土石方工程課件

第一章土石方工程第一節(jié)

概述

土石方工程的特點：1）工程量大，勞動繁重。採用機械化或半機械化施工2）施工條件複雜。詳細分析與核對技術(shù)資料，制定出經(jīng)濟可行的施工組織設(shè)計土石方工程分類：1）場地平整，完成“三通一平”2）建（構(gòu)）築物和其他地下工程的開挖和回填本節(jié)課程從下列兩方面對土的基本性質(zhì)進行闡述：一、土的分類二、土的工程性質(zhì)一、土的分類1）按土的顆粒級配或者塑性指數(shù)：碎石土、砂類土和粘性土；2）按沉積年代：粘性土分為老、一般、新近沉積的粘性土；3）按土開挖的難易程度將土分為：鬆軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。*土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運機、推土機、挖土機施工；*堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工；*次堅石、堅石和特堅硬石一般要用爆破方法施工。[詳細見表1-1所示]表1-1

土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法二、土的工程性質(zhì)

土的工程性質(zhì)對土方施工方法的選擇、勞動量和機械臺班的消耗及工程費用等都有較大影響。1.土的重力密度2.土的天然含水量3.土的密實度4.土的可松性5.土的滲透性1.土的重力密度土在天然狀態(tài)下的單位體積重量成為土的重力密度，也稱土的自然重力密度。γ：土的重力密度W：土的重度V：土的體積含義：土體不被擾動，土中水分不被蒸發(fā)，保持天然的濕度時的密度。土的重力密度與它的密實程度、含水量等因素有關(guān)2.土的天然含水量

土的天然含水量：土中水的品質(zhì)與固體顆粒品質(zhì)之比的百分率式中：A——含水狀態(tài)土的品質(zhì),kg；

B——烘乾後土的品質(zhì),kg；

mw——土中水的品質(zhì),kg；

mS——固體顆粒的品質(zhì),kg.土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實程度有直接的影響.回填土?xí)r應(yīng)使土處於最佳含水量範(fàn)圍Wy的變化範(fàn)圍之內(nèi)。

3.土的密實度

土的密實度係數(shù):施工時的填土幹容重與試驗所得的最大幹容重之比值。

土的天然密度按下式計算：式中:

Dy——密實度（即壓實係數(shù)），為小於1的係數(shù)；

γd——施工填土幹容重(Kg/m3)；

γmax

—

實驗室內(nèi)最大幹容重(Kg/m3)。它的大小與土的容重和含水量有關(guān)

4、土的可松性係數(shù)土的可松性：天然土經(jīng)開挖後，其體積因鬆散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。

土的可松性用可松性係數(shù)表示，

最初可松性係數(shù)KS=V2/V1最後可松性係數(shù)KS’=V3/V1用途：開挖、運輸、存放，挖土回填，留回填松土

式中

KS、KS′——土的最初、最終可松性係數(shù)；

V1——土在天然狀態(tài)下的體積,m3；

V2——土挖出後在鬆散狀態(tài)下的體積,m3；

V3——土經(jīng)壓(夯)實後的體積,m3.

土的最初可松性係數(shù)KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)；

土的最終可松性係數(shù)KS′是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù),

各類土的可松性係數(shù)見第一節(jié)[表1.1]所示.5、土的滲透性

土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì).土的滲透性用滲透係數(shù)表示.

滲透係數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力,以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關(guān),是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。

土的滲透係數(shù)見[表1-2]所示表1-2

土的滲透係數(shù)參考表

第二節(jié)

場地平整的土方量計算

重點：1.確定場地各點的設(shè)計標(biāo)高

2.計算各方格及邊坡的土方量根據(jù)不同情況，場地平整施工與基坑開挖的順序有以下三種做法1）先平整場地再開挖；使大型設(shè)備有充裕的工作平面。特特點：工期長，適合挖方量較大的工程。2）先開挖再平整場地；適用於平坦的場地。特點：加快施工速度，減少挖方量。3）邊平整場地邊開挖；劃分施工區(qū)進行二、場地平整土方計算在土方施工之前,必須計算土方的工程量.但各種土方工程的外形有時很複雜,而且不規(guī)則.一般情況下,將其劃分成為一定的幾何形狀,採用具有一定精度而又和實際情況近似的方法進行計算場地挖填土方量計算一般採用方格網(wǎng)法.方格網(wǎng)法計算場地平整土方量步驟為：1.讀識方格網(wǎng)圖

