土方资料PPT课件

1、 1、土的工程分类：“难易程度”八类 2、土的工程性质： *a 可松性 最初可松系数最初可松系数： 最后可松系数：最后可松系数： V1土在天然状态下的体积； V2土经开挖后的松散体积； V3土经回填压实后的体积；12VVKS13VVKS第1页/共127页 * *b b 含水量：含水量： G G1 1 含水状态下土的重量；含水状态下土的重量；G G2 2 烘干后土的重量；烘干后土的重量； * *c c 土的渗透性：土的渗透性： v-v-水在土中的渗透速度；水在土中的渗透速度； k-k-土的渗透系数；土的渗透系数； i-i-水力坡度，是两点水位差水力坡度，是两点水位差h h与渗透路与渗透路L L径

2、径 之比；之比； 00221100GGGWkiv 第2页/共127页 * *d d 土的干密度：土的干密度： 实际干密度用实际干密度用“环刀法环刀法测定测定 工程上用土的干密度来反映相对紧密程度。工程上用土的干密度来反映相对紧密程度。 maxdcd第3页/共127页问问 * * 土的特性对施工有何影响？土的特性对施工有何影响？ * * 分类级别越小的土则可松性就越小？分类级别越小的土则可松性就越小？ * * 可松性越小的土就越好挖？可松性越小的土就越好挖？ 第4页/共127页1.21.2场地设计标高的确定与调整场地设计标高的确定与调整 1 1、应考虑的主要因素：、应考虑的主要因素：（1 1）满

3、足生产工艺和运输的要求；（2 2）尽量利用地形，以减少挖填方数量；（3 3）尽量使场地内的挖方量与填方量达到平衡，以降低土方运输费用；（4 4）需有一定的泄水（2 2），使能满足排水要求；（5 5）考虑最高洪水位的要求。 第5页/共127页理想的设计标高，应该使场地的土方在平整前后理想的设计标高，应该使场地的土方在平整前后相等而达到相等而达到挖方和填方的平衡挖方和填方的平衡 第6页/共127页 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： (1)小型场地挖填平衡法； (2)大型场地最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小） 最佳平面设计法原理见教材第7页/共127页2、初步标高（

4、按挖填平衡） 方法： 将场地划分为每格边长1040m的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法） 。aaaaaaH11H12H21H22第8页/共127页 则场地初步标高： H0=（H11+H12+H21+H22）/4n H11、 H12、 H21、 H22 一个方格各角点的自然地面标高； n 方格个数。或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n H1一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。第9页/共127页 3 3 调整调整考虑泄水坡度的影响考虑泄水坡度的影响注意：公式中的注意：公式中的 “ ” 有时还会考虑土的可松性影

5、响；借土或弃有时还会考虑土的可松性影响；借土或弃土的影响。土的影响。yyxxnililHH0 第10页/共127页 1.3 1.3 土方量计算与调配土方量计算与调配一.基坑、基槽、路堤土方量计算： 按拟柱体法 V=(F下+4F中+F上)H/6F下、F中、F上、H对基坑、基槽、路堤含义不同F下F上上F中中H第11页/共127页 1.3 1.3 土方量计算土方量计算二二. .场地平整场地平整土方量计算土方量计算 1.1.计算各角点的施工高度计算各角点的施工高度 hn= HnHn 即：hn=该角点的设计标高自然地面标高（m） 施工高度：施工高度：“+ +”填；填；“- -”挖挖 2. 2. 确定确定

6、“零线零线”“零点零点”不挖不填的点不挖不填的点 问：是否肯定在方格的边缘上确定？问：是否肯定在方格的边缘上确定？“零线零线”“零点零点”所连成的线所连成的线第12页/共127页211hhahxxh2h1 问：问：* * “零线零线”是否是挖填区的分界线？是否是挖填区的分界线？ * * “零线零线”是否是一条连续的线？是否是一条连续的线？ * * “零线零线”是否会形成一条封闭的线？是否会形成一条封闭的线？ * * 在一个场地上是否会有多条在一个场地上是否会有多条“零零线线” ？ AOaBCD第13页/共127页3.3.计算方格网内的土方量（方格网法）计算方格网内的土方量（方格网法） * *四

