土方方格網(wǎng)計(jì)算公式

1、1 建建建建建建 筑筑筑筑筑筑 施施施施施施 工工工工工工 技技技技技技 術(shù)術(shù)術(shù)術(shù)術(shù)術(shù) 主講主講主講主講主講主講：趙珍玲趙珍玲趙珍玲趙珍玲趙珍玲趙珍玲2緒緒 論論v建筑施工技術(shù)：如何最有效地建造房屋的理論、建筑施工技術(shù)：如何最有效地建造房屋的理論、方法和有關(guān)的施工規(guī)律。方法和有關(guān)的施工規(guī)律。v建筑施工方面的主要規(guī)范建筑施工方面的主要規(guī)范施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ 建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) GBJ v組成工種工程（按工藝流程）組成工種工程（按工藝流程） 土方工程、樁基礎(chǔ)工程、砌筑工程、鋼筋混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程等3第一章第一章 土方工程土方工程1.概述2. 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定3.土方工程量的計(jì)算

2、4.井點(diǎn)降水5.邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)6.土方開挖與填筑41.1 概述 1.1.1 引言引言 1.1.2 施工中土方分類方法施工中土方分類方法 1.1.3 土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì)51.1.1 引引 言言 土方工程：土方工程：包括一切土的挖掘、填筑和運(yùn)輸?shù)冗^程以及排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。 最常見的土方工程（在土木工程中）最常見的土方工程（在土木工程中） ： 場(chǎng)地平整、基坑（槽）開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。 61.1.2施工中土方分類方法施工中土方分類方法 按土的按土的開挖難易程度開挖難易程度將土分為將土分為八類八類（表（表1-1），這也是確定土木工，這也是確定土木工程

3、勞動(dòng)定額的依據(jù)。程勞動(dòng)定額的依據(jù)。類別類別土的名稱土的名稱開挖方法開挖方法可松性系數(shù)可松性系數(shù)KsKs第一類 （松軟土） 1.081.17 1.011.04第二類（普通土）1.141.28 1.021.05 第三類（堅(jiān)土） 1.241.30 1.041.07 第四類 （礫砂堅(jiān)土）1.261.37 1.061.09 第五類（軟石）1.301.45 1.101.20 第六類 （次堅(jiān)石）1.301.45 1.101.20 第七類 （堅(jiān)石）1.301.45 1.101.20 第八類 （特堅(jiān)石）1.451.50 1.201.30 71.1.3 土土 的的 工工 程程 性性 質(zhì)質(zhì)土的主要工程性質(zhì)有：土的主

4、要工程性質(zhì)有：土的天然含水量，土的密度，土的可松性，土的滲透性等； 土的可松性：土的可松性：土具有可松性。即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)。土的可松性程度用可松性系數(shù)表示，即 （1-1）式中 最初可松 性系數(shù)； 最后可松性 系數(shù)； 土在天然狀態(tài)下的體積(m3) 土經(jīng)開挖后的松散體積(m3)； 土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積(m3)。 81.2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 引言引言 一般方法一般方法 設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整91.2.1 引引 言言 設(shè)計(jì)標(biāo)高一般要求設(shè)計(jì)標(biāo)高一般要求 大型工程項(xiàng)目通常都要確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)平面，進(jìn)行場(chǎng)地平整。場(chǎng)地平整就是將自然

5、地面改造成人們所要求的平面。場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水及最高洪水水位等要求，并力求使場(chǎng)地內(nèi)土方挖填平衡且土方量最小。 設(shè)計(jì)標(biāo)高確定方法設(shè)計(jì)標(biāo)高確定方法 一般方法：如場(chǎng)地比較平緩，對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高無特殊要求，可按照挖填土方量相等的原則確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高； 101.2.2 一一 般般 方方 法法原理原理 將場(chǎng)地劃分成邊長(zhǎng)為a的若干方格，并將方格網(wǎng)角點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在圖上（圖1-1）。原地形標(biāo)高可利用等高線用插入法求得或在實(shí)地測(cè)量得到。按照挖填土方量相等的原則（圖1-2），場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高可按下式計(jì)算：即 : 式中 : z 所計(jì)算場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高（m）； n 方格數(shù)； zi1, zi2, z

6、i3, zi4 第i個(gè)方格四個(gè)角點(diǎn)的原地形標(biāo)高（m）。 11由圖1可見，11號(hào)角點(diǎn)為一個(gè)方格獨(dú)有，而12，13，21，24號(hào)角點(diǎn)為兩個(gè)方格共有，22，23，32，33號(hào)角點(diǎn)則為四個(gè)方格所共有，在用式（1-3）計(jì)算z0的過程中類似11角點(diǎn)的標(biāo)高僅加一次，類似12號(hào)角點(diǎn)的標(biāo)高加兩次，類似22號(hào)角點(diǎn)的標(biāo)高則加四次，這種在計(jì)算過程中被應(yīng)用的次數(shù)Pi，反映了各角點(diǎn)標(biāo)高對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響程度，測(cè)量上的術(shù)語稱為“權(quán)”?？紤]各角點(diǎn)標(biāo)高的“權(quán)”，式（1-3）可改寫成更便于計(jì)算的形式： （1-4） 式中: z1 一個(gè)方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高； z2, z3, z4分別為二、三、四個(gè)方格所共有的角點(diǎn)標(biāo)高。 12 計(jì)算方法計(jì)

7、算方法1)標(biāo)高標(biāo)高 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定的一般方法是按如下步驟計(jì)算的：場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定的一般方法是按如下步驟計(jì)算的： 1劃分場(chǎng)地方格網(wǎng)；2.計(jì)算或?qū)崪y(cè)各角點(diǎn)的原地形標(biāo)高；3按式（1-4）計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高；4設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整。設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整主要是泄水坡度的調(diào)整，由于按式（1-4）得到的設(shè)計(jì)平面為一水平的挖填方相等的場(chǎng)地，實(shí)際場(chǎng)地均應(yīng)有一定的泄水坡度。因此，應(yīng)根據(jù)泄水要求計(jì)算出實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高。 以Z作為場(chǎng)地中心的標(biāo)高（圖1-2），則場(chǎng)地任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為 （1-5） 式 中: zi考慮泄水坡度的角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高。132)施工高度施工高度 土方的施工高度土方的施工高度 求得 zi后，即可按下式計(jì)算各

8、角點(diǎn)的施工高度Hi，施工高度的含義是該角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地形標(biāo)高的差值： （1-6）式中: zii角點(diǎn)的原地形標(biāo)高。 若Hi為正值，則該點(diǎn)為填方，Hi為負(fù)值則為挖方。 141.2.3 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 標(biāo)標(biāo) 高高 調(diào)調(diào) 整整設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整 實(shí)際工程中，對(duì)計(jì)算所得的設(shè)計(jì)標(biāo)高，還應(yīng)考慮下述因素進(jìn)行調(diào)整，此工作在完成土方量計(jì)算后進(jìn)行。 (1)考慮土的最終可松性，需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，以達(dá)到土方量的實(shí)際平衡 (2)考慮工程余土或工程用土，相應(yīng)提高或降低設(shè)計(jì)標(biāo)高。 (3)根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，如采用場(chǎng)外取土或棄土的施工方案，則應(yīng)考慮 因此引起的土方量的變化，需將設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。 場(chǎng)地設(shè)計(jì)平面的調(diào)整工

