1、第一章 土方工程,2.井点降水,（1）轻型井点设备 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。,图1-34 轻型井点法降低地下水位全貌图,1自然地面;2 水泵;3 总管;4 井点管; 5 滤管;6 降水后水位;7 原地下水水位; 8 基坑地面.,管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。滤管（图1-32）为进水设备，通常采用长度为1.01.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为1219mm的滤孔。骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面在绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端
2、与井点管连接。,1 钢管；2 管壁上的小孔；3 缠绕的塑料管； 4 细滤网；5 粗滤网；6 粗铁丝保护网； 7 井点管；8 铸铁头图1-32 滤管构造,井点管为直径38mm 和51mm、长57m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管为直径100127mm的无缝钢管，每段长4m，其上端有井点管联结的短接头，间距0.8m或1.2m。抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱）等组成。一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度）为100120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大负荷长度分别为100m和120m。,*,管井井点的布置,潜水泵,管井与排水总管,（2）轻型井点系统布置,井
3、点布置包括平面布置和高程布置 平面布置：确定井点的平面布置形式、总管长度、井点管数量、水泵数量及位置 高程布置：井点管的埋设深度布置和计算的步骤：确定平面布置高程布置计算井点管数量等调整设计,1 平面布置单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况。双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。环形及U形布置适用于大面积基坑，如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。,平面布置：,图1-26 轻型井点平面布置,2.井点降水,高程布置：系确定井点管埋深H ，即滤管上口至总管埋设面的距离，可按下式计算。,图1-27 高程布置计算 a)单排井点；b)双排、U形或环
4、形布置,h 井点管埋深（m）；h1 总管埋设面至基底的距离（m）；h 基底至降低后的地下水位的距（m）；i 水力坡度；L 井点管至水井中心的水平距离，当井点管为单排布置时，L为井点管至对边坡角的水平距离（m）。,（1-36）,（3）轻型井点计算 涌水量计算：井点系统的涌水量可按法国水力学家裘布依的水井理论进行计算。,水井分类 根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由面），称为无压井；当水井布置在承压含水层中时，称为承压井。当水井底部达到不透水层时称为完整井，否则称为非完整井（图1-28）。各类井的涌水量计算方法都不同。,（3）轻型井点
5、计算,涌水量计算：井点系统的涌水量可按法国水力学家裘布依的水井理论进行计算。,图1-28 水井的分类 1承压完整井；2承压非完整井；3无压完整井；4无压非完整井,图1-37 无压完整井水位降落曲线和流线网,1流线； 2过水断面,H含水层厚度（m）；S水井处水位降落高度（m）；r 水井（单井）的半径（m）。,无压完整井,轻型井点系统为群井共同工作，群井涌水量的计算，可把由各井点管组成的群井系统，视为一口大的圆形单井。其涌水量计算公式为：,图1-30 井点系统水位降落曲线,适用条件： 矩形基坑的长宽比5 基坑宽度2R。,无压非完整井,无压非完整井的井点系统的 地下水不仅从井的侧面流 入，还从井底渗
6、入。因此 涌水量要比完整井大。为 了简化计算，可采用下式 计算，即,图1-31 无压非完整井涌水量计算示意图,有效深度H0值 表1-13,注：S/(S+l)的中间值可采用插入法求H0。 上表中，S 为井点管内水位降落值（m）；l 为滤管长度（m）。有效含水深度H0的意义是，抽水是在H0范围内受到抽水影响，而假定在H0以下的水不受抽水影响，因而也可将H0视为抽水影响深度。,H0 抽水影响深度,由于基坑大多不是圆形，因而不能直接得到 x0。当矩形基坑长宽比不大于 5 时，环形布置的井点可近似作为圆形井来处理，并用面积相等原则确定，此时将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径：,式中 x0 环形井点系统
7、的假想半径（m）；F 环形井点所包围的面积（m2）。,（1-49）,应用上述公式时，先要确定 x0、R、K。,抽水影响半径R，与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值及抽水时间等因素有关。在抽水 25 d 后，水位降落漏斗基本稳定，此时抽水影响半径可近似地按式（1-50）计算： （m）式中 S，H 的单位为m；K 的单位为m/d。 渗透系数K值对计算结果影响较大。K 值的确定可用现场抽水试验或实验室测定。对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值。,（1-50）,2.井点降水,井点管数量与井距的计算： 井点管数量取决于井点系统涌水量Q及单根井点管的最大出水量q。 单根井点管的最大出水量，由下
8、式确定：井点管的最少数量为： 井点管的最大间距为：,2.井点降水,（4）抽水设备的选择 一般采用真空泵抽水设备。 W5型真空泵，总管长度不大于100m； W6型真空泵，总管长度不大于120m。 采用多套抽水设备时，井点系统应分段，各段长度应大致相等。分段地点宜选择在基坑转弯处，以减少总管弯头数量，提高水泵抽吸能力。 水泵宜设置在各段总管中部，使泵两边水流平衡。,1.3.4 降水,（5）轻型井点的施工 轻型井点施工步骤为：准备工作 埋设井点连接与试抽 井点运 转与监测 井点拆除（动画2）,2.井点降水,（6）轻型井点系统设计实例 【例13】某设备基础基坑，基坑宽8m,长12m，深4.5m，四面放
