智能建造施工技術 課件全套 王春林 項目1-11 智能建造施工概論- 外墻保溫與建筑施工碳排放計算

智能建造施工（第1版）《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，2035年遠景目標：到2035年，建筑業(yè)發(fā)展質量和效益大幅提升，建筑工業(yè)化全面實現(xiàn)，建筑品質顯著提升，企業(yè)創(chuàng)新能力大幅提高，高素質人才隊伍全面建立，產(chǎn)業(yè)整體優(yōu)勢明顯增強，“中國建造”核心競爭力世界前列，邁入智能建造世界強國行列，全面服務社會主義現(xiàn)代化強國建設。課程引入01模塊1智能建造的概念02模塊2智能建造的相關技術03模塊3智慧工地智能建造的發(fā)展過程及其應用智慧工地功能模塊的應用3學時教學說明知識目標了解實現(xiàn)智能建造施工技術的主要途徑智慧工地的內涵及特征熟悉常見智慧工地的系統(tǒng)架構及功能模塊能力目標建立綠色、高效、低耗、環(huán)保的智能建造施工理念掌握BIM技術與智慧工地的應用具備組建小組開展問題研究的組織管理能力項目一智能建造施工概論任務1：智能建造概念及應用任務2：智能建造的相關技術任務3：智慧工地01一、智能建造的興起傳統(tǒng)建筑業(yè)的困境傳統(tǒng)建筑業(yè)的困境：傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)工人老齡化、事故多、能耗高、工期超、成本超、利潤低、質量差，生產(chǎn)效率低、社會總成本高已經(jīng)嚴重制約建筑產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。

建筑業(yè)人、材、機關系簡化模型智能建造的興起1.智能制造向智能建造方向的滲透2.智能建造的理念形成圖1-2智能制造向智能建造方向滲透模型一、智能建造的興起一、智能建造的興起智能建造的發(fā)展契機

智能建造發(fā)展政策推動智能建造的概念提出智能建造即“智能+建造”，是人工智能技術在工程建造全生命周期中融合應用所涉及的理論、技術和方法，目前還未形成系統(tǒng)化的體系。其相關研究與實踐主要包括工程智能化設計、智能化施工、智能化運營以及智能化管理。二、智能建造的概念智能建造行業(yè)的典型應用二、智能建造的概念智能建造建筑行業(yè)應用場景智能建造的應用場景項目一智能建造施工概論任務1：智能建造概念及應用任務2：智能建造的相關技術任務3：智慧工地02任務2：智能建造的相關技術智能建造技術集成人工智能數(shù)字孿生與精益建造融合發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)在智能建造中的應用智能建造的技術集成智能建造設備分類任務2：智能建造的相關技術項目一智能建造施工概論任務1：智能建造概念及應用任務2：智能建造的相關技術任務3：智慧工地03任務3：智慧工地智慧工地是指在工地施工過程中，綜合運用信息技術，建立施工場地的立體化模型在施工監(jiān)管全過程中形成一個互相連接的數(shù)據(jù)鏈條，并結合智能信息采集、數(shù)據(jù)模型分析、管理高效協(xié)同及過程智慧預測等措施，提高工地現(xiàn)場的生產(chǎn)效率、管理效率和決策能力等，提升工程管理信息化水平，實現(xiàn)綠色建造、生態(tài)建造和智能建造。智慧工地的概念BIM+智慧工地數(shù)據(jù)決策平臺將現(xiàn)場業(yè)務系統(tǒng)和硬件設備集成到一個統(tǒng)一平臺，并將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)匯總、建模形成數(shù)據(jù)中心。將各子應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一呈現(xiàn)，形成互聯(lián)。BIM+智慧工地平臺任務3：智慧工地1.BIM+智慧工地數(shù)據(jù)決策平臺2.智慧工地平臺架構3.智慧工地的五大功能模塊勞務管理實名制門禁一卡通、移動考勤及工資發(fā)放安全管理進出人員紅外體溫檢測、隧洞作業(yè)員體征監(jiān)測、風險自動監(jiān)測、應急管理、遠程視頻監(jiān)控、VR安全體驗綠色施工風速監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、揚塵監(jiān)測、熱感應監(jiān)測進度管理四維施工進度管理、人機料三維定位、每日工作自動提示技術管理3D推演沙盤、二維碼交底、檔案管理、預制構件加工智慧工地典型應用任務3：智慧工地智慧人員管理系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)揚塵檢測+噴淋聯(lián)動系統(tǒng)升降機監(jiān)測系統(tǒng)塔吊監(jiān)測系統(tǒng)工法樣板系統(tǒng)智慧物料驗收系統(tǒng)深基坑監(jiān)測系統(tǒng)高支模監(jiān)測系統(tǒng)無人機航拍車輛識別系統(tǒng)復習思考題1.智慧工地平臺的具有什么樣的特點?2.智慧工地的主要應用范圍?3.智慧人員管理系統(tǒng)的意義?4.視頻監(jiān)控系統(tǒng)對施工管理具有怎樣的意義?5.智慧工地綠色施工的應用場景有哪些？6.智能建造與智慧建造的區(qū)別與聯(lián)系？7.智能建造發(fā)展趨勢？習題與思考模塊二地基基礎工程施工項目２：土方工程2023教學目標知識目標技能目標素質及思政目標1、掌握土方工程的內容。2、了解土方開挖邊坡支護形式，會選擇土方開挖的放坡系數(shù)，掌握護坡樁施工工序和要求

1.能根據(jù)項目實際情況選擇合適的土方形式。2.能根據(jù)項目實際情況選擇合適的邊坡支護方法并檢測護坡樁施工質量。1.正確認識我國土方工程施工方法的優(yōu)勢和不足，提高對建筑業(yè)發(fā)展道路的自信。2.樹立對建筑產(chǎn)品的安全意識。3.培養(yǎng)理論結合實踐的應用能力、注重實踐的務實意識。4.具備良好的思想品德，吃苦耐勞的職業(yè)素養(yǎng)和愛崗敬業(yè)的奉獻精神。模塊二地基基礎工程施工項目２：土方工程——任務1：土方開挖及邊坡支護2023任務1：土方開挖及邊坡支護土方工程包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程，以及排水降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。其具體如何操作呢？一

任務引入任務1：土方開挖及邊坡支護2.1土方工程的施工內容及施工要求2.1.1土方工程的內容

常見的土方工程施工有以下內容。

（1）場地平整。場地平整是指將天然地面改造成所要求的設計平面時所進行的土石方施工全過程（厚度在300mm以內的挖填和找平工作）。場地平整的特點是工作量大、勞動繁重和施工條件復雜。二

知識準備任務1：土方開挖及邊坡支護

（2）基坑（槽）及管溝開挖?；樱ú郏┘肮軠祥_挖是指開挖寬度在3m以內的基槽且長度>寬度3倍或開挖底面積在20㎡且長為寬3倍以內的土石方工程，它是為淺基礎、樁承臺及溝等施工而進行的土石方開挖?；樱ú郏┘肮軠祥_挖的特點是要求開挖的標高、斷面、軸線準確，土石方量少，受氣候影響較大。

（3）地下工程大型土石方開挖。地下工程大型土石方開挖是指對人防工程、大型建筑物的地下室、深基礎施工等進行的地下大型土石方開挖工程（寬度大于3m，開挖底面積大于20m2，場地平整土厚大于300mm)。地下工程大型土石方開挖的特點是涉及降低地下水位、邊坡穩(wěn)定與支護、地面沉降與位移、鄰近建筑物的安全與防護等一系列問題。

（4）土石方填筑。土石方填筑是指對低洼處用土石方分層填平的工程，可分為夯填和松填。土石方填筑特點是對填筑的土石方，要求嚴格選擇土質，分層回填壓實。二

知識準備任務1：土方開挖及邊坡支護2.1.2土方工程的施工要求

土方工程施工要求標高、斷面準確，土體有足夠的強度和穩(wěn)定性，工程量小，工期短，費用省。但土方工程的面廣量大、勞動繁重、施工條件復雜（土方工程多為露天作業(yè)，施工受當?shù)貧夂驐l件影響大；土的種類繁多，成分復雜；工程地質及水文地質變化多，也對施工影響較大）。因此，在組織土方工程施工前，應根據(jù)現(xiàn)場條件，制定出技術可行、經(jīng)濟合理的施工方案。二知識準備任務1：土方開挖及邊坡支護