9、作也是繁重的，如修改設(shè)計(jì)標(biāo)高，則須重新計(jì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)平面的調(diào)整工作也是繁重的，如修改設(shè)計(jì)標(biāo)高，則須重新計(jì)算土方工程量。算土方工程量。 151.3土方工程量的計(jì)算土方工程量的計(jì)算 1.引言引言 2 .基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽）及路堤土方量 3.場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟161.3 .1 引引 言言引言引言 在土方工程施工之前，通常要計(jì)算土方的工程量。但土方工程的外形往往復(fù)雜，不規(guī)則，要得到精確的計(jì)算結(jié)果很困難。一般情況下，都將其假設(shè)或劃分成為一定的幾何形狀，并采用具有一定精度而又和實(shí)際情況近似的方法進(jìn)行計(jì)算。171.3.2 基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽

10、）及路基土方量基坑（槽）及路基土方量基坑（槽）和路堤的土方量可按擬柱體積的公式計(jì)算（圖1-4），即 （1-13） 式中 V土方工程量（m3）；H，F(xiàn)1，F(xiàn)2如圖所示。 對(duì)基坑而言，H為基坑的深度，F(xiàn)1，F(xiàn)2分別為 基坑的上下底面積（m2） ；對(duì)基槽或路堤，H為基槽或路堤的長(zhǎng)度（m），F(xiàn)1，F(xiàn)2為兩端的面積（m2）； F0F1與F2之間的中截面面積（m2）。 18基槽與路堤通常根據(jù)其形狀（曲線、折線、變截面等）劃分成若干計(jì)算段，分段計(jì)算土方量，然后再累加求得總的土方工程量。如果基槽、路堤是等截面的，則H，F(xiàn)1=F2=F 0，由式（1）計(jì)算V=HF1。 圖圖1-4 土方量計(jì)算土方量計(jì)算 a）基坑土

11、方量計(jì)算； b）基槽、路堤土方量計(jì)算 191.3. 3 場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟 1. 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定后，求出平整的場(chǎng)地各角點(diǎn)的施工高度Hi。 2. 確定“零線”的位置確定“零線”的位置有助于了解整個(gè)場(chǎng)地的挖、填區(qū)域分布狀態(tài)。 3. 然后按每個(gè)方格角點(diǎn)的施工高度算出填、挖土方量，并計(jì)算場(chǎng)地邊坡的土方量，這樣即得到整個(gè)場(chǎng)地的填、挖土方總量。20補(bǔ)充知識(shí)補(bǔ)充知識(shí) 1.方格網(wǎng)法方格網(wǎng)法 圖示 計(jì)算步驟方法 適用范 圍 1劃方格網(wǎng) 根據(jù)地形圖劃分方格網(wǎng)，盡量使其與測(cè)量或施工坐標(biāo)網(wǎng)重合，方格一般采用20m20m40m40m，將相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)高

12、和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格點(diǎn)的右上角和右下角，求出各點(diǎn)的施工高度(挖或填)，填在方格網(wǎng)左上角，挖方為(+)，填方為(-)。 2計(jì)算零點(diǎn)位置 計(jì)算確定方格網(wǎng)中兩端角點(diǎn)施工高度符號(hào)不同的方格邊上零點(diǎn)位置，標(biāo)于方格網(wǎng)上，聯(lián)接零點(diǎn)，即得填方與挖方區(qū)的分界線。零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算，見圖(a)： 式中 、 角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離 m； 、 相鄰兩角點(diǎn)的高程 m，均用絕對(duì)值； a 方格網(wǎng)的邊長(zhǎng) m。3計(jì)算土方工程量 按方格網(wǎng)底面圖形和下表體積計(jì)算公式，計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方或填方量。 4匯總 分別將挖方區(qū)和填方區(qū)所有方格計(jì)算土方量匯總，即得該建筑場(chǎng)地挖方區(qū)和填方區(qū)的總土方量。 適于地形較平緩或臺(tái)階寬度較大的地段采

13、用計(jì)算方法較為復(fù)雜，但作為平整場(chǎng)地土方量計(jì)算，精度較高。 21方格網(wǎng)零線及零點(diǎn)的確定方格網(wǎng)零線及零點(diǎn)的確定零線即挖方區(qū)與填方區(qū)的交線，在該線上，施工高度為0。零線的確定方法是：在相鄰角點(diǎn)施工高度為一挖一填的方格邊線上，用插入法求出零點(diǎn)（0）的位置（圖1-5），將各相鄰的零點(diǎn)連接起來即為零線。 圖圖1-5 零點(diǎn)計(jì)算示意圖零點(diǎn)計(jì)算示意圖 如不需計(jì)算零線的確切位置，則繪出零線的大致走向即可。 零線確定后，便可進(jìn)行土方量的計(jì)算。方格中土方量的計(jì)算有兩種方法：“四方棱柱體法”和“三角棱柱體法”。 22四方棱柱體的體積計(jì)算方法四方棱柱體的體積計(jì)算方法四方棱柱體的體積計(jì)算方法粉兩種情況： 1方格四個(gè)角點(diǎn)全部

14、為填或全部為挖（圖1-6a）時(shí)： （1-14） 式中 V挖方或填方體積（m3）； H1，H 2，H3，H4方格四個(gè)角點(diǎn)的填挖高度，均取絕對(duì)值（m）。 2方格四個(gè)角點(diǎn)，部分是挖方，部分是填方（圖1-6b和c）時(shí)： （1-15） （1-16） 式中 H填（挖）方格角點(diǎn)中填（挖）方施工高度的總和，取絕對(duì)值（m）； H方格四角點(diǎn)施工高度之總和，取絕對(duì)值（m）； a方格邊長(zhǎng)（m）。 23 圖圖1-6 四方棱柱體的體積計(jì)算四方棱柱體的體積計(jì)算a) 角點(diǎn)全填或全挖 b）角點(diǎn)二填二挖 c）角點(diǎn)一填（挖）三挖（填） 24補(bǔ)充知識(shí)補(bǔ)充知識(shí) 2. 常用方格網(wǎng)計(jì)算公式常用方格網(wǎng)計(jì)算公式 項(xiàng)目 圖示 計(jì)算公式 一點(diǎn)填方

15、或挖方(三角形) 當(dāng) 時(shí)， 二點(diǎn)填方或挖方 (梯形) 三點(diǎn)填方或挖方 (五角形) 四點(diǎn)填方或挖方 (正方形) 25上表注：上表注：1） a方格網(wǎng)的邊長(zhǎng),m； b、c零點(diǎn)到一角的邊長(zhǎng),m； h1,h2,h3,h4方格網(wǎng)四角點(diǎn)的施工高程,m，用絕對(duì)值代入； h 填方或挖方施工高程的總和 ,m，用絕對(duì)值代入； 挖方或填方體積,m。 2）本表公式是按各計(jì)算圖形底面積乘以平均施工高程而得出的。 26 例題例題 某建筑場(chǎng)地地形圖和方格網(wǎng)(邊長(zhǎng)a=20.0 m)布置如圖所示。土壤為二類土，場(chǎng)地地面泄水坡度 ， 。試確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高(不考慮土的可松性影響，余土加寬邊坡)，計(jì)算各方格挖、填土方工程量。 27 解

