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(shí) 1.4 土方工程的機(jī)械化施工 1.5 人工降低地下水位1.4 土方工程的機(jī)械化施工 在土方工程的開挖、運(yùn)輸、填筑、壓實(shí)等施工 過程中，應(yīng)盡可能采用機(jī)械化和先進(jìn)的作業(yè)方法。 土方工程施工機(jī)械的種類很多，常用的有：推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖土機(jī)、裝載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械和碾壓夯實(shí)機(jī)械等。正鏟正鏟：前進(jìn)向上，強(qiáng)制切土：前進(jìn)向上，強(qiáng)制切土反鏟反鏟：后退向下，強(qiáng)制切土：后退向下，強(qiáng)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(jī)單斗

2、挖土機(jī)推土機(jī)：獨(dú)立完成挖土、運(yùn)土、卸土；推土機(jī)：獨(dú)立完成挖土、運(yùn)土、卸土； 經(jīng)濟(jì)運(yùn)距經(jīng)濟(jì)運(yùn)距100 m內(nèi)，效率最高內(nèi)，效率最高60m鏟運(yùn)機(jī)：獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、場地平整；鏟運(yùn)機(jī)：獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、場地平整； 經(jīng)濟(jì)運(yùn)距經(jīng)濟(jì)運(yùn)距6001500 m，效率最高，效率最高800m1.4.1 推土機(jī) 推土機(jī)由拖拉機(jī)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(jī)履帶板著地面積大，現(xiàn)場條件差時(shí)也可施工，還可以協(xié)助其他施工機(jī)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(jī)的鏟刀借本身自重切入土中，在硬土中切入深度較??；液壓式推土機(jī)

3、的鏟刀利用液壓操縱，使鏟刀強(qiáng)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(jī)操縱靈活，運(yùn)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(yùn)機(jī)、挖土機(jī)工作等。此外，在推土機(jī)后面可安裝松土裝置，破、松硬土和凍土，也可拖掛羊足輾進(jìn)行土方壓實(shí)工作。推土機(jī)可以推挖一至三類土，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距100m以內(nèi)，效率最高為60m。1.4.1 推土機(jī) 為提高推土機(jī)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(jī)順下坡方向切土與推運(yùn)，借助機(jī)械本身的重力作用，以增加切土深度和運(yùn)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(shí)爬坡困難。1.4.1 推土機(jī) （2）并列推土法 平整場地面積較大時(shí)，可采用兩臺(tái)或三臺(tái)推土機(jī)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(jī)并列推土可增加推土量l530，三機(jī)并列推土可增加推土量3040。1.4.1 推土機(jī) （3）槽形推土法 推土機(jī)連續(xù)多次在一條作業(yè)線上切土和推運(yùn)，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(dāng)推出多條槽后，再推土埂。適于運(yùn)距較遠(yuǎn)，土

5、層較厚時(shí)使用。1.4.1 推土機(jī) （4）多鏟集運(yùn)法 當(dāng)推土距離較遠(yuǎn)而土質(zhì)比較堅(jiān)硬時(shí)，由于切土深度不大，應(yīng)采用多次鏟運(yùn)、分批集中、一次推運(yùn)的方法，使鏟刀前保持滿載，縮短運(yùn)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(jī)1.4.2 鏟土機(jī) 鏟運(yùn)機(jī)是一種能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑和整平的土方機(jī)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(qiáng)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(jī)構(gòu)可分為自行式和拖式兩種。拖式鏟運(yùn)機(jī)由拖拉機(jī)牽引作業(yè)，自行式鏟運(yùn)機(jī)的行駛和作業(yè)都靠本身的動(dòng)力設(shè)備，機(jī)動(dòng)性大、行駛速度快，故得到廣泛采用。