2.確定場地設(shè)計標(biāo)高

3.計算場地各個角點的施工高度

4.計算“零點”位置，確定零線

5.計算方格土方工程量

6.邊坡土方量計算

7.土方量的匯總平衡8設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整1.讀識方格網(wǎng)圖

方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1：500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格,與測量的縱橫座標(biāo)相對應(yīng),在各方格角點規(guī)定的位置上標(biāo)注角點的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計標(biāo)高(Hn),如圖1-3所示.圖1-3

方格網(wǎng)法計算土方工程量圖2.確定場地設(shè)計標(biāo)高1)考慮的因素（1）要與已有建築物標(biāo)高相適應(yīng)（2）滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅?）儘量利用地形減少挖方數(shù)量（4）場內(nèi)挖方填方相平衡（5）有一定坡度，滿足排水要求。2）確定方格角點地面標(biāo)高3)初步標(biāo)高(按挖填平衡)4)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整2)確定方格角點地面標(biāo)高2a)劃分網(wǎng)格：方格邊長a=10~50m2b）求解。主要方法有：數(shù)值法圖解法3)初步標(biāo)高(按挖填平衡)場地初步標(biāo)高：H0=S(H11+H12+H21+H22)/4NH11、H12、H21、H22——一個方格各角點的自然地面標(biāo)高；N——方格個數(shù).或：H0=(∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)/4NH1－－一個方格所僅有角點的標(biāo)高；H2、H3、H4－－分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標(biāo)高.4)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整按泄水坡度、土的可松性、就近借棄土等調(diào)整.按泄水坡度調(diào)整各角點設(shè)計標(biāo)高：

①單向排水時，各方格角點設(shè)計標(biāo)高為:Hn=H0±

Li

②雙向排水時，各方格角點設(shè)計標(biāo)高為：Hn=H0±Lxix±Lyiy3.計算場地各個角點的施工高度

施工高度為角點設(shè)計地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度.各方格角點的施工高度按下式計算：

式中

hn------角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n------方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，…，n).

Hn------角點設(shè)計高程，

H------角點原地面高程.4.計算“零點”位置，確定零線

方格邊線一端施工高程為“+”,若另一端為“-”,則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即“零點”(如圖1-4所示).圖1-4

零點位置

零點位置按下式計算：

式中

x1、x2——角點至零點的距離,m；

h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值),m；

a—方格網(wǎng)的邊長，m.

確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示.

方法是用尺在各角點上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。圖1-5

零點位置圖解法

5.計算方格土方工程量

按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量.表1-3常用方格網(wǎng)點計算公式

6.邊坡土方量計算

場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡,以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。

邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算：

一種為三角棱錐體(圖1-6中①～③、⑤～⑾)；

另一種為三角棱柱體(圖1-6中④).圖1-6

場地邊坡平面圖

A三角棱錐體邊坡體積

式中

l1——邊坡①的長度；

A1——邊坡①的端面積；

h2——角點的挖土高度；

m——邊坡的坡度係數(shù)，m=寬/高.

