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1、1 1为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益项目1 土 方 工 程1.1 土的工程分类及其工程性质土的工程分类及其工程性质1.2 土方工程量计算土方工程量计算1.3 基坑施工基坑施工1.4 土方机械化施工土方机械化施工1.5 土方填筑与压实土方填筑与压实1.6 土方工程模拟实训土方工程模拟实训2 2为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益【教学目标】了解土方工程施工特点；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计；掌握基坑开挖施工中降低地下
2、水位的方法和基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理；熟悉常用土方机械的性能和使用范围；掌握填土压实的要求和方法。3 3为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益土方工程是建筑工程施工的主要工程之一，在大型建筑工程中，土方工程的工程量和工期往往对整个工程有较大的影响。土方工程主要包括土方的开挖、运输、填筑和压实等过程以及排水、降水和土壁支撑等准备和辅助过程。在建筑工程中，最常见的土方工程施工有场地平整、地下室和基坑(槽)及管沟开挖与回填、地坪填土与碾压、路基填筑等。4 4为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市
3、场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.1 土方工程施工特点土方工程施工往往具有施工面广、工程量大、劳动繁重、施工条件复杂等特点。土方工程施工工期长，又多是露天作业，在施工中直接受到地区交通、气候、水文、地质和邻近建(构)筑物等条件的影响，且土、石又是一种天然物质，成分较为复杂，难以确定的因素很多，有时施工条件较为复杂。1.1 土的工程分类及其工程性质土的工程分类及其工程性质5 5为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.2 土的工程分类土的种类繁多，其分类方法也很多。在建筑施工
4、中，按照开挖的难易程度，土可分为八类，其中一至四类为土，五至八类为岩石，见表1-1。6 6为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益表1-1 土的工程分类7 7为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益续表8 8为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益不同的土，其物理、力学性质也不同，只有充分掌握各类土的特性及其对施工的影响，才能选择正确的施工方法。9 9为了规范事业单位聘
5、用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.3 土的工程性质土有各种工程性质，其中影响土方工程施工的有：土的密度、可松性、含水量和渗透性。1土的密度土的密度分天然密度和干密度。土的天然密度指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡稳定性。土的天然密度按下式计算：10 10为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益式中：土的天然密度；m土的总质量；V土的体积。土的干密度是指单位体积土中固体颗粒的含量，它是检验填土压实质量的控制指标。土的干密度
6、按下式计算：式中：d土的干密度；ms土中固体颗粒的质量；V土的体积。11 11为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2土的可松性自然状态下的土(原土)经开挖后，其体积因松散而增加，虽经回填夯实，仍不能恢复到原状土的体积，这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示如下：式中：Ks最初可松性系数；最终可松性系数；12 12为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益V1自然状态下土的体积；V2土经开挖后的松散体积；V3土经回填压实后的体积
7、。可松性系数对土方的调配，计算土方运输量、填方量及运输工具都有影响，尤其是大型挖方工程，必须考虑土的可松性系数。13 13为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3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之间的质量比，以百分数表示。它反映了土的干湿程度。土的含水量按下式计算：式中：m1含水状态时土的质量；m2烘干后土的质量；14 14为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益mw土中水的质量；ms固体颗粒的质量。土的含水量对土方边坡的稳
8、定性和填土压实质量均有影响。土方回填时则需要达到最优含水量方能夯压密实，获得最大干密度。15 15为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4土的渗透性土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。地下水在土中的渗流速度可按达西定律计算：V=Ki式中：V水在土中的渗流速度(m/d)；i水力坡度；K土的渗透系数(m/d)。渗透系数K反映了土的透水性强弱，它直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性，一般可通过室内渗透试验或现场抽水试验确定渗透系数。16 16为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经
