土方开挖施工方案问题。

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大型基坑开挖及施工顺序对周围环境影响分析.pdf69页
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基坑工程是一个古老而现实的课题,发展到今天仍有很多问题需要解决。
现在随着城市建设发展和对土地利用率的提高,意味着基坑开挖边线更加贴近
周边建筑物和管线;对周边环境保护带来了一定的困难。’特别是邻近保护建筑
和重要地下暗埋管线的地方。
基坑开挖对周边环境尤其是对地下管线、周围房屋的影响,是基坑围护设
计的重要研究课题。本论文的研究内容主要包括三方面内容:两种不同开挖方
式对周边环境的影响包括周边建筑及地下暗埋管线,土方开挖顺序对周边建
筑物的影响及圆型支撑和井字支撑在土方开挖方面对周边建筑物影响对比。本
文选用软件进行有限元计算,预测由各种不同情况下基坑土方开挖对周
边环境所带来的影响。并通过模拟计算数据,得到一些对比性结论。
接下来通过具体工程监测数据对模拟计算数据进行了对比,验证了模拟计算
数据的可信性。并分析了一些环境保护方法和基坑监测手段及方法。
在结论部分结合模拟计算数据及工程实际监测数据,提出了一些工程实践建
议,以及在模型建立时存在一定的问题和模拟计算数据值方面提出了些个人见
土力学整个学科还有待完善,在本文的写作中忽略了很多未确定的对模拟分
析结果影响微小的次要因素。在文章的最后总结了本文所作的工作,并指出存
在的问题,以及结合存在的问题提出进一步研究所需要的工作。
关键词:基坑开挖,开挖顺序,周围环境’,?
,’. 确 ,.
同济大学学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行
研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文
的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有
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-->公路和桥梁的勘察、设计、施工、养护、管理等工作标签&&&&姓名身份、兴趣爱好、专业什么的,统统可以说哦~&&&看不清楚&
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清单400章有基础挖方,按计量规则挖方量不考虑放坡,但若实际施工遇到深基坑,放坡会有很大的土方量,清单数量招标时业主给定,一般是图纸数量,而图纸数量是考虑放坡的土方量的,这就造成计量数量远远小于清单数量(甚至少一倍还多),有人认为把放坡土方量考虑在单价内,但是现在都有投标限价,这项报高价必定其他项目报低价,况且此项报价越高,损失越大,(因为此项工程必定减少)。困惑中。。。
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奖励&&信誉分+1&&&&筑龙币+20
&&&&&奖励于& 00:17:40
&&发表于&&|&
对于投标来说,一是要考虑实际成本,二是预计工程量是增加或者减少,这主要是做不平衡报价以求低价中标高价结算。 你说的招标工程量是设计数量,也基本就是定额量,你觉得数量一定减少,你可以在保证能完成本项工作的情况下低报价,抬高一些你认为数量能增加的项目。
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 00:17:30
&&发表于&&|&
列此问题不在于讨论投标技巧,而在于讨论此项计量规则的问题,比如一桥梁建设单位招标基础挖方10w方,为设计量,考虑了放坡因素,以此做预算套定额比如20元/m3,此项共计200万。施工单位投标也按正常20元/m3报价,因计量规则不考虑放坡,只有5w方挖方,也就只能拿回100万,损失100万。此问题根源在于招标方提供的量与按计量规则计算的量不统一,而这两者都不是施工单位可以改变的,实际操作中如何使此项趋于合理。
