第6章 土石方工程

第6章 土石方工程

土石方工程是供水排水管道和构筑物工程施工中的主要项目之一，土方开挖、填筑、运输等工作所需的劳动和机械动力消耗均很大，往往是影响供水排水管道和构筑物工程施工进度、成本及工程质量的因素。土石方工程施工前，应做好调查研究，收集足够的资料，充分了解施工区域地形地物、水文地质和气象资料，并掌握土石方类别和工程性质，明确土石方施工质量要求，据此拟定施工方案、计算土石方工程量、选择土壁边坡和支撑、进行施工排水设计、选择土方机械、运输工具及施工方法等。本章主要叙述土石方分类、场地平整及挖方填方、土石方工程的质量检验、施工排水等内容，侧重讨论基坑土石方工程（管道沟槽土石方工程详见第8章），供建设与施工时参考。

6.1 土石方分类

土石方的种类繁多，其分类方法各异。在土石方工程施工中，通常按土石坚硬程度和现场鉴别方法，将土分为8类16级，如表6-1。表中一至四类为土，五至八类为岩石，选择施工挖土机械和建筑安装工程劳动定额时也通常依据土的工程类别。

土壤及岩石分类表 表6-1 土的分类 一类土 (松软土) 二类土 (普通土) 三类十 (坚土〕 四类土 (砂砾坚土) 土的 级别 Ⅰ 土(岩)的名称 略有粘性的砂土；粉砂土；腐殖土；疏松的种植上及泥炭(淤泥) 潮湿的粘性土和黄土；软的盐土和碱士；含有建筑材料碎屑，碎石、卵石的堆积土和种植土 中等密实的粘性土或黄土；含有碎石、卵石或建筑材料碎屑的潮湿的粘性土或黄土 坚硬密实的粘性土或黄土；含有碎石、砾石(体Ⅳ 积在10%～30%，重量在25kg以下石块)的中等密实粘性土或黄土；硬化的重盐土；软泥灰岩 硬的石炭纪粘土；胶结不紧的砾岩；软的、节Ⅴ～Ⅵ 理多的石灰岩及贝壳石灰岩；坚实的白垩岩；中等坚实的页岩、泥灰岩 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法 开挖方法及工具 用锹，少许用脚蹬或用板锄挖掘 用锹、条锄挖掘、需用脚蹬，少许用镐 主要用镐、条锄，少许锹 全部用镐、条锄挖掘，少许用撬棍挖掘 Ⅱ Ⅲ 五类土 (软石) 2

表6-1续表 土的分类 土的 级别 土(岩)的名称 坚硬的泥质页岩；坚实的泥灰岩；角砾状花岗六类土 (次坚石) 岩；泥灰质石灰岩；粘土质砂岩；云母页岩及砂Ⅶ～Ⅸ 质页岩；风化的花岗岩、片麻岩及正长岩；骨石质的蛇纹岩；密实的石灰岩；硅质胶结的砾岩；砂岩；砂质石灰质页岩 白云岩；大理石；坚实的石灰岩、石灰质及石七类土 (坚石) 英质的砂岩；坚硬的砂质页岩；蛇纹岩；粗粒正Ⅹ～Ⅻ 长岩；有风化痕迹的安山岩及玄武岩；片麻岩、粗面岩；中粗花岗岩；坚实的片麻岩，粗面岩；辉绿岩；玢岩；中粗正常岩 坚实的细料花岗岩；花岗片麻岩；闪长岩；坚八类土 （特坚石) Ⅻ～XVI 实的粉岩、角闪岩、辉长岩、石英岩；安山岩、玄武岩；最坚实的辉绿岩；特别坚实的辉长岩、石英岩及玢岩 用爆破方法开挖 用爆破方法开挖 开挖方法及工具 用爆破方法开挖，部分用风镐

6.2 场地平整及挖方填方

6.2.1 场地平整施工

场地平整是土石方工程施工的主要内容。组织场地平整施工，一般需要计算场区挖填土方工程量，确定挖填土方的调配，选择施工机械及拟定施工方案等。

场地平整应以建设工程的规模和性质，场区设计的标高，现场地形地貌、施工期限和技术力量等条件为依据，确定给排水工程的场地平整标高，应在满足建筑规划和生产工艺的要求下，尽量考虑填挖平衡，使总的土方量最小。

6.2.1.1 场地平整的施工顺序

确定场地平整的施工顺序，须按照工程建设的分期分批部署，并结合基坑沟槽开挖的要求加以选择。一般可有三种情况：

1、先进行整个场地平整，而后开挖构筑物及地下管线基坑和管沟等。这种方案可为土方机械施工提供较大的工作面，能充分发挥其工作效率，但工期较长。一般适用于场区高低不平，填挖土方量较大的施工现场。

2、先开挖构筑物、管道等的基坑（沟槽），后进行场地平整。这种方案多适用于地形平坦的施工现场，可以加快土建工程的施工进度及减少重复填挖土方数量。

3、划分施工区（段），平整与开挖结合。这种方案是根据工程特点和现场具体条件，将场地划分若干施工区，分别进行平整和开挖基坑。对于管道沟槽，则

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划分若干施工段，组织倒段施工挖填综合平衡。

6.2.1.2 场地平整的准备工作

在场地平整施工前，先须做好必要的准备工作，其主要内容包括： 1、清理场地 在施工区域内，对原有地上地下房屋、构筑物、管线、河渠等进行拆除、疏通或改建，对耕植土及淤泥等进行清理。

2、排除地面积水 在排除地面积水的同时，尽量利用自然地形设置排水沟，防止雨季雨水积存，使场地保持干燥，以利于土方施工。

3、修筑临时道路以供机械进场和土方运输等。

6.2.1.3 场地平整施工方法

场地平整的施工过程包括：土方的开挖、运输、填筑与压实等，当遇有坚硬土层、岩石或障碍物时，还常需爆破。

场地平整的施工方法，在大面积平整时，通常采用机械施工。常用的机械有推土机、铲运机和挖土机。 1、推土机施工

推土机是土方工程施工的主要机械之一，是在履带式拖拉机上安装推土铲刀等工作装置而成的机械。按铲刀的操纵机构不同，推土机分为索式和液压式两种。索式推土机的铲刀借本身自重切入土中，在硬土中切土深度较小。液压式推土机由于用液压操纵，能使铲刀强制切入土中，切入深度较大。同时，液压式推土机铲刀还可以调整角度，具有更大的灵活性，是目前常用的一种推土机（图6.1）。

图6-1 液压式推土机外形图

推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬30°左右的缓坡，因此应用范围较广。推土机用于平整场地，既可挖土也可短距离运土，移挖作填，适用于开挖一至三类土；可开挖深度1.5m内的基坑（槽）及回填基坑（槽）和管沟土方，以及配合挖土机从事平整与集中土方、清理石块或树木等障碍物及修筑道路，为挖土机清理余土和创造工作面等。