B

三角棱柱體邊坡體積

兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中

l4——邊坡④的長度；

A1、A2、A0——邊坡④兩端及中部橫斷面面積.7.土方量的匯總平衡

將挖方區(qū)所有方格計算的土方量和邊坡土方量乘以土的最後可松性係數(shù)與填方量對比,若誤差不大，即計算完成，如誤差較大，則進行標(biāo)高調(diào)整。8.設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整例題【例1.1】某建築場地方格網(wǎng)如圖1-7所示，方格邊長為20m×20m,填方區(qū)邊坡坡度係數(shù)為1.0,挖方區(qū)邊坡坡度係數(shù)為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計算結(jié)果列於圖1-8中.由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10m

h2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53m

h4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34m

h6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16m

h8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83m

h10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20m

h12=251.46-251.40=0.06m圖1-7

某建築場地方格網(wǎng)佈置圖

圖1-8

施工高度及零線位置

(2)計算零點位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點存在.由公式1.10求得：1—5線

x1=4.55(m)

2—6線

x1=13.10(m)

6—7線

x1=7.69(m)

7—11線

x1=8.89(m)

11—12線

x1=15.38(m)將各零點標(biāo)於圖上,並將相鄰的零點連接起來,即得零線位置，如圖1-8.

(3)計算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形,土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格Ⅰ底面為兩個梯形,土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：

VⅡ(+)=65.73

(m3)

VⅡ(-)=0.88

(m3)

VⅤ(+)=2.92

(m3)

VⅤ(-)=51.10

(m3)

VⅥ(+)=40.89

(m3)

VⅥ(-)=5.70

(m3)

方格網(wǎng)總填方量：

∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34

(m3)

方格網(wǎng)總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26

(m3)(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,其餘均按三角棱錐體計算,

可得：V①(+)=0.003

(m3)

V②(+)=V③(+)=0.0001

(m3)

V④(+)=5.22

(m3)

V⑤(+)=V⑥(+)=0.06

(m3)

V⑦(+)=7.93

(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01

(m3)

V⑩=0.01

(m3)

V11=2.03

(m3)

V12=V13=0.02

(m3)

V14=3.18

(m3)圖1-9

場地邊坡平面圖

邊坡總填方量：

∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：

∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)

三、土方調(diào)配土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計算完成後進行.編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理條件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個調(diào)配區(qū)，計算各調(diào)配區(qū)的土方量，並計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便於施工，從而可以縮短工期、降低成本.

土方調(diào)配的原則：力求達到挖方與填方平衡和運距最短的原則；近期施工與後期利用的原則.進行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法，綜合上述原則，並經(jīng)計算比較，選擇經(jīng)濟合理的調(diào)配方案.

調(diào)配方案確定後，繪製土方調(diào)配圖如圖1.10

.在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對挖填之間的平均運距.圖中的土方調(diào)配，僅考慮場內(nèi)挖方、填方平衡.A為挖方，B為填方.圖1-10

土方調(diào)配圖

第三節(jié)

基坑（槽）土方開挖

基坑開挖的中心問題：1）正確決定土方邊坡和工作面尺寸2)選擇土壁支護設(shè)施3）確定土方開挖方法和釺探驗槽一、土方邊坡與土壁支撐(一)邊坡穩(wěn)定的條件(二)放坡與護面(一)邊坡穩(wěn)定條件與因素

1、邊坡穩(wěn)定的條件

土壁穩(wěn)定,主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡,一旦失去平衡,土壁就會塌方.

即T

＜C

T――土體下滑力。下滑土體的分力，受坡上荷載、雨水、靜水壓力影響。

C――土體抗剪力。由土質(zhì)決定，受氣候、含水量及動水壓力影響。

土體的穩(wěn)定條件是：在土體的重力及外部荷載作用下所產(chǎn)生的剪應(yīng)力小於土體的抗剪強度。2、造成土壁塌方的主要原因有：

(1)邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。

(2)雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。

(3)基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機具、材料，或由於動荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強度.(二)放坡與護面1、直壁(不加支撐)的允許深度：密實、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；

硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土：1.25m；

硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；

堅硬的粘土：2m。2、放邊坡

邊坡坡度

I=tgα=H/B=1:(B/H)=1:m

m――坡度係數(shù)。m＝B/H

(2)邊坡形式：斜坡、折線坡、踏步(臺階)式(見圖1-11所示)圖1-11土方邊坡形式

(a)直線邊坡

(b)不同土層折線邊坡

(c)相同土層折線邊坡(3)臨時性挖方的邊坡值應(yīng)按[表1-4]規(guī)定採用：

注：土質(zhì)均勻、地下水位低、留置時間時間短、開挖深度在5m深以內(nèi)時，方可採用。

表1-4深度在5m內(nèi)的基坑、基槽、管溝邊坡的最陡坡度

3、邊坡護面措施：

覆蓋法，掛網(wǎng)法，掛網(wǎng)抹面法，土袋、砌磚壓坡法[見圖1-12]

二、土壁支撐如果地質(zhì)和周圍的條件允許，可防坡開挖，比較經(jīng)濟的。但如果在稠密地區(qū)施工，不允許防坡的寬度，或者有地下水滲入的情況下，並減少對相鄰建築物的不利影響時要做土壁的支撐。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件和周圍環(huán)境不允許放坡時使用如下特殊支護結(jié)構(gòu)：

1.橫撐式支撐

2.護坡樁擋牆

3.土釘牆支護

4.地下連續(xù)牆1．橫撐式支撐[見圖1-13所示]2．護坡樁擋牆(1)擋牆類型1)鋼板樁擋牆(見圖1-14所示)圖1-14

鋼板樁截面圖

2)H型鋼樁擋牆(見圖1-15所示)

圖1-15

H型鋼樁截面圖3)鑽孔灌注樁、人工挖孔樁擋牆(見圖1-16所示)

圖1-16樁基防護圖4)深層攪拌水泥土樁、旋噴樁擋牆(見圖1-17所示)

圖1-16

深層攪拌水泥土樁、旋噴樁防護圖

(2)錨固形式擋牆(見圖1-18所示)

圖1-18

錨固形式防護圖

3．土釘牆支護作用：土釘與土體形成複合體，提高邊坡穩(wěn)定性和超載能力，增強土體破壞延性；特點：土體穩(wěn)定性好，位移小，施工簡便，費用低，對鄰近建築物影響小。分層分段施工，階段不穩(wěn)定性。適用於：地下水位以上的雜填土、粘性土、非鬆散砂土。邊坡坡度70～90°。工藝過程：挖土→噴射混凝土→打孔→插筋、注漿→鋪放、壓固鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土→挖下層土。4．地下連續(xù)牆作用：防滲、擋土，地下室外牆的一部分；適用於：坑深大，土質(zhì)差，地下水位高；鄰近有建(構(gòu))築物，採用逆作法施工。工藝過程：作導(dǎo)槽→鑽槽孔→放鋼筋籠→水下灌注混凝土→基坑開挖與支撐三、基坑與基槽土方量計算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算

(如圖1-17所示).即：

V=(F下+4F中+F上)H/6式中H——基坑深度,m；

F上、F下——基坑上、下底的面積，m2；

F中—基坑中截面的面積，m2.圖1-17

基坑開挖土方量計算圖1-18

基槽開挖土方量計算

基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(如圖1-18所示)：沿長度方向分段計算Vi,再V=∑Vi

斷面尺寸不變的槽段：Vi=Fi×Li

斷面尺寸變化的槽段：Vi=(Fi上+4Fi中+Fi下)Li/6四、基槽檢驗驗槽的目的：在於檢查低級是否和勘察設(shè)計資料相符合理由：設(shè)計依據(jù)的勘察資料不能反映鑽孔之間的土質(zhì)變化曲線。方法：靠施工經(jīng)驗為主，輔以釺探、夯音配合共同完成。1）觀察驗槽2）釺探降低水位的情況：開挖低於地下水位的基坑時，地下水會不斷深入；雨季施工時，地面水也會流入。後果：惡化施工條件，土質(zhì)水泡軟化，邊坡塌方，地基承載力下降。降水持續(xù)時間：基礎(chǔ)工程完畢，回填土完成第四節(jié)人工降低地下水位施工一、施工場地地面排水施工前先搞好施工區(qū)場地地面排水系統(tǒng)，在規(guī)劃時注意與自然排水和已有排水系統(tǒng)相適應(yīng)。場地排水方式：泄水坡、疏水溝、排水溝、截水溝要求：1）不得破壞附近建築物或構(gòu)築物的基礎(chǔ)和挖填方的邊坡。2）截水溝至填方坡腳有適當(dāng)距離。3）溝內(nèi)最高水位低於坡腳0.3m。二、降低地下水位