7、角棱柱体法四角棱柱体法(1)(1)全挖全填全挖全填 注意：注意： * * 当方格网边长当方格网边长a=20ma=20m时，公式中的施工高度（时，公式中的施工高度（h hi i）的单位可）的单位可cmcm代入，最后计代入，最后计算结果为算结果为m m3 3。 * * 应先判别挖土或填土，计算时应先判别挖土或填土，计算时h hi i不分正负号。不分正负号。)443212hhhhaV（第14页/共127页(2)(2)两个角点为挖，另两个角点为填： A.A. B. B.(3)(3)一个角点为挖，另三个角点为填 A AB B)(43222412122 . 1hhhhhhaV)(44124322324 .

8、 3hhhhhhaV)(643413424hhhhhaV4432123 . 2 . 1)22(6VhhhhaV第15页/共127页简化公式：简化公式：V挖（填） = a2 h挖（填） 2 / 4 h h挖（填） 方格角点挖或填施工高度绝对值之和；h 方格四个角点施工高度绝对值总和。* *三角棱柱体法（略）三角棱柱体法（略）教材公式教材公式第16页/共127页* 4.场地平整土方量计算实例场地平整土方量计算实例： 某建筑场地地形图和方格网（某建筑场地地形图和方格网（a a20m20m）如下图示）如下图示，场地设计排水坡度，场地设计排水坡度 为：为： ， 不考虑不考虑其它因素，试计算填、挖土方量。

9、其它因素，试计算填、挖土方量。 0003xi0002yi12345 678910111213141543.043.544.044.545.042.5第17页/共127页解：解：1.1.计算各方格角点的计算各方格角点的地面标高地面标高： 根据地形图上的根据地形图上的等高线等高线 ，假定两等高线之间的，假定两等高线之间的地面坡度按直线变化，可用插入法求得。地面坡度按直线变化，可用插入法求得。 以角点以角点4 4为例：为例： h hx:0.5=x:Lx:0.5=x:L h hx=0.5x/Lx=0.5x/L h h4=44.0+ 4=44.0+ h hx x x x- - 从图上量出；从图上量出；

10、L- (L- (设计确定）设计确定）H444.00.5基面hxxLBA4第18页/共127页2 2 计算场地（初步）设计标高计算场地（初步）设计标高 3 3 根据泄水坡度调整方格角点的设计标高：根据泄水坡度调整方格角点的设计标高： * * 方格图上的数据表达方式：方格图上的数据表达方式：4321043241HHHHNHyyxxnililHH0 0.3743.6543.35施工高度角点编号设计标高地面标高第19页/共127页4 4 计算角点的施工高度：计算角点的施工高度：h h如：如：h h1 1=43.63-43.24= +0.39=43.63-43.24= +0.395 5 确定零线确定零线

11、6 6 计算土方量计算土方量 nnnHHh自然标高设计标高第20页/共127页三三. . 土方调配土方调配见见P16P16 土方调配的原则：土方调配的原则： 力求使场地内挖填平衡、运距最短、力求使场地内挖填平衡、运距最短、费用最省费用最省；考虑土方的利用，减少土方的；考虑土方的利用，减少土方的重复挖填和运输；便于近期和后期施工及重复挖填和运输；便于近期和后期施工及改造农田、支援农业。改造农田、支援农业。 第21页/共127页土方调配的方法（步骤）土方调配的方法（步骤） * * 划分调配区划分调配区 * * 计算调配区的土方量计算调配区的土方量 * * 计算每对调配区的平均运距计算每对调配区的平

12、均运距 * * 最优调配方案的确定最优调配方案的确定 未知数：未知数： m mn n ( (挖填区数挖填区数填填土区数土区数) ) 方程数方程数: m+n : m+n ( (挖填区数挖填区数+ + 填填土区数土区数) ) 从从无数解中求“最优解”线性规划问题 第22页/共127页1.1.划分调配区 在场地平面图上先划出挖、填区的分界线（即前述的零线），根据地形及地理等条件，可在挖方区和填方区适当地分别划分出若干调配区（其大小应满足土方机械的操作要求），并计算出各调配区的土方量 第23页/共127页2.2.求每对调配区之间的平均运距 平均运距是挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。因此，求平均运

