給水排水工程施工

1、 給水排水工程施工給水排水工程施工給排水教研室給排水教研室目錄目錄 n第一章 土石方工程與地基處理 第一節(jié) 土的工程性質(zhì)及分類 第二節(jié) 溝槽與基坑斷面的選擇及土方量的計(jì)算 第三節(jié) 溝槽與基坑開挖 第四節(jié) 溝槽支撐 第五節(jié) 土方回填 第六節(jié) 地基處理 第一章第一章 土石方工程土石方工程第一節(jié)第一節(jié) 土的性質(zhì)與分類土的性質(zhì)與分類一、土的組成二、土的三相比例指標(biāo)三、無(wú)黏性土的密實(shí)度四、黏性土的物理特性五、土的工程分類六、土的壓實(shí)度與壓縮性七、土的滲透性八、土的可松性九、土中應(yīng)力及分布十、土的抗剪強(qiáng)度十一、土壓力 一、土的組成l土是巖石風(fēng)化后經(jīng)搬移、堆積而成的。由礦物固體顆粒、水分和空氣組成，稱為土的

2、三相組成，其中，固相是礦物顆粒及有機(jī)質(zhì)；液相是水；氣相是空氣。礦物固體顆粒有大小不等的粒徑和形狀，自漂石至細(xì)微的粘土顆粒。粒徑大小稱為粒度。相近的粒度化為一組。 （一）土的固體顆粒l土的顆粒級(jí)配 天然土是由無(wú)數(shù)大小不同的土粒組成，通常把大小相近的土粒合并為一組，稱為粒組。工程上采用的粒組為六大粒組，即漂石、卵石、圓礫、砂粒、粉粒和黏粒。（二）土中的水和空氣l1、土中水 土中水可以處于液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)。當(dāng)土中溫度在0以下時(shí)土中的水結(jié)凍成冰，形成凍土，其強(qiáng)度增大。但凍土融化后，強(qiáng)度急劇降低。至于土中氣態(tài)水，對(duì)土的性質(zhì)影響不大。l土中液態(tài)水可分為結(jié)合水和自由水。l2、土中氣體l土中氣體有與大氣相連通

3、的和封閉的。在粗粒中常見到與大氣相連通的空氣，它對(duì)土的力學(xué)性質(zhì)影響不大。在細(xì)粒土中則常存在與大氣隔絕的封閉氣泡，它在外力作用下 具有彈性，并使土的透水性減小。 二、土的三相比例指標(biāo)l土中的土粒、水和氣三部分的質(zhì)量（或重力）與體積之間的比例關(guān)系，隨著各種條件的改變而變化，土的疏密、輕重、軟硬、干濕等性質(zhì)，可通過(guò)某些表示其三相組成比例關(guān)系的指標(biāo)反映出來(lái)。（一）土的質(zhì)量密度單位體積土的質(zhì)量稱為土的質(zhì)量密度，簡(jiǎn)稱土的密度。即 （二）土的重力密度單位體積土所受的重力稱為土的重力密度，簡(jiǎn)稱土的重度。即 （三）土的相對(duì)密度 土的固體顆粒單位體積的質(zhì)量與水在4 時(shí)單位體積的質(zhì)量之比稱為土中固體顆粒的密度，簡(jiǎn)稱

4、顆粒的相對(duì)密度。即 VWpwsssVWdVG（四）土的含水量土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比稱為水的含水量。即 (1-4)（五）土的干密度單位體積土中土粒的質(zhì)量稱為土的干密度。即 (1-5)（六）土的干重度l土的單位體積內(nèi)土粒所受中立稱為土的干重度。 100(%)swWWVWsd（七）土的飽和重度土中孔隙完全被水充滿時(shí)土的重度成為飽和重度。即 （八）土的孔隙比土中孔隙體積與土粒體積之比稱為土的孔隙比。即 （九）土的孔隙率l土中孔隙體積與總體積之比稱為土的孔隙率。即 VWSVVVe 100(%)VVaV（十）土的飽和度土中水的體積與孔隙體積之比稱為土的飽和度。即 VwrVVS 三、無(wú)黏性土的密實(shí)度l砂

5、土、碎石土統(tǒng)稱為無(wú)黏性土。無(wú)黏性土的密實(shí)度對(duì)其工程性質(zhì)有重要的影響。l相對(duì)密實(shí)度為：l式中，e砂土的天然孔隙比； emax砂土的最大孔隙比； emin砂土的最小孔隙比。 一般規(guī)定，Dr0.33,為松散狀態(tài)；0.33Dr0.67,為中密度狀態(tài)；Dr0.67,為密實(shí)狀態(tài)minmaxmaxeeeeDrl四、黏性土的物理特性l（一）界限含水量l根據(jù)含水量的變化，粘性土可呈4種狀態(tài)：流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)。流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)之間分界的含水量，分別稱為流性限界(又稱液界L)、塑性界限(又稱塑界P)和收縮限界。l（二）塑性指數(shù)和液性指數(shù)l流限和塑限之差稱塑性指數(shù)IP，即 塑性指數(shù)愈大，土吸附的水量愈

6、多，即土的顆粒愈細(xì)、礦物成分吸水能力愈大。 液性指數(shù)是判別黏性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)，即PLPIPLPLI 五、土的工程分類 （一）碎石土ld2mm的顆粒占全重50以上，根據(jù)顆粒級(jí)配和占全重百分率不同，分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。 （二）砂土ld2mm的顆粒含量全重50，干燥時(shí)呈無(wú)塑性或微塑性(塑性指數(shù)IP3)的土。砂土根據(jù)粒徑和占全部質(zhì)量的百分率不同，又分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。 （三）粉土和粘性土l塑性指數(shù)IP ，當(dāng)10 IP 17為粉質(zhì)砂土；當(dāng)IP 17時(shí)為粘土。 （四）人工填土l人工填土是指人類活動(dòng)而形成的堆積物，其物質(zhì)成分較雜亂，均勻性差。按其形成有素填土、雜填土和沖填