多、高層建筑為增加基礎的穩(wěn)定和抗震性能一般基礎埋置較深，同時為滿足人防要求，充分利用地下空間，常設置單層或多層地下室。為此土方開挖的深度和面積都很大，往往會涉及土方開挖放線、降低地下水位、邊坡的穩(wěn)定、邊坡支護等一系列問題。三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護1.放線

土方開挖時的放線工作主要是放出在天然地面的開挖范圍線，俗稱放灰線。放灰線時，可用裝有石灰粉末的長柄勺靠著木質板側面，邊撒邊走，在地上撒出灰線。2.降低地下水位（詳見任務3）三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護3.確定土方開挖放坡系數(shù)

土方開挖過程中及開挖完畢后，基坑(槽）邊坡土體由于自重產(chǎn)生的下滑力在土體中產(chǎn)生剪應力，該剪應力主要靠土體的內摩阻力和內聚力平衡，一旦土體中力的體系失去平衡，邊坡就會塌方。造成邊坡塌方的原因有兩方面：一是土體剪應力增加。如坡頂堆物、行車等荷載；基坑邊坡太陡；開挖深度較大；雨水或地面水滲人土中，使土的含水量增加而使土的自重增加；地下水的滲流產(chǎn)生一定的動水壓力；土體豎向裂縫中的積水產(chǎn)生側向靜水壓力等。二是土的抗剪強度（土體的內摩阻力和內聚力）降低，如本身土質較差或因氣候影響使土質變軟；土體內含水量增加而產(chǎn)生潤滑作用；飽和的細砂、粉砂受振動而液化等。三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施防止邊坡土體塌方原理示意圖任務1：土方開挖及邊坡支護

為防止塌方保證施工安全，在基坑(槽)開挖深度超過一定限度時,土壁應做成有斜率的邊坡以減少土體自重P，或者加以臨時的土壁支撐利用外加壓力以保持土體的穩(wěn)定（見圖2.1)。三

任務實施邊坡坡度示意圖任務1：土方開挖及邊坡支護

土方邊坡的坡度以土方挖方深度H與底寬B之比表示。即：土方邊坡坡度=H/B=1/m(見圖2.2)。式中m=B/H,稱為坡度系數(shù)。

土方邊坡的大小主要與土質、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間的長短、邊坡附近的各種荷載狀況及排水情況有關。根據(jù)施工經(jīng)驗，當?shù)刭|條件良好，土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定：?密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)——1.0?硬塑、可塑的粉土及粉質黏土——1.25 ?硬塑、可塑的黏土和碎石類土(充填物為黏性土)——1.5?堅硬的黏土——2

三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護

挖方深度超過上述規(guī)定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。當?shù)刭|條件良好，土質均勻且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內，根據(jù)施工經(jīng)驗，不加支撐的邊坡的最陡坡度應符合表1的規(guī)定三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施土的類別邊坡坡度（高：寬）坡頂無荷載坡頂有靜載坡頂有動載中密的砂土1：1.001：1.251：1.50中密的碎石類土(充填物為砂土）1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土1：0.671：0.751：1.00中密的碎石類土（充填物為黏土）1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉質黏土、黏土1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.11：0.251：0.33軟土(經(jīng)井點降水后）1：1.00——挖方深度在5m以內不加支撐的邊坡的最陡坡度注：靜載指堆土或材料等；動載指機械挖土或汽車運輸作業(yè)等。靜載或動載距挖方邊緣的距離應保證邊坡和直立壁的穩(wěn)定；堆土或材料應距挖方邊緣0.8以外，高度不超過1.5。任務1：土方開挖及邊坡支護

永久性挖方邊坡應按設計要求放坡。對于臨時性挖方，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，其邊坡的挖方深度及邊坡的最陡坡度應符合表2的規(guī)定三

任務實施土的類別邊坡值(高：寬）砂土(不包括細砂、粉砂）1：1.25?1：1.50一般性黏土硬1：0.75?1：1.00硬、塑1：1.00?1：1.25軟1：1.50或更緩碎石類土充填堅硬、硬塑黏土1：0.50-1：1.00充填砂土1：1_00~1：1.50設計有要求時，應符合設計要求；如采用降水措施或其他加固措施，可不受本表限制，但應計算復核開挖深度，對軟土不應超過4，對硬土不應超過8。任務1：土方開挖及邊坡支護4.確定土壁支護方式開挖基坑(槽）時，如地質和周圍條件允許，可放坡開挖。但在建筑稠密地區(qū)施工或基坑深度較大時，無法按要求的放坡寬度開挖;或者施工時有防止地下水滲人基坑要求,這時就需要用土壁支撐土體，以保證施工的順利和安全，并減少對相鄰已有建筑物等的不利影響。土壁支撐的種類較多，如用于較窄溝槽的橫撐式支撐；用于深基坑的支護結構,如板樁、灌注樁、深層攪拌樁、地下連續(xù)墻等。如表3所示為一般溝槽的支撐方法，如表4所示為一般基坑的支撐方法，如表5所示為深基坑的支撐方法。三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護—般溝槽的支撐方法三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護—般基坑的支撐方法三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護深基坑的支撐方法三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護三

任務實施任務1：土方開挖及邊坡支護

邊坡支護方式很多，現(xiàn)主要介紹工程中常用的護坡樁與錨桿支護施工工序與施工要求。4.1護坡樁施工工序與施工要求（1）試成孔：正式施工前首先進行成孔試樁，以根據(jù)實際地質情況確定施工工藝。試樁施工采用長螺旋鉆機，并配置攪漿機、注漿泵等輔助機具。鉆機按甲方指定試樁位置就位，調直鉆桿后鉆進，鉆至設計標高后提鉆至孔外，測量孔深、孔徑、塌孔位置，根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定注漿用量。注漿時將鉆桿鉆至設計標高后，利用泥漿泵，高壓將水泥漿從長螺旋軸心注入孔底，根據(jù)施工實際情況每隔一定時間提升一次鉆桿，保證鉆頭低于漿面;當注漿量達到計算值時，停止注漿，提升鉆桿至孔外，立即測量成孔深度，并根據(jù)測量數(shù)值及時調整注漿量，直至達到成孔要求為止。四

操作指南任務1：土方開挖及邊坡支護經(jīng)試樁取得技術數(shù)據(jù)后，按以下工序進行正式施工：四

操作指南護坡樁施工工序任務1：土方開挖及邊坡支護（2）成孔：采用長螺旋鉆機，進行間隔式跳位鉆孔施工。鉆桿鉆至設計標高后，將0.5～0.6水灰比的水泥漿利用泥漿泵壓入長螺旋軸心管注入孔底，注漿量達到試樁確定的數(shù)值時，提鉆桿至孔外，及時安放鋼筋籠，并填入適量碎石至漿面下1.0m左右，待沉淀半小時后灌注C25預拌混凝土。（3）鋼筋籠制作：鋼筋籠嚴格按設計圖紙和施工規(guī)范進行綁扎成型，鋼筋籠豎向鋼筋伸至帽梁長度應超過帽梁中線，鋼筋籠成品經(jīng)監(jiān)理檢驗合格后，用吊裝設備（吊車或鉆機）吊放入樁孔。四

操作指南任務1：土方開挖及邊坡支護（4）鋼筋籠吊放：鋼筋籠吊放入孔后，應用吊筋固定，使鋼筋籠與樁孔同心、朝向正確，以滿足鋼筋保護層厚度，達到受力鋼筋位置正確?；游鱾茸o坡樁鋼筋籠應采取分節(jié)吊放焊接的辦法，以避免碰撞高壓電纜。（5）混凝土灌注：鋼筋籠吊放入孔后，用砼罐車通過漏斗灌入孔內;砼標號C25，塌落度控制在12～18cm之間。樁孔上部6.0m采用振搗棒振搗密實。混凝土灌注應符合“混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50204-2015及建筑地基基礎工程施工質量驗收標準》GB50202-2018。（6）帽梁施工：護坡樁樁完成一定數(shù)量后，開始帽梁施工。帽梁施工前應鑿去樁頂浮漿并清理干凈。帽梁鋼筋按設計圖紙綁扎，主鋼筋保護層為20mm，梁內側支鋼模，外側采用土模;混凝土澆注時，采用振搗棒振搗密實。四