13、距，需先求每个调配区的重心。其方法如下： 取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即： WwWVxVwXWwwVyVwY第24页/共127页 重心求出后，标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距。 公式法： 220TwwTYYXXL第25页/共127页第26页/共127页3.最优调配方案的确定最优调配方案的确定 用“表上作业法”求解土方调配方案 P18 我们的目的是求土方总运输量最小，根据挖填平衡的原则，该问题可列出如下数学模型。 数学模型 目标方程 ： 为最小值。 minjijijxcZ11第27页/共127页挖方区挖方区填填 方方 区区T1T2

14、T3挖方量挖方量（m3）W1x11c11x1nc1na1W2x21x2na2Wixi1Wmxm1cm1xmncmnam填方量填方量（m3）b1bnnjjmiiba11第28页/共127页injijax 1mi，21mijijbx1nj，210ijx第29页/共127页第30页/共127页运距表1挖方区挖方区填填 方方 区区T1T2T3挖方量（挖方量（m3）2704090500W36011070500W4 80100（40400400）填方量填方量（m3）800600500 19001900第31页/共127页挖方区挖方区填填 方方 区区T1T2T3挖方量挖方量（m3）

15、270（4090500500）W36011070500W4 80100（40400400）填方量填方量（m3）800600500 19001900表2第32页/共127页表3挖方区挖方区填填 方方 区区T1T2T3挖方量挖方量（m3）W1（5070100500500）W270（4090500500）W3（60（110（70500300）100）100）W4 80100（40400400）填方量填方量（m3）800600500 19001900第33页/共127页第34页/共127页第35页/共127页第36页/共127页b.作检验表检验数检验数T1T2T3W150-5

16、0=070-100=-30100-60=40W270-(-10)=8040-40=090-0=90W360-60=0110-110=070-70=0W480-30=50100-80=2040-40=0检验表的作法也很简单，就是用运距值减位势表上对应的值。得出如下表（实际操作中，可直接填写得数）。第37页/共127页第38页/共127页挖方区挖方区填填 方方 区区T1T2T3挖方量（挖方量（m3）W1 10500500 x12W2500500W3 2 3500300100100W4 400400填方量填方量（m3）800600500 19001900第39页/共127页挖方区挖方区填填 方方 区

17、区T1T2T3挖方量挖方量（m3）W1（5070100500400）100W270（4090500500）W3 （60110 70500400）（0）（100）W4 80100 40400（400）填方量填方量（m3）800600500 1900 1900新调配方案新调配方案第40页/共127页新方案位势表位势表位势表B1B2B3A1507060A2204030A3608070A4305040第41页/共127页第42页/共127页500500800600500500400A1A2A3A4B1B3B2第43页/共127页1.41.4土方工程施工准备与辅助工作土方工程施工准备与辅助工作一、场地平

18、整施工准备工作：一、场地平整施工准备工作：（1 1）场地清理：拆除施工区域内地上及地下的各类）场地清理：拆除施工区域内地上及地下的各类障碍物；如，房屋、树木、上下水道等。障碍物；如，房屋、树木、上下水道等。（2 2）地面水排除：排水沟、截水沟、挡水坝等）地面水排除：排水沟、截水沟、挡水坝等（3 3）修建临时道路、供水、供电及临建）修建临时道路、供水、供电及临建（4 4）做好材料、机具、土方机械的进场工作）做好材料、机具、土方机械的进场工作（5 5）做好土方工程测量、放线工作）做好土方工程测量、放线工作（6 6）根据施工设计，做好辅助工作如边坡支护、降）根据施工设计，做好辅助工作如边坡支护、降水

19、水第44页/共127页二二 土方边坡与稳定土方边坡与稳定 土体塌方土体塌方剪应力剪应力 抗剪能力抗剪能力 主要原因主要原因开挖过深、土质较差、放坡太小，开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合原因。水的侵入以及支护较弱等综合原因。 措施措施放坡及支撑等。放坡及支撑等。 1. 1. 土方边坡土方边坡 即即放坡宽度：放坡宽度：b=b=坡度系数坡度系数m m开挖深度开挖深度h h 确定坡度的大小应考虑：确定坡度的大小应考虑：土质情况（包括地下土质情况（包括地下水）、开挖深度、使用情况（堆载）、使用时间水）、开挖深度、使用情况（堆载）、使用时间等。等。 bh坡度hmhbmb ,坡度系数