9、济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.2.1 基坑、基槽土方量计算基坑土方量的计算可近似按拟柱体(由两个平行的平面做上下底的多面体)体积公式来计算(见图1-1)，即1.2 土方工程量计算土方工程量计算17 17为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-1 基坑土方量计算18 18为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益式中：H基坑深度(m)；F1基坑上底面积(m2)；F2基坑下底面积(m2)；F0基坑中截面面积(
10、m2)。基槽和路堤土方量可沿其长度方向分段后用同样的方法计算，然后将各段的土方量相加，即得总土方量(见图1-2)，即19 19为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益式中：V1第一段的土方量(m3)；L1第一段的长度(m)；Vn各段的土方量(m3)。2020为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-2 基槽土方量计算21 21为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
11、1.2.2 场地平整土方量计算场地平整就是将天然地面平整成施工所要求的设计平面。在目前总承包施工中，“三通一平”的工作往往由施工单位实施，因此场地平整也成为开工前的一项工作内容。场地平整前，要进行场区竖向规划设计，确定场地设计标高，计算挖方和填方的工程量，然后根据工程规模、施工期限和现有的条件选择土方机械，拟定施工方案。2222为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1场地设计标高的确定场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总体规划和竖向设计的依据。合理确定场地的设计标高，对减少土方量、节约土方运输费用、加
12、快施工进度等都有重要的经济意义。选择设计标高时应考虑以下因素：(1)满足生产工艺和运输的要求。(2)尽量利用地形，使场内挖填平衡，以减少土方运输费用。(3)有一定泄水坡度(2)，满足排水要求。(4)考虑最高洪水位的影响。2323为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1)初步确定场地设计标高首先，将场地的地形图根据要求的精度划分成边长为1040 m的方格网，在各方格左上角逐一标出其角点的编号，如图1-3所示。然后求出各方格角点的地面标高，标于各方格的左下角。地形平坦时，可根据地形图上相邻两等高线的标高用插入法求得；地形
13、起伏较大或无地形图时，可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。2424为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-3 场地设计标高计算示意图2525为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益按照场地内土方在平整前及平整后相等的原则，场地设计标高可按下式计算：(1-1)式中：H0场地初始设计标高；H1一个方格仅有的角点标高；H2两个方格共有的角点标高；H3三个方格共有的角点标高；H4四个方格共有的角点标高；n方格数。2626为了规范事业单位
14、聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2)场地设计标高的调整按公式(1-1)所计算的初始设计标高H0是一个理论值，实际上还需要考虑以下因素进行调整。(1)土的可松性影响。考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为式中，h为土的可松性引起设计标高的增加值。2727为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(2)借土或弃土的影响。设计标高以上的各种填方工程的用土量和设计标高以下的各种挖方工程的挖土量，以及经过经济比较而将部分挖方就近弃土于场外，或部分填方就近从场外取土
15、，都会导致设计标高的降低或提高，因此必要时也需重新调整设计标高。2828为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益场地内若有大型基坑开挖，则有多余土方，为了防止余土外运，需提高设计标高。在场地内修筑路堤等需要土方，此时若按H0施工，则会出现用土不足，为了保证有足够的土，需降低设计标高。(3)泄水坡度的影响。当按设计标高调整后的同一设计标高进行平整时，整个场地表面均处于同一水平面，实际上由于排水的需要，场地表面需要有一定的泄水坡度，因此，必须根据场地泄水坡度的要求，计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。2929为了
16、规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-4 单向泄水3030为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益平整场地的坡度一般需标明在图纸上，如设计无要求，一般取不小于2的坡度。根据设计图纸或现场情况，泄水坡度可分为单向泄水和双向泄水。场地向一个方向排水称为单向泄水，如图1-4所示。单向泄水时场地设计标高计算是将已调整的设计标高 作为场地中心线的标高参考，场地内任一点设计标高为31 31为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事
