1、本章主要学习内容本章主要学习内容土的工程性质土的工程性质场地平整的基本原则和设计标高的确定场地平整的基本原则和设计标高的确定土方调配的基本原则和土方量的计算土方调配的基本原则和土方量的计算流沙现象产生的条件和原因及治理措施流沙现象产生的条件和原因及治理措施轻型井点的平面和高程布置及计算轻型井点的平面和高程布置及计算边坡的稳定性和支护方法边坡的稳定性和支护方法土方机械的功能和选择土方机械的功能和选择填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。（12）土的可松性：土的可松性：V2V2V3V3V1V1土的最初可松性系数：土的最初可松性系数：土的最后可松性系数：
2、土的最后可松性系数：注：注：KsKsKsKs1.01.0（式中：（式中：V1V1自然状态下土的体积；自然状态下土的体积；V2V2开挖后开挖后的松散体积；的松散体积；V3V3回填压实后的体积。）回填压实后的体积。）问问 *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？13VVKS12VVKS掌握概念掌握概念n可松性系数的作用：可松性系数的作用：n土的最初可松性系数：土的最初可松性系数：计算土方体积、装运车辆及选择挖土机械数量的主要参数；n土的最终可松性系数：土的最终可松性系数：计算填方所需挖土工程量的主要参数。（13）土的渗透性
3、）土的渗透性 土体孔隙中土体孔隙中的自由水在重力作的自由水在重力作用下会透过土体运用下会透过土体运动，这种被水透过动，这种被水透过的性质称为的性质称为土的渗土的渗透性透性。掌握概念掌握概念单位时间渗水量：单位时间渗水量：渗流速度：渗流速度：(H-H-水头差水头差;L-L-渗流路径长度渗流路径长度;A-A-土体横截面积土体横截面积)土渗透性比较土渗透性比较：粘土粉土砂土砾石粘土粉土砂土砾石n渗透系数渗透系数K与土的颗粒级配，密实程度等有关，由实验确定。v渗透系数渗透系数K的作用：的作用：v1）选择各种人工降低地下水位方法的依据；v2）分层填土时，确定相邻两层结合面形式的依据。1.2 1.2 场地
4、平整土方量计算与调配场地平整土方量计算与调配场地平整主要包含三个步骤：主要包含三个步骤：u场地设计标高的确定场地设计标高的确定场地初步设计标高的计算场地初步设计标高的计算场地设计标高的调整场地设计标高的调整u土方量计算土方量计算确定零线确定零线挖填方的分界线挖填方的分界线计算各区格土方量计算各区格土方量计算挖方和填方总工程量计算挖方和填方总工程量u土方调配的规划土方调配的规划1.2.1 1.2.1 场地设计标高的确定场地设计标高的确定 （1 1）场地设计标高的确定原则：）场地设计标高的确定原则：主要考虑因素主要考虑因素:满足工艺和运输的要求满足工艺和运输的要求尽量利用地形，减少挖填方量尽量利用
5、地形，减少挖填方量场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少有一定的泄水坡度（有一定的泄水坡度（0.0020.002），满足排水要），满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。求，并考虑最大洪水水位的影响。挖、填土方量平衡挖、填土方量平衡关键关键 （2 2）初步计算场地设计标高）初步计算场地设计标高4321043241HHHHNH2 21 13 34 4NHHHHHNiiiii4)(143210方格网方格网满足挖填方平衡满足挖填方平衡的平均高度的平均高度场地设计标高H0计算示意图 (a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图 1一等高线；2-自然地面，3一场地设计
6、标高平面(a)(b)（3 3）场地设计标高的调整）场地设计标高的调整 1 1）土可松性的影响）土可松性的影响问：问：*土的可松性导致场地设计标高的提高？土的可松性导致场地设计标高的提高？*调整场地设计标高应采用最后可松性系数？调整场地设计标高应采用最后可松性系数？2）场内和场外挖、填土的影响）场内和场外挖、填土的影响问：问：以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？设计标高以上的填方工程设计标高以上的填方工程设计标高以下的挖方工程设计标高以下的挖方工程就近从场外挖土就近从场外挖土就近弃土于场外就近弃土于场外小结：小结：填土量大，场地设计标高提高；填土量大，