20、：第45页/共127页2.2.边坡稳定边坡稳定 （1 1） 剪应力的增加剪应力的增加外力外力 其原因：其原因： 边缘堆土或机械；边缘堆土或机械； 水侵入边坡，使土的含水量增加；水侵入边坡，使土的含水量增加； 地下水产生的动水压力；地下水产生的动水压力； 土体内水的静压力等。土体内水的静压力等。 （2 2）抗剪强度降低）抗剪强度降低外因转换为内因外因转换为内因 其原因：由于受风化作用使土质变松；其原因：由于受风化作用使土质变松； 土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用； 饱和细砂，粉砂受振动而液化；饱和细砂，粉砂受振动而液化；第46页/共127页 三 土壁支护 P25 施

21、工时只要条件允许（地质和场地条件），采用放坡是较经济的方案。 基坑（槽）支护结构形式根据受力状态：横撑式支撑、重力式支护结构、板桩式支护结构（悬臂式、支撑式）第47页/共127页第48页/共127页第49页/共127页 采用土壁支护应根据：采用土壁支护应根据： 工程特点；工程特点； 开挖深度；开挖深度； 地质条件；地质条件； 地下水位；地下水位； 临近建筑物的情况：临近建筑物的情况： 施工方法等。施工方法等。 要求：牢固可靠；经济合理；确保安全等。要求：牢固可靠；经济合理；确保安全等。常用方法：常用方法： 钢（木）支撑；钢（木）支撑； 板桩；板桩； 灌注桩；灌注桩； 深层搅拌桩；深层搅拌桩；

22、地下连续墙等地下连续墙等 1.1.板桩支护板桩支护 作用作用既可挡土，又可挡水既可挡土，又可挡水 常用：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等常用：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等 第50页/共127页 连续板桩既能挡土又能止水，连续板桩既能挡土又能止水，当开挖的基坑较深，地下水当开挖的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，位较高且有可能发生流砂时，如果未采用井点降水方法，如果未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构则宜采用连续板桩支护结构第51页/共127页工字钢工字钢(H(H型钢型钢) )衬板支护结构衬板支护结构 适用于粘性土、砂土等土质较好且适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的

23、基坑，水位高时要地下水位较低的基坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。石地基中较难施工。挖深25m25m第52页/共127页 钢板桩支护结构钢板桩支护结构 由带锁口或钳口的热轧型钢制成，由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用于较弱地既能挡土又能挡水。适用于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的基土及地下水位较高，水量较多的深基坑工程，在砂砾及密实砂土中深基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。施工困难。 挖深15m第53页/共127页钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩 传统支护结构，企口传统支护结构，企口榫接有较好防水作用。榫接有较好防

24、水作用。厚可达厚可达500mm500mm，总费，总费用低。已向薄壁工字形用低。已向薄壁工字形方 向 发 展 大 截 面 如方 向 发 展 大 截 面 如500500500mm500mm以上，壁厚以上，壁厚100100120mm120mm，腹板预制，腹板预制后在现场浇成整体。在后在现场浇成整体。在两工字形板桩间钻孔注两工字形板桩间钻孔注浆堵漏。浆堵漏。 挖深10m 适用软土、一般粘性土第54页/共127页2.2.灌注桩支护结构灌注桩支护结构 应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成桩墙式支护结构，以抵抗不同条件方式形成桩墙式支护结构，以抵抗不同条件下侧

25、向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢下侧向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁筋混凝土压顶地圈梁( (帽梁帽梁) )，使支护桩共同，使支护桩共同工作，提高整体性。工作，提高整体性。第55页/共127页稀疏排桩稀疏排桩 应采取可靠降水措施以防应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。止管涌和流砂现象发生。 稀疏排桩加水泥砂浆抹面 稀疏排桩间距S较大时用。桩净距一般1.0m以内，以0.60.8m为宜。基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工。第56页/共127页悬臂式排桩支护应用悬臂式排桩支护应用 南京火车站综合楼地下室两层，采用稀疏排桩方案 挖深9m 第57页/共127页连续排桩连续

