渗透系数K值的确定——可用现场抽水试验或试验室测定
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土的渗透试验和渗透系数
土的渗透试验和渗透系数土的渗透试验和渗透系数2010-04-1511:04由达西定律可知土的渗透系数k反映了土的渗透性能是渗流计算用到的必须指标它的大小可通过试验或经验决定试验可在实验室或现场进行而室内测定渗透系数有常水头法和变水头法 1.室内常水头渗透试验常水头渗透试验装置的示意图如图2-4所示与达西渗透试验装置相似。
在圆柱形试验筒内装置土样土的截面积为A即试验筒截面积在整个试验过程中土样上的水头保持不变。
在土图2-4常水头试验装置图2-5变水头试验装置样中选择两点1、2两点的距离为L.分别在两点设置测压管。
试验开始时水自上而下流经土样待渗流稳定后测得在时间t内流过土样的流量为Q并同时读得两测压管的水头差为△h。
则单位时间内渗流量由达西定律从而可求得土样渗透系数2-4 常水头渗透试验适用于测量砂土渗透系数对于粘性土由于渗透系数很小应采用变水头法测量其渗透系数。
2.变水头渗透试验变水头渗透试验装置如图2-5所示。
土样的截面积为A高度为L。
试验筒上设置储水管储水管截面积为a试验开始时储水管水头为h1经过时间t后水头降为h2令在时间dt内水头降低了dh则在dt时间内通过土样的流水量为由达西定律在dt时段内流经试样的渗水量又可表示为由以上两式可得对上式两边取积分并整理后可得可得土渗透系数为2-5 式2-5中的a、L、A为己知试验时只要量测与时刻t1、t2对应的水位h1、h2就可求出渗透系数。
3.现场抽水试验对于粗颗粒土或成层土室内试验时不易取得原状土样或者土样不能反映天然土层的层次或土颗粒排列情况这时从现场试验得到的渗透系数将比室内试验准确。
图2-6为一现场井孔抽水试验示意图。
在试验现场沉入1根抽水井管穿过要测定k值的砂土层并在距井中心不同距离处设置一个或两个观测孔然后自井中以不变的速率连续进行抽水抽水造成井周围的地下水位逐渐下降形成一个以井孔为轴心的降落漏斗状的地下水面。
测定水头差形成的水力梯度使水流向井内。
渗透系数
渗透系数渗透系数 k是一个代表土的渗流性强弱的定量指标，也是计算时必须用到的基本参数，不同种类的土，k 值差别很大。
因此，准确测定土的渗透系数，是一项十分重要的工作。
实验室测定法目前实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为常水头法和变水头法两种。
（１）常水头试验法常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。
适用于测量渗透性大的砂性土的渗透系数，设试样的长度为L，截面积为A，试验时，先打开供水阀，使水自上而下通过试样并从溢流槽排除，试样两端部设有测压管测定其水头差Δ h，待水在试样中渗流稳定后，经过一段时间，测定历时t 流过试样的水量Q 和测压管水头差Δ h，即可按照达西定律得：（２）变水头试验法对于黏性土来说，由于其渗透系数较小，故渗水量较小，用常水头渗透试验不易准确测定，因此这种渗透系数小的土可用变水头渗透试验。
变水头试验在试验过程中水头是随时间而变化的。
利用水头变化与渗流通过试样截面的水量关系测定土的渗透系数，试验装置如图３．６（b）所示。
水流从一根直立带有刻度的玻璃管和U 形管自上而下流经试样。
试验时，将玻璃管充以预处理好的试验用水至适当高度后，开动秒表，测记起始水头差h１，经历时间t 后再测定水头差h２，便可利用达西定律推导出渗透系数的表达式。
渗透试验装置示意图设玻璃管内截面积为a，试样长度为L，试样截面积为A。
试验开始后任意时刻t 的水头差为h，经历dt 时段，管中水位下降dh，则时段dt 内，流过试样的水量为：式中，负号表示渗水量随h 的减小而增大。
根据达西定律，在时段dt 内流过试样的水量又可表示为：令式（a）等于式（b），得到：上式两边积分：即可得土的渗透系数表达式为实验室测定渗透系数k 的优点是设备简单，费用较低。
