸汽車為例。 1.挖土機數(shù)量的確定 挖土機數(shù)量N，應(yīng)根據(jù)土方量大小、工期長短、經(jīng)濟效果按下式計算： N=式中 N 挖土機數(shù)量，臺； Q 挖土總量，m3； p 挖土機生產(chǎn)效率，m3臺班； 工期，工日； 每天工作班數(shù)； 時間利用系數(shù)（0.80.9）。1.4.4 挖土機與汽車配套計算KCTpQ1 上式中挖土機生產(chǎn)效率p，可查定額確定，也可按下式計算： p=式中 t 挖土機每次循環(huán)作業(yè)延續(xù)時間（S），即開

12、挖一斗的時間。對 W1-100正鏟挖土機為25S40S，對W1-100拉鏟為45S60S； q 挖土機斗容量，m3； S 土的最初可松性系數(shù)； C 土斗的充盈系數(shù)，可取0.81.1； B 工作時間利用系數(shù)，一般為0.70.9。1.4.4 挖土機與汽車配套計算BSCKKKqt36008 2.自卸汽車配合數(shù)量計算 為了使挖土機械充分發(fā)揮生產(chǎn)能力，應(yīng)使運土車輛的載重量與挖土機的每斗土重保持一定的倍數(shù)關(guān)系，并有足夠數(shù)量車輛以保證挖土機械連續(xù)工作。運土車輛的數(shù)量N，可按下式計算：自卸汽車的數(shù)量應(yīng)保證挖土機能連續(xù)工作，可按下式計算： N式中 N 自卸汽車的數(shù)量，臺； TS 自卸汽車每一工作循環(huán)的的延續(xù)時間

13、，min； t1 自卸汽車每次裝車時間，min。 1.4.4 挖土機與汽車配套計算1tTS t1nt 式中 n自卸汽車每車裝土次數(shù)。 n 式中 t 挖土機每次循環(huán)作業(yè)延續(xù)時間（S），即開挖一斗的時間。對 W1-100正鏟挖土機為25S40S，對W1-100拉鏟為45S60S； q 挖土機斗容量，m3； S 土的最初可松性系數(shù)； C 土斗的充盈系數(shù)，可取0.81.1； 土的容重（一般取1.7tm3）； Q1自卸汽車載重量，t SCKKqQ11.4.4 挖土機與汽車配套計算 1.施工機械的選擇要點 （1）在場地平整施工中，當?shù)匦纹鸱淮螅ㄆ露刃∮?5），填挖平整土方的面積較大，平均運距較短（150

14、0m以內(nèi)），土的含水量適當（27%以下）時，采用鏟運機較為合適。 （2）當?shù)匦纹鸱^大，挖土高度在3m以上，運輸距離超過1000m，土方工程量較大又較集中時，一般可采用下述三種方式進行挖土和運土： 正鏟挖土機配合自卸汽車進行施工，并在棄土區(qū)配備推土機進行平整和推土。 用推土機將土推入漏斗，并用自卸汽車在漏斗下承土并運走。 用推土機預(yù)先把土推成一堆，用裝載機把土裝到汽車上運走，效率也很高。 1.4.5 土方挖運機械選擇和注意事項 （3）對基坑開挖，當基坑深度在12m，而長度又不太大時，可采用推土機；對于深度在2m以內(nèi)的線狀基坑，宜用鏟運機開挖；當基坑面積較大，工程量又集中時，可選用正鏟挖土機挖土

15、，自卸汽車配合運土；如地下水位較高，又不采用降水措施，或土質(zhì)松軟，則應(yīng)要用反鏟、拉鏟或抓鏟挖土機施工。 （4）開挖基坑和管溝的回填，當運距在100m以內(nèi)時，可采用推土機施工。 1.4.5 土方挖運機械選擇和注意事項 2. 注意事項 （1）開挖深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計基礎(chǔ)埋深、確定的室內(nèi)地坪標高及地基持力層位置，進行綜合分析確定。 （2）使用大型土方機械在坑下作業(yè)，如為軟土地基或在雨期施工，進入基坑行走需鋪墊鋼板或鋪筑道路。 （3）土方開挖應(yīng)制定方案、繪出開挖圖，確定開挖路線、順序、范圍、基底標高、邊坡坡度、排水溝、集水井位置以及挖出的土方堆放地點。 （4）由于大面積基礎(chǔ)群基坑底標高不一，機械開挖次序一般