操作指南任務1：土方開挖及邊坡支護4.2錨桿支護施工工序與施工要求（1）施工工序：四

操作指南錨桿支護施工工序任務1：土方開挖及邊坡支護（2）錨桿施工場地平整后，錨桿鉆機進場，調整角度，對準孔位中心開始鉆進，鉆至設計深度后，抽出鉆桿，移機至下一個孔位。（3）拉桿采用1860型鋼絞線，桿體中間插入塑料管。鋼絞線拉桿每2.0m米間距設置一個固定支架;拉桿長度為：自由段＋錨固段＋張拉段（0.8～1.0m)。（4）注漿時應采用膠泥或紡織帶封住孔口，水泥漿水灰比為0.5，二次注漿間隔時間為2～4h，注漿壓力不小于0.8Mpa;第一次注漿后將塑料管拔出6～8m,二次注漿后可將塑料管全部拔出，沖洗干凈后重復使用。（5）錨桿注漿強度達到設計強度的70%（約7d）后方可張拉，應首先進行試拉，根據(jù)試拉結果調整或確定鎖定值。錨桿試驗與驗收試驗遵循《建筑基坑支護技術規(guī)程》(JGJ120-2012)，錨桿張拉時錨具與工字鋼之間應加設鋼制角度板。四

操作指南任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展5.1智能技術5.1.1土方開挖智能設備

在本環(huán)節(jié)我們可以使用放樣機器人、高邊坡監(jiān)測系統(tǒng)等設備。

土方開挖智能設備任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展1.2

邊坡支護智能設備任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展5.2作業(yè)評價5.2.1護坡樁質量評定標準：（1）保證項目：①護坡樁所用原材料和混凝土強度必須符合設計要求和施工規(guī)范的規(guī)定。檢驗方法：觀察檢查和檢查材料合格證件及實驗報告。②成孔深度必須符合設計要求，沉渣厚度嚴禁大于200mm。③混凝土澆注充盈系數(shù)應大于1。③澆注后的樁頂標高及浮漿處理必須符合設計要求和施工規(guī)范規(guī)定。檢驗方法：觀察和尺量。（2）允許偏差項目：

護坡樁的允許偏差和檢查方法應符合下表規(guī)定：任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展護坡樁允許偏差項目和檢查方法表項次項目允許偏差（mm）檢查方法1鋼筋籠主筋間距±10尺量2箍筋間距±203直徑±104長度±505保護層厚度≤106樁

孔樁位不大于d/6≤100拉線和尺量7樁徑±208孔深度±509垂直度0.5%吊線和尺量任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展（3）混凝土試塊每臺機器每臺班（限量在100m3以內）的同配合比混凝土取樣不少于一次（包括同條件養(yǎng)護和標準養(yǎng)護各一組試塊)。5.2.2

錨桿支護質量評定標準：（1）保證項目①錨桿所用鋼材、水泥品種、標號、水泥漿的水灰比和外加劑的品種、摻量必須符合設計要求。檢驗方法：觀察和檢查出廠證明及實驗報告。②錨桿的位置、數(shù)量、長度必須符合監(jiān)理部門批準的設計方案和施工規(guī)范的規(guī)定。檢驗方法：觀察和檢查施工記錄。③水泥漿應按設計要求配制，嚴格控制水灰比，注漿壓力不小于1Mpa;注漿充盈系數(shù)不小于1.1。檢驗方法：觀察和檢查施工記錄。任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展④錨桿張拉和施加應力要求：錨固段水泥漿強度大于15Mpa，并達到設計強度等級的75%后方可進行張拉。錨桿張拉至設計荷載的0.9～1.0倍后再按設計要求鎖定。錨桿張拉控制應力不應超過錨桿體強度標準值的0.75倍。檢驗方法：觀察和檢查施工記錄。

（2）允許偏差項目：錨桿的允許偏差項目和檢查方法應符合下表規(guī)定：任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展

錨桿允許偏差項目和檢查方法表項次項目允許偏差（mm）檢查方法1孔位水平方向≤50測斜儀和尺量2垂直方向≤1003偏斜度≤3%4孔深+100~+2005孔徑±10任務1：土方開挖及邊坡支護五

知識拓展（3）水泥漿試塊：①水泥漿強度等級不低于15Mpa。②試塊制作每臺班不少于一組，或每30根錨桿保證做一組。③錨桿驗收實驗按“JGJ120-2012”規(guī)程進行，實驗數(shù)量應取錨桿總數(shù)量的5%，但不得少于3根。3.基坑工程的綠色施工（詳見電子資源1）習題與思考一．選擇題1.場地平整是指將天然地面改造成所要求的設計平面時所進行的土石方施工全過程，厚度在（）mm以內的挖填和找平工作。A100B300C400D5002.基坑（槽）及管溝開挖?；樱ú郏┘肮軠祥_挖是指開挖寬度在3m以內的基槽且長度>寬度（）倍或開挖底面積在20㎡且長為寬3倍以內的土石方工程。A2B3C4D53.土方邊坡的大小主要與土質和（）有關。A開挖深度B開挖方法C邊坡留置時間的長短D邊坡附近的各種荷載狀況及排水情況習題與思考

二.

簡答題1.什么叫土方工程？內容有哪些？2.護坡樁施工工序有哪些？3.形成本工程土方土方工程施工組織設計，并以小組為單位進行匯報。模塊二地基基礎工程施工項目２：土方工程——任務2土方平整與調配2023任務2土方平整與調配

場地平整就是將原始地面改造成滿足人們生產(chǎn)、生活所要求的平面（如滿足后續(xù)建筑場地與已有建筑場地的標高對應關系，滿足整個場地的排水系統(tǒng)要求等），并力求使場地內挖填平衡土方量最小。其主要內容是先進行場地豎向規(guī)劃設計確定設計標高，然后依據(jù)設計標高計算挖、填土方量，最后合理地進行土方調配。一

任務引入任務2土方平整與調配2.1土的工程性質

影響土方工程施工的土的工程性質有土的可松性、滲透性和含水量等。2.1.1

土的可松性

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復成原來的體積，這種性質稱為土的可松性。它對土方平衡調配，基坑開挖時留棄土方量及運輸工具的選擇有直接影響。土的可松性的大小用可松性系數(shù)表示，分為最初可松性系數(shù)和最終可松性系數(shù)。二

知識準備任務2土方平整與調配（1）最初可松性系數(shù)KS自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖成松散狀態(tài)后，其體積的增加，用最初可松性系數(shù)表示。二

知識準備式中，V1——土在自然狀態(tài)下的體積；V2——土經(jīng)開挖成松散狀態(tài)下的體積。土的最初可松性系數(shù)是計算挖掘機械生產(chǎn)率、運土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)。任務2土方平整與調配二

知識準備（2）最終可松性系數(shù)

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖成松散狀態(tài)后，回填夯實后，仍不能恢復到原自然狀態(tài)下體積，夯實后的體積與原自然狀態(tài)下體積之比，用最終可松性系數(shù)表示。式中，V3——土經(jīng)回填壓實后的體積。最終可松性系數(shù)是計算場地平整標高及填方所需的挖方體積等的重要參數(shù)。

各類土的可松性系數(shù)如表1-2所示。任務2土方平整與調配土的可松性系數(shù)參考值二

知識準備土的類別體積增加百分數(shù)可松性系數(shù)最初最終最初最終一類土（種植土除外）8?171?2.51.08?1.171.01?1.03二類土（植物土、泥炭）20?303?41.20?1.301.03?1.04二類土14?282.5-51.14—1.281.02?1.05三類土24?304?71.24?1.301.04?1.07四類土（除外）26?326?91.26?1.321.06?1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33?3711?151.33?1.371.11?1.15五?七類土30?4510?201.30?1.451.10?1.20八類土45?5020?301.45?1.501.20?1.30任務2土方平整與調配2.1.2

土的滲透性

土的滲透性是指土體被水透過的性質，水流通過土中孔隙的難易程度。土的滲透性是用滲性系數(shù)K表示。滲透系數(shù)K值直接影響降水方案的選擇和涌水量計算的準確性。其參考值如表所示土的滲透系數(shù)參考值二

