第1章：土方工程2

1、1土木工程施工土木工程施工第 1 章 場(chǎng)地平整施工的時(shí)間和意義場(chǎng)地平整施工的時(shí)間和意義 一般安排開工之前，將天然地面改造成設(shè)計(jì)要一般安排開工之前，將天然地面改造成設(shè)計(jì)要求的平面所進(jìn)行的土方施工，以使大型施工機(jī)械有求的平面所進(jìn)行的土方施工，以使大型施工機(jī)械有較大的工作面。較大的工作面。 工藝流程：工藝流程： 現(xiàn)場(chǎng)勘查現(xiàn)場(chǎng)勘查清除地面障礙物清除地面障礙物標(biāo)定整平范標(biāo)定整平范圍圍設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置方格網(wǎng)設(shè)置方格網(wǎng)測(cè)量標(biāo)高測(cè)量標(biāo)高計(jì)計(jì)算挖填土方工程量算挖填土方工程量平整土方平整土方場(chǎng)地碾壓場(chǎng)地碾壓驗(yàn)驗(yàn)收。收。1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整2土木工程施工土木工程施工第 1 章 確定確定場(chǎng)地標(biāo)高方法場(chǎng)地標(biāo)高

2、方法 設(shè)計(jì)有要求按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)有要求按設(shè)計(jì)要求 無(wú)要求時(shí)：無(wú)要求時(shí)： “最小二乘法最小二乘法”： 方格網(wǎng)角點(diǎn)的施工高度的平方格網(wǎng)角點(diǎn)的施工高度的平 方和最小，滿足工程量最小，又能保證挖填平衡；但方和最小，滿足工程量最小，又能保證挖填平衡；但計(jì)算工作量大；計(jì)算工作量大； “挖填平衡法挖填平衡法” 場(chǎng)地內(nèi)挖方量場(chǎng)地內(nèi)挖方量=填方量，土方填方量，土方 總量不變概念直觀、計(jì)算簡(jiǎn)便、精度能滿足施工要求，總量不變概念直觀、計(jì)算簡(jiǎn)便、精度能滿足施工要求，但不能滿足工程量最小。但不能滿足工程量最小。1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整3土木工程施工土木工程施工第 1 章 1 1）影響場(chǎng)地標(biāo)高的因素）影響場(chǎng)地標(biāo)高的因素 1.

3、滿足工藝要求（化工廠內(nèi)管道布置）；滿足工藝要求（化工廠內(nèi)管道布置）； 2.城市規(guī)劃要求（道路、排水要求、防洪）；城市規(guī)劃要求（道路、排水要求、防洪）； 3.泄水坡度（大于等于泄水坡度（大于等于2）；）； 4.利用場(chǎng)內(nèi)地形，減少土方工程量；利用場(chǎng)內(nèi)地形，減少土方工程量； 5.場(chǎng)內(nèi)挖填平衡，減少土方運(yùn)輸費(fèi)用。場(chǎng)內(nèi)挖填平衡，減少土方運(yùn)輸費(fèi)用。1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定4土木工程施工土木工程施工第 1 章 2 2）場(chǎng)地標(biāo)高確定的一般方法：）場(chǎng)地標(biāo)高確定的一般方法： 原則：挖填方量相等原則：挖填方量相等 適用范圍：場(chǎng)地比較平緩，對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高五特殊要求適用

4、范圍：場(chǎng)地比較平緩，對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高五特殊要求1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定5土木工程施工土木工程施工第 1 章 2 2）場(chǎng)地標(biāo)高確定的一般方法：）場(chǎng)地標(biāo)高確定的一般方法： 方法及步驟：方法及步驟： a a，劃分網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格 b, b, 計(jì)算標(biāo)高計(jì)算標(biāo)高1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定a）地形圖上劃分方格； b）設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖 1等高線；2自然地面；3設(shè)計(jì)標(biāo)高平面； 4自然地面與設(shè)計(jì)標(biāo)高平面的交線（零線）6土木工程施工土木工程施工第 1 章 2 2）場(chǎng)地標(biāo)高確定的一般方法：）場(chǎng)地標(biāo)高確定的一般方法： a，