7、土。 六、土的壓實(shí)性與壓縮性l壓實(shí)是指用機(jī)械的方法，如用靜力的，振動(dòng)的沖擊的設(shè)備使土密實(shí)。土的壓實(shí)過(guò)程時(shí)間是比較短。其目的是使地基土密實(shí)，提高承載力，減少土的壓縮性。l壓縮是指地基土在壓力作用下體積減少的性質(zhì)。土的壓縮過(guò)程時(shí)間的長(zhǎng)短，隨土質(zhì)、壓力和含水量的不同而不同。引起地基變形，從而使建筑物等產(chǎn)生一定的沉降量和沉降差，對(duì)建筑物等的使用和安全造成危害。 七、土的滲透性 土的滲透性表示土的透水的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)K表示。土的滲透系統(tǒng)大小決定于土的結(jié)構(gòu)、土顆粒大小和粒徑級(jí)配狀況、土的密實(shí)程度等。 八、土的可松性l土經(jīng)挖掘后，顆粒間的連接遭到破壞，在把土回填到溝槽內(nèi)，并按一般回填密實(shí)度夯實(shí)后

8、其體積也要比開槽前自然體積增大一些。土體積增大歸因于土的可松性。l土經(jīng)挖掘后體積增加值用最初可松性系數(shù)K松表示：l土經(jīng)回填后的體積增加值，用最后可松性系數(shù)K松 表示：l l式中 V1開挖前土的自然密實(shí)體積；l V2開挖后土的松散體積；l V3壓實(shí)后土的體積。12VV松K13VV松K 九、土中應(yīng)力及分布l土中的應(yīng)力，主要有兩種：自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。l構(gòu)筑物沒(méi)有修建前，由于土體本身質(zhì)量引起的土中應(yīng)力，稱自重應(yīng)力。l構(gòu)筑物荷載作用于地基，導(dǎo)致地基上產(chǎn)生應(yīng)力，這種荷載稱為附加荷載，這種應(yīng)力稱為附加應(yīng)力。l附加應(yīng)力是引起地基沉降的主要因素。l十、土的抗剪強(qiáng)度l土的抗剪強(qiáng)度是土抵抗剪切破壞的性能。l砂土的

9、抗剪強(qiáng)度：l式中 土的內(nèi)摩擦角。l砂是散粒體，顆粒間沒(méi)有相互的粘聚作用，砂的抗剪強(qiáng)度來(lái)源于顆粒間摩擦力。粘性土抗剪強(qiáng)度組分，除了內(nèi)摩擦外，還有一部分粘聚力。l式中 c粘土的粘聚力。tgctg 十一、土壓力l各種用途的檔土墻，地下給水排水構(gòu)筑物的墻壁和池壁，地下管溝的側(cè)壁，工程施工中溝槽的支撐，頂管工作坑的后背，以及其他各種檔土結(jié)構(gòu)，都受到土從側(cè)向施加的壓力。這種壓力稱土壓力，又稱擋土墻土壓力，或稱側(cè)土壓力。l土壓力E可由下式確定 (1-21)l式中 土的重度； h檔土墻高度； K土壓力系數(shù)。l擋土墻在土壓力作用下，會(huì)產(chǎn)生位移。根據(jù)位移的性質(zhì)不同，土壓力可分為：主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力靜止土壓力。

10、KhE2211-7第二節(jié)第二節(jié) 土石方平衡與調(diào)配土石方平衡與調(diào)配 一、土石方工程量的計(jì)算l在土石方施工之前，通常需要計(jì)算土石方的工程量。但土石方工程的外形往往復(fù)雜、不規(guī)則，精確計(jì)算很困難，在一般情況下，都將其假設(shè)劃分為一定的幾何形狀近似計(jì)算。l（一）基坑的土方量計(jì)算l（二）溝槽土方量計(jì)算l（三）場(chǎng)地土方量計(jì)算l（四）邊坡土方量的計(jì)算 二、土方的平衡調(diào)配l土方的平衡調(diào)配，是對(duì)挖土、填土、堆棄或移運(yùn)之間的關(guān)系進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，以確定土方的調(diào)配數(shù)量及調(diào)配方向。它的目的是使土方的運(yùn)輸量或土方運(yùn)輸成本最低。 1、土方平衡調(diào)配的原則 1）應(yīng)力求達(dá)到挖、填平衡和運(yùn)距最短； 2）調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)該與構(gòu)筑物的平面位置

11、相協(xié)調(diào)，并考慮它們的分期施工順序； 3）好土要用在回填質(zhì)量要求較高的地區(qū)； 4）分區(qū)調(diào)配應(yīng)與全場(chǎng)調(diào)配相協(xié)調(diào)。避免只顧局部平衡； 5）取土或棄土應(yīng)盡量少占或不占農(nóng)田及便于機(jī)械施工等。 2、土方平衡調(diào)配圖表的編制l場(chǎng)地土方平衡調(diào)配需作相應(yīng)的土方調(diào)配圖表，編制方法如下： A、劃分調(diào)配區(qū) B、計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距 C、繪出土方調(diào)配圖 D、列出土方量平衡表第三節(jié)第三節(jié) 土石方開挖與機(jī)械化施工土石方開挖與機(jī)械化施工 一、準(zhǔn)備工作土石方開完前的準(zhǔn)備工作主要包括：l拆除或搬遷施工區(qū)域內(nèi)有礙施工的障礙物；l修建排水防洪措施，在有地下水的區(qū)域，應(yīng)有妥善的排水措施；l修建運(yùn)輸?shù)缆泛屯练綑C(jī)械的運(yùn)行道路；