基坑工程中的降低地下水亦稱地下水控制，即在基坑工程施工過程中，地下水要滿足支護結(jié)構(gòu)和挖土的施工要求，並且不因地下水位的變化，對基坑周圍的的環(huán)境和設(shè)施帶來危害。方法：集水坑降水、井點降水，或者兩者相結(jié)合。降水原則：降水較淺無流沙時採用集水坑法；降水深度較大或地層中有流沙，或在軟土地區(qū)，採用井點降水。(一)降水目的(二)集水坑降水(明排水法)(三)輕型井點降水(一)降水目的1、防止湧水、流砂，保證在較乾燥的狀態(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)的水準(zhǔn)荷載。

流砂現(xiàn)象

當(dāng)開挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細砂或粉砂時，如果採用集水井法降水開挖，當(dāng)挖至地下水位以下時，坑底下麵的土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài)，隨地下水湧入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂A.動水壓力――地下水在滲流過程中受到土顆粒的阻力，使水流對土顆粒產(chǎn)生的一種壓力。其大小與水力坡度成正比，方向同滲流方向。

GD＝Iγw=(Δh/L)γwB.流砂原因:

當(dāng)動水壓力大於或等於土的浸水重度(GD≥γ’)時，土粒被水流帶到基坑內(nèi)。主要發(fā)生在細砂、粉砂、輕亞粘土、淤泥中C.流砂的防治

減小動水壓力(板樁等增加L)；

平衡動水壓力(拋石塊、水下開挖、泥漿護壁)；

改變動水壓力的方向(井點降水)。D.如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)採取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：

(1)如條件許可，儘量安排枯水期施工，使最高地下水位不高於坑底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)採用井點降水法、打板樁法、地下連續(xù)牆法防止流砂產(chǎn)生。(二)、集水坑降水(明排水法)

1.用於土質(zhì)較好、水量不大、基坑可擴大者2.挖至地下水位時，挖排水溝→設(shè)集水井→抽水→再挖土、溝、井3.要求：

(1)排水溝：沿基坑底四周設(shè)置，底寬≮300mm，溝底低於坑底500mm，坡度1％，與基坑距離約為300~500mm。

(2)集水坑：沿基坑底邊角設(shè)置，間距20～40m，斷面不小於0.8*0.8m，井底低於坑底1~2m。長期用，有護壁和碎石壓底。

(3)水泵：離心泵、潛水泵、軟軸泵(三)

井點降水

在基坑開挖前，預(yù)先沿基坑坑底深處按等距離，沉入一定數(shù)量的濾水管或管井於地下儲水層中，以總管連接，利用抽水設(shè)備抽水，使地下水位降落到基坑底以下，保證挖土在無水狀態(tài)下進行。井點降水方法：輕型井點；管井井點；電滲井點；噴射井點和深井泵井點1.井點類型用適用範(fàn)圍2.輕型井點設(shè)備3.輕型井點佈置4.管井井點5.電滲井點6.噴射井點7.深井泵井點1、井點類型及適用範(fàn)圍(見表)

2、輕型井點設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水系統(tǒng)組成管路系統(tǒng)包括：濾管、井點管、彎連管及總管濾管：φ38、φ51，長1～1.7m，開孔φ12,開孔率20～25％，包濾網(wǎng)；(圖示)井管：φ38、φ51，長5～7m(常用6m)，無縫鋼管，絲扣連濾管；總管：內(nèi)φ100～127無縫鋼管，每節(jié)4m，每隔0.8、1或1.2m有一短介面；連接管：使用透明塑膠管、膠管或鋼管，宜有閥門；抽水設(shè)備：真空泵(教材)――真空度高，體形大、耗能多、構(gòu)造複雜