5、劃分網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格 編號(hào)；邊長(zhǎng)；計(jì)算角點(diǎn)高程編號(hào)；邊長(zhǎng)；計(jì)算角點(diǎn)高程1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定一般為一般為1040m； 根據(jù)地形的復(fù)雜程度，地根據(jù)地形的復(fù)雜程度，地面平坦邊長(zhǎng)大；面平坦邊長(zhǎng)大； 地面高低起伏邊長(zhǎng)?。坏孛娓叩推鸱呴L(zhǎng)?。?常用常用20m；7土木工程施工土木工程施工第 1 章計(jì)算角點(diǎn)高程計(jì)算角點(diǎn)高程1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定 等高線間線性插入法等高線間線性插入法求得方格網(wǎng)角點(diǎn)標(biāo)高；求得方格網(wǎng)角點(diǎn)標(biāo)高； 如圖所示：如圖所示： 如無(wú)地形圖，可以在場(chǎng)地上劃分方格網(wǎng)，在角點(diǎn)處打入木如無(wú)地

6、形圖，可以在場(chǎng)地上劃分方格網(wǎng)，在角點(diǎn)處打入木樁，用水準(zhǔn)儀測(cè)量角點(diǎn)標(biāo)高；樁，用水準(zhǔn)儀測(cè)量角點(diǎn)標(biāo)高；8土木工程施工土木工程施工第 1 章計(jì)算公式計(jì)算公式1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定NHHHHaanH122211211220)4(NiiiiiHHHHnH143210)(41)432(4143210HHHHnHH1H2H3H4分別為一、二、三、四個(gè)方格共有角點(diǎn)。分別為一、二、三、四個(gè)方格共有角點(diǎn)。9土木工程施工土木工程施工第 1 章初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高：初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高：1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定

7、NHHHHaanH122211211220)4(NiiiiiHHHHnH143210)(41)432(4143210HHHHnHH1H2H3H4分別為一、二、三、四個(gè)方格共有角點(diǎn)。分別為一、二、三、四個(gè)方格共有角點(diǎn)。10土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 1). 土的可松性？土的可松性？ 2). 場(chǎng)地排水？場(chǎng)地排水？ 3). 局部調(diào)整？局部調(diào)整？11土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定1). 土的可松性？土的可松性？ 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高

8、提高！場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高提高！已知：已知：H0、VW 、AW 、 VT 、AT 、Ks、KS/，求求h。 調(diào)整后土方仍應(yīng)平衡調(diào)整后土方仍應(yīng)平衡 ).K.A-(V . AVSWWTThhWTVV 又SWTSWKAAKVh) 1(/得到：12土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定2). 場(chǎng)地排水要求？場(chǎng)地排水要求？一般，泄水坡度一般，泄水坡度i應(yīng)應(yīng)2 ，做成單向泄水或雙向泄水。做成單向泄水或雙向泄水。單向泄水時(shí)的計(jì)算：?jiǎn)蜗蛐顾畷r(shí)的計(jì)算：HN=H0 lxix例例H52yyxxn il ilhh0 + +、- -的確定？的確定？ 泄水

9、坡度的方向和泄水坡度的方向和lx 、ly方向一致為方向一致為-； 泄水坡度的方向和泄水坡度的方向和lx、ly方向相反為方向相反為+；13土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定2). 場(chǎng)地排水要求？場(chǎng)地排水要求？雙向泄水時(shí)的計(jì)算：雙向泄水時(shí)的計(jì)算：例例H4214土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.11.3.1場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定3). 局部調(diào)整？局部調(diào)整？設(shè)計(jì)標(biāo)高上的各種填方工程使設(shè)計(jì)標(biāo)高的降低，或者設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)標(biāo)高上的各種填方工程使設(shè)計(jì)標(biāo)高的降低，或者設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的各種挖方工程使設(shè)

