第一章土方工程場(chǎng)地平整土方邊坡與土壁支護(hù)土方工程的排水與降水土方機(jī)械化施工土方的填筑與壓實(shí)第一章土方工程場(chǎng)地平整1第一節(jié)概述一、土方工程的分類、特點(diǎn)1、施工分類主要：場(chǎng)地平整；坑、槽開(kāi)挖；土方填筑.輔助：施工排、降水；土壁支撐.2、施工特點(diǎn)〔1〕量大面廣；〔2〕勞動(dòng)強(qiáng)度大,人力施工效率低、工期長(zhǎng)；〔3〕施工條件復(fù)雜,受地質(zhì)、水文、氣侯影響大,不確定因素多.第一節(jié)概述一、土方工程的分類、特點(diǎn)23、施工設(shè)計(jì)應(yīng)注意〔1〕摸清施工條件,選擇合理的施工方案與機(jī)械；〔2〕合理調(diào)配土方,使總施工量最少；〔3〕合理組織機(jī)械施工,以發(fā)揮最高效率；〔4〕作好道路、排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備及輔助工作；〔5〕合理安排施工計(jì)劃,避開(kāi)冬、雨季施工；〔6〕制定合理可行的措施,保證工程質(zhì)量和安全.3、施工設(shè)計(jì)應(yīng)注意3二、土的工程分類按開(kāi)挖的難易程度分為八類一類土〔松軟土〕、二類土〔普通土>三類土〔堅(jiān)土〕、四類土〔砂礫堅(jiān)土〕——機(jī)械或人工直接開(kāi)挖五類土〔軟石〕、六類土〔次堅(jiān)石〕七類土〔堅(jiān)石〕、八類土〔特堅(jiān)石〕——爆破開(kāi)挖二、土的工程分類按開(kāi)挖的難易程度分為八類4--第一章-土方工程課件5三、土的工程性質(zhì)1、土的質(zhì)量密度：天然密度：一般=16-20KN/m3干密度d：是檢測(cè)填土密實(shí)程度的指標(biāo).〔105℃,烘干3-4h〕2、土的含水量：天然含水量W=〔G濕-G干〕/G干——開(kāi)挖、行車〔25-30%陷車〕、邊坡穩(wěn)定最佳含水量——可使填土獲得最大密實(shí)度的含水量〔擊實(shí)試驗(yàn)、手握經(jīng)驗(yàn)確定〕.三、土的工程性質(zhì)63、土的滲透性土體被水透過(guò)的性質(zhì),用滲透系數(shù)K表示.K的意義：水力坡度〔I=Δh/L〕為1時(shí),單位時(shí)間內(nèi)水穿透土體的速度〔V=KI〕LΔhK的單位：m/d.粘土<0.1,粗砂50-75,卵石100-200用途：降低水位方法,回填.3、土的滲透性土體被水透過(guò)的性質(zhì),用滲透系數(shù)K表示.LΔhK74、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開(kāi)挖后,體積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實(shí),仍不能恢復(fù)其原來(lái)的體積.最初可松性系數(shù)KS=V2/V1最后可松性系數(shù)KS’=V3/V1V1——土在自然狀態(tài)下的體積.V2——土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積.V3——土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積.用途：開(kāi)挖、運(yùn)輸、存放,挖土回填,留回填松土4、土的可松性：85、土方邊坡〔1〕邊坡坡度m――坡度系數(shù).m＝B/H〔2〕邊坡形式：斜坡、折線坡、踏步〔臺(tái)階〕式〔3〕最陡坡度規(guī)定：土質(zhì)均、水位低、時(shí)間短、5m深以內(nèi)〔4〕直壁〔不加支撐〕的允許深度：密實(shí)、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；堅(jiān)硬的粘土：2m.αHB1:mi=tgα=H/B=1:<B/H>=1:m5、土方邊坡m――坡度系數(shù).m＝B/HαHB1:mi=9第二節(jié)場(chǎng)地平整一、場(chǎng)地平整設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高考慮的因素：<1>滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅?lt;2>盡量利用地形,減少挖填方數(shù)量；<3>爭(zhēng)取在場(chǎng)區(qū)內(nèi)挖填平衡,降低運(yùn)輸費(fèi);<4>有一定泄水坡度,滿足排水要求.場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高一般在設(shè)計(jì)文件上規(guī)定,如無(wú)規(guī)定：<1>小型場(chǎng)地――挖填平衡法<2>大型場(chǎng)地――最佳平面設(shè)計(jì)法〔用最小二乘法,使挖填平衡且總土方量最小〕第二節(jié)場(chǎng)地平整一、場(chǎng)地平整設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高10二、場(chǎng)地平整土方量計(jì)算

