給水排水工程施工

1、給水工程 排水工程 建筑給水排水工程 目錄目錄 n 第一章 土石方工程與地基處理 第一節(jié) 土的工程性質及分類 第二節(jié) 溝槽與基坑斷面的選擇及土方量的計算 第三節(jié) 溝槽與基坑開挖 第四節(jié) 溝槽支撐 第五節(jié) 土方回填 第六節(jié) 石方爆破 第一章第一章 土石方工程土石方工程 第一節(jié)第一節(jié) 土的性質與分類土的性質與分類 一、土的組成 二、土的三相比例指標 三、無黏性土的密實度 四、黏性土的物理特性 五、土的工程分類 六、土的壓實度與壓縮性 七、土的滲透性 八、土的可松性 九、土中應力及分布 十、土的抗剪強度 十一、土壓力 一、土的組成 土是巖石風化后經搬移、堆積而成的。由礦物固體顆 粒、水分和空氣組成，

2、稱為土的三相組成，其中，固 相是礦物顆粒及有機質；液相是水；氣相是空氣。礦 物固體顆粒有大小不等的粒徑和形狀，自漂石至細微 的粘土顆粒。粒徑大小稱為粒度。相近的粒度化為一 組。 （一）土的固體顆粒 土的顆粒級配 天然土是由無數大小不同的土粒組成，通常把大小 相近的土粒合并為一組，稱為粒組。工程上采用的粒 組為六大粒組，即漂石、卵石、圓礫、砂粒、粉粒和 黏粒。 （二）土中的水和空氣 1、土中水 土中水可以處于液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)。當土中溫度在0 以下時土中的水結凍成冰，形成凍土，其強度增大。但凍 土融化后，強度急劇降低。至于土中氣態(tài)水，對土的性質 影響不大。 土中液態(tài)水可分為結合水和自由水。 2、土

3、中氣體 土中氣體有與大氣相連通的和封閉的。在粗粒中常見到與 大氣相連通的空氣，它對土的力學性質影響不大。在細粒 土中則常存在與大氣隔絕的封閉氣泡，它在外力作用下 具有彈性，并使土的透水性減小。 二、土的三相比例指標 土中的土粒、水和氣三部分的質量（或重力） 與體積之間的比例關系，隨著各種條件的改變 而變化，土的疏密、輕重、軟硬、干濕等性質， 可通過某些表示其三相組成比例關系的指標反 映出來。 （一）土的質量密度 單位體積土的質量稱為土的質量密度，簡稱土的密度。即 （二）土的重力密度 單位體積土所受的重力稱為土的重力密度，簡稱土的重度。 即 （三）土的相對密度 土的固體顆粒單位體積的質量與水在4

4、 時單位體積的質 量之比稱為土中固體顆粒的密度，簡稱顆粒的相對密度。 即 V W p ws s s V W d V G （四）土的含水率 土中水的質量與土粒質量之比稱為水的含水率。即 (1-4) （五）土的干密度 單位體積土中土粒的質量稱為土的干密度。即 (1-5) （六）土的干重度 土的單位體積內土粒所受中立稱為土的干重度。 (%)100 w s W W V Ws d （七）土的飽和重度 土中孔隙完全被水充滿時土的重度成為飽和重度。即 （八）土的孔隙比 土中孔隙體積與土粒體積之比稱為土的孔隙比。即 （九）土的孔隙率 土中孔隙體積與總體積之比稱為土的孔隙率。即 V W S V V V e 10

5、0(%) V V a V （十）土的飽和度（相對含水量） 土中水的體積與孔隙體積之比稱為土的飽和度。 即 V w r V V S 三、無黏性土的密實度 砂土、碎石土統(tǒng)稱為無黏性土。無黏性土的密 實度對其工程性質有重要的影響。 相對密實度為： 式中，e砂土的天然孔隙比； emax砂土的最大孔隙比； emin砂土的最小孔隙比。 一般規(guī)定，Dr0.33,為松散狀態(tài)； 0.33Dr0.67,為中密度狀態(tài)；Dr0.67,為密 實狀態(tài) minmax max ee ee Dr 四、黏性土的物理特性 （一）界限含水量 根據含水量的變化，粘性土可呈4種狀態(tài)：流態(tài)、塑態(tài)、 半固態(tài)和固態(tài)。流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)之

6、間分界的含 水量，分別稱為流性限界(又稱液界L)、塑性界限(又稱 塑界P)和收縮限界。 （二）塑性指數和液性指數 流限和塑限之差稱塑性指數IP，即 塑性指數愈大，土吸附的水量愈多，即土的顆粒愈細、 礦物成分吸水能力愈大。 液性指數是判別黏性土軟硬狀態(tài)的指標，即 PLP I PL P L I 五、土的工程分類 （一）碎石土 d2mm的顆粒占全重50以上，根據顆粒級配和占全重百 分率不同，分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。 （二）砂土 d2mm的顆粒含量全重50，干燥時呈無塑性或微塑性 (塑性指數IP3)的土。砂土根據粒徑和占全部質量的百 分率不同，又分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂。 （三