但是，由于土的渗透性与土的结构有很大关系，地层中水平方向和垂直方向的渗透性往往不一样；再加之取样时的扰动，不易取得具有代表性的原状土样，特别是砂土。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
渗透系数K值的确定——可用现场抽水试验或试验室测定
亦称水力坡度（无量纲）
K－渗透系数（m/d ）
渗透系数K的确定：
1、根据粒度分析资料计算确定 2、根据渗水实验、抽水实验确定 3、参考值表选用：
第一节
排水和地下水处理
一、 土方工程施工前的准备工作
1、 清理施工场地、拆迁障碍物、旧有房屋、构筑物、 道路、沟渠、管道、电线、电杆、坟墓、树木等； 2 、设置排水防洪设施 地表水：积水、雨水 措施：排水沟──合理布置，截面按需要， 一般不小于0.5×0.5m，坡度0.2％； 截水沟──山坡地段，截断地表雨水 流入工地；（排洪沟） 挡水堤坝──低洼地施工，场地周围 设置，防治雨水流入。
（一）集水坑降水 也称明沟排水，是现场最普遍应用的一种人工降低 地下水位的方法。施工方便，设备简单，可应用于除 细砂土以外各种土质的施工场合。 其基本方法是在场地范围内合理布置排水明沟，沿
沟每隔一段距离设一个集水井，让地面水、雨水及地
下水汇入排水沟流入集水井，然后用水泵排出基坑。 随着基坑挖土的加深，随时加深排水沟和集水井，保
2、明沟排水实例： 动画
2、流砂防治
★流砂现象的产生原因
动水压力：水在土中渗流时对单位土体的压力 ★ 流砂防治 总的原则是“治砂必治水”。主要有三个途径，即减小 或平衡动水压力、截住地下水流、改变动水压力的方向。 1）枯水期 施工－－－减少动水压力 2）打 板 桩－－－减少动水压力（设止水帷幕）
3 、修筑土方运输临时道路 场地内施工机械运行的道路，主要干线宜与永久 性道路结合修建，一般双车道，宽度不小于7 米。 20cm 厚碎石或砾石路基，两侧结合设置排水沟。 4 、修建临时设施、安装临时水电 搭设临时工棚，修建现场供水、供电等管线。 5 、材料、机具的准备，设备试运转 机械设备的维修、检查，运往施工现场。 6 、测量、放线 7 、土方工程的辅助工作，边坡稳定、基坑支护、降水措施
K－渗透系数（m/d ）
渗透系数K的确定：
1、根据粒度分析资料计算确定 2、根据渗水实验、抽水实验确定 3、参考值表选用：
第一节
排水和地下水处理
一、 土方工程施工前的准备工作
1、 清理施工场地、拆迁障碍物、旧有房屋、构筑物、 道路、沟渠、管道、电线、电杆、坟墓、树木等； 2 、设置排水防洪设施 地表水：积水、雨水 措施：排水沟──合理布置，截面按需要， 一般不小于0.5×0.5m，坡度0.2％； 截水沟──山坡地段，截断地表雨水 流入工地；（排洪沟） 挡水堤坝──低洼地施工，场地周围 设置，防治雨水流入。
（一）集水坑降水 也称明沟排水，是现场最普遍应用的一种人工降低 地下水位的方法。施工方便，设备简单，可应用于除 细砂土以外各种土质的施工场合。 其基本方法是在场地范围内合理布置排水明沟，沿
沟每隔一段距离设一个集水井，让地面水、雨水及地
下水汇入排水沟流入集水井，然后用水泵排出基坑。 随着基坑挖土的加深，随时加深排水沟和集水井，保
2、明沟排水实例： 动画
2、流砂防治
★流砂现象的产生原因
动水压力：水在土中渗流时对单位土体的压力 ★ 流砂防治 总的原则是“治砂必治水”。主要有三个途径，即减小 或平衡动水压力、截住地下水流、改变动水压力的方向。 1）枯水期 施工－－－减少动水压力 2）打 板 桩－－－减少动水压力（设止水帷幕）
3 、修筑土方运输临时道路 场地内施工机械运行的道路，主要干线宜与永久 性道路结合修建，一般双车道，宽度不小于7 米。 20cm 厚碎石或砾石路基，两侧结合设置排水沟。 4 、修建临时设施、安装临时水电 搭设临时工棚，修建现场供水、供电等管线。 5 、材料、机具的准备，设备试运转 机械设备的维修、检查，运往施工现场。 6 、测量、放线 7 、土方工程的辅助工作，边坡稳定、基坑支护、降水措施
土质学与土力学土的渗透性与土中渗流
级配良好的土和 级配不良的土哪 一种土易发生管涌?
