水工程施工教案.doc

水工程施工教案
课程名称：《水工程施工》 第 1 周，第 1 讲次
摘 要
授课题目（章、节）
第一篇 给水排水工程施工技术与常用设备安装
第一章 土石方工程与地基处理
1.1 土的工程性质及分类
1。2场地平整施工
本讲目的要求及重点难点：
【目的要求】通过本讲课程学习，掌握土的性质、分类,掌握土方量计算
【重 点】土的工程性质;确定开挖断面及土方量计算
【难 点】确定开挖断面及土方量计算
内 容
【本讲课程的引入】
水工程施工是研究有效地建造水工程构筑物、管道、设备地理论、方法和施工机具的应用性学科。主要包括三部分内容：水工程施工技术与常用设备安装;水工程施工组织与概（预）算；水工程项目建设管理。
任务是使学生获得有关水工程的施工方法与组织管理基本知识，掌握给水排水构筑物和管道工程的施工技术、质量标准及验收方法；掌握所用材料及管材的性能、规格及检验;了解基本建设程序和施工组织设计的编制方法等,为今后从事设计、施工和工程管理等工作打下良好基础。
【本讲课程的内容】
第一章：土石方工程与地基处理
学习目的和要求：掌握土的性质、分类，掌握土方量计算;掌握沟槽、基坑开挖断面的确定及土方量计算，熟悉施工机械的选择及土方回填,了解地基处理及土石方爆破施工。
重点和难点:土的工程性质，确定开挖断面及土方量计算，施工机械的选择及土方密实度测定等。
土石方工程是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量和机械动力消耗均很大，往往是影响施工进度、成本及工程质量的因素.
土石方工程施工具有以下特点：
1. 影响因素多且施工条件复杂；
2. 面大量广且劳动繁重;
3. 质量要求高，与相关施工过程紧密配合。
主要内容有:
（1)场地平整 其中包括确定场地设计标高，计算挖、填土方量，合理地进行土方调配等。
（2)开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝，其中包括施工排水、降水，土壁边坡和支护结构等。
（3)土方回填与压实 其中包括土料选择,填土压实的方法及密实度检验等。
此外,在土方工程施工前，应完成场地清理，地面水的排除和测量放线工作；在施工中，则应及时采取有关技术措施，预防产生流砂、管涌和塌方现象，确保施工安全
1。1土的工程性质及分类
1、土的分类:依开挖难易程度分为八类。具体见表1—1所示.
⑴粘性土物理性质
①界限含水量
②塑性指数和液性指数
塑性指数：Ip＝WL－Wp;
液性指数：IL＝（W－Wp）/ Ip
根据液性指数,对粘土划分：
坚硬：IL≤0；硬塑：0< IL≤0.25；可塑：0。25〈 IL≤0。75；软塑：0。75< IL≤1.0；流塑：IL>1.0。
⑵土的工程分类
①碎石土：粒径大于2mm的颗粒超过总重50%的土
②砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过总重50％、粒径大于0。075mm的颗粒超过全重50％的土。
③粉土：Ip小于或等于10，而粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50％的土。
④粘性土：Ip大于10的土
⑤人工填土：人类活动而形成的堆积物。
2土的工程性质
影响工程施工的土的性质:土的密度（重度）、含水量、渗透性和可松性. 重度主要为：天然重度和干重度以及最大干重度。
⑴ 土的质量密度
m＝ms+mw+ma
m—土质量;ms-土粒质量；mw－土中水的质量；ma－土中气的质量(约为0）。
⑵ 土的含水量
①定义：w＝mw / ms *100%
②影响因素：
土方施工方法的选择，边坡的稳定，回填土的质量。
回填土的回填质量的影响更为明显：回填土的质量控制为获取最大干重度，而最大干重度的获得必需有最佳含水量，方能将土夯压密实。
⑶土的渗透性
定义：是指水在土体中渗流的性能。一般用渗透系数K表示。
⑷土的可松性
①定义：土具有可松性，即在自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽然回填压实，仍不能恢复其原有的体积.