方格網(wǎng)法、累高法＋平均斷面法1、初步標(biāo)高〔按挖填平衡〕方法：將場(chǎng)地劃分為每格邊長(zhǎng)10～50m的方格網(wǎng),找出每個(gè)方格各個(gè)角點(diǎn)的地面標(biāo)高〔實(shí)測(cè)法、等高線插入法〕.aaaaaaH11H12H21H22則場(chǎng)地初步標(biāo)高：H0=〔H11+H12+H21+H22〕/4MH11、H12、H21、H22——一個(gè)方格各角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高；M——方格個(gè)數(shù).或：H0=〔H1+2H2+3H3+4H4〕/4MH1－－一個(gè)方格所僅有角點(diǎn)的標(biāo)高；H2、H3、H4－－分別為兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)方格共用角點(diǎn)的標(biāo)高.二、場(chǎng)地平整土方量計(jì)算

方格網(wǎng)法、累高法＋平均斷面法1、初步112、場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整按土的可松性、就近借棄土、泄水坡度等調(diào)整.按泄水坡度調(diào)整各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高：LyLxixiyH0<2>雙向排水時(shí),各方格角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為：LH11H0H0iH12H21

Hn

=H0

L?i

Hn

=H0

Lxix

Lyiy<1>單向排水時(shí),各方格角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為:Hn2、場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整LyLxixiyH0<2>雙向排水時(shí)123、場(chǎng)地土方量的計(jì)算分別按方格求出挖、填方量,再求整個(gè)場(chǎng)地總挖方量、總填方量〔1〕四角棱柱體法1〕全挖、全填格：V挖〔填〕=a2<h1+h2+h3+h4>/4h1-h4—方格角點(diǎn)施工高度絕對(duì)值V挖〔填〕—挖方或填方的體積.2〕部分挖、部分填格：V挖〔填〕=a2[h挖〔填〕]2/4hh挖〔填〕—方格角點(diǎn)挖或填施工高度絕對(duì)值之和；h—方格四個(gè)角點(diǎn)施工高度絕對(duì)值總和.〔2〕四方棱柱體平均高度法〔3〕三角棱柱體法3、場(chǎng)地土方量的計(jì)算13V—挖方或填方體積,m3；h1、h2、h3、h4—方格角點(diǎn)填挖高度,均用絕對(duì)值,m.填方部分：挖方部分：V—挖方或填方體積,m3；填方部分：挖方部分：14挖方部分：填方部分：挖方部分：填方部分：15[例]某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)、地面標(biāo)高如圖,格邊長(zhǎng)a=20m.泄水坡度ix=2‰,iy=3‰,不考慮土的可松性的影響,確定方格各角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高.70.09[例]某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)、地面標(biāo)高如圖,格邊長(zhǎng)a=20m.泄水16解：〔1〕初步設(shè)計(jì)標(biāo)高〔場(chǎng)地平均標(biāo)高〕H0=〔H1+2H2+3H3+4H4〕/4M=[70.09+71.43+69.10+70.70+2×〔70.40+70.95+69.71+…〕+4×〔70.17+70.70+69.81+70.38〕]/〔4×9〕=70.29〔m〕解：1770.09〔2〕按泄水坡度調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高：Hn=H0

Lx

ix

Lyiy；H1=70.29－30×2‰+30×3‰=70.3270.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26

H0＝70.29H2=70.29－10×2‰+30×3‰=70.36H3=70.29+10×2‰+30×3‰=70.40其它見(jiàn)圖70.09〔2〕按泄水坡度調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高：Hn=H01870.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09〔3〕場(chǎng)地土方量計(jì)算1、計(jì)算各方格角點(diǎn)的施工高度hn：hn=Hn－H即：hn=該角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高—自然地面標(biāo)高〔m〕h1=70.32－70.09=＋0.23〔m〕；正值為填方高度.+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44h2=70.36－70.40=－0.04〔m〕；負(fù)值為挖方高度70.3270.3670.4070.4470.2670.301970.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.092、確定零線〔挖填分界線〕插入法、比例法找零點(diǎn)零點(diǎn)連線h10

070.3270.3670.4070.4470.2670.30201、平均高度法

〔1〕四方棱柱體法

1〕全挖、全填格：V挖〔填〕=a2<h1+h2+h3+h4>/4

h1-h4—方格角點(diǎn)施工高度絕對(duì)值

V挖〔填〕—挖方或填方的體積.

2〕部分挖、部分填格：V挖〔填〕=a2[h挖〔填〕]2/4h

h挖〔填〕—方格角點(diǎn)挖或填施工高度絕對(duì)值之和；

h—方格四個(gè)角點(diǎn)施工高度絕對(duì)值總和.