知識準備土的種類K/(m/d)土的種類K/(m/d)亞黏土、黏土<0.1含黏土的中砂及純細砂20?25亞黏土0.1?0.5含黏土的細砂及純中砂35?50含亞黏土的粉砂0.5?1.0純粗砂50?75純粉砂1.5?5.0粗砂夾礫石50?100含黏土的細砂10?15礫石100?200任務2土方平整與調配土的滲透性系數(shù)的實驗室測定方法是由法國學者達西發(fā)明的，根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)水在土中滲流速度V與水力坡度成正比，即V=K×i式中，i——水力坡度，又叫水力梯度，是兩點的水位差與滲流路程之比。二

知識準備任務2土方平整與調配2.1.3

土的含水量

土的含水量是指土中水的質量與固體顆粒質量之比，以百分數(shù)表示，即W=(G1-G2)/G2×100%式中，G1——含水狀態(tài)土的質量；G2——烘干后土的質量（土經(jīng)105°C烘干后的質量）。

土的含水量表示土的干濕程度，是反映土的濕度的一個重要物理指標。含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質量。二

知識準備任務2土方平整與調配

天然狀態(tài)下土層的含水量稱天然含水量，其變化范圍很大，與土的種類、埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關。一般干的粗砂土，其值接近于零，而飽和砂土可達40%;堅硬的黏性土的含水量約小于30%,而飽和狀態(tài)的軟黏性土（如淤泥），則可達60%或更大。一般說來，同一類土，當其含水量增大時，強度就降低。土的含水量超過25%?30%,機械化施工就困難，容易產(chǎn)生打滑和陷車的現(xiàn)象。

在定含水量的條件下，用同樣的夯實工具，可使回填土達到最大密實度，此含水量稱為最佳含水量。常見土的最佳含水量：砂土為8%?12%;粉土為9%?15%;粉質黏土為12%?15%;黏土為19%?23%。二

知識準備任務2土方平整與調配

土方量計算完成后，便可著手土方的調配工作。土方調配，就是對挖土的利用、土方的堆棄和填土的取得這三者之間的關系進行綜合協(xié)調的處理。好的土方調配方案，應該是使土方運輸量或運輸費用達到最小，而且又能方便施工。知識準備任務2土方平整與調配2.土方調配原則（1）應力求達到挖方與填方基本平衡和就近調配，使挖方量與運距的乘積之和盡可能為最小，即使土方運輸量或費用最小。（2）土方調配應考慮近期施工與后期利用相結合的原則，考慮分區(qū)與全場相結合的原則，還應盡可能與大型地下建筑物的施工相結合，以避免重復挖運和場地混亂。知識準備任務2土方平整與調配（3）合理布置挖、填方分區(qū)線，選擇恰當?shù)恼{配方向、運輸線路，使土方機械和運輸車輛的性能得到充分發(fā)揮。（4）好土用在回填質量要求高的地區(qū)。

總之，進行土方調配，必須根據(jù)現(xiàn)場具體情況、有關技術資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法，綜合考慮上述原則，并經(jīng)計算比較,選擇經(jīng)濟合理的調配方案。二

知識準備任務2土方平整與調配3.1利用土的可松性系數(shù)求土方量詳見電子資源23.2場地平整土方量計算步驟場地平整的土方量計算通常采用方格網(wǎng)法。其計算步驟為：3.2.1

確定場地設計標高對小型場地平整時，若對場地標高無特殊要求（不考慮邊坡、泄水坡等），一般可根據(jù)平整前后土方量相等的原則，確定場地設計標高。具體如下。（1）將場地地形圖根據(jù)要求的精度劃分為長10?40m的方格網(wǎng)，如圖11所示。三

任務實施任務2土方平整與調配三

任務實施1-等高線；2-自然地面；3-設計地面

場地設計標高計算示意圖任務2土方平整與調配（2）求出各方格角點的地面標高。地形平坦時，可根據(jù)地形圖相鄰兩等高線的標高，用插入法求得，地形不平坦時，用插入法有較大誤差，可在地面上用木樁打好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測出。（3）根據(jù)挖填平衡的原則，初步確定場地設計標高H。三

任務實施式中，H1——為一個方格僅有的角點標高；H2——為二個方格共有的角點標尚；

H3——為二個方格共有的角點標局；

H4——為四個方格共有的角點標高；

H0——平整后的場地標高；

n——方格數(shù)。任務2土方平整與調配2.2場地設計標高的調整

在進行場地設計時，設計單位應綜合各方面因素確定場地的設計標高，這個設計標高可以是一固定值，但實際上由于排水的要求，場地表面均應有一定的泄水坡度。因此，應根據(jù)場地泄水坡度的要求(單向泄水或雙向泄水），計算出場地內各方格角點實際施工時所采用的設計標高。

（1）單向泄水時，場地各點設計標高的求法。場地用單向泄水時，以設計給定的場地中心線(與排水方向垂直的中心線)標高作為原始標高(見圖2.4),場地內任意一點的設計標高為：三

任務實施任務2土方平整與調配式中Hij——場地內設計確定的標高；

j——該點至場地中心線的距離；

i——場地泄水坡度（不小于2%)（2）雙向泄水時，場地各點設計標高的求法。場地用雙向泄水時，設計給定的場地中心點標高作為原始標高（見圖2.5),場地內任意一點的設計標高為：三

任務實施任務2土方平整與調配式中Lx,Ly——該點距場地中心線x軸、y軸的距離；

ix,iy——場地在下，x，y方向的泄水坡度。例如，圖2.5中場地內H42點的設計標高為：三

任務實施任務2土方平整與調配三

任務實施單/雙向泄水坡度的場地任務2土方平整與調配3.2.3場地填挖高度的標注

將設計標高和自然地面標高分別標注在方格點的右上角和右下角。設計地面標高與自然地面標髙的差值,即各角點的填挖高度，填在方格網(wǎng)的左上角，挖方為（-)，填方為（+)。三

任務實施任務2土方平整與調配

3.2.4計算零點，標出零線

當同一方格的四個角點的施工高度全為“+”或全為“-”時，說明該方格內的土方則全部為填方或全部為挖方。當一個方格中一部分角點的施工高度為“+”，而另一部分為“-”時，說明此方格中的土方一部分為填方，而另一部分為挖方，這時必定存在不挖不填的點，這樣的點叫零點。把一個方格中的所有零點都連接起來，形成的直線或曲線叫零線，即挖方與填方的分界線，如圖1-5所示。三

任務實施任務2土方平整與調配三

任務實施計算零點的位置示意圖任務2土方平整與調配零點的位置按下式計算三

任務實施式中，x1、x2--角點至零點的距離；h1、h2--相鄰兩角點的施工高度，均用絕對值；

a--方格網(wǎng)的邊長。任務2土方平整與調配（1）計算方格網(wǎng)中各方格的土方量按照下表所列公式，分別計算每個方格內的挖方或填方量。三

任務實施任務2土方平整與調配三

任務實施項目圖式計算公式一點填方或挖方（三角形）

當b=c=a時，

二點填方或挖方（梯形）

常用方格網(wǎng)計算公式任務2土方平整與調配三

任務實施三點填方或挖方（五角形）

四點填方或挖方（正方形）

任務2土方平整與調配注：①a—方格網(wǎng)的邊長;b、c—零點到一角的邊長;h1、h2、h3、h4—方格網(wǎng)四角點的填挖高度，用絕對值代人；∑h一填方或挖方髙度的總和，用絕對值代人;V—挖方或填方體積。

②本表公式是按各計算圖形底面積乘以平均施工高程得出的。三

任務實施任務2土方平整與調配3.2.5邊坡土方量計算

為保證場地的挖方區(qū)和填方區(qū)土壁的穩(wěn)定和施工安全，挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡。如圖1-11所示為場地邊坡的平面示意圖，從圖中可以看出，邊坡的土方量可以劃分為兩種近似的幾何形體進行計算，一種為三角形棱錐體（如圖中①②③)，另一種為三角棱柱體（如圖中的④)。三

任務實施任務2土方平整與調配三

任務實施場地邊坡的平面示意圖任務2土方平整與調配（1）三角形棱錐體邊坡體積例如圖2.8中①的體積為三

任務實施式中，L1——邊坡①的長度（m);F1——邊坡①的端面積（m2);h2——角點的挖土高度m——邊坡的坡度系數(shù)。任務2土方平整與調配（2）三角棱柱體邊坡體積當兩端橫斷面面積相差不大時，其體積為:三