这里讲的回填压实土的体积是在上述开挖的土的体积。
土的可松性程度用可松性系数表示，即：
最初可松性系数：
最终可松性系数：
②用途
土方量的平衡调配,确定运土机具的数量及弃土体积,以及计算基坑填土所需的填方量。
计算挖土的体积:实际的基坑大小,即指在自然状态下土的体积V1。
机具运土的体积：开挖后松散体积 V2 即V2=Ks＊ V1
现场预留土方量作为回填土：
基坑回填体积=基坑体积－基础在基坑内的体积
因为V1＝V3 / Ks‘ 有：V2＝V3 / Ks‘＊ Ks
⑸土的压缩性
定义:地基土在压力作用下体积减少的性质，称为土的压缩性。
⑹土的抗剪强度
①定义:指土抵抗剪力破坏的能力
②影响及应用
土方边坡：表示方法为1：m；m为坡度系数，即m＝
1。2场地平整施工
组织场地平整施工，一般需要包括: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，厂区设计的标高，现场地形地貌，施工期限和技术力量等条件为依据。
场地平整施工前，需做好以下准备工作：
清理场地；排除地面积水;修筑临时道路以供机械进场和土方运输等。
1场地土方量计算：为了制定施工方案，对填挖方进行合理调配,同时也是检查及验收实际土方量的依据.
土方量的计算方法：有方格网法和断面法
⑴方格网法：
方格网大小（a×a）：10m×10m，15m×15m,20m×20m，25m×25m，30m×30m，35m×35m,40m×40m，45m×45m，50m×50m。
在场地设计标高确定后，需平整的场地各角点的施工高度即可求得，然后按每个方格角点的施工高度计算出填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样可以求得整个场地的填、挖土方总量。
填挖土方的计算首先要知道“零线”的位置,在该线上，施工高度为0.
“零线”:挖方区与填方区的交线。即不填不挖的交线。
确定方法：
在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上,用插入法求出零点位置（图1—7），将各相邻的零点连接起来就为零线。
a四方棱柱体的体积计算方法:
①方格四个角点全部为填或全部为挖时(图1—8a）：
式中： V――挖方或填方体积(m3）；
H1、H2、H3、H4――方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（m);
②方格四个角点,部分为填方、部分为挖方时（图1-8b、c）
方法一:
式中:∑H挖（填)――方格角点中填(挖)方施工高度的总和，取绝对值(m)；
∑H―― 方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）；
a――方格边长（m）.
b三角棱柱体法
三角棱柱体法，是将每一个方格顺地形的等高线沿对角划分成两个三角形，然后计算每一个三角棱柱体的土方量。
①当三角形为全挖或全填时(图1—3a):
②当三角形有填有挖时（图1—3b），则其零线将三角形分成两部分,一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体。
土方量计算分别为：

⑵断面法 （略）
⑶边坡土方量计算
场地平整时，还要计算边坡土方量，其计算步骤如下：
①标出场地四个角点A、B、C、D填、挖高度和零线位置；
②根据土质确定填、挖边坡的坡度系数（边坡率）m ；
③计算出四个角点的放坡宽度
④计算边坡的土方量。
土方量经计算汇总求得全部挖方量和全部填方量后,尚需考虑土壤的松散率、压缩率、沉降量等因素对土方量的影响(查手册资料）并进行调整.按照调整后的土方量，即可着手土方的综合平衡调配。
2土方的平衡调配
土方的平衡调配：对挖土、填土、堆弃或移运之间的关系进行综合协调，以确定土方的调配数量及调配方向。
目的：使土方运输量或土方运输成本最低.
⑴土方平衡调配的原则
a应力求达到挖、填平衡和运距最短；
b调配区划分应该与建筑物和建筑物的平面位置相协调,并考虑它们的分期施工顺序，对有地下设施的填土，应留土后填;
c好土要用在回填质量要求高的地区;
d分区调配应与全场调配相协调;
e取土或弃土应尽量少占或不占农田及便利机械施工等.
⑵土方平衡调配图表的编制
主要工作内容：划分土方调配区，计算土方的平均运距和单位土方的运价，编制土方调配图表，确定土方的最优调配方案。
①土方调配区划分
原则：
1）应力求挖填平衡、运距最短、费用最省；
2）便于改土造田、支援农业;
3)考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。
②计算调配区之间的平均运距
a定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距离。
因此，求平均运距,需先求出每个调配区重心。
b方法：
取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即：
；
式中： X0、Y0―― 挖或填方调配区的重心坐标；
V―― 每个方格的土方量；
x、y―― 每个方格的重心坐标。
重心求出后，则标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距
③绘土方调配图表，求土方调配最优方案
3场地平整施工方法
场地平整施工过程包括: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,常采用机械施工.常用的机械有推土机、铲运机和单斗挖土机。
1。3.1 推土机施工
1.3.1。1 推土机的适用范围
1、性能：构造简单，操作灵活，运转方便，所需工作面较小，功率较大,行驶速度较快,易于转移，能爬300的缓坡.