10、計(jì)標(biāo)高提高。標(biāo)高以下的各種挖方工程使設(shè)計(jì)標(biāo)高提高。邊坡填、挖土方量不等使設(shè)計(jì)標(biāo)高增減。邊坡填、挖土方量不等使設(shè)計(jì)標(biāo)高增減。就近取棄土引起場(chǎng)內(nèi)挖、填土方量變化，導(dǎo)致場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)就近取棄土引起場(chǎng)內(nèi)挖、填土方量變化，導(dǎo)致場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的增減。高的增減。15土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量方格網(wǎng)法：方格網(wǎng)法：1）計(jì)算各方格角點(diǎn)的施工高度（即填、挖高度）計(jì)算各方格角點(diǎn)的施工高度（即填、挖高度） “+”為填方，為填方，“-”為挖方為挖方i iiHHh1-112）確定施工）確定施工“零線零線”即挖、填方的分界即挖、填方的分界

11、線線 先求零點(diǎn)，先求零點(diǎn)，之后將零點(diǎn)相連之后將零點(diǎn)相連 16土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量2）確定施工）確定施工“零線零線” ahhhx2111ahhhx212217土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量3）計(jì)算各方格土方工程量計(jì)算各方格土方工程量 分分3種情況：種情況： 4點(diǎn)同挖（同填）：點(diǎn)同挖（同填）： )(443212hhhhaV18土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平

12、整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量3）計(jì)算各方格土方工程量計(jì)算各方格土方工程量 2挖挖2填填(相鄰相鄰2點(diǎn)為挖，另點(diǎn)為挖，另2點(diǎn)為填點(diǎn)為填)： 如如1、2點(diǎn)為挖方，則：點(diǎn)為挖方，則：)(43222412122, 1hhhhhhaV h2 h1 h4 h3 )(43223412424, 3hhhhhhaV填方挖方19土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量3）計(jì)算各方格土方工程量計(jì)算各方格土方工程量 3挖挖1填（填（1挖挖3填）填）:)(643413424hhhhhaV填44321232, 1)22(6VhhhhaV

13、挖，填方挖方 h2 h1 h3 h4 20土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量3）計(jì)算各方格土方工程量計(jì)算各方格土方工程量 為提高土方工程量計(jì)算精度，利用順等高線方為提高土方工程量計(jì)算精度，利用順等高線方向的對(duì)角線可以將方格網(wǎng)劃分成兩個(gè)三角向的對(duì)角線可以將方格網(wǎng)劃分成兩個(gè)三角形。形。 21土木工程施工土木工程施工第 1 章1.3場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3.21.3.2計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算場(chǎng)地平整土方工程量4）計(jì)算場(chǎng)地邊坡土方工程量：邊坡土方量可計(jì)算場(chǎng)地邊坡土方工程量：邊坡土方量可近似按三角棱錐體、三角棱柱體計(jì)

14、算。近似按三角棱錐體、三角棱柱體計(jì)算。 零線 三角棱錐體 邊坡 挖方區(qū) 三角棱柱體 填方區(qū) lAV3椎lAAV321柱lAAAV64201柱當(dāng)當(dāng)A1、A2相差很時(shí)相差很時(shí)當(dāng)當(dāng)A0中面積，公式可用于計(jì)算基坑或基槽土方中面積，公式可用于計(jì)算基坑或基槽土方22土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.11.4.1排除地面水排除地面水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水23土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.11.4.1排除地面水排除地面水 排除場(chǎng)地低洼處積水、場(chǎng)地雨水排除場(chǎng)地低洼處積水、場(chǎng)地雨水 常用排水設(shè)施常用排