12、l修建臨時(shí)水、電、氣等管線設(shè)施；l作好挖土、運(yùn)輸車輛及各種輔助設(shè)備的維修檢查、試運(yùn)轉(zhuǎn)和進(jìn)場(chǎng)工作等。 二、基坑（溝槽）邊坡坡度與開挖斷面 1、基坑、溝槽邊坡與斷面選擇依據(jù)：l土的種類及其物理力學(xué)性質(zhì)、地下水情況、開挖深度、斷面尺寸、施工方法、晾槽時(shí)間，周邊的環(huán)境條件等，并按照設(shè)計(jì)規(guī)定的基礎(chǔ)、管道的斷面尺寸、長(zhǎng)度和埋設(shè)深度等進(jìn)行。 2、給水排水管道的溝槽常用斷面形式：l有直槽、梯形槽、混合槽等，當(dāng)有兩條或多條管道共同埋設(shè)時(shí)，還需采用聯(lián)合槽。 三、場(chǎng)地平整施工方法l場(chǎng)地平整施工包括：土方開挖、運(yùn)輸、填筑與壓實(shí)等，當(dāng)遇有堅(jiān)硬土層、巖石或障礙物時(shí)，還常需爆破。l場(chǎng)地平整的施工方法，在大面積平整時(shí)，通常采

13、用機(jī)械施工。常用的機(jī)械有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和挖土機(jī)等。 1、推土機(jī)施工l推土機(jī)操作靈活、運(yùn)行方便、所需工作面較小，既可挖土又可作短距離運(yùn)土，適用于切土深度不大的場(chǎng)地整平，鏟除腐殖土并運(yùn)送到附近的卸土區(qū)；開挖深度不大于I5m的基坑；回填基坑和溝槽；平整其他機(jī)械卸置的土堆，運(yùn)送松散的硬土和巖石以及砂石材料等。 2、鏟運(yùn)機(jī)施工l鏟運(yùn)機(jī)是平整場(chǎng)地中使用最廣泛的一種土方機(jī)械，該機(jī)操縱簡(jiǎn)便靈活，不需其他機(jī)械配合，能綜合完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等多項(xiàng)工序、行駛速度較快，適用于大面積場(chǎng)地平整，開挖大面積淺基坑和溝槽，填筑堤壩等挖運(yùn)土方工程。 3、挖土機(jī)施工l挖土機(jī)適用于開挖場(chǎng)地為一四類、含水量不大于27%

14、的丘陵地帶土壤及經(jīng)爆破后的巖石和凍土。 四、溝槽與基坑開挖施工l溝槽、基坑土方的開挖，除工程量不大而又分散時(shí)可采用人工或小型機(jī)械施工外，應(yīng)盡量采用機(jī)械化施工，以減輕繁重的體力勞動(dòng)并加快施工速度。l溝槽與基坑機(jī)械開挖，應(yīng)依施工具體條件，選擇單斗挖土機(jī)和多斗挖土機(jī)。 1、單斗挖土機(jī)l單斗挖土機(jī)是給排水工程中常用的一種機(jī)械，根據(jù)其工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟等。l單斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算l單斗挖土機(jī)的生產(chǎn)率p按下式計(jì)算： (m3/h); l式中 p單斗挖土機(jī)每小時(shí)挖土量(h)； n每分鐘工作循環(huán)次數(shù)； q土斗容量(m3)； k系數(shù)，主要包括土的影響系數(shù)是時(shí)間系數(shù)nqkp602、多斗挖土機(jī)施

15、工l多斗挖土機(jī)又稱挖溝機(jī)、縱向多斗挖土機(jī)。與單斗挖土機(jī)比較有以下優(yōu)點(diǎn)：挖土作業(yè)是連續(xù)的，在同樣條件下生產(chǎn)率較高；開挖每單位土方量所需的能量消耗較低，開挖溝槽的底和壁較整齊，在連續(xù)挖土的同時(shí)能將土自動(dòng)卸在構(gòu)槽一側(cè)。l挖溝機(jī)不宜開挖堅(jiān)硬的土和含水量較大的土。宜于開挖黃土，扮質(zhì)粘土等。l挖溝機(jī)由工作裝置、行走裝置和動(dòng)力、操縱及傳動(dòng)裝置等部分組成。 五、土方機(jī)械與運(yùn)輸車輛的配合實(shí)際選用挖土機(jī)械時(shí)應(yīng)注意：1、選擇效率高費(fèi)用低的機(jī)械進(jìn)行施工。2、當(dāng)挖土機(jī)挖出的土方需要運(yùn)土車輛運(yùn)走時(shí)，挖土機(jī)的生產(chǎn)率不僅取決于本身的技術(shù)性能，而且還決定于所選的運(yùn)輸工具是否與之協(xié)調(diào)。3、為了使挖土機(jī)充分發(fā)揮生產(chǎn)能力，應(yīng)使運(yùn)土車

16、輛的載重量Q與挖土機(jī)的每斗土重保持一定的倍數(shù)關(guān)系。 六、土方施工發(fā)生塌方與流砂的處理l在土石方開挖施工中，由于處理不當(dāng)，常會(huì)發(fā)生邊坡塌方和產(chǎn)生流沙現(xiàn)象。 1、邊坡塌方l溝槽、基坑邊坡的穩(wěn)定，主要是由土體的內(nèi)摩阻力和黏結(jié)力來(lái)保持平衡的。當(dāng)土地失去平衡，邊坡就會(huì)塌方。l為了防治滑坡和塌方，應(yīng)采取如下措施：A:注意地表水、地下水的排除；B:嚴(yán)格遵守放坡規(guī)定，放足邊坡；C:當(dāng)開挖深度大，施工時(shí)間長(zhǎng)、邊坡有機(jī)具或堆置材料等情況，邊坡應(yīng)平緩；D:當(dāng)因受場(chǎng)地限制，或因放坡增加土方量過(guò)大，則應(yīng)采用設(shè)置支撐的施工方法。 2、流砂的防治流砂的防治措施有多種，l水下挖土法；l打鋼板樁法；l地下連續(xù)墻法等；l人工降低