7、场地设计标高提高；挖土量大，场地设计标高降低。挖土量大，场地设计标高降低。3）泄水坡度对场地设计标高的影响）泄水坡度对场地设计标高的影响注：注：设计无要求时，泄水坡度设计无要求时，泄水坡度0.002。1.2.2 1.2.2 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 施工高度：施工高度：“+”+”填；填；“-”-”挖挖 2 2）确定）确定“零线零线”“零点零点”方格边界上施工高方格边界上施工高 度为度为0 0的点。的点。“零线零线”“零点零点”所连成的线。所连成的线。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
8、？是否是一条连续的线？*假设场地无限大，假设场地无限大，“零线零线”是否封闭？是否封闭？*在一个场地上是否会有多条在一个场地上是否会有多条“零线零线”？nnnHHh自然标高设计标高 3 3）计算方格网内的土方量）计算方格网内的土方量u全挖全填全挖全填u两个角点为挖，另两个角点为填：两个角点为挖，另两个角点为填：A.A.B.B.u一个角点为挖，另三个角点为填一个角点为挖，另三个角点为填 A A.B B.)443212hhhhaV（)(43222412122.1hhhhhhaV)(44124322324.3hhhhhhaV)(643413424hhhhhaV4432123.2.1)22(6Vhhh
9、haV注：注：h hi i均为均为正值。正值。4 4）计算场地边坡的土方量）计算场地边坡的土方量坡度系数坡度系数：m=b/hn某建筑场地方格网的方格边长为某建筑场地方格网的方格边长为20m20m，泄水坡，泄水坡度度 ，不考虑土的可松性和边坡的影响。，不考虑土的可松性和边坡的影响。试按挖填平衡的原则计算挖、填土方量（保留两位小试按挖填平衡的原则计算挖、填土方量（保留两位小数）。数）。%3.0yxii例题例题1n解答：解答：n（1）计算场地设计标高）计算场地设计标高H018.17279.4288.4148.4403.431H68.518)56.4220.4294.4379.4215.4470.43
10、(222H56.345)40.4399.42(444H)(18.436456.34568.51818.1724424210mNHHHH（2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，各角点设计标高为：，各角点设计标高为：nH1H0300.3200.343.180.09+0.0643.15（m）nH2H1200.343.150.0643.21（m）nH3H2200.343.210.0643.27（m）nH4H3200.343.270.0643.33（m）nH5H0300.343.180.0943.09（m
11、）nH6H5200.343.090.0643.15（m）nH7H6200.343.150.0643.21（m）nH8H7200.343.21+0.0643.27（m）nH9H0300.3200.343.180.090.0643.03（m）nH10H9200.343.03+0.0643.09（m）nH11H10200.343.09+0.0643.15（m）nH12H11200.343.15+0.0643.21（m）以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，各角点设计标高为：，各角点设计标高为：（3）计算各角点的施工高度）计算各角点的施工高度 求各角点的施工高度（以求各角点的施工
12、高度（以“”为填方，为填方，“”为挖方）为挖方）nh143.1543.030.12（m）nh243.2143.700.49（m）nh343.2744.150.88（m）nh443.3344.481.15（m）nh543.0942.790.30（m）nh643.1542.990.16（m）nh743.2143.400.19（m）nh843.2743.940.67（m）nh943.0341.881.15（m）nh1043.0942.200.89（m）nh1143.1542.560.59（m）nh1243.2142.790.42（m）（4）确定）确定“零线零线”，即挖、填的分界线，即挖、填的分界线先