15、水設(shè)施 排水溝（疏）排水溝（疏）平坦場(chǎng)地平坦場(chǎng)地 截水溝（堵）截水溝（堵）坡地、坡地、 高側(cè)高側(cè) 土堤（擋）土堤（擋）低洼處四周低洼處四周平面位置：平面位置： 布置在施工區(qū)域的邊緣或道路兩布置在施工區(qū)域的邊緣或道路兩 旁；和自然地形一致；和原有排旁；和自然地形一致；和原有排 水系統(tǒng)一致；和新建永久排水系水系統(tǒng)一致；和新建永久排水系 統(tǒng)協(xié)調(diào)；統(tǒng)協(xié)調(diào)；24土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.11.4.1排除地面水排除地面水截面尺寸要求：截面尺寸要求： 溝、堤截面根據(jù)施工期排水量確定；溝、堤截面根據(jù)施工期排水量確定； 排水溝排水溝500500 縱向坡度縱向

16、坡度 i3 平坦地區(qū)平坦地區(qū)2 沼澤地區(qū)沼澤地區(qū)1；必要時(shí)；必要時(shí)設(shè)涵管過(guò)水以利交通。設(shè)涵管過(guò)水以利交通。25土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水1 1）為什么需要降水？為什么需要降水？當(dāng)基礎(chǔ)底面低于地下水位以后，地下水向基坑內(nèi)滲流，當(dāng)基礎(chǔ)底面低于地下水位以后，地下水向基坑內(nèi)滲流，產(chǎn)生下列后果：產(chǎn)生下列后果： 1. 1. 惡化施工條件；惡化施工條件； 2. 2. 降低地基承載力；降低地基承載力； 3. 3. 基坑邊坡易塌方。基坑邊坡易塌方。 所以，為了保證施工安全和質(zhì)量，需降低地下水所以，為了保證施工安全和質(zhì)量，需降低

17、地下水26土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水2 2）降水方法：）降水方法： 集水坑降水法集水坑降水法( (明排水法）明排水法） 井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法27土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水3 3）集水坑降水法）集水坑降水法 是在基坑開挖過(guò)程中，在基礎(chǔ)范圍以外設(shè)置集水坑，是在基坑開挖過(guò)程中，在基礎(chǔ)范圍以外設(shè)置集水坑，并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水流入集水坑中，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。然后用水泵抽走

18、。范圍：范圍： 降水深度??；降水深度??； 有止水帷幕時(shí)；有止水帷幕時(shí)； 作為井點(diǎn)降水的輔助；作為井點(diǎn)降水的輔助；28土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水集水坑設(shè)置位置：集水坑設(shè)置位置： 基礎(chǔ)范圍以外；基礎(chǔ)范圍以外； 地下水上游；地下水上游；設(shè)置間距設(shè)置間距 應(yīng)該根據(jù)地下水流量；基坑平面形狀及水泵抽水能力；應(yīng)該根據(jù)地下水流量；基坑平面形狀及水泵抽水能力；一般一般20-4020-40米設(shè)置一個(gè)。米設(shè)置一個(gè)。直徑或?qū)挾龋褐睆交驅(qū)挾龋?06-0.806-0.8米米深度：深度： 低于挖土面低于挖土面0.8-1.00.8-1.0米

19、米 基坑挖到持力層時(shí)，低于基坑挖到持力層時(shí)，低于1.0-2.01.0-2.0米，并鋪米，并鋪0.30.3米碎石層。米碎石層。29土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水排水溝設(shè)置：排水溝設(shè)置： 基坑四周，深基坑四周，深0.5-0.80.5-0.8米；寬度不小于米；寬度不小于0.40.4米米 水溝邊坡水溝邊坡1:1-1:1.05,1:1-1:1.05,千分之千分之2-52-5縱坡；縱坡；30土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治

20、流流 砂原理：砂原理： 地下水位以下為細(xì)砂、粉砂等土質(zhì)，用集水坑降水時(shí)，地下水位以下為細(xì)砂、粉砂等土質(zhì)，用集水坑降水時(shí)，坑底下的土在水流作用下形成流動(dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入坑底下的土在水流作用下形成流動(dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂。即邊挖土邊冒砂的現(xiàn)象?；?，這種現(xiàn)象稱為流砂。即邊挖土邊冒砂的現(xiàn)象。 31土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治流流 砂原理：砂原理：32土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治