〔3〕三角棱柱體法〔略〕見(jiàn)教材三、基坑與基槽土方量計(jì)算的基本方法1、平均高度法

〔1〕四方棱柱體法

1〕全挖、全填格：212、平均斷面法〔1〕、基坑土方量：按擬柱體法——V=<F下+4F中+F上>H/6F下F上F中H2、平均斷面法V=<F下+4F中+F上>H/6F下F上F中H22HI－IFi〔2〕、基槽〔路堤〕土方量：沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算Vi,再V=Vi斷面尺寸不變的槽段：Vi=Fi×Li斷面尺寸變化的槽段：Vi=<Fi1+4Fi0+Fi2>Li/6槽段長(zhǎng)Li：外墻——槽底中～中,內(nèi)墻——槽底凈長(zhǎng)IIL2L1L5HI－IFi〔2〕、基槽〔路堤〕土方量：沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算V23四、土方的調(diào)配在施工區(qū)域內(nèi),挖方、填方或借、棄土的綜合協(xié)調(diào).1、要求：總運(yùn)輸量最小；土方施工成本最低.2、步驟：〔1〕找出零線,畫(huà)出挖方區(qū)、填方區(qū)；〔2〕劃分調(diào)配區(qū)注意：1〕位置與建、構(gòu)筑物協(xié)調(diào),且考慮開(kāi)、施工順序；2〕大小滿足主導(dǎo)施工機(jī)械的技術(shù)要求；3〕與方格網(wǎng)協(xié)調(diào),便于確定土方量；4〕借、棄土區(qū)作為獨(dú)立調(diào)配區(qū).四、土方的調(diào)配在施工區(qū)域內(nèi),挖方、填方或借、棄土的綜合協(xié)調(diào).24B1A1A2A3A4B2B30000〔3〕找各挖、填方區(qū)間的平均運(yùn)距〔即土方重心間的距離〕可近似以幾何形心代替土方體積重心〔4〕列挖、填方平衡及運(yùn)距表挖填B1B2B3挖方量A1

50

70

100500A2

70

40

90

500A3

60

110

70

500A4

80

100

40400填方量800600500

1900劃分調(diào)配區(qū)示例：B1A1A2A3A4B2B30000〔3〕找各挖、填方區(qū)間的25〔5〕調(diào)配方法：最小元素法－－就近調(diào)配.順序：先從運(yùn)距小的開(kāi)始,使其土方量最大.結(jié)果：所得運(yùn)輸量較小,但不一定是最優(yōu)方案.〔總運(yùn)輸量97000m3-m>〔6〕畫(huà)出調(diào)配圖〔略〕n列填方量填挖B1B2B3挖方量A1

50

70

100500A2

70

40

90

500A3

60

110

70500A4

80

100

40400800600500

1900m行500300100100XX400XX500XX〔5〕調(diào)配結(jié)果：所得運(yùn)輸量較小,但不一定是最優(yōu)方案.n263、調(diào)配方案的優(yōu)化〔線性規(guī)劃中—表上作業(yè)法〕〔1〕確定初步調(diào)配方案〔如上〕要求：有幾個(gè)獨(dú)立方程土方量要填幾個(gè)格,即應(yīng)填m+n-1個(gè)格,不足時(shí)補(bǔ)"0".如例中：m+n－1=3+4－1=6,已填6個(gè)格,滿足.〔2〕判別是否最優(yōu)方案用位勢(shì)法求檢驗(yàn)數(shù)ij,若所有ij0,則方案為最優(yōu)解.〔一〕求位勢(shì)Ui和Vj：位勢(shì)和就是在運(yùn)距表的行或列中用運(yùn)距〔或單價(jià)〕同時(shí)減去的數(shù),目的是使有調(diào)配數(shù)字的格檢驗(yàn)數(shù)為零,而對(duì)調(diào)配方案的選取沒(méi)有影響.3、調(diào)配方案的優(yōu)化〔線性規(guī)劃中—表上作業(yè)法〕27計(jì)算方法：平均運(yùn)距〔或單方費(fèi)用〕Cij=Ui+Vj設(shè)U1=0,則V1=C11－U1=50－0=50；U3=C31－V1=60－50=10；V2=110－10=100；……V1=50V2=100V3=60U1=0U2=-60U3=10U4=-20500300500100100400計(jì)算方法：平均運(yùn)距〔或單方費(fèi)用〕Cij=Ui+Vj設(shè)28〔二〕求空格的檢驗(yàn)數(shù)ijij=Cij–Ui–Vj;11=50－0－50＝0〔有土〕;13=100－0－60＝40;21=70－<－60>－50＝80;……12=70－0－100＝－30求檢驗(yàn)數(shù)表V1=50V2=100V3=60U1=0U2=-60U3=10U4=-20000000+80-30+40+90+50+20結(jié)論：表中12為負(fù)值,不是最優(yōu)方案.應(yīng)對(duì)初始方案進(jìn)行調(diào)整.〔二〕求空格的檢驗(yàn)數(shù)ijij=Cij–Ui–29300100100400500500〔0〕X12〔100〕〔400〕〔400〕〔三〕方案調(diào)整