13、确定零点的位置，先确定零点的位置，12线上的零点：，即零点距角点1的距离为3.93m 26线上的零点：，即零点距角点2的距离为15.08m 67线上的零点：，即零点距角点6的距离为9.14m 711线上的零点：，即零点距角点7的距离为4.87m。812线上的零点：，即零点距角点8的距离为12.29m mx93.32049.012.012.01mx08.152049.016.049.02mx14.92019.016.016.06mx87.42059.019.019.07mx29.122042.067.067.08再将相邻边线上的零点相连，即为再将相邻边线上的零点相连，即为“零线零线”。（5）计算
14、各方格土方量）计算各方格土方量（以（）为填方，（）为挖方）（以（）为填方，（）为挖方）全填或全挖方格全填或全挖方格)(289671911588)67.019.015.188.0(4203231mV)(250891151630)89.015.116.030.0(4203212mV 两挖、两填方格两挖、两填方格)(81.45)42.067.067.059.019.019.0(4203222)(32mV)(81.60)42.067.042.059.019.059.0(4203222)(32mV（）（）（）（）（）（）（）（）三填一挖或三挖一填方格三填一挖或三挖一填方格 3332)(1178.19)1
15、649)(4912(4932)16.049.0)(49.012.0(49.0(620mV32)(1154.4478.19)49323024(3278.19)49.016.0230.012.02(620mV3332)(1220.1)1649)(1916(1632)16.049.0)(19.016.0(16.0(620mV32)(1287.1392.1)16988838(322.1)16.049.0288.019.02(620mV（）（）（）（）（）（）（）（）3332)(2267.1)1619)(5919(1932)16.019.0)(59.019.0(19.0(620mV32)(2234.14
16、867.1)191188932(3267.1)19.059.0289.016.02(620mV将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场地土方将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场地土方工程量总计：工程量总计：挖方：挖方：496.13 m3 填方：填方：504.89 m3挖方、填方基本平衡。挖方、填方基本平衡。（）（）（）（）1.2.3 1.2.3 土方调配土方调配u 土方调配的原则土方调配的原则挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运距挖方量与运距的乘积之和尽可能最小。的乘积之和尽可能最小。近期施工和远期利用相结合。近期施工和远期利用
17、相结合。分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高的填方区。的填方区。尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重复挖、填复挖、填和运输。和运输。案案例例土方的总运输量为：土方的总运输量为：nZ Z0 050050050+50050+50040+40+3003006060100100110+110+10010070+40070+400404097000(m97000(m3 3m)m)挖 填B1B2B3挖方量A1 50 70 100500A2 70 40 90 500A3 60 110 70
18、 500A4 80 100 40400填方量800600500 1900 1.编制初始调配方案（编制初始调配方案（最小元素法，即满足就近调配最小元素法，即满足就近调配）例题例题 表上作业法表上作业法n利用利用“最小元素法最小元素法”编制初始调配方案，其总运输量是较编制初始调配方案，其总运输量是较小的。但不一定是总运输量最小，因此还需判别它是否为小的。但不一定是总运输量最小，因此还需判别它是否为最优方案。判别的方法有最优方案。判别的方法有“闭回路法闭回路法”和和“位势法位势法”，其，其实质相同，都是用检验数实质相同，都是用检验数ij来判别。只要所有的来判别。只要所有的检验数检验数ijij00，则