2、适用范围：挖土深度不大的场地平整，铲土并能运送至弃土区；开挖深度不大于1.5m的基坑；回填基坑或沟槽；堆筑高度在1。5m以内的路基、堤坝;平整其他机械卸置的土堆；推送松散的硬土、岩石和冻土；配合铲运机施工，为挖土机清理余土和创造工作面。
推土机的运距宜在100m以内，经济运距为40～60m。
1.3.1.2 提高推土机生产率的方法
（1)下坡推土
（2)并列推土
(3）分批集中，一次推送
（4）槽形推土
1。3。2 铲运机施工
1。3.2。1 铲运机的适用范围
1、性能：铲土、运土、卸土、填筑、压实。
2、适用范围：大面积的场地平整,开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基、堤坝.
铲运机的铲斗容量为2。5～8m3，自行式铲运机的经济运距为800～1500m。
1.3。2.2 铲运机的运行路线
环形路线和“8”字路线
1.3.2.3 提高铲运机生产率的措施
（1）下坡铲土
（2）挖近填远，挖远填近
（3）推土机助铲
(4）双联铲运法
（5)挂大斗铲运
（6）跨铲法
1。3.3 挖土机（下节介绍）
4填土与压实
为了保证填土的强度和稳定性,填土前应对填土区基底的垃圾和软弱土层进行清理压实；在水田、池塘及沟渠上填土时，先需排水疏干，对地基进行处理。还必须正确选择土料及填筑、压实方法。
回填土料应符合：含水量大的粘土,不宜作填土用；碎石类土、砂土和爆破石渣等,可用于表层以下的填料；对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区。
填土压实方法一般有:碾压、夯实、振动压实及利用运土工具压实等方法。
(1）碾压法，适用于大面积填土,如场地平整、路基、堤坝等工程
每次碾压要有150～200㎜的重叠.
（2）夯实法，适用于小面积填土，,夯实厚度一般在200㎜以内。
（3)振动法

【本讲课程的小结】今天我们主要讲了土的工程性质及分类；以及场地平整，重点是土的性质分类，及场地平整土方量的计算。

【本讲课程的作业】1场地土方量计算及调配
课程名称：《水工程施工》 第 2周，第 2 讲次
摘 要
授课题目(章、节)
第一篇 给水排水工程施工技术与常用设备安装
第一章 土石方工程与地基处理
1.3 沟槽、基坑开挖
1。4 沟槽及基坑支撑
1.5 土方回填
1。6地基处理
1.7土石方爆破施工
本讲目的要求及重点难点：
【目的要求】通过本讲课程学习，掌握沟槽、基坑开挖断面的确定及土方量计算，熟悉施工机械的选择及土方回填，了解地基处理及土石方爆破施工
【重 点】沟槽、基坑开挖断面的确定及土方量计算，施工机械的选择及土方回填。
【难 点】开挖断面选择及土方密实度测定。
内 容
【本讲课程的引入】
上讲课了场地平整，这次课讲沟槽、基坑的开挖以及土方回填等
【本讲课程的内容】
1.3 沟槽、基坑开挖
1.3。1沟槽与基坑断面选择及土方量计算
1沟槽断面形式有:直槽、梯形槽、混合槽等。当有2条或多条管道共同埋设时，还需采用联合槽。
正确选择沟槽开挖断面，可为后续施工创造良好条件，减少开挖量,选择沟槽断面依据：
a土的种类；b地下水情况；c现场条件及施工方法；d设计规定的基础;e管道断面尺寸、长度及埋设深度等。
沟槽底宽W＝B＋2b
B－管道基础宽(m）；b－工作宽度(m)
2土方量的计算：根据选定的断面及两相邻断面间距离，按其几何体积计算出区段间沟槽土方量，将各区段计算结果汇总，求得沟槽开挖的总土方量。
基坑土方量可按其几何体积计算,计算时其断面底宽,每侧工作宽度为1～2m。计算方法可参照前节所述。
1.3。2土方开挖的机械施工
有单斗挖土机和多斗挖土机
适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，运输距离超过1km,土方量大且集中的工程。一般挖土机作业时,需配合自卸汽车运土,并在卸土区准备推土机平整土堆.
