第1章土方工程

1、1、施工準備階段、施工準備階段建設單位建設單位應準備的工作：應準備的工作：（1）三通一平：通電、水、道路，一平為場地平；）三通一平：通電、水、道路，一平為場地平；（2）場內原有管線分布情況及場地周圍的市政管網的）場內原有管線分布情況及場地周圍的市政管網的分布情況；分布情況；（3）施工圖紙齊全，完整；）施工圖紙齊全，完整；（4）工程招投標工作業(yè)已完成；）工程招投標工作業(yè)已完成；（5）已辦理施工許可證和工程已報質檢；）已辦理施工許可證和工程已報質檢；（6）與工程有關外部協(xié)調工作已完成；）與工程有關外部協(xié)調工作已完成；2、施工單位施工單位在工程施工前應作好的工作在工程施工前應作好的工作（1）學習和審

2、查圖紙，研究工程地質資料；）學習和審查圖紙，研究工程地質資料；（2）編寫施工組織設計（土方工程施工方案）編寫施工組織設計（土方工程施工方案） 研究施工現場的場地平整情況，基坑施工方案；研究施工現場的場地平整情況，基坑施工方案； 繪制施工總平面布置圖及基坑開挖示意圖；繪制施工總平面布置圖及基坑開挖示意圖； 確定開挖路線、順序、范圍，底板標高、邊坡坡度，確定開挖路線、順序、范圍，底板標高、邊坡坡度， 排水溝的設置、集水井的位置等。以及挖出土方的堆排水溝的設置、集水井的位置等。以及挖出土方的堆 放位置，機械設備的配置，安全方案。放位置，機械設備的配置，安全方案。（3）修筑好場地臨時道路及供水、供電等

3、臨時設施；）修筑好場地臨時道路及供水、供電等臨時設施；（4）做好材料、機具及土方機械進場工作；）做好材料、機具及土方機械進場工作；（5）做好土方工程測量放線工作；）做好土方工程測量放線工作；（6）根據土方工程設計做好土方工程的輔助工作，如邊坡）根據土方工程設計做好土方工程的輔助工作，如邊坡 穩(wěn)定、基坑支護、降低地下水等；穩(wěn)定、基坑支護、降低地下水等； （7）做好圖紙交底工作。）做好圖紙交底工作。定位放線的概念定位放線的概念:（1） 當建筑物角樁位置定好后，把角樁之間的軸線位置引測當建筑物角樁位置定好后，把角樁之間的軸線位置引測到主基坑（槽）以外的龍門板上。到主基坑（槽）以外的龍門板上。（2）依

4、據龍門板標定的基礎底面尺寸、埋置深度、土質和底）依據龍門板標定的基礎底面尺寸、埋置深度、土質和底下水位的情況及施工的要求，確定挖土邊線，進行基坑（槽）下水位的情況及施工的要求，確定挖土邊線，進行基坑（槽）的放線。的放線。 施工中開挖基坑時，流入坑內的水有：施工中開挖基坑時，流入坑內的水有：地面水地面水和和地下水地下水。地面水：筑土壩、排水溝、截水溝引至低洼處或河溝中。地面水：筑土壩、排水溝、截水溝引至低洼處或河溝中。地下水：基底面標高處于地下水位以下，采用地下水：基底面標高處于地下水位以下，采用人工降水。人工降水。一、降低地下水位一、降低地下水位（人工降水人工降水） 在土方開挖過程中，地下水滲

5、入坑內，不但會使施工在土方開挖過程中，地下水滲入坑內，不但會使施工條件惡化，而更嚴重的是會造成條件惡化，而更嚴重的是會造成邊坡塌方邊坡塌方和和地基承載能力地基承載能力下降下降。因此，在基坑土方開挖前和開挖過程中，必須采取。因此，在基坑土方開挖前和開挖過程中，必須采取措施降低地下水位。降低地下水位的方法有措施降低地下水位。降低地下水位的方法有集水坑（井）集水坑（井）降水法降水法和和井點降水法井點降水法。 二、集水坑（井）降水法（明排水法）二、集水坑（井）降水法（明排水法） 集水井降水法是在基坑開挖過程中，在基坑范圍集水井降水法是在基坑開挖過程中，在基坑范圍以外設置集水井，并沿坑底的周圍或中央開挖