19、该方案即为最优方案；，则该方案即为最优方案；否则，不是最优方案，否则，不是最优方案，尚需进行调整。尚需进行调整。n下面介绍用下面介绍用“位势法位势法”求检验数。求检验数。n（1）求位势）求位势Ui和和Vjn计算方法：将初始方案中计算方法：将初始方案中有调配数方格的有调配数方格的Cij列出列出，然后，然后按按下式求出两组位势数下式求出两组位势数Ui(i1，2，m)和和Vj(j1，2，n)。n CijUiVj n式中式中 Cij平均运距平均运距(或单位土方运价或施工费用或单位土方运价或施工费用)；n Ui，Vj位势数。位势数。n2.最优方案判别最优方案判别(位势法位势法)n例如，本例两组位势数计算
20、：例如，本例两组位势数计算：n 设设 U10，n则则 V1 C11U150050；n U3 C31V1605010；n V211010100；n ，见下表所示。，见下表所示。挖挖 填填位势数位势数B1B2B3位势数位势数Ui VjA1500 50 70 100A2 70 500 40 90 A3300 60 100 110100 70 A4 80 100 400 40V1=50V2=100V3=60U1=0U2=-60U3=10U4=-20n（2）求检验数）求检验数 ijn ijCijUiVj n 1270010030n 1310006040n 2170(60)5080n 2390(60)60
21、90挖挖 填填 B1B2B3 Ui VjV1=50V2=100V3=60A1U1=0070100A2U2=-6070 090 A3U3=10000A4U4=-2080100 0位势数位势数5060110404070求检验数表+80-30+40+90+50+20n（1）在所有负检验数中）在所有负检验数中选取选取最小的一个（本例中为最小的一个（本例中为C12)，把它所对应的，把它所对应的变量变量X12作为作为调整对象调整对象。n（2）找找出出X12的的闭回路闭回路：从：从X12出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作可以做的有数字的方格作可以做90转
22、弯（也可不转），然后依次继续前进，转弯（也可不转），然后依次继续前进，直到再回到出发点，形成一条闭回路直到再回到出发点，形成一条闭回路(见表见表)。n（3）从空格）从空格X12出发，沿着闭回路（方向任意），在各出发，沿着闭回路（方向任意），在各奇数次转角点奇数次转角点的的数字中，数字中，挑出一个最小挑出一个最小的土方量的土方量(本表即为本表即为500、100中选中选100)，将它，将它调调到空格中到空格中(即由即由X32调到调到X12中中)。n（4）同时将闭回路上其他）同时将闭回路上其他奇数次转角奇数次转角上的数字都上的数字都减减去该调动值去该调动值（100m3），），偶次转角偶次转角上数字都
23、上数字都增加增加该调动值，使得该调动值，使得填、挖填、挖方区的土方方区的土方量仍然量仍然保持平衡保持平衡，这样调整后，便得到了，这样调整后，便得到了新的调配方案。新的调配方案。见表见表16中括中括号内数字。号内数字。3.方案的调整方案的调整填方量填方量 填填挖挖B1B2B3挖方量挖方量A1 500A2 500A3 500A4 400800600 500 1900400500500300100100(400)(400)(0)(100)X12(400)再求位势及空格的检验数再求位势及空格的检验数 若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部 ij 0而得到而
24、得到最优解。最优解。（4）绘出调配图）绘出调配图：（包括调运的流向、数量、运距）。（包括调运的流向、数量、运距）。（5）求出最优方案的总运输量：求出最优方案的总运输量：40050100705004040060100704004094000m3-m。+40+50+60+50+50U1=0V1=50V2=70U2=30U3=10V3=60U4=20位势数位势数挖挖 填填 B1B2B3Ui VjA1A2 A3A4 506011040407080100707010090+30 0 0 0 0 0 0n4.绘制土方调配图绘制土方调配图图117 土方调配图箭线上方为土方量（m3），箭线下方为运距（m）场地
25、平整土方量计算与调配步骤回顾场地平整土方量计算与调配步骤回顾计算场地设计标高计算场地设计标高调整场地设计标高确定零线计算各方格挖填土方量挖填方平衡划分网格根据土的可松性调整根据泄水坡度调整，等计算各角点施工高度后定零线土方调配 1.3 1.3 排水和降低地下水排水和降低地下水 主要内容：主要内容：排除地面水和降低地下水排除地面水和降低地下水2.3.1 2.3.1 排除地面水排除地面水 一般采用一般采用“疏疏”，“堵堵”，“挡挡”的办的办法。法。“疏疏”设置排水沟；设置排水沟；“堵堵”截水沟；截水沟；“挡挡”修筑土堤。修筑土堤。1.3.2 1.3.2 降低地下水降低地下水 主要方法：主要方法：集