推土机的运距宜在100m以内，效率最高的推运距离为40～60m。

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2、铲运机施工

铲运机是一种能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑、整平的土方机械。按行走机构可分为拖式铲运机（图6-2）和自行式铲运机（图6-3）两种。拖式铲运机由拖拉机牵引，工作靠拖拉机油泵或卷扬机进行操纵。自行式铲运机的行驶和作业都靠本身的动力设备均靠自身的动力设备进行操纵。铲运机的工作装置是铲斗，铲斗前方有一个能开启的斗门，铲斗前设有切土刀片。切土时，铲斗门打开，铲斗下降，刀片切入土中。铲运机前进时，被切入的土挤入铲斗；铲斗装满土后，提起土斗，放下斗门，将土运至卸土地点。

图6-2 自行式铲运机外形图

图6-3拖式铲运机外形图

铲运机操纵灵活，运转方便，对行驶道路要求低，能综合完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等多项工作。其斗容量一般为2.5～9m3，切土深度15～30cm，铺土厚度为23～40cm。适合于开挖一～三类土。适用运距为600～1500m，效率最高的铲运距离为200～350m。常用于地形起伏不大，坡度在20°以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基、堤坝等工程。不适于砾石层和冻土地带、以及土壤含水量超过27%和沼泽区工作。

影响铲运机作业效率的因素有运土坡度、填筑高度及运行路线距离等。运行路线有环形路线、“8”字形开行路线和锯齿形路线。铲运机开行路线对提高生产效率影响较大，应根据填、挖方区的分布情况并结合现场具体条件合理选择。 3、挖土机施工

挖土机适用于开挖场地为一～四类、含水量不大于27%的丘陵地带土壤及经爆破后的岩石和冻土。多使用在挖土高度一般在3m以上（使每次挖土可装满铲

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斗），运输距离超过1Km，且土方量大而集中的工程。一般挖土机作业时，需配合自卸汽车运土，并在卸土区配备推土机平整土堆。

6.2.2 挖 方

6.2.2.1土方开挖的机械施工

土方挖方除工程量不大而又分散时可采用人工或小型机械施工外，施工时应尽可能采用机械化、半机械化施工，以减轻繁重的体力劳动，加快施工进度、降低工程造价。常用开挖机械特性及适用情况见表6-2，正铲、反铲、拉铲、抓铲挖土机工作简图见图6-4。

常用开挖机械特性及适用情况 表6-2 机械 名类型 称 正铲 挖 掘 机 特 征 能开挖地面以上土方。挖方高度在1.5m以下，生产率高，适于装车外运。可用于冻土、砂卵石、漂砾、爆破石方、崩塌石方等开挖 能开挖地面以下及水下土石方，适于就地甩土，也可装车外运；开挖断面的误差较大 适 用 情 况 大量土石方开挖，基坑开挖，深挖方渠道、溢洪道开挖，土料和石料开采，堆渣开挖等 基坑、渠道开挖，水下砂砾料开采等 拉铲 反铲 抓铲 能开挖不深的地面以下土石方，可就地中小型沟渠和土方量不大的基坑甩土或装车外运;斗容较小，生产率较低 开挖 能抓取水下土方，开挖深度大，生产率低 井下及槽孔开挖，水下清基、清淤 图6-4 挖土机工作简图

(a)正铲挖土机 （b）反铲挖土机 （c）拉铲挖土机 (d)抓铲挖土机

1、正铲挖土机

正铲挖土机的挖土特点是：“前进向上，强制切土”，开挖停机面以上的土壤，其挖掘力大，生产效率高。能开挖停机面以上的I～IV级土，宜用于开挖高度大于2m的干燥基坑，但需设置上下坡道。

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正向铲的挖土和卸土方式，根据挖土机的开挖路线与运输工具的相对位置不同，可分为正向挖土、侧向卸土（图6-5 a）和正向挖土、后方卸土（图6-5 b）两种。其中侧向卸土，动臂回转角度小，运输工具行驶方便，生产效率高，采用较广。正向挖土后方卸土，就是挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在挖土机后面装土。此法所挖的工作面较大，但回转角度大，生产率低，运输工具倒车开入，一般只用来开挖施工区域的进口处，以及工作面狭小且较深的基坑。

图 6-5 正铲挖土机开挖方式 (a)侧向开挖；（b）正向开挖 1—正铲挖土机；2—自卸汽车

2、反铲挖土机

反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的I～II级土，宜用于开挖深度不大于4m的基坑，对地下水位较高处也适用。反铲挖土机开挖停机面以下的土壤，不需要设置进出口通道。适用于开挖管沟和基槽，也可开挖小型基坑。尤其适用于开挖地下水较高或泥泞的土壤。

反铲挖土机的开挖方式有沟端开挖(图6-6 a)和沟侧开挖(图6-6 b)两种方式，沟端开挖是挖土机停在沟槽一端，向后倒退挖土，汽车可在两旁装土，此法采用较广。而沟侧挖土是挖土机沿沟槽一侧直线移动挖土。此法能将土弃于距沟边较远处，可供回填使用。由于挖土机移动方向与挖土方向相垂直所以稳定性较差，而且开挖深度和宽度也较小，也不能很好的控制边坡。

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图6-6 反铲挖土机开挖方式 （a）沟端开挖； (b) 沟侧开挖

1—反铲挖土机；2—自卸汽车；3—弃土堆

3、拉铲挖土机

拉铲挖土机(图6-7)的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。其挖土半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的I～II级土，工作时，利用惯性力将铲斗甩出去，挖得比较远。但不如反铲灵活准确，宜用于开挖大而深的基坑或水下挖土。拉铲挖土机的工作装置简单，可由起重机改装。拉铲的开挖方式，基本上与反铲挖土机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖。

图6-7 履带式拉铲挖土机 图6-8 履带式抓铲挖土机

4、抓铲挖土机

抓铲挖土机（图6-8）一般由正、反铲液压挖土机更换铲土斗换上合瓣式抓斗而成，也可由履带式起重机改装。抓铲挖土机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。其挖掘力较小，只能开挖的I～Ⅱ级土，抓铲挖土机的抓铲能在回转

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半径范围内开挖基坑上任何位置的土方。宜于开挖窄而深的基坑或水中淤泥，可用以挖掘面积较小，深度较大的沟槽沉井或独立柱基的基坑，最适宜进行水下挖土，如放置在驳船上，开挖地面水取水构筑物基础水下土石方。

6.2.2.3挖方注意事项 1、边坡塌方的防治

基坑边坡的稳定，主要是靠土体的内摩阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，边坡就会塌方。边坡塌方会引起人身事故，同时会妨碍基坑开挖或基础施工，有时还会危及附近的建筑物。发生边坡塌方的原因，根据工程实践分析，主要有以下几点：

（1） 基坑、沟槽边坡放坡不足，边坡过陡，使土体本身的稳定性不够。在土

质较差开挖深度较大时，常遇到这种情况；

（2） 降雨、地下水或施工用水渗入边坡，使土体抗剪能力降低，这是造成塌

方的主要原因；

（3） 基坑、沟槽上边缘大量堆土或停放机具；或因不合理开挖坡脚及受地表

水、地下水冲蚀等，增加了土体负担，降低了土体的抗剪强度而引起滑坡和塌方等。

针对上述分析，为了防治滑坡和塌方，应采取如下措施：注意地表水、地下水的排除；严格按不同土质放坡规定，放足边坡，一般而言，粘性土的边坡可陡些，砂性土则应平缓些，井点降水时边坡可陡些，明沟排水则应平缓些；当开挖深度大，施工时间长、边坡有机具或堆置材料等情况，边坡应平缓；当因受场地限制，或因放坡增加土方量过大，则应采用设置支撑的施工方法。 2、流砂的防治