任務實施任務2土方平整與調配當兩端橫斷面面積相差很大時，其體積為:三

任務實施式中， L4--邊坡④的長度（m);F3,F5,F0--邊坡④的兩端及中部橫斷面面積。任務2土方平整與調配3.2.6計算土方總量將挖方區(qū)（或填方區(qū)）的所有方格土方量和邊坡土方量匯總后即得場地平整挖（填）方的工程量。三

任務實施任務2土方平整與調配3.土方調配的步驟土方調配的步驟主要包括劃分調配區(qū)（繪出零線）一計算調配區(qū)之間的平均運距一確定初始調配方案一判別、優(yōu)化方案一繪制土方調配圖表。（1）劃分調配區(qū)調配區(qū)的劃分應注意以下幾點。①調配區(qū)的劃分應該與房屋和構筑物的平面位置相協(xié)調，并考慮它們的開工順序、工程的分期施工順序。三

任務實施任務2土方平整與調配②調配區(qū)的大小應該滿足土方施工主導機械的技術要求。③調配區(qū)的范圍應該和土方工程量計算用的方格網(wǎng)協(xié)調，通?？捎扇舾蓚€方格組成。④當土方運距較大或場內土方不平衡時，可就近借土或棄土，借土區(qū)或棄土區(qū)可作為一個獨立的調配區(qū)。調配區(qū)的劃分盡可能與大型地下建筑物的施工相結合，避免土方重復開挖。三

任務實施任務2土方平整與調配（2）計算調配區(qū)之間的平均運距

平均運距是指挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)土方重心的距離。當填、挖方調配區(qū)之間的距離較遠，采用汽車、自行式鏟運機及其他運土工具沿工地道路或規(guī)定路線運土時，其運距應按實際情況進行計算。

先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標義^匕。為簡化計算，可用作圖法近似求出調配區(qū)平面的形心位置以代替重心位置。取場地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標軸，則三

任務實施任務2土方平整與調配式中，xi、yi—i塊方格的重心坐標；

vi—i塊方格的土方量。重心求出后，標于相應的調配區(qū)圖上，求出每對調配區(qū)的平均運距。則填、挖方區(qū)之間的平均運距L0為三

任務實施任務2土方平整與調配式中，XOT、YOT—填方區(qū)的重心坐標；

XOW、YOW—挖方區(qū)的重心坐標。（3）確定初始調配方案確定最優(yōu)調配方案常用“表上作業(yè)法”求解。（4）判別方案--優(yōu)化方案--繪制土方調配圖（具體操作見電子資源3）三

任務實施任務2土方平整與調配四

知識拓展4.1智能計算土方量

目前平整土方算量的軟件有飛時達、CASS、revit、Civil3D等，本次課程主要介紹用軟件

Revit算土方工程量。任務2土方平整與調配知識拓展

如下圖所示，建立了一個地形表面。地形表面可以通過添加高程點的方式建立，也可以導入等高線圖或記錄高程點的文本進行創(chuàng)建。

接著選中這個地形表面，在屬性欄中將其“階段”屬性的值修改為“現(xiàn)有類型”，如下圖所示。任務2土方平整與調配四

知識拓展

將階段修改為現(xiàn)有類型的目的是把地形表面設置為原始地貌。接著在“體量和場地”選項卡中找到“平整區(qū)域”命令，如下圖所示。任務2土方平整與調配四

知識拓展

接下來在彈出的對話框中有兩種平整區(qū)域的方式供我們選擇，如下圖所示。第一種是創(chuàng)建與現(xiàn)有地形表面完全相同的新地形表面后再平整區(qū)域，第二種是僅基于周界點新建地形表面后再平整區(qū)域。兩種方式的區(qū)別在于，第一種方式會保留我們創(chuàng)建原始地形時放置的地形表面內部高程點，新的地形表面會受到我們平整區(qū)域所添加的點、原始地貌內部點和周界點的影響；第二種方式不會保留內部點，新的地形表面僅受我們平整區(qū)域所添加的點、原始地貌周界點的影響。這里可以根據(jù)自己的需求進行選擇。任務2土方平整與調配四

知識拓展

比如此處選擇“僅基于周界點新建地形表面”，接著選擇需要平整區(qū)域的地形表面。接下來的操作與新建地形表面類似，可以選擇放置點、導入等高線圖、導入高程點文件來新建地形，如下圖所示為平整區(qū)域完成后的地形。任務2土方平整與調配四

知識拓展

接著選中平整完成后的地形表面，在屬性欄中可以看到新的地形表面在原地貌的基礎上凈剪切/填充多少土方，如果數(shù)值為正，表明總的需要填充該數(shù)值的土方。如果數(shù)值為負，表明總的需要挖掉該數(shù)值的土方，如下圖所示。任務2土方平整與調配四

知識拓展

此外，我們還可以創(chuàng)建地形明細表來統(tǒng)計土方工程量，并且把明細表的階段過濾器設置為完全顯示，這樣就不會統(tǒng)計原始地貌，如下圖所示。任務2土方平整與調配四

知識拓展

此時，如果給地形中添加建筑地坪，明細表也會對應統(tǒng)計到因為建筑地坪而填充或挖掉的土方，如下圖所示。習題與思考一、選擇題1.從建筑施工的角度，其中根據(jù)（），可將土石分為八類。A.粒徑大小

B.承載能力

C.堅硬程度

D.孔隙率2.根據(jù)土的可松性，下面正確的是（

）。A.V,>V3>V2 B.V,<V3<V2 C.y,>V2>V3 D.v,<v2<v33.場地平整前，必須先確定（

）。A.挖填方工程量

B.選擇土方機械C.場地的設計標高

D.擬定施工方案習題與思考二、簡答題1.土方調配的原則是什么？2.影響填土壓實質量的主要因素是什么？三計算題1.一基坑深5m，基坑底長50m,寬40m,四邊放坡，邊坡坡度1：1,問挖土土方量為多少？若地坪以下混凝土基礎的體積為3500m3,則回填土為多少？多余土外運，如

用斗容量6m3的汽車運土，問需運多少次？已知土的最初可松性系數(shù)&=1.12,最終可松

性系數(shù)K=1.05。2.根據(jù)本工程地形條件，請運用軟件進行土方平衡與土方調配。主要編寫人：付彬彬

劉曉林

主要編寫人單位：赤峰應用職業(yè)技術學院

赤峰學院

模塊二地基基礎工程施工項目２：土方工程——任務3：地下降水2023一地下降水方法二輕型井點降水設計三輕型井點降水施工四其他井點降水施工疑問1：為什么降雨的時候，山體容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象？疑問2：被浸泡過的土體、半濕狀的土體和干土體三者哪個更容易揉捏變形？基坑降水概念基坑降水是指在開挖基坑時,地下水位高于開挖底面,地下水會不斷滲入坑內，為保證基坑能在干燥條件下施工,防止邊坡失穩(wěn)、基礎流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承載力下降而做的降水工作。

地下降水方法

一1.地下降水分類井點降水集水井降水集水井降水施工方法是在基坑或溝槽開挖時，在坑底設置集水井，沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，使水由排水溝流入集水井內，然后用水泵抽出坑外。井點降水是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數(shù)量的濾水管(井)，在基坑開挖前和開挖過程中，利用真空原理，不斷抽出地下水，使地下水位降低至坑底以下。1-排水溝；2-集水井；3-水泵；4-基礎邊線；5-原地下水位線；6-降低后地下水位線1-地面；2-水泵；3-總管；4-井點管；5-濾管；6-降落后的水位；7-原地下水水位；8-基坑底2.集水井降水排水溝及集水井布置(1)布置在距擬建建筑物基礎邊凈距0.4m以外，排水溝離開坡腳不小于0.3m，在基坑四角或每隔30~40m設置1個集水井(坑)；(2)集水井(坑)排水溝底面應比挖土面低0.3~0.4m，比溝底低0.5m；(3)溝、井截面根據(jù)排量確定；1-排水溝；2-集水井；3-水泵；4-基礎邊線；5-原地下水位線；6-降低后地下水位線(4)基礎較深或地下水位較高時，應分層明排或導排法。3.排水設備的選用