17、业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益式中：Hij场地内任一点的设计标高；L该点至场地中心线的距离；i场地泄水坡度。场地向两个方向排水叫双向泄水，如图1-5所示。双向泄水时设计标高计算是将已调整的设计标高 作为场地纵横方向的中心点，场地内任一点的设计标高为3232为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益式中：Lx该点距x轴的距离(m)；Ly该点距y轴的距离(m)；ix、iy场地在两个方向的泄水坡度。3333为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位
18、和职工的合法权益图1-5 双向泄水3434为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2场地平整土方量计算场地平整土方量的计算方法通常有方格网法和断面法两种。当场地地形较为平坦时宜采用方格网法；当场地地形起伏较大、断面不规则时，宜采用断面法。大面积场地平整的土方量通常采用方格网法计算，即根据每个方格角点的自然地面标高和设计标高，计算出相应的角点挖填高度，然后计算出每一个方格的土方量，并计算出场地边坡的土方量，这样即可求得整个场地的填、挖土方量。3535为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工
19、作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益方格边长一般取10 m、20 m、30 m、40 m等。计算场地平整土方量的具体步骤如下：1)计算场地各方格角点的施工高度各方格角点的施工高度(挖或填的高度)可按下式计算：hn=Hn-H式中：hn角点的施工高度，即填、挖高度，以“+”表示填，“-”表示挖；Hn角点的设计标高；H角点的自然地面标高。3636为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2)确定“零点”和“零线”当同一方格的四个角点的施工高度全为“+”或全为“-”时，说明该方格内的土方全部为填方或全部为挖方；当同一个方
20、格中一部分角点的施工高度为“+”而另一部分为“-”时，说明此方格中的土方一部分为填方，而另一部分为挖方，这时必定存在不挖不填的点，这样的点叫“零点”。把一个方格中的所有“零点”都连接起来形成的直线或曲线叫“零线”，即挖方与填方的分界线。3737为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-6 计算零点的位置示意图3838为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益计算“零点”的位置，根据方格角点的施工高度用几何法求出，如图1-6所示。式中：x1、x
21、2角点至零点的距离(m)；h1、h2相邻两角点的施工高度(均用绝对值)(m)；a方格网的边长(m)。3939为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3)计算场地方格挖、填土方量场地各方格土方量的计算一般有下述四种类型，可采用四角棱柱体的体积计算方法。(1)方格四个角点全部为填方(或挖方)时，如图1-7所示，其土方量为(2)方格的相邻两角点为挖方，另两角点为填方时，如图1-8所示，其挖方部分的土方量为4040为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权
22、益填方部分的土方量为(3)方格的三个角点为挖方，另一个角点为填方，或者相反时，如图1-9所示。其填方部分的土方量为41 41为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益挖方部分的土方量为(4)方格的一个角点为挖方，相对的角点为填方，另两个角点为零点时，如图1-10所示，其挖(填)方土方量为以上的计算公式是根据平均中断面的近似公式推导得到的，方格中地形不平时误差较大，但计算简单，目前人工计算土方量时多用此法。4242为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合
23、法权益为提高计算精度，也可将方格网按等高线走向划成三角棱柱体进行计算，此法计算工作量太大，一般适宜用电子计算机计算土方量。4343为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-7 全挖(全填)方格4444为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-8 两挖两填方格4545为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-9 三挖一填(或三填一挖)方格4646为了规范事业单
24、位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-10 一挖一填方格4747为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4)计算场地边坡土方量在场地平整施工中，沿着场地四周都需要做成边坡以保持土体稳定，同时保证施工和使用的安全。在对边坡土方量进行计算时，可先把挖方区和填方区的边坡画出来，如图1-11所示，然后将边坡划分为两种近似的几何形体，如三角棱柱体或三角棱锥体，分别计算其体积，求出边坡土方的挖、填土方量。4848为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市
25、场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-11 场地边坡土方量计算4949为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(1)棱锥体边坡体积。例如，图1-11中的，其体积为式中：l1边坡的长度；F1边坡的端面积。5050为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(2)三角棱柱体边坡体积。例如，图1-11中的，其体积为在两端横断面面积相差很大的情况下，则51 51为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的