調(diào)整方法：閉回路法.調(diào)整順序：從負(fù)值最大的格開(kāi)始.1>找閉回路沿水平或垂直方向前進(jìn),遇適當(dāng)?shù)挠袛?shù)字的格轉(zhuǎn)彎,直至回到出發(fā)點(diǎn).2〕調(diào)整調(diào)配值從空格出發(fā),在奇數(shù)次轉(zhuǎn)角點(diǎn)的數(shù)字中,挑最小的土方數(shù)調(diào)到空格中.且將其它奇數(shù)次轉(zhuǎn)角的土方數(shù)都減、偶數(shù)次轉(zhuǎn)角的土方數(shù)都加這個(gè)土方量,以保持挖填平衡.300100100400500500〔0〕X12〔100〕〔303〕再求位勢(shì)及空格的檢驗(yàn)數(shù)000000U1=0V1=50V2=70U2=－30U3=10V3=60U4=－20+50+50+30+50+40+60由于所有的檢驗(yàn)數(shù)ij≥0,故該方案已為最優(yōu)方案.若檢驗(yàn)數(shù)仍有負(fù)值,則重復(fù)以上步驟,直到全部ij≥0而得到最優(yōu)解.3〕再求位勢(shì)及空格的檢驗(yàn)數(shù)000000U1=0V1=5031〔五〕求出最優(yōu)方案的總運(yùn)輸量：400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40＝94000m3-m.〔四〕繪出調(diào)配圖：〔包括調(diào)運(yùn)的流向、數(shù)量、運(yùn)距〕.A1A2A3A4B1B2B3m3m〔五〕求出最優(yōu)方案的總運(yùn)輸量：400×50＋100×732有借、棄土?xí)r的土方調(diào)配圖有借、棄土?xí)r的土方調(diào)配圖33實(shí)例計(jì)算過(guò)程:<1>劃方格,計(jì)算方格角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高H.<2>計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn<3>計(jì)算角點(diǎn)的施工高度hn=Hn-H<4>確定并標(biāo)出零線<5>計(jì)算土方量<6>進(jìn)行土方調(diào)配,求出土方運(yùn)輸量和運(yùn)輸方向.實(shí)例計(jì)算過(guò)程:<1>劃方格,計(jì)算方格角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高H.<34第三節(jié)土方邊坡與土壁支護(hù)一、土方邊坡土壁穩(wěn)定主要是土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力來(lái)保持平衡,當(dāng)土體失去平衡,土壁就會(huì)引起塌方.〔一〕土壁塌方的原因〔1〕邊坡過(guò)陡,土體本身穩(wěn)定性不夠而產(chǎn)生塌方；〔2〕基坑上邊緣附近堆物過(guò)重,使土體中產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過(guò)土體的抗剪強(qiáng)度；〔3〕地面水及地下水滲入邊坡土體,使土體的自重增大,抗剪能力降低,從而產(chǎn)生塌方.第三節(jié)土方邊坡與土壁支護(hù)一、土方邊坡土壁穩(wěn)定主要是土體內(nèi)35〔二〕防止邊坡塌方的措施1.放足邊坡2.在邊坡上堆土方或材料以及動(dòng)荷載作用3.作好排水工作〔二〕防止邊坡塌方的措施36二、土壁支護(hù)在開(kāi)挖較窄的溝槽時(shí),多用木擋板橫撐式土壁支撐.橫撐式土壁支撐根據(jù)擋土板設(shè)置的不同,分為水平擋土板式和垂直擋土板式,如圖1—22〔a〕、〔b〕所示.前者又可分為斷續(xù)式和連續(xù)式.斷續(xù)式水平擋土板支撐在濕度小的粘性土及挖土深度小于3m時(shí)采用；連續(xù)式水平擋土板支撐用于較潮濕的或散粒的土,挖土深度可達(dá)5m.垂直擋土板支撐用于松散的和濕度很高的土,挖土深度不限.二、土壁支護(hù)在開(kāi)挖較窄的溝槽時(shí),多用木擋板橫撐式土壁支撐.橫37〔一〕地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻直接在地下利用大型機(jī)械挖槽,然后澆灌成鋼筋混凝土墻體.壁厚40-120cm,挖掘深度一般為30-40m,最多達(dá)120m.開(kāi)始用于防滲,逐漸發(fā)展到地下室擋土,目前已將擋土與地下室墻合一.優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)整體性好、剛度大,壁厚超過(guò)60cm即可防滲,可在狹窄地區(qū)不用放坡完成各種形狀的地下?lián)跬翂?可做成直線的,也可做成加肋的,或做成墻柱合一的形式.施工無(wú)燥聲.挖深愈大,優(yōu)越性愈顯著.缺點(diǎn)是需用專用機(jī)械、成本較高.