在沟槽、基坑开挖低于地下水位，且采用坑（槽）内抽水时，有时发生坑底下面的土形成流动状态，随地下水涌进坑内而产生流砂。流砂严重时常会引起沟槽、基坑边坡塌方、滑坡，如附近有建筑物，会因地基被掏空而使建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌。因此，在土方施工时必须消除地下水的影响。

流砂防治的措施可有多种，如水下挖土法（此法在沉井不排水挖土下沉施工中常采用）、打钢板桩法、地下连续墙法（施工工艺复杂，成本高，多用于高层建筑物、工业建筑地下工程及水利工程）等，而采用较广并较可靠的方法是人工降低地下水法。

3、滑坡体施工中的作业方法

首先应对滑坡区的地质资料作好调查研究，据此正确选择施工程序，并拟定合理的施工方法，确定保持滑坡体稳定的边坡坡度，预防滑坡发生。在进行开

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挖和填方时，应注意以下几点： （1）在靠近滑坡边沿处开挖土方

一般不应切割滑坡体的坡脚，当必须切割坡脚时，应按切割深度，将坡脚随原自然坡度由上而下削坡，逐渐挖至要求的坡脚深度。

在正式开挖土方前，应先按确定保持滑坡体稳定的边坡坡度，将应削的部分由上而下消除。 （2）在滑坡体上挖填土方

当需在滑坡内挖方时，应遵循由上而下的开挖程序，如滑坡土方量不大，所有滑坡体应全部挖除；在滑坡体上进行填方时，应遵循由下至上的施工顺序。此外，尚须在滑坡体的坡脚处，填筑能抵抗滑坡体下滑的土体。

6.2.3 基坑支撑

6.2.3.1基坑工程的特点和周边环境调查 1、基坑工程具有以下特点

（1）区域性——工程地质和水文地质条件不同，基坑工程差异很大； （2）综合性——基坑工程涉及强度、变形、渗流三个基本课题；

（3）时空效应——支护结构所受荷载及其产生应力、变形在时间上、空间上有较强变异性；

（4）环境效应——基坑开挖、降水引起周边场地土应力和地下水改变； （5）风险性——基坑工程为临时工程，安全储备相对较小。 2.基坑施工前应做好周边环境调查

（1）地面建筑物，深基坑周围约三倍基坑开挖深度的影响范围内的建筑结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小等。

（2）地下管线，主要指煤气管、上下水管、电缆及电话线等管线和管道的分布和现状。

（3）地表、地下水，场地周围地表水的汇流、排泄；地下水管渗漏情况及其对基坑开挖影响程度。

（4）道路情况，基坑周围道路距离及车辆载重情况。 6.2.3.2支撑种类及其适用范围

在基坑或沟槽开挖时，常因受场地和土质的限制不能放坡，或放坡所增加的土方量很大，可采用设置支撑的施工方法。

给水排水工程中，一般而言，横撑式支撑用于沟槽支撑，钢桩板支撑、深层搅拌水泥土桩支护、钢筋混凝土灌注桩支撑、土钉墙支护等为基坑支撑的方法。 1、 横撑式支撑

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分为水平式支撑和垂直式支撑。水平式支撑（见图6-9 a）即断续或连续的挡土板水平放置，断续式水平挡土板支撑，适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土，深度在3m以内；连续式水平挡土板支撑，适于较潮湿的或散粒的土，深度在5m以内。 垂直式支撑（见图6-9 b）即断续或连续的挡土板垂直放置，适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限。

图6-9横撑式支撑

(a) 水平式支撑 （b）垂直式支撑

2、 钢板桩支撑

钢板桩支撑是一种较老的基坑支护方法，适用于软土、淤泥质土、松散砂土及地下水多地区。钢板桩的种类很多，基本上分为平板与波浪形板桩两类，每类中又有多种形式。平板桩(图6-10为槽钢钢板桩端面图和图6-11为锁口一字型钢板桩端面图)承受轴向应力的性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小，常用于4m以下深度的较浅基坑或基槽，一般采用悬臂式板桩即依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳定或顶部设一道支撑或拉锚。波浪式板桩，尤其是“拉森”式锁口U型截面钢板桩(图6-12)，抗弯性能都较好，施工应用较多。它有悬臂式板桩和有锚板桩两类，有锚板桩是在板桩墙后设柔性系杆（如钢索、土锚杆等）或在板桩墙前设刚性支撑（如大型型钢、钢管）加以固定。当基坑特别宽大或基坑内不允许有刚性支撑阻拦时，则可设置柔性系杆。

施工中桩板在沟槽或基坑开挖前用打桩机打入土中，在开挖及其后续工序作业中，始终起保证安全作用，板桩入土深度及悬臂长度应经计算确定。使用钢板桩支撑要消耗大量钢材，桩板与桩板之间一般采用锁口连接，以便提高板桩撑的整体性和水密性。

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图6-10 槽钢钢板桩 图6-11 锁口一字型的钢板桩

图

图6-12 锁口U型截面钢板桩 图6-13 深层搅拌水泥土桩支护平面布置

3、 深层搅拌水泥土桩支护

深层搅拌水泥土桩支护（图6-13）是加固饱和软土的一种新方法，最早用于加固软土地基，近年来发展作为防渗墙及浅基坑的挡土支护桩。它由搅拌桩机将水泥和土强行搅拌，形成柱状的搅拌水泥土桩，水泥土柱状加固体连续搭接形成密封挡墙，它适用于4～6m深的沿海地区如沪、江浙、闽、粤等的软土地基基坑。

4、 钢筋混凝土灌注桩支撑

采用钢筋混凝土灌注桩支撑（见图6-14），应在混凝土达到强度后，在基坑中间用机械或人工挖土，下挖1m左右装上横撑，在桩背面装上拉杆与已设锚桩拉紧，然后继续挖土至要求深度。在桩间土方挖成外拱形，使之起土拱作用。如基坑深度小于6m，或邻近有建筑物，亦可不设锚拉杆，采取加密桩距或加大桩径处理。采用钢筋混凝土灌注桩支撑，其优点是桩的刚度大、位移少，但施工成本较高。

图6-14钢筋混凝土灌注桩支撑

钻孔灌注桩锚桩钢横撑 12

5、 土钉墙支护

土钉墙支护是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，是属于土体加筋技术中的一种。土钉施工工艺包括基坑降水、开挖修坡、初喷混凝土、成孔、土钉制作、土钉推送、注浆、编制钢筋网、终喷混凝土等工序，土钉墙支护稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好。土钉墙支护适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土，在我国北方、南方应用都较普遍。