9、坡，放坡系数10.5，地面标高为0.00，地下水位标高为1.5m。土层分布：自然地面以下1m为粉质粘土；其下8m厚为细砂层，渗透系数K=5m/d；再下为不透水层。采用轻型井点降水，试进行轻型井点系统设计。,1、轻型井点布置,平面布置形式：环形布置 基坑上口尺寸 总管长度：地下0.5米，长基坑上口每边各2m,2、高程布置,基坑中心要求降水深度S 采用一级轻型井点，井点管的埋置深度井点管：直径、长度、验算 滤管：直径长度,3、轻型井点计算,涌水量：判断井的类型选公式井点管数量井点管井距：0.8、1.2、1.6、2.0 抽水设备：W5W6,1.4土方的填筑与压实1、土料的选用与处理填方土料应符合设计
10、要求，保证填方的强度与稳定性，选择的填料应为强度高、压缩性小、水稳定性好、便于施工的土、石料。如设计无要求时，应符合下列规定： （1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3）可用于表层下的填料。 （2）含水量符合压实要求的粘性土，可为填土。在道路工程中粘性土不是理想的路基填料，在使用其作为路基填料时必须充分压实并设有良好的排水设施。 （3）碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方。,（4）淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理含水量 符合压实要求，可用于填方中的次要部位。 填土应严格控制含水量，施工前应进行检验。当土的含水量过大，应采用翻松
11、、 晾晒、 风干等方法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材 料、打石灰桩等措 施；如含水量偏低，则可预先洒水湿润，否则难以压实。,2、填土的方法填土可采用人工填土和机械填土。 人工填土一般用手推车运土，人工用锹、耙、锄等工具进行填筑，从最低部分开始由一端向另一端自下而上分层铺填。 机械填土可用推土机、铲运机或自卸汽车进行。用自卸汽车填土，需用推土机推开推平，采用机械填土时，可利用行驶的机械进行部分压实工作。填土必须分层进行，并逐层压实。特别是机械填土，不得居高临下，不分层次，一次倾倒填筑,自卸式土方运输车,2.填土要求 （1）填土应从最低处开始，由下向上接近水平的分层填土、分层
12、压实； （2）应尽量采用同类土填筑，采用两种以上土回填时，应分层填筑，不得混杂使用； （3）应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。 （4）当天填土，应在当天压实。,3、压实方法 。 。,1.4.2 压实方法 填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实等几种,1碾压法 碾压法适用于大面积填土工程。 碾压机械：平碾、羊足碾和气胎碾。应用最普遍的是刚性平碾；羊足碾只能用于压实粘性土；气胎碾工作时是弹性体，给土的压力较均匀，填土质量较好。,1-33 刚性平碾及羊足碾示意图,1.4.2 压实方法,2夯实法 夯实法主要用于小面积填土，其优点是可以压实较厚的土层。 夯实机械：夯锤、内燃夯土机、蛙式打夯机。 夯锤借
13、助起重机提起并落下，其重量大于1.5t，落距2.54.5m，夯土影响深度可超过1m，常用于夯实湿陷性黄土杂填土以及含有石块的填土。 内燃夯土机作用深度为0.40.7m，蛙式打夯机作用深度一般为0.20.3m.二者均为应用较广的夯实机械。,3、压实方法,1.4.2 压实方法,3.振动压实法 振动压实法主要用于压实非粘性土。采用的机械主要是振动压路机、平板振动器等。,图1-34 振动夯示意图,4、影响填土压实的因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。 1. 压实功的影响 填土压实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。土的重度与所耗的功的关
14、系见图1-50。当土的含水量一定，在开始压实时，土的重度急剧增加，待到接近土的最大重度时，压实功虽然增加许多，而土的重度则没有变化。实际施工中，对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。如果先用轻碾，再用重碾压实就会取得较好效果。 图1-50 土的重度与压实功的关系,2. 含水量的影响 在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实。当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。每种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量
15、的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大（图1-52）。各种土的最佳含水量p和所能获得的最大干重度，可由击实试验取得。施工中，土的含水量与最佳含水量之差可控制在4% +2%范围内。 图1-51 土的含水量对其压实质量的影响,表1-1 土的最优含水量和最大干密度参考表,3. 铺土厚度的影响 土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小（图1-52），其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，则要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。填土的铺土厚度及压实遍数可参考表1-14选择。图1-52 压实作用沿深度的变化,填方每层的铺土厚度和压实遍数 表1-14,5、填土压实的质量检查 填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求。密实度要求一般由设计根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定， 例如建筑工程中的砌体承重结构和框架结构，在地基主要持力层范围内，压实系数（压实度） 应大于0.96，在地基主要持力层范围以下，则 应在0.930.96之间。,施工前，应求出现场各种填料的最大干密度dmax，土的最大干密度，可由击实试验确定。然后乘以设计的压实系数c，求得施工控制干密度d，作为检查施工质量的依据,