17、地下水位法：此法較廣泛、可靠。3、滑坡體施工中的作業(yè)方法l首先應(yīng)對(duì)滑坡體區(qū)的地質(zhì)資料作好調(diào)查研究。據(jù)此正確選擇施工程序，并擬定合理的施工方法，確定保持滑坡體穩(wěn)定的邊坡坡度，預(yù)防滑坡發(fā)生。在進(jìn)行開挖和填方時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 在靠近滑坡邊沿處開挖土方 一般不應(yīng)切割滑坡體的坡腳，當(dāng)必須切割坡腳時(shí)，應(yīng)按切割深度，將坡腳隨原自然坡度由上向下削坡，逐漸挖至要求的坡腳深度。 2、在滑坡體上挖填土方 （1）當(dāng)需要在滑坡體內(nèi)挖方時(shí)，應(yīng)遵守由上至下的開挖程序。 （2）在滑坡體上進(jìn)行填方時(shí)，應(yīng)遵守由下至上的施工順序。 七、土石方爆破施工l在土石方施工中，爆破技術(shù)常用于地下和水下工程、基坑、管溝開挖、堅(jiān)硬土層

18、或巖石的破除。此外，在場(chǎng)地平整、施工現(xiàn)場(chǎng)障礙物的清除以及開掘凍土等，也常要采用爆破施工l常用的爆破方法有炮眼爆破、藥壺爆破、深孔爆破、小洞室爆破、二次爆破、定向爆破及微差爆破等方法。在水工程中，通常為 小面積爆破，一般多采用炮眼爆破法。第四節(jié)第四節(jié) 溝槽及基坑支撐溝槽及基坑支撐 l支撐是防止溝槽土壁坍塌的一種臨時(shí)性擋土結(jié)構(gòu)，由木材或鋼材做成。l支撐的荷裁就是原土和地面荷載所產(chǎn)生的側(cè)土壓力。溝槽支撐與否應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、地下水情況、槽深、槽寬、開挖方法、排水方法、地面荷載等因素確定。一般情況下，溝槽土質(zhì)較差、深度較大而又挖成直槽時(shí)，或高地下水位砂性土質(zhì)并采用表面排水措施時(shí)，均應(yīng)支設(shè)支撐。支設(shè)支撐可以減

19、少挖方量和施工占地面積，減少拆遷。但支撐增加材料消耗，有時(shí)影響后續(xù)工序的操作。 支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列要求： 1牢固可靠，進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算和校核。支撐材料要求質(zhì)地和尺寸合格，保證施工安全。2.在保證安全的前提下，節(jié)約材料，宜采用工具式鋼支撐。3、便于支設(shè)和拆除及后續(xù)工序的操作。為了做到上述要求，支撐材料的選用、支設(shè)和使用過(guò)程，應(yīng)嚴(yán)格遵守施工操作規(guī)程。 一、支撐種類及其適用條件l支撐形式有橫撐、豎撐和板樁撐等。依靠各桿件的壓力和摩擦力連接起來(lái)，橫撐分疏撐和密撐兩種。疏撐是撐板之間有間距，分單板撐、井字撐和稀撐等；密撐是各撐板間密接鋪設(shè)。根據(jù)土壓力和土的密實(shí)程度選用支撐的形式，有時(shí)可在溝槽的上部設(shè)

20、疏撐，下部設(shè)密撐。l橫撐(因1-28)用于土質(zhì)較好，地下水量較小的溝槽。隨著溝槽逐漸挖深而分層鋪設(shè)，支設(shè)容易，但在拆除時(shí)首先拆除最下層的撐板和撐杠，施工不安全。l豎撐(圖1-29)用于土質(zhì)較差，地下水較多或有流砂的情況下。豎撐的特點(diǎn)是撐板可在開槽過(guò)程中先于挖土插人土中，在回填以后再拔出，因此，支撐和拆撐都較安全。l撐板分木撐板和金屬撐板兩種，木撐板不應(yīng)有紋裂等缺陷。常用的是金屬撐板(圖1-30)，由鋼板焊接于槽鋼上拼成，槽鋼間用型鋼連系加固。金屬撐板每塊長(zhǎng)有2、4、6m等種類。l立柱和橫扛通常采用槽鋼。l撐杠由撐頭和圓套管組成如圖l-3l所示。撐頭為一絲杠，以球鉸連接于撐頭板，帶柄螺母套于絲杠

21、。應(yīng)用時(shí)，將撐頭絲扛插入圓套管內(nèi)，旋轉(zhuǎn)帶柄螺母，柄把止于套管端，而絲杠伸長(zhǎng)，則撐頭板就緊壓立柱，使撐板固定。絲杠在套管內(nèi)的最短長(zhǎng)度應(yīng)為20cm，以保證安全。這種工具式撐杠的優(yōu)點(diǎn)是支設(shè)方便，而且可更換圓套管長(zhǎng)度，適用于各種不同的槽寬。 l板樁撐是將樁板垂直地打人槽底下一定深度， 如圖1-32所示。l鋼板樁為槽鋼或工字鋼或用特制的鋼板樁(圖l-33)。根據(jù)不同的要求，鋼板樁應(yīng)有多種系列和規(guī)格。樁板的斷面模數(shù)與每m質(zhì)量之比值愈大，使用性能愈好。l樁板與樁板之間采用嚙口連接，以提高板樁撐的整體性和水密性。l采用特殊斷面樁板的目的是為了提高樁板間的嚙合作用，或?yàn)榱颂岣邩栋宓膽T性矩，或上述兩者兼合。由于樁

22、板打人土中，板樁按懸臂結(jié)構(gòu)支承。從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，板校撐可以不設(shè)橫板與撐杠。但是，如果樁板入土深度不足，仍應(yīng)輔之以橫板與撐杠，在樁飯項(xiàng)部加一橫條，用水平錨桿固定在土壁中 l樁板在溝槽開挖之前用打樁機(jī)打人土中。因此，板樁撐在構(gòu)槽開挖及其以后各工序施工中，始終起保證安全的作用。樁校的嚙合和深人槽底一定長(zhǎng)度可以延長(zhǎng)地下水的滲徑，有效地阻止流砂滲入。l在各種支撐中，板樁撐是安全度最高的支撐。因此在弱飽和土層中，經(jīng)常采用板樁撐。 二、支撐的計(jì)算l根據(jù)實(shí)測(cè)資料表明，在排除地下水的情況下，作用在支撐上的壓力分布如圖1-34，其中為土的密度，Ea為主動(dòng)土壓力系數(shù)，為土的內(nèi)摩擦角，H為深度，c為土的粘聚力，b為撐板寬