16、：解：(1) 計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高 (2) 根據(jù)泄水坡度計(jì)算各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高 以場(chǎng)地中心點(diǎn)(幾何中心o)為 ，由式得各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為： 其余各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高均可求出，詳見圖2.12。28(3) 計(jì)算各角點(diǎn)的施工高度 得各角點(diǎn)的施工高度(以“+”為填方，“-”為挖方)： 各角點(diǎn)施工高度見圖2.12。 (4) 確定“零線”，即挖、填方的分界線 確定零點(diǎn)的位置，將相鄰邊線上的零點(diǎn)相連，即為“零線” 。如1-5線上： ，即零點(diǎn)距角點(diǎn)1的距離為0.67m。 (5) 計(jì)算各方格土方工程量(以“+”為填方，“-”為挖方) 全填或全挖方格： (+) (+) (+) (-) 29 三填一挖或三挖一填方格，由式(2

17、.13)： (+) (-) (-) (+) (+) (-) 將計(jì)算出的各方格土方工程量按挖、填方分別相加，得場(chǎng)地土方工程量總計(jì)： 挖方：503.92 m3 填方：504.26 m3 挖方、填方基本平衡。 301.4井井 點(diǎn)點(diǎn) 降降 水水 引言引言 降水方法降水方法 集水井降水 流 砂 井點(diǎn)降水311.4.1 引引 言言引言引言井點(diǎn)降水 在基坑開挖過程中，當(dāng)基底低于地下水位時(shí)，由于土的含水層被切斷，地下水會(huì)不斷地滲入坑內(nèi)。雨期施工時(shí)，地面水也會(huì)不斷流入坑內(nèi)。如果不采取降 水措施，把流入基坑內(nèi)的水及時(shí)排走或把地下水位降低，不僅會(huì)使施工條件惡化，而且地基土被水泡軟后，容易造成邊坡塌方并使地基的承載力

18、下降。另 外，當(dāng)基坑下遇有承壓含水層時(shí)，若不降水減壓，則基底可能被沖潰破壞。因此，為了保證工程質(zhì)量和施工安全，在基坑開挖前或開挖過程中，必須采取措施，控制地下水位，使地基土在開挖及基礎(chǔ)施工時(shí)保持干燥。321.4.2 降降 水水 方方 法法（一）集水井降水施工（一）集水井降水施工 施工過程構(gòu)造設(shè)置1）施工過程）施工過程 基坑或溝槽開挖時(shí)，在坑底設(shè)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內(nèi)，然后用水泵抽出坑外。2）構(gòu)造）構(gòu)造 四周的排水溝及集水井一般應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水流的上游，基坑面積較大時(shí)，可在基坑范圍內(nèi)設(shè)置盲溝排水。根據(jù)地下水量、基坑平面形狀及水泵能力，集

19、水井每隔2040m設(shè)置一個(gè)。 333）設(shè)置）設(shè)置 集水坑的直徑或?qū)挾纫话銥?.60.8m，其深度隨著挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.71.0m。坑壁可用竹、木材料等簡(jiǎn)易加固。當(dāng)基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，集水坑底應(yīng)低于基坑底面1.02.0m，并鋪設(shè)碎石濾水層（0.3m厚）或下部礫石（ 0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的雙層濾水層，以免由于抽水時(shí)間過長(zhǎng)而將泥砂抽出，并防止坑底土被擾動(dòng)。34（二）（二） 流流 砂砂 流砂現(xiàn)象產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因流砂的防治1）流砂現(xiàn)象）流砂現(xiàn)象 基坑挖土至地下水位以下，土質(zhì)為細(xì)砂土或粉砂土的情況下，采用集水坑降低地下水時(shí)，坑下的土有時(shí)會(huì)形成流動(dòng)狀態(tài)，隨著地下水流入基坑，

20、這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。出現(xiàn)流砂現(xiàn)象時(shí)，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒流砂，至使施工條件惡化，基坑難以挖到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方；臨近建筑因地基被掏空而出現(xiàn)開裂、下沉、傾斜甚至倒塌。2）產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因）產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因 流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力對(duì)土體作用的結(jié)果。引起流砂的因素大致有引起流砂的因素大致有：1)主要外因取決于水力坡度的大小，即該地區(qū)地下水位越高，基坑挖深越大，水力壓力差越大，越容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象；2)土的顆粒組成中粘土含量小于10%，而粉砂含量大于75%；3)土的不均勻系數(shù)D60/D105（式中D60為限定顆粒，即小于某粒徑的土粒重量計(jì)百分?jǐn)?shù)

21、為60%時(shí)；D10為有效粒徑，即小于某粒徑的土粒重量計(jì)百分?jǐn)?shù)為10%時(shí)）。易發(fā)生流砂地區(qū)取得不均勻系數(shù)的值在1.63.2之間；4)土的含水量大于30%；5)土的空隙率大于43%；6)在粘性土中有砂夾層的地質(zhì)構(gòu)造中，砂質(zhì)粉土或砂層的厚度大于250mm353）流砂的防治）流砂的防治防治流砂的主要途徑有：減少或平衡動(dòng)水壓力；設(shè)法使動(dòng)水壓力方向向下；截?cái)嗟叵滤鳌?其具體措施有其具體措施有： （1）枯水期施工法。 （2）搶挖并拋大石塊法。 （3）設(shè)止水帷幕法。 （4）人工降低地下水位法。此外，采用地下連續(xù)墻、壓密注漿法、土壤凍結(jié)法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂發(fā)生。36（三）（三）井井 點(diǎn)點(diǎn) 降降

22、 水水井點(diǎn)降水原理井點(diǎn)降水的作用井點(diǎn)降水的類型1）井點(diǎn)降水原理）井點(diǎn)降水原理 井點(diǎn)降水就是在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井）。在基坑開挖前和開挖過程中，利用真空原理，不斷抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。372）井點(diǎn)降水的作用）井點(diǎn)降水的作用1）防止地下水涌入坑內(nèi)（圖a）；2）防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方（圖b）；3）使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了坑底的管涌（圖c）；4）降水后，使板樁減少了橫向荷載（圖d）；5）消除了地下水的滲流，也就防止了流砂現(xiàn)象（圖e）；6）降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力。a) 防止涌水 b) 穩(wěn)定

23、邊坡 c) 防止管涌 d) 減少橫向荷載 e) 防止流砂 井點(diǎn)降水的作用井點(diǎn)降水的作用383）井點(diǎn)降水的類型）井點(diǎn)降水的類型 井點(diǎn)有兩大類：輕型井點(diǎn)和管井。一般根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件及經(jīng)濟(jì)比較等因素確定，可參照下表選擇。39輕輕 型型 井井 點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè) 備備 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 施施 工工設(shè)備設(shè)備 輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成（圖）1）管路系統(tǒng)包括：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管。 40 濾管濾管（圖）為進(jìn)水設(shè)備，通常采用長(zhǎng)1.01.5m、直徑38mm或51mm的無縫鋼管， 管 壁 鉆有直徑為1219mm的濾孔。骨架管外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布 濾網(wǎng)。 為 使流水暢通，在骨架

24、管與濾網(wǎng)之間用塑料管或梯形鉛絲隔開，塑料管 沿骨架繞成螺旋形。濾網(wǎng)外面在繞一層粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)、濾管下端為一鑄鐵塞頭。濾 管上端與井點(diǎn)管連接井點(diǎn)管井點(diǎn)管為直徑38mm 和51mm、長(zhǎng)57m的鋼管。井點(diǎn)管的上端用彎聯(lián)管與總管相連。集水總管集水總管為直徑100127mm的無縫鋼管，每段長(zhǎng)4m，其上端有井點(diǎn)管聯(lián)結(jié)的短接頭，間距0.8m或1.2m。 412）抽水設(shè)備）抽水設(shè)備 抽水設(shè)備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成，一套抽水設(shè)備的負(fù)荷長(zhǎng)度（即集水總管長(zhǎng)度）為100120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大負(fù)荷長(zhǎng)度分別為100m和 120m。 42輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)平面布置