某基坑工程采用土钉墙支护，见图6-15，土钉参数：土钉墙面倾角76°(1：0.25坡度)，从地面至-10.12m设置6层土钉，土钉间距为1.5m×1.5m，呈梅花状布置。土钉钻孔直径φ110，主筋拉杆为1Φ18(20)，每排土钉外配φ14加强筋与所有主筋端头相连。 面层参数：喷射混凝土设计强度C20，设计配比为水泥∶砂∶碎石∶速凝剂=1∶2∶2∶0.03(重量比)，喷射厚度100mm；钢筋网Ф6@200mm×200mm，拉结筋Ф14，保护层厚度30 mm。

地面150015001500150015001500Ф110 lФФ110 lФФ6@200*200钢筋网片喷砼18 L=8.0M150018 L=9.5M15001500Ф110 lФФ110 lФФ110 lФФ110 lФ18 L=9.0M20 L=8.0M1500150020 L=7.0M-10.12076°20 L=5.0M图6-15 土钉墙支护实例

6.2.3.3沟槽支撑的设置和拆除

挖槽到一定深度或地下水位以上时，开始支设支撑，然后逐层开挖逐层支设。支设程序一般为：首先支设撑板并要求紧贴槽壁，而后安设立柱（或横木）和撑杠，必须横平竖直，支设牢固。竖撑支设过程为：将撑板密排立贴在槽壁，再将横木在撑板上下两端支设并加撑杠固定。然后随着挖土，撑板底端高于槽底，再逐块将撑板捶打到槽底。根据土质，每次挖深50～60cm，将撑板下锤一次。撑板锤至槽底排水沟底为止。下锤撑板每到1.2～1.5m，再加撑杠一道。

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施工过程中，更换立柱和撑杠位置，称倒撑。当原支撑妨碍下一工序进行；原支撑不稳定；一次拆撑有危险；或因其他原因必须重新支撑时，均应倒撑。

在施工期间，应经常检查槽壁和支撑情况，尤其在流砂地段或雨后，更应检查。如支撑各部件有弯曲、倾斜、松动时，应立即加固。拆换受损部件。如发现槽壁有塌方预兆，应加设支撑，而不应倒拆支撑。

沟槽内工作全部完成后，才可将支撑拆除。拆撑与沟槽回填同时进行，边填边拆。拆撑时必须注意安全，继续排除地下水，避免材料损耗。遇撑板和立木较长时，可在换土后或倒撑后拆除。

6.2.4 回填土料选择和填筑边坡 6.2.4.1 填料土方要求

为了保证填土工程的质量，必须正确选择土料。

对填方土料应按设计要求验收后方可填入。如设计无要求，一般按下述原则进行。

碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意）和爆破石碴可用作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方。含有大量有机物的土，容易降解变形而降低承载能力；含水溶性硫酸盐大于5%的土，在地下水的作用下，硫酸盐会逐渐溶解消失，形成孔洞影响密实性；因此前述两种土以及淤泥和淤泥质土、冻土、膨胀土等均不应作为填土，但在软土或沼泽地区，经过处理含水量符合压实要求者，可用于填方中的次要部位。 6.2.4.2 填方边坡坡度

永久性填方的边坡坡度应按设计规定施工。如无规定时，根据土的种类可参考表6-3。用黄土或类黄土填筑重要的填方，其边坡坡度可参考表6-4。特殊或地质不良地段如:填方高度大于12m；坡度大于1/2.5的山坡上填方；滑坡地区；水中，常年浸水或沼泽地区；地基内有松软土层等处其边坡坡度应个别设计。

使用时间较长的临时性填方边坡坡度，当填方高度在10m以内，可采用1:1.5，高度超过10m，可作成折线形，上部为1:1.5，下部采用1:1.75。利用填土做地基时，填土的压实系数λ和边坡坡度应符合表6-5规定。其承载力根据试验确定，当无试验数据时，可按表6-5选用。

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永久性填方边坡的高度限值 表6-3

项次 1 2 3 4 5 6 7 土的种类 粘土类土、黄土，类黄土 粉质粘土、泥灰岩土 中砂和粗砂 砾石和碎石土 易风化的岩土 轻微风化、尺寸在25cm内的石料 轻微风化、尺寸大于25cm的石料，边坡用最大石块、分排整齐铺砌 轻徽风化尺寸大于40cm的石料。其边坡分排整齐

黄土或类黄土填筑重要填方的边坡坡度 表6-4

填土高度（m） 6～9 自地面起高度（m） 0～3 3～9 0～3 3～6 6～12

压实填土地基承载力和边坡坡度值 表6-5 填土类别 压实系数λc 承载力标准值 fk(KPa) 200～300 200～250 150～200 130～180 边坡坡度容许值（高宽比） 坡高在8m以内 1:1.50～1:1.25 1:1.50～1:1.25 1:1.50～1:1.25 1:1.75～1:1.50 坡高8～15m 1:1.75～1:1.50 1:1.75～1:1.50 1:2.00～1:1.50 1:2.25～1:1.75 边坡坡度 1:1.75 1:1.50 1:2.00 1:1.75 1:1.50 填方高度（m） 6 6～7 10 10～12 12 6以内 6～12 12以内 5以内 5～10 ＞10 边坡坡度 1:1.50 1:1.50 1:1.50 1:1.50 1:1.50 1:1.33 1:1.50 1:1.50～1:0.75 1:0.50 1:0.65 1:1.00 8 9～12 碎石、卵石 砂夹石（其中碎石，卵石占全重30%-50%) 0.94～土夹石（其中碎石，卵石占全重30%-50%) 0.97 粘性土(10＜Ip＜14) 注：Ip——塑性指数

6.2.5填土压实方法

6.2.5.1填土压实的一般要求 1、密实度要求

沟槽和基坑回填应在管道验收合格后进行，基坑要在构筑物达到足够强度再进行回填，及时回填可保障已建工程，避免土方坍塌。沟槽回填时，提高管道两侧(胸腔)和管顶的回填土密实度，可以减少管顶垂直土压力。基坑回填的密实度要求应由设计根据工程结构性质，使用要求及土的性质确定，一般为0.9或

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0.9以上。填方的密实度要求和质量指标一般以压实系数λc表示。λc一般由设计根据工程结构性质、使用要求及土的性质确定。如未作规定，可参考表6-6中数值。

填土的压实系数λc（密实度)要求 表6-6 结构类型 砌体承重结构和框架结构 简支结构和排架结构 填土部位 在地基主要持力层范围内 在地基主要持力层范围以下 在地基主要持力层范围内 在地基主要持力层范围以下 基础四周或两侧一般回填土 室内地坪、管道地沟回填土 一般堆放物件场地回填土 压实系数λc ＞0.96 0.93～0.96 0.94～0.97 0.91～0.93 0.90 0.90 0.85 一般工程 注：压实系数λc为土的控制干密度与最大干密度的比值，控制含水率为最佳含水率±2。

6.2.5.2 压实方法及采用的机具

沟槽和基坑填土的压实方法一般有：碾压法、振动法、夯实法以及利用运土工具压实。对于大面积填土工程，多采用碾压和利用运土工具压实。对较小面积的填土工程，则宜用夯实机具进行压实。

碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾（光碾压路机）是一种以内燃机为动力的自行式压路机，重量6～15吨。羊足碾单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土，不适于砂性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。松土碾压宜先用轻碾压实，再用重碾压实，较好效果。碾压机械压实填方时，行驶速度不宜过快，一般平碾不应超过2km/h；羊足碾不应超过3km/h。

振动法是将振动压实机放在土层表面，在压实机振动作用下，土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。用这种方法振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和轻亚黏土等非粘性土效果较好。

夯实法是利用夯锤自由下落的冲力来夯实土壤，土体孔隙被压缩，土粒排列得更加紧密，人工夯实所用的工具有木夯、石夯等；机械夯实常用的有内燃夯土机和蛙式打夯机和夯锤等。夯锤是借助起重机悬挂一重锤，提升到一定高度，自由下落，重复夯击基土表面。

填土压实使用的机具类型较多，常采用的机具有：蛙式打夯机、内燃打夯机、履带式打夯机以及压路机等。 1、蛙式夯

由夯头架、拖盘、电动机和传动减速机构组成，见图6-16。蛙式夯构造简

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单、轻便，在施工中广泛使用。

夯土时，电动机经皮带轮二级减速，使偏心块转动，摇杆绕拖盘上的连接铰转动，使拖盘上下起落。夯头架也产生惯性力，使夯板作上下运动，夯实土方。同时蛙式夯利用惯性作用自动向前移动。

夯土前，应根据密实度要求及土的含水量，由试验确定夯土制度。施工实践表明，采用功率2.8KW蛙式夯，在最佳含水量条件下，铺土厚20cm，夯击3～4遍，可达到回填土密实度要求的压实系数λc=0.95左 右。

图6-16 蛙式打夯机 图6-17 履带式打夯机 1—夯头；2—夯架；3—三角胶带；4—底盘

2、内燃打夯机

内燃打夯机，又称“火力夯”，由燃料供给系统、点火系统、配气机构、夯身夯足、操纵机构等部分组成。打夯机启动时，需将机身抬起，使缸内吸入空气，雾化的燃油和空气在缸内混合，然后关闭气阀，靠夯身下落将混合气压缩，并经磁电机打火将其点燃。混合气在缸内燃烧所产生的能量推动活塞，使夯轴和夯足作用于地面。在冲击地面后，夯足跳起，整个打夯机也离开地面，夯足的上升动能消尽后，又以自由落体下降，夯击地面。火力夯可用以夯实沟槽、基坑、墙边墙角还土较为方便。 3、履带式打夯机

履带式打夯机（见图6-17），可利用挖土机或履带式起重机改装重锤后而成。 打夯机的锤形有梨形、方型，锤重1～4t，夯击土层厚度可达1～1.5m。适用于沟槽上部夯实或大面积回填土方夯实。 4、压路机

光碾压路机（图6-18），是一种以内燃机为动力的自行式压路机。按重量等级分为轻型（30～50kN）、中型（60～90kN）和重型（100～140kN）三种，适于压实砂类土和粘性土，适用土类范围较广。轻型平碾压实土层的厚度不大，但土

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层上部变得较密实，当用轻型平碾初碾后，再用重型平碾碾压松土，就会取得较好的效果。如直接用重型平碾碾压松土，则由于强烈的起伏现象，其碾压效果较差。轮胎压路机（图6-19），它的前后轮分别密排着四个、五个轮胎，既是行驶轮，也是碾压轮。由于轮胎弹性大，在压实过程中，土与轮胎都会发生变形，而随着几遍碾压后铺土密实度的提高，沉陷量逐渐减少，因而轮胎与土的接触面积逐渐缩小，但接触应力则逐渐增大，最后使土料得到压实。由于在工作时是弹性体，其压力均匀，填土质量较好。

图6-18 光碾压路机 图6-19 轮胎压路机

6.2.5.3 填土压实施工要点

回填土应具有最佳含水量，高含水量原土可采用晾晒，或加白灰掺拌使其达到最佳含水量，低含水量原土则应洒水。回填以前，应清除填方区的积水和杂物，如遇软土、淤泥，必须进行换土回填。

回填基坑和管沟时，应从四周或两侧均匀地分层进行，以防基础和管道在土压力作用下产生偏移或变形。还土一般用沟槽或基坑的原土。在土中不应含有粒径大于30mm的砖块；粒径较小的石子含量不应超过10%。回填土土质应保持回填密实，不能采用淤泥土、液化状粉砂、细砂、粘土等回填。如采用不同土填筑时，应将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下，不能将各种土混杂在一起使用，以免填方内形成水囊。当原土属于三类土时，应换土回填。

还土时沟槽或基坑应继续排水，防止槽壁坍塌和管道或构筑物漂浮事故。采用明沟排水，还土从两相邻集水井的分水处开始和集水井延伸，不应带水回填。雨季施工时，必须及时回填。为了防止产生浮管事故，回填时可在管内灌水。

应该根据构筑物和管道的不同特点，确定回填与夯实顺序。例如，马蹄形砖拱沟，砌筑与回填应交错进行。

回填前，应建立回填制度。回填制度是为了保证回填质量而制定的回填操作规程。例如根据构筑物或管道特点和回填密实度要求，确定压实工具、还土土质、还土含水量、还土铺土厚度，压实后厚度、夯实工具的夯击次数、走夯形式等。

沟槽回填，应在管座混凝土强度达到5MPa后进行。回填时，两侧胸腔应同

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时分层还土摊平，夯实也应同时以同一速度前进。管子上方土的回填，从纵断面上看，在厚土层与薄土层之间，已夯实土与未夯实土之间，均应有一较长的过渡地段，以免管子受压不匀发生开裂。相邻两层回填土的分段位置应错开。

胸腔和管顶上50cm内范围夯实时，夯击力过大，将会使管子壁或管沟壁开裂。因此，应根据管子和管沟的强度确定回填方法。管顶以上100～150cm还土方可使用碾压机械压实。基坑回填时，也应使构筑物两侧回填土高度一致，并同时夯实。

每层土夯实后，应检测密实度。测定的方法有环刀法和贯入法两种。采用环刀法时，应确定取样的数目和地点。由于表面土常易夯碎，每个土样应在每层夯实土的中间部分切取。土样切取后，根据自然密度、含水量、干密度等数值，即可算出密实度。

回填应使槽上土面略呈拱形，以免日久因土沉陷而造成地面下凹。拱高，亦称余填高，一般为槽宽的1/20，常取15cm。

6.3 土石方工程的质量检验

6.3.1土方开挖、回填质量标准

1、平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要求时，排水沟方向的坡度不应小于2‰。平整后的场地表面应逐点检查，检查点为每100～400m2取1点，但不应少于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边不应少于1点。

2、施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统，并随时观测周围的环境变化。

3、填土压实后的干表观密度要求应符合表6-7的规定，挖填方和场地平整的尺寸要求符合表6-8的规定。

填土压实后的干表观密度要求 表6-7

项 目 人工清理 机械清理 爆破施工 水下爆破 一般施工 爆破施工 水下爆破 边 坡 坡 度 允许偏差（mm） ±50 ±100 +100，-300 -0，-400 不应偏小 -100，+400 -0，+1000 不应偏陡 表面高度 长，宽 19