6、排水溝，以外設置集水井，并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水流入集水坑中，然后用水泵抽走。使水流入集水坑中，然后用水泵抽走。1）定義：定義：在基坑或溝槽開挖時，在坑底設置集水井，并沿坑在基坑或溝槽開挖時，在坑底設置集水井，并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水在重力作用下流入集水井底的周圍或中央開挖排水溝，使水在重力作用下流入集水井內，然后用水泵抽出坑外。內，然后用水泵抽出坑外。 2）設置：設置：四周的排水溝及集水井一般應設置在基礎范圍以四周的排水溝及集水井一般應設置在基礎范圍以外，地下水流的上游，基坑面積較大時，可在基礎范圍內設外，地下水流的上游，基坑面積較大時，可在基礎范圍內設置盲溝。置盲溝

7、。 根據地下水量、基坑平面形狀及水泵能力，集水井每隔根據地下水量、基坑平面形狀及水泵能力，集水井每隔2040m設置一個；基坑四個角應各設一個。設置一個；基坑四個角應各設一個。 3）集水井大?。杭笮。褐睆交驅挾纫话銥橹睆交驅挾纫话銥?.60.8m,深度低于挖深度低于挖土面土面0.51.0m。集水井井壁用竹、木等加固，并在井底鋪。集水井井壁用竹、木等加固，并在井底鋪設碎石濾水層，以免在抽水時將泥砂抽出。設碎石濾水層，以免在抽水時將泥砂抽出。 4）排水溝大小：排水溝大?。簩挒閷挒?.40.6m,深為深為0.3-0.6m,并有一定并有一定的坡度的坡度(一般不小于一般不小于3%)。 5）盲溝：盲溝

8、：置于基礎底板下，基礎施工完畢后無法看見叫盲置于基礎底板下，基礎施工完畢后無法看見叫盲溝。盲溝相當于看不見的排水溝。盲溝的尺寸同排水溝。溝。盲溝相當于看不見的排水溝。盲溝的尺寸同排水溝。（動畫演示）（動畫演示） 在建筑工地上，排水用的水泵主要有：離心泵、潛水泵在建筑工地上，排水用的水泵主要有：離心泵、潛水泵和軟軸水泵等。和軟軸水泵等。（1）離心泵：由泵殼、泵軸及葉輪等主要部件組成，其管路）離心泵：由泵殼、泵軸及葉輪等主要部件組成，其管路系統(tǒng)包括濾網與底閥、吸水管及出水管等。系統(tǒng)包括濾網與底閥、吸水管及出水管等。 離心泵的抽水原理：是利用葉輪高速旋轉時所產生的離離心泵的抽水原理：是利用葉輪高速旋

9、轉時所產生的離心力，將輪心部分的水甩往輪邊，沿出水管壓向高處。此時心力，將輪心部分的水甩往輪邊，沿出水管壓向高處。此時葉輪中心形成部分真空，這樣，水在大氣壓力作用下，就能葉輪中心形成部分真空，這樣，水在大氣壓力作用下，就能源源不斷地從吸水管自動上升進入水泵。源源不斷地從吸水管自動上升進入水泵。 水泵的主要性能：包括流量、總揚程、吸水揚程和功率水泵的主要性能：包括流量、總揚程、吸水揚程和功率等。等。 流量是指水泵單位時間內的出水量。流量是指水泵單位時間內的出水量。 吸水揚程表示水泵能吸水的最大高度，是確定水泵安裝吸水揚程表示水泵能吸水的最大高度，是確定水泵安裝高度的一個重要數據。（從理論上說，水

10、泵能將水吸上高度的一個重要數據。（從理論上說，水泵能將水吸上10.3m，但水泵限于構造關系，其最大吸水揚程只有，但水泵限于構造關系，其最大吸水揚程只有3.58.5m。實際吸水高度（揚程）還要扣除吸水管路阻力和。實際吸水高度（揚程）還要扣除吸水管路阻力和水泵進口處的流速水頭損失。在水泵口徑不大、吸水管不水泵進口處的流速水頭損失。在水泵口徑不大、吸水管不長時，實際吸水高度可按性能表上的最大吸水揚程減去長時，實際吸水高度可按性能表上的最大吸水揚程減去1.2m（有底閥）（有底閥）0.6m（無底閥）估算。（無底閥）估算。 總揚程總揚程(H)包括吸水揚程和出水揚程兩部分。包括吸水揚程和出水揚程兩部分。離心