23、度。l支撐計(jì)算包括確定撐板、立柱(或橫木) 和撐杠尺寸。 1、撐板的計(jì)算l撐板按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，如圖1-35所示： l計(jì)算跨度等于立柱或橫木的間距l(xiāng)1,每段撐板的寬度為b，所承受的均布載荷等于Pb KN/m,其中P是側(cè)土壓力，對(duì)砂取0.8Htg2(45-/2),對(duì)軟粘土取H-4c.l撐板的最大彎矩：l (1-41)l撐板的抵抗矩：l (1-42)l因此，撐板的最大彎曲應(yīng)力為：l (1-43)l式中 W材料容許彎曲應(yīng)力。821maxPblM62bdW wdPlWM221max43 l2、立柱計(jì)算l立柱所受的荷載q等于撐板所傳遞的側(cè)土壓力，反力R，如圖1-36所示。計(jì)算時(shí)，假設(shè)在支座(橫撐)處為簡(jiǎn)支粱

24、，再算出最大彎矩，并校核最大彎曲應(yīng)力。l(三)撐扛計(jì)算l撐杠所受的荷載等于簡(jiǎn)支立柱或橫木的反力，按壓桿進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算。l支撐構(gòu)件的尺寸取決于現(xiàn)場(chǎng)已有材料的規(guī)格，因此，支撐計(jì)算只是對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核。如支撐構(gòu)件應(yīng)力過(guò)大，可適當(dāng)增加立柱和橫撐的數(shù)目。現(xiàn)場(chǎng)施工常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定支撐構(gòu)件尺寸。l木撐板般長(zhǎng)26m,寬為2030cm，厚5cm。 橫木的截面尺寸一般為10152020cm(視槽寬而定)。立柱的截面尺寸為l0102020cm(視槽深而定)。槽深在4m以內(nèi)時(shí)，立柱間距為1.5m左右，槽深46m，立柱間距在疏撐中為1.2m，密撐中1.5m；槽深610cm，立柱間距1.51.2m。撐杠垂直間距一般為

25、1.21.0m。 l三、支撐的設(shè)置和拆除 挖槽到一定深度或到地下水位以上時(shí)，開始支設(shè)支撐，然后逐層開挖逐層支沒(méi)。支設(shè)程序一般為： 首先支設(shè)撐板并要求緊貼槽壁，而后安設(shè)立柱(或橫木)和撐扛，必須橫平豎直支設(shè)牢固。 豎撐支設(shè)過(guò)程為：將撐板密徘立貼在槽壁，再將橫木在撐板上下兩端支設(shè)并加撐杠固定。然后隨著挖土，撐板底瑞高于槽底，再逐塊將撐板錘打到槽底。根據(jù)土質(zhì)，每次挖深5060cm，將撐板下錘一次。撐板錘至槽底徘水溝底為止。下錘撐板每到1.21.5m，再加撐杠一道。l第五節(jié) 土方回填一、場(chǎng)地平整回填l為了保證填土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，填土前應(yīng)對(duì)填土區(qū)基底的垃圾和軟弱土層進(jìn)行清理壓實(shí)；在水田、池塘及溝渠上填土

26、時(shí)，先需排水疏干，對(duì)基底進(jìn)行處理。還必須正確選擇土料及填筑、壓實(shí)方法。 1、回填土料選擇與填筑l作為回填用的土料，應(yīng)符合如下規(guī)定：含水量大的黏土，不宜作回填土用；碎石類土、砂土和爆破石碴等，可用于表層以下的填料；對(duì)碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無(wú)壓實(shí)要求的填方區(qū)。 2、填土壓實(shí)方法l填土壓實(shí)一般有：碾壓、夯實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)及利用運(yùn)土工具壓實(shí)等方法。 二、溝槽、基坑土方回填l溝槽回填應(yīng)在管道驗(yàn)收后進(jìn)行，基坑要在構(gòu)筑物達(dá)到足夠強(qiáng)度再進(jìn)行回填土方。l回填的施工過(guò)程包括還土、攤平、夯實(shí)、檢查等工序。其中關(guān)鍵的工序是壓實(shí)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)所規(guī)定的壓實(shí)度。 1、回填土方的壓實(shí)方法l溝槽和基坑回填壓實(shí)方法有

27、夯實(shí)和振動(dòng)。振動(dòng)是將重錘放在土層表面或內(nèi)部，借助振動(dòng)設(shè)備使重錘振動(dòng)，土壤顆粒即發(fā)生相對(duì)位移達(dá)到緊密狀態(tài)。用于振實(shí)非黏性土壤。夯實(shí)法是利用夯錘自由下落的沖力來(lái)夯實(shí)土壤，是溝槽、基溝回填常用的方法。 2、土方回填的施工要點(diǎn) 還土材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般用溝槽或基坑原土。l在構(gòu)筑物及管道四周50cm范圍內(nèi)： A、土中不應(yīng)含有有機(jī)物； B、凍土以及粒徑大于50mm的磚、石塊 C、粒徑較小的石子含量不應(yīng)超過(guò)10%。l回填土土質(zhì)應(yīng)保證回填密實(shí)。當(dāng)原土屬于以上三類土?xí)r，應(yīng)換土回填。l回填土應(yīng)具有最佳含水量。第六節(jié)第六節(jié) 地基處理地基處理 在工程實(shí)際中，建筑物不得不建在軟弱地基上時(shí)，往往需要對(duì)地基進(jìn)行加固或處