挖填方和场地平整的尺寸要求 表6-8 符合设计要求 ≥90% 允许低于设计值 ≤10% 允许最低值与设计值之差 ≤0.08g/cm 3

4、密实度应按设计规定控制干密度作为检查标准，土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数，检查土的实际干密度，一般采用环刀取样法

6.3.2 施工现场土工试验法 6.3.2.1环刀法

对一般粘质上的密度试验，都应采用环刀法，如果土样易碎裂，难以切削，可用蜡封法，在现场条件下，对粗粒土，可用灌砂法和灌水法。 1、仪器设备

（1）环刀:内径6～8cm,高2～3cm，壁厚1.5～2cm。 （2）天平:称量5UOg，感量0.01g。 （3）其他:切土刀、钢丝锯、凡士林等。 2、操作步骤

（1）按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平其两端、将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上。

（2）用切土刀(或钢丝锯)将土样削成略大于环刀直径的土柱。然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀为止。将两端余士削去修平。取剩余的代表性土样测定含水量。

（3）擦净环刀外壁称质量。若在天平放砝码一端放一等质量环刀，可直接称出湿土质量。准确至0.1g。

（4）按下列计算湿密度及干密度: ρ0=m0/V

ρd=ρ0/（1+ω1） 式中 ρ0——湿密度（g/cm3）； Ρd——干密度(g/cm3 )； m0——湿土质量(g)； V——环刀容积(cm3)；

ω1——含水量（%）；计算至0.Olg/cm3。

（5）本试验需进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/ cm3，取其算术平均值。

本试验记录格式如下：

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密度试验（环刀法）

工程名称

编 号 试验者 土样说明 计算者 试验日期 校核者

试样编号 土样类别 12-6 12-7 12-8 粉质土 黏质土 黏质土 环刀号 106 33 186 151 158 85 湿土质量 (g) 92.7 93.2 126.8 126.2 125.6 126.7 体积 3(cm) 64.34 64.34 64.34 64.34 64.34 64.34 湿密度 (g) 1.44 1.49 1.97 1.96 1.95 1.97 干土密度 干密度 平均干密度 333(g/ cm) (g/ cm) (g/ cm) 81.7 1.27 1.28 82.2 1.28 98.9 1.54 1.54 98.5 1.53 103.2 1.61 1.62 104.0 1.62

6.3.2.2 土的最佳压实度测定方法

本试验的目的是用轻型击实方法，或某种击实仪在一定击实次数下，测定土的含水量与密度的关系，从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度。 本试验适用于粒径小于5mm的土料。粗、细、混合料中如粒径大于5mm的土重小于3%时，可以不加校正。在3%～30%范围内，则应用计算法对试验结果进行校正。 1、轻型击实法 （1）仪器设备

本试验需用下列仪器设备:

1)轻型击实仪:技术性能为:锤质量2.5kg；锤底直径51mm；落高305mm；击实筒：直径102mm；高度116m，容积947.4cm3；单位体积击实功为591.6kJ/m3(分三层击实，每层25击)。

2)天平：称量200g,感量0.01g;称量2000g,感量1g。 3)台称：称量10kg，感量5g。 4)筛：孔径5mm。

J)其他：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备等。 （2）操作步骤

1)将具代表性的风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上，用木碾碾散或碾土机械碾散，过5mm筛，拌匀备用，土量为15～20kg。

2)测定土样风干含水量，按土的塑限估计其最优含水量，选择5个含水量，依次相差约2%，其中有两个大于和两个小于最优含水量。所需加水量可按下式计算:

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m=[m0/（1+ω1）]( ω1-ω0) 式中 m——所需的加水量(g)

m0——含水量ω0时土样的质量(g)； ω0——土样已有的含水量(%)； ω1——要求达到的含水量(%)。

3)按预定含水量制备试样。称取上样，每个约2.5kg,分别平铺于一不吸水的平板上,用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量，稍静置一段时间装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备用。浸润时间对高塑性打(CH)不得少于一昼夜，低塑性塑土(CH)可酌情缩短，但不应少于12h。

4)将击实仪放在坚实底面上，取制备好的试样600～800g(其量应使击实后试样略大于筒高的1/3)倒人筒内，整平其表面。并用圆术板稍加压紧，然后按25击进行击实。击实时击锤应自由铅直落下，落高为305mm，锤迹必须均匀分布于土面，然后安装套环，把土面刨成毛面，重复上述步骤进行第二层及第三层的击实，击实后超出击实筒的余土高度不得大于6mm。

5)用修土刀沿套环内壁削挖后扭动并取下套环，齐筒顶细心削平试样，拆除底板，如试样底面超出筒外亦应削平。擦净筒外壁，称质量，准确至1g。 6)用推土器推出击实筒内试样，从试样中心处取2个各约15～30g土测定其含水量。计算至0.1%，其平行误差不得超过1%。

7)按4)～6)步骤进行其他不同含水量试样的击实试验。 （3）计算及制图

1）按下式计算击实后各点的干密度： ρd=ρ0/（1+ω1） 式中 ρd——干密度(g/cm3)； ρ0——湿密度(g/cm3)； ω1——含水量(%)。 计算至0.01g/cm3。

2）以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制干密度与含水量的关系曲线，曲线上峰值点的纵横坐标分别表示上的最大干密度和最优含水量。如果曲线不能绘出准确峰值点，应进行补点。

3）当直径大于5mm的砾石含量为3～30%时，按下式计算校正后的最大干密度及最优含水量。

最大干密度:

?'dmax?11?PP55??dmax??Gs222

式中 ?'dmax——校正后土的最大干密度（g/cm3）

?dmax——粒径小于5mm的土样试验所得的最大干密度（g/cm3 ）；

??——水的密度（g/cm3）；

Gs2——粒径大于5mm砾石的饱和面干相对密度； P。 5——粒径大于5mm颗粒含量占总土质重的百分数（%） 计算至0.01 g/cm3。 最优含水量:

?'opt??opt?1?P5??P5?ab

式中 ?'opt——用粒径小于5mm的土样试验所得的最优含水量（%）；

?opt——校正后的最优含水量（%）；

?ab——粒径大于5mm颗粒的吸着含水量（%）。

计算至0.1%。

按下式计算饱和含水量:

???1??sat?????100??dGs?式中 ?sat——饱和含水量（%）； Gs——土粒相对密度。 2、重型击实法

（1）重型击实仪的技术性能：锤质量4.5kg，落距457mm，击实简直径为152mm,筒高116mm，容积2104m3，单位击实功为2682.7KJ/ m3 (分五层击实，每层56击)。

（2）除分五层击实，每层为56击外，其他与轻型击实法相同。

6.4 施工排水

6.4.1施工排水概述

施工排水包括排除地下自由水、地表水和雨水。在开挖基坑或沟槽时，土壤的含水层常被切断，地下水将会不断地涌入坑内。雨季施工时，地面水也会流入基坑内。为了保证施工的正铲进行，防止边坡坍塌和地基承载力下降，必须做好基坑降水工作。