26、事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.2.3 土方平衡与调配土方工程量计算完成以后就可进行土方调配。土方调配就是对挖方土需运至何处，填方所需的土应取自何方进行综合协调处理。其目的是在土方运输量最小或土方运输费用最小的条件下，确定挖填方区土方的调配方向、数量及平均运距，从而缩短工期，降低成本。土方调配工作的内容主要包括：划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距、选择最优的调配方案及绘制土方调配图表。5252为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1调配原则土方的调配原则包括：力求挖填平衡，运距最短，费
27、用最省；便于改土造田；考虑土方的利用，减少土方的重复挖、填和运输。2步骤与方法1)划分调配区进行土方调配时，首先要划分调配区。划分调配区应注意下列几点：5353为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(1)调配区的范围应该与工程建(构)筑物的平面位置相协调，并考虑它们的开工顺序、工程的分期施工顺序。(2)调配区的大小应该满足土方施工主导机械(铲运机、挖土机等)的技术要求。(3)调配区的范围应该和土方工程量计算用的方格网相协调，通常可由若干个方格组成一个调配区。(4)当土方运距较大或场地范围内土方不平衡时，可根据附近的地
28、形考虑就近取土或就近弃土，这时一个取土区或弃土区可作为一个独立的调配区。5454为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2)求出各挖、填方区间的平均运距挖、填方区间的平均运距即每对调配区土方重心间的距离，可近似以几何形心代替土方体积重心，先在图上将重心连起来，再用比例尺量出来。3)画出土方调配图画出土方调配图(如图1-12所示)，在图上标出各调配区的调配方向、数量及平均运距。5555为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-12 土方调配图
29、5656为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4)确定土方调配的初始方案用最小元素法求初始调配方案。最小元素法即对运距(或单价)最小的一对挖填分区，优先且最大限度地供应土方量，满足该分区后，以此类推，直至所有的挖方分区土方量全部分完为止。5757为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5)确定土方调配的最优方案利用“最小元素法”确定的初始方案有限，考虑就近调配时求得的总运输量是较小的，但这并不能保证其总运输量是最小的，因此，还需要确定最优调配
30、方案。一般采用的是“闭回路法”或“位势法”。5858为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益场地平整工作完成后便可进行基坑的开挖，基坑的开挖往往涉及一系列的问题，如边坡的稳定、基坑的支护、降低地下水位以及基坑开挖方案的确定等。1.3 基基 坑坑 施施 工工5959为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.3.1 基坑开挖前的施工准备1学习与审查图纸施工单位在接到施工图后，应先组织各专业主要人员对图纸进行学习及综合审查，核对平面尺寸和坑底标高，
31、并核对各专业图纸间有无矛盾和差错，熟悉地质、土层和水文勘察资料，了解基础形式、工程规模、结构的形式与特点、工程量和质量要求，弄清楚地下管线、构筑物与地基的关系，进行图纸会审，对发现的问题逐条予以解决。6060为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2编制施工方案研究制定施工现场基础开挖方案，绘制施工总平面图，确定开挖顺序、范围、基础底面标高、边坡坡度、排水沟和集水井位置以及土方堆场，提出施工机具、劳动力的配备计划，推广新技术计划。深基坑开挖还需提出支护和降水方案。61 61为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主
32、义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3场地平整及清理障碍物平整场地应按建筑总平面图中的标高进行。清理障碍物时一定要弄清楚情况并采取相应的措施，防止发生事故。4测量定位放线建筑物的定位是指将建筑物外墙轴线交点测设到地面上，并以此作为基础，测设好细部测设的依据。通常可以根据建筑红线、测量控制点、建筑方格网或已有的建筑物来定位。放线是指根据已定位的主轴线交点桩详细测出建筑物其他各轴线交点的位置，并用木桩标定出来，据此按基础宽度和放坡宽度用石灰撒出开挖边界线。6262为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和
33、职工的合法权益5修建临时设施与道路施工现场所需临时设施主要包括生产性临时设施和生活性临时设施。生产性临时设施有混凝土搅拌站、各种作业棚、建筑材料堆场及仓库。生活性临时设施主要有宿舍、食堂、办公室、厕所等。所有这些临时设施应尽可能利用永久性工程，按现场施工平面图搭设。开工前应修好施工现场内机械的运行道路，主要运输道路宜结合永久性道路的布置修筑，同时做好现场供水、供电、供气以及施工机具和材料进场。6363为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.3.2 降低地下水位在基坑开挖过程中，当基坑底面低于地下水位时，由于土壤的含