28、理，以提高基載力。目的：l改善土的剪切性能，提高抗剪強(qiáng)度；l降低軟土的壓縮性、基礎(chǔ)沉降或不均勻沉降；l改善土的透水性，起截水、防滲的作用；l改善土的動(dòng)力特性，防止砂土液化；l改善特殊土的不良地基特性，以保證地基力學(xué)性能。l處理方法：換土墊層、擠密與振密、壓實(shí)與夯實(shí)、排水固結(jié)和漿液加固等一、換土墊層l換土墊層：直接置換地基持力層軟土的處理方法。l施工時(shí)將基底下一定深度的軟土層挖除，分層填灰砂、石、灰土等材料，并加以夯實(shí)振密。換土墊層是一種較簡(jiǎn)易的淺層地基處理方法，在各地得到廣泛應(yīng)用。 二、擠密與振密 1、擠密樁l擠密樁可采用類似沉管灌柱的機(jī)具和工藝，通過(guò)振動(dòng)或錘擊沉管等方式成孔，在管內(nèi)灌料（砂、

29、石灰、灰土或其他材料）、加以振實(shí)加密等過(guò)程而形成的。 2、振沖法l在砂土中，利用加水和振動(dòng)可以使地基密實(shí)。振沖法就是根據(jù)這個(gè)原理而發(fā)展起來(lái)的一種方法。振沖法施工的主要設(shè)備是振沖器，它類似于插入式混凝土振島器，由潛水電動(dòng)機(jī)，偏心塊和通水管三部分組成。 l三、壓實(shí)與夯實(shí) 1、機(jī)械碾壓l機(jī)械碾壓法采用壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾或其他壓實(shí)機(jī)械來(lái)壓實(shí)散土，常用于大面積填土的壓實(shí)和雜填土地基的處理 2、振動(dòng)壓實(shí)法l振動(dòng)壓實(shí)法是利用振動(dòng)機(jī)振動(dòng)壓實(shí)淺層地基的一種方法。l適用于處理砂土地基和黏性土含量較少、透水性較好松散雜填土地基。 3、重錘夯實(shí)法l重錘夯實(shí)法是利用起重機(jī)械將夯錘提到一定高度，然后使錘自由下落，重復(fù)

30、夯擊以加固地基。 適用于稍濕的一般黏性土和粉土、砂土、濕陷性黃土等。 4、強(qiáng)夯法l強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法，是將很重的錘從高處落下，給地基施以很大的沖擊力。l適用于碎石土、砂土、黏性土、濕陷性黃土、填土等。 四、預(yù)壓法l在軟土地基建結(jié)構(gòu)（建）筑物時(shí)常因地基強(qiáng)度低、變形大，或易于發(fā)生滑動(dòng)，而需預(yù)先加固。l堆載預(yù)壓法是在軟土地區(qū)常用的方法之一。 五、漿液加固l漿液加固法是指利用水泥漿液、黏土漿液或其他化學(xué)漿液，采用壓力灌入、高壓噴射或深層攪拌，是漿液與土顆粒膠結(jié)起來(lái)，以改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法。l灌漿材料主要分為粒狀漿液和液狀漿液。灌漿方式可分為滲透灌漿、劈裂灌漿和壓密灌漿。n第二章 施

31、工排水 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 明溝排水 第三節(jié) 人工降低地下水位第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 1、開挖基坑或溝槽時(shí)的地下水：lA:影響正常施工；lB:造成地基承裁力降低；lC:邊坡坍塌事故。 2、施工排水內(nèi)容：地下水、地表水排除。 3、地表水：筑堤截水，設(shè)溝引水 4、地下排水方法：坑內(nèi)排水、人工降水位 5、坑內(nèi)排水（明溝排水）：是把流人溝槽內(nèi)或基坑內(nèi)的地下水匯集到集水井內(nèi)，然后用水泵抽走 6、人工降水：在溝槽基坑開挖之前，預(yù)先將地下水位降低到基坑底面以下，形成干槽施工的條件。第二節(jié)第二節(jié) 明溝排水明溝排水l明溝排水包括地表截水和坑內(nèi)排水l一、地表截水l排除地表水和雨水，最簡(jiǎn)單的方法是在施工現(xiàn)場(chǎng)及基坑

32、或溝槽周圍筑堤截水。l二、坑內(nèi)排水l在開挖基礎(chǔ)不深或水量不大的溝槽或基坑時(shí)，通常采用坑內(nèi)排水的方法。當(dāng)基坑或溝槽開挖過(guò)程中遇到地下水和地表水時(shí)，在坑底隨同挖方一起設(shè)置集水井，并沿坑底的周圍開挖排水溝，使水流入集水井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外。l明溝排水法設(shè)備簡(jiǎn)單、排水方便，應(yīng)用比較普通，適用于除細(xì)砂、粉砂之外的各種土質(zhì)。 l三、總涌水量計(jì)算l為了合理地選擇水泵的型號(hào)，應(yīng)對(duì)總涌水量進(jìn)行計(jì)算，泵的抽水量一般是總涌量的1.52倍。 1在干河床時(shí) (2-1)l式中 Q基坑總涌水量(m3d);l K滲透系數(shù)(見表2-1)；l H穩(wěn)定水位至基坑底的深度(m)。當(dāng)基底以下為深厚透水層時(shí)，H值可增加34m;l R

33、影響半徑(見表2-1)；l r0基坑半徑(m)。矩形基坑,r0u(L+B)/4；圓形基坑，r0(F/)0.5。其中,L與B分別為基坑的長(zhǎng)與寬，u值如表2-2所示，F(xiàn)為基坑面積。 002lg)lg(36. 1rrRKHQ 2基坑近河沿時(shí) (2-2)l式中 D基坑距河邊線距離(m)。l 其余同上公式。l明溝排水的方法簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，但對(duì)于砂性土不適用。因此，是不完善的排水方法。022lg36. 1rDKHQ 第三節(jié)第三節(jié) 人工降低地下水位人工降低地下水位l人工降低地下水位常采用井點(diǎn)排水的辦法，具體做法是在基坑周圍埋人深于基底的井點(diǎn)濾水管或井點(diǎn)，以總管連接抽水設(shè)備使地下水下降至坑底以下，這樣不僅防