降水方法可分为明沟排水法（如集水井、明渠等）和人工降低地下水法两种。明沟排水是在沟槽或基坑开挖时在其周围筑堤截水或在其内底四周或中央开挖排水沟，将地下水或地面水汇集到集水井内，然后用水泵抽走。人工降低地下

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水位是在沟槽或基坑开挖之前，预先在基坑周侧埋设一定数量的井点管利用抽水设备将地下水位降至基坑底面以下，形成干槽施工的条件。人工降低地下水法常用的有轻型井点、回灌井点、管井井点及电渗井点等。 6.4.2明沟排水

在开挖基础不深或水量不大的沟槽或基坑时，通常采用坑内排水的方法。

水时，在坑底随同挖方一起设置集水

井，并沿坑底的周围开挖排水沟，使水流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。

排水沟可设置在坑内底四周或迎水一侧、二侧，离开坡脚不小于0.3m。沟断面尺寸和纵向坡度主要取决于排水量大小，一般断面不小于0.3m×0.3m，坡度0.1%～0.5%。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔30～40m设置一个，集水井的直径（或边长）不小于70cm，其深度随着挖土的加深而加深，要低于排水沟0.5～1.0m或低于抽水泵的进水阀高度。井壁应用木板、铁笼、混凝土滤水管等简易支撑加固。

当基坑挖至设计标高后，排水沟和集水井应在基础范围以外，井底应低于坑底1～2m，并铺设30cm左右碎石或粗砂滤水层，以免抽水时将泥沙抽出，并防止井底的土被搅动。

明沟排水法设备简单，排水方便，应用比较普遍，适用于除细砂、粉砂之外的各种土质。

如果基坑较深还可以采用分层明沟排水，即在基坑边坡的中部再设置一层排水沟和集水井，将两层集水井内的积水做接力式的抽取，此种方法只适用于粗粒土层和渗水量小的粘性土。

现场常采用的方法是截流、疏导、抽取。截流即是将流入基坑的水流截住；疏导即将积水疏干；抽取这种方法是在基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水由排水沟流入集水井内，然后用水泵抽出坑外（图6-20）。

四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基础范围内设置盲沟排水。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔20～40m设置一个。

集水井的直径或宽度，一般为0.6～0.8m；其深度随着挖土的加深而加深，要始终低于挖土面0.7～1.0m，井壁可用竹、木等简易加固。当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1～2m，并铺设0.3m碎石滤水层，以免在抽水时将泥砂抽出，并防止井底的土被搅动。坑壁必要时可用竹、木等材料加固。

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41417基坑55236236(a)(b)

图6-20 集水井降低地下水位 (a)斜坡边沟； (b)直坡边沟

1—水泵；2—排水沟；3—集水井；4—压力水管；5—降落曲线；6—水流曲线；7—板桩

6.4.3轻型井点

轻型井点系统适用于在粗砂、中砂、细砂、粉砂等土层降低地下水。 6.4.3.1轻型井点组成

轻型井点系统由滤管、井点管、弯联管、集水总管和抽水设备等组成。在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，从根本上解决地下水涌入坑内的问题；防止边坡由于受地下水流的冲刷而引起的塌方；使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，也防止了坑底土的上冒；没有了水压力，使板桩减少了横向荷载；由于没有地下水的渗流，也就防止了流砂现象产生；降低地下水位后，由于土体固结，还能使土层密实，增加地基土的承载能力。

1、滤管与井点管

滤管是进水设备，构造是否合理对抽水效果影响很大。滤管用直径38mm～55mm钢管制成，长度一般为0.9～1.7m。管壁上有直径为12～18mm，呈梅花型布置的孔，外包粗、细两层滤网。为了避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用塑料管或铁丝绕成螺旋状隔开，滤网外面再围一层粗铁丝保护层。滤管下端配有堵头，上端同井点管相连。

井点管直径同滤管，长度6～9m；可整根或分节组成。井点管上端用弯联管和总管相连。 2、弯联管与集水总管

弯联管用塑料管、橡胶管或钢管制成，并且宜装设阀门，以便检修井点。集水总管一般用直径75～150mm的钢管分节连接，每节长4～6m，上面装有与弯

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联管连接的短接头（三通口），间距0.8～1.6m。总管要设置一定的坡度坡向泵房。 3、抽水设备

轻型井点的抽水设备有干式真空泵、射流泵，隔膜泵管。干式真空泵井点，可根据含水层的渗透系数选用相应型号的真空泵及卧式水泵，在粉砂、粉质粘土等渗透系数较小的土层中可采用射流泵和隔膜泵。 6.4.3.2轻型井点系统的工作原理

轻型井点系统是利用真空原理提升地下水的，由真空泵系统和冷却循环系统组成。为了减少抽水设备，提高抽水工作的可靠度，减少泵组的水头损失，便于设备的保养和维修，可采用射流泵抽水。 6.4.3.3轻型井点系统的安装

根据水位地质和井点设备等实际因素进行设计后再安装，轻型井点系统的安装顺序是：测量定位；敷设集水总管；冲孔；沉放井点管；填滤料；用弯联管将井点管与集水总管相连；安装抽水设备；试抽。井点管埋设的方法有射水法、套管法、冲孔或钻孔法，井点管埋设作业要点见表6-9

井点管埋设的方法及作业要点 表6-9 埋设方法 井点管埋设作业要点 先在地面上挖一小坑，将射水式井点管插入之后，下设射水球阀，上接可旋动节管与高压胶替、水泵等，利用高压水在井管下端冲刷土体，使井点管下沉。下沉时，临时转动管子以增加下沉射水法 速度并应保持垂直。射水压力采用0.392～0.588MPa 。当井点管下沉达到设计深度之后取下软管。再连接集水总管，抽水时，球阀可自由关闭 采用直径为50～70mm的冲水管或套管式高压水冲枪冲孔，或用机械、人工钻孔后再沉放井点冲孔或钻管，冲孔水压采用0.588～1.176MPa，为加速冲孔速度，可在冲管两旁设置两根空气管，将压孔法 缩空气接人 采用水冲法或振动水冲法将直径150～200mm的套管沉至规定深度，于孔底填埋一层砂砾。将套管法 井点管居中插人。在套管与井点管之间，分层填入粗砂，井逐渐将套管拔出

所有井点管在地面以下0.5～1.0m的深度内，应用粘土填实以防漏气。井点管埋设完毕，应接通总管与抽水设备进行试抽，检查有无漏气、淤塞等异常现象。

轻型井点使用时，应保证连续不断地抽水，并准备双电源或自备发电机。正常出水规律是“先大后小，先浑后清”。如不出水或浑浊，应检查纠正。在降水过程中，要对水位降低区域内的建（构）筑物，检查有无沉陷现象，发现沉陷