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 00:17:26
&&发表于&&|&
项目建设工程中也遇到了同样的问题,设计算量和计量算量原则不一致,导致招标工程量和结算工程量不一致,一般理解是放坡开挖费用已经计算到了基坑开挖综合单价中了,但是工程合同中的工程量是按照放坡计算的,导致结算拿不到合同工程量的全部。这个问题在交通部招标文件范本计量规则是明确不考虑放坡的,算量是明确各边增加0.5m,设计单位根本不懂工程管理,所以计算的量不能跟招标文件一致,导致工程管理上问题百出。
&&发表于&&&&&出现此问题的关键在于清单编制人的过错,其直接把图纸数量作为了清单数量,除此之外还有钢绞线、钢筋等一系列的数量不一致(清单明确要求不予计量的东西,图纸上是有数量的),他们要么是图省事,要么是业主授意的(压价),要么是没时间进行计算。不是设计单位的过错。
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 08:55:36
&&发表于&&|&
投标文件编制者要懂得挖方计量规则,至于招标清单的工程量是按放坡计算的错误应在答疑时提出。
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 00:17:20
&&发表于&&|&
楼主说的问题其实是招标控制价编制时是否考虑了放坡工程数量的问题。如果编制招标控制价时将放坡工程量考虑在挖方单价中了,那么无疑投标单位并没有吃亏,即使以后变更增加数量了,按合同单价执行(合同单价中有一部分是属于放坡工程量的)也不吃亏;如果编制招标控制价时没有考虑放坡,显然不管是否变更了工程数量,投标单位都少拿了放坡数量的钱,这种情况就应该在开标前向招标单位或者造价管理机构反映或投诉。
&&发表于&&&&&不管限价是否考虑了放坡这部分费用,施工单位都是吃亏的,都是单价合同,清单数量故意给大了一倍(可以这么理解),结算是数量大幅减少,肯定吃亏
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 08:55:42
&&发表于&&|&
这其实是施工工艺的问题,公路桥涵施工JTG TF50-节有说明”放坡开挖工程量过大时应根据设计要求进行支护“,但是现在大部分桥台、涵台基础的开挖为了省事都是采用放坡来施工,投标时如不因某项单价影响总价导致不中标的情况下可考虑对该项单价增加施工措施费用。如整个标段基坑开挖如按放坡工艺施工的话实际工程量远大于设计工程量的话可考虑增加基坑支护的相关施工措施费用。
&&发表于&&&&&目前投标报价基本都是限价以下降低几个点,这里报高价必有地方报低价,挖方数量给大一倍,怎么报价都是吃亏的
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 08:55:47
&&发表于&&|&
补充说明:考虑支护的情况是按结构物尺寸襟边各放宽50cm开挖,挖出的形状应与结构物形状一致,也就是竖直面开挖。
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 08:55:52
&&发表于&&|&
点评 &&yanhuichd&&发表于&&4楼 &&&&项目建设工程中也遇到了同样的问题,设计算量和计量算量原则不一致,导致招标工程量和结算工程量不一致,一般理解是放坡开挖费用已经计算到了基坑开挖综...出现此问题的关键在于清单编制人的过错,其直接把图纸数量作为了清单数量,除此之外还有钢绞线、钢筋等一系列的数量不一致(清单明确要求不予计量的东西,图纸上是有数量的),他们要么是图省事,要么是业主授意的(压价),要么是没时间进行计算。不是设计单位的过错。
奖励&&&&&&筑龙币+10
&&&&&奖励于& 17:08:37
&&发表于&&|&
点评 &&yumingliang&&发表于&&6楼 &&&&楼主说的问题其实是招标控制价编制时是否考虑了放坡工程数量的问题。如果编制招标控制价时将放坡工程量考虑在挖方单价中了,那么无疑投标单位并没有吃亏...不管限价是否考虑了放坡这部分费用,施工单位都是吃亏的,都是单价合同,清单数量故意给大了一倍(可以这么理解),结算是数量大幅减少,肯定吃亏