25、高程布置涌水量計(jì)算1）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料）設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料輕型井點(diǎn)布置和計(jì)算 井點(diǎn)系統(tǒng)布置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料、工程要求和設(shè)備條件等確定。一般要求掌握的水文地質(zhì)資料有：地下水含水層厚度、承壓或非承壓水及地下水變化情況、土質(zhì)、土的滲透系數(shù)、不透水層的位置等。要求了解的工程性質(zhì)主要有：基坑（槽）形狀、大小及深度，此外尚應(yīng)了解設(shè)備條件，如井管長(zhǎng)度、泵的抽吸能力等。432）平面布置）平面布置 根據(jù)基坑（槽）形狀，輕型井點(diǎn)可采用單排布置（圖a）、雙排布置（圖b）、環(huán)形布置（圖c），當(dāng)土方施工機(jī)械需進(jìn)出基坑時(shí)，也可采用U形布置（圖d）。單排布置適用于基坑、槽寬度小于6m，且降水深度不超過5m的情況，井點(diǎn)管應(yīng)布置在

26、地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度。雙排布置適用于基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良的情況。環(huán)形布置適用于大面積基坑，如采用U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。443）高程布置）高程布置 高程布置系確定井點(diǎn)管埋深，即濾管上口至總管埋設(shè)面的距離，可按下式計(jì)算（圖）：式中： h井點(diǎn)管埋深（m）； h1總管埋設(shè)面至基底的距離（m）； h基底至降低后的地下水位線的距離（m）；i 水力坡度；L井點(diǎn)管至水井中心的水平距離，當(dāng)井點(diǎn)管為單排布置時(shí)，L為井點(diǎn)管至對(duì)邊坡角的水平距離（m）。454）涌水量計(jì)算）涌水量計(jì)算（1）水井分類）水井分類 確定井點(diǎn)管數(shù)量時(shí)，需要知道井點(diǎn)管系統(tǒng)的涌水量。

27、井點(diǎn)管系統(tǒng)的涌水量根據(jù)水井理論進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當(dāng)水井布置在具有潛水自由面的含水層中時(shí)（即地下水面為自由面），稱為無壓井；當(dāng)水井布置在承壓含水層中時(shí)（含水層中的水充滿在兩層不透水層間，含水層中的地下水水面具有一定水壓），稱為承壓井。當(dāng)水井底部達(dá)到不透水層時(shí)稱為完整井，否則稱為非完整井，各類井的涌水量計(jì)算方法都不同。（2）無壓完整井涌水量計(jì)算）無壓完整井涌水量計(jì)算群井涌水量的計(jì)算，可把由各井點(diǎn)管組成的群井系統(tǒng)，視為一口大的單井，設(shè)該井為圓形的， 系統(tǒng)涌水量的計(jì)算公式：式中R為單井的降水影響半徑（m）；r為單井的半徑（m）。 46在實(shí)際工程中往往會(huì)遇到無壓完整井

28、的井點(diǎn)系統(tǒng)（圖b），這時(shí)地下水不僅從井的面流入，還從井底滲入。因此涌水量要比完整井大。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，仍可采用公式（3）。此時(shí)式中H換成有效含水深度換成有效含水深度H0，即 （m3/d） H0可查下表。當(dāng)算得的H0大于實(shí)際含水層的厚度H時(shí)，取H0=H。 有有 效效 深深 度度 H0 值值 注：S/（S+l）的中間值可采用插入法求H0。上表中，S為井點(diǎn)管內(nèi)水位降落值（m），參閱圖；l為濾管長(zhǎng)度（m）。有效含水深度H0的意義是，抽水是在H0范圍內(nèi)受到抽水影響，而假定在H0以下的水不受抽水影響，因而也可將H0視為抽水影響深度。 S/（S+l）0.20.30.50.8H01.3(S+l)1.5(S+l)

29、1.7(S+l)1.84(S+l)47應(yīng)用上述公式時(shí)，先要確定x0，R，K。 由于基坑大多不是圓形，因而不能直接得到x0.。當(dāng)矩形基坑長(zhǎng)寬比不大于5時(shí)，環(huán)形布置的井點(diǎn)可近似作為圓形井來處理，并用面積相等原則確定，此時(shí)將 近似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑：式中x0環(huán)形井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑（m）；F環(huán)形井點(diǎn)所包圍的面積（m2）。抽水影響半徑，與土的滲透系數(shù)、含水層厚度、水位降低值及抽水時(shí)間等因素有關(guān)。在抽水25d后，水位降落漏斗基本穩(wěn)定，此時(shí)抽水影響半徑可近似地按下式計(jì)算： （m）式中， S，H的單位為m；K的單位為m/d。滲透系數(shù)K值對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。K值的確定可用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室測(cè)定。對(duì)

30、重大工程，宜采用現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)以獲得較準(zhǔn)確的值。48（3）井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算）井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算井點(diǎn)管最少數(shù)量由下式確定： （根）式中，q為單根井管的最大出水量，由下式確定： (m3/d)式中，d為濾管直徑（m）；其它符號(hào)同前。井點(diǎn)管最大間距便可求得 (m)式中：L總管長(zhǎng)度（m）；n井點(diǎn)管最少根數(shù)。實(shí)際采用的井點(diǎn)管間距D應(yīng)當(dāng)與總管上接頭尺寸相適應(yīng)。即盡可能采用0.8，1.2，1.6或2.0m且Dn，一般n應(yīng)當(dāng)超過1.1n，以防井點(diǎn)管堵塞等影響抽水效果。49輕型井點(diǎn)施工輕型井點(diǎn)施工1）準(zhǔn)備工作 包括井點(diǎn)設(shè)備、動(dòng)力、水源及必要材料的準(zhǔn)備，開挖排水溝，觀測(cè)附近建筑物標(biāo)高以及實(shí)施防止附近建筑物沉降的措施等。2）

31、埋設(shè)井點(diǎn)的程序 排放總管埋設(shè)井點(diǎn)管用彎聯(lián)管將井點(diǎn)與總管接通安裝抽水設(shè)備。 沖孔沖孔 埋管埋管 填砂填砂 封口封口 501.5邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)邊坡穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定 土壁支護(hù)土壁支護(hù) 邊坡穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定邊坡可做成直線形、折線形或踏步形（圖1-12）。 圖圖1-12 土方放坡土方放坡 a) 直線形； b) 折線形； c) 踏步形 土方邊坡坡度以其高度H與其底寬度B之比表示 土方邊坡坡度= （1-25） 式中，m=B/H，稱為坡度系數(shù)。51土壁支護(hù)土壁支護(hù) 基槽支護(hù) 基坑支護(hù) 基槽支護(hù)基槽支護(hù) 市政工程施工時(shí)，常需在地下鋪設(shè)管溝，因此需開挖溝槽。開挖較窄的溝槽，多用橫撐式土壁支撐。橫撐式