26、水坑降水法和井点降水法。集水坑降水法和井点降水法。1.3.2.11.3.2.1集水坑降水法（即明排水法）集水坑降水法（即明排水法）u集水坑的设置要求集水坑的设置要求设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底的土颗粒流失。的土颗粒流失。直径或宽度：直径或宽度：0.6-0.8m0.6-0.8m；间距：间距：20-40m20-40m。深度：随挖土加深而加深，深度：随挖土加深而加深，低于挖土面低于挖土面0.7-1m0.7-1m，基坑底，基坑底面下面下1-2m1-2m。构造：底部设构造：底部设300300厚碎石滤厚碎石滤水层或水层或100100厚砾石
27、上部厚砾石上部100100厚厚粗砂。粗砂。u主要抽水设备主要抽水设备离心泵和潜水泵离心泵和潜水泵集水坑降水集水坑降水 1.3.2.2 1.3.2.2 流砂及其防治流砂及其防治 （1 1）流）流砂砂产生的条件产生的条件 当土质为细当土质为细砂砂或粉或粉砂砂，又采用集水坑降水时，基坑一旦开，又采用集水坑降水时，基坑一旦开挖到地下水位以下（约挖到地下水位以下（约0.50.5米），坑底下的土有时会形成流动米），坑底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流砂砂。重要概念后果：后果：施工条件恶化施工条件恶化地基完全丧失地基完全丧失承载能力承载能力附近建筑
28、物沉附近建筑物沉降，倾斜。降，倾斜。流流砂砂 （2 2）流）流砂砂形成原因形成原因u内因内因土质问题土质问题均匀均匀：颗粒级配中，土的不均匀系数小于：颗粒级配中，土的不均匀系数小于5 5。粘性差粘性差：土的颗粒组成中，粘粒含量：土的颗粒组成中，粘粒含量1010，粉粒含量粉粒含量75%75%土松土松：天然空隙比：天然空隙比0.750.75水多水多：含水量：含水量30%30%因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥土中发生。土中发生。u外因外因与土重作用相反的动水压力与土重作用相反的动水压力动水压力的性质动水压力的性质：作用方向与水流方向相同；作用方向与水流方向相同
29、；与水力坡度和水头差成正比；与水力坡度和水头差成正比；与渗透路径成反比。与渗透路径成反比。土的浸水容重土的浸水容重动水压力动水压力0210vflhhG （3 3）管涌冒砂）管涌冒砂 定义定义基坑底位于不透水层，其下为承压基坑底位于不透水层，其下为承压蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托力蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托力时，发生管涌冒砂现象。时，发生管涌冒砂现象。rhHw（4 4）流）流砂砂的防治的防治 原则：治砂必先治水原则：治砂必先治水u减小或平衡动水压力减小或平衡动水压力强挖并抛大石块强挖并抛大石块水下挖土法水下挖土法u减小水位差，使动水压力作用方向向下减小水位差，使动水压力作用方向
30、向下人工降低地下水位人工降低地下水位u截断地下水流。截断地下水流。设止水帷幕设止水帷幕u加长渗透路径加长渗透路径打钢板桩打钢板桩 1.3.2.3 1.3.2.3 井点降水井点降水 井点降水的类型和适用范围井点降水的类型和适用范围 在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。1 1、轻型井点、轻型井点 （1 1）轻型井点轻型井点组成组成 包括：包括：管路系统和抽水设备组成。管路系统和
31、抽水设备组成。u管路系统管路系统包括：井点管、滤管、弯联管和总管等：包括：井点管、滤管、弯联管和总管等：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38385050，L=5L=57m 7m 的无缝钢管，一般长的无缝钢管，一般长度为度为6m6m。总管总管直径为直径为100100127127，L=4m L=4m 的无缝钢管，每隔的无缝钢管，每隔0.80.8或或1.2m1.2m有一个连接孔。有一个连接孔。弯连管弯连管一般用钢管，塑一般用钢管，塑料管，常用塑料管。料管，常用塑料管。井点管井点管总管总管