7、）粉土和粘性土 塑性指數IP ，當10 IP 17為粉質砂土；當IP 17時為 粘土。 （四）人工填土 人工填土是指人類活動而形成的堆積物，其物質成分較雜 亂，均勻性差。按其形成有素填土、雜填土和沖填土。 六、土的壓實性與壓縮性 壓實是指用機械的方法，如用靜力的，振動的 沖擊的設備使土密實。土的壓實過程時間是比 較短。其目的是使地基土密實，提高承載力， 減少土的壓縮性。 壓縮是指地基土在壓力作用下體積減少的性質。 土的壓縮過程時間的長短，隨土質、壓力和含 水量的不同而不同。引起地基變形，從而使建 筑物等產生一定的沉降量和沉降差，對建筑物 等的使用和安全造成危害。 七、土的滲透性 土的滲透性表示

8、土的透水的性質。單位時 間（d）內水在土層中行經的距離（m） 土的滲透性用滲透系數K表示。土的滲透系 統(tǒng)大小決定于土的結構、土顆粒大小和粒徑級 配狀況、土的密實程度等。 八、土的可松性 土經挖掘后，顆粒間的連接遭到破壞，在把土回填到溝槽 內，并按一般回填密實度夯實后其體積也要比開槽前自然 體積增大一些。土體積增大歸因于土的可松性。 土經挖掘后體積增加值用最初可松性系數K松表示： 土經回填后的體積增加值，用最后可松性系數K松 表示： 式中 V1開挖前土的自然密實體積； V2開挖后土的松散體積； V3壓實后土的體積。 1 2 V V 松 K 1 3 V V 松 K 九、土中應力及分布 土中的應力，

9、主要有兩種：自重應力和附加應 力。 構筑物沒有修建前，由于土體本身質量引起的 土中應力，稱自重應力。 構筑物荷載作用于地基，導致地基上產生應力， 這種荷載稱為附加荷載，這種應力稱為附加應 力。 附加應力是引起地基沉降的主要因素。 十、土的抗剪強度 土的抗剪強度是土抵抗剪切破壞的性能。 砂土的抗剪強度： 式中 土的內摩擦角。 砂是散粒體，顆粒間沒有相互的粘聚作用，砂 的抗剪強度來源于顆粒間摩擦力。粘性土抗剪 強度組分，除了內摩擦外，還有一部分粘聚力。 式中 c粘土的粘聚力。 tg ctg 十一、土壓力 各種用途的檔土墻，地下給水排水構筑物的墻壁和池壁， 地下管溝的側壁，工程施工中溝槽的支撐，頂管

10、工作坑的 后背，以及其他各種檔土結構，都受到土從側向施加的壓 力。這種壓力稱土壓力，又稱擋土墻土壓力，或稱側土壓 力。 土壓力E可由下式確定 (1- 21) 式中 土的重度； h檔土墻高度； K土壓力系數。 擋土墻在土壓力作用下，會產生位移。根據位移的性質不 同，土壓力可分為：主動土壓力、被動土壓力靜止土壓力。 KhE 2 2 1 第二節(jié)第二節(jié) 土石方平衡與調配土石方平衡與調配 一、土石方工程量的計算 在土石方施工之前，通常需要計算土石方 的工程量。但土石方工程的外形往往復雜、 不規(guī)則，精確計算很困難，在一般情況下， 都將其假設劃分為一定的幾何形狀近似計 算。 （一）基坑的土方量計算 （二）溝

11、槽土方量計算 （三）場地土方量計算 （四）邊坡土方量的計算 二、土方的平衡調配 土方的平衡調配，是對挖土、填土、堆棄或移運 之間的關系進行綜合協調，以確定土方的調配數 量及調配方向。它的目的是使土方的運輸量或土 方運輸成本最低。 1、土方平衡調配的原則 1）應力求達到挖、填平衡和運距最短； 2）調配區(qū)的劃分應該與構筑物的平面位置相協 調，并考慮它們的分期施工順序； 3）好土要用在回填質量要求較高的地區(qū)； 4）分區(qū)調配應與全場調配相協調。避免只顧局 部平衡； 5）取土或棄土應盡量少占或不占農田及便于機 械施工等。 2、土方平衡調配圖表的編制 場地土方平衡調配需作相應的土方調配圖 表，編制方法如下

12、： A、劃分調配區(qū) B、計算各挖、填方調配區(qū)之間的平均運 距 C、繪出土方調配圖 D、列出土方量平衡表 第三節(jié)第三節(jié) 土石方開挖與機械化施工土石方開挖與機械化施工 一、準備工作 土石方開完前的準備工作主要包括： 拆除或搬遷施工區(qū)域內有礙施工的障礙物； 修建排水防洪措施，在有地下水的區(qū)域， 應有妥善的排水措施； 修建運輸道路和土方機械的運行道路； 修建臨時水、電、氣等管線設施； 作好挖土、運輸車輛及各種輔助設備的維 修檢查、試運轉和進場工作等。 二、基坑（溝槽）邊坡坡度與開挖斷面 1、基坑、溝槽邊坡與斷面選擇依據： 土的種類及其物理力學性質、地下水情況、 開挖深度、斷面尺寸、施工方法、晾槽時 間