32、土壁支撐根據(jù)擋土板的不同，分為水平擋土板式（圖1-13a）以及垂直擋土板式（圖1-13b）兩類。前者擋土板的布置又分為間斷式和連續(xù)式兩種。濕度小的粘性土挖土深度小于3m時(shí)，可用間斷式水平擋土板支撐；對(duì)松散、濕度大的土可用連續(xù)式水平擋土板支撐，挖土深度可達(dá)5m。對(duì)松散和濕度很高的土可用垂直擋土板式支撐，其挖土深度不限。 52 圖圖1-13 橫撐式支撐橫撐式支撐 a) 間斷式水平擋土板支撐； b) 垂直擋土板支撐 1 水平擋土板；2立柱；3工具式橫撐； 4垂直擋土板；5橫楞木；6調(diào)節(jié)螺絲 53基坑支護(hù)基坑支護(hù)1）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)水泥土攪拌樁（或稱為深層攪拌樁）支護(hù)結(jié)構(gòu)是近年來發(fā)展起來的

33、一種重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。它是通過攪拌樁機(jī)將水泥與土進(jìn)行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁）。圖圖1-15 水泥土墻水泥土墻攪拌樁；插筋；面板 如圖：深層攪拌樁擋墻如圖：深層攪拌樁擋墻 542）板式支護(hù)結(jié)構(gòu)板式支護(hù)結(jié)構(gòu) 板式支護(hù)結(jié)構(gòu)由兩大系統(tǒng)組成：擋墻系統(tǒng)和支撐(或拉錨)系統(tǒng)(圖1-19)，懸臂式板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)則不設(shè)支撐(或拉錨)。 圖1-19 板式支護(hù)結(jié)構(gòu) 1板樁墻；2圍檁；3鋼支撐；4斜撐；5拉錨； 6土錨桿；7先施工的基礎(chǔ)；8豎撐3）單錨板樁結(jié)構(gòu)單錨板樁結(jié)構(gòu) 551.6土方開挖和填筑土方開挖和填筑 1.土方機(jī)械性能及選擇土方機(jī)械性能及選擇 2.土方開挖土方開挖56土方機(jī)械性能及選擇土方機(jī)械性能及

34、選擇推土機(jī)推土機(jī)推土機(jī)是土方工程施工的主要機(jī)械之一。常用推土機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率有45kW、75 kW、90 kW、120kW等數(shù)種。推土板多用油壓操縱。如圖所示是液壓操縱的T2-100型推土機(jī)外形圖，液壓操縱推土板的推土機(jī)除了可以升降推土板外，還可調(diào)整推土板的角度，因此具有更大的靈活性。 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30左右的緩坡，因此 應(yīng)用范圍較廣。 57推土機(jī)適于開挖一至三類土。多用于平整場(chǎng)地，開挖深度不大的基坑，移挖作填，回填土方，堆筑堤壩以及配合挖土機(jī)集中土方、修路開道等。 推土機(jī)作業(yè)以切土和推運(yùn)土方為主，切土?xí)r應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況，盡量采用最大切土深度在

35、最短距離（610m）內(nèi)完成，以便縮短低速行進(jìn)的時(shí)間，然后直接推運(yùn)到預(yù)定地點(diǎn)。上下坡坡度不得超過35，橫坡不得超過10。幾臺(tái)推土機(jī)同時(shí)作業(yè)時(shí)，前后距離應(yīng)大于8m。 推土機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距在100m以內(nèi)，效率最高的運(yùn)距為60m。為提高生產(chǎn)率，可采用槽形推土、下坡推土以及并列推土等方法 圖圖1-40 T2-100型推土機(jī)外形圖型推土機(jī)外形圖58鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)是一種能綜合完成全部土方施工工序（挖土、裝土、運(yùn)土、卸土和平土）的機(jī)械。按行走方式分為自行式鏟運(yùn)機(jī)（圖1-41）和拖式鏟運(yùn)機(jī)（圖1-42）兩種。常用的鏟運(yùn)機(jī)斗容量為2m3，5m3，6m3，7m3等數(shù)種，按鏟斗的操縱系統(tǒng)又可分為機(jī)械操縱和液壓操縱兩種。

36、 圖圖1-41 自行式鏟運(yùn)機(jī)外形圖自行式鏟運(yùn)機(jī)外形圖 圖圖1-42 拖式鏟運(yùn)機(jī)外形圖拖式鏟運(yùn)機(jī)外形圖59 鏟鏟 運(yùn)運(yùn) 機(jī)機(jī)60鏟運(yùn)機(jī)操縱簡(jiǎn)單，不受地形限制，能獨(dú)立工作，行駛速度快，生產(chǎn)效率高。鏟運(yùn)機(jī)適于開挖一至三類土，常用于坡度20以內(nèi)的大面積土方挖、填、平整、壓實(shí)，大型基坑開挖和堤壩填筑等。鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行路線和施工方法視工程大小、運(yùn)距長(zhǎng)短、土的性質(zhì)和地形條件等而定。其運(yùn)行線路可采用環(huán)形路線或8字路線（圖1-43）。適用于運(yùn)距為600 1500m，當(dāng)運(yùn)距為200 350m時(shí)效率最高。采用下坡鏟土、跨鏟法、推土機(jī)助鏟法等，可縮短裝土?xí)r間，提高土斗裝土量，以充分發(fā)揮其效率。 圖圖1-43 鏟運(yùn)機(jī)開行路

37、線鏟運(yùn)機(jī)開行路線 a）環(huán)形路線； b）環(huán)形路線； c）大環(huán)形路線； d）8字型路線 61 挖掘機(jī)挖掘機(jī)1正鏟挖掘機(jī) 圖1-44正鏟挖掘機(jī)外形 2反鏟挖掘機(jī)加長(zhǎng)臂反鏟式挖土機(jī) 圖1-4562 3抓鏟挖掘機(jī) 圖圖1-48 抓鏟挖掘機(jī)外形抓鏟挖掘機(jī)外形 4拉鏟挖掘機(jī) 拉拉 鏟鏟 63土方開挖土方開挖土料選用 填土方法 壓實(shí)方法 影響因素 質(zhì)量檢查土料的選用與處理土料的選用與處理填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，保證填方的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，選擇的填料應(yīng)為強(qiáng)度高、壓縮性小、水穩(wěn)定性好、便于施工的土、石料。如設(shè)計(jì)無要求時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）碎石類土、砂土和爆破石渣（粒徑不大于每層鋪厚的2/3）可用于表層下的填料。

38、 （2）含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可為填土。在道路工程中粘性土不是理想的路基填料，在使用其作為路基填料時(shí)必須充分壓實(shí)并設(shè)有良好的排水設(shè)施。（3）碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無壓實(shí)要求的填方。 （4）淤泥和淤泥質(zhì)土，一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過處理含水量 符合壓實(shí)要求，可用于填方中的次要部位。 填土應(yīng)嚴(yán)格控制含水量，施工前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)土的含水量過大，應(yīng)采用翻松、 晾曬、 風(fēng)干等方法降低含水量，或采用換土回填、均勻摻入干土或其他吸水材 料、打石灰樁等措 施；如含水量偏低，則可預(yù)先灑水濕潤(rùn)，否則難以壓實(shí)。 64 自卸式土方運(yùn)輸車自卸式土方運(yùn)輸車65填土的方法填土的方法填

39、土可采用人工填土和機(jī)械填土。人工填土一般用手推車運(yùn)土，人工用鍬、耙、鋤等工具進(jìn)行填筑，從最低部分開始由一端向另一端自下而上分層鋪填。機(jī)械填土可用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)或自卸汽車進(jìn)行。用自卸汽車填土，需用推土機(jī)推開推平，采用機(jī)械填土?xí)r，可利用行駛的機(jī)械進(jìn)行部分壓實(shí)工作。 填土必須分層進(jìn)行，并逐層壓實(shí)。特別是機(jī)械填土，不得居高臨下，不分層次，一次傾倒填筑66壓實(shí)方法壓實(shí)方法 填土的壓實(shí)方法有碾壓、夯實(shí)和振動(dòng)壓實(shí)等幾種。碾壓碾壓適用于大面積填土工程。碾壓機(jī)械有平碾（壓路機(jī)）、足碾和汽胎碾。羊足碾需要較大的牽引力而且只能用于壓實(shí)粘性土，因在砂土中碾壓時(shí)，土的顆粒受到羊足較大的單位壓力后會(huì)向四面移動(dòng)，而使土的結(jié)