26、排桩 灌注桩连续排列。排列方式有多灌注桩连续排列。排列方式有多种，图中黑色桩为素混凝土桩，或砂桩注入种，图中黑色桩为素混凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。砂浆、化学浆液等形成无筋桩。第58页/共127页双排式双排式( (或框架式或框架式) )灌注桩支护灌注桩支护 灌注桩双排布置，灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构。用盖板连接形成门式刚架结构。第59页/共127页连拱式支护结构新型的大直径连拱式支护结构新型的大直径与小直径桩的组合结构，拱的矢高与小直径桩的组合结构，拱的矢高f=(1/4f=(1/41/2)L1/2)L。桩顶用钢筋混凝。桩顶用钢筋混凝土圈梁土圈梁( (即盖板即盖

27、板) )相连接，基坑较深相连接，基坑较深时可加时可加1 12 2道横肋梁以增强拱截面道横肋梁以增强拱截面的整体性，可省去内支撑或土层锚的整体性，可省去内支撑或土层锚杆。杆。第60页/共127页 挡土与阻水组合排桩支护结挡土与阻水组合排桩支护结构构第61页/共127页3. 3. 重力式水泥土挡墙重力式水泥土挡墙 可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，既可挡土又可止水，其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用于软土地区（淤泥质土，地基承载力120kPa粘性土）的深基坑工程，挖深8m。第62页/共127页水泥土搅拌桩支护应用水泥土搅拌桩支护应用 上海新世纪商厦8m深基坑采用水泥土搅拌桩支护技术 桩长1

28、9m，坝宽8.7m，插10m毛竹第63页/共127页水泥土搅拌桩支护应用水泥土搅拌桩支护应用 南京市级机关33层住宅楼，地下室一层，挖深6m，采用水泥土搅拌桩支护技术第64页/共127页格 栅 式 水 泥 土 挡 墙 构 造 要 求格 栅 式 水 泥 土 挡 墙 构 造 要 求 ：墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于纵向长度的应小于纵向长度的1/41/4；挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙( (实体式实体式) )。纵向墙体与拉结格构墙搭接均 应 不 小 于纵向墙体与拉结格构墙搭接均 应 不 小 于150mm150mm，作为止水

29、结构的纵向搭接应不小于，作为止水结构的纵向搭接应不小于200mm200mm。挡墙宽度一般取开挖深度的挡墙宽度一般取开挖深度的0.8倍，倍，墙体在基坑底面下的嵌固深度取开挖深度的墙体在基坑底面下的嵌固深度取开挖深度的0.80.81 1倍。倍。第65页/共127页 根据基坑条件可做成变阶宽度和深度，也可成拱。为加强整体性，挡墙可插入毛竹(大头直径不小于100mm，长度4m左右)，墙顶应设置钢筋混凝土压顶(地圈梁)，厚度取200mm，配12200双层双向。在可能的情况下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路面或地面连成一体。第66页/共127页4.支护结构的特点钢木混合式板桩钢木混合式板桩

30、 适用适用埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅；埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅； 注意注意-软土地基要慎用。软土地基要慎用。 传力机理传力机理土的侧压力土的侧压力衬板衬板工字钢桩工字钢桩导梁（或顶撑或拉锚）。导梁（或顶撑或拉锚）。第67页/共127页钢板桩支护钢板桩支护 a a 适用适用埋深较深，地下水位较高的软弱地基；埋深较深，地下水位较高的软弱地基； b b 特点特点打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等；打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等； c c 分类分类无锚板桩，即悬臂式板桩，悬臂长度一般不超过无锚板桩，即悬臂式板桩，悬臂长度一般不超过5 5米；米；