〔一〕地下連續(xù)墻38〔二〕柱列式灌注樁柱列式灌注樁是以直徑為80~120cm的鋼筋混凝土灌注樁為立柱,配合土錨桿或橫向支撐以減少樁身彎矩的擋土結(jié)構(gòu).優(yōu)點(diǎn)：可使用鉆孔機(jī)械,按通常灌注樁施工方法施工.在地下水位較低時(shí)還可用人工挖孔,施工簡(jiǎn)便,造價(jià)較低,無(wú)燥聲.缺點(diǎn)：整體性能較差,無(wú)防水能力.因此必須在樁頂做斷面較大的圈梁,以增強(qiáng)其整體性.〔二〕柱列式灌注樁39〔三〕土錨桿土層錨桿,簡(jiǎn)稱土錨桿,是在地面或深開(kāi)挖的地下室墻面或基坑立壁未開(kāi)挖的土層鉆孔,達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,在孔內(nèi)放入鋼筋或其他抗拉材料,灌入水泥漿使土層結(jié)合成為抗拉力強(qiáng)的錨桿.土錨桿的組成：頭部連接、拉桿、錨固體.〔三〕土錨桿40施工機(jī)械：沖擊式鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)及旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆機(jī)等.錨桿承受拉力,一般采用螺紋鋼、鋼絞線等強(qiáng)度高、延伸率大、疲勞強(qiáng)度高的材料.永久性錨桿尚需進(jìn)行防腐處理.土錨桿的施工程序?yàn)椋恒@孔→安放拉桿→灌漿→養(yǎng)護(hù)→安裝錨頭→張拉錨固和挖土.錨桿與支撐兩者的作用相同.錨桿便于施工開(kāi)挖,但造價(jià)較高；支撐便于監(jiān)測(cè),易于控制,施工開(kāi)挖較困難.決定的因素還是開(kāi)挖深度、土質(zhì)強(qiáng)弱、周圍有無(wú)建筑或管道等.施工機(jī)械：沖擊式鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)及旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆機(jī)等.41〔四〕土釘墻土釘加固技術(shù)是在土體內(nèi)嵌入一定長(zhǎng)度和分布密度的土釘體.與土共同作用,用以彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足.土釘墻適用于地下水低于土坡開(kāi)挖段或經(jīng)過(guò)降水措施后使地下水位低于開(kāi)挖層的情況.土釘技術(shù)的局限性：施工時(shí)一般要先開(kāi)挖土層1-2m深,土體須要有一定的"粘聚力",否則需先進(jìn)行灌漿處理.另外,土釘墻施工時(shí)要求坡面無(wú)水滲出.〔四〕土釘墻42土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝1〕開(kāi)挖工作面.2〕噴射混凝土.3〕設(shè)置土釘.4〕鋪設(shè)鋼筋網(wǎng).5〕設(shè)置排水系統(tǒng).土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝43一、施工排水目的1、防止涌水、冒砂,保證在較干燥的狀態(tài)下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、減少坑壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平荷載.第四節(jié)土方工程的排水與降水一、施工排水第四節(jié)土方工程的排水與降水442～5％排水溝集水井水泵1．集水井法〔明排水法〕――用于土質(zhì)較好、水量不大、基坑可擴(kuò)大者挖至地下水位時(shí),挖排水溝→設(shè)集水井→抽水→再挖土、溝、井2～5％排水溝集水井水泵1．集水井法〔明排水法〕452．井點(diǎn)降水法〔1〕特點(diǎn)效果明顯,使土壁穩(wěn)定、避免流砂、防止隆起、方便施工；可能引起周圍地面和建筑物沉降.〔2〕井點(diǎn)類型及適用范圍井點(diǎn)類型滲透系數(shù)降水深度最大井距主要原理單級(jí)輕型井點(diǎn)0.1-20m/d3～6m1.6-2m地上真空泵或噴射嘴真空吸水多級(jí)輕型井點(diǎn)6～20噴射井點(diǎn)0.1-208～202～3m地下噴射嘴真空吸水電滲井點(diǎn)<0.15～6極距1m鋼筋陽(yáng)極加速滲流管井井點(diǎn)20-2003～520-50單井真空泵、離心泵深管井井點(diǎn)10-25025～3030-50單井潛水泵排水水平輻射井點(diǎn)大面積降水平管引水至大口井排出引滲井點(diǎn)不透水層下有滲存水層打穿不透水層，引至下一存水層2．井點(diǎn)降水法井點(diǎn)類型滲透系數(shù)降水深度最大井距主要原理單級(jí)輕46輕型井點(diǎn)降水全貌圖輕型井點(diǎn)降水全貌圖47二級(jí)輕型井點(diǎn)降水二級(jí)輕型井點(diǎn)降水48井點(diǎn)管電極<