21、流沙及其防治流流 砂原理：砂原理：33土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治流流 砂原理：砂原理：流砂受力分析單元234土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治流流 砂原理：砂原理：流砂受力分析單元2動(dòng)水壓力：動(dòng)水壓力：GD = -T = -IrW （作用方向與（作用方向與 T土對(duì)水流的阻力方向相反）土對(duì)水流的阻力方向相反） 由此可見(jiàn)由此可見(jiàn)GD與與I、L的關(guān)系，的關(guān)系，GD的作用方向與水的作用方向與水

22、流方向相同。流方向相同。 GD方向：向上，不利；向下，有利。方向：向上，不利；向下，有利。 當(dāng)當(dāng)GDrs/（土的浸水重度，浮重度）時(shí)，則土粒（土的浸水重度，浮重度）時(shí)，則土粒處于懸處于懸浮狀態(tài)，土體抗剪強(qiáng)度浮狀態(tài)，土體抗剪強(qiáng)度=0，土粒進(jìn)入基坑，形，土粒進(jìn)入基坑，形成流砂。成流砂。35土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治哪些情況下容易發(fā)生：哪些情況下容易發(fā)生：流砂受力分析單元2a、易在粉土、細(xì)砂、粉砂、淤泥土中發(fā)生。一般、易在粉土、細(xì)砂、粉砂、淤泥土中發(fā)生。一般下挖超過(guò)地下水位下挖超過(guò)地下水位0

23、.5m深即要注意。深即要注意。 b、與動(dòng)水壓力、與動(dòng)水壓力GD大小有關(guān)，大小有關(guān)，GD大時(shí)易發(fā)生。大時(shí)易發(fā)生。 36土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治流砂危害流砂危害： 土體喪失承載力、施工條件惡化，工人難以立足，基土體喪失承載力、施工條件惡化，工人難以立足，基坑難以挖到設(shè)計(jì)深度，容易塌方，掏空附近地基引起周坑難以挖到設(shè)計(jì)深度，容易塌方，掏空附近地基引起周圍建筑物下沉、傾斜、甚至倒塌。圍建筑物下沉、傾斜、甚至倒塌。37土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.

24、4.21.4.2降低地下水降低地下水流沙及其防治流沙及其防治流砂防治流砂防治：主要途徑：主要途徑：a、減少動(dòng)水壓力、減少動(dòng)水壓力GD；b、使動(dòng)水壓力、使動(dòng)水壓力GD方向向下；方向向下；c、截?cái)嗟叵滤鳎黾訚B流路徑。、截?cái)嗟叵滤?，增加滲流路徑。 具體措施：具體措施：a、枯水期施工；、枯水期施工；b、搶挖并拋大石塊法、搶挖并拋大石塊法-用于局部的輕微的流砂，冒砂速度挖土用于局部的輕微的流砂，冒砂速度挖土速度的情況；速度的情況；c、設(shè)止水帷幕法、設(shè)止水帷幕法-滲徑滲徑L，I，GD，結(jié)合基坑支護(hù)比較好；，結(jié)合基坑支護(hù)比較好；d、水下挖土法、水下挖土法-如沉井施工、抓鏟施工；如沉井施工、抓鏟施工；e

25、、人工降低地下水位法、人工降低地下水位法改變改變GD方向。方向。 38土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水管涌管涌 當(dāng)坑底為不透水層，地下水為承壓水時(shí)，坑底不透水當(dāng)坑底為不透水層，地下水為承壓水時(shí)，坑底不透水層覆蓋土的重量承壓水頂托力時(shí)，即當(dāng)層覆蓋土的重量承壓水頂托力時(shí)，即當(dāng)HrWhr土土（H-承壓水頭，承壓水頭，h-土層厚）時(shí)，會(huì)隨時(shí)發(fā)生冒砂現(xiàn)象。土層厚）時(shí)，會(huì)隨時(shí)發(fā)生冒砂現(xiàn)象。 水位線 H rw h r土土 管涌示意圖管涌示意圖 39土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.2