16、采取先整片挖至一平均標高，然后再挖個別較深部位。 （5）由于機械施工不能準確地將地基抄平，容易出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。所以要求施工中機械開挖到基底以上20cm30cm后，采用人工方法挖到坑底標高。 1.4.5 土方挖運機械選擇和注意事項 在開挖基坑（槽）、管溝或其他土方時，若地下水位較高，挖土底面低于地下水位，開挖至地下水位以下時，土的含水層被切斷，地下水將不斷流入坑內(nèi)。這時不僅施工條件惡化，而且容易發(fā)生邊坡失穩(wěn)、地基承載力下降等不利現(xiàn)象。因此，為了保證工程質(zhì)量和施工安全，在土方開挖前或開挖過程中必須采取措施，做好降低地下水位的工作，使地基土在開挖及基礎(chǔ)施工過程中保持干燥狀態(tài)。 降水目的：1、防止涌水、

17、流砂，保證在較干燥的狀態(tài)下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、減少坑壁支護結(jié)構(gòu)的水平荷載。 在土方工程施工中，地下水控制常采用的方法有集水井降水法和井點降水法。集水井降水法一般用于降水深度較小且地層中無流砂時；如降水深度較大，或地層中有流砂，或在軟土地區(qū)，應(yīng)采用井點降水法。不論采用哪種方法，降水工作都要持續(xù)到基礎(chǔ)施工完畢并回填土后才能停止。 1.5 人工降低地下水位 集水井降水法又稱明溝排水法，是在基坑開挖過程中，沿坑底周圍或中央開挖有一定坡度的排水溝，在坑底每隔一定距離設(shè)一個集水井，地下水通過排水溝流入集水井中，然后用水泵抽走。 1.5.1 集水坑降水法1-排水溝；2-集水坑；3-水泵集

18、水坑降水法 1.集水坑設(shè)置 為了防止基底土的細顆粒隨水流失，使土結(jié)構(gòu)受到破壞，排水溝及集水井應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍之外，距基礎(chǔ)邊線距離不少于0.4m，地下水走向的上游。 根據(jù)基坑涌水量大小、基坑平面形狀及尺寸，以及水泵的抽水能力，確定集水井的數(shù)量和間距。一般每隔2040m設(shè)置一個。集水井的直徑或?qū)挾纫话銥?.60.8m。集水井的深度隨挖土加深而加深，要始終低于挖土面0.71.0m。井壁用竹、木等材料加固。 排水溝深度為0.30.4m，底寬不小于0.20.3m，邊坡坡度為1：11：1.5，溝底設(shè)有12的縱坡。 當挖至設(shè)計標高后，集水井底應(yīng)低于坑底l2m，并鋪設(shè)0.3m碎石濾水層，以免在抽水時將泥砂抽出

19、，并防止坑底土被攪動。 1.5.1 集水坑降水法 2.水泵選用 集水井降水常用的水泵主要有離心泵、潛水泵和軟抽水泵。選用水泵類型時，一般取水泵的排水量為基坑涌水量的1.52.0倍。當基坑涌水量很小時，也可采用人力提水桶、手搖泵等將水排出。 1.5.1 集水坑降水法 3.流沙及其防治 集水井降水法由于設(shè)備簡單和排水方便，采用較為普遍。但如果開挖深度較大、地下水位較高且土質(zhì)較差，挖土至地下水位0.5m以下時，采用坑內(nèi)抽水，有時坑底土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài)隨地下水涌入基坑，邊挖邊冒，無法挖深，這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。發(fā)生流砂現(xiàn)象時，坑底土完全喪失承載能力，施工條件惡化，嚴重時會造成邊坡塌方及附近建筑物下沉、傾

