土木工程施工与管理(天津建筑工程学院)

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井点降水法有： 轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点、电渗井点等
轻型井点的计算（p.92、 423 ）
S y
基坑
H R
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轻型井点设备包括：滤管、井点管、弯联管、总管等。 井点管埋置深度计算：
H A H1 h iL(m)
当GD>= γ’ （土的浸水重度）时，土颗粒失去自重，处于 漂浮状态，随渗流的水一起流动，称流砂 在一定动水压力作用下，松散而饱和的细砂和粉砂容易产生 流砂现象，降低地下水位，改变水流方向，消除动水压力，是 防治流砂现象的重要途径。
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防止流砂的几种方法：
1、枯水期施工－地下水位低，坑内外水位差小，动水压力减 小，不易产生流砂。 2、抛大石块法－基坑开挖中，出现流砂现象，抢挖至标高后， 立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力， 此法解决局部或轻微流砂现象是有效的。 3、打钢板桩法－将钢板桩打入坑底一定深度，增加地下水由 坑外流入坑内的渗流路线，减小水力坡度，从而减小动水压力。 浇注地下连续墙可起到同样的效果。
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（二）机械配套计算： 1、挖土机配套计算：
Q 1 N P T C K
台
Q－土方量；P－挖土机生产率；T－工期；C－挖土机每天 工作班数；K－工作时间利用系数
kc 8 3600 p q kB t ks
25～40s， W1－100拉铲挖土机为45～60s。 q－挖土机斗容量，m3 Ks－土的最初可松性系数；
2、场地平整施工：( p.91、423）
施工准备：①场地清理；②修筑临时道路、水电线路； ③机具进场，临时停机棚与修理间搭设。 场地平整方法： （1）推土机施工。适用于运距在100m以内的平土或移挖作 填工程，以30－60m为佳。（下坡推土法、分批集中，一次 推送法、并列推土法、沟槽推土法、斜角推土法） （2）铲运机施工。（拖式和自行式两种）（下坡铲土、跨 铲法、助铲法）（环形线路和8字形线路） （3）挖土机施工。场地为І～Ш类土的丘陵地带，挖土高度 在3m以上、运距超过1km，工程量大集中时采用。
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二、基坑开挖： （p.95、427） （一）挖土机的类型和特点： 1、正铲挖土机：前进向上，强制切土。挖停机面以上的 Ⅰ～Ⅳ级土，深度大于2m。 2、反铲挖土机：后退向下，强制切土。挖停机面以下的 Ⅰ～ Ⅱ级土，深度不大于4m。 3、拉铲挖土机：后退向下，自重切土。挖停机面以下的 Ⅰ～ Ⅱ级土， 较深 4、抓铲挖土机：直上直下，自重切土。只能开挖Ⅰ～ Ⅱ 级土，宜窄而深。
Vs－土的固体颗粒体积
土的三相示意图 Vw－土中水所占的体积 Vv－土的孔隙体积
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第一节 土方工程的准备与辅助工作（p.90、 422）
1、土的性质 （1）土的含水量 土的含水量是指土中所含的水与土的固体颗粒间的重量比 式中：G1－含水状态时土的质量 G2－烘干后土的质量
土木工程施工与管理
天津大学建筑工程学院
韩明
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（一）土的组成
土的基本性质
土一般由土颗粒、水和空气组成，三者之间的比例关系反映出 物理状态的不同，如干燥、稍湿、密实、稍密、松散等。 质量 体积 m－土的总质量（m＝m’s＋m’w） m’s－土中固体颗粒的质量 m’W－土中水的质量 V－土的总体积 Va－土的空气体积
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当基坑或沟槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，一般可 采用单排井点，布置在地下水流的上游一侧，其两端的延伸 长度小于基坑（槽）宽度为宜。如基坑宽度小于6m或土质不 良，则宜采用双排井点。当基坑面积较大时，宜采用环形井 点，有时为了施工的需要，也可以留出一段（地下水流下游 方向）不封闭。井点管距离基坑壁一般不宜小于0.7～1.0m， 以防局部发生漏气。井点管间距应根据土质、降水深度、工 程性质等按计算或经验确定，一般采用0.8m或1.6m。靠近河 流处与总管四角部位，井点应适当加密。
K1最初可松性系数，计算挖方工程量的主要参数 K2最终可松性系数，计算填方工程量的主要参数 自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，称为土的最 初可松性，以后随经回填压实，仍不能恢复到原来的体积，称 为最终可松性。
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例题1、一基础工程土方开挖，开挖面积是12×18m2，深5m， 土属于中等密实黏土（三类土），查表可知，最初可松性系数 是1.24～1.30，最终可松性系数是1.04～1.07，如果可松性系数 均取最大值，则松散土的体积是（ B、1404m3 ）。 A、1339.2 m3 B、1404m3 C、1123.2 m3 D、1155.6 m3
m3/d
R 1.95S HK
S－水位降低值（m）
R－抽水影响半径（m） x0－环形井点的假想半径（m） F－环形井点所包围的面积（m2）
x0
F

m3/d
p.93、425
近似
(2 H 0 S ) S Q 1.366K lg R lg x0