26、1.4.2降低地下水降低地下水管涌管涌 40土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水4)4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法 又稱人工降低地下水，就是在基坑開挖前，預(yù)先在基又稱人工降低地下水，就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑周圍或基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽坑周圍或基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下并穩(wěn)定后再水設(shè)備從中抽水，使地下水位降至坑底以下并穩(wěn)定后再開挖基坑。開挖基坑。 作用：改善施工條件；加速土壤固結(jié)，提高土體強(qiáng)度，作用：改善施工條件；加速土壤固結(jié)，提高土體強(qiáng)度， 邊坡加陡以

27、減少土方量；可防止流砂；防止基底隆邊坡加陡以減少土方量；可防止流砂；防止基底隆起，提高工程質(zhì)量。起，提高工程質(zhì)量。注意：注意： 對(duì)周邊建筑的影響！對(duì)周邊建筑的影響！ 停止降水后的抗浮計(jì)算！停止降水后的抗浮計(jì)算！41土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水停止降水后的抗浮計(jì)算！停止降水后的抗浮計(jì)算！4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法42土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水停止降水后的抗浮計(jì)算！停止降水后的抗浮計(jì)算！4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法43土木工程施工土木工

28、程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水停止降水后的抗浮計(jì)算！停止降水后的抗浮計(jì)算！4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法44土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水井點(diǎn)類型井點(diǎn)類型 輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井井點(diǎn)。輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井井點(diǎn)。4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法45土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水 輕型井點(diǎn)：在基坑四周每隔一定間距埋設(shè)井點(diǎn)管（下部為濾輕型井點(diǎn)：

29、在基坑四周每隔一定間距埋設(shè)井點(diǎn)管（下部為濾管）至地下水層，將井點(diǎn)管與總管相連，利用抽水設(shè)備將地管）至地下水層，將井點(diǎn)管與總管相連，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管中不斷抽出，使地下水位降至基坑底面以下。下水從井點(diǎn)管中不斷抽出，使地下水位降至基坑底面以下。4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法46土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法濾管濾管47土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水 輕型井點(diǎn)：輕型井點(diǎn)：4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法48土木工程施工

30、土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水 電滲井點(diǎn)：電滲井點(diǎn)： 如果土的滲透性系數(shù)很小，（如果土的滲透性系數(shù)很小，（K0.1m/d)問(wèn)問(wèn) 題：題： 水位下降的速度很慢，怎么辦？水位下降的速度很慢，怎么辦？ 電滲井點(diǎn)排水是利用井點(diǎn)管本身作陰極，沿基坑外圍布置，以鋼管電滲井點(diǎn)排水是利用井點(diǎn)管本身作陰極，沿基坑外圍布置，以鋼管（50-75mm50-75mm）或鋼筋（）或鋼筋（25mm25mm以上）作陽(yáng)極，垂直埋設(shè)在井以上）作陽(yáng)極，垂直埋設(shè)在井點(diǎn)內(nèi)側(cè)，陰陽(yáng)極分別用電線連接成通路，并對(duì)陽(yáng)極施加強(qiáng)直流電點(diǎn)內(nèi)側(cè)，陰陽(yáng)極分別用電線連接成通路，并對(duì)陽(yáng)極

31、施加強(qiáng)直流電電流。應(yīng)用電壓比降使帶負(fù)電的土粒向陽(yáng)極移動(dòng)（即電泳作用），電流。應(yīng)用電壓比降使帶負(fù)電的土粒向陽(yáng)極移動(dòng)（即電泳作用），帶正電荷的孔隙水則向陰極方向集中產(chǎn)生電滲現(xiàn)象。帶正電荷的孔隙水則向陰極方向集中產(chǎn)生電滲現(xiàn)象。 4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法49土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水 電滲井點(diǎn)：電滲井點(diǎn)：4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法50土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水 噴射井點(diǎn)：噴射井點(diǎn)： 適于弱透水層適于弱透水層K=0.1-2 m/d，降水