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有效应力原理
（K.Terzaghi,1936) 1. 饱和土中的两种应力形态
饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体，当外力 作用于土体后一部分由土骨架承担，并通过颗粒之间的接触面进行应力的传 递．称之为粒间应力；另一部分则由孔隙中的水来承担，水虽然不能承担剪 应力，但却能承受法向应力．并且可以通过连通的孔隙水传递，这部分水压 力称为孔隙水压力。
第8页/共35页
土的渗透系数范围
土的类型
渗透系数 k(cm/s)
砾石、粗砂
a×10-1 ~ a×10-2
中砂
a×10-2 ~ a×10-3
细砂、粉砂
a×10-3 ~ a×10-4
粉土
a×10-4 ~ a×10-6
粉质粘土
a×10-6 ~ a×10-7
粘土
a×10-7 ~ a×10-10
第9页/共35页
n
h h1 h2 h3 hi i 1
将达西定律代入上式可得沿竖直方向的等效
渗透系数kz：
kz
H n hi k i 1 i
第12页/共35页
渗透力和渗透变形
(一)渗透力实验验证 当h1＝h2时，土中水处于静止状态，无渗流发生， 贮水器向上提升，使h1＞h2，由于存在水头差．土中产生向上的渗流。水 头差h是土体中渗流所损失的能量。能量损失说明土粒对水流给以阻力；反 之．渗流必然对每个土颗粒有推动、摩擦和拖曳的作用力，称之为渗透力，可 定义为每单位土体内土颗粒所受的渗流作用力，用 j表示。
第4页/共35页
达西定律的适用范围
达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失关系的规律， 即渗流速度v与水力坡降i成线性关系只适用于层流范围。在土木 工程中，绝大多数渗流，无论是发生砂土中或一般的粘性土中， 均介于层流范围，故达西定律均可适用。
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有效应力原理
（K.Terzaghi,1936) 1. 饱和土中的两种应力形态
饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体，当外力 作用于土体后一部分由土骨架承担，并通过颗粒之间的接触面进行应力的传 递．称之为粒间应力；另一部分则由孔隙中的水来承担，水虽然不能承担剪 应力，但却能承受法向应力．并且可以通过连通的孔隙水传递，这部分水压 力称为孔隙水压力。
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土的渗透系数范围
土的类型
渗透系数 k(cm/s)
砾石、粗砂
a×10-1 ~ a×10-2
中砂
a×10-2 ~ a×10-3
细砂、粉砂
a×10-3 ~ a×10-4
粉土
a×10-4 ~ a×10-6
粉质粘土
a×10-6 ~ a×10-7
粘土
a×10-7 ~ a×10-10
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n
h h1 h2 h3 hi i 1
将达西定律代入上式可得沿竖直方向的等效
渗透系数kz：
kz
H n hi k i 1 i
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渗透力和渗透变形
(一)渗透力实验验证 当h1＝h2时，土中水处于静止状态，无渗流发生， 贮水器向上提升，使h1＞h2，由于存在水头差．土中产生向上的渗流。水 头差h是土体中渗流所损失的能量。能量损失说明土粒对水流给以阻力；反 之．渗流必然对每个土颗粒有推动、摩擦和拖曳的作用力，称之为渗透力，可 定义为每单位土体内土颗粒所受的渗流作用力，用 j表示。
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达西定律的适用范围
达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失关系的规律， 即渗流速度v与水力坡降i成线性关系只适用于层流范围。在土木 工程中，绝大多数渗流，无论是发生砂土中或一般的粘性土中， 均介于层流范围，故达西定律均可适用。
渗透系数的确定方法
渗透系数的确定方法
渗透系数是描述水分子通过半透膜渗透速率的物理量,常用单位是米每(米/每)秒或克每(克/每)升。
确定渗透系数的方法通常有以下几种:
1. 根据实验原理确定:渗透系数可以通过渗透试验来测定,通常使用渗透仪进行实验,利用不同浓度的水分子在高电场的作用下通过半透膜的速率。
实验条件可以根据研究目的进行调整,如渗透压力、半透膜厚度、水分子浓度等。
渗透系数的取值范围为(厘米/秒)(克/每)升。
2. 根据理论计算确定:渗透系数可以通过渗透模型进行理论计算。
常用的渗透模型包括中心自由能模型、基态自由能模型和量子化学模型等。
根据模型,可以计算出水分子的渗透速率常数,其取值范围为(厘米/秒)(克/每)升。
3. 根据实验室测量确定:渗透系数可以通过实验室进行渗透试验来测定。
通常使用渗透仪、滴定仪等设备进行实验,利用不同浓度的水分子在半透膜中渗透速率的变化来推断渗透系数。
4. 根据文献资料确定:渗透系数可以根据相关的文献资料进行推断。
通常可以利用渗透系数的定义和公式,结合半透膜的特性和实验条件等,进行推测和计算。
需要注意的是,渗透系数的具体取值和计算方法可能会因实验条件、理论模型、文献资料等因素而有所不同。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
用抽水试验确定渗透系数
用抽水试验确定渗透系数水文地质方面2010-05-30 17:13:58 阅读1327 评论2 字号：大中小订阅1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);s w——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);r w——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中h w ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
用抽水试验确定渗透系数
用抽水试验确定渗透系数1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
土木工程—轻型井点降水法施工工艺
轻型井点降水法施工工艺在基坑开挖深度较大，地下水位较高，而土质较差（如粉砂、细砂等）的情况下，用集水坑降水法施工往往容易出现坑内涌水、斜坡失稳塌方、坑底上冒（即管涌）、流砂等现象。
不但使基坑无法开挖，还会造成大量水土流失，影响邻近建筑物的安全，为此一般采用人工井点降水。
井点降水法就是在基坑开挖之前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管，挖方前或挖方过程中利用抽水设备，通过井点管不断抽水，使地下水位逐渐降落至基坑底以下，形成较为稳定的水位曲线。
由于在基坑开挖过程中仍不断抽水，这样可使所挖土体始终保持干燥状态，从根本上防止了地下水涌入坑内，也防止了流砂的发生，既改善了工作环境，也利于提高工程质量。
若井点降水影响邻近建筑物的沉降与安全，应采取措施，用回灌法，旋喷加固土壤等法解决。
井点降水有两类：一类为真空抽水，有轻型井点（单级或多极）、电渗井点和喷射井点；另一类为非真空抽水，有管井井点和深井泵等。
施工时应根据含水层分布及类别、渗透系数、降水深度、工程特点及设备条件等，通过技术经济比较，选择适当的井点降水方法。
各类井点降水方法的参考适用范围可参照上表选择。
以轻型井点降水法采用较广。
轻型井点降水施工工艺：轻型井点法降水就是沿基坑的一侧、二侧或四周将多根较细的井点管埋入地下蓄水层内，井点管的下端装有滤管，井点管的上端通过弯管与总管连接形成管路系统，利用装在管路系统上的抽水设备将地下水通过井点管不断抽出，这样便可将原有地下水位降至坑底以下需要的高度。
1、井点管，直径与滤管相同，长度5～7m。
2、滤管，直径φ38～φ50mm，长度1.0～1.5m。
3、总管：直径φ100～φ127mm。
4、弯联管，一般为透明塑料管或橡皮管。
5、抽水设备，包括真空泵、离心水泵和水气分离器等组成。
一、轻型井点降水设备：轻型井点降水设备由管路系统与抽水设备两大部分组成。
甲、管路系统：包括滤管、井点管、弯联管及总管等。
1、滤管：滤管是进水渗透管，其构造是否合理对抽水效果影响很大。
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F —— 环形井点所包围的面积（m2）。
抽水影响半径R的确定—— R 与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值及抽水时 间等因素有关可近似地按式（1-50）计算：
R 1.95S HK （m） （1-50）