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他一定是哪里做的不够好,别替他瞒着了,告诉我们吧~
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& & 根据设计及现场地质情况,每开挖一个台阶要及时对边、仰坡进行防护处理,以防坍塌或滑坡。在施工过程中在边坡顶部设置监测点,监测点布置必须符合要求,及时反馈边坡稳定信息,根据反馈信息必要时要加强边坡支护措施。& & 施工中应少刷边仰坡,争取早进洞的原则,进行因地制宜洞口开挖。尽量减少对原有植被的破坏和对洞口的扰动,对开挖裸露的部分采用以钢筋网片+系统锚杆喷锚防护。& & 开挖过程中要加强安全防护,及时处理好洞口边、仰坡易坍方的风化层及浮石、危石,按照稳中求快的原则进行,同时还需注意以下问题:& & (1)每次开挖后派专人检查边坡、仰坡稳定情况,如有滑动、开裂等现象,应适当放缓坡度及加强支护。& & (2)采用浅孔小药量爆破,以防止造成山体滑坡或飞石伤人事故,影响整个施工进度。& &&
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订阅官方微信获得精华资料第三节&& 深基坑开挖的岩土工程问题
第三节&& 深基坑开挖的岩土工程问题
兴建房屋建筑与构筑物基础,一般都需要进行基坑开挖,尤其在建筑密集的城市中兴建超高层建筑时,为了利用有限的空间及降低基底的净压力,往往设有1~3层地下室,有的甚至达6层,基坑深度一般都超过5m,有的达数十米。深浅基坑的划分界线在我国还没有统一标准,在国外有人建议把深度超过6m的基坑定为深基坑,小于6m的则为浅基坑。浅基坑(包括浅基础的基坑开挖)的岩土工程问题一般较少且不很严重;深基坑的岩土工程问题一般较为复杂且有的较为严重,因此对深基坑应重视岩土工程问题的分析与评价。
基础牢固与否是关系到建筑物安全稳定的首要问题,而基础施工大多
从基坑开挖开始。实践证明,基坑开挖工作是否顺利,不仅影响基础施工质量,而且影响施工周期与工程造价。基坑开挖过程中,常遇到基坑壁过量位移或滑移倒塌、坑底卸荷回弹(或隆起)、坑底渗流(或突涌)、基坑流砂等基坑稳定性问题。为防止或抑制这些问题,使基坑开挖与基础施工顺利进行,需要采取相应的防护措施。
最近20年,深基坑开挖与支护工程的开展对近代土力学的发展也起了
很大的推动作用。主要表现在:以本构关系和有限单元方法为手段,研究支护结构与被支护土体的相互作用;以室内模型试验为依据,研究支护结构刚度对土压力分布的影响及简化计算方法;地下水控制的理论与方法以及以现场监测结果为依据的反分析方法等等。从这个意义上说,对深基坑与支护的研究也具有十分重要的意义。在本节中,不介绍很高深的理论,只对深基坑开挖过程中出现的一般岩土工程问题进行分析与评价。
一、基坑支护及其土压力
(一)基坑支护
在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中,尤其是城市中的基坑开挖,由于
场地的局限性,大多为有侧壁支护基坑的开挖,即基坑侧壁常要求垂直开挖,如果不采取支护措施,一般基坑侧壁土体是不稳定的。基坑支护工程的作用主要有:①节约施工空间(不放坡开挖);②保护相邻部位已有构筑物与地下设施的安全;③减小基底隆起;④利用支护结构进行地下水控制;⑤利用支护结构作为永久性结构的一部分等。
支护系统一般由挡土结构与支撑系统组成。
挡土结构系指支护系统中,直接与被支护的岩土体接触并承受土、水
压力的结构。常见类型如下:
(1)骨架式结构――分离排列的钢筋混凝土桩或钢桩[图1(a)]
(2)连续式结构――钢板桩[图1(b)]]、钢筋混凝土切线桩[图1(c)]、地下连续墙[图1(d)]
(3)半连续式结构――在骨架式结构的钢筋混凝土桩或钢桩之间加隔板[图1(e)、1(f)]
图1 连续结构
支撑系统视支撑的位置,可分为两类:
(1)内支撑系统――支撑的位置在开挖空间以内,即槽内。有斜撑[图2(a)]与横撑[图2(b)]两种。
图2 支撑系统