20、斜，甚至倒塌。 產(chǎn)生流沙的原因：產(chǎn)生流沙現(xiàn)象主要是由于地下水的水力坡度大，即動水壓力大，而且動水壓力的方向(與水流方向一致)與土的重力方向相反，土不僅受水的浮力，而且受動水壓力的作用，有向上舉的趨勢，見圖1。當動水壓力等于或大于土的浸水密度時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，并隨地下水一起流入基坑，即發(fā)生流沙現(xiàn)象。 1.5.1 集水坑降水法a)水在土中滲流時的脫離體受力圖 b)動水壓力對地基土的影響井點降水的作用井點降水的作用 流砂的防治措施 顆粒細、均勻、松散、飽和的非粘性土容易發(fā)生流砂現(xiàn)象，但是否出現(xiàn)流砂現(xiàn)象的重要條件是動水壓力的大小和方向。因此，防治流砂主要途徑有減少或平衡動水壓力，或者改變動水壓力

21、的方向使之向下。其具體措施有： 1.如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 2.水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡； 3.采用井點降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。 4.往坑底拋大石塊，增加土的壓重和減小動水壓力； 此外，在含有大量地下水的土層或沼澤地區(qū)施工時，還可以采取土壤凍結(jié)法等。對位于流砂地區(qū)的基礎(chǔ)工程，應(yīng)盡可能采用樁基或沉井施工，以節(jié)約防治流砂所增加的費用。 1.5.1 集水坑降水法 井點降水法，就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的井點管，利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下，直至基礎(chǔ)施工結(jié)束回填土完成為

22、止。 井點降水改善了施工條件，可使所挖的土始終保持干燥狀態(tài)，同時還使動水壓力方向向下，從根本上防止流砂發(fā)生，并增加土中有效應(yīng)力，提高土的強度或密實度，土方邊坡也可陡些，從而減少挖土數(shù)量。但在降水過程中，基坑附近的地基土?xí)幸欢ǖ某两?，施工時應(yīng)加以注意。 井點降水的方法有輕型井點、電滲井點、噴射井點、管井井點及深井井點等。 1.5.2 井點降水 1.輕型井點 輕型井點降水是沿基坑（槽）的四周或一側(cè)以一定距離埋設(shè)一定數(shù)量的井點管，井點管上端有彎連管與集水總管相連，下端與濾水管連接，并利用抽水設(shè)備不間斷將滲流進井點管的水抽出，使地下水位降落在坑底以下。 1.5.2 井點降水1-井點管；2-濾管；3-

23、總管；4-彎聯(lián)管；5-水泵房；6-原有地下水位線；7-降低后地下水位線輕型井點降低地下水位圖 2.噴射井點 噴射井點的主要設(shè)備 噴射井點根據(jù)其工作時使用的噴射介質(zhì)的不同，分為噴水井點和噴氣井點兩種。其主要設(shè)備由噴射井管、高壓水泵(或空氣壓縮機)和管路系統(tǒng)組成。如圖所示。 噴射井點布置 噴射井點管的布置、井點管的埋設(shè)方法和要求與輕型井點基本相同。 1.5.2 井點降水1-外管；2-內(nèi)管；3-噴射器；4-擴散管；5-混合管；6-噴嘴；7-縮節(jié)；8-連接座；9-真空測定管；10-濾管芯管；11-濾管有孔套管；12-濾管外纏濾網(wǎng)及保護網(wǎng)；13-逆止球閥；14-逆止閥座；15-護套；16-沉泥管噴射井點

24、管構(gòu)造 3.電滲井點 在飽和粘性土中，特別是在淤泥和淤泥質(zhì)黏土中，由于土的滲透系數(shù)很小，此時宜采用電滲井點排水。它是利用粘性土中的電滲現(xiàn)象和電泳特性，使粘性土空隙中的水流動加快，起到一定的疏導(dǎo)作用，從而使排水效率得到提高。 1.5.2 井點降水 4.管井井點 管井井點是由濾水井管、吸水管和抽水機械等組成。管井井點設(shè)備較為簡單，排水量大，降水較深，較輕型井點其具有更大的降水效果，可代替多組輕型井點作用。管井井點適于滲透系數(shù)較大、地下水豐富的土層、砂層或用集水井排水法易造成土粒大量流失，引起邊坡塌方及用輕型井點難以滿足要求的情況下使用。 1.5.2 井點降水 5.深井井點 當要求井內(nèi)降水深度超過1