式中 S，H 的单位为m；K 的单位为m/d。 渗透系数 K 值对计算结果影响较大。
渗透系数K 值的确定—— 可用现场抽水试验或实验室测定。 对重大工程，宜采用现场抽水试验确定。
2 、设置排水防洪设施 地表水：积水、雨水 措施：排水沟──合理布置，截面按需要， 一般不小于0.5×0.5m，坡度0.2％； 截水沟──山坡地段，截断地表雨水 流入工地；（排洪沟） 挡水堤坝──低洼地施工，场地周围 设置，防治雨水流入。
3 、修筑土方运输临时道路 场地内施工机械运行的道路，主要干线宜与永久性
三、土的工程性质 1. 土的可松性 自然状态的土，经开挖后因松散而体积增大，虽经回填夯实， 仍不能恢复到原体积。
可松性系数表示： Ks = V2/V1 Ks’ = V3/V1 Ks :最初可松性系数。松土1.08~1.17,普通土1.14~1.24，
坚土1.24~1.30; Ks’ :最后可松性系数。松土1.01~1.03,普通土1.02~1.05，
（2）轻型井点的布置 井点系统的布置，应根据基坑大小、深度、 土质、地下水位与流向、降水深度要求等综 合决定。
I. 平面布置 ★基坑宽度小于6m时，可单排线状布置，在 地下水流向的上游；
★宽度大于6m 或土质不良，可用双排线状布置；
★面积较大的基坑，宜环状布置，或U 状布置， 以利挖土时的运输车辆进出；
1－钢管； 2－管壁小孔； 3－缠绕的塑料管； 4－细网； 5－粗滤网； 6－粗铁丝保护网； 7－井点管； 8－铸铁头
滤管构造
井点管──与滤管钢管直径相同的钢管，长度5～ 7m，上端用弯连管与总管连接。
弯连管──胶皮管、塑料透明管或钢管制成，直径38 ～51mm。为便于检修井点，每个弯连管均应装设阀门。
总 管 ──集水总管一般用100～127mm 的钢管连接而 成，作为成套设备，每节长度4m，每隔0.8～1.2m 有一个接 头可连接到井点管。
抽水设备：主要有真空泵 ，射流泵等。因此分为真空 泵轻型井点和射流泵轻型井点。可根据不同的土壤渗透系数 的大小来进行选择。 一套抽水设备的负荷长度约100～120m。
·在地下水位以下开挖基坑时，由于水头高度的不同， 常产生渗流。水在渗流过程中受到土颗粒的阻力， 对土颗粒骨架产生压力，即动水压力。
（一）集水坑降水
也称明沟排水，是现场最普遍应用的一种人工降低 地下水位的方法。施工方便，设备简单，可应用于除 细砂土以外各种土质的施工场合。
其基本方法是在场地范围内合理布置排水明沟，沿 沟每隔一段距离设一个集水井，让地面水、雨水及地 下水汇入排水沟流入集水井，然后用水泵排出基坑。 随着基坑挖土的加深，随时加深排水沟和集水井，保 持水流的畅通。
6～9
电渗井点
< 0.1
5～6
管井井点
20～200
6～10
喷射井点
0.1～50
8～20
深井泵
10～80
> 15
1、轻型井点（亦称真空井点）
（1） 一般轻型井点的设备 由管路系统和抽水设备组成。 管路系统 ：滤管、井点管、弯联管和排水总管 滤 管 ──滤管是进水设备(见下页图)，滤管用38或
51mm钢管制成，长度一般为1.0～1.5m。滤管壁上钻有 直径12～18mm的呈梅花型布置的滤孔，滤孔面积占滤 管表面积的20％～30％。管壁外包有粗细两层滤网，为 避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用小塑料管或铁丝绕成 螺旋状隔开，并在滤网外再围一层粗铁丝保护层。滤管 上端与井点管相连，下端有铸铁头，便于沉入土中。
参考表1.7确定。
H0 H
▲ x0、R、K的确定：
假想半径x0的确定—— 由于基坑大多不是圆形，因而不能直接得到 x0。当
矩形基坑长宽比不大于 5 时，环形布置的井点可近似作为 圆形井来处理，并用面积相等原则确定，此时将近似圆的 半径作为矩形水井的假想半径：
x0
F
（1-49）
式中 x0 —— 环形井点系统的假想半径（m）；
管涌：处于不透水层内的基坑底覆盖土层厚度的 重量小于承压水的托举力时，基坑底被冲溃而发 生的冒砂现象。 （二）井点降水 ★适用情况：
在基坑开挖深度较大，地下水位较高，土质不好， 不宜用明沟排水系统进行排降水时，采用井点降 水法可以使问题得到解决。 ★ 优势特点：
井点降水可使基坑施工深度范围内的土层条件改善， 为施工过程创造条件，有效避免基坑涌水、塌方、管涌、 基坑隆起、流沙等现象。
第一章 土方工程
概述
一、土方工程施工特点
工程量大，劳动繁重，工期长,施工条件复杂。 二、土的工程分类
1 、按建筑工程地基土分类
粘性土、砂土、碎石土、岩石、人工填土 2、按土的挖掘难度分类（工程分类）
松软土、普通土、坚土、砂砾坚土 ── 一～四类