13、，周邊的環(huán)境條件等，并按照設計規(guī)定 的基礎、管道的斷面尺寸、長度和埋設深 度等進行。 2、給水排水管道的溝槽常用斷面形式： 有直槽、梯形槽、混合槽等，當有兩條或 多條管道共同埋設時，還需采用聯合槽。 三、場地平整施工方法 場地平整施工包括：土方開挖、運輸、填筑與壓 實等，當遇有堅硬土層、巖石或障礙物時，還常 需爆破。 場地平整的施工方法，在大面積平整時，通常采 用機械施工。常用的機械有推土機、鏟運機和挖 土機等。 1、推土機施工 推土機操作靈活、運行方便、所需工作面較小， 既可挖土又可作短距離運土，適用于切土深度不 大的場地整平，鏟除腐殖土并運送到附近的卸土 區(qū)；開挖深度不大于I5m的基坑；回

14、填基坑和溝 槽；平整其他機械卸置的土堆，運送松散的硬土 和巖石以及砂石材料等。 2、鏟運機施工 鏟運機是平整場地中使用最廣泛的一種土 方機械，該機操縱簡便靈活，不需其他機 械配合，能綜合完成鏟土、運土、卸土、 填筑、壓實等多項工序、行駛速度較快， 適用于大面積場地平整，開挖大面積淺基 坑和溝槽，填筑堤壩等挖運土方工程。 3、挖土機施工 挖土機適用于開挖場地為一四類、含水 量不大于27%的丘陵地帶土壤及經爆破后 的巖石和凍土。 四、溝槽與基坑開挖施工 溝槽、基坑土方的開挖，除工程量不大而 又分散時可采用人工或小型機械施工外， 應盡量采用機械化施工，以減輕繁重的體 力勞動并加快施工速度。 溝槽與基

15、坑機械開挖，應依施工具體條件， 選擇單斗挖土機和多斗挖土機。 1、單斗挖土機 單斗挖土機是給排水工程中常用的一種機 械，根據其工作裝置不同，可分為正鏟、 反鏟、拉鏟和抓鏟等。 正向鏟 反向鏟 拉鏟 抓鏟 單斗挖土機生產率計算 單斗挖土機的生產率p按下式計算： (m3/h); 式中 p單斗挖土機每小時挖土量(h)； n每分鐘工作循環(huán)次數； q土斗容量(m3)； k系數，主要包括土的影響系數是 時間系數 nqkp60 2、多斗挖土機施工 多斗挖土機又稱挖溝機、縱向多斗挖土機。 與單斗挖土機比較有以下優(yōu)點：挖土作業(yè) 是連續(xù)的，在同樣條件下生產率較高；開 挖每單位土方量所需的能量消耗較低，開 挖溝槽的

16、底和壁較整齊，在連續(xù)挖土的同 隊能將土自動卸在構槽一側。 挖溝機不宜開挖堅硬的土和含水量較大的 土。宜于開挖黃土，扮質粘土等。 挖溝機由工作裝置、行走裝置和動力、操 縱及傳動裝置等部分組成。 多斗 五、土方機械與運輸車輛的配合 實際選用挖土機械時應注意： 1、選擇效率高費用低的機械進行施工。 2、當挖土機挖出的土方需要運土車輛運 走時，挖土機的生產率不僅取決于本身的 技術性能，而且還決定于所選的運輸工具 是否與之協調。 3、為了使挖土機充分發(fā)揮生產能力，應 使運土車輛的載重量Q與挖土機的每斗土 重保持一定的倍數關系。 六、土方施工發(fā)生塌方與流砂的處理 在土石方開挖施工中，由于處理不當，常會發(fā)生

17、邊坡塌方和產生流沙現象。 1、邊坡塌方 溝槽、基坑邊坡的穩(wěn)定，主要是由土體的內摩阻力和黏結力來保持平衡的。當土地失去平 衡，邊坡就會塌方。 為了防治滑坡和塌方，應采取如下措施：A:注意地表水、地下水的排除；B:嚴格遵守放坡 規(guī)定，放足邊坡；C:當開挖深度大，施工時間長、邊坡有機具或堆置材料等情況，邊坡應 平緩；D:當因受場地限制，或因放坡增加土方量過大，則應采用設置支撐的施工方法。 2、流砂的防治 流砂的防治措施有多種， 水下挖土法； 打鋼板樁法； 地下連續(xù)墻法等； 人工降低地下水位法：此法較廣泛、可靠。 3、滑坡體施工中的作業(yè)方法 首先應對滑坡體區(qū)的地質資料作好調查研究。 據此正確選擇施工程