1.3。2。1单斗挖土机施工
种类：正铲、反铲、拉铲和抓铲
1 正铲挖土机
(1）正铲的性能
①定义：一般只用于开挖停机面上的土体，需要设置进出口通道。
②适用：土质较好、无地下水的地区工作。
(2）正铲挖土和卸土的方式
正向挖土、后方卸土和正向挖土、侧向卸土
（3）正铲挖土机的工作面及开行通道
挖土机在停机点所能开挖的土方面称为工作面。
2 反铲挖土机
⑴定义：反铲挖土机是开挖停机面以下的土体，不需设置进出口通道。
⑵适用：开挖小型基坑、基槽和管沟.尤其适用于开挖独立柱基，以及泥泞的或地下水位较高的土体。
3 拉链挖土机
装置简单，可由起重机改装，开挖方式基本上与反铲挖土机相似.
4 抓铲挖土机
一般由正、反铲液压式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。
适用：挖掘面积较小，深度较大的沟槽沉井或独立柱基的基坑，最适宜于进行水下挖土，如放置在驳船上，开挖地面水取水构筑物基础水下土石方。
1。3。2.2多斗挖土机施工
又称挖沟机、纵向多斗挖土机。与单斗比较优点有：挖土作业连续,生产效率高；开挖单位土方量能耗低；开挖沟槽底和壁较整齐；开挖时能将土自动卸在沟槽一侧。
适用：开挖黄土，粉质粘土等；不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土。
1.3.3土方施工发生塌方与流砂的处理
1边坡塌方:沟槽、基坑边坡的稳定主要由土体内摩擦力和粘结力来保持平衡的。当土体失去平衡，边坡就会塌方。
边坡塌方原因有：
⑴基坑、沟槽边坡放坡不足,边坡过陡，使土体本身稳定性不够.
⑵降雨、地下水或施工用水渗入边坡,使土体抗剪能力降低（主要原因）
⑶基坑、沟槽上边缘附近大量堆土或停放机具；或不合理开挖坡脚及受地表水、地下水冲蚀等，增加土体负担，降低了土体的抗剪强度引起
2流砂的防治
流砂的防治：在沟槽、基坑低于地下水位,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。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：水下挖土法、打钢板桩法、地下连续墙法等，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
滑坡体施工中的作业方法：首先对滑坡区的地质资料做好调查研究；选择正确施工顺序；拟定合理施工方法。在进行开挖和填方时，应注意：
在靠近滑坡边沿处开挖土方
在滑坡体上挖填土方时：挖方时，遵循由上至下开挖程序；填方时，遵守由下至上施工顺序.
1.4沟槽及基坑支撑
支撑是防止土壁坍塌的临时性挡土结构,由木材或钢材做成。支撑的荷载就是原土和地面荷载所产生的侧土压力.支撑结构应满足下列要求：
a牢固可靠，进行强度和稳定性计算和校核。
b保证安全前提下，节约用料，宜采用工具式钢支撑;
c便于支设和拆除及后续工序的操作.
1。4。1支撑种类及适用条件
沟槽支撑形式有横撑、竖撑和板桩撑,开挖较大基坑时还采用锚碇式支撑等
横撑和竖撑由撑板（挡土板）、立柱和撑杠组成。横撑水平挡土板有断续式和连续式两种。竖撑为挡土板垂直连续放置。
断续式横撑适于开挖湿度小的粘性土及挖土深度小于3m；
连续式横撑适于较潮湿的或散粒土及挖深不大于5m的沟槽;
竖撑用于松散的和湿度高的土，挖土深度可以不限.
撑板（挡土板)分木制和金属制两种，立杆和横杠通常采用槽钢。在开挖较大基坑或使用机械挖土，而不能安装撑杠时，可改用锚碇式支撑。锚桩必须设置在土的破坏范围以外，挡土板水平钉在柱桩的内侧，柱桩一端打入土内,上端用拉杆与锚桩拉紧，挡土板内侧回填土。
在开挖较大基坑，有部分地段下部放坡不足时，可用短桩横隔板支撑或临时挡土墙支撑，以加固土壁.
1.4。2支撑的计算
包括确定撑板、立柱(或横木）和撑杠的尺寸.通常支撑构件的尺寸取决于现场已有材料的规格，因此,支撑计算只是对已有构件进行校核，根据校核适当调整立柱和横撑的间距，以确定支撑的形式。施工现场常采用的支撑构件尺寸为:
木撑板：2～6m,宽度20～30cm,厚50cm；横木截面：10cm×15cm～20cm×20cm（视槽宽定）；立柱截面： 10cm×15cm～20cm×20cm（视槽深定)；槽深<4m，立柱间距1。5m；槽深4～6m，立柱间距在断续式横撑1.2m，连续式1.5m；槽深6～10m,立柱间距1.5~1.2m，撑杠垂直间距1.2～1.0m.