11、泵的選擇：主要根據需要的流量與揚程而定。對基坑離心泵的選擇：主要根據需要的流量與揚程而定。對基坑來說，離心泵的流量應大于基坑的涌水量，一般選用吸水來說，離心泵的流量應大于基坑的涌水量，一般選用吸水口徑口徑24英寸的離心泵；離心泵的揚程在滿足總揚程的前英寸的離心泵；離心泵的揚程在滿足總揚程的前提下，主要是考慮吸水揚程是否能滿足降水深度要求，如提下，主要是考慮吸水揚程是否能滿足降水深度要求，如果不夠，則可另選水泵或將水泵降低至坑壁臺階或坑底上。果不夠，則可另選水泵或將水泵降低至坑壁臺階或坑底上。離心泵的抽水能力大，宜用于地下水量較大的基坑。離心離心泵的抽水能力大，宜用于地下水量較大的基坑。離心泵的

12、安裝，要特別注意吸水管接頭不漏氣及吸水至少應在泵的安裝，要特別注意吸水管接頭不漏氣及吸水至少應在水面以下水面以下0.5m，以免吸入空氣，影響水泵正常進行。，以免吸入空氣，影響水泵正常進行。 離心泵的使用：要先向泵體與吸水管內灌滿水，排除空離心泵的使用：要先向泵體與吸水管內灌滿水，排除空氣，然后開泵抽水。為了防止所灌的水漏掉。在底閥內裝氣，然后開泵抽水。為了防止所灌的水漏掉。在底閥內裝有單向閥門。離心泵在使用中要防止漏氣與臟物堵塞等。有單向閥門。離心泵在使用中要防止漏氣與臟物堵塞等。 （2）潛水泵）潛水泵 是由立式水泵與電動機組合而成，工作時完全浸是由立式水泵與電動機組合而成，工作時完全浸在水中

13、。在水中。 水泵裝在電動機上端，葉輪可制成離心式或水泵裝在電動機上端，葉輪可制成離心式或螺旋槳式；電動機設有密封裝置。螺旋槳式；電動機設有密封裝置。 潛水泵的出水口徑，常用的有：潛水泵的出水口徑，常用的有：40、50、100、125mm，其流量相應為：，其流量相應為：15、25、65、100 m/h ，揚程相應為揚程相應為25、15、7、3.5m。這種泵具有體積小、。這種泵具有體積小、重量輕、移動方便、安裝簡單和開泵時不需引水等優(yōu)重量輕、移動方便、安裝簡單和開泵時不需引水等優(yōu)點，因此在基坑排水中采用較廣。點，因此在基坑排水中采用較廣。 使用潛水泵時，為了防止電機燒壞，不得脫水運使用潛水泵時，為

14、了防止電機燒壞，不得脫水運轉，或陷入泥轉，或陷入泥 中，也不得排灌含泥量較高的水質或泥中，也不得排灌含泥量較高的水質或泥漿水，以免泵葉輪被雜物堵塞。漿水，以免泵葉輪被雜物堵塞。 三、三、 井點降水法（人工降低地下水位法）井點降水法（人工降低地下水位法） 1、含義、含義：在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數量的濾水管：在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數量的濾水管（井），在基坑開挖前和開挖過程中，利用真空原理，使地下水位降低（井），在基坑開挖前和開挖過程中，利用真空原理，使地下水位降低到坑底以下。到坑底以下。 2、作用：、作用： 1）防止地下水涌入坑內；）防止地下水涌入坑內； 2）防止邊坡由

15、于地下水的滲流而引起的塌方；）防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方； 3）使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了管涌；）使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了管涌； 4）降水后，降低了深基坑圍護結構的水平荷載；）降水后，降低了深基坑圍護結構的水平荷載； 5）消除了地下水的的滲流，也防止了流砂現象；）消除了地下水的的滲流，也防止了流砂現象； 6）降低地下水位后，還使土體固結，增加地基土的承載力。）降低地下水位后，還使土體固結，增加地基土的承載力。3、適用范圍：、適用范圍： 1）土壤的滲透系數）土壤的滲透系數K=0.1250m/d的土層中；的土層中； 2）降水深度一般為：單