(2)外支撑系统――支撑置于被支护土体内,即槽外。常见的有锚杆系统[图2(c)]和拉锚系统[图2(d)]。
在挡土结构与支撑构件之间,常有腰梁连接。腰梁亦可看作支撑系统的组成部分,其作用是传递支撑力,并将挡土结构与支撑系统连成整体。有挡土结构而无须用支撑时,便形成悬臂支护结构,浅基坑一般采用此种支护型式。深基坑一般采用悬壁式支护结构加支撑系统,如汉口的深基坑多采用悬臂式支护桩加锚杆等。
(二)土压力分析
基坑采取支护措施时,一般都需要分析作用在支护结构上的土压力性质、分布与计算土压力大小。土压力应根据土体经受的侧向变形条件来确定,土压力性质包括静止土压力、主动土压力、被动土压力或与侧向变形条件相应的可能出现的土压力。分析土压力时应考虑场地的工程地质条件、支护结构相对于土体的位移、地面坡度、地面超载、邻近建筑及设施的影响、地下水位及其变化、支护结构体系的刚度、基坑工程的施工方法等。
目前对土压力大小的计算,一般采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。但在实际工程中,情况远比该理论的假定条件复杂得多。其一,土对支护结构的压力不仅与土本身的工程性质(如c、φ值)有关,而且还与支护结构的性质特别是刚度有关,因此土压力的大小与分布状态实际上是被支护土体与支护结构之间相互作用的结果。实测结果表明,支护结构的刚度与支撑方式不同,土压力大小及其分布都有一定的区别。其二,与一般挡土墙不同,支护结构的位移往往受到严格限制,在槽边存在已有结构与设施时更是如此,其位移量往往不允许达到出现极限状态时的主动或被动土压力所要求的位置,那么土压力的数值究竟取多大为宜,就需要依据工程类比与经验,包含相当程度的工程判断。实际中也可进行土压力系数的调整来确定土压力值,即当支护结构经受的侧向变形条件不符合主动、被动极限平衡状态条件时,可将计算的主动或被动土压力系数Ka、Kp分别调整为Kma、Kmp,其调整值Kma(主动)、Kmp(被动)分别为:Kma=0.5(K0+Ka),Kmp=(0.5~0.7)Kp(K0为静止土压力系数)。至于土压力分布,实测结果表明,对于刚性支护结构而言,只要其上端的水平位移大于下端位移,主动边和被动边的土压力都可看成三角形分布。如果位移足够大,便可按一般的土压力公式计算[如图3(a)]。在某些情况下,如挡土结构嵌入
深度过浅或坑底土质很软时,挡土结构下端向坑内方向的水平位移可
能大于其上端的位移,此时土压力沿深度将呈抛物线形分布[如图3
(b)],设计时要加以考虑。对于柔性支护结构,由于其本身的变形
情况比较复杂,导致土压力的分布情况也较为复杂。
图3 土压力分布图
总之,作用于挡土结构上的土压力取值应根据土压力类型、支护结构
类型和允许变形、被支护土体的性质、墙与土之间的摩擦力及挡土结
构两面的地面坡度等因素来综合考虑。另外,当存在地下水时,土压力值宜按水压力与土压力分算的原则计算,即作用在支护结构上的侧压力为有效土压力与水压力之和;有效土压力按土的浮重度及有效抗剪强度指标计算。亦可采用水压力与土压力合并计算的原则计算,此时水土合并的压力按土的饱和重度及总应力抗剪强度指标计算。
二、基坑稳定性分析
(一)基坑底卸荷回弹(隆起)
基坑开挖是一种卸荷过程,开挖愈深,初始应力状态的改变就愈大,这就不可避免地引起坑底土体的隆起变形,有的甚至可能由于受到过大的剪应力而导致基底隆起失效。基坑回弹(隆起)不只限于基坑的自身范围,而且要波及四邻地面,引起地面挠曲,对邻近建筑物或设施均产生影响,应引起注意。必要时要组织施工开挖过程中坑内外地面的变形监测,供及时分析趋势和采取措施之需。在软至中等强度的粘性土(cu≈12~50kPa)中进行深基坑开挖时,基坑底抗隆起稳定性可按下式进行验算(计算模式如图4所示):
Nc――承载力系数,Nc=5.14;
τ0――由十字板试验确定的总强度(kPa);
γ――土的重度(kN/m3);
γD――入土深度底部土隆起抗力分项系数,即抵抗基底隆起的安全系数,一般要求γD≥1.4;
t――支护结构入土深度(m);
h――基坑开挖深度(m);
q――地面均布荷载(kPa)。
图4 基坑底抗隆起稳定性验算示意图