60V的直流電源電滲井點(diǎn)示意圖井點(diǎn)管電極<60V的直流電源電滲井點(diǎn)示意圖493.輕型井點(diǎn)降水井點(diǎn)設(shè)備井管：φ38、φ51,長(zhǎng)5～7m〔常用6m〕,無(wú)縫鋼管,絲扣連濾管；濾管：φ38、φ51,長(zhǎng)1～1.7m,開(kāi)孔φ12,開(kāi)孔率20～25％,包濾網(wǎng)；總管：內(nèi)φ75～100無(wú)縫鋼管,每節(jié)4m,每隔0.8、1或1.2m有一短接口；連接管：使用透明塑料管、膠管或鋼管,宜有閥門(mén)；抽水設(shè)備：真空泵〔教材〕――真空度高,體形大、耗能多、構(gòu)造復(fù)雜射流泵〔常用〕――簡(jiǎn)單、輕小、節(jié)能隔膜泵〔少用〕3.輕型井點(diǎn)降水50濾管構(gòu)造濾管構(gòu)造51真空泵井點(diǎn)設(shè)備工作原理圖真空泵井點(diǎn)設(shè)備工作原理圖52--第一章-土方工程課件534．井點(diǎn)布置〔1〕平面布置單排：在溝槽上游一側(cè)布置,每側(cè)超出溝槽≮B.用于溝槽寬度B≤6m,降水深度≤5m.雙排：在溝槽兩側(cè)布置,每側(cè)超出溝槽≮B.用于溝槽寬度B>6m,或土質(zhì)不良.環(huán)狀：在坑槽四周布置.用于面積較大的基坑.4．井點(diǎn)布置54單排井點(diǎn)平面及高程布置環(huán)狀井點(diǎn)平面及高程布置單排井點(diǎn)平面及高程布置環(huán)狀井點(diǎn)平面及高程布置55〔2〕高程布置〔圖〕井管埋深：H埋≥H1＋h＋iL.H1――埋設(shè)面至坑底距離；h――降水后水位線至坑底最小距離〔一般可取0.5～1m〕；i――地下水降落坡度,環(huán)狀1/10,線狀1/4；L――井管至基坑中心〔環(huán)狀〕或另側(cè)〔線狀〕距離.當(dāng)H埋>6m時(shí)：降低埋設(shè)面；采用二級(jí)井點(diǎn)；改用其它井點(diǎn).〔2〕高程布置〔圖〕565．計(jì)算涌水量Q：〔環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)〕〔1〕判斷井型〔圖〕按照濾管與不透水層的關(guān)系：完整井――到不透水層非完整井――未到不透水層.按照是否承壓水層：承壓井無(wú)壓井5．計(jì)算涌水量Q：〔環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)〕57水井的分類水井的分類58〔2〕無(wú)壓完整井群井井點(diǎn)計(jì)算〔積分解〕Q＝1.366K<2H－S>S/<lgR－lgX0>〔m3/d〕K――土層滲透系數(shù)〔m/d〕；H――含水層厚度〔m〕；S――水位降低值〔m〕；R――抽水影響半徑〔m〕,R=1.95S<HK>1/2；X0――環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑〔m〕；當(dāng)長(zhǎng)寬比A/B≯5時(shí),X0=<F/π>1/2,否則分塊計(jì)算涌水量再累加.F――井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積.〔2〕無(wú)壓完整井群井井點(diǎn)計(jì)算〔積分解〕Q＝1.366K<2H59〔3〕無(wú)壓非完整井群井系統(tǒng)涌水量計(jì)算〔近似解〕以有效影響深度H0代替含水層厚度H用上式計(jì)算Q.H0的確定方法：s’/(s’+l)0.20.30.50.8H01.3(s’+l)1.5(s’+l)1.7(s’+l)1.85(s’+l)注意：1、當(dāng)H0值超過(guò)H時(shí),取H0＝H；2、計(jì)算R時(shí),也應(yīng)以H0代入.〔3〕無(wú)壓非完整井群井系統(tǒng)涌水量計(jì)算〔近似解〕以有效影響深度60〔4〕承壓完整井Q＝2.73KMS/<lgR－lgX0>〔m3/d>M――承壓含水層厚度〔m〕承壓水位不透水層含水層不透水層hsHMR〔4〕承壓完整井Q＝2.73KMS/<lgR－lgX0616．確定井管的數(shù)量與間距〔1〕單井出水量：q＝65πdlK1/3〔m3/d〕d、l――濾管直徑、長(zhǎng)度〔m〕；〔2〕最少井點(diǎn)數(shù)：n’＝1.1Q/q〔根〕1.1－－備用系數(shù).〔3〕最大井距：D’＝L總管/n’〔m〕；〔4〕確定井距：