—為安全系數(shù)，一般取2；

—基坑涌水量(m/d)；

—包括揚水、吸水及各種阻力造成的水頭損失在內的總高度(m)；

—水泵功率，0.4~0.5；—動力機械效率，0.78~0.85排水所用機具主要為離心泵、潛水泵和泥漿泵。選用水泵類型時，一般取水泵排水量為基坑涌水量的1.5~2.0倍。排水所需水泵功率按下式計算：3.井點降水——井點降水分類輕型井點電滲井點利用電滲現(xiàn)象能有效地把細粒土中的水抽吸排出，適用于滲透系數(shù)很小的細顆粒土管井井點排水量大、排水效果好、設備簡單、易于維護噴射井點降低水位深度大，適用的土層滲透系數(shù)與輕型井點相同施工簡單、安全、經(jīng)濟，特別適用于基坑面積不大，降低水位不深的場合井點類型主要包括輕型井點、噴射井點、電滲井點和管井井點。井點類型主要包括輕型井點、噴射井點、電滲井點和管井井點，一般根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設備條件及經(jīng)濟性選用，見下表。4.井點降水表

1井點降水適用范圍項次井點類別土層滲透系數(shù)(m/d)降低水位深度(m)適用土質1單層輕型井點0.1～503～6黏質粉土、砂質粉土、粉砂、含薄層粉砂的粉質黏土2多層輕型井點0.1～506～12黏質粉土、砂質粉土、粉砂、含薄層粉砂的粉質黏土3噴射井點0.1～28～20黏質粉土、砂質粉土、粉砂、含薄層粉砂的粉質黏土4電滲井點<0.15～6黏土、粉質黏土5管井井點20～200根據(jù)選用的水泵而定黏質粉土、粉砂、含薄層粉砂的粉質黏土、各類砂土、礫砂6深井井點10～250>15黏質粉土、粉砂、含薄層粉砂的粉質黏土、各類砂土、礫砂4.1、輕型井點降水輕型井點降水是沿基坑四周以一定間距埋入直徑較小的井點管至地下蓄水層內，井點管上端通過彎聯(lián)管與集水總管相連，利用抽水設備將地下水通過井點管不斷抽出，使原有地下水位降至基底以下。輕型井點降水基本原理1-地面；2-水泵；3-總管；4-井點管；5-濾管；6-降落后的水位；7-原地下水水位；8-基坑底

輕型井點設備由管路系統(tǒng)和抽水設備等組成。管路系統(tǒng)由濾管、井點管、彎聯(lián)管和總管組成，抽水設備常用的是真空泵設備和射流泵設備。濾管為進水設備，其構造是否合理對抽水設備影響很大。輕型井點降水設計

二1.降水井布置——平面布置根據(jù)基坑形狀，輕型井點可采用單排布置、雙排布置、環(huán)形布置以及U型布置。輕型井點平面布置(c)環(huán)形布置(b)雙排布置（a）單排布置

(d)U型布置1.降水井布置——高程布置

高程布置就是確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋設面的距離主要考慮降低后的水位應控制在基坑底面標高以下，保證坑底干燥。輕型井點高程布置(b)雙排布置（a）單排布置

井點管埋深(不包括濾管)：式中：—井點管埋深；—總管埋設面至基底

的距離(m)；—基底至降低后的地下水水位線的距離(m)，一般取0.5~1.0m；—水力坡度，對單排井點取1/4，對環(huán)形井點取1/10；—井點管至基坑中心的水平距離，當井點管為單排布置時，L為井點管至對邊坡角的水平距離(m)。2.涌水量計算——降水井的類型降水井的類型按照濾管與不透水層的關系分為：完整井和非完整井，完整井即為井底到達含水層下面的不透水層頂面的井，否則稱為非完整井。按照是否承壓水層將降水井分為承壓井和無壓井。地下水垂直分布及水井分類1-承壓完整井；2-承壓非完整井；3-無壓完整井；4-無壓非完整井2.涌水量計算——潛水完整井基坑涌水量計算

根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》(JGJ120-2012)的規(guī)定，群井按大井簡化時，均質含水層潛水完整井的基坑降水總涌水量可按下列公式計算：均質含水層潛水完整井簡化的基坑涌水量計算簡圖—基坑降水的總涌水量；—滲透系數(shù)(m/d)；—基坑水位降深(m)；—降水影響半徑(m)，應按現(xiàn)場抽水試驗確定；—沿基坑周邊均勻布置的降水井群所圍面積等效圓的半徑式中：2.涌水量計算——井點管數(shù)量和井點間距計算井點管數(shù)量計算，按下式計算：—基坑降水的總涌水量；—設計單井出水量；式中：井點管間距根據(jù)布置的井點總管長度及井點管數(shù)量按下式計算：式中：L為總管長度(m)。輕型井點出水量可按36~60(m3/d)確定。當無經(jīng)驗數(shù)據(jù)時，設計單井出水量也可按經(jīng)驗公式確定：—滲透系數(shù)(m/d)；—過濾器進水部分長度(m)；式中：—為過濾半徑；輕型井點降水施工三1.施工準備技術準備材料準備(1)井點管及設備已購置，材料已備齊，并已加工和配套完成；(2)填孔用的粗砂、碎石、封口黏土已準備。作業(yè)條件準備(1)地質勘探資料齊全；(2)基礎施工圖紙齊全；(3)已編制施工組織設計；(4)現(xiàn)場三通一平工作已完成，并設置排水溝。施工機械(1)井點降水設備。離心泵、真空泵、供電電源、備用發(fā)電機等；(2)施工設備。包括沖孔機械、撬棍、手推車等。(1)編制降水施工組織設計或降水專項施工方案；

(2)進行技術交底。施工準備包括技術準備、施工機械、材料準備和作業(yè)條件準備。3.操作要點1、排放總管——按設計要求挖設總管溝槽，安裝總管。2、埋設井點管——井點管的埋設一般用水沖法進行，并分為沖孔與埋管兩個過程。井點管埋設布置沖孔埋管1-沖管；2-沖嘴；3-膠管；4-高壓水泵；5-壓力表；6-起重機吊鉤；7-井點管；8-濾管；9-填砂；10-黏土封口3.操作要點3、地面抽水系統(tǒng)安裝——用彎聯(lián)管將井點管與總管接通，將集水總管與抽水設備相連接，接通電源，即可進行試抽水，以檢查有無漏氣現(xiàn)象。4、試抽驗收——井點系統(tǒng)安裝完畢，應及時進行試抽水，核驗水位降深、抽水量管路連接質量、井點出水和水泵真空度等情況。試抽后如無異常，即可組織現(xiàn)場驗收。當發(fā)現(xiàn)出水渾濁時，應查明原因及時處理，嚴禁長期抽吸渾水，驗收合格后應觀測靜止水位高程作為起算水位降深的依據(jù)。5、井點運行——井點運行后要求連續(xù)工作，應準備雙電源以保證連續(xù)抽水，并檢查井點系統(tǒng)運行情況。如通過檢查發(fā)現(xiàn)井點管淤塞太多，嚴重影響降水效果時，應逐個用高壓水反沖洗井點管或拔除重新埋設。6、井點拆除(1)井點拆除。地下結構物竣工并將基坑進行回填士后，方可拆除井點系統(tǒng)。多借助于倒鏈、起重機等拔出井點，起拔時吊鉤應保持在井管的延長線上順勢進行，以免將井管強行拉斷。所留孔洞用砂或土填塞。(2)井點管保養(yǎng)。井點管在工地指定的場所沖洗、油漆保養(yǎng)，堆放整齊以備再用。實例分析任務1：輕型井點降水設計1、工程條件某工程開挖一矩形基坑，基坑底寬為12m，長為16m，基坑深為4.5m，挖土邊坡坡度為1：0.5。經(jīng)地質勘探，天然地面以下為1.0m厚的黏土層，其下有8m厚的中砂，滲透系數(shù)K=12m/d。再向下，即離天然地面9m以下不透水的黏土層。地下水水位在地面以下1.5m。若采用輕型井點降低地下水水位，試進行井點系統(tǒng)設計。實例分析2、井點系統(tǒng)布置依據(jù)工程地質、水文地質勘察資料以及基坑的施工設計文件，為使總管接近地下水水位且不影響地面交通，考慮到天然地面以下1.0m內的土質為有內聚力的黏土層，將總管埋設在地面下0.5m處，即先挖0.5m的溝槽，然后在槽底鋪設總管。此時基坑上口平面尺寸A×B為