射流泵(常用)――簡單、輕小、節(jié)能

隔膜泵(少用)3.輕型井點佈置(1)平面佈置單排：在溝槽上游一側(cè)佈置，每側(cè)超出溝槽≮B。用於溝槽寬度B≤6m，降水深度≤5m。(圖示)雙排：在溝槽兩側(cè)佈置，每側(cè)超出溝槽≮B。用於溝槽寬度B>6m，或土質(zhì)不良。環(huán)狀：在坑槽四周佈置。用於面積較大的基坑。(圖示)圖1-22輕型井點法降低地下水位全貌圖1－井管；2－濾管；3－總管；4－彎聯(lián)管；5－水泵房

6－原有地下水位線；7－降低後地下水位線圖1-26單排井點佈置簡圖

(a)平面佈置；(b)高程佈置1一總管；2－點管；3一抽水設(shè)備圖1-27環(huán)形井點佈置簡圖

(a)平面佈置；(b)高程佈置1一總管；2一井點管；3一抽水設(shè)備（2）高程佈置井管的埋置深度H，可按下式計算(圖1-27b)：H≥H1十h十iL(m)(1-22)式中H1——總管平臺面至基坑底面的距離(m)；

h——基坑中心線底面至降低後的地下水位線的距離，一般取0.5～1.0m；

i——水力坡度，根據(jù)實測：環(huán)形井點為1／10，單排線狀井點為1／4；根據(jù)上式計算H值如大於6~7m，則應(yīng)降低井點管和抽水設(shè)備埋置面。當(dāng)一級井點系統(tǒng)達不到降水要求時，採用二級井點。

圖1－28二級輕型井點1－第一層井點管；2－第二層井點管（3）輕型井點的施工內(nèi)容：準(zhǔn)備材料、井點系統(tǒng)的埋設(shè)，使用及拆除。井點管的埋設(shè)與使用(1)埋設(shè)方法：

水沖法：水槍、井管自身(高壓水)

鑽孔法：正迴圈鑽、反迴圈鑽、衝擊鑽等。(2)使用要求：

開挖前2～5天開泵降水；

連續(xù)抽水不間斷(水量先大後小，先混後清)，注意防止堵塞。(3)注意問題：

1)真空度0.6~0.7大氣壓；

2)死管：檢查、變活；

3)設(shè)觀測井檢查水位下降情況。(4)拔除井管：

基坑回填後；用安裝捲揚機和支架拔出。4、管井井點

管井井點就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽水來降低地下水位。在土的滲透係數(shù)大(20～200m／d)的土層中，宜採用管井井點。管井井點的設(shè)備主要是由管井、吸水管及水泵組成。

圖1-36管井井點

(a)鋼管管井；(b)混凝土管管井1一沉砂管；2一鋼筋焊接骨架；3－濾網(wǎng)；4－管身；5－吸水管；6－離心泵；7—小礫石過濾層；8－粘土封口；9－混凝土實管；10－無砂混凝土管；11—潛水泵；12一出水管（a）（b）5、電滲井點電滲井點是在輕型或噴射井點中增設(shè)電極而形成，主要用於滲透係數(shù)小於0.1m／d的土層。

圖1－37電滲井點

1一井點管；2一電極；3－直流電源

6、噴射井點當(dāng)基坑開挖較深，降水深度要求較大時，可採用噴射井點降水。其降水深度可達8～20m，可用於滲透係數(shù)為0.1～50m／d的砂土、淤泥質(zhì)土層。

噴射井點施工順序是：安裝水泵設(shè)備及泵的進出水管路；鋪設(shè)進水總管和回水總管；沉設(shè)井點管(包括灌填砂濾料)，接通進水總管後及時進行單根試抽、檢驗；全部井點管沉設(shè)完畢後，接通回水總管，全面試抽，檢查整個降水系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀況及降水效果。圖1-35噴射井點設(shè)備及平面佈置簡圖