40、構(gòu)破壞。汽胎碾在工作時(shí)是彈性體，給土的壓力較均勻，填土質(zhì)量較好。應(yīng)用最普遍的是剛性平碾。利用運(yùn)土工具碾壓土壤也可取得較大的密實(shí)度，但必須很好地組織土方施工，利用運(yùn)土過程進(jìn) 強(qiáng)夯地基加固機(jī)械強(qiáng)夯地基加固機(jī)械行碾壓。如果單獨(dú)使用運(yùn)土工具進(jìn)行土壤壓實(shí)工作，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，它的壓實(shí)費(fèi)用要比用平碾壓實(shí)貴一倍左右。67 振動(dòng)式壓路機(jī)振動(dòng)式壓路機(jī)夯實(shí)夯實(shí)主要用于小面積填土，可以夯實(shí)粘性土或非粘性土。夯實(shí)的優(yōu)點(diǎn)是可以壓實(shí)較厚的土層。夯實(shí)機(jī)械有夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)等。夯錘借助起重機(jī)提起并落下，其重量大于1.5t，落距2.54.5m，夯土影響深度可超過1m，常用于夯實(shí)濕陷性黃土、雜填土以及含有石塊的填

41、土。內(nèi)燃夯土機(jī)作用深度為0.40.7m，它和蛙式打夯機(jī)都是應(yīng)用較廣的夯實(shí)機(jī)械。人力夯土（木夯、石硪）方法則已很少使用。振動(dòng)壓實(shí)振動(dòng)壓實(shí)主要用于壓實(shí)非粘性土，采用的機(jī)械主要是振動(dòng)壓路機(jī)、平板振動(dòng)器等。68影響填土壓實(shí)的因素影響填土壓實(shí)的因素 填土壓實(shí)質(zhì)量與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素為：壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 1. 壓實(shí)功的影響 填土壓實(shí)后的重度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加的功有一定的關(guān)系。土的重度與所耗的功的關(guān)系見圖1-50。當(dāng)土的含水量一定，在開始?jí)簩?shí)時(shí)，土的重度急劇增加，待到接近土的最大重度時(shí)，壓實(shí)功雖然增加許多，而土的重度則沒有變化。實(shí)際施工中，對(duì)不同的土應(yīng)根據(jù)選擇的壓實(shí)機(jī)械和

42、密實(shí)度要求選擇合理的壓實(shí)遍數(shù)。此外，松土不宜用重型碾壓機(jī)械直接滾壓，否則土層有強(qiáng)烈起伏現(xiàn)象，效率不高。如果先用輕碾，再用重碾壓實(shí)就會(huì)取得較好效果。 圖圖1-50 土的重度與壓實(shí)功的關(guān)系土的重度與壓實(shí)功的關(guān)系692. 含水量的影響 在同一壓實(shí)功條件下，填土的含水量對(duì)壓實(shí)質(zhì)量有直接影響。較為干燥的土，由于土顆粒之間的摩阻力較大而不易壓實(shí)。當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時(shí)，水起了潤(rùn)滑作用，土顆粒之間的摩阻力減小，從而易壓實(shí)。每種土壤都有其最佳含水量。土在這種含水量的條件下，使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí)，所得到的重度最大（圖1-52）。各種土的最佳含水量p和所能獲得的最大干重度，可由擊實(shí)試驗(yàn)取得。施工中，土的含水量與

43、最佳含水量之差可控制在4% +2%范圍內(nèi)。 圖圖1-51 土的含水量對(duì)其壓實(shí)質(zhì)量的影響土的含水量對(duì)其壓實(shí)質(zhì)量的影響703. 鋪土厚度的影響 土在壓實(shí)功的作用下，壓應(yīng)力隨深度增加而逐漸減?。▓D1-52），其影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實(shí)機(jī)械壓土?xí)r的有效作用深度，而且還應(yīng)考慮最優(yōu)土層厚度。鋪得過厚，要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度；鋪得過薄，則要增加機(jī)械的總壓實(shí)遍數(shù)。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使土方壓實(shí)而機(jī)械的功耗費(fèi)最少。填土的鋪土厚度及壓實(shí)遍數(shù)可參考表1-14選擇。 圖圖1-52 壓實(shí)作用沿深度的變化壓實(shí)作用沿深度的變化71 填方每層的鋪土厚度和壓實(shí)遍數(shù)填方每層的鋪土厚度和

44、壓實(shí)遍數(shù) 表表1-14 壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度mm每層壓實(shí)遍數(shù)平碾羊足碾蛙式打夯機(jī)人工打夯200300200350200250 20068 816 343472填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查填土壓實(shí)后應(yīng)達(dá)到一定的密實(shí)度及含水量要求。密實(shí)度要求一般由設(shè)計(jì)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)性質(zhì)、使用要求以及土的性質(zhì)確定，例如建筑工程中的砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，在地基主要持力層范圍內(nèi)，壓實(shí)系數(shù)（壓實(shí)度）應(yīng)大于0.96，在地基主要持力層范圍以下，則應(yīng)在0.930.96之間。73 第一章第一章 結(jié)結(jié) 束束 74第二章第二章 樁樁 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 工工 程程 1.混凝土預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁引言 預(yù)制樁分類 預(yù)制樁制作與吊運(yùn) 預(yù)制

45、樁沉樁施工 2.灌注樁灌注樁引言 灌注樁成孔方法752.1 混 凝 土 預(yù) 制 樁引言 預(yù)制樁分類 預(yù)制樁制作與吊運(yùn) 預(yù)制樁沉樁施工引言引言 一般多層建筑物當(dāng)?shù)鼗^好時(shí)多采用天然淺基礎(chǔ)，它造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便。如果天然淺土層較弱，可采用機(jī)械壓實(shí)、強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、深層攪拌、化學(xué)加固等方法進(jìn)行人工加固，形成人工地基。 如深部土層也軟弱，或建（構(gòu)）筑物的上部荷載較大，而且是對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的高層建筑、地下建筑以及橋梁基礎(chǔ)等，則需采用深基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式，它由樁和承臺(tái)組成。 76樁的類型樁的類型1.樁按承載性狀可分為摩擦型樁和端承型樁，前者又分為摩擦樁、端承摩擦樁；后者又分為端承樁、摩擦端

46、承樁。2.樁按成樁時(shí)擠土狀況可分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。3.按樁的施工方法，樁可分為預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種材料和形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管或型鋼的鋼樁等），用沉樁設(shè)備將樁打入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土中。 772.1.1 預(yù) 制 樁 制 作 與 吊 運(yùn) 混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運(yùn)輸和堆放混凝土預(yù)制樁的制作、起吊、運(yùn)輸和堆放 混凝土管樁是以離心法在工廠生產(chǎn)的，通常都施加預(yù)應(yīng)力，直徑多為400600mm，壁厚80100mm，每節(jié)長(zhǎng)度810m，用法蘭連接，樁的接頭不宜超過4個(gè)，下節(jié)樁底端可設(shè)樁尖，亦可以是開口的?；炷?/p>