6、鏟運(yùn)機(jī)由牽引車和鏟斗兩部分組成。鏟運(yùn)機(jī)的工作裝置是鏟斗，鏟斗前方有一個(gè)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(yùn)機(jī)前進(jìn)時(shí)，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(yùn)至卸土地點(diǎn)。 鏟運(yùn)機(jī)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(fèi)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(yùn)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距以8001500m為宜。適宜開挖含水率27以下的一四類土，鏟運(yùn)較堅(jiān)硬的土?xí)r，可用推土機(jī)助鏟或用松土機(jī)配合。自行式鏟運(yùn)機(jī)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(yùn)機(jī)1-拖把；2-前輪；3-轅架；4-斗門；5-鏟斗；6-后輪；7-尾架 1.鏟運(yùn)機(jī)開行路線 . 環(huán)形路線：這種開行路線簡單但常用，當(dāng)施工地段較短，地形起伏不大時(shí)，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(shí)應(yīng)常調(diào)換方向，以避免機(jī)械行駛部分的單側(cè)磨損。 . 8字形路線：當(dāng)?shù)貏萜鸱^大，施工地段又較長時(shí)，可采用8字形開行路線。這種運(yùn)行方式在同一循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)運(yùn)方向不同，還可以避免機(jī)械行駛部分的單側(cè)磨損。 1.4.2 鏟土機(jī) 2鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)方法 （1）下坡鏟土法 鏟運(yùn)機(jī)盡量利用地形下坡鏟土，借助鏟運(yùn)機(jī)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(jiān)硬的土鏟土回填或場地平整時(shí)，可預(yù)留土埂，鏟運(yùn)機(jī)間隔鏟土。這樣可使鏟土機(jī)在鏟土?xí)r減少向外撒土量，鏟土埂時(shí)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(jiān)硬時(shí)，可另配一臺(tái)推土機(jī)在鏟運(yùn)機(jī)的后面進(jìn)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(jī) 單斗挖土機(jī)是大型基坑開挖中最常用的一種土方機(jī)械。挖土機(jī)按行走方式分履帶式和輪胎式兩種；按傳動(dòng)方式可分為機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種；按行走方式不同可分為履帶式和輪

9、胎式挖土機(jī)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(jī)斗容量一般為0.52.0m3。1.4.3 單斗挖土機(jī) 1.正鏟挖土機(jī)施工 正鏟挖土機(jī)一般僅用于開挖停機(jī)面以上的土，含水量不大于27%的一四類土。 正鏟挖土機(jī)的特點(diǎn)是：“前進(jìn)向上，強(qiáng)制切土”。 根據(jù)挖土機(jī)的開挖路線與運(yùn)輸工具的相對位置不同，正鏟挖土機(jī)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(dòng)臂回轉(zhuǎn)角度小，運(yùn)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(jī) 2.反鏟挖土機(jī)施工 反鏟挖土機(jī)適用開挖停機(jī)面以下的一類至三類的砂土和粘性土。 作業(yè)特點(diǎn)是：后退向下，強(qiáng)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(jì)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(jī)停在溝端，向后倒退著挖土。 溝側(cè)開挖，就是挖土機(jī)沿溝槽一側(cè)直線移動(dòng)，邊走邊挖，將土棄于距基槽較遠(yuǎn)處。1.4.3 單斗挖土機(jī) 3.拉鏟挖土機(jī)施工 拉鏟挖土機(jī)依靠土斗自重及拉索拉力切土。它適用于開挖停機(jī)面以下的一類至三類土。特點(diǎn)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(jī)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(jī)施工 機(jī)械傳動(dòng)抓鏟挖土機(jī)是用鋼絲繩吊裝一個(gè)抓斗。其特點(diǎn)是：直上直下，

11、自重切土。 抓鏟挖土機(jī)挖掘力較小，能開挖停機(jī)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(jī) 現(xiàn)以單斗挖土機(jī)配以自卸汽車為例。 1.挖土機(jī)數(shù)量的確定 挖土機(jī)數(shù)量N，應(yīng)根據(jù)土方量大小、工期長短、經(jīng)濟(jì)效果按下式計(jì)算： N=式中 N 挖土機(jī)數(shù)量，臺(tái)； Q 挖土總量，m3； p 挖土機(jī)生產(chǎn)效率，m3臺(tái)班； 工期，工日； 每天工作班數(shù)； 時(shí)間利用系數(shù)（0.80.9）。1.4.4 挖土機(jī)與汽車配套計(jì)算KCTpQ1 上式中挖土機(jī)生產(chǎn)效率p，可查定額確定，也可按下式計(jì)算： p=式中 t 挖土機(jī)每次循環(huán)作業(yè)延續(xù)時(shí)間（S），即開