(a)噴射井點設(shè)備簡圖；(b)噴射揚水器原理圖；(c)噴射井點平面佈置

1－噴射井管；2－濾管；3－進水總管；4－排水總管；5一高壓水泵；6－集水池；7－水泵；8－內(nèi)管；9－外管；10－噴嘴；11混合室；12－擴散管；13－壓力錶（c）（b）（a）7、深井井點

當(dāng)要求井內(nèi)降水深度超過15m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30～40m，有的甚至可達百米以上。常用的深井泵有兩種類型。一種是深井潛水泵，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。測試題：1.每一級輕型井點的降水深度，一般不超過（）m2.輕型井點管插入井孔後，需填灌粗砂或礫石濾水層，上部用黏土封口，其封口的作用是（）3.管井井點的設(shè)備主要有井管、吸水管及（）組成。4.按基坑（槽）的寬度及土質(zhì)不同，輕型井點的平面佈置形式有（）、（）、（）三種5.某輕型井點採用環(huán)形佈置，井管埋設(shè)面矩基坑底的垂直距離為4m，井點管至基坑中心線的水準(zhǔn)距離為10m，則井點管的埋設(shè)深度（不包括濾管長）至少應(yīng)為（）6.某溝槽寬度為10m，擬採用輕型井點降水，其平面佈置宜採用（）形式一、常用土方施工機械1、推土機2、鏟運機3、挖掘機

4、輾壓、夯實機械

土方機械由機械傳動向液壓傳動。第五節(jié)

土方工程機械化施工

液壓式單鬥挖土機的優(yōu)點是能無級調(diào)速且調(diào)速範(fàn)圍大；快速作業(yè)時，慣性小，並能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可減少強烈的衝擊和振動；結(jié)構(gòu)簡單，機身輕，尺寸??；附有不同的裝置，能一機多用；操縱省力，易實現(xiàn)自動化。(1)正鏟挖掘機(2)反鏟挖掘機(3)拉鏟挖掘機(4)抓鏟挖掘機1

推土機

推土機由拖拉機和推土鏟刀組成，按行走的方式分履帶式和輪胎式，按鏟刀的操作方式分為索式和液壓式，按鏟刀的安裝方式又分為固定式和回轉(zhuǎn)式。推土機是一種自行式的挖土、運土工具。適於運距在l00m以內(nèi)的平土或移挖作填，以30～60m為最佳。一般可挖運一～三類土。按行走的方式，可分為履帶式推土機和輪胎式推土機。履帶式推土機附著力強，爬坡性能好，適應(yīng)性強。輪胎式推土機行駛速度快，靈活性好。目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機有東方32100、T-120、黃河220等；輪胎式推土機有TL160等。2

鏟運機鏟運機是一種能綜合完成鏟土、運土、卸土、平土（或填築）和壓實的土方機械。(1)按行走方式分為牽引式鏟運機和自行式鏟運機；按鏟鬥操縱系統(tǒng)分，有液壓操縱和機械操縱兩種。(2)為了提高鏟運機的生產(chǎn)效率，可以採取下坡鏟土、推土機推土助鏟等方法，縮短裝土?xí)r間，使鏟鬥的土裝得較滿。(3)助鏟法：根據(jù)填、挖方區(qū)分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理選擇運行路線，提高生產(chǎn)率。一般有環(huán)形路線和“8”字形路線兩種形式。（a）自形式鏟運機圖1－55鏟運機（b）拖式鏟運機

1.鏟運機的開行路線

（1)環(huán)形路線

（2)“8”字形路線圖1－56鏟運機開行路線（a）、（b）環(huán)形路線；（c）大環(huán)形路線；（d）8字路線（c）（d）3挖掘機

挖掘機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。

挖掘機按其操縱機構(gòu)的不同，可分為機械式和液壓式兩類。一個臺班相當(dāng)於300~400工人一天的工作量。

(1)正鏟挖土機

正鏟挖土機的工作特點：“前進向上，強制切土”；挖土、裝車效率高，易與汽車配合。適用於：停機面以上的土方，含水量不大於30%的一至四類土。

*正鏟挖土機的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下三種：a.正向挖土，側(cè)向卸土b.正向挖土，反向卸土C.分層開挖法(2)反鏟挖土機