34、水层被切断，地下水将不断渗入基坑。这时如不采取有效措施排水，降低地下水位，不但会使施工条件恶化，而且基坑经水浸泡后会导致地基承载力的下降和边坡塌方。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施降低地下水位，使基坑在开挖过程中坑底始终保持干燥。6464为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益对于地面水(雨水、生活污水)，一般采取在基坑四周或流水的上游设排水沟、截水沟或挡水土堤等办法解决。对于地下水则常采用集水井明排降水和井点降水的方法，使地下水位降至所需开挖的深度以下。无论采用何种方法，降水工
35、作都应持续到基础工程施工完毕并回填土后才可停止。6565为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1集水井明排法集水井明排法是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟，再在坑底每隔一定距离(一般为2040m)设置一个集水坑，使地下水通过排水沟流入集水坑内，然后用水泵抽走，如图1-13所示。6666为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(a)平面图 (b)剖面图1排水明沟；2集水井；3水泵；4基础外边线；5原地下水位线；6降低后地
36、下水位线图1-13 明沟与集水井排水6767为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益集水井明排法是一种常用的最经济、最简单的方法，但仅适用于土质较好且地下水位不高的基坑开挖，当土为细砂或粉砂时，易发生流砂现象，此时可采用井点降水的方法。1)集水井与排水明沟的设置集水井与排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外，沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m；排水明沟沟底宽一般不宜小于0.3m，底面应比挖土面低0.30.4m，排水纵坡宜控制在12内；6868为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作
37、人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益集水井直径或宽度一般为0.60.8m，其底面应比排水沟底低约0.5m以上，并随基坑的挖深而加深。当基坑挖至设计标高后，集水井应进一步加深至低于基坑底12m，并铺填约0.3m厚的碎石滤水层，以免因抽水时间较长而携带大量泥砂，并防止集水井的土被扰动。6969为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2)水泵的选用集水井明排水用水泵从集水井中抽水，常用的水泵有潜水泵、离心水泵和泥浆泵。一般所选用水泵的抽水量为基坑涌水量的1.52倍。3)流砂的发生与防止当基坑挖至地下水位以下且采用集水井
38、排水时，如果坑底、坑壁的土粒形成流动状态随地下水的渗流不断涌入基坑，则称这种现象为流砂。发生流砂时，土完全丧失承载力，土边挖边冒，很难挖到设计深度，会给施工带来极大困难，严重时还会引起边坡塌方，甚至危及临近建筑物。7070为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益影响流砂现象的关键因素是动水压力的大小与方向，所以，防治流砂的主要途径是减小或平衡动水压力，或者改变动水压力的方向。其具体措施有：抢挖法、打钢板桩法、井点降低地下水位等方法，此外，还可选择在枯水期施工或在基坑四周修筑地下连续墙止水。71 71为了规范事业单位聘用
39、关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2井点降水法井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基础工程施工完毕，使所挖的土始终保持干燥状态。井点降水法改善了工作条件，防止了流砂的发生。同时，由于地下水位降落过程中动水压力向下作用与土体自重作用，使基底土层压密，提高了地基土的承载能力。7272为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益井点降水法按其系统的设置、吸水原理和方法的不同，可分
40、为轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点和管井井点，见表1-2。可根据基础规模、土的渗透性、降水深度、设备条件及经济性选用不同的井点降水方法，其中轻型井点属于基本类型，应用最广泛。7373为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益表1-2 井点降水类型及适用条件7474为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1)轻型井点轻型井点沿基坑四周每隔一定距离将若干直径较小的井点管埋入蓄水层内，井点管上端伸出地面，通过弯联管与总管相连并引向水泵房，利用抽水
41、设备将地下水从井点管内不断抽出，使地下水位降至坑底以下，如图1-14、图1-15所示。7575为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 图1-14 轻型井点降水法全貌7676为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 图1-15 轻型井点施工图7777为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(1)轻型井点的组成。轻型井点主要由管路系统和抽水设备两部分组成。管路系统。管路系
