1、2018/5/5,1,内容回顾： 第3讲（续） 施工排水,3.1 明排水法,一般采用截、疏、抽的方法。 明排水法常用的方法： 明沟与集水井排水：适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水 分层明沟排水：适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水 深层明沟排水：适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水,施工排水可分为明排水法和人工降水法两种。,第3讲 土方工程施工要点,共60页 第37页,井点降水的作用：1）防止地下水涌入坑内、2）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，能防止坑底的管涌、3）降水后，使板桩减少了横向荷载、消除了地下水的渗流，防止了流砂现象、4）降低地下水
2、位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载力、5）防止边坡由于地下水的渗流而引起的 塌方,2018/5/5,2,3.2 施工降水,3 施工排水,共60页 第41页,2018/5/5,3,人工降低地下水位的方法：,3.2 施工降水,共60页 第44页, 轻型井点、 喷射井点、 电渗井点、 管井井点(5) 深井泵井点,由管路系统（滤管、井点管、弯联管及总管）和抽水设备（真空泵、离心泵和水气分离器）组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图：,2018/5/5,4,3.2.1 轻型井点降水,工作原理, 轻型井点的设备,3.2 施工降水,共60页 第49页, 单排布置：当基坑(槽)宽度小于6m、降水深度不超过5
3、m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。 双排布置：当基坑(槽)宽度6m时应采用。,2018/5/5,5, 轻型井点的平面布置,3.2 施工降水,共60页 第50页, 环型或U 型布置：当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑施工机械进出基坑时宜采用U 型布置）。,2018/5/5,6,采用双排、环型或U型布置时，位于地下水上游一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。 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。井点管距离基坑壁不应小于1.01.5m，间距一般0.81.6m,3.2 施工降水,共60页 第51页,2018/5/5,
4、7,2018/5/5,8,9, 轻型井点的高程布置,轻型井点降水深度一般不大于6m。井点管埋置深度H(不包括滤管)，可按下式计算：,2018/5/5,10, 如H 值小于降水深度6m时，则可用一级井点； 当H 值稍大于6m时，如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时，仍可用一级井点降水；,3.2 施工降水,共60页 第52页,2018/5/5,11, 在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面0.20.3m，滤管必须埋在透水层内。 当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点（见右图）。,3.2 施工降水,地下室三级井点降水,共60页 第53页,井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文
5、地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。,2018/5/5,12, 轻型井点的设计及计算,设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外,尚应进行涌水量的计算，确定井管数量及井距，选择抽水设备等工作。, 轻型井点的埋设程序,先排放总管再埋设井点管再用弯联管将井点与总管接通最后安装抽水设备。,3.2 施工降水,共60页 第54页,井点降水必然会形成降水漏斗，从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可考虑在井点设置线外45m处设置回灌井点，形成一道水墙。,2018/5/5,13, 防范井点降水不利影响的措施,设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。,3.2
6、 施工降水,2018/5/5,轻型井点系统涌水量计算：, 轻型井点系统的类型：,承压完整井-1、承压非完整井-2；无压完整井-3、无压非完整井-4。（根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。水井底部到达不透水层时称完整井，否则称非完整井 ）,2018/5/5,地下含水构造的种类,2018/5/5,式中：Q涌水量（m3/d）； K渗透系数（m/d）； H含水层厚度（m）； S水位降低值（m）； R抽水影响半径（m）；,x0假想半径（m）；,F井点管包围的面积（m2)。,适用条件：矩形基坑的长宽比5； 基坑宽度2R。,无压完整井涌水量计算：, 涌水量计算：,2018/5/5,无压非完整井涌水量