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或水平位移过大，应及时采取防护技术措施。

地下构筑物竣工并进行回填土后，方可拆除井点系统，拔出可借助于倒链，杠杆式起重机等，所留孔洞用砂或土填塞，对地基有特殊要求时，应按有关规定填塞。

拆除多级轻型井点时应自底层开始，逐层向上进行，在下层井点拆除期间，上部各层井点应继续抽水。

冬季施工时，应对抽水机组及管路系统采取防冻措施，停泵后必须立即把内部积水放净，以防冻坏设备。 6.4.3.3轻型井点的实例

某工程开挖一矩形基坑采用轻型井点降低地下水位（图6-22），基坑底宽12m,长16m，基坑深4.5m，挖土边坡1：0.5，经地质勘探，天然地面以下为1.0m厚的粘土层，其下有8m厚的中砂，渗透系数K=12m/d，再往下即离天然地面9m以下为不透水的粘土层，地下水位在地面以下1.5m。

10001000B=160004500700045002153411000A=2000100067-1.800>500-4.800-9.3001-1图6-22 轻型井点布置示意图

1—井点管；2—弯联管；3—集水总管；4—真空泵房；

5—基坑；6—原地下水位线；7—降低后地下水位线

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100058008000S'S150010002B=16000-0.300100036.4.4回灌井点法

轻型井点降水有许多优点，在基础施工中广泛应用，但其影响范围较大，影响半径可达百米甚至数百米，且会导致周围土壤固结而引起地面沉陷。特别是在弱透水层和压缩性大的粘土层中降水时，由于地下水流造成的地下水位下降、地基自重应力增加和土层压缩等原因。会产生较大的地面沉降；又由于土层的不均匀性和降水后地下水位呈漏斗曲线。四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉降，使周围建筑基础下沉或房屋开裂。因此，在建筑物附近进行井点降水时，为防止降水影响或损害区域内的建筑物，就必须阻止建筑物下地下水的流失。除可在降水区域和原有建筑物之间的土层中设置一道固体抗渗屏幕（如水泥搅拌桩、灌注桩加压密注浆桩、旋喷桩、地下连续墙）外，较经济也比较常用的是用回灌井点补充地下水的办法来保持地下水位。回灌井点就是在降水井点与要保护的已有建（构）筑物之间打一排井点，在井点降水的同时，向土层中灌入足够数量的水，形成一道隔水帷幕，使井点降水的影响半径不超过回灌井点的范围，从而阻止回灌井点外侧的建（构）筑物下的地下水流失（图6-23）。这样，也就不会因降水而使地面沉降，或减少沉降值。

355534122>=6m(a)(b)图6-23 回灌井点布置

(a)回灌井点布置 (b)回灌井点水位图

1—降水井点；2—回灌井点；3—原水位线；4—基坑内降低后的水位线；5—回灌后水位线

为了防止降水和回灌两井相通，回灌井点与降水井点之间应保持一定的距离，一般不宜小于6m，否则基坑内水位无法下降，失去降水的作用。回灌井点的深度一般应控制在长期降水曲线下1m为宜，并应设置在渗透性较好的土层中。

为了观测降水及回灌后四周建筑物、管线的沉降情况及地下水位的变化情况，必须设置沉降观测点及水位观测井，并定时测量记录，以便及时调节灌、抽

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量，使灌、抽基本达到平衡，确保周围建筑物或管线等的安全。 6.4.5 管井井点

管井井点就是沿基坑每隔20～50m距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵（潜水泵、离心泵）不断抽水来降低地下水位。用此法可降低地下水位5～10m，适用于土的渗透系数较大（K=20～200m/d）且地下水量大的砂类土层中。

近年来应用较多的是带真空的深井泵，每一个深井泵由井管和滤管组成，单独配备一台电动机和一台真空泵，开动后达到一定的真空度，则可达到深层降水的目的，在渗透系数较小的淤泥质粘土中亦能降水。 1、管井井点系统设备

主要包括滤水井管、吸水管与抽水机械等设备。井管过滤部分采用钢筋焊接骨架外包孔眼1～2mm的滤网，长2～3m；井管采用直径为200mm以上的钢管或混凝土等管材；吸水管采用直径为50～100mm的钢管或胶皮管，插于滤水井管中，底部须插人管井最低动水位以下，有的还装置有单向阀、上端装设了一节配有法兰盘的短钢管；采用4″～8″的离心泵作为抽水机械。 2、管井的布置

管井可以沿基坑或沟槽的一侧或两侧作直线形布置，也可沿基坑外围四周呈环状布设。井中心距基坑边缘的距离为：采用冲击式钻孔用泥浆护壁时为0.5～1.8m采用套管法时不小于3m。井管埋置的深度与间距同降水面积、深度、含水层渗透系数有关，基坑埋设最大深度采用5～10m；降水深度为3～5m。

一般情况下，每根滤水井管单独配一台水泵，设置标高处于最小吸程处，高度不足时，可将水泵设于基坑内。当水泵排水量大于单孔井管涌水量数倍时。可另设集水总管，将相邻吸水管连接，共用一台泵。 3、井管埋设

采用泥浆护壁套管钻孔法埋设滤水井管。井孔直径比滤水井管外径大200mm以上。井管下沉之前，应予清孔并保持滤网畅通，再将滤水管居中插入，用圆木堵住管口，井管与土壁之间采用3～15mm的砾石作过滤层，地面以下0.5m以内用粘上填充夯实。 4、管井使用

抽水过程中应经常对抽水机械的电机、传动轴、电流、电压等做检验。对管井中水位下降与流量进行观测并作记录。

管井使用完毕，采用人字拔杆，用钢丝绳，导链将管口捆紧慢慢拔出，洗净后供再次使用，所留孔洞用砾砂回填夯实。 6.4.6电渗井点

电渗井点适用于土的渗透系数小于0.1m/d，用一般井点不可能降低地下水位

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的含水层中，尤其宜用于淤泥排水。

电渗井点（图6-24）的原理是在降水井点管的内侧打入金属棒（钢筋或钢管），连以导线，当通以直流电后，土颗粒会发生从井点管（阴极）向金属棒（阳极）移动的电泳现象，而地下水则会出现从金属棒（阳极）向井点管（阴极）流动的电渗现象，从而达到软土地基易于排水的目的。

电渗井点是以轻型井点管或喷射井点管作阴极，￠20～￠25的钢筋或￠50～￠75的钢管为阳极，埋设在井点管内侧，与阴极并列或交错排列。当用轻型井点时，两者的距离为0.8m～1.0m；当用喷射井点则为1.2～1.5m。阳极入土深度应比井点管深500mm，露出地面200～400mm。阴、阳极数量相等，分别用电线联成通路，接到直流发电机或直流电焊机的相应电极上。

73814256图6-24 电渗井点降水示意图

1—基坑；2—井点管；3—集水总管；4—原地下水位；5—降低后地下水位

6—钢管或钢筋；7—线路；8—直流发电机或电焊机

本章思考题：

一、简要叙述正铲、反铲、拉铲、抓铲挖土机的挖土特点及适用条件。

二、给排水工程中基坑支撑的常用方法有哪些？

三、什么叫压实系数？填土压实的方法及压实机具类型有哪些？

四、简要叙述轻型井点组成及作用

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