一～八类土 软石、次坚石、坚石、特坚石 ── 五～八类
松软土、普通土 ── 可直接用铁锹开挖或用机械施工直接开挖； 坚土、砂砾坚土、软石 ── 用镐、橇棍，机械施工应先松土， 可能需要爆破； 次坚石、坚石、特坚石 ── 一般需要爆破。
▲井点管数量计算
井点管最少数量由下式确定：
n Q （根） q
（1-52）
式中 q 为单根井管的最大出水量，由下式确定：
q 65 d l 3 K (m3/d)
d —— 为滤管直径（m）；
l —— 为滤管长度（m）； 其它符号同前。
井点管最大间距D’：
D
L n
（m）
式中 L―总管长度（m）； n‘―井点管最少根数。
道路结合修建，一般双车道，宽度不小于7 米。20cm 厚碎石或砾石路基，两侧结合设置排水沟。
4 、修建临时设施、安装临时水电 搭设临时工棚，修建现场供水、供电等管线。
5 、材料、机具的准备，设备试运转 机械设备的维修、检查，运往施工现场。
6 、测量、放线
7 、土方工程的辅助工作，边坡稳定、基坑支护、降水措施
轻型井点的降水深度在管壁处一般可达6～7m，井点管
需要的埋设深度 h h1 h iL
（1－39）
h不应超过6～7m，否则应降低系统埋置深度。甚至考
虑采用二级井点。
（3）轻型井点的计算
计算内容：涌水量、井点管数量、井点管间距 ☆井点的类型：
有无压力 承压井（有压）无压井（无压）
是否达到 不透水层
坚土1.04~1.07; V1 ：自然状态下体积； V2 ：开挖后松散体积； V3 ：回填夯实后体积。
土的可松性作用：场地平整、土方平衡调配、土方机械生产率、 运土机具数量确定等。
2. 土的渗透性
V=△H/l·K=K·I
V－地下水渗流速度（m/d） △H－渗流路程两端的水头差（m） l-渗流路径长度 （m） I－单位渗流路径的水头差，
完整井（达到） 非完整井（不到）
承压完整井 无压非完整井
①轻型井点降水计算
▲ 无压完整井涌水量计算 单井
Q K (2H S)S
ln R ln r 或
Q 1.364K (2H S)S （m3/d） （1- 46）
lgR lg r
式中
K——土的渗透系数（m/d）； H——含水层厚度（m）； S——水井处水位降落高度（m）； r—— 水井（单井）的半径（m）； R—— 水井的降水影响半径（m）。
在井点系统中，各井点管是布置在基坑周 围，许多井点同时抽水，即群井共同工作。
群井的计算，可把由各井点管组成的群井 系统，视为一口大的单井，得到群井的涌水量 计算公式。Leabharlann ls s'
H
x0
R
▲群井的涌水量计算公式（1-48）
Q
K
(2H S)S l（n R x0 ) ln
x0
或
Q 1.364K (2H S )S
或
Q
K
(2H 0S)S l（n R x0 ) ln
x0
Q 1.364K (2H0 S )S lg( R x0 ) lg x0
（m3/d） （1-49）
有效含水深度H0的意义是，抽水是在H0范围内受到抽 水影响，而假定在H0以下的水不受抽水影响，因而也可将 H0视为抽水影响深度。
H0 —— 抽水影响深度
（m3/d） （1-48）
lg( R x0 ) lg x0
式中
S ——井点管处水位降落高度（m）； x0—— 井点管围成的水井的半径（m）； 其他符号意义同前。
▲ 无压非完整井涌水量计算
在实际工程中往往会遇到无压完整井的井点系统， 这时地下水不仅从井的面流入，还从井底渗入。因此 涌水量要比完整井大。为了简化计算，仍可采用公式 （1-48）。此时式中 H 换成有效含水深度H0，即
★井点降水的分类：轻型井点、喷射井点、电渗井点、 管井井点、深井井点等
一般轻型井点
轻型井点类 喷射井点 电渗井点
★各种井点的适用范围
管井井点类
管井井点 深井泵井点
各种井点的适用范围
井点类型 土层渗透系数（ m / d ） 降低水位深度（ m ）
一级轻型井点
0.1～80
3～6
二级轻型井点
0.1～80
（1-53）
实际采用的井点管间距 D 应当与总管上接头尺寸相 适应。即尽可能采用0.8、1.2、1.6或2.0m 且 D < D ' ， 这样实际采用的井点数 n > n ' ，一般 n应当超过 1.1n '， 以防井点管堵塞等影响抽水效果。
具体工程中参考《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120—99第八章 典型例题
2、明沟排水实例： 动画
2、流砂防治 ★流砂现象的产生原因
抽水影响半径R的确定—— R 与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值及抽水时 间等因素有关可近似地按式（1-50）计算：