32、深度較大，降水深度較大6m（可達(dá)（可達(dá)20m）。一級(jí)輕型井點(diǎn)達(dá)不到。）。一級(jí)輕型井點(diǎn)達(dá)不到。 噴射井點(diǎn)降水是在井點(diǎn)管內(nèi)部裝設(shè)特制的噴射器，噴射井點(diǎn)降水是在井點(diǎn)管內(nèi)部裝設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)通過(guò)井點(diǎn)管中的內(nèi)管向用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)通過(guò)井點(diǎn)管中的內(nèi)管向噴射器輸入高壓水（噴水井點(diǎn)）或壓縮空氣（噴噴射器輸入高壓水（噴水井點(diǎn)）或壓縮空氣（噴氣井點(diǎn)）形成水氣射流，將地下水經(jīng)井點(diǎn)外管與氣井點(diǎn)）形成水氣射流，將地下水經(jīng)井點(diǎn)外管與內(nèi)管之間的縫隙抽出排走。內(nèi)管之間的縫隙抽出排走。 4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法51土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4

33、.2降低地下水降低地下水 噴射井點(diǎn)：噴射井點(diǎn)：4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法52土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水 管井井點(diǎn)：管井井點(diǎn)： 每隔一定距離打一管井，每一管井每隔一定距離打一管井，每一管井用一水泵抽水，由管井、吸（出）水管、用一水泵抽水，由管井、吸（出）水管、水泵組成。水泵組成。 適用于滲水量較大處適用于滲水量較大處K=20-200 m3/d。 管井間距管井間距20-50m，深，深8-15m，井中降水，井中降水深可達(dá)深可達(dá)6-10m，有效降水深，有效降水深3-5m。4)井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法53土木工程施工土木工程

34、施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水54土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（1）輕型井點(diǎn)設(shè)備）輕型井點(diǎn)設(shè)備 管路系統(tǒng)：管路系統(tǒng)：井點(diǎn)管井點(diǎn)管38、51，長(zhǎng)，長(zhǎng)5-7m，濾管，濾管 1-1.5m、彎聯(lián)管、彎聯(lián)管、總管總管100-127mm。 抽水設(shè)備：抽水設(shè)備： 真空泵設(shè)備：真空泵、離心泵、水氣分離真空泵設(shè)備：真空泵、離心泵、水氣分離 器（集水箱）每器（集水箱）每套帶套帶100-120 m。 射流泵設(shè)備：由離心泵、射流器、循環(huán)水箱組成。每套帶射流泵設(shè)備：由離心泵、

35、射流器、循環(huán)水箱組成。每套帶30-60m，用于粉砂、粉土等滲透性較小的土層中降水。，用于粉砂、粉土等滲透性較小的土層中降水。原原理理：噴嘴處斷面收縮使水流速度驟增，壓力驟降，空腔內(nèi)：噴嘴處斷面收縮使水流速度驟增，壓力驟降，空腔內(nèi)產(chǎn)生部分真空，將水氣吸上。產(chǎn)生部分真空，將水氣吸上。5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法55土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法56土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型

36、井點(diǎn)布置 平面布置平面布置i）當(dāng)坑頂寬度）當(dāng)坑頂寬度B6m，降水深，降水深S5m時(shí)，用單排線狀井點(diǎn)，井時(shí)，用單排線狀井點(diǎn)，井點(diǎn)管放在上游一側(cè)，兩端伸出長(zhǎng)點(diǎn)管放在上游一側(cè)，兩端伸出長(zhǎng)B，I=14。ii）B6m或土質(zhì)不良，則用雙排井點(diǎn)；面積較大時(shí)，應(yīng)用環(huán)或土質(zhì)不良，則用雙排井點(diǎn)；面積較大時(shí)，應(yīng)用環(huán)狀井點(diǎn)狀井點(diǎn)I=110iii）井點(diǎn)管間距一般為）井點(diǎn)管間距一般為0.8-1.6m，一般，一般 2m，在總管拐彎處，在總管拐彎處，靠河流處加密，用多套抽水設(shè)備時(shí)，各段總管長(zhǎng)度應(yīng)大致靠河流處加密，用多套抽水設(shè)備時(shí)，各段總管長(zhǎng)度應(yīng)大致相等，段與段之間斷開。相等，段與段之間斷開。 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法