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单根井点管最大出水量q：
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（3）动水压力(渗透力)和流沙
GD I W
I－水力坡度（
动水压力与水力坡度成正比，水位差 越大，GD大，渗流路线越长，GD小
GD－动水压力（渗透力），kN/m3； ）
γ w－水的容重 kN/m3
水位差 渗流路线长度
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动水压力GD的大小与水力坡度成正比，即水位差越大，亦越大， 而渗流路线越长，则越小。动水压力GD的作用方向与水流方 向相同。当水流在水位差作用下对土颗粒产生向上的压力时， 动水压力GD使土颗粒受到向上的压力，当动水压力等于或者 大于土的浸水重度γ’时，即GD ≥ γ’
3、短柱横隔式支撑：适用于开挖宽度大的基坑。 4、钢板桩支撑：适用于一般地下水位较高的黏性土或砂土。 5、大型钢构架支撑：适用于饱和软土层开挖较大、基坑较深， 钢板桩的刚度不够用时。 6、土层锚杆支护：适用于土层较硬或破碎岩石中开挖较大、 基坑较深，邻近有建筑物必须保证边坡稳定时。
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例题2、一施工工地，汽车运土过程中，为保证汽车正常行驶 ，场地运输路线上土的含水量应不超过（ A、20％ ）为宜。 A、20％ B、15％ C、10％ D、25％ 例题3、水在土中流动的速度与水力坡度（ A、成正比 ）。 A、成正比 B、成反比 C、没有关系 D、关系不大
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4、井点降水法－采用井点降水法可地下水渗流方向朝下， 向下的动水压力增大了土粒间的压力，从而有效地制止了流砂 现象。
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（4）土的可松性－土的松散程度
V2 K1 V1
V2－土挖出后松散体积
V3 K2 V1
式中：V1－土在自然状态下的体积
V3－土回填压实后体积
井点系统涌水量计算是按水井理论进行的，当滤管底达到不 透水层顶面时，称为完整井，否则，称为不完整井。根据地 下水有无压力，又分为无压井和承压井。
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无压完整井群涌水量计算：
式中：Q－群井涌水量 H－含水层厚度（m） K－渗透系数（m/d）
(2 H S ) S Q 1.366K lg R lg x0
（m3/台班）
t－挖土机每次作业循环延续时间，如W1－100正铲挖土机为 Kc－土的充盈系数可取0.8～1.1
kB－工作时间利用系数，一般为0.7～0.9
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2、自卸车配套计算：
Ts－自卸车每一个循 环延续的时间； t1－装车时间 t2－卸车时间 t3－操纵时间 （三）基坑边坡稳定
式中：d－滤管直径（m）
q 65dl K
3
(m3/d)
l－滤管长度（m）
K－渗透系数（m/d）
Q n 1.1 q
L D n
（根）
n－井点管的最少根数
L－总管长度
D－井点间距
其他井点降水（p.94、426）功能、降水深度等
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（p.94） 喷射井点降水深度可达20m。 管井井点每隔20～50m设置一个管井，每个管井单独用一台水 泵不断抽水来降低地下水位。井内水位降低可达6～10m，两 井中间水位则为3～5m。 深井井点当降水超过15m时，可在管井井点中采用深井泵。深 井井点一般可降低水位20～40m。 电渗井点适用于土的含水量大，压缩性高，稳定性差，渗透 系数小于10－6 cm/s的土层。
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3、土方开挖 一、降低地下水位（集水坑降水法和井点降水法） A、集水坑每隔20～40m设一个，深度0.6～0.8m，一般低于挖 土面0.7～1m.（水泵：离心泵、潜水泵和软轴水泵） B、井点降水（各种井点适用范围见表p.92、423） 井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周设一定数量的 滤水管（井），利用抽水设备从中抽水。这样，可使开挖的土 始终保持干燥状态，从根本上防止流砂发生，避免了地基隆起， 改善了工作条件；同时，土内水份排除后，边坡可以陡一些， 以减少挖土量。此外，还可以加速地基土的固结，保证地基的 承载力，以利于提高工程质量。
式中：H1－总管平台面至坑底面的距离， m ；
h－基坑底面至降低后的地下水位线的距离；
一般取0.5～1.0m；
i
－为水力坡度。环形井点1/10，单排线状井点1/4
i
L－井点管至基坑中心的水平距离， m 因为轻型井点降水深度适用与6m，如果HA大于6m时，应降低 总管，另外要考虑井点管升出地面20～30cm，滤管必须埋在含 水层里。（p.93、425） 当一级井点达不到降水深度时，可先用其他方法降水，然后将 总管安装在原有地下水位线以下，可增加降水深度；或用二级 井点。
TS NQ t1
2l TS t1 t2 t3 vc
基坑边坡稳定主要靠土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡。 1、防止边坡塌方措施 （1）放足边坡；（2）设置支撑；
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1、放足边坡。
当无地下水时，在天然湿度的土中开挖基坑，可作直立壁而不 放坡，但开挖深度不得超过下列数值：