R 1.95S HK （m） （1-50）
式中 S，H 的单位为m；K 的单位为m/d。 渗透系数 K 值对计算结果影响较大。
渗透系数K 值的确定—— 可用现场抽水试验或实验室测定。 对重大工程，宜采用现场抽水试验确定。
2 、设置排水防洪设施 地表水：积水、雨水 措施：排水沟──合理布置，截面按需要， 一般不小于0.5×0.5m，坡度0.2％； 截水沟──山坡地段，截断地表雨水 流入工地；（排洪沟） 挡水堤坝──低洼地施工，场地周围 设置，防治雨水流入。
3 、修筑土方运输临时道路 场地内施工机械运行的道路，主要干线宜与永久性
三、土的工程性质 1. 土的可松性 自然状态的土，经开挖后因松散而体积增大，虽经回填夯实， 仍不能恢复到原体积。
可松性系数表示： Ks = V2/V1 Ks’ = V3/V1 Ks :最初可松性系数。松土1.08~1.17,普通土1.14~1.24，
坚土1.24~1.30; Ks’ :最后可松性系数。松土1.01~1.03,普通土1.02~1.05，
（2）轻型井点的布置 井点系统的布置，应根据基坑大小、深度、 土质、地下水位与流向、降水深度要求等综 合决定。
I. 平面布置 ★基坑宽度小于6m时，可单排线状布置，在 地下水流向的上游；
★宽度大于6m 或土质不良，可用双排线状布置；
★面积较大的基坑，宜环状布置，或U 状布置， 以利挖土时的运输车辆进出；
1－钢管； 2－管壁小孔； 3－缠绕的塑料管； 4－细网； 5－粗滤网； 6－粗铁丝保护网； 7－井点管； 8－铸铁头
滤管构造
井点管──与滤管钢管直径相同的钢管，长度5～ 7m，上端用弯连管与总管连接。
弯连管──胶皮管、塑料透明管或钢管制成，直径38 ～51mm。为便于检修井点，每个弯连管均应装设阀门。
总 管 ──集水总管一般用100～127mm 的钢管连接而 成，作为成套设备，每节长度4m，每隔0.8～1.2m 有一个接 头可连接到井点管。
抽水设备：主要有真空泵 ，射流泵等。因此分为真空 泵轻型井点和射流泵轻型井点。可根据不同的土壤渗透系数 的大小来进行选择。 一套抽水设备的负荷长度约100～120m。
·在地下水位以下开挖基坑时，由于水头高度的不同， 常产生渗流。水在渗流过程中受到土颗粒的阻力， 对土颗粒骨架产生压力，即动水压力。
（一）集水坑降水
也称明沟排水，是现场最普遍应用的一种人工降低 地下水位的方法。施工方便，设备简单，可应用于除 细砂土以外各种土质的施工场合。
其基本方法是在场地范围内合理布置排水明沟，沿 沟每隔一段距离设一个集水井，让地面水、雨水及地 下水汇入排水沟流入集水井，然后用水泵排出基坑。 随着基坑挖土的加深，随时加深排水沟和集水井，保 持水流的畅通。
6～9
电渗井点
< 0.1
5～6
管井井点
20～200
6～10
喷射井点
0.1～50
8～20
深井泵
10～80
> 15
1、轻型井点（亦称真空井点）
（1） 一般轻型井点的设备 由管路系统和抽水设备组成。 管路系统 ：滤管、井点管、弯联管和排水总管 滤 管 ──滤管是进水设备(见下页图)，滤管用38或
51mm钢管制成，长度一般为1.0～1.5m。滤管壁上钻有 直径12～18mm的呈梅花型布置的滤孔，滤孔面积占滤 管表面积的20％～30％。管壁外包有粗细两层滤网，为 避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用小塑料管或铁丝绕成 螺旋状隔开，并在滤网外再围一层粗铁丝保护层。滤管 上端与井点管相连，下端有铸铁头，便于沉入土中。
参考表1.7确定。
H0 H
▲ x0、R、K的确定：
假想半径x0的确定—— 由于基坑大多不是圆形，因而不能直接得到 x0。当
矩形基坑长宽比不大于 5 时，环形布置的井点可近似作为 圆形井来处理，并用面积相等原则确定，此时将近似圆的 半径作为矩形水井的假想半径：
x0
F
（1-49）
式中 x0 —— 环形井点系统的假想半径（m）；
管涌：处于不透水层内的基坑底覆盖土层厚度的 重量小于承压水的托举力时，基坑底被冲溃而发 生的冒砂现象。 （二）井点降水 ★适用情况：
在基坑开挖深度较大，地下水位较高，土质不好， 不宜用明沟排水系统进行排降水时，采用井点降 水法可以使问题得到解决。 ★ 优势特点：
井点降水可使基坑施工深度范围内的土层条件改善， 为施工过程创造条件，有效避免基坑涌水、塌方、管涌、 基坑隆起、流沙等现象。
第一章 土方工程
概述
一、土方工程施工特点
工程量大，劳动繁重，工期长,施工条件复杂。 二、土的工程分类
1 、按建筑工程地基土分类