18、序，并擬定合理的施工 方法，確定保持滑坡體穩(wěn)定的邊坡坡度，預 防滑坡發(fā)生。在進行開挖和填方時，應注意 以下幾點： （1） 在靠近滑坡邊沿處開挖土方 一般不應切割滑坡體的坡腳，當必須 切割坡腳時，應按切割深度，將坡腳隨原自 然坡度由上向下削坡，逐漸挖至要求的坡腳 深度。 2、在滑坡體上挖填土方 （1）當需要在滑坡體內挖方時，應遵守 由上至下的開挖程序。 （2）在滑坡體上進行填方時，應遵守由 下至上的施工順序。 七、土石方爆破施工 在土石方施工中，爆破技術常用于地下和 水下工程、基坑、管溝開挖、堅硬土層或 巖石的破除。此外，在場地平整、施工現 場障礙物的清除以及開掘凍土等，也常要 采用爆破施工 常

19、用的爆破方法有炮眼爆破、藥壺爆破、 深孔爆破、小洞室爆破、二次爆破、定向 爆破及微差爆破等方法。在水工程中，通 常為 小面積爆破，一般多采用炮眼爆破法。 第四節(jié)第四節(jié) 溝槽及基坑支撐溝槽及基坑支撐 支撐是防止溝槽土壁坍塌的一種臨時性擋 土結構，由木材或鋼材做成。 支撐的荷裁就是原土和地面荷載所產生的 側土壓力。溝槽支撐與否應根據土質、地 下水情況、槽深、槽寬、開挖方法、排水 方法、地面荷載等因素確定。一般情況下， 溝槽土質較差、深度較大而又挖成直槽時， 或高地下水位砂性土質并采用表面排水措 施時，均應支設支撐。支設支撐可以減少 挖方量和施工占地面積，減少拆遷。但支 撐增加材料消耗，有時影響后續(xù)

20、工序的操 作。 支撐結構應滿足下列要求： 1牢固可靠，進行強度和穩(wěn)定性計算和校 核。支撐材料要求質地和尺寸合格，保證 施工安全。 2.在保證安全的前提下，節(jié)約材料，宜采 用工具式鋼支撐。 3、便于支設和拆除及后續(xù)工序的操作。 為了做到上述要求，支撐材料的選用、支 設和使用過程，應嚴格遵守施工操作規(guī)程。 一、支撐種類及其適用條件 支撐形式有橫撐、豎撐和板樁撐等。依靠各桿 件的壓力和摩擦力連接起來，橫撐分疏撐和密 撐兩種。疏撐是撐板之間有間距，分單板撐、 井字撐和稀撐等；密撐是各撐板間密接鋪設。 根據土壓力和土的密實程度選用支撐的形式， 有時可在溝槽的上部設疏撐，下部設密撐。 橫撐(因1-28)用

21、于土質較好，地下水量較小的 溝槽。隨著溝槽逐漸挖深而分層鋪設，支設容 易，但在拆除時首先拆除最下層的撐板和撐杠， 施工不安全。 豎撐(圖1-29)用于土質較差，地下水較多 或有流砂的情況下。豎撐的特點是撐板可 在開槽過程中先于挖土插人土中，在回填 以后再拔出，因此，支撐和拆撐都較安全。 撐板分木撐板和金屬撐板兩種，木撐板不 應有紋裂等缺陷。常用的是金屬撐板(圖 1-30)，由鋼板焊接于槽鋼上拼成，槽鋼 間用型鋼連系加固。金屬撐板每塊長有2、 4、6m等種類。 立柱和橫扛通常采用槽鋼。 撐杠由撐頭和圓套管組成如圖l-3l所示。撐頭 為一絲杠，以球鉸連接于撐頭板，帶柄螺母套 于絲杠。應用時，將撐頭

22、絲扛插入圓套管內， 旋轉帶柄螺母，柄把止于套管端，而絲杠伸長， 則撐頭板就緊壓立柱，使撐板固定。絲杠在套 管內的最短長度應為20cm，以保證安全。這種 工具式撐杠的優(yōu)點是支設方便，而且可更換圓 套管長度，適用于各種不同的槽寬。 板樁撐是將樁板垂直地打人槽底下一定深度， 如圖1-32所示。 鋼板樁為槽鋼或工字鋼或用特制的鋼 板樁(圖l-33)。根據不同的要求， 鋼板樁應有多種系列和規(guī)格。樁板的 斷面模數與每m質量之比值愈大，使 用性能愈好。 樁板與樁板之間采用嚙口連接，以提 高板樁撐的整體性和水密性。 采用特殊斷面樁板的目的是為了提高 樁板間的嚙合作用，或為了提高樁板 的慣性矩，或上述兩者兼合。

23、由于樁 板打人土中，板樁按懸臂結構支承。 從結構上說，板校撐可以不設橫板與 撐杠。但是，如果樁板入土深度不足， 仍應輔之以橫板與撐杠，在樁飯項部 加一橫條，用水平錨桿固定在土壁中 樁板在溝槽開挖之前用打樁機打人土中。 因此，板樁撐在構槽開挖及其以后各工 序施工中，始終起保證安全的作用。樁 校的嚙合和深人槽底一定長度可以延 長地下水的滲徑，有效地阻止流砂滲入。 在各種支撐中，板樁撐是安全度最高的 支撐。因此在弱飽和土層中，經常采用 板樁撐。 二、支撐的計算 根據實測資料表明，在排除地下水的情況 下，作用在支撐上的壓力分布如圖1-34， 其中為土的密度，Ea為主動土壓力系數， 為土的內摩擦角，H為