12、挖一斗的時(shí)間。對 W1-100正鏟挖土機(jī)為25S40S，對W1-100拉鏟為45S60S； q 挖土機(jī)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(shí)間利用系數(shù)，一般為0.70.9。1.4.4 挖土機(jī)與汽車配套計(jì)算BSCKKKqt36008 2.自卸汽車配合數(shù)量計(jì)算 為了使挖土機(jī)械充分發(fā)揮生產(chǎn)能力，應(yīng)使運(yùn)土車輛的載重量與挖土機(jī)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(jī)械連續(xù)工作。運(yùn)土車輛的數(shù)量N，可按下式計(jì)算：自卸汽車的數(shù)量應(yīng)保證挖土機(jī)能連續(xù)工作，可按下式計(jì)算： N式中 N 自卸汽車的數(shù)量，臺(tái)； TS 自卸汽車每一工作循環(huán)的的延續(xù)時(shí)間

13、，min； t1 自卸汽車每次裝車時(shí)間，min。 1.4.4 挖土機(jī)與汽車配套計(jì)算1tTS t1nt 式中 n自卸汽車每車裝土次數(shù)。 n 式中 t 挖土機(jī)每次循環(huán)作業(yè)延續(xù)時(shí)間（S），即開挖一斗的時(shí)間。對 W1-100正鏟挖土機(jī)為25S40S，對W1-100拉鏟為45S60S； q 挖土機(jī)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(jī)與汽車配套計(jì)算 1.施工機(jī)械的選擇要點(diǎn) （1）在場地平整施工中，當(dāng)?shù)匦纹鸱淮螅ㄆ露刃∮?5），填挖平整土方的面積較大，平均運(yùn)距較短（150

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

15、，自卸汽車配合運(yùn)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(jī)施工。 （4）開挖基坑和管溝的回填，當(dāng)運(yùn)距在100m以內(nèi)時(shí)，可采用推土機(jī)施工。 1.4.5 土方挖運(yùn)機(jī)械選擇和注意事項(xiàng) 2. 注意事項(xiàng) （1）開挖深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋深、確定的室內(nèi)地坪標(biāo)高及地基持力層位置，進(jìn)行綜合分析確定。 （2）使用大型土方機(jī)械在坑下作業(yè)，如為軟土地基或在雨期施工，進(jìn)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(biāo)高、邊坡坡度、排水溝、集水井位置以及挖出的土方堆放地點(diǎn)。 （4）由于大面積基礎(chǔ)群基坑底標(biāo)高不一，機(jī)械開挖次序一般

16、采取先整片挖至一平均標(biāo)高，然后再挖個(gè)別較深部位。 （5）由于機(jī)械施工不能準(zhǔn)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(jī)械開挖到基底以上20cm30cm后，采用人工方法挖到坑底標(biāo)高。 1.4.5 土方挖運(yùn)機(jī)械選擇和注意事項(xiàng) 在開挖基坑（槽）、管溝或其他土方時(shí)，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(shí)，土的含水層被切斷，地下水將不斷流入坑內(nèi)。這時(shí)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(hù)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(diǎn)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(shí)；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(diǎn)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(gè)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(xì)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(gè)。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(dāng)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)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(shí)將泥砂抽出

19、，并防止坑底土被攪動(dòng)。 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(shí)，一般取水泵的排水量為基坑涌水量的1.52.0倍。當(dāng)基坑涌水量很小時(shí)，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(shí)，采用坑內(nèi)抽水，有時(shí)坑底土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(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(shí)，坑底土完全喪失承載能力，施工條件惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(dòng)水壓力大，而且動(dòng)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(dòng)水壓力的作用，有向上舉的趨勢，見圖1。當(dāng)動(dòng)水壓力等于或大于土的浸水密度時(shí)，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(shí)的脫離體受力圖 b)動(dòng)水壓力對地基土的影響井點(diǎn)降水的作用井點(diǎn)降水的作用 流砂的防治措施 顆粒細(xì)、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(dòng)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(dòng)水壓力，或者改變動(dòng)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(diǎn)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(dòng)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(shí)，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(fèi)用。 1.5.1 集水坑降水法 井點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)還使動(dòng)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(qiáng)度或密實(shí)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某两担┕r(shí)應(yīng)加以注意。 井點(diǎn)降水的方法有輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井井點(diǎn)等。 1.5.2 井點(diǎn)降水 1.輕型井點(diǎn) 輕型井點(diǎn)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(diǎn)管，井點(diǎn)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(jìn)井點(diǎn)管的水抽出，使地下水位降落在坑底以下。 1.5.2 井點(diǎn)降水1-井點(diǎn)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(diǎn)降低地下水位圖 2.噴射井點(diǎn) 噴射井點(diǎn)的主要設(shè)備 噴射井點(diǎn)根據(jù)其工作時(shí)使用的噴射介質(zhì)的不同，分為噴水井點(diǎn)和噴氣井點(diǎn)兩種。其主要設(shè)備由噴射井管、高壓水泵(或空氣壓縮機(jī))和管路系統(tǒng)組成。如圖所示。 噴射井點(diǎn)布置 噴射井點(diǎn)管的布置、井點(diǎn)管的埋設(shè)方法和要求與輕型井點(diǎn)基本相同。 1.5.2 井點(diǎn)降水1-外管；2-內(nèi)管；3-噴射器；4-擴(kuò)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(hù)網(wǎng)；13-逆止球閥；14-逆止閥座；15-護(hù)套；16-沉泥管噴射井點(diǎn)