37、57土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法58土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 高程布置（井點(diǎn)管埋深）高程布置（井點(diǎn)管埋深） 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法iLhHH1H井點(diǎn)管埋深H1集水總管埋設(shè)面到基坑底的距離h基底至降低后地下水位線的最小距離（0.5-1.0m）L井點(diǎn)管至水井中心的水平距離i水力坡度，單排布置1/5-1/4,雙排1/7，環(huán)形1/10注意：當(dāng)計(jì)算值大于井點(diǎn)管長(zhǎng)

38、度，應(yīng)降低埋設(shè)面。土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算內(nèi)容： Q涌涌、井點(diǎn)的數(shù)量、井點(diǎn)的數(shù)量n、井距、井距D、抽水設(shè)備選用等。、抽水設(shè)備選用等。 涌水量計(jì)算以水井理論為依據(jù)。涌水量計(jì)算以水井理論為依據(jù)。 水井類型：無(wú)壓井、承壓井、完整井、非完整井組合成四種類水井類型：無(wú)壓井、承壓井、完整井、非完整井組合成四種類型井。型井。 土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2

39、降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法涌水量計(jì)算涌水量計(jì)算井點(diǎn)管數(shù)量及井距計(jì)算井點(diǎn)管數(shù)量及井距計(jì)算土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算 單個(gè)無(wú)壓完整井涌水量計(jì)算為例，抽水影響半徑單個(gè)無(wú)壓完整井涌水量計(jì)算為例，抽水影響半徑R，水井，水井半徑半徑r。根據(jù)根據(jù)達(dá)西定律和裘布依水井理論，推導(dǎo)：達(dá)西定律和裘布依水井理論，推導(dǎo)： 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法)/(lg366. 1322dmrRhH

40、KQ1-20土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算 同理易得承壓完整井涌水量計(jì)算公式同理易得承壓完整井涌水量計(jì)算公式： 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法)/(lg73. 23dmrRKMSKQ1-22注意：非完整井時(shí)水將從底面流入，涌水量加大，需要用換算含水層厚度H0代替H。但是不應(yīng)該大于實(shí)際厚度。抽水影響半徑抽水影響半徑R可以參可以參考考水電水利工程鉆水電水利工程鉆孔抽水試驗(yàn)規(guī)程孔抽水試驗(yàn)規(guī)程 土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地

41、下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)總涌水量計(jì)算環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)總涌水量計(jì)算（大漏斗）（大漏斗） 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法)/(lg)2(366. 130dmxRSSHKQ1-24x0大漏斗假想半徑，基坑長(zhǎng)寬比不大于5，取)(0mAxR近似公式：KHR95. 1土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置抽水設(shè)備選擇抽水設(shè)備選擇井點(diǎn)管數(shù)量及井距計(jì)算：井點(diǎn)管數(shù)量及井距計(jì)算： 單管最大出水量：?jiǎn)喂茏畲蟪鏊浚?5)輕型

42、井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法365Kdlq1-29qQn1 . 1井點(diǎn)管數(shù)量井點(diǎn)管數(shù)量1-30井點(diǎn)管間距井點(diǎn)管間距nLD 1-31土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2降低地下水降低地下水（2）輕型井點(diǎn)布置）輕型井點(diǎn)布置 輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)計(jì)算井點(diǎn)管數(shù)量及井距計(jì)算：井點(diǎn)管數(shù)量及井距計(jì)算： 5)輕型井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水法nLD 實(shí)際間距：總管接頭距離；大于實(shí)際間距：總管接頭距離；大于15倍濾管直徑；河流倍濾管直徑；河流及拐彎處加密；滲透性小土層適當(dāng)加密及拐彎處加密；滲透性小土層適當(dāng)加密土木工程施工土木工程施工第 1 章1.4排水及降低地下水排水及降低地下水1.4.21.4.2