32、弯连管轻型井点降水系统轻型井点降水系统（2 2）轻型井点设备）轻型井点设备u抽水系统抽水系统抽水原理抽水原理 地下水（气）在真空地下水（气）在真空度的作用下，进入水气度的作用下，进入水气分离器，然后水由抽水分离器，然后水由抽水机抽出，气由真空泵抽机抽出，气由真空泵抽出，不断循环，从而降出，不断循环，从而降低地下水位。低地下水位。设备设备 真空泵、抽水机、水真空泵、抽水机、水气分离器等气分离器等。真空真空泵泵离心泵离心泵浮筒浮筒 （3 3）轻型井点布置轻型井点布置 一般按照：单排、双排、环形布置。一般按照：单排、双排、环形布置。1 1）单排井点布置）单排井点布置中部中部地下水上游地下水上游大于基
33、坑宽大于基坑宽透水层透水层HHhi L 16m降水降水6m降水降水5m轻型井点降水现场轻型井点降水现场 真空泵真空泵3）二级轻型井点）二级轻型井点n 南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，南京玄武湖隧道施工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。挖，挂网喷浆护坡。第一级第二级 (4)(4)轻型井点计算轻型井点计算 主要计算内容主要计算内容：基坑涌水量（：基坑涌水量（Q Q）、井点管数量）、井点管数量(n)(n)、井距（井距（D D）等。）等。u1)1)井的形式井的形式 掌握概掌握概念念u2 2）涌
34、水量的计算）涌水量的计算单井涌水量的计算单井涌水量的计算达西线性渗透定律达西线性渗透定律 涌水量涌水量=渗透系数渗透系数过水断面积过水断面积水力坡度水力坡度即：即：Q=KAIQ=KAI l 对于无压完整井：对于无压完整井：式中：式中：HH含水层厚度（含水层厚度（m m）；）；hh井内水深（井内水深（m m）RR抽水影响半径（抽水影响半径（m m）；）；rr水井半径（水井半径（m m）；）；SS水井内水位降低值，水井内水位降低值，S SH-hH-h。dmrRSSHKQ/lglg2366.13A A圆柱表面圆柱表面积积群井群井x x0 0R Rrx0单井单井R RAX 0群井涌水量的计算群井涌水量
35、的计算l对于无压完整群井：对于无压完整群井：0lnln)2366.1XRSSHKQ（HKSR95.1环状轻型井点环状轻型井点假想半径假想半径0lnln)2366.1XRSSHKQ（0 0有效影响深有效影响深度度l无压非完整群井涌水量无压非完整群井涌水量 完整井的公式完整井的公式 非完整井的公式非完整井的公式00lnln)2366.1XRSSHKQ（注：注：H H0 0HH关于关于H0的计算的计算nH0的确定方法：的确定方法：n注意：注意：1、当、当H0值超过值超过H时，取时，取H0H；2、计算、计算R时，也应以时，也应以H0代入代入单井最大出水量单井最大出水量3Kld65q式中式中 d滤管直径
36、滤管直径(m)；l滤管长度滤管长度(m)；K渗透系数渗透系数(md)。u3 3）井点管数量（）井点管数量（n n）和间距（）和间距（D D）的确定）的确定 nQq 11.DLn式中：式中：qq单根井点管最大出水量；单根井点管最大出水量；dd滤管直径。滤管直径。避免相邻井点管相避免相邻井点管相互干扰互干扰问：问：渗透系数小，则井点管间距小？渗透系数小，则井点管间距小？井点管间距越小，则降水效果越好？井点管间距越小，则降水效果越好？若计算结果若计算结果D15d（应增大（应增大q q，减小，减小n n，增大，增大D D，以满足，以满足D15dD15d）365kdlq（5 5）轻型井点抽水设备的选择）
37、轻型井点抽水设备的选择u真空抽水设备：真空抽水设备：W5W5、W6W6W5W5型：总管长度不大于型：总管长度不大于100m100mW6W6型：总管长度不大于型：总管长度不大于120m120m真空泵抽水过程中的最低真空度真空泵抽水过程中的最低真空度式中：式中：hh降水深度（降水深度（m m）；）；hh水头损失，近似取水头损失，近似取1-1.5m1-1.5mu射流泵设备射流泵设备QJD-60QJD-60、QJD-90QJD-90、JS-45JS-45其排水量分别为：其排水量分别为：60m3/h,90m3/h,45m3/h,60m3/h,90m3/h,45m3/h,总管长度不大于总管长度不大于50m