取井距D

〔5〕確定井點(diǎn)數(shù)：n＝L總管/D+1≤D’≥15d符合總管的接頭間距.6．確定井管的數(shù)量與間距〔5〕確定井點(diǎn)數(shù)：n＝L總管/62井點(diǎn)降水實(shí)例計(jì)算過(guò)程:1、平面布置2、高程布置3、計(jì)算基坑涌水量和單根井點(diǎn)出水量4、計(jì)算井點(diǎn)管數(shù)量5、計(jì)算井點(diǎn)管間距6、確定井點(diǎn)管數(shù)量7、繪出井點(diǎn)布置圖井點(diǎn)降水實(shí)例計(jì)算過(guò)程:1、平面布置637．井點(diǎn)管的埋設(shè)與使用〔1〕埋設(shè)方法：水沖法：水槍、井管自身〔高壓水〕鉆孔法：正循環(huán)鉆、反循環(huán)鉆、沖擊鉆振動(dòng)水沖法：<2>使用要求：開(kāi)挖前2～5天開(kāi)泵降水；連續(xù)抽水不間斷〔水量先大后小,先混后清〕,防止堵塞.降水施工7．井點(diǎn)管的埋設(shè)與使用<2>使用要求：降水施工64〔3〕注意問(wèn)題：1>真空度0.6~0.7大氣壓2>死管：檢查、變活3>設(shè)觀測(cè)井檢查水位下降情況〔4〕拔除井管：基坑回填后；卷?yè)P(yáng)機(jī)、支架；51×6.5m上拔力〔3〕注意問(wèn)題：65二、流砂現(xiàn)象1．動(dòng)水壓力――地下水在滲流過(guò)程中受到土顆粒的阻力,使水流對(duì)土顆粒產(chǎn)生的一種壓力.動(dòng)水壓力的大小與水力坡度成正比,方向同滲流方向.GD＝Iγw=<Δh/L>γw2．流砂原因3．流砂的防治減小動(dòng)水壓力〔板樁等增加L〕；平衡動(dòng)水壓力〔拋石塊、水下開(kāi)挖、泥漿護(hù)壁〕；改變動(dòng)水壓力的方向〔井點(diǎn)降水〕.