25、0m時，可在管井中使用深井泵抽水，這種井點稱為深井井點(或深管井井點)。深井井點一般可降低水位達30 -40m，常用間距為10-30m。 常用的深井泵有兩種類型:一種是深井潛水泵，但泵體為多級葉輪;另一種是電動機安裝在地面上，通過傳動軸帶動多級葉輪工作而排水。 1.5.2 井點降水 1.輕型井點設(shè)備的組成 輕型井點設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。 濾管為進水設(shè)備，如圖所示。長度一般為1.0-1.5m，直徑為38-50mm的無縫鋼管，管壁鉆有直徑13-19mm的梅花形濾孔。管壁外包兩層濾網(wǎng)，內(nèi)層為細濾網(wǎng)，采用3-5孔/mm2黃銅絲布或生絲布，外層為粗濾網(wǎng)，

26、采用0.8-1.0孔/mm2鐵絲絲布或尼龍布。為使水流通暢，在管壁與濾網(wǎng)間用鐵絲或塑料管隔開，濾網(wǎng)外面再綁一層粗鐵絲保護網(wǎng)，濾管下面為一鑄鐵塞頭，濾管上端與井點管用螺釘套頭連接。 1.5.3 輕型井點降水 1.輕型井點設(shè)備的組成 井點管直徑為38-51mm，長5-7m的鋼管。集水總管直徑為100-127mm鋼管，每段長4m，其上裝有與井點管連接的端接頭，間距0.8m或1.2m?？偣芘c井點管用90度彎頭連接，或用塑料管連接。抽水設(shè)備由真空泵、離心泵和集水箱等組成。 真空泵-真空度高，體形大、耗能多、構(gòu)造復(fù)雜 ；射流泵(常用)-簡單、輕小、節(jié)能 ；隔膜泵(少用)。1.5.3 輕型井點降水 2.井點

27、布置 依據(jù)： a.水文地質(zhì)資料：H、承壓或非承壓、土質(zhì)、土壤的滲透系數(shù)等。 b.工程性質(zhì)：基坑（槽）形狀、大小及深度。 c.設(shè)備條件：井管長度、泵的抽吸能力。 輕型井點布置內(nèi)容： a.平面布置：確定井點布置的形式、總管長度、井點管數(shù)量、水泵數(shù)量及位置。 b.高程布置：確定井點管的埋置深度。1.5.3 輕型井點降水 . 平面布置 當基坑寬度小于6m，降水深度不超過5m時，可采用單排線狀井點，布置在地下水上游一側(cè)，兩端延伸長度不小于基坑的寬度。1.5.3 輕型井點降水1-總管； 2-井點管； 3-抽水設(shè)備單排線狀井點布置圖 . 平面布置 如基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良時，宜采用雙排線狀井點。1.5.

28、3 輕型井點降水1-總管； 2-井點管； 3-抽水設(shè)備雙排線狀井點布置圖 . 平面布置 基坑面積較大時，宜采用環(huán)狀井點。為便于挖土機械和運輸車輛進入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點。井點管距離基坑壁一般不宜小于0.7-1.0m，以防局部放生漏氣，井點管間距應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、降水深度、工程性質(zhì)等決定，一般采用0.8-1.6m，在地下水補給方向和環(huán)形井點四角應(yīng)適當加密。 1.5.3 輕型井點降水1-總管； 2-井點管； 3-抽水設(shè)備環(huán)形井點布置圖 .高程布置 輕型井點的降水深度一般以不超過6m為宜，井點管需要埋置深度HA（不含濾管）可按下式計算：HAH1hi式中 HA 井點管埋置深度，m； H1 總管