24、深度，c為土的粘 聚力，b為撐板寬度。 支撐計算包括確定撐板、立柱(或橫木) 和撐杠尺寸。 1、撐板的計算 撐板按簡支梁計算，如圖1-35所示： 計算跨度等于立柱或橫木的間距l(xiāng)1,每段撐板的寬度為 b，所承受的均布載荷等于Pb KN/m,其中P是側土壓 力，對砂取0.8Htg2(45-/2),對軟粘土取H-4c. 撐板的最大彎矩： (1- 41) 撐板的抵抗矩： (1- 42) 因此，撐板的最大彎曲應力為： (1- 43) 式中 W材料容許彎曲應力。 8 2 1 max Pbl M 6 2 bd W w d Pl W M 2 2 1max 4 3 2、立柱計算 立柱所受的荷載q等于撐板所傳遞的

25、側土壓 力，反力R，如圖1-36所示。計算時，假設 在支座(橫撐)處為簡支粱，再算出最大彎 矩，并校核最大彎曲應力。 (三)撐扛計算 撐杠所受的荷載等于簡支立柱或橫木的反力，按壓 桿進行強度和穩(wěn)定計算。 支撐構件的尺寸取決于現場已有材料的規(guī)格，因此， 支撐計算只是對已有結構進行校核。如支撐構件應 力過大，可適當增加立柱和橫撐的數目?，F場施工 常根據經驗確定支撐構件尺寸。 木撐板般長26m,寬為2030cm，厚5cm。 橫木 的截面尺寸一般為10152020cm(視槽寬而定)。 立柱的截面尺寸為l0102020cm(視槽深而定)。 槽深在4m以內時，立柱間距為1.5m左右，槽深46m， 立柱間距

26、在疏撐中為1.2m，密撐中1.5m；槽深 610cm，立柱間距1.51.2m。撐杠垂直間距一般為 1.21.0m。 三、支撐的設置和拆除 挖槽到一定深度或到地下水位以上時，開始支設支撐，然后逐層開挖逐層支沒。支設 程序一般為： 首先支設撐板并要求緊貼槽壁，而后安設立柱(或橫木)和撐扛，必須橫平豎直支設 牢固。 豎撐支設過程為：將撐板密徘立貼在槽壁，再將橫木在撐板上下兩端支設并加撐杠固 定。然后隨著挖土，撐板底瑞高于槽底，再逐塊將撐板錘打到槽底。根據土質，每次 挖深5060cm，將撐板下錘一次。撐板錘至槽底徘水溝底為止。下錘撐板每到1.2 1.5m，再加撐杠一道。 第五節(jié) 土方回填 一、場地平整

27、回填 為了保證填土的強度和穩(wěn)定性，填土前應對填土區(qū)基 底的垃圾和軟弱土層進行清理壓實；在水田、池塘及 溝渠上填土時，先需排水疏干，對基底進行處理。還 必須正確選擇土料及填筑、壓實方法。 1、回填土料選擇與填筑 作為回填用的土料，應符合如下規(guī)定：含水量大的黏 土，不宜作回填土用；碎石類土、砂土和爆破石碴等， 可用于表層以下的填料；對碎塊草皮和有機質含量大 于8%的土，僅用于無壓實要求的填方區(qū)。 2、填土壓實方法 填土壓實一般有：碾壓、夯實、振動壓實及利用運土 工具壓實等方法。 二、溝槽、基坑土方回填 溝槽回填應在管道驗收后進行，基坑要在構筑 物達到足夠強度再進行回填土方。 回填的施工過程包括還土

28、、攤平、夯實、檢查 等工序。其中關鍵的工序是壓實，應符合設計 所規(guī)定的壓實度。 1、回填土方的壓實方法 溝槽和基坑回填壓實方法有夯實和振動。振動 是將重錘放在土層表面或內部，借助振動設備 使重錘振動，土壤顆粒即發(fā)生相對位移達到緊 密狀態(tài)。用于振實非黏性土壤。夯實法是利用 夯錘自由下落的沖力來夯實土壤，是溝槽、基 溝回填常用的方法。 2、土方回填的施工要點 還土材料應符合設計要求，一般用溝槽或 基坑原土。 在構筑物及管道四周50cm范圍內： A、土中不應含有有機物； B、凍土以及粒徑大于50mm的磚、石塊 C、粒徑較小的石子含量不應超過10%。 回填土土質應保證回填密實。當原土屬于 以上三類土時

29、，應換土回填。 回填土應具有最佳含水量。 第六節(jié)第六節(jié) 地基處理地基處理 在工程實際中，建筑物不得不建在軟弱地基 上時，往往需要對地基進行加固或處理，以提 高基載力。 目的： 改善土的剪切性能，提高抗剪強度； 降低軟土的壓縮性、基礎沉降或不均勻沉降； 改善土的透水性，起截水、防滲的作用； 改善土的動力特性，防止砂土液化； 改善特殊土的不良地基特性，以保證地基力學性能。 處理方法：換土墊層、擠密與振密、壓實與夯實、 排水固結和漿液加固等 一、換土墊層 換土墊層：直接置換地基持力層軟土的處 理方法。 施工時將基底下一定深度的軟土層挖除， 分層填灰砂、石、灰土等材料，并加以夯 實振密。換土墊層是一種