31、第68页/共127页钢木混合式板桩钢木混合式板桩 第69页/共127页有锚板桩有锚板桩-板桩上部用拉锚或顶撑加以固定。板桩上部用拉锚或顶撑加以固定。 又分为单锚和多锚，常用单锚板桩又分为单锚和多锚，常用单锚板桩 d d 单锚板桩的破坏形式单锚板桩的破坏形式三类三类 板桩的入土深度不够板桩的入土深度不够板桩本身的强度、板桩本身的强度、刚度不够刚度不够第70页/共127页. .灌注桩支护灌注桩支护 特点特点: :布置灵活布置灵活, ,施工简便施工简便, ,成桩快成桩快, ,价格低；价格低； 形式形式: :连续排桩连续排桩, ,双排式灌注桩双排式灌注桩. .深层搅拌桩深层搅拌桩 用于加固软弱地基的一

32、种新方法。用于加固软弱地基的一种新方法。拉锚承载力拉锚承载力或长度不够或长度不够第71页/共127页 基坑支护基坑支护-1 第72页/共127页基坑支护基坑支护 -2 第73页/共127页第74页/共127页第75页/共127页第76页/共127页第77页/共127页第78页/共127页第79页/共127页南京电网调度中心土层锚杆支护第80页/共127页四四 土方工程排水和降低地下水位土方工程排水和降低地下水位 P37P37内容内容：排除地面水和降低、排除地下水：排除地面水和降低、排除地下水* *排除地面水排除地面水 一般采用一般采用“围围”，“堵堵”，“引引”的办法；的办法；常用挖掘排水沟，

33、截水沟和修筑土堤相结合的方常用挖掘排水沟，截水沟和修筑土堤相结合的方法法* *集水坑降水法（即明排水法）集水坑降水法（即明排水法） 方法和设备都比较简单方法和设备都比较简单P37P37第81页/共127页28第82页/共127页28第83页/共127页* *降低地下水位降低地下水位A A 轻型井点轻型井点渗透系数渗透系数10m/d,10m/d,降水深度降水深度6m(6m(单层）、单层）、12m (12m (双层）；双层）；B B 深井井点深井井点渗透系数渗透系数250m/d,250m/d,降水深度降水深度15m15m； 第84页/共127页 C C 管井井点管井井点渗透系数渗透系数200m/d

34、,200m/d,降水深度降水深度5-10m5-10m； D D 喷射井点喷射井点渗透系数渗透系数2m/d, 2m/d, 降水深度降水深度20m20m； E E 电渗井点电渗井点渗透系数渗透系数0.1m/d, 0.1m/d, 降水深度与设备有关；降水深度与设备有关； （以下主要介绍（以下主要介绍“轻型井点轻型井点”降低地下水）降低地下水）第85页/共127页 井点降水的作用 1）防止地下水涌入坑内（图a）； 2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b）； 3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌（图c）； 4）降水后，使板桩减少了横向荷载（图d）； 5）消除了地下水的

35、渗流，也就防止了流砂现象（图e）； 6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。第86页/共127页（一）（一） 流沙及其防治流沙及其防治见见P38P38 流砂流砂是指当土质为细砂或粉砂，又采用明排水水时，基坑一旦开挖到地是指当土质为细砂或粉砂，又采用明排水水时，基坑一旦开挖到地下水位以下（约下水位以下（约0.50.5米），基底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起米），基底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流砂。涌入坑内，就形成流砂。 后果：后果：施工条件恶化施工条件恶化 地基完全丧失承载能力地基完全丧失承载能力 附近建筑物沉降，倾斜。附近建筑物沉降，倾斜。

36、第87页/共127页 1. 1.流砂的形成流砂的形成 * * 外因外因 -动水压力动水压力 * * 内因内因土质问题土质问题 土细且均匀土细且均匀 粘性差（粉沙粘性差（粉沙75% 75% ） 土松（空隙比土松（空隙比0.75 0.75 ） 水多（含水量大水多（含水量大30% 30% ）。）。lhhG210土的浸水重度土的浸水重度动水压力动水压力第88页/共127页 2.2.流沙的防治流沙的防治 * * 减小水位差减小水位差-人工降低地下水位等人工降低地下水位等； * * 增大渗透线路愈长增大渗透线路愈长-打板桩等打板桩等 * * 增大土的浸水重度增大土的浸水重度-是处理方法，即抛大石块是处理方