7、计算：,H0抽水影响深度（m）。,H0的取值：,且 H0H,S：井点管内水位降水深度,最小降水深度S：基坑中心的降水深度,2018/5/5,承压完整井涌水量：,M承压含水层厚度。,确定井管的数量与间距1)单根井管最大出水量： d、l滤管直径、长度(m)；K渗透系数（m/d）2)最少井点数：n=1.1Q / q (根)1.1备用系数。 3)最大井距：DL总管 / n； 4)确定井距： 应与总管的接头间距相吻合（D取0.8m、1.2m、1.6m等）。 5)最终井点数：n= L / D (取舍后的),抽水设备的选择一套抽水设备，常设真空泵一台，离心泵两台真空泵选择：真空泵的类型有:干式（往复式）真空
8、泵、湿式（旋转式）真空泵其中，干式真空泵的型号常用有W5、W6型。总管长不大于100M，可采用W5型，总管长度不大120M，可采用W6型。离心泵选择一般选择单级离心泵，根据流量、吸水扬程及总扬程选择水泵型号。流量：比基坑涌水量Q大1020%吸水扬程：要大于降水深度加上各项水头损失，即(hA +h ) 。总扬程：要满足吸水扬程和出水扬程之和。,21,2018/5/5,22,2018/5/5,23,2018/5/5,24,2018/5/5,25,26,在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑，称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边
9、挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。,2018/5/5,27,4 流砂的防治,4.1 流砂现象,第2讲 土方工程施工要点,广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场,共60页 第56页,产生流砂现象的原因有内因和外因： 内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。,2018/5/5,28,4.2 产生流砂的原因,4 流砂的防治,流砂-基坑满目狼
10、籍 流砂支挡 强行施工,共60页 第57页,外因：是地下水在土中渗流所产生的动水压力的大小，动水压力GD为： 式中： I 水力坡度（I=（h1-h2）/L） ； h1h2 水位差； W 水的重度。 当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，当GD （土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。,2018/5/5,29,4 流砂的防治,共60页 第58页, 防治原则：“治砂必先治水”。流砂防治的主要途径：一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。,2018/5/5,30,4.3 流砂的防治, 防治方法：, 枯水期施工法：枯水期地下水位较低，基坑
11、内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。 打板桩：将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度，可以截住水流或增加渗流长度、改变动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。,4 流砂的防治, 水中挖土：即不排水施工，使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工，不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。,2018/5/5,31, 人工降低地下水位法：即采用井点降水法截住水流，不让地下水流入基坑，不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。, 抢挖并抛大石块法：分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的
12、流砂。,4 流砂的防治,此外，采用地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、土壤冻结法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂发生。,第一章 土方工程,第4讲 压实功及土方机械化施工,1.5土方填筑与压实,1.5.1 填土压实的质量标准主控项目:,1、标高：是指回填后的表面标高，用水准仪测量。检查测量记录。2、分层压实系数：符合设计要求，按规定方法取样，试验测量，不满足要求时随时进行返工处理，直到达到要求。检查测试记录。,1质量要求：,压实系数（c）：是土的施工控制干密度和土的最大干密度的比值。,2检查方法：,实际干密度、 控制干密度,（一般场地平整0.9，填土作地基0.930.96）,1.5.2
13、土料的选择和填筑要求,1土料的选择：,碎石类土、砂土、爆破石渣，可作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料。,不能选用的几种土：,含水量大的土； 淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量8%的土；硫酸盐含量5%的土。在道路工程中，粘性土不是理想的路基填料。,2填筑要求：,接近水平的分层填土、分层压实；采用两种回填土时，应分层填筑，不得混杂使用，必须是将 透水性较小的置于较大的之上。,1.5.3 填土压实的方法：,碾压法,大面积填筑工程。滚轮压力、压路机、平碾、羊足碾,夯实法,小面积填筑工程。冲击力、蛙式夯、柴油夯、人工夯,振动压实法,非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣
14、器,（一）碾压：碾压的机械有平碾和羊足碾，它们都是利用滚轮的压力压实土壤的,平碾,羊足碾,（二）夯击 夯击是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具的类型较多，有蛙式夯、重锤夯以及木夯、石夯、飞硪等。,抬硪（wo）,打抬硪,飞硪,打飞硪,（三）振动 振动密实土层的方法是利用振动机械作用的振动力，使土粒随振动的过程破坏其间的摩擦力和粘聚力，从而使土粒相对移动以趋向紧密稳定状态。这种方法只适用于密实砂土和碎石类土。振动使土体获得密实的效果取决于振源的频率。,振动夯,振动压路机,BV 6高密实度压路机前后设置68个高频振动夯锤,单缸振动碾,振动压路机,1.5.4 影响填土
15、压实质量的因素,土的含水量、铺土厚度、压实功。,1土的含水量：,最优含水量：使填土压实获得最大密实度时的含水量。,2铺土厚度：,填方每层铺土厚度应根据土质、压实的密实度要求和压实机械的性能确定。,一般H取：200mm300mm。,不同机械有效影响深度不同。,小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土； 应为最优含水量,土的最优含水量和最大干密度参考表,3压实功：,压实遍数,一、土方机械的类型1.挖掘机械：正铲、反铲、拉铲、抓铲2.挖运机械：推土机、装载机、铲运机3.运输机械：自卸汽车、翻斗车4.密实机械：压路机、蛙式夯、振动夯,1.6 土方工程机械化施工,二、常见土方机械的特点，适用范围及作业方法,1推土
16、机：液压式、索式； 固定式、回转式 工作特点：用途多，费用低； 适用于： （1）平整场地运距在100m内，一三类土的挖运，压实； （2）坑槽开挖深度在1.5m内、一三类土。四类土以上需经预松后才能作业。,索式履带式推土机,铲刀可回转的液压履带式推土机,提高效率的作业方法：下坡推土多次切土一次推运跨铲法并列法加挡板,下坡推土法,并列推土法,槽形推土法,跨铲法作业示意图,分堆集中，一次推送法,2、铲运机：自行式、拖式,铲运机,施工技术,工作特点：是一种能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、整平的土方机械。 适用于：运距60800m、一二类土的大型场地平整或大型基坑开挖；堤坝、填筑等 作业方法：环形线路
17、，“ 8 ”字线路；下坡铲土法、跨铲法(间隔铲土，预留土埂，形成土槽)、助推法(在坚硬土层中铲土，另配推土机顶推)。,铲运机下坡铲土法,双铲联运法示意图,3、单斗挖土机 （类型）,正铲挖掘机,反铲挖掘机,拉铲挖掘机,抓铲挖掘机,（1）正铲挖土机,工作特点：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效率高，易与汽车配合；适用于：停机面以上。含水量30以下、一四类土的大型基坑开挖作业方法：正向挖土后方卸土，正向挖土侧向卸土。,（2）反铲挖土机,工作特点：“后退向下，强制切土”，可 与汽车配合； 适用于：停机面以下、一三类土的基坑、基槽、管沟开挖。 作业方法：沟端开挖挖宽0.71.7R，效率高、稳定性好；
18、沟侧开挖挖宽0.50.8R。,（3）拉铲挖土机,工作特点：“后退向下，自重切土”；开挖深度、宽度大，甩土方便：适用于： 停机面以下、一二类土的较大基坑开挖，填筑堤坝，河道清淤。,（4）抓铲挖土机,工作特点：“ 直上直下，自重切土”，效率较低； 适用于：主要用于开挖土质比较松软，施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施工。,抓土斗工作示意图,单项选择题例某工程开挖沟槽，长80m，宽6m，开挖深度为停机面以下4m。土为坚土，土的含水量稍大，较适宜的挖土机是( )A正铲挖土机 B反铲挖土机C拉铲挖土机D抓铲挖土机 答案：B,多项选择题例 拉铲挖土机有( )等特
19、点。 A、“后退向下，自重切土” D、能开挖一四类土 C、主要开挖停机面以上的土 D、挖土效率较其他挖土机高 E、适用于开挖较深较大的基坑(槽)及水中泥土 答案：AE,三、土方机械的选择 前面已经叙述了主要挖土机械的性能和适用范围，现将选择土方施工机械的要点综合如下： （一）选择土方机械的依据 1、土方工程的类型及规模 不同类型的土方工程，如场地平整、基坑(槽)开挖、大型地下室土方开挖、构筑物填土等施工各有其特点，应依据开挖或填筑的断面(深度及宽度)、工程范围的大小、工程量多少来选择土方机械。,2、地质、水文及气候条件 如土的类型、土的含水量、地下水等条件。3、机械设备条件 指现有土方机械的种
20、类、数量及性能。4、工期要求 如果有多种机械可供选择时，应当进行技术经济比较，选择效率高、费用低的机械进行施工。一般可选用土方施工单价最小的机械进行施工，但在大型建设项目中，土方工程量很大，而现有土方机械的类型及数量常受限制，此时必须将所有机械进行最优分配，使施工总费用最少，可应用线性规划的方法来确定土方机械的最优分配方案。,（二）土方机械与运土车辆的配合 1、运输工具的协调当挖土机挖出的土方需要运土车辆运走时，挖土机的生产率不仅取决于本身的技术性能，而且还决定于所选的运输工具是否与之协调。 为了使挖土机充分发挥生产能力，应使运土车辆的载重量Q与挖土机的每斗土重保持一定的倍率关系，并有足够数量车辆以保证挖土机连续工作。 一般情况下，汽车的载重量以每斗土重的35倍为宜。,挖土机数量的计算,配套计算,N=,=,tcks,挖土机的数量 N,台班产量Pd,T,83600qKcKB,(m3/台班),Q,TCK,1,Pd,运输车辆的计算,t,2、为了减少车辆的调头、等待和装土时间，装土场地必须考虑调头方法及停车位置。如在坑边设置两个通道，使汽车不用调头，可以缩短调头、等待时间。,