47、預(yù)制方樁多數(shù)是在打樁現(xiàn)場(chǎng)或附近就地預(yù)制，較短的樁亦可在預(yù)制廠生產(chǎn)，預(yù)應(yīng)力管樁則均在工廠生產(chǎn)。 鋼鋼 筋、模筋、模 板板 施施 工工 混凝土澆筑混凝土澆筑 78當(dāng)樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可起吊；達(dá)到100%方可運(yùn)輸和打樁。如提前起吊，必須采取措施并經(jīng)驗(yàn)算合格方可進(jìn)行。樁在起吊和搬運(yùn)時(shí)，必須平穩(wěn)，并且不得損壞。吊點(diǎn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般節(jié)點(diǎn)的設(shè)置如圖2-1所示。打樁前，樁從制作處運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)前以備打樁，并應(yīng)根據(jù)打樁順序隨打隨運(yùn)以避免二次搬運(yùn)。樁的運(yùn)輸方式，在運(yùn)距不大時(shí)，可用起重機(jī)吊運(yùn)；當(dāng)運(yùn)距較大時(shí)，可采用輕便軌道小平臺(tái)車運(yùn)輸。堆放樁的地面必須平整、堅(jiān)實(shí)，墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同，各層墊木應(yīng)位

48、于同一垂直線上，堆放層數(shù)不宜超過4層。不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。 圖圖2-1 樁的合理吊點(diǎn)樁的合理吊點(diǎn) a）一點(diǎn)起吊；b）兩點(diǎn)起吊；c）三點(diǎn)起吊 792.1.2 預(yù)預(yù) 制制 樁樁 沉沉 樁樁 施施 工工錘擊法 靜力壓樁 振動(dòng)法 (一)錘擊法：錘擊法：是利用樁錘的沖擊克服土對(duì)樁的阻力，使樁沉到預(yù)定深度或達(dá)到持力層。這是最常用的一種沉樁方法。 打樁設(shè)備打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置。（1）樁錘樁錘是對(duì)樁施加沖擊，將樁打入土中的主要機(jī)具。樁錘主要有落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘，目前應(yīng)用最多的是柴油錘。80（2）樁架樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向，并保證樁捶能沿著所要求方向沖擊的打樁

49、設(shè)備。常用的通用樁架（能適應(yīng)多種樁錘）有兩種基本形式：一種是沿軌道行駛的多能樁架；另一種是裝在履帶底盤上的樁架。(3）動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置的配置取決于所選的樁錘。當(dāng)選用蒸汽錘時(shí)，則需配備蒸汽鍋爐和卷?yè)P(yáng)機(jī)。 多多 能能 樁樁 架架 履帶式樁架履帶式樁架 1樁錘;2樁帽;3樁;4立柱;5斜撐;6車體81 打樁前的準(zhǔn)備工作打樁前的準(zhǔn)備工作打樁前應(yīng)做好下列準(zhǔn)備工作：清除妨礙施工的地上和地下的障礙物；平整施工場(chǎng)地;定位放線；設(shè)置供電、供水系統(tǒng)；安裝打樁機(jī)等。樁基軸線的定位點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不少于2個(gè)。在施工過程中可據(jù)此檢查樁位的偏差以及樁的入土深度。 打樁順序打樁順序根據(jù)樁群

50、的密集程度，可選用下述打樁順序：由一側(cè)向單一方向進(jìn)行（圖2-4a）；自中間向兩個(gè)方向?qū)ΨQ進(jìn)行（圖2-4b）；自中間向四周進(jìn)行（圖2-4c）。 圖圖2-4 打樁順序打樁順序a）由一側(cè)向單一方向進(jìn)行；b）由中間向兩個(gè)方向進(jìn)行；c）由中間向四周進(jìn)行 82打打 樁樁 方方 法法 要要 點(diǎn)點(diǎn) 打樁機(jī)就位后，將樁錘和樁帽吊起，然后吊樁并送至導(dǎo)桿內(nèi)，垂直對(duì)準(zhǔn)樁位緩緩送下插入土中，垂直度偏差不得超過0.5%，然后固定樁帽和樁錘，使樁、樁帽、樁錘在同一鉛垂線上，確保樁能垂直下沉。在樁錘和樁帽之間應(yīng)加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四周應(yīng)有510mm的間隙，以防損傷樁頂。打樁開始時(shí)，錘的落距應(yīng)較小，待樁入土至一定深度且穩(wěn)

51、定后，再按要求的落距錘擊。用落錘或單動(dòng)汽錘打樁時(shí)，最大落距不宜大于1m，用柴油錘時(shí)，應(yīng)使錘跳動(dòng)正常。在打樁過程中，遇有貫入度劇變、樁身突然發(fā)生傾斜、移位或有嚴(yán)重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫或破碎等異常情況時(shí)，應(yīng)暫停打樁，及時(shí)研究處理。如樁頂標(biāo)高低于自然土面，則需用送樁管將樁送入土中時(shí)，樁與送樁管的縱軸線應(yīng)在同一直線上，拔出送樁管后，樁孔應(yīng)及時(shí)回填或加蓋。多節(jié)樁的接樁，可用焊接或法蘭錨接。目前焊接接樁應(yīng)用最多。接樁的預(yù)埋鐵件表面應(yīng)清潔，上、下節(jié)樁之間如有間隙應(yīng)用鐵片填實(shí)焊牢，焊接時(shí)焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，并采取措施減少焊接變形。接樁時(shí)，上、下節(jié)樁的中心線偏差不得大于10mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于1樁長(zhǎng)。

52、打樁過程中，應(yīng)做好沉樁記錄，以便工程驗(yàn)收。 83 2.電電 焊焊 接接 樁樁 1.打入預(yù)制樁第一節(jié)樁體打入預(yù)制樁第一節(jié)樁體 3.打入預(yù)制樁打入預(yù)制樁 末節(jié)樁體末節(jié)樁體 84打樁的質(zhì)量控制打樁的質(zhì)量控制 打樁的質(zhì)量檢查包括樁的偏差、最后貫入度與沉樁標(biāo)高，樁頂、樁身是否打壞以及對(duì)周圍環(huán)境有無造成嚴(yán)重危害。樁的垂直偏差應(yīng)控制在1%之內(nèi)，平面位置的允許偏差，對(duì)于建筑物樁基，單排或雙排樁的條形樁基，垂直于條形樁基縱軸線方向?yàn)?00mm，平行于條形樁基縱軸線方向?yàn)?50mm；樁數(shù)為13根樁基中的樁為100mm；樁數(shù)為416根樁基中的樁為1/3樁徑或1/3邊長(zhǎng)；樁數(shù)大于16根樁基中的樁最外邊的樁為1/3樁徑

53、或1/3邊長(zhǎng)，中間樁為1/2樁徑或邊長(zhǎng)。85(二二 )靜靜 力力 壓壓 樁樁靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中雖然仍然存在擠土效應(yīng)，但沒有振動(dòng)和噪音，適用于軟弱土層和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情況。靜力壓樁機(jī)有機(jī)械式和液壓式之分，目前使用的多為液壓式靜力壓樁機(jī)，壓力可達(dá)5000kN，如圖2-5示。 圖圖2-5 液壓式靜力壓樁機(jī)液壓式靜力壓樁機(jī) 1操縱室；2電氣控制臺(tái)； 3液壓系統(tǒng)；4導(dǎo)向架； 5配重；6夾持裝置； 7吊樁把桿；8支腿平臺(tái)； 9橫向行走與回轉(zhuǎn)裝置； 10縱向行走裝置； 11樁靜力壓樁機(jī) 86（三）振動(dòng)法沉樁（三）振動(dòng)法沉樁振動(dòng)法是利用振動(dòng)錘沉樁（圖2-7），將樁與振動(dòng)錘連