37、法，即抛大石块 * * 水下挖土法水下挖土法-沉井挖土下沉过程常用沉井挖土下沉过程常用 * * 地下连续墙地下连续墙- 冻结法等冻结法等第89页/共127页（二）（二）轻型井点轻型井点降水降水 1. 1.降水设备降水设备 管路系统：管路系统： * * 滤管滤管38385050， L=120mmL=120mm钢管，上开直径为钢管，上开直径为12121919的透水孔。的透水孔。 * * 井点管井点管直径为直径为383850 50 ，L=5L=57m 7m 的无缝钢的无缝钢管，一般长度为管，一般长度为6m6m . . * * 总管总管直径为直径为100100127 127 ，L=4m L=4m 的无

38、缝钢管，的无缝钢管，每隔每隔0.80.8或或1.2m1.2m有一个连接孔。有一个连接孔。 第90页/共127页* 降水方法与降水深度 （1）一般轻型井点（一级） 36m （2）射流泵轻型井点 8m （3）喷射井点820m （4）深井泵 15m （5）管井井点（潜水泵）浅的36m，深的可达20m。上海常用：轻型、喷射平顶山常用：轻型第91页/共127页 * * 弯连管弯连管一般用钢管，塑料管，常用塑料管。一般用钢管，塑料管，常用塑料管。第92页/共127页 城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。第93页/共127页 抽水系统抽水系统 抽水原理抽水

39、原理地下水（气）在真空度的作用下，进入水气分离器，然后地下水（气）在真空度的作用下，进入水气分离器，然后水由抽水机抽出，气由真空泵抽出，不断循环，从而降低地下水位。水由抽水机抽出，气由真空泵抽出，不断循环，从而降低地下水位。 设备设备真空泵、抽水机、水气分离器的等真空泵、抽水机、水气分离器的等 第94页/共127页 轻型井点降水原理 第95页/共127页2. 2. 井点布置井点布置 平面布置平面布置 单排、双排、环形单排、双排、环形 高程布置高程布置 即竖向布置即竖向布置 L L双向时取小值双向时取小值HHhi L 1第96页/共127页第97页/共127页注意：注意：L L井点管至基坑中心的

40、最短距离；井点管至基坑中心的最短距离； 构造要求：构造要求：0.7m0.7m、0.2m0.2m、0.5m0.5m、滤管必须在、滤管必须在透水层；透水层；3.3. 轻型井点计算轻型井点计算 P43P43 计算内容：计算内容：Q Q、n n、D D等等 井的形式井的形式 无压无压完整井、不完整井完整井、不完整井 有压有压完整井、不完整井完整井、不完整井 涌水量的计算涌水量的计算以无压完整井未例以无压完整井未例 （1 1）单井涌水量的计算）单井涌水量的计算 达西直线渗透定律 第98页/共127页第99页/共127页 涌水量= =渗透系数过水断面积水力坡度即：Q=KAIQ=KAI其中：A A计算处的圆

41、柱标面积； I I计算处的水力坡度， X X从rRrR，Y Y从hHhH变化，通过积分得： 式中：式中：H H含水层厚度（含水层厚度（m m）；）； h h井内水深（井内水深（m m）；）； R R抽水影响半径（抽水影响半径（m m）；）； r r 水井半径（水井半径（m m）；）； （2 2） 群井涌水量的计算式群井涌水量的计算式)/(ln364. 1322dmrRhHQ第100页/共127页群井群井x x0 0R RRx0单井单井R RAX 0第101页/共127页00ln)ln()2364. 1xxRSSHKQ（0 0（3 3）无压非完整井群井涌水量的计算式）无压非完整井群井涌水量的计算

42、式 利用完整井的公式利用完整井的公式非完整井的公式非完整井的公式00ln)ln()2364. 1xxRSSHKQ（HKSR95. 1第102页/共127页 式中：H H0 0有效影响深度，与滤管长度和井点管水位降低值有关, ,查表1-131-13。 注意： 3 3）井点管数量和间距的确定井点管数量和间距的确定 HH0nQq 11 .DLn00ln)ln()2364. 1xxRSSHKQ（第103页/共127页 轻型井点降水现场轻型井点降水现场 第104页/共127页 真空泵真空泵 第105页/共127页轻型井点降水轻型井点降水轻型井点降水布置第106页/共127页1.5 1.5 土方机械化施工土方机械化施工P47P47 1.1. 主要土方