29、底面至基坑底面的距離，m； h 基坑底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.51.0m； i 水力坡度，單排線狀井點為14，環(huán)型井點為110； L 井點管距基坑中心的水平距離（單排井點為井點管至基坑另一邊的水平距離）。m。 1.5.3 輕型井點降水 .高程布置 當一級井點系統(tǒng)達不到降水深度時，可采用二級井點。 1.5.3 輕型井點降水 3.輕型井點計算 井點涌水量計算 水井大致可分為四種類型：無壓（潛水）完整井，無壓（潛水）非完整井，承壓完整井，承壓非完整井。 1.5.3 輕型井點降水 A.無壓完整井涌水量計算 式中 Q井點系數(shù)的總涌水量，m3d； K滲透系數(shù)，md； H潛水含水層厚度，m；

30、 S基坑水位降深，m； R降水影響半徑，m；可按下式確定 無壓含水層： ro基坑環(huán)形井點假想半徑，m。對于不規(guī)則基坑，可按下式計算： 式中A為基坑面積。 0r1lg)2(1.366KQRSSHKHSR2Ar0 B.承壓完整井涌水量計算 式中 Q井點系數(shù)的總涌水量，m3d； K滲透系數(shù)，md； M承壓含水層厚度，m； S基坑水位降深，m； R降水影響半徑，m；可按下式確定 承壓含水層： ro基坑環(huán)形井點假想半徑，m。對于不規(guī)則基坑，可按下式計算： 式中A為基坑面積。 0r1lg2.37KQRMSKSR10Ar0 3.輕型井點計算 井點系統(tǒng)（群井）涌水量計算1.5.3 輕型井點降水 群井按最大簡化

31、的無壓完整井的基坑降水總涌水量計算式中 Q基坑降水的總涌水量，m3d； K滲透系數(shù)，md； H0潛水含水層厚度，m； S0基坑水位降深，m； R降水影響半徑，m； ro基坑環(huán)形井點假想半徑，m。抽水影響深度H0(m) 1n)2(KQ000lSSH 3.輕型井點計算 確定井點管數(shù)及井距 井點管數(shù)量的多少取決于單根井點管的抽水能力，單根井點管的最大出水量與濾管構(gòu)造和尺寸以及土的滲透系數(shù)有關(guān)。按下式計算：式中 q0單根井點管最大出水量，m3d； rs過濾器半徑，m； K滲透系數(shù)，md； l濾管長度，m。 井點根數(shù)：n1.1Q/q 井點管的平均間距：L/n1.5.3 輕型井點降水3s0lr201qK

32、4.輕型井點施工 1）井點施工工藝：放線定位挖井點溝槽鋪設(shè)總管沖孔安裝井點管、灌填砂礫濾料、上部填粘土密封用彎聯(lián)管將井點管與總管接通安裝抽水設(shè)備與總管連通安裝集水箱和排水管開動真空泵排氣、再開動離心水泵試抽抽水觀察水位變化。 2）埋設(shè)方法：沖孔埋設(shè)法，又分為：沖孔和埋管兩個過程。 沖孔：沖管插在井點的位置上，然后開動高壓水泵，將土沖松，沖管邊沖邊沉。沖管應(yīng)始終保持垂直、上下孔一致。沖孔深度應(yīng)比濾管底深0.51m，以防拔出時部分土回落填塞濾管。 埋管：拔出沖管，立即插入井點管，并在井點管與孔壁之間迅速填灌砂濾層，以防孔壁塌土。砂濾層用潔凈的中粗砂，充填高度至少要達到濾管頂以上11.5m，以保證水

33、流暢通，砂濾層灌好后，在地面以下1m范圍內(nèi)應(yīng)用粘土封口，以防止漏氣。1.5.3 輕型井點降水沖孔； 埋管1-沖管；2-沖嘴；3-膠皮管；4-高壓水泵；5-壓力表； 6-起重機吊鉤；7井點管；8濾管；9填砂；10-粘土封口井點管的埋設(shè) 4.輕型井點施工 3）輕型井點的使用 輕型井點運行后，應(yīng)保證連續(xù)不斷抽水。如果井點淤塞，一般可以通過聽管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有震動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時排除隱患，確保施工正常進行。 5.回灌井點 輕型井點降水在基礎(chǔ)施工中應(yīng)用廣泛，但其降落漏斗影響范圍較大，影響半徑可達百米甚至數(shù)百米，且會導(dǎo)致周圍土壤固結(jié)而引起地面沉陷。一般工