1。4。3支撑的设置和拆除
挖槽到一定深度或到地下水位以上时，开始支设支撑，然后逐层开挖逐层支设.支设程序为：支设撑板－立柱（或横木)和撑杠。竖撑支设：撑板－上下两端横木－撑杠固定；随着挖土，撑板底端高于槽底,再逐块将撑板锤打至槽底,据土质，每挖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。
施工过程中，更换立柱和撑杠的位置，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;或其他原因需重设支撑时,均应倒撑。
在施工期间，应经常检查槽壁和支撑的情况,尤其在流砂地段和雨后。
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，避免材料耗损.遇撑板和立木较长时，可在还土后或倒撑后拆除。
1.5土方回填
沟槽回填应在管道验收后进行,基坑要在构筑物达到足够强度再进行回填土方.但回填也应及早开始,避免槽（坑）壁坍塌,保护已建管道正常位置，尽早恢复地面平整。
回填施工过程包括还土、摊平、夯实、检查等工序。其中关键工序是夯实，应符合设计所规定的密实度要求。
据经验，管道两侧（胸腔）、管顶及管顶以上50cm范围内填土的密实度不小于95％。
1回填土方的压实方法:夯实和振动
振动法是将重锤放在土层表面或内部,借助振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态.此法用于振实非粘性土壤。
夯实法利用夯锤自由下落的冲力来夯实土壤，常用机具有:蛙式打夯机、内燃打夯机、履带式打夯机及压路机等,是沟槽、基坑常用的方法。
2土方回填施工要点
①还土一般用沟槽或基坑原土(淤泥土、细沙、粘土等除外）
②回填土应具最佳含水量
③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
④沟槽回填，应在管座混凝土强度达到5MPa后进行；槽上土面呈拱形
⑤胸腔和管顶上50cm范围夯实时，应据管子和管沟强度确定回填方法
⑥每层土夯实后，应检测密实度（环刀法和贯入法）
3要求:
⑴填土满足强度、稳定性要求和必须合理设计边坡，正确选择土料以及填筑方法;
⑵不能作为填土使用的土料：含有大量有机物的土,石膏或水溶性硫酸盐含量大于2％的土，冻土或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质粘土，含水量大的软弱土等。
⑶填土要求：
应分层铺土压实,最好采用同类土填筑。如采用不同类别的土填筑时，应将透水性较大的土置于透水性较小的土层之下,严禁不均匀地混杂在一起使用。
分层铺土厚度，则应根据压实机具的性能确定:羊角碾每层铺土厚度200～350㎜，每层压实遍数8～15遍；平碾为200～300㎜，压6~8遍;蛙式打夯机为200~250㎜，压3～4遍；人工打夯不大于200㎜，压3~4遍。
回填土含水量过大或过小都难以压实，应控制最优含水量，才能达到最大干密度。
对于软弱土地基，常采取将基础下面一定厚度的软弱土层挖除，然后用人工砂垫层、灰土垫层等进行换土处理。垫层施工也应分层还土，分层夯实.
4填土压实的质量检验
填土压实后的干密度（干重度）应有90%以上符合设计要求,其余10％的最低值与设计值的差，不得大于0。088g/cm3，且应分散，不得集中于某一区域。
检验方法：
采用环刀法测定土的实际干密度.其取样组数为:基坑回填每20～50m3取一组（每个基坑不小于一组）；基槽或管沟回填每层按长度20～50m取一组；室内填土每层按100～500m2取一组;场地平整填土每层按400～900m2取一组。
取样部位应在每层压实后的下半部。取样先称出土的湿密度并测定含水量，然后计算实际干密度:
式中： ρ―― 土的湿密度（g/cm3)；
ω―― 土的含水量（％）.
填土密实度以设计规定的控制干密度ρd作为检验标准.
ρd＝λc×ρd max
式中:λc――填土的压实系数,一般场地平整为0.9左右，地基填土为0。91～0.97；ρd max―― 填土的最大干密度，可由实验室实测，或计算求得.
1。6地基处理
软弱土层:土质疏松、压缩性高、抗剪强度低的软土,松散砂土和未经处理的填土。地基处理的目的：
a改善土的剪切性能,提高抗剪强度;
b降低软弱土压缩性，减少基础的沉降或不均匀沉降；
c改善土的透水性，起截水、防渗作用；
d改善土的动力特性，防止砂土液化;
e改善特殊土的不良地基特性（主要指消除或减少湿陷性黄土的湿陷性和膨胀土的膨胀性等)
1。6。1地基处理的方法：有换土垫层、挤密与振实、碾压与夯实、排水固结和浆液加固等五类.