Q

F

GD當(dāng)動(dòng)水壓力大于或等于土的浸水重度〔GD≥γ’〕時(shí),土粒被水流帶到基坑內(nèi).主要發(fā)生在細(xì)砂、粉砂、輕亞粘土、淤泥中.二、流砂現(xiàn)象3．流砂的防治QFGD當(dāng)動(dòng)水壓力大于或等66第五節(jié)土方工程機(jī)械化施工一、土方機(jī)械的類型1.挖掘機(jī)械：正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟2.挖運(yùn)機(jī)械：推土機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)3.運(yùn)輸機(jī)械：自卸汽車、翻斗車……4.密實(shí)機(jī)械：壓路機(jī)、蛙式夯、振動(dòng)夯……第五節(jié)土方工程機(jī)械化施工一、土方機(jī)械的類型67二、常見(jiàn)土方機(jī)械的特點(diǎn),適用范圍及作業(yè)方法1．推土機(jī)：液壓式、索式；固定式、回轉(zhuǎn)式工作特點(diǎn)：用途多,費(fèi)用低；適用于：〔1〕平整場(chǎng)地－－運(yùn)距在100m<40-60m效率高>內(nèi),一～三類土的挖運(yùn),壓實(shí)；〔2〕坑槽開(kāi)挖－－深度在1.5m內(nèi)、一～三類土.提高效率的作業(yè)方法：下坡推士,多次切土、一次推運(yùn),跨鏟法,并列法,加擋板.二、常見(jiàn)土方機(jī)械的特點(diǎn),適用范圍及作業(yè)方法1．推土機(jī)：液壓式68液壓履帶式推土機(jī)液壓履帶式推土機(jī)69液壓輪胎式推土機(jī)液壓輪胎式推土機(jī)70索式履帶式推土機(jī)索式履帶式推土機(jī)71鏟刀可回轉(zhuǎn)的液壓履帶式推土機(jī)鏟刀可回轉(zhuǎn)的液壓履帶式推土機(jī)72并列推土法并列推土法73下坡推土法下坡推土法74槽形推土法槽形推土法75分堆集中,一次推送法分堆集中,一次推送法76斜角推送法作業(yè)斜角推送法作業(yè)772、鏟運(yùn)機(jī)：自行式、拖式工作特點(diǎn)：運(yùn)土效率高；適用于：運(yùn)距200～1500m、一～二類土的大型場(chǎng)地平整或大型基坑開(kāi)挖；堤壩、填筑等作業(yè)方法：環(huán)形線路,"8"字線路；助推法.2、鏟運(yùn)機(jī)：自行式、拖式工作特點(diǎn)：運(yùn)土效率高；78鏟運(yùn)機(jī)下坡鏟土法鏟運(yùn)機(jī)開(kāi)行路線示意圖（a）環(huán)形路線（b）“8”字形路線鏟運(yùn)機(jī)下坡鏟土法鏟運(yùn)機(jī)開(kāi)行路線示意圖（a）環(huán)形路線（b）“79鏟運(yùn)機(jī)鋸齒形開(kāi)行路線1－路堤；2－取土槽鏟運(yùn)機(jī)鋸齒形開(kāi)行路線1－路堤；2－取土槽80鏟運(yùn)機(jī)鏟土推土機(jī)助鏟助鏟法示意圖雙鏟聯(lián)運(yùn)法示意圖鏟運(yùn)機(jī)鏟土推土機(jī)助鏟助鏟法示意圖雙鏟聯(lián)運(yùn)法示意圖813、單斗挖土機(jī)〔類型〕正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)3、單斗挖土機(jī)〔類型〕正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟82〔1〕正鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)："前進(jìn)向上,強(qiáng)制切土"；挖土、裝車效率高,易與汽車配合；適用于：停機(jī)面以上.含水量30％以下、一～四類土的大型基坑開(kāi)挖作業(yè)方法：正向挖土后方卸土,正向挖土側(cè)向卸土.〔1〕正鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)："前進(jìn)向上,強(qiáng)制切土"；挖土、裝車83--第一章-土方工程課件84正鏟開(kāi)挖基坑正鏟開(kāi)挖基坑85〔2〕反鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)："后退向下,強(qiáng)制切土",可與汽車配合；適用于：停機(jī)面以下、一～三類土的基坑、基槽、管溝開(kāi)挖.作業(yè)方法：溝端開(kāi)挖一一挖寬0.7～1.7R,效率高、穩(wěn)定性好；溝側(cè)開(kāi)挖一一挖寬.〔2〕反鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)："后退向下,強(qiáng)制切土",可與汽車86反鏟挖土機(jī)開(kāi)挖方式反鏟挖土機(jī)開(kāi)挖方式87〔3〕拉鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)：‘后退向下,自重切土"；開(kāi)挖深度、寬度大,甩土方便：適用于：停機(jī)面以下、一～二類土的較大基坑開(kāi)挖,填筑堤壩,河道清淤.〔3〕拉鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)：適用于：88〔4〕抓鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)："直上直下,自重切土",效率較低；適用于：停機(jī)面以下、一～二類土的、面積小而深度較大的坑、井開(kāi)挖.〔4〕抓鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)："直上直下,自重切土",效率較89抓土斗工作示意圖抓土斗工作示意圖90三、自卸汽車與挖土機(jī)的配套原則：保證挖土機(jī)連續(xù)工作：汽車載重量：以裝3～5斗土為宜；汽車數(shù)量：N＝汽車每一工作循環(huán)的延續(xù)時(shí)間T／每次裝車時(shí)間t；或：N＝〔挖土機(jī)臺(tái)班產(chǎn)量／汽車臺(tái)班產(chǎn)量〕+1三、自卸汽車與挖土機(jī)的配套原則：保證挖土機(jī)連續(xù)工作：91四、開(kāi)挖方式與注意問(wèn)題1．基坑開(kāi)挖方式〔1〕下坡分層開(kāi)挖－－1：7～8的坡道〔2〕墩式開(kāi)挖－－用于無(wú)修坡道的場(chǎng)地,搭設(shè)棧橋時(shí)〔3〕盆式開(kāi)挖－－用于逆作法施工四、開(kāi)挖方式與注意問(wèn)題1．基坑開(kāi)挖方式92下坡挖土和運(yùn)土示意圖分層開(kāi)挖方案下坡挖土和運(yùn)土示意圖分層開(kāi)挖方案93墩式開(kāi)挖示意圖墩式開(kāi)挖示意圖94盆式開(kāi)挖示意圖盆式開(kāi)挖示意圖952．開(kāi)挖注意問(wèn)題〔1〕挖前先驗(yàn)線〔2〕連續(xù)開(kāi)挖盡快完,防止水流入〔3〕坑邊堆土防坍塌：及時(shí)清運(yùn)；堆土0.8m以外,高≯1.5m〔4〕嚴(yán)禁擾動(dòng)基底土,加強(qiáng)測(cè)量防超挖：預(yù)留層,保護(hù)層,抄平清底打木樁〔5〕