34、止了流砂的上涌，并且便于施工。l一、輕型井點(diǎn)l二、噴射井點(diǎn)l三、電滲井點(diǎn)l四、管井井點(diǎn)l五、深井井點(diǎn)l六、回灌井點(diǎn) l一、輕型井點(diǎn)l輕型井點(diǎn)系統(tǒng)適用在粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂等土層中降低地下水。l(一)輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的組成l輕型井點(diǎn)系統(tǒng)由井點(diǎn)管、聯(lián)接管(橡膠或鋼管)、總管和抽水設(shè)備所組成。井點(diǎn)管打設(shè)在含水層內(nèi)，地下水經(jīng)井點(diǎn)管、聯(lián)接管和總管由抽水設(shè)備抽走。l施工降低地下水位時(shí)，在溝槽或基坑周圍打設(shè)許多井點(diǎn)管，使一定范圍內(nèi)的地下水位降落。如圖2-3所示。 l(二)輕型井點(diǎn)計(jì)算l輕型井點(diǎn)計(jì)算的主要內(nèi)容有計(jì)算涌水量、確定井點(diǎn)管根數(shù)與間距、沖孔深度及選擇抽水設(shè)備等。井點(diǎn)計(jì)算由于受水文地質(zhì)和井點(diǎn)設(shè)備等因素影響

35、，所求出的只是近似數(shù)值，有條件時(shí)應(yīng)在計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)定滲透系數(shù)及土質(zhì)結(jié)構(gòu)。l1總涌水量l井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量是按水井埋沒(méi)計(jì)算的，水井根據(jù)不同情況分為：井底達(dá)到不透水層的稱完全井；井底末達(dá)到不透水層的稱非完全井。地下水有壓力的是承壓井，地下水無(wú)壓力的是無(wú)壓并，也稱潛井。l(1)無(wú)壓完整井總涌水量(圖2-8)l (2-3)l式中 Q井點(diǎn)系統(tǒng)總涌水量(m3d)；l K滲透系數(shù)(md)；l H含水層厚度(m)；l s降水深度(m)；l R抽水影響半徑(m);l X0基坑假想半徑(m)。 0lglg)2(366. 1xRssHKQ l(2)無(wú)壓非完全井總涌水量(圖2-9)l (2-4)l式中 H0有效帶深度(

36、m)，其值由表2-4查得;l s降水深度(m)。00lglg) 2(366. 1xRssHKQ l(3)降水深度s及sls及s均指地下水位至濾管頂部的距離，它是根據(jù)需要的降深而影響涌水量的主要因素，也是判斷井種的依據(jù)。見圖2-10所示。l (2-5)lH地下水位高超;lH1基底高程;la1保險(xiǎn)值(取0.5m);la2水力坡降值。l 對(duì)兩側(cè)布置井點(diǎn)管時(shí):a2=li/2ll兩側(cè)井點(diǎn)管間的距離(上口寬B+2m)，li水力梯度。在細(xì)砂、粉砂層取18110。l 對(duì)側(cè)布置井點(diǎn)管時(shí)：a2l1i;ll1井點(diǎn)管距對(duì)面槽底邊緣的距離；la3井點(diǎn)管局部損失值(取0.5m)。3211)(aaaHHs l(4)影響半徑

37、Rl井點(diǎn)系統(tǒng)抽水后地下水受到影響而形成的降落曲線，降落曲線穩(wěn)定時(shí)的影響半徑，即為計(jì)算用的抽水影響半徑。l 完全井 (2-6)l 非完全井(2-7)l(5)基坑假想半徑x0l假想半徑即指防水范圍內(nèi)環(huán)圍面積的半徑，根據(jù)基坑形狀有以下情況。l1)環(huán)圍面積為圓形時(shí)：l (m) (2-8)l2)環(huán)圍面積為矩形時(shí): l (m) (2-8)KHsR95. 1KHsR095. 1Fx04B0Lx l3)環(huán)圍面積為狹長(zhǎng)時(shí)：l (2-10)l2單根井點(diǎn)管涌水量l (2-11)l式中 d井點(diǎn)管直徑(m);l l井點(diǎn)管長(zhǎng)度(m); )(40mLx )/(l6533dmKdq l3.確定井點(diǎn)管數(shù)量l (2-12)l對(duì)溝

38、槽L/B5時(shí)，不能用一個(gè)假想圓計(jì)算，而應(yīng)劃分為若干個(gè)計(jì)算單元，長(zhǎng)度L按寬度B的45倍考慮，當(dāng)L1.5R時(shí)，也可取L1.5R為一段進(jìn)行計(jì)算。l根據(jù)基坑平面面積的大小，土質(zhì)和地下水的流向，降低水位深度而確定。當(dāng)基坑寬度小于6m，降水深度不超過(guò)5m時(shí)，可采用單排線狀井點(diǎn)，布置在地下水流的上游一側(cè)；當(dāng)寬度大于6m或滲透系數(shù)較大時(shí)，可采用雙排線狀井點(diǎn)；當(dāng)基坑面積較大時(shí)，應(yīng)用環(huán)形井點(diǎn)，見圖2-11所示。)(1 . 1根qQn l井點(diǎn)管距基坑或構(gòu)槽上口的寬度不應(yīng)小于1m，以防局部發(fā)生漏氣。濾管必須埋入透水層內(nèi)?？偣軜?biāo)高盡可能接近原地下水位，并沿抽水水流方向有0.250.5%的上傾坡度，水泵軸心與總管齊平。l

39、為了觀察水位降落情況，應(yīng)在降水范圍內(nèi)設(shè)置若干個(gè)觀測(cè)井，觀測(cè)井的位置和數(shù)量視需要而定。一般在基礎(chǔ)中心、總管末端、局部挖深處等控制點(diǎn)，均應(yīng)設(shè)置觀測(cè)井。觀測(cè)井由井點(diǎn)管做成，只是不與總管相接。 l(四)井點(diǎn)管的埋沒(méi)與使用l井點(diǎn)管的埋設(shè)：1、井點(diǎn)管水沖下沉，2、套筒式?jīng)_孔，3、鉆孔后再將井點(diǎn)管沉入l在用套筒式?jīng)_孔法埋設(shè)井點(diǎn)管前，須在井點(diǎn)管延長(zhǎng)線位置上挖一5050cm斷面的泄水溝，再在井點(diǎn)管位置上做好標(biāo)志，間距可1 m、15m或2m，套筒直徑不小于30cm，長(zhǎng)度約10m，底部呈鋸齒形。上部有提梁，用起重機(jī)吊住并上下移動(dòng)，套筒內(nèi)有水槍，水槍直徑75mm，噴嘴直徑20mm，由多級(jí)水泵供給高壓水，水壓0.60.