16、級輕型點為）降水深度一般為：單級輕型點為3-6m；多級輕型點為；多級輕型點為612m。 地下水涌入坑內地下水涌入坑內邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方使坑底的土層消除了地下使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此水位差引起的壓力，因此防止了管涌防止了管涌消除了地下水的的滲消除了地下水的的滲流，也防止了流砂現流，也防止了流砂現象象使坑底的土層消除了地使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力下水位差引起的壓力 4、井水降水的類型：、井水降水的類型：井點主要有兩個類型：輕型井點和管井，一般可根據滲透系井點主要有兩個類型：輕型井點和管井，一般可根據滲透系數、降水深度、設

17、備條件和經濟比較來確定，可參照下表。數、降水深度、設備條件和經濟比較來確定，可參照下表。井點類別井點類別土的滲透性土的滲透性(m/d)降水深度降水深度(m)輕型井點輕型井點一級輕型井點一級輕型井點0.1 50503 6 6多級輕型井點多級輕型井點0.1 50506 1212視井點級數而定視井點級數而定噴射井點噴射井點0.1 50508 2020電滲井點電滲井點15 各種井點的適用范圍各種井點的適用范圍5.輕型井點（應用較廣）輕型井點（應用較廣）1）輕型井點設備：）輕型井點設備：設備主要有：井點管（下端為濾管）、集設備主要有：井點管（下端為濾管）、集水總管、彎聯管及抽水設備。水總管、彎聯管及抽水

18、設備。參考動畫參考動畫設備布置與作用設備布置與作用井點管：井點管：直徑直徑3855的鋼管，長的鋼管，長69m，下端配有，下端配有濾管和一個錐形鑄鐵塞頭。濾管和一個錐形鑄鐵塞頭。濾管：濾管：長長1.01.7m，管壁上鉆有，管壁上鉆有1218成梅花形成梅花形排列的濾孔；管壁外包兩層濾網，內層為排列的濾孔；管壁外包兩層濾網，內層為3050孔孔/cm2的黃銅絲或尼龍絲布的細濾網，外層為的黃銅絲或尼龍絲布的細濾網，外層為310孔孔/cm2粗濾網，以防泥砂進入井點管。粗濾網，以防泥砂進入井點管。集水總管：集水總管：直徑直徑75100的鋼管分節(jié)連接，每節(jié)長的鋼管分節(jié)連接，每節(jié)長46m ，其上裝有與井點管聯接

19、的短接頭，間距為，其上裝有與井點管聯接的短接頭，間距為0.81.6m。總管應有?？偣軕?.555坡向泵房的坡度。坡向泵房的坡度?？偣芘c井點管用總管與井點管用90900 0彎頭或塑料管連接。彎頭或塑料管連接。抽水設備：抽水設備：真空泵設備。真空泵設備。2）輕型井點布置）輕型井點布置：平面布置與高程布置平面布置與高程布置 輕型井點系統(tǒng)的布置，應根據基坑平面形狀及尺寸、基坑輕型井點系統(tǒng)的布置，應根據基坑平面形狀及尺寸、基坑深度、土質、地下水位及流向、降水深度要求等確定。深度、土質、地下水位及流向、降水深度要求等確定。步驟：平面布置高程布置計算井點管數量等調整。步驟：平面布置高程布置計算井點管數量等

20、調整。（1）平面布置）平面布置(1)n確定井點布置的形式、總管長度、井點管數量、水泵數量及位置。n單排線布置：坑寬小于6M（B6M），水位降低值不超過5M（H5M）；布置在上游一側，伸長量不宜6M，或土質不良。n環(huán)狀布置：當基坑面積較大時(大基坑)，則采用環(huán)狀井點。nU形布置：大基坑，方便大型機械出入基坑，開口設在下游。（1）平面布置）平面布置(2) 一套抽水設備能帶動的總管長度，一般為一套抽水設備能帶動的總管長度，一般為100200m。 采用多套抽水設備時，井點系統(tǒng)要分段，各段長采用多套抽水設備時，井點系統(tǒng)要分段，各段長度應大致相等，其分段地點宜選擇在基坑拐彎處，度應大致相等，其分段地點宜選