42、统包括滤管、井点管、弯联管及总管。滤管是地下水的吸入口，一般采用长11.5 m、直径3850 mm的无缝钢管。管壁上钻有直径为1218 mm的滤水孔，呈梅花形排列，滤孔面积为滤管表面积的20%25%，外包两层滤网，内层细滤网采用3080目的金属或尼龙网，外层粗滤网采用510目金属网或尼龙网。7878为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了使吸水通畅，避免滤孔淤塞，在管壁与滤网之间用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网的最外面再绕一层粗金属网。滤管的上端与井点管相连，下端有一铸铁头，便于插入土层并阻止泥砂进入。7979为了规范
43、事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益井点管采用长为57m、直径为3850mm的钢管，可用整根或分节组成，上端用弯联管与总管相连。弯联管一般用塑料透明管或橡胶管制成，上面装有阀门，以便调节或检修井点。总管一般用直径为75110mm的无缝钢管分节连接而成，每节长4 m，每隔0.81.6 m设一个与井点管连接的短接头，按2.55坡度坡向泵房。抽水设备。抽水设备常用的有干式真空泵井点设备和射流泵井点设备两类。8080为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
44、(2)轻型井点的布置。轻型井点的布置，应根据基坑的大小和深度、土质、地下水位的高低与流向、降水深度要求等因素确定，设计时主要考虑平面和高程两个方面。平面布置。当基坑或沟槽宽度小于6 m且降水深度不超过6 m时，可用单排井点，将井点管布置在地下水上游一侧，两端的延伸长度不宜小于该坑或槽的宽度，如图1-16所示；若基坑宽度大于6 m或土质不良，则宜采用双排井点，如图1-17所示；对于面积较大的基坑宜采用环形井点布置，如图1-18所示。81 81为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1总管；2井点管；3抽水设备；(a)平面
45、布置 (b)高程布置图1-16 单排线状井点布置8282为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(a)平面布置 (b)高程布置图1-17 双排线状井点布置8383为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 (a)平面布置 (b)高程布置图1-18 环状井点布置8484为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益井点管距离基坑壁不宜过小，一般取0.71.2m，以防止坑壁发生漏气
46、而影响系统中的真空度。井点管间距按计算或经验确定，一般为0.81.6m，靠近河流处或总管四角部位，井点管应适当加密。当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。分段处应设阀门或将总管断开，以免管内水流紊乱，从而避免其影响抽水效果。8585为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 高程布置。轻型井点的降水深度从理论上讲可达10 m左右，但由于抽水设备的水头损失，实际降水深度一般不大于6 m。井点管的
47、埋设深度H(不包括滤管)可按下式计算：HH1+h+iL式中：H1井点管埋设面到基坑底面的距离(m)；h基坑底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.51.0m(人工开挖取下限，机械开挖取上限)；i降水曲线坡度，可取实测值或按经验，单排井点取1/4，双排井点取1/7，环形井点取1/101/15；8686为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益L井点管中心至基坑中心的水平距离，单排井点为至基坑另一边的距离(m)。如H值小于降水深度6 m，可用一级井点，H值稍大于6 m时，若降低井点管的埋设面后可满足降水深度要求，仍可采用一
48、级井点；当一级井点达不到降水深度要求时，可采用二级井点或多级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在其底部埋设第二级井点，如图1-19所示。8787为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-19 二级轻型井点示意图8888为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益确定井点埋深时应考虑到井点管一般要露出地面0.2 m左右。对于滤管来说，任何情况下滤管必须埋在透水层内。(3)轻型井点的计算。轻型井点的计算主要包括涌水量计算、井点管数量与间距的确
49、定、抽水设备的选用等。涌水量计算。井点系统涌水量受诸多不易确定的因素影响，计算比较复杂，难以得出精确值，目前一般是按水井理论进行近似计算的。8989为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益水井的类别有多种，如图1-20所示，根据井底是否达到不透水层，水井可分为完整井和非完整井，井底到达含水层下面的不透水层顶面的井称为完整井，否则称为非完整井。9090为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图1-20 水井的分类91 91为了规范事业单位聘用关系
50、，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益根据地下水有无压力，水井又可分为承压井和无压井。对于无压完整井的环形井点系统，群井涌水量计算公式为 (1-2)式中：Q井点系统的涌水量(m3/d)；K土的渗透系数(m/d)；H含水层厚度(m)；S水位降低值(m)；9292为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益R抽水影响半径(m)；xo环状井点系统的假想半径(m)。按式(1-2)计算涌水量时，需先确定R、xo、K值。对于矩形基坑，其长度与宽度之比不大于5时，R、xo值可分别按下