30、較簡易的淺層地 基處理方法，在各地得到廣泛應用。 二、擠密與振密 1、擠密樁 擠密樁可采用類似沉管灌柱的機具和工藝， 通過振動或錘擊沉管等方式成孔，在管內管 料（砂、石灰、灰土或其他材料）、加以振 實加密等過程而形成的。 2、振沖法 在砂土中，利用加水和振動可以使地基密實。 振沖法就是根據這個原理而發(fā)展起來的一種 方法。振沖法施工的主要設備是振沖器，它 類似于插入式混凝土振島器，由潛水電動機， 偏心塊和通水管三部分組成。 三、壓實與夯實 1、機械碾壓 機械碾壓法采用壓路機、推土機、羊足碾或其他壓 實機械來壓實散土，常用于大面積填土的壓實和雜 填土地基的處理 2、振動壓實法 振動壓實法是利用振動

31、機振動壓實淺層地基的 一種方法。 適用于處理砂土地基和黏性土含量較少、透水 性較好松散雜填土地基。 3、重錘夯實法 重錘夯實法是利用起重機械將夯錘提到一定高 度，然后使錘自由下落，重復夯擊以加固地基。 適用于稍濕的一般黏性土和粉土、砂土、濕陷 性黃土等。 4、強夯法 強夯法又稱動力固 結法，是將很重的 錘從高處落下，給 地基施以很大的沖 擊力。 適用于碎石土、砂 土、黏性土、濕陷 性黃土、填土等。 四、預壓法 在軟土地基建結構（建）筑物時常因地基 強度低、變形大，或易于發(fā)生滑動，而需 預先加固。 堆載預壓法是在軟土地區(qū)常用的方法之一。 五、漿液加固 漿液加固法是指利用水泥漿液、黏土漿液或 其他

32、化學漿液，采用壓力灌入、高壓噴射或 深層攪拌，是漿液與土顆粒膠結起來，以改 善地基土的物理力學性質的地基處理方法。 灌漿材料主要分為粒狀漿液和液狀漿液。灌 漿方式可分為滲透灌漿、劈裂灌漿和壓密灌 漿。 n第二章 施工排水 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 明溝排水 第三節(jié) 人工降低地下水位 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 1、開挖基坑或溝槽時的地下水： A:影響正常施工； B:造成地基承裁力降低； C:邊坡坍塌事故。 2、施工排水內容：地下水、地表水排除。 3、地表水：筑堤截水，設溝引水 4、地下排水方法：坑內排水、人工降水位 5、坑內排水（明溝排水）：是把流人溝槽內或基坑內 的地下水匯集到集水井內，然后用水泵抽

33、走 6、人工降水：在溝槽基坑開挖之前，預先將地下水位 降低到基坑底面以下，形成干槽施工的條件。 第二節(jié)第二節(jié) 明溝排水明溝排水 明溝排水包括地表截水和坑內排水 一、地表截水 排除地表水和雨水，最簡單的方法是在施工現場及基坑 或溝槽周圍筑堤截水。 二、坑內排水 在開挖基礎不深或水量不大的溝槽或基坑時， 通常采用坑內排水的方法。當基坑或溝槽開挖 過程中遇到地下水和地表水時，在坑底隨同挖 方一起設置集水井，并沿坑底的周圍開挖排水 溝，使水流入集水井內，然后用水泵抽出坑外。 明溝排水法設備簡單、排水方便，應用比較普 通，適用于除細砂、粉砂之外的各種土質。 三、總涌水量計算 為了合理地選擇水泵的型號，應

34、對總涌水量進行計算， 泵的抽水量一般是總用水量的1.52倍。 1在干河床時 (2- 1) 式中 Q基坑總涌水量(m3d); K滲透系數(見表2-1)； H穩(wěn)定水位至基坑底的深度(m)。當基底以 下為深厚透水層時，H值可增加34m; R影響半徑(見表2-2)； r0基坑半徑(m)。矩形基坑,r0u(L+B)/4； 圓形基坑，r0(F/)0.5。其中,L與B分別為基坑的 長與寬，M值如表2-2所示，F為基坑面積。 00 2 lg)lg( 36. 1 rrR KH Q 2基坑近河沿時 (2-2) 式中 D基坑距河邊線距離(m)。 其余同上公式。 明溝排水的方法簡單，設備投資少，但對于砂性土不適 用。