21、擇在基坑拐彎處，以減少總管彎頭數量，提高水泵抽吸能力，泵宜設以減少總管彎頭數量，提高水泵抽吸能力，泵宜設置在各段總管的中部，使泵兩邊水流平衡。置在各段總管的中部，使泵兩邊水流平衡。 采用環(huán)形井點時，宜在泵的對面（即環(huán)圈的一半采用環(huán)形井點時，宜在泵的對面（即環(huán)圈的一半處）的總管上裝設閥門或將總管斷開，以控制總管處）的總管上裝設閥門或將總管斷開，以控制總管內水流方向，改善總管內的水流狀態(tài)，提高抽水效內水流方向，改善總管內的水流狀態(tài)，提高抽水效果。果。 采用多套井點設備時，各套總管之間應裝設閥門采用多套井點設備時，各套總管之間應裝設閥門隔開，這樣，當其中一套泵組發(fā)生故障時，可開啟隔開，這樣，當其中一

22、套泵組發(fā)生故障時，可開啟相鄰閥門，借助鄰近的泵組來維持抽水。同時，裝相鄰閥門，借助鄰近的泵組來維持抽水。同時，裝設閥門也可以避免總管內水流紊亂。設閥門也可以避免總管內水流紊亂。（2）高程布置（）高程布置（1） 確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋設面的距離：確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋設面的距離： HH1+h+iL，H井點管埋深（井點管埋深（m），）， Hhpmax 抽水設備的最大抽水高度，抽水設備的最大抽水高度，6-7米；米； H1總管埋設面至基底的距離（總管埋設面至基底的距離（m）；）； h基底至降低后的地下水位線的距離（基底至降低后的地下水位線的距離（m）；）； I水力坡度，水力坡度

23、，單排單排I=1/4-5，雙排，雙排I=1/7，環(huán)狀，環(huán)狀I=1/10 ； L井點管至基坑中心的水平距離。井點管至基坑中心的水平距離。（2）高程布置（）高程布置（2） 高程布置輕型井點的降水深度，從理論上說，利高程布置輕型井點的降水深度，從理論上說，利用真空泵抽吸地下水可達用真空泵抽吸地下水可達10.3m，但考慮抽水設備，但考慮抽水設備的水頭損失后，一般不超過的水頭損失后，一般不超過6m。當一級輕型井點達不到降水深度要求時，可視土當一級輕型井點達不到降水深度要求時，可視土質情況，先用其他方法降水（如集水坑降水），然后質情況，先用其他方法降水（如集水坑降水），然后將總管安裝在原有地下水位線以下，

24、以增加降水深度；將總管安裝在原有地下水位線以下，以增加降水深度；或采用二級輕型井點（圖或采用二級輕型井點（圖1.10），即先挖去第一層），即先挖去第一層井點所疏干的土，然后再在其底部裝設在第二層井點。井點所疏干的土，然后再在其底部裝設在第二層井點。（3）輕型井點計算）輕型井點計算n內容：確定涌水量內容：確定涌水量Q、井點管數量、井點管數量N、井距、井距D、選擇設備。、選擇設備。n水井的分類：水井的分類：P8圖圖1.11。 分為：分為： 無壓完整井、承壓完整井、無壓非完整井、承壓非完整井無壓完整井、承壓完整井、無壓非完整井、承壓非完整井 。 無壓井無壓井：水井布置在含水土層中，地下水表面為自由水

25、面；：水井布置在含水土層中，地下水表面為自由水面； 承壓井：承壓井：當含水層處于二不透水層之間，地下水表面邊有一定水壓；當含水層處于二不透水層之間，地下水表面邊有一定水壓； 完整井：完整井：當水井底部達到不透水層時；當水井底部達到不透水層時； 非完整井：非完整井：當水井底部達不到透水層時。當水井底部達不到透水層時。水井的分類圖示水井的分類圖示A、涌水量計算：、涌水量計算：Q 法，水力學家裘布依的水井理論法，水力學家裘布依的水井理論 井點計算受水文地質和井點設備等許多因素影響，算出井點計算受水文地質和井點設備等許多因素影響，算出的數值只是近似值的數值只是近似值。 輕型井點涌水量計算之前，先要確定井點系統(tǒng)布置方式輕型井點涌水量計算之前，先要確定井點系統(tǒng)布置方式和基坑計算圖形面積。若矩形基