粘性土、砂土、碎石土、岩石、人工填土 2、按土的挖掘难度分类（工程分类）
松软土、普通土、坚土、砂砾坚土 ── 一～四类
一～八类土 软石、次坚石、坚石、特坚石 ── 五～八类
松软土、普通土 ── 可直接用铁锹开挖或用机械施工直接开挖； 坚土、砂砾坚土、软石 ── 用镐、橇棍，机械施工应先松土， 可能需要爆破； 次坚石、坚石、特坚石 ── 一般需要爆破。
▲井点管数量计算
井点管最少数量由下式确定：
n Q （根） q
（1-52）
式中 q 为单根井管的最大出水量，由下式确定：
q 65 d l 3 K (m3/d)
d —— 为滤管直径（m）；
l —— 为滤管长度（m）； 其它符号同前。
井点管最大间距D’：
D
L n
（m）
式中 L―总管长度（m）； n‘―井点管最少根数。
道路结合修建，一般双车道，宽度不小于7 米。20cm 厚碎石或砾石路基，两侧结合设置排水沟。
4 、修建临时设施、安装临时水电 搭设临时工棚，修建现场供水、供电等管线。
5 、材料、机具的准备，设备试运转 机械设备的维修、检查，运往施工现场。
6 、测量、放线
7 、土方工程的辅助工作，边坡稳定、基坑支护、降水措施
轻型井点的降水深度在管壁处一般可达6～7m，井点管
需要的埋设深度 h h1 h iL
（1－39）
h不应超过6～7m，否则应降低系统埋置深度。甚至考
虑采用二级井点。
（3）轻型井点的计算
计算内容：涌水量、井点管数量、井点管间距 ☆井点的类型：
有无压力 承压井（有压）无压井（无压）
是否达到 不透水层
坚土1.04~1.07; V1 ：自然状态下体积； V2 ：开挖后松散体积； V3 ：回填夯实后体积。
土的可松性作用：场地平整、土方平衡调配、土方机械生产率、 运土机具数量确定等。
2. 土的渗透性
V=△H/l·K=K·I
V－地下水渗流速度（m/d） △H－渗流路程两端的水头差（m） l-渗流路径长度 （m） I－单位渗流路径的水头差，
完整井（达到） 非完整井（不到）
承压完整井 无压非完整井
①轻型井点降水计算
▲ 无压完整井涌水量计算 单井
Q K (2H S)S
ln R ln r 或
Q 1.364K (2H S)S （m3/d） （1- 46）
lgR lg r
式中
K——土的渗透系数（m/d）； H——含水层厚度（m）； S——水井处水位降落高度（m）； r—— 水井（单井）的半径（m）； R—— 水井的降水影响半径（m）。
在井点系统中，各井点管是布置在基坑周 围，许多井点同时抽水，即群井共同工作。
群井的计算，可把由各井点管组成的群井 系统，视为一口大的单井，得到群井的涌水量 计算公式。Leabharlann ls s'
H
x0
R
▲群井的涌水量计算公式（1-48）
Q
K
(2H S)S l（n R x0 ) ln
x0
或
Q 1.364K (2H S )S
或
Q
K
(2H 0S)S l（n R x0 ) ln
x0
Q 1.364K (2H0 S )S lg( R x0 ) lg x0
（m3/d） （1-49）
有效含水深度H0的意义是，抽水是在H0范围内受到抽 水影响，而假定在H0以下的水不受抽水影响，因而也可将 H0视为抽水影响深度。
H0 —— 抽水影响深度
（m3/d） （1-48）
lg( R x0 ) lg x0
式中
S ——井点管处水位降落高度（m）； x0—— 井点管围成的水井的半径（m）； 其他符号意义同前。
▲ 无压非完整井涌水量计算
在实际工程中往往会遇到无压完整井的井点系统， 这时地下水不仅从井的面流入，还从井底渗入。因此 涌水量要比完整井大。为了简化计算，仍可采用公式 （1-48）。此时式中 H 换成有效含水深度H0，即
★井点降水的分类：轻型井点、喷射井点、电渗井点、 管井井点、深井井点等
一般轻型井点
轻型井点类 喷射井点 电渗井点
★各种井点的适用范围
管井井点类
管井井点 深井泵井点
各种井点的适用范围
井点类型 土层渗透系数（ m / d ） 降低水位深度（ m ）
一级轻型井点
0.1～80
3～6
二级轻型井点
0.1～80
（1-53）
实际采用的井点管间距 D 应当与总管上接头尺寸相 适应。即尽可能采用0.8、1.2、1.6或2.0m 且 D < D ' ， 这样实际采用的井点数 n > n ' ，一般 n应当超过 1.1n '， 以防井点管堵塞等影响抽水效果。
具体工程中参考《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120—99第八章 典型例题
2、明沟排水实例： 动画
2、流砂防治 ★流砂现象的产生原因