35、因此，是不完善的排水方法。 0 2 2 lg 36. 1 r D KH Q 第三節(jié)第三節(jié) 人工降低地下水位人工降低地下水位 人工降低地下水位常采用井點排水的辦法，具體做法 是在基坑周圍埋人深于基底的井點濾水管或井點，以 總管連接抽水設備使地下水下降至坑底以下，這樣不 僅防止了流砂的上涌，并且便于施工。 一、輕型井點 二、噴射井點 三、電滲井點 四、管井井點 五、深井井點 六、回灌井點 一、輕型井點 輕型井點系統(tǒng)適用在粗砂、中砂、細砂、粉砂 等土層中降低地下水。 (一)輕型井點系統(tǒng)的組成 輕型井點系統(tǒng)由井點管、聯接管(橡膠或鋼管)、 總管和抽水設備所組成。井點管打設在含水層 內，地下水經井點管、

36、聯接管和總管由抽水設 備抽走。 施工降低地下水位時，在溝槽或基坑周圍打設 許多井點管，使一定范圍內的地下水位降落。 如圖2-3所示。 (二)輕型井點計算 輕型井點計算的主要內容有計算涌水量、確定井點管根數與間距、沖孔深度及選擇抽 水設備等。井點計算由于受水文地質和井點設備等因素影響，所求出的只是近似數值， 有條件時應在計算機現場實地測定滲透系數及土質結構。 1總涌水量 井點系統(tǒng)涌水量是按水井埋沒計算的，水井根據不同情況分為：井底達到不透水層的 稱完全井；井底末達到不透水層的稱非完全井。地下水有壓力的是承壓井，地下水無 壓力的是無壓并，也稱潛井。 (1)無壓完全井總涌水量(圖2-8) (2-3)

37、 式中 Q井點系統(tǒng)總涌水量(m3d)； K滲透系數(md)； H含水層厚度(m)； s降水深度(m)； R抽水影響半徑(m); X0基坑假想半徑(m)。 0 lglg )2(366. 1 xR ssHK Q (2)無壓非完全井總涌水量(圖2-9) (2-4) 式中 H0有效帶深度(m)，其值由表2-4查得; s降水深度(m)。 0 0 lglg ) 2(366. 1 xR ssHK Q (3)降水深度s及s s及s均指地下水位至濾管項部 的距離，它是根據需 要的降深而影響涌水量的主要因素，也是判斷井種的 依據。見圖2-10所示。 (2- 5) H地下水位高超; H1基底高程; a1保險值(取0

38、.5m); a2水力坡降值。 對兩側布置井點管時:a2=li/2 l兩側井點管間的距離(上口寬B+2m)， i水力梯度。在細砂、粉砂層取18110。 對側布置井點管時：a2l1i; l1井點管距對面槽底邊緣的距離； a3井點管局部損失值(取0.5m)。 3211) (aaaHHs (4)影響半徑R 井點系統(tǒng)抽水后地下水受到影響而形成的降落曲線，降落 曲線穩(wěn)定時的影響半徑，即為計算用的抽水影響半徑。 完全井 (2-6) 非完全井(2-7) (5)基坑假想半徑x0 假想半徑即指防水范圍內環(huán)圍面積的半徑，根據基坑形狀 有以下情況。 1)環(huán)圍面積為圓形時： (m) (2-8) 2)環(huán)圍面積為矩形時:

39、KHsR96. 1 KHsR 0 96. 1 F x 0 3)環(huán)圍面積為狹長時： (2-10) 2單根井點管涌水量 (2-11) 式中 d井點管直徑(m); f井點管長度(m); v地下水流進井點管速度，可由下式計算： )( 4 0 m L x )/( 3 dmdtq )/(20dmKv 3.確定井點管數量 (2- 12) 對溝槽L/B5時，不能用一個假想圓計算，而應劃 分為若干個計算單元，長度L按寬度B的45倍考慮， 當L1.5R時，也可取L1.5R為一段進行計算。 根據基坑平面面積的大小，土質和地下水的流向，降 低水位深度而確定。當基坑寬度小于6m，降水深度 不超過5m時，可采用單排線狀井

40、點，布置在地下水 流的上游一側；當寬度大于6m或滲透系數較大時， 可采用雙排線狀井點；當基坑面積較大時，應用環(huán)形 井點，見圖2-11所示。 )(根 q Q n 井點管距基坑或構槽上口的寬度不應小于 1m，以防局部發(fā)生漏氣。濾管必須埋入透 水層內?？偣軜烁弑M可能接近原地下水位， 并沿抽水水流方向有0.250.5%的上傾坡 度，水泵軸心與總管齊平。 為了觀察水位降落情況，應在降水范圍內 設置若干個觀測井，觀測井的位置和數量 視需要而定。一般在基礎中心、總管末端、 局部挖深處等控制點，均應設置觀測井。 觀測井由井點管做成，只是不與總管相接。 (四)井點管的埋沒與使用 井點管的埋設：1、井點管水沖下沉

41、，2、套筒式沖 孔，3、鉆孔后再將井點管沉入 在用套筒式沖孔法埋設井點管前，須在井點管延長線 位置上挖一5050cm斷面的泄水溝，再在井點管位 置上做好標志，間距可1 m、15m或2m，套筒直徑 不小于30cm，長度約10m，底部呈鋸齒形。上部有提 梁，用起重機吊住并上下移動，套筒內有水槍，水槍 直徑75mm，噴嘴直徑20mm，由多級水泵供給高壓水， 水壓0.60.8MPa，沖孔深度應比濾管底深0.5m左右。 井孔沖成后，抽出套筒并立即插入井點管，在保障居 中并垂直情況下，向孔內填裝濾料，直到距地面1m 深的范圍內，用粘土填塞，以防漏氣，降低抽水時的 真空度。 井點管埋設后，即可按通總管和抽水