依據(jù)基坑尺寸，井點系統(tǒng)布置成環(huán)狀，但為使反鏟挖土機和運土車輛有開行路線，在地下水的下游方向一般布置成端部開口(本例開口7m)，另考慮總管距離基坑邊緣1.0m，則總管長度為基坑長邊上布置的井點管至基坑中心的水平距離為基坑中心要求降水深度為采用一級輕型井點，井點管的埋設深度H(不包括濾管)按下式計算：

所用井點管長為6.0m，直徑為51mm，濾管長度為1.0m。井點管露出地面0.2m，以便與總管連接。埋入土中5.8m(不包括濾管)，大于5.4m。此時基坑中心實際降水深度應修正為井點管及濾管總長為6.0+1.0=7.0(m)，濾管底部距不透水層為故可按無壓非完整井環(huán)狀井點系統(tǒng)計算。實例分析3、涌水量計算基坑中心實際降水深度井點管中水位降落值有效含水深度H0查表獲得，由則實際含水層厚度，由于，取抽水影響半徑R按下式計算由于，故矩形基坑環(huán)狀井點系統(tǒng)的假想圓半徑按下式計算：將以上各值代人式(1.6)，得實例分析4、確定井點管數(shù)量及井點管間距單根井點管的最大出水量按下式計算：井點管數(shù)量為，取41根。井點管最大間距：因為實際采用的井點管間距D應當與總管上接頭尺寸相適應，故取井距為1.6m，則井點管數(shù)量應為取46根。在基坑四角處的井點管應加密，如考慮每個角加2根管，最后實際采用46+8=54(根)，布置圖見下圖。實例分析5、選擇抽水設備抽水設備所帶動的總管長度為80m，可選用W5型千式真空泵一套，水泵所需流量：水泵吸水揚程：根據(jù)Q及Hs查表可得，選用3B33型離心泵。實際施工選用2臺，1臺備用。其他井點降水施工四1.噴射井點降水施工噴射井點降水的工藝流程為：設置泵房，安裝進排水總管水沖法或鉆孔法成井安裝噴射井點管、填濾料接通過水、排水總管，與高壓水泵或空氣壓縮機接通各井點管外管與排水管接通，通到循環(huán)水箱啟動高壓水泵或空氣壓縮機抽水離心泵排除循環(huán)水箱中多余水觀測地下水位1.噴射井點降水施工噴射井點降水的施工要點：要點2要點3井點管與孔壁之間填灌濾料(粗砂)?？卓诘教罟酁V料之間用黏土封填，封填高度為0.5~1.0mm。每套噴射井點的井點數(shù)不宜超過30根。井點使用時，水泵的啟動泵壓不宜大于0.3MPa。正常工作水壓為0.25P0(揚水高度)。要點1井點管的外管直徑宜為73~108mm，內管直徑宜為50~73mm，濾管直徑為89~127mm。井孔直徑不宜大于400mm，孔深應比濾管底深1m以上。要點4每根噴射井點管埋設完畢，必須及時進行單井試抽，排出的渾濁水不得回人循環(huán)管路系統(tǒng)，試抽時間要持續(xù)到水由渾濁變清為止。噴射井點系統(tǒng)安裝完畢，亦需進行試抽，不應有漏氣或翻砂冒水現(xiàn)象。2.管井降水施工

管井井點是沿基坑每隔一定距離設置一個管井，或在坑內降水時每隔一定距離設置一個管井，每個管單獨用一臺水泵不斷抽取管井內的水來降低地下水位。2.管井降水施工管井降水的工藝流程為：準備工作鉆機進場定位安裝成孔后沖孔換漿下井管稀釋泥漿洗井合理安排排水管路及電纜電路試抽水正式抽水開孔下護口管鉆進填砂止水封孔試抽水位與流量記錄2.管井降水施工——井點定位1、根據(jù)降水設計方案提供的井位圖、地下管線分布圖及甲方提供的坐標控制點，施放降水井井位，正常情況下井位偏差不宜大于0.5m。井位應設立顯著標志，必要時用鋼纖打入地面以下300mm，并灌石灰粉作標記。定井位后應挖探坑以查明井位處有無地下管線、地下障礙物，挖探坑的平面尺寸應和鉆孔鋼護筒相近(稍大一點)，深度必須以挖（或釬探）到地層原狀土為準。2、常用工具：水準儀、全站儀2.管井降水施工——挖泥漿池及深坑(l)布置原則：泥漿池布置在施工面內。(2)尺

寸：每個施工面內設置一個泥漿池循環(huán)系統(tǒng)(泥漿池包括造漿池、沉淀池及凈化處理系統(tǒng))。截面尺寸統(tǒng)一為50m*3m*1.5m。2.管井降水施工——鉆孔1.埋設護筒：為避免鉆進過程中循環(huán)水流將孔口回填土沖塌，鉆孔前必須埋設鋼護筒。護筒外徑1.0m，深度視地層情況而定。在護筒上口設進水口，并用粘土將護筒外側填實。護筒必須安放平整，護筒中心即為降水井中心點。2.樁機就位：樁機就位時需用水準儀找平，做到穩(wěn)固、周正、水平，以保證鉆進過程中的鉆機穩(wěn)定。起落鉆塔必須平穩(wěn)、準確。鉆機就位偏差應小于20mm，鉆塔垂直度偏差應小于1%。不埋設護筒可以直接鉆孔嗎？2.管井降水施工——鉆孔鉆孔過程中要隨時觀察沖洗液的流損變化，水的補充要隨沖洗液的流損情況及時調整，一般應保持沖洗液面不低于井口下1米，當鉆遇卵石層，沖洗液大量流失時，應加大補水量，必要時應投入適量的泥土形成一定粘度的泥漿以控制沖洗液漏失，防止塌孔事故。鉆進中發(fā)現(xiàn)塌孔、斜孔時應及時處理?？s孔時應經(jīng)常提動鉆具修擴孔壁，每次沖擊時間不宜過長，防止卡鉆。用反循環(huán)鉆機向下鉆孔，鉆至要求深度。當遇有隔水粘土層時，為了防止沖擊成孔時在孔壁形成泥皮，影響水井出水量，在成孔后要進行二次擴孔，擴孔直徑比設計直徑大50－100mm。思考：泥漿在鉆進過程中有什么作用，可以用清水鉆進嗎？可以用黏質粉土、砂質粉土、粉砂來造漿嗎？2.管井降水施工——下井管1.檢查井管有無殘缺、斷裂及彎曲情況。下管前應檢查井管是否已按設計要求包纏尼龍紗網(wǎng)；無砂水泥管接口處要用塑料布包嚴，鋼筋濾水管上下段焊接時，鋼管或袖頭連接處要打坡口，以保證井管的垂直度并焊接嚴實。2.將底層管堵與第一節(jié)井管接口接上。3.將提升用鋼絲繩一頭固定在井字架上，另一頭套住管堵凹槽穩(wěn)定后下降。4.使井管居于井孔正中，避免傾斜，并固定。5.下降第二節(jié)井管時，注意連接的接口，動作要輕緩。6.井管安放應力求垂直并位于井孔中間；管頂部比自然地面高300mm左右。井管過濾部分應放置在含水層適當?shù)姆秶鷥取?—濾水井管;2—14mm鋼筋焊接骨架;3—14mm×30mm鐵環(huán)@250mm;4-10號鐵絲墊筋@250mm焊于管骨架上，外包孔眼1~2mm鐵絲網(wǎng);5—沉砂管;6—木塞;7—吸水管;8—100~200mm鋼管;9—鉆孔;10—夯填黏土;11—填充砂礫，12—抽水設備2.管井降水施工——填濾料安裝完井管后，在無砂濾水井管外側與井壁之間填礫料(濾料)。1.碎石應緩慢填入，防止沖歪井管，一次不可填入過多，粒徑為2～5mm，含泥量＜5%。2.井管下入后，及時在井管與土壁間填充碎石填料。不得用裝載機直接填料，應用鐵鍬下料，以防分層不均勻和沖擊井管，填料要一次連續(xù)完成。3.接近井口1.50m處，用粘土封嚴，以防地面水、雨水流入。2.管井降水施工——洗井沖擊成孔的降水井一般都采用泥漿鉆進，洗井應在下管填礫后8小時內進行，以免時間過長，影響降水效果。將空壓機空氣管及噴嘴放進井內，先洗上面井壁，然后逐漸將水管下入井底。工作壓力不小于0.7mpa，排風量大于6m3/min。2.管井降水施工——抽水1.制定排水方案：排水施工原則（1）利用城市排水系統(tǒng)排水（2）排水方式：施工排水方式采用集水管分散收集，根據(jù)排放線路的排量，以分散排除的方式，做到各點排水暢通，確保土建施工安全。（3）排水參數(shù)的選定（4）對排放井的加固維修與清淤（5）排放口的選定。2.排水管線及電纜敷設施工：潛水泵在安裝前，應對水泵本身和控制系統(tǒng)作一次全面細致的檢查。檢驗電動機的旋轉方向，各部位螺栓是否擰緊，潤滑油是否加足，電纜接頭的封口有無松動，電纜線有無破壞折斷等情況。主電源線路沿深井排水管路設置。安裝完畢應進行試抽水，滿足要求后始轉入正常工作。3.試抽水：觀察抽水是否正常4.正式抽水:基坑降水停止時間沒有規(guī)范要求，主要是設計考慮基礎的抗浮能力、后澆帶的施工情況，一般設計會給出停止降水的時間或達到什么部位可以停止降水（一般有基礎完成、基礎上部回填土完成、上部主體結構完成多少后停止降水）。2.管井降水施工——封井降水工程結束后：填碎石，澆注C20厚1000mm砼封堵井口。問題搶答環(huán)節(jié)：1、降水應該分___次進行，各次降深間的差值宜相等，降深達到最大降水深后的連續(xù)時間不少于___小時。2、在抽水過程中，特別是________時，應檢查有無_____，可通過___________________是否潮濕等方法進行檢查。如“死井”數(shù)量超過10%，則嚴重影響降水效果，應及時采取措施，采用________處理。