54、接在一起，振動(dòng)錘產(chǎn)生的振動(dòng)力通過樁身帶動(dòng)土體振動(dòng)，使土體的內(nèi)摩擦角減小、強(qiáng)度降低而將樁沉入土中。該方法在砂土中施工效率較高。 圖圖2-7 振動(dòng)錘振動(dòng)錘 1振動(dòng)器；2彈簧；3豎軸；4橫梁； 5起重環(huán)；6吸振 872.2 灌灌 注注 樁樁 引言引言 灌注樁成孔方法灌注樁成孔方法 干作業(yè)成孔 泥漿護(hù)壁成孔 套管成孔882.2.1 引引 言言 何謂灌注樁何謂灌注樁灌注樁是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠灌注混凝土而成。根據(jù)成孔工藝不同，分為干作業(yè)成孔的灌注樁、泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁、套管成孔的灌注樁和爆擴(kuò)成孔的灌注樁等。灌注樁施工工藝近年來發(fā)展很快，還出現(xiàn)夯擴(kuò)沉管灌注樁、鉆孔壓漿成樁等一些新工

55、藝。灌注樁能適應(yīng)各種地層的變化，無需接樁，施工時(shí)無振動(dòng)、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū)使用。但其操作要求嚴(yán)格，施工后需較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)期方可承受荷載，成孔時(shí)有大量土渣或泥漿排出。 892.2.2 灌灌 注注 樁樁 成成 孔孔 方方 法法1.干作業(yè)成孔灌注樁干作業(yè)成孔灌注樁 干作業(yè)成孔灌注樁適用于地下水位較低、在成孔深度內(nèi)無地下水的土質(zhì)，勿需護(hù)壁可直接取土成孔。目前常用螺旋鉆機(jī)成孔，亦有用洛陽(yáng)鏟成孔的。圖圖2-10 步履式螺旋鉆機(jī)步履式螺旋鉆機(jī)1上底盤；2下底盤；3回轉(zhuǎn)滾輪；4行車滾輪；5鋼絲滑輪；6回轉(zhuǎn)軸；7行車油缸；8支盤 902.泥漿護(hù)壁成孔灌注樁泥漿護(hù)壁成孔灌注樁泥漿護(hù)壁成孔是用泥漿保護(hù)孔

56、壁并排出土渣而成孔，不論地下水位高或低的土層皆適用。多用于含水量高的軟土地區(qū)。泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷卻與潤(rùn)滑鉆頭的作用。泥漿一般需專門配制，當(dāng)在粘土中成孔時(shí)，也可用孔內(nèi)鉆渣原土自造泥漿。成孔機(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆等，其中以回轉(zhuǎn)鉆機(jī)應(yīng)用最多。圖圖2-13 潛水鉆機(jī)潛水鉆機(jī)1鉆頭；2潛水鉆機(jī)；3電纜；4護(hù)筒；5水管；6滾輪支點(diǎn)；7鉆桿；8電纜盤；9卷?yè)P(yáng)機(jī)；10控制箱91泥漿的作用泥漿的作用泥漿具保護(hù)孔壁、防止坍孔的作用，同時(shí)在泥漿循環(huán)過程中還可攜砂，并對(duì)鉆頭具有冷卻潤(rùn)滑作用。 泥漿護(hù)壁成孔可用多種形式的鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔。在鉆孔過程中，為防止孔壁坍塌，在孔內(nèi)注入高塑性粘土或

57、膨潤(rùn)土和水拌合的泥漿，也可利用鉆削下來的粘性土與水混合自造泥漿保護(hù)孔壁。同時(shí)這種護(hù)壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出泥漿，同時(shí)進(jìn)行孔內(nèi)補(bǔ)漿。當(dāng)鉆孔達(dá)到規(guī)定深度后，進(jìn)行孔底清渣，然后安放鋼筋籠，在泥漿下灌注混凝土而成樁。泥漿的組成泥漿的組成 護(hù)壁泥漿是由高塑性粘土或膨潤(rùn)土和水拌合的混合物，還可在其中摻入其他摻合劑，如加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等 護(hù)壁泥漿一般可在現(xiàn)場(chǎng)制備，有些粘性土在鉆進(jìn)過程中可形成適合護(hù)壁的漿液，則可利用其作為護(hù)壁泥漿，這種方法也稱自造泥漿。92護(hù)壁泥漿應(yīng)達(dá)到一定的性能指標(biāo)，膨潤(rùn)土泥漿的性能指標(biāo)如表1-1所示。 表表1-1 膨潤(rùn)土泥漿的性能指標(biāo)膨潤(rùn)土泥漿的性能指標(biāo) 項(xiàng) 次

58、項(xiàng) 目 性能指標(biāo) 檢驗(yàn)方法 1 相對(duì)密度 1.051.25 泥漿密度計(jì) 2 粘度 1825s 500/700mL漏斗法 3 含砂率 98% 量杯法 5 失水量 30mL/30min 失水量?jī)x 6 泥皮厚度 13mm/30min 失水量?jī)x 7 靜切力 1min 23Pa 10min 510Pa 靜切力計(jì) 8 穩(wěn)定性 0.03g/cm2 9 pH值 79 pH試紙 93泥漿循環(huán)泥漿循環(huán)正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-16a所示。泥漿由鉆桿內(nèi)部注入，并從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動(dòng)，由孔口將土渣帶出流入沉淀池，經(jīng)沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，由此進(jìn)行循環(huán)。沉淀的土渣用泥漿車運(yùn)出排放。

59、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-16b所示。泥漿由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，然后，由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空，使鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，排放土渣的能力強(qiáng)。 圖圖2-16 泥漿循環(huán)成孔工藝泥漿循環(huán)成孔工藝 a）正循環(huán)； b）反循環(huán) 1鉆頭；2泥漿循環(huán)方向；3沉淀池；4泥漿池； 5泥漿泵；6砂石泵；7水龍頭；8鉆桿；9鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置94鉆鉆 孔孔 灌灌 注注 樁樁 施施 工工 過過 程程 1.護(hù)筒埋設(shè) 2.鉆進(jìn)施工 3.鋼筋籠吊裝鉆 4.混凝土澆筑 5.泥漿運(yùn)輸車輛 953. 套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用

60、錘擊打樁法或振動(dòng)沉樁法，將帶有鋼筋混凝土樁靴（又叫樁尖）或帶有活瓣式樁靴（圖2-17）的鋼套管沉入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土而成。若配有鋼筋時(shí)，則在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管時(shí)，稱為錘擊沉管灌注樁；利用激振器的振動(dòng)沉管、拔管時(shí)，稱為振動(dòng)沉管灌注樁。圖2-18為沉管灌注樁施工過程示意圖。 圖圖2-17 活瓣樁尖活瓣樁尖 1樁管；2鎖軸；3活瓣 96 圖圖2-18 沉管灌注樁施工過程沉管灌注樁施工過程 a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土； d）放置鋼筋籠、灌注混凝土；e）拔管成樁 1鋼管；2樁靴；3樁 97套管成孔沉管方法套管成孔沉管方法1.錘擊沉管錘擊沉管 錘擊灌