40、8MPa，沖孔深度應(yīng)比濾管底深0.5m左右。l井孔沖成后，抽出套筒并立即插入井點(diǎn)管，在保障居中并垂直情況下，向孔內(nèi)填裝濾料，直到距地面1m深的范圍內(nèi)，用粘土填塞，以防漏氣，降低抽水時(shí)的真空度。l井點(diǎn)管埋設(shè)后，即可按通總管和抽水系統(tǒng)，進(jìn)行試抽，檢查有無(wú)淤塞現(xiàn)象。 l二、噴射井點(diǎn)l當(dāng)輕型井點(diǎn)的降深滿足不了深基礎(chǔ)降水的要求時(shí)，可采用噴射井點(diǎn)降水。l根據(jù)工作介質(zhì)的不同，噴射井點(diǎn)又分為噴氣井點(diǎn)和噴水井點(diǎn)兩種。我國(guó)采用噴水井點(diǎn)較多。l噴水井點(diǎn)是借噴射器的射流作用將地下水抽至地面，工作原理如圖2-13所示。由管1進(jìn)入的高壓工作水以高速自噴嘴2射出，在噴嘴上部的混合室5形成真空，使地下水經(jīng)過(guò)井點(diǎn)管4被抽人噴射

41、器。高壓工作水與地下水在噴射器的混合室混合，產(chǎn)生能量交換并繼續(xù)上升?；旌鲜业臄嗝孑^小，因此，混合水的流速很大，當(dāng)混合水進(jìn)入擴(kuò)散室3后，斷面增加而流速減小，一部分速度能轉(zhuǎn)化為壓頭能，使混合水出流至地面。不斷地供給高壓工作水，地下水即不斷地抽出。 l將水射器安裝在井點(diǎn)管內(nèi)，即成為噴水井點(diǎn)。l當(dāng)?shù)叵滤唤德涞絿娮煲韵聲r(shí)，地下水就完全因在噴射器內(nèi)形成真空而被吸人。因此，在理論上，水位降落的最大深度取決于在噴嘴處形成的真空度。但由于噴射器的效能，實(shí)際降水深度一般在噴嘴以下35m處。l如果用壓縮空氣代替高壓工作水，即為噴氣井點(diǎn)。兩種井點(diǎn)使用范圍基本相同但噴氣井點(diǎn)較噴水井點(diǎn)的抽吸能力大，對(duì)噴射器的磨損也小，

42、但噴氣井點(diǎn)管其系統(tǒng)的氣密性要求高。 l噴水井點(diǎn)的構(gòu)造如圖2-14所示。高壓水由水泵壓入內(nèi)管1和外管2的環(huán)形空間，經(jīng)水射器6的側(cè)孔(見圖2-15所示)流入噴嘴5，以高速?gòu)膰娮焐涑?，在混合?形成負(fù)壓，地下水便由水射器底部的孔口吸上，進(jìn)入擴(kuò)散室3。l井點(diǎn)直管由內(nèi)管9和外管10組成。外管管壁上設(shè)有孔眼，地下水經(jīng)由井點(diǎn)管11和外管的孔眼進(jìn)入，由于內(nèi)管形成負(fù)壓，地下水就由內(nèi)管下端進(jìn)入經(jīng)噴頭夾板的孔道進(jìn)入混合室4，再至擴(kuò)散室3。l噴水井點(diǎn)的管路系統(tǒng)，如圖2-16所示。工作水在水池(或循環(huán)水箱)8內(nèi)高壓泵7抽吸加壓，經(jīng)進(jìn)水總管2，進(jìn)入彎聯(lián)管5至噴水井點(diǎn)3，而出水則由噴水井點(diǎn)3經(jīng)排水彎聯(lián)管4，至排水總管1排入

43、水池。 l三、電滲井點(diǎn)l(一)概述 l在粘性土和含有大量粘土顆粒的砂性土中，由于土分子力很大，無(wú)法采用真空方法降水時(shí)，可采用電路方法降低地下水位。l電滲井點(diǎn)適用于粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥等土質(zhì)中降水。降深根據(jù)井點(diǎn)類型確定，使用輕型井點(diǎn)與之配套時(shí)，降深小于8m；用噴射井點(diǎn)配套時(shí)，降深大于8m。l電滲井點(diǎn)的原理來(lái)自于電動(dòng)試驗(yàn)。在含水的細(xì)顆粒土中，插人正、負(fù)電極并通以直流電后，土顆粒自負(fù)極向正極移動(dòng)，水自正極向負(fù)極移動(dòng)，前者稱電泳現(xiàn)象，后者稱電滲現(xiàn)象，而全部現(xiàn)象稱為電動(dòng)作用。l此外，天然狀態(tài)的粘土顆粒分散在水溶液中，有分子具有極性，在粘土中按極性取向，包圍在顆粒外， 形成水化膜，構(gòu)成土粒表面的束縛水。束縛水分粘結(jié)水和粘滯水兩種。粘結(jié)水以結(jié)合水狀態(tài)存在，沒(méi)有出水性，不易因外界作用而排除，也不構(gòu)成對(duì)施工的