34、程主要采取的措施有： 1）在降水區(qū)域和原有建筑物、地下管線之間的土層中設(shè)置一道固體抗?jié)B屏幕，減小對周圍環(huán)境的影響； 2）常用的是場地外緣設(shè)置回灌系統(tǒng) 。1.5.3 輕型井點降水 某廠房設(shè)備基礎(chǔ)施工，基坑底寬8m，長15m，深4.2m；挖土邊坡1：0.5，基坑平剖面圖如圖138所示。地質(zhì)資料表明，在天然地面以下為0.8m黏土層，其下有8m厚的砂礫層（滲透系數(shù)K=12m/d），再下面為不透水的黏土層。地下水位在地面以下1.5m。現(xiàn)決定采用輕型井點降低地下水位，試進行井點系統(tǒng)設(shè)計。1.5.4 設(shè)計實例 【解】（1）井點系統(tǒng)位置：為使總管接近地下水位和不影響地面交通，將總管埋設(shè)在地面下0.5m處，即先

35、挖0.5m的溝槽，然后在槽底鋪設(shè)總管，此時基坑上口（+9.5m）平面尺寸為11.7m18.7m，井管初步布置在距基坑邊1m；則井管所圍成的平面積為13.7m20.7m,降水總管長度為：L總=13.72+20.72=68.8（m）。 由于其長寬比小于5，且基坑寬度小于2倍抽水影響半徑R（見后面計算），故按環(huán)狀井點布置?；又行牡慕邓疃葹椋?S=8.55.8+0.5=3.2m 采用一級井點降水，井點管的要求埋設(shè)深度H為： HH1+h+iL=3.7+0.5+0.113.72=4.9m 采用長6m、直徑38mm的井點管，井點管外露0.2m，作為安裝總管用，則井管埋入土中的實際深度為6.00.2=5.

36、8m，大于要求埋設(shè)深度，故高程布置符合要求。1.5.4 設(shè)計實例 （2）基坑涌水量計算： 取濾水管長度l=1m，則井點管及濾管總長6+1=7m，濾管底部距不透水層為1.7m，可按無壓非完整井環(huán)形井點系統(tǒng)計算。井點管中心水位降落值：S=6.0+0.3-1.5=4.8 m， 基坑實際降水深度：S=4.8-1/1013.7=3.4m 有效抽水影響深度Ho由表查得：Ho=1.8（S+ l ）=10.73m 由于實際含水層厚度H=8.5-1.2=7.3m,而HoH，故取Ho=H=7.3m。 抽水影響半徑R： 基坑假想圓半徑ro： 涌水量為：Q=791.45m3/d1.5.4 設(shè)計實例mHKsR05.62

37、123 .74 .322mA50.914.37 .207 .13r0 （3）計算井點管數(shù)量及井距： 單根井點管出水量（選井管直徑為38）： q=120rslk1/3=1203.140.0381121/3=17.76m3/d 井點管數(shù)量： n=1.1Q/q=1.1791.45、17.75=50.0根 井距： D=L/n=68.8/50=1.38m 取井距為1.2m，井點管實際總根數(shù)為57根。 （4）選擇抽水設(shè)備： 抽水設(shè)備所帶動的總管長度為68.8m，可選用W5型干式真空泵。 水泵抽水流量：Q1=1.1Q=1.1791.45=870.60m3/d 水泵吸水揚程：Hs6.0+1.0=7.0m 根據(jù)Q1及Hs計算值即可通過水泵的性能表選出適合本工程的水泵。 （5）井點管埋設(shè)：采用水沖法安裝埋設(shè)井點管。1.5.4 設(shè)計實例 （1）施工前，應(yīng)檢查施工區(qū)內(nèi)存在的各種障礙物，在辦理相關(guān)手續(xù)后應(yīng)拆除、清理或遷移，確保施工安全。 （2）大型土方和開挖較深的基坑工程，施工前要認真研究整個施工區(qū)域和施工場地內(nèi)的工程地質(zhì)和水文資料、鄰近建筑物或構(gòu)筑物的質(zhì)量和分布狀況、挖土和棄土要求、施