38、50m。)(10hhhku水泵水泵 一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬程确定。水扬程、与总扬程确定。水泵的流量应比基坑涌水量大水泵的流量应比基坑涌水量大10%-20%10%-20%，水泵，水泵的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井点的总扬程要大，以免中途接力。点的总扬程要大，以免中途接力。一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透一般一台
39、真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。（6 6）轻型井点的施工）轻型井点的施工 施工内容包括：施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、准备工作、井点系统埋设、使用与拆除。使用与拆除。u准备工作准备工作材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；砂滤料等）；排水沟的开挖；排水沟的开挖；标高观测及防止沉降的措施；标高观测及防止沉降的措施；设置水位观测孔。设置水位观测孔。u井点埋设井点埋设u挖井点沟槽挖井点沟槽u排放总管排放总管u埋设井点管埋设井点管u用弯连管与总管相连，安排抽水设
40、备，试抽水。用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。u井点管埋设的方法井点管埋设的方法冲水管冲孔冲水管冲孔钻孔钻孔l直接利用井点管水冲下沉；直接利用井点管水冲下沉；l以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。灌水时，能很快下渗。第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出水状况、抽水
41、设备运转情况等。管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措施防护措施n2、管井井点、管井井点适用条件：适用条件：土层的地下水丰富，渗透系土层的地下水丰富，渗透系数很大数很大(如如k=20k=20200m/d200m/d)。管井井点管井井点是沿基坑每隔是沿基坑每隔20-50m20-50m设置设置一个管井，井内降水深度一个管井，井内降水深度6-10m6-10m，两井中，两井中间水位为间水位为3-5m3-5m。主要设备：主要设备：管井、吸水管及水泵。管井、吸水管及水泵。滤水井管埋设：滤水井管埋设：采用
42、泥浆护壁钻孔法成采用泥浆护壁钻孔法成孔。孔。n3、深井井点、深井井点施工降水深度较大，土的渗透系数较大降水深度较大，土的渗透系数较大，采用一般的离心泵和潜水泵不能满足要求，可改用深井泵，即深井井点降水法。适用条件：适用条件：土的渗透系数为10-80m/d、降水深度大于降水深度大于15m的情况。n4、喷射井点、喷射井点适用条件：适用条件：降水深度大于降水深度大于6m，而且土的渗透系数，而且土的渗透系数又较小又较小(k=0.12m/d)；降水深度可达到降水深度可达到8-20m。喷射井点的设备喷射井点的设备：主要由喷射井管、高压水泵和：主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。管路系统组成。喷射井点的
43、平面布置喷射井点的平面布置：单排布置：单排布置：基坑宽度小于基坑宽度小于10m时采用；时采用；双排或环形布置：双排或环形布置：基坑宽度大于基坑宽度大于10m时采用；时采用；井点间距：井点间距：一般为一般为2-3m；每一套喷射井点设备可带动每一套喷射井点设备可带动30根根左右喷射井管。左右喷射井管。n5、电渗井点、电渗井点n适用条件：适用条件：渗透系数很小的土渗透系数很小的土(k0.1m/dk0.1m/d)。n电渗井点是将电渗井点是将井点管作为阴极井点管作为阴极，在其，在其内侧内侧相应地相应地插入插入钢筋或钢管作阳极钢筋或钢管作阳极，通入，通入直流电流直流电流后，在电场作用下，后，在电场作用下，
44、使土中的水加速向阴极渗透。使土中的水加速向阴极渗透。n某工程地下室的平面尺寸为某工程地下室的平面尺寸为54 m18 m，基础底面标高基础底面标高为为-5.20 m，天然地面标高为，天然地面标高为-0.30 m，地面至，地面至-3.00 m为杂填土，为杂填土，-0.30-9.50 m为粉砂层（渗透系数为粉砂层（渗透系数K=4 m/昼夜），昼夜），-9.50 m以下为粘土层（不透水），地下水离地以下为粘土层（不透水），地下水离地面面1.70 m,场地条件为北面、东面靠近道路，路边有下水道，场地条件为北面、东面靠近道路，路边有下水道，西面有原有房屋，南面设有混凝土搅拌站。西面有原有房屋，南面设有混凝