3、達到什么條件情況下，可以停止降水。開始抽水32基礎完成且具有抗浮能力、基礎上部回填土完成、上部主體結構完成后方可停止降水淤堵管內水流聲、管子表面高壓水反復沖洗實訓任務任務2：完成管井的施工作業(yè)（3分鐘）（1）完成到抽降水試驗前的主體施工作業(yè)（2）截屏作為任務完成的憑證（3）關注文字部分知識內容描述，實訓結束后進行問題搶答。

知識拓展——回灌井點法輕型井點降水有許多優(yōu)點在基礎施工中廣泛應用，且影響范圍較大，影響半徑可達百米甚至數(shù)百米，同時會導致周圍土壤固結而引起地面沉陷。因此，當基坑外地下水位降幅較大、基坑周圍存在需要保護的建(構)筑物或地下管線時宜采用回灌井點法?；毓嗑c是在降水井點與要保護的已有建(構)筑物之間打一排井點，在井點降水的同時，向土層中灌入足夠數(shù)量的水，形成一道隔水帷幕，使井點降水的影響半徑不超過回灌井點的范圍，從而阻止回灌井點外側的建(構)筑物下的地下水流失。為了防止降水和回灌兩井相通，回灌井點與降水井點之間應保持一定的距離，一般不宜小于6m，否則基坑內水位無法下降，失去降水的作用。回灌井點的深度一般應控制在長期降水曲線下1m，并應設置在滲透性較好的土層中。為了觀測降水及回灌后四周建筑物、管線的沉降情況及地下水水位的變化情況，必須設置沉降觀測點及水位觀測井，并定時測量記錄，以便及時調節(jié)灌、抽量，使灌、抽基本達到平衡，確保周圍建筑物和管線等的安全。知識拓展——地下水位監(jiān)測為了解地下降水對周圍地下水位的影響范圍和影響程度，防止基坑工程施工中坑外水土流失或重要工程或降水工地周圍有較為重要的需要保護的建筑物和地下管線時，應該進行水位監(jiān)測。當采用輕型井點、噴射井點降水時，水位監(jiān)測點宜布置在基坑中央和周邊拐角處，監(jiān)測點數(shù)量視具體情況確定，水位監(jiān)測管的埋置深度應在最低設計水位之下3~5m；當采用管井降水時，水位監(jiān)測點宜布置在基坑中央和兩相鄰降水井的中間部位。對于需要降低承壓水水位的基坑工程，水位監(jiān)測管埋置深度應滿足降水設計要求?；油獾叵滤槐O(jiān)測點應沿基坑周邊、保護對象周邊或在兩者之間布置，監(jiān)測點間距宜為20~50m。相鄰建(構)筑物、重要地下管線或管線密集處應布置水位監(jiān)測點；如有隔水帷幕，宜布置在其外側約2m處?；毓嗑c觀測井應設置在回灌井點與被保護對象之間。地下水位監(jiān)測宜采用通過孔內設置水位管，采用水位計等方法進行測量，監(jiān)測精度不宜低于10mm。檢驗降水效果的水位觀測井宜布置在降水區(qū)內，采用輕型井點管降水時可布置在總管的兩側，采用管井降水時應布置在兩孔管井之間，水位孔深度宜在最低設計水位下2~3m。潛水水位管應在基坑施工前埋設，濾管長度應滿足測量要求。水位管埋設后，應逐日連續(xù)觀測水位并取得穩(wěn)定初始值。習題與思考思考題基坑降水的方法有哪些？其適用范圍如何？輕型井點設備由哪些組成？管路系統(tǒng)包括哪些？試述輕型井點的安裝方法及施工要求。根據(jù)地下水有無壓力，水井可以分為哪些？根據(jù)水井底部是否達到不透水層，水井可以分為哪些類型？計算設計題某基礎底部尺寸為35×16m，底面標高為-4.6m，已知地下水位標高為-1.5m，不透水層標高為-15.0m，基坑邊坡1：0.5。擬采用輕型井點降水。試：（1）繪制井點系統(tǒng)平面和高程布置；（2）計算基坑中心降水深度。模塊二地基基礎工程施工項目3：基礎工程——任務1：地基處理與淺基礎2023課件制作者：付彬彬

任務1：地基處理與淺基礎

地基是指基礎底面下的土層,建筑物荷載作用下基底下方產(chǎn)生的變形不可忽略的那部分土層。

基礎是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結構。

任何建筑物都必須有可靠的地基和基礎。建筑物的全部重量(包括各種荷載)最終將通過基礎傳給地基，所以，對某些地基的處理及加固就成為基礎工程施工中的一項重要內容。

一

任務引入任務1：地基處理與淺基礎2.1地基處理2.1.1地基處理原理

任何建（構）筑物的荷載最終將傳遞給地基并由地基承擔。地基是指承托建（構）筑物基礎的有限面積內的土層。當?shù)鼗某休d力不足、壓縮性過大，或滲透性不能滿足要求時，就需要針對不同的土質情況，對地基進行處理以提高地基的承載力和穩(wěn)定性，減小地基變形，防止?jié)B透破壞，保證建筑物正常使用的要求。二

知識準備任務1：地基處理與淺基礎2.1.2地基處理綜合措施

地基處理的核心是處理方法的正確選擇與實施。而對某一具體工程來講，在選擇處理方法時需要綜合考慮各種影響因素，如建筑物的體型、剛度、結構受力體系、建筑材料和使用要求，荷載的大小、分布和種類，基礎的類型、布置和埋深，基底壓力、天然地基承載力、穩(wěn)定安全系數(shù)、變形容許值，以及地基土的類別、加固深度、上部結構要求、周圍環(huán)境條件、材料來源、施工工期、施工隊伍技術素質與施工技術條件、設備狀況和經(jīng)濟指標等。

對地基條件復雜、需要應用多種處理方法的重大項目，還要詳細調查施工區(qū)內地形及地質成因、地基成層狀況、軟弱土層厚度、不均勻性和分布范圍、持力層位置及狀況、地下水情況及地基土的物理和力學性質；施工中需考慮對場地及鄰近建筑物可能產(chǎn)生的影響、占地大小、工期及用料等。只有綜合分析上述因素，堅持技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質量的原則擬定處理方案，才能獲得最佳的處理效果。二

知識準備任務1：地基處理與淺基礎

根據(jù)建（構）筑物的要求和天然地基條件確定地基是否需要處理。如果天然地基能滿足建（構）筑物對地基的要求時，應該盡量采用天然地基。如果天然地基不能滿足建（構）筑物對地基的要求，應結合上部結構、基礎、地基的共同作用來考慮地基處理方案。在考慮加固地基的同時還需要考慮建筑物上部結構體型是否合理、整體剛度是否足夠等。

擬定地基加固處理方案時，應考慮地基與上部結構共同工