24、管構(gòu)造 3.電滲井點(diǎn) 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(shí)宜采用電滲井點(diǎn)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(dòng)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(diǎn)降水 4.管井井點(diǎn) 管井井點(diǎn)是由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)械等組成。管井井點(diǎn)設(shè)備較為簡單，排水量大，降水較深，較輕型井點(diǎn)其具有更大的降水效果，可代替多組輕型井點(diǎn)作用。管井井點(diǎn)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(diǎn)難以滿足要求的情況下使用。 1.5.2 井點(diǎn)降水 5.深井井點(diǎn) 當(dāng)要求井內(nèi)降水深度超過1

25、0m時(shí)，可在管井中使用深井泵抽水，這種井點(diǎn)稱為深井井點(diǎn)(或深管井井點(diǎn))。深井井點(diǎn)一般可降低水位達(dá)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(jí)葉輪;另一種是電動(dòng)機(jī)安裝在地面上，通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)多級(jí)葉輪工作而排水。 1.5.2 井點(diǎn)降水 1.輕型井點(diǎn)設(shè)備的組成 輕型井點(diǎn)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(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管等。 濾管為進(jìn)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(xì)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(hù)網(wǎng)，濾管下面為一鑄鐵塞頭，濾管上端與井點(diǎn)管用螺釘套頭連接。 1.5.3 輕型井點(diǎn)降水 1.輕型井點(diǎn)設(shè)備的組成 井點(diǎn)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(diǎn)管連接的端接頭，間距0.8m或1.2m?？偣芘c井點(diǎn)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(diǎn)降水 2.井點(diǎn)

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(diǎn)布置內(nèi)容： a.平面布置：確定井點(diǎn)布置的形式、總管長度、井點(diǎn)管數(shù)量、水泵數(shù)量及位置。 b.高程布置：確定井點(diǎn)管的埋置深度。1.5.3 輕型井點(diǎn)降水 . 平面布置 當(dāng)基坑寬度小于6m，降水深度不超過5m時(shí)，可采用單排線狀井點(diǎn)，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(diǎn)降水1-總管； 2-井點(diǎn)管； 3-抽水設(shè)備單排線狀井點(diǎn)布置圖 . 平面布置 如基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良時(shí)，宜采用雙排線狀井點(diǎn)。1.5.