1换土垫层:是一种直接置换持力层软弱土的处理方法。施工时将地基下一定深度的软弱土层挖除，分层填回砂石、灰土等材料，并加以夯实振密。砂垫层适于处理软土地基；灰土垫层适于处理湿陷性黄土,可消除1～3cm厚黄土的湿陷性。换土垫层是一种较简易的浅层地基处理方法。
2挤密桩与振冲法：挤密桩可采用类似沉管灌注桩的机具和工艺，通过振动或锤击沉管等方式成孔、在管内灌料（砂、石灰、灰土或其他材料）,加以振实加密的过程.
a挤密砂石桩适于松散砂土、填土以及塑性指数不高的粘性土
生石灰桩用于地下水位以下的饱和粘性土、粉土、松散粉细砂、杂填土及饱和黄土等地基;
土桩、灰土桩适于湿陷性黄土
b振冲法原理：在砂土中，利用加水和振动可使地基密实。主要设备是振冲器：由潜水电动机、偏心块和通水管3部分组成
振冲法分振冲置换和振冲密实2类.
振冲置换适于处理不排水抗剪强度不小于20KPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基；
振冲密实法适于处理砂土、粉土等地基。
3碾压和夯实:有机械碾压、振动压实、重锤夯实及强夯等
a机械碾压：压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械来压实松散土。常用于大面积填土的压实和杂填土地基的处理；
b振动压实法：利用振动机振动压实浅层地基的一种方法。适于处理砂土地基和粘性土含量较少、透水性较好的松散杂填土地基.
c重锤夯实法：利用起重机将夯锤提到一定高度然后使锤自由下落，重复夯击以加固地基.适于稍湿的一般粘性土和粉土、砂土、湿陷性黄土及杂填土等.
d强夯法：将很重的锤（100～400KN）从高处(10～40m）自由下落，给地基土施以很大的冲击力,提高土的强度，降低土的压缩性，改善土振动液化条件和消除湿陷性等作用。适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土、填土等地基的加固
4排水固结法:堆载预压法是在软土地区常用的方法之一。在预压堆载过程中，饱和粘性土体孔隙水逐渐排出，地基土的强度得到提高，而且由于预先使地基排水固结，减少了建筑物沉降，改善地基条件.
砂井堆载预压法是由排水系统和加压系统组成,排水井＋堆载。加载材料有砂、石料、土料等。
5浆液加固法：利用水泥浆液、粘土浆液或其他化学浆液（水玻璃、聚氨脂、丙稀酰氨等），采用压力灌入、高压喷射或浅层搅拌等方法,使浆液与土颗粒胶结起来,以改善地基土的物理力学性质的地基处理方法.
1.7土石方爆破施工
爆破技术常用于地下和水下工程、基坑（槽）、管沟开挖、坚硬土层或岩石的破除.此外，在场地平整、清除施工现场的障碍物及开掘冻土等，也常需要爆破方法施工。
在给水排水工程中，通常为小面积爆破，一般多用炮眼爆破法施工。
1炮眼爆破：是在岩石内钻凿直径25～46mm、深度1～5m的炮眼，然后装入长药包进行爆破.操作简便、炸药消耗量少，岩石破碎均匀,飞石距离近，不易损坏附近建筑物。广泛用于各种地形或场地狭窄的工作面上作业，如岩层厚度不大的一般场地平整，开挖管沟、基坑、平整边坡、冻土松动及大块岩石的二次爆破等。
2管沟、基坑（槽）的爆破开挖：炮眼深度不得超过沟（槽、坑）宽度的0.5倍.如需超过，则应采用分层爆破。
隧道爆破开挖：通常采用炮眼法分次进行,先爆破隧道中心部分，再爆破其余部分.