45、土搅拌站。n地下室开挖施工方案为：采用轻型井点降水，液压反铲挖地下室开挖施工方案为：采用轻型井点降水，液压反铲挖土机挖土，自卸汽车运土。坑底尺寸因支模需要，每边宜土机挖土，自卸汽车运土。坑底尺寸因支模需要，每边宜放出放出1.0 m,坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当陡些，坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当陡些，采用采用1:0.5，西边靠原有房屋较近，为了防止其下沉开裂，西边靠原有房屋较近，为了防止其下沉开裂，打设一排板桩。打设一排板桩。例题例题2现场布置图 n工地现有井点设备：滤管直径工地现有井点设备：滤管直径50，长度，长度1.20m；井点管直径井点管直径50，长度，长度6.0m；总管直径；
46、总管直径100，每段，每段长度长度4.0m，（，（0.8m有一接口）；真空泵机组，有一接口）；真空泵机组，每套配备二台每套配备二台3BA9离心泵（水泵流量离心泵（水泵流量30/h）.n试求：（）轻型井点的平面布置与高程布置。试求：（）轻型井点的平面布置与高程布置。n（）轻型井点计算（涌水量、井点管数（）轻型井点计算（涌水量、井点管数量与间距、水泵流量）。量与间距、水泵流量）。n解答：解答：n1）轻型井点系统布置）轻型井点系统布置n根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置。轻型井点平面布置图轻型井点平面布置图轻型井点高程布置图轻型井点高程布置图n总
47、管直径选用总管直径选用100mm，布置于天然地面上，基坑上口尺，布置于天然地面上，基坑上口尺寸寸58.4524.9m，井点管距离坑壁为，井点管距离坑壁为1.0m，则总管长，则总管长度为度为n 2（58.45+21.0）+（24.9+21.0）n =174.7（m）n井点管长度选用井点管长度选用6.0m，直径，直径50mm，滤管长度，滤管长度1.2m，井点管露出地面井点管露出地面0.2m，基坑中心要求的降水深度，基坑中心要求的降水深度S为为n S=5.20-0.30-1.70+0.50=3.7（m）n井点管所需的埋置深度井点管所需的埋置深度n H=5.20-0.30+0.50+26.92(1/1
48、0)n =6.7456-0.2=5.8（m）n将总管埋于地面下将总管埋于地面下1.0m处，即先挖处，即先挖1.0m深的沟槽，然深的沟槽，然后在槽底铺设总管，此时井点管所需长度为后在槽底铺设总管，此时井点管所需长度为n6.745-1.0+0.20=5.945（m）6.0（m）n 满足要求满足要求n抽水设备根据总管长度选用抽水设备根据总管长度选用2套，其布置位置与总管的套，其布置位置与总管的划分范围如图所示。划分范围如图所示。n按无压非完整井考虑，含水层有效厚度按无压非完整井考虑，含水层有效厚度H0：nH0=1.85（5.0451.2）n 11.69.52.0n 7.5n取取H07.5（）（）5.
49、0450.805.0451.22）基坑涌水量计算）基坑涌水量计算n抽水影响半径：抽水影响半径：n1.953.7 39.52（）（）n环形井点的假想半径：环形井点的假想半径：n n （）（）n基坑涌水量：基坑涌水量：n1.366 （m3/）7.54060.45 26.922.76(2 7.53.7)3.7953.5lg39.52lg22.76n单根井点管出水量单根井点管出水量q：nq=65 0.051.0 =16.2（m3/）nn=(根根)n井点管间距井点管间距D：34953.51.16516.2174.72.6965 （）（）,取取D D2.02.0（）（）n=n=(根根)174.7882）井
50、点管数量与间距计算）井点管数量与间距计算n）抽水设备选用）抽水设备选用n选择真空泵。根据每套机组所带的总管长度为选择真空泵。根据每套机组所带的总管长度为174.7287.35（），选用型（），选用型W5干式真空泵。干式真空泵。真空泵所需的最低真空度：真空泵所需的最低真空度：10(6.01.0)70()khpa选择水泵。水泵所需的流量选择水泵。水泵所需的流量 953.51.1524.432Q(m3/d)21.85 m3/h水泵的吸水扬程水泵的吸水扬程Hs Hs 6.01.27.2（）（）由于本工程出水高度低，只要吸水扬程满足要求，则不必考虑总扬程。由于本工程出水高度低，只要吸水扬程满足要求，则不