28、3 輕型井點(diǎn)降水1-總管； 2-井點(diǎn)管； 3-抽水設(shè)備雙排線狀井點(diǎn)布置圖 . 平面布置 基坑面積較大時(shí)，宜采用環(huán)狀井點(diǎn)。為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛進(jìn)入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點(diǎn)。井點(diǎn)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(diǎn)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(bǔ)給方向和環(huán)形井點(diǎn)四角應(yīng)適當(dāng)加密。 1.5.3 輕型井點(diǎn)降水1-總管； 2-井點(diǎn)管； 3-抽水設(shè)備環(huán)形井點(diǎn)布置圖 .高程布置 輕型井點(diǎn)的降水深度一般以不超過6m為宜，井點(diǎn)管需要埋置深度HA（不含濾管）可按下式計(jì)算：HAH1hi式中 HA 井點(diǎn)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(diǎn)為14，環(huán)型井點(diǎn)為110； L 井點(diǎn)管距基坑中心的水平距離（單排井點(diǎn)為井點(diǎn)管至基坑另一邊的水平距離）。m。 1.5.3 輕型井點(diǎn)降水 .高程布置 當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時(shí)，可采用二級(jí)井點(diǎn)。 1.5.3 輕型井點(diǎn)降水 3.輕型井點(diǎn)計(jì)算 井點(diǎn)涌水量計(jì)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(diǎn)降水 A.無壓完整井涌水量計(jì)算 式中 Q井點(diǎn)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(diǎn)假想半徑，m。對于不規(guī)則基坑，可按下式計(jì)算： 式中A為基坑面積。 0r1lg)2(1.366KQRSSHKHSR2Ar0 B.承壓完整井涌水量計(jì)算 式中 Q井點(diǎn)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(diǎn)假想半徑，m。對于不規(guī)則基坑，可按下式計(jì)算： 式中A為基坑面積。 0r1lg2.37KQRMSKSR10Ar0 3.輕型井點(diǎn)計(jì)算 井點(diǎn)系統(tǒng)（群井）涌水量計(jì)算1.5.3 輕型井點(diǎn)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(jì)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(diǎn)假想半徑，m。抽水影響深度H0(m) 1n)2(KQ000lSSH 3.輕型井點(diǎn)計(jì)算 確定井點(diǎn)管數(shù)及井距 井點(diǎn)管數(shù)量的多少取決于單根井點(diǎn)管的抽水能力，單根井點(diǎn)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(jì)算：式中 q0單根井點(diǎn)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(diǎn)根數(shù)：n1.1Q/q 井點(diǎn)管的平均間距：L/n1.5.3 輕型井點(diǎn)降水3s0lr201qK

32、4.輕型井點(diǎn)施工 1）井點(diǎn)施工工藝：放線定位挖井點(diǎn)溝槽鋪設(shè)總管沖孔安裝井點(diǎn)管、灌填砂礫濾料、上部填粘土密封用彎聯(lián)管將井點(diǎn)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(dòng)真空泵排氣、再開動(dòng)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(gè)過程。 沖孔：沖管插在井點(diǎn)的位置上，然后開動(dòng)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(shí)部分土回落填塞濾管。 埋管：拔出沖管，立即插入井點(diǎn)管，并在井點(diǎn)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(dá)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(diǎn)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(jī)吊鉤；7井點(diǎn)管；8濾管；9填砂；10-粘土封口井點(diǎn)管的埋設(shè) 4.輕型井點(diǎn)施工 3）輕型井點(diǎn)的使用 輕型井點(diǎn)運(yùn)行后，應(yīng)保證連續(xù)不斷抽水。如果井點(diǎn)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(dòng)、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(shí)排除隱患，確保施工正常進(jìn)行。 5.回灌井點(diǎn) 輕型井點(diǎn)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(dá)百米甚至數(shù)百米，且會(huì)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(diǎn)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?，F(xiàn)決定采用輕型井點(diǎn)降低地下水位，試進(jìn)行井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.5.4 設(shè)計(jì)實(shí)例 【解】（1）井點(diǎn)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(shí)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(jì)算），故按環(huán)狀井點(diǎn)布置?；又行牡慕邓疃葹椋?S=8.55.8+0.5=3.2m 采用一級(jí)井點(diǎn)降水，井點(diǎn)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(diǎn)管，井點(diǎn)管外露0.2m，作為安裝總管用，則井管埋入土中的實(shí)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(jì)實(shí)例 （2）基坑涌水量計(jì)算： 取濾水管長度l=1m，則井點(diǎn)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(diǎn)系統(tǒng)計(jì)算。井點(diǎn)管中心水位降落值：S=6.0+0.3-1.5=4.8 m， 基坑實(shí)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(shí)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(jì)實(shí)例mHKsR05.62

37、123 .74 .322mA50.914.37 .207 .13r0 （3）計(jì)算井點(diǎn)管數(shù)量及井距： 單根井點(diǎn)管出水量（選井管直徑為38）： q=120rslk1/3=1203.140.0381121/3=17.76m3/d 井點(diǎn)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(diǎn)管實(shí)際總根數(shù)為57根。 （4）選擇抽水設(shè)備： 抽水設(shè)備所帶動(dòng)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(yáng)程：Hs6.0+1.0=7.0m 根據(jù)Q1及Hs計(jì)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(diǎn)管埋設(shè)：采用水沖法安裝埋設(shè)井點(diǎn)管。1.5.4 設(shè)計(jì)實(shí)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(rèn)真研究整個(gè)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