3水下爆破：常用于开挖水下管沟、构筑物基坑及除去障碍物等，水下爆破应使用防水炸药，爆破方法有裸露爆破和钻眼爆破2种.需依水深、流速、河床地质构造、岩石硬度及沟槽（基坑）宽度、深度等选择爆破方法。
4水压控制爆破：在完全封闭或开口的中空容器结构物中，进行全部或部分灌水,然后在水中悬挂一定位置和深度的药包进行起爆,充分利用水的不可压缩性，传递爆炸荷载，以达到均匀破碎四周壁体的爆破方法。
适用于封闭式或开口的水池、罐体、地下室、钢铁容器等结构的破碎拆除施工，具有安全简便、破碎均匀、比钻眼爆破法工效高且费用低,可控制飞石和粉尘等特点。
药包应有防水措施;拟爆结构有孔洞时，预先阻塞;地上容器结构，应在四周设排水设施;在爆破壁面覆盖轻型覆盖物（草席等），缓冲碎片抛速。
5爆破安全措施：
a爆破器材储运和运送的安全;b爆破施工的安全；c爆破作业的安全;d瞎炮的安全处置

【本讲课程的小结】今天我们主要讲了沟槽、基坑开挖断面的确定及土方量计算，施工机械的选择及土方回填，地基处理及土石方爆破施工。

【本讲课程的作业】
课程名称：《水工程施工》 第 3 周,第 3 讲次
摘 要
授课题目（章、节）
第一篇 给水排水工程施工技术与常用设备安装
第二章 施工排水
2。1明沟排水
2.2人工降低地下水位
本讲目的要求及重点难点：
【目的要求】通过本讲课程学习，掌握明沟排水及人工地下水位等各种方法及适用性。
【重 点】轻型井点的设计与施工
【难 点】轻型井点的设计与施工
内 容
【本讲课程的引入】施工排水包括排除地下自由水、地表水和雨水。地下自由水又分为潜水和承压水两种。
施工排水方法分明沟排水和人工降低地下水为两种。
【本讲课程的内容】
2.1明沟排水
包括地面截水和坑内截水.
地面截水:排除地表水和雨水，最简单的方法是在施工现场及基坑或沟槽周围筑堤截水。地面截水应尽量利用天然排水沟道，并进行必要疏通。
坑内排水：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.当基坑或沟槽开挖过程中遇到地下水和地表水时，在坑底随同挖方一起设置集水井，并沿坑底周围开挖排水沟，使水流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。常用的抽水设备有离心泵、潜水泥浆泵、活塞泵和隔膜泵等。
明沟排水法设备简单，排水方便，应用较普遍，适于除细砂、粉砂之外的各种土质。
1）定义：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，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。
2）设置：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。
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；基坑四个角应各设一个。
集水井大小:直径或宽度一般为0.6～0。8m，深度低于挖土面0。5～1.0m.集水井井壁用竹、木等加固，并在井底铺设碎石滤水层，以免在抽水时将泥砂抽出。
排水沟大小:宽为0.4~0.6m,深为0。4-0.6m,并有一定的坡度(2‰左右).
盲沟:置于基础底板下,基础施工完毕后无法看见叫盲沟。盲沟相当于看不见的排水沟.盲沟的尺寸同排水沟。
3)涌水量计算
a干河床时：
Q-基坑总涌水量；K－渗透系数（m/d）；H－稳定水位至基坑深度（m）；R－影响半径（m)；r0－基坑半径（m）；矩形基坑，r0＝u（L+B）/4;不规则基坑,r0＝(F/π）其中F为基坑面积.
b基坑近河沿时
D—-基坑距河边线距离(m)，其余同上式。
2。2人工降低地下水位
当基坑开挖深度较大、地下水位较高、土质较差（如细砂、粉砂等）等情况下,可采用此法。常采用井点排水的方法:在基坑周围或一侧埋入深于基底的井点滤水管或管井,以总管连接抽水，使地下水低于基坑底，以便在干燥状态下挖土，这样不但可防止流砂现象和增加边坡稳定，而且便于施工。
人工降低水位的方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。
2.2.1轻型井点
1轻型井点系统组成
设备主要有：井点管（下端为滤管）、集水总管、弯联管及抽水设备
井点管：直径38～55㎜的钢管，长6～9m,下端配有滤管和一个锥形铸铁塞头，其构造如图1-19所示.滤管长1.0～1.5m，管壁上钻有12～18㎜成梅花形排列的滤孔；管壁外包两层滤网，内层为30～50孔/cm2的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网，外层为3～10孔/cm2粗滤网，以防泥砂进入井点管。
集水总管：直径75～100㎜的钢管分节连接，每节长4m，其上装有与井点管联接的短接头,间距为0。8～1。6m.总管应有2.5‰~5‰坡向泵房的坡度。总管与井点管用900弯头或塑料管连接。
抽水设备：真空泵设备
2轻型井点布置
轻型井点系统的布置,应根据基坑平面形状及尺寸、基坑深度、土质、地下水位及流向、降水深度要求等确定。
（1）平面布置
当基坑或沟槽宽度小于6m,降水深度不超过5m时，可采用单排井点,将井点管布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度不小于坑槽宽度.