工作特點：“後退向下，強制切土”；可與汽車配合。適用於：停機面以下，一至三類土的4m以內(nèi)的基坑、基槽、管溝開挖。也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開挖。

*反鏟挖土機的開行方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種(3)拉鏟挖土機

拉鏟挖土機工作時利用慣性，把鏟鬥甩出後靠收緊和放鬆鋼絲繩進行挖土或卸土，鏟鬥由上而下，靠自重切土，可以開挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用於含水量大的水下鬆軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側(cè)開挖。

工作特點：“後退向下，自重切土”；開挖深度大，寬度大，甩土方便。

適用於：停機面以下，一至二類土的較大基坑開挖、填築堤壩，河道清淤。(4)抓鏟挖土機

抓鏟挖土機主要用於開挖土質(zhì)比較鬆軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程，特別適於水下挖土。土質(zhì)堅硬時不能用抓鏟施工。工作特點：“直上直下，自重切土”；效率較低。

適用於：停機面以下，一至二類土的、面積較小而深度較大的坑、井二、土方機械的選擇土方機械化開挖應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、工程規(guī)模、開挖深度、地質(zhì)、地下水情況、土方量、運距、現(xiàn)場和機具設(shè)備條件、工期要求以及土方機械的特點等合理選擇挖土機械，以充分發(fā)揮機械效率，節(jié)省機械費用，加速工程進度。

(一)土方機械選擇的原則(二)土方開挖方式與機械選擇(三)自卸汽車與挖土機的配套(一)土方機械選擇的原則施工機械的選擇應(yīng)與施工內(nèi)容相適應(yīng)；

土方施工機械的選擇與工程實際情況相結(jié)合；

主導(dǎo)施工機械確定後，要合理配備完成其他輔助施工過程的機械；

選擇土方施工機械要考慮其他施工方法，輔助土方機械化施工。(二)土方開挖方式與機械選擇(1)平整場地常由土方的開挖、運輸、填築和壓實等工序完成。

地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機較適宜。

地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，在填方區(qū)配備推土機平整及壓路機碾壓施工。

挖填方高度均不大，運距在100m以內(nèi)時，採用推土機施工，靈活、經(jīng)濟。(2)地面上的坑式開挖

單個基坑和中小型基礎(chǔ)基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多採用抓鏟挖土機和反鏟挖土機。抓鏟挖土機適用於一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機適於四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。(3)長槽式開挖

指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適於挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝，宜採用反鏟挖土機；

若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。

若土質(zhì)乾燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可採用推土機或鏟運機施工。地面上的坑式開挖。(4)整片開挖

對於大型淺基坑且基坑土乾燥，可採用正鏟挖土機開挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則採用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業(yè)。

對於獨立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開挖，則採用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運土。(三)自卸汽車與挖土機的配套原則：保證挖土機連續(xù)工作：

汽車載重量：以裝3～5鬥土為宜；

汽車數(shù)量：N

＝汽車每一工作迴圈的延續(xù)時間T／每次裝車時間t；

或：N

＝(挖土機臺班產(chǎn)量／汽車臺班產(chǎn)量)+1第六節(jié)

土方回填與壓實

一、填土土料的選擇二、土的填築三、土的壓實方法四、填土壓實的影響因素五、填土質(zhì)量檢查一、填土土料的選擇回填土是一項很重要的工作，一些建築物沉降過大，室內(nèi)地坪和散水大面積開裂，主要原因之一就是由於回填壓實沒有達到設(shè)計規(guī)範(fàn)要求的緣故。分類：無限制使用、有限制使用和不得使用的土料（1）無限制使用的土料如碎石料、砂土、爆破石渣和含水量符合壓實要求的粘性土；一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，