42、系統(tǒng)，進行試抽， 檢查有無淤塞現象。 二、噴射井點 當輕型井點的降深滿足不了深基礎降水的要 求時，可采用噴射井點降水。 根據工作介質的不同，噴射井點又分為噴氣 井點和噴水井點兩種。我國采用噴水井點較 多。 噴水井點是借噴射器的射流作用將地下水抽至地面， 工作原理如圖2-13所示。由管1進入的高壓工作水以高 速自噴嘴2射出，在噴嘴上部的混合室5形成真空，使 地下水經過井點管4被抽人噴射器。高壓工作水與地下 水在噴射器的混合室混合，產生能量交換并繼續(xù)上升。 混合室的斷面較小，因此，混合水的流速很大，當混 合水進入擴散室3后，斷面增加而流速減小，一部分速 度能轉化為壓頭能，使混合水出流至地面。不斷地

43、供 給高壓工作水，地下水即不斷地抽出。 將水射器安裝在井點管內，即成為噴水井點。 當地下水位降落到噴嘴以下時，地下水就完全因在 噴射器內形成真空而被吸人。因此，在理論上，水 位降落的最大深度取決于在噴嘴處形成的真空度。 但由于噴射器的效能，實際降水深度一般在噴嘴以 下35m處。 如果用壓縮空氣代替高壓工作水，即為噴氣井點。 兩種井點使用范圍基本相同但噴氣井點較噴水井 點的抽吸能力大，對噴射器的磨損也小，但噴氣井 點管其系統(tǒng)的氣密性要求高。 噴水井點的構造如圖2-14所示。高 壓水由水泵壓入內管1和外管2的環(huán)形 空間，經水射器6的側孔(見圖2-15 所示)流入噴嘴5，以高速從噴嘴射出， 在混合室

44、4形成負壓，地下水便由水 射器底部的孔口吸上，進入擴散室3。 井點直管由內管9和外管10組成。外管管壁上設有孔眼， 地下水經由井點管11和外管的孔眼進入，由于內管形 成負壓，地下水就由內管下端進入經噴頭夾板的孔 道進入混合室4，再至擴散室3。 噴水井點的管路系統(tǒng)，如圖2-16所示。工作水在水池 (或循環(huán)水箱)8內高壓泵7抽吸加壓，經進水總管2，進 入彎聯管5至噴水井點3，而出水則由噴水井點3經排水 彎聯管4，至排水總管1排入水池。 三、電滲井點 (一)概述 在粘性土和含有大量粘土顆粒的砂性土中，由于土分 子力很大，無法采用真空方法降水時，可采用電路方 法降低地下水位。 電滲井點適用于粘土、粉質

45、粘土、淤泥等土質中降水。 降深根據井點類型確定，使用輕型井點與之配套時， 降深小于8m；用噴射井點配套時，降深大于8m。 電滲井點的原理來自于電動試驗。在含水的細顆粒土 中，插人正、負電極并通以直流電后，土顆粒自負極 向正極移動，水自正極向負極移動，前者稱電泳現象， 后者稱電滲現象，而全部現象稱為電動作用。 此外，天然狀態(tài)的粘土顆粒分散在水溶液中，有分 子具有極性，在粘土中按極性取向，包圍在顆粒外， 形成水化膜，構成土粒表面的束縛水。束縛水分粘 結水和粘滯水兩種。粘結水以結合水狀態(tài)存在，沒 有出水性，不易因外界作用而排除，也不構成對施 工的影響。粘滯水有較大的自由度，可因電動作用 以自由水狀態(tài)

46、而排除。 在弱透水層中降水，可以形成毛細管水區(qū)域。被排 除的粘滯水在土層內轉化為毛細管水。含有毛細管 水的飽和土無出水性。因此，在弱透水層中，只需 排走少量的粘滯水，就可使地下水位降落。 當水以毛細管水狀態(tài)存在時，在毛細管彎液面上會 產生毛細管壓力，壓縮土的骨架，增加土的粘性， 提高土體的穩(wěn)定性和耐壓強度。 (二)電滲井點的布置 電滲井點降水布置如圖2-17所示。 負極可用原有的井點管，正極采用直徑為25mm的鋼 筋或其他金屬材料。正負兩極的數量相等，必要時正 極數量可多于負極數量。正極的設置深度較井點管深 500mm，露出地面200400mm。正、負兩極分別用導 線或6l0mm鋼筋連接成電路，并接至直流電源的 相應極上。在滲透系數較大的土層中，不需要通電流 的范圍內的正極表面應涂絕緣材料。 電滲井點降水施工前，應通過試驗來確定合理的電壓 梯度和電極布置，井點設于基坑四周時，正極應布置