反之，则应采用双排井点，位于地下水流上游一排井点管的间距应小些,下游一排井点管的间距可大些。
当基坑面积较大时，则采用环状井点。
井点管距离基坑壁不应小于1.0～1。5m,间距一般为0。8～1。6m。
（2）高程布置
轻型井点降水深度一般不大于6m。
井点管埋置深度H’，可按下式计算
H’=H1+△h＋iL＋l
式中： H1――井点管埋设面至坑底面的距离;
△h――降水后的地下水位至基坑中心底面的距离，一般为0.5~1。0m；
i――水力坡度,环状井点为1/10，单排井点为1/4，双排井点1/7;
L――井点管至最不利点（沟槽内底边缘或基坑中心）的水平距离；
l――滤管长度。
如H 值小于降水深度6m时,则可用一级井点；
当H 值稍大于6m时，如降低井点管的埋置面后，可满足降水深度要求时,仍可用一级井点降水；
当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点。
在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管路出地面0.2～0。3m，滤管必须埋在透水层中。
3轻型井点的计算
井点系统的设计内容：井点系统的布置，井点的数量、间距、井点设备的选择。
⑴井点系统的总涌水量计算
井点管的数量，是根据其涌水量来计算的。
几个基本概念：
无压井：当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时。
承压井:布置在承压含水层中时.
完整井:当水井底部达到不透水层时。
非完整井:当水井底部未达到不透水层时。
A、无压完整井的环状井点系统,涌水量计算公式：
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—— 降水深度(m）；
R—- 抽水影响半径（m）；
x0—- 环状井点系统的假想圆半径（m）。
B、无压非完整井涌水量计算公式：
式中：H0--—有效深度(m）按P73表2－4确定.
计算涌水量时，R、x0、K值需预先确定
①抽水影响半径R
（完全井)或（非完全井）
②基坑假想半径x0
a环围面积为矩形（L/B≤5）时,
a值见p73表2－5
L、B――基坑长度及宽度(m），为计算精确应各加2m。
b环围面积为圆形或近似圆形时,
F-—基坑平面面积（m2）
c当L/B>5时，可划分成若干计算单元，长度按（4～5）B考虑；当L>1.5R时,也可取L＝1。5R为一段进行计算；当形状不规则时应分块计算涌水量，再相加得总涌水量.
③渗透系数K
一般据地质报告提供数值或参考p74表2－6数值.
⑵单根井点管涌水量q
式中，d――滤管直径（m）；l――滤管长度(m）；K－渗透系数
⑶确定井点管数量与间距
井点管所需根数：
式中1.1为考虑井点管堵塞等因素得备用系数
井点管得间距
L1――总管长度（m）
求出的管距应大于15d，小于2m，并应与总管接头的间距（0。8m、1.2m、1。6m等)相吻合。
⑷抽水设备选择
一般多采用真空泵井点抽水设备，型号为V5、V6型
其中V5型总管长度≤100m，井点管数量为80根；
V6型总管长度≤120m,井点管数量为100根。
4井点管的埋设与使用
安装程序：按设计布置方案，先排放总管，然后再用弯联管把井点管与总管连接，最后安装抽水设备。
井点管的埋设：用冲水管冲孔，或钻孔，孔径一般为300㎜，以保证井管四周有一定厚度的砂滤层，冲孔深度宜比滤管底深0.5m，冲孔孔径上下一致，砂滤层宜用粗砂，以免堵塞管的网眼。砂滤层灌好后，距地面0.5~1.0m深度内，应用粘土封口捣实，防止漏气.
井点管埋设完毕后，即可接通总管和抽水设备进行试抽水，检查无漏气、漏水现象，出水是否正常。
轻型井点使用时，应保证连续不断抽水，若时抽时停，漏网易于堵塞；中途停抽，地下水回升,也会引起边坡塌方等事故。正常的出水规律为“先大后小，先浑后清”。
2.2。2喷射井点
2.2.3电渗井点
2.2。4管井井点
2。2。5深井井点
2.2.6回灌井点
2。2。7应用实例（p80（一）)

【本讲课程的小结】今天我们主要讲了第二章施工排水，包括明沟排水及人工降低地下水位法，重点是轻型井点

【本讲课程的作业】轻型井点的设