控制基坑回弹(隆起)的措施可采用降低地下水位、冻结法或在基坑开挖后立即浇捣相等重量的混凝土,使基坑的回弹量尽可能减小。
(二)基坑底渗透稳定性
如果基坑在粘性土中开挖,且坑底下有承压水存在时,当上覆土层减到一定程度时,承压水水头压力便冲破基坑底板造成渗流(或突涌)现象(图5)。基坑底抗渗流稳定性可按下式验算:
式中:γm――透水层(砂层)以上粘性土的饱和重度(kN/m3);
H――透水层顶面至基坑底面的垂直距离(m);
γW――水的重度(kN/m3);
h――承压水头高于透水层顶面的高度(m);
γrW――基坑底土层渗透稳定抗力分项系数。
为使基坑底不因渗流而丧失稳定性,一般要求γrW≥1.2,如果验算的γrW<1.2,应采取必要的措施,如降水等。
图5 基坑开挖示意图
(三)基坑流砂问题
当基坑底以上粘性土中夹有砂或粉土,且地下水位较高,基坑开挖揭露这些夹层时;或者当基坑底部为砂土或粉土、随着基坑开挖加深,水力坡度加大,当动水压力超过砂土或粉土颗粒自重使土颗粒悬浮时,砂或粉土与水一起涌于基坑中,便产生流砂现象。
是否产生流砂现象可按下式验算:
Icr=(ρs-1)(1-n)
式中:Icr――临界水力坡度;
ρs――土的颗粒密度;
n――土的孔隙度,以小数计。
当实际水力坡度I大于Icr时,将发生流砂现象,实际中还要考虑一个大于1.0的安全系数。影响流砂现象的因素较多,主要是土的颗粒级配、结构及埋藏条件等。当深挖时水力坡度超过临界水力坡度,又具有以下条件时,就更容易产生流砂现象。
(1)土的颗粒组成中,粘粒含量小于10%,粉、砂粒含量大于75%。
(2)土的不均匀系数小于5。
(3)土的含水量大于30%。
(4)土的孔隙比大于0.75(或土的孔隙度大于43%)。
(5)在粘性土有砂夹层的土层中,砂土或粉土层的厚度大于25cm。
流砂现象的产生,一方面将严重影响施工(如挖了又涨,无法达到设计标高);另一方面因流砂使地下掏空,可导致土体丧失稳定性或地面产生塌陷,危及相邻建筑物的安全。防止流砂的措施主要有人工降低地下水位、打板桩或加固坑壁以增长渗流途径减小实际水力坡度等。
(四)基坑边坡整体稳定性
在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中,在没有采用支护结构之前,基坑边坡(一般为粘性土)整体稳定性一般采用极限平衡理论中的条分法(多采用瑞典条分法)进行估算,从而可确定最危险的滑动面。对于采用支护结构的基坑,稳定性验算仍采用条分法,验算时应将支护结构所产生的抗滑力矩计入总的抗滑力矩之中。
对于桩、墙式围护结构的基坑,其整体稳定性可按下式验算:
当无地下水时:
式中:γ――土的天然重度(kN/m3);
h――土条高度(m);
αi――土条底面中心至圆心连线与垂线的夹角(°);
φ、c――土的固结快剪峰值抗剪强度指标(°、kPa);
l――每一土条弧面的长度(m);
q――地面超载(kPa);
b――土条宽度(m)。
当坑内外有地下水位差时(图6):
式中:h1――每一土条浸润线(地下水位渗流线)以上的高度(m);
γ1――与h1相应的天然重度(kN/m3);
h2――浸润线以下坑内水位以上土条高度(m);
――与h2相应的土的浮重度与饱和重度(kN/m3);
h3――坑内水位以下土条高度(m);
――与h3相应的土的浮重度(kN/m3);
Mp――每延米中的桩产生的抗滑力矩(kN?m/m);
γrs――基坑整体稳定性抗力分项系数;
R――滑动圆弧半径(m)。
图6 整体稳定性验算
为保证基坑的整体稳定,一般要求γrs≥1.1~1.2,如果粘性土中不计渗流力作用时,应满足γrs≥1.40。对于支护桩、圆弧切桩时每延米中桩产生的抗滑力矩Mp由下式和图7计算确定。
式中:αi――桩与滑弧切点至圆心连线与垂线的夹角;
Mc――每根桩身的抗弯弯矩(kN?m/单桩);
hi――切桩滑弧面至坡面的深度(m);
γDDh1范围内土的重度(kN/m3);
Kp、Ka――土的被动与主动土压力系数;
d――桩径(m);
△d――两桩间的净距(m)。
对于地连墙支护d+△d
当滑动弧面切于锚杆时,应计入弧外锚杆抗拉力对圆心产生的抗滑力矩。
图7 桩抗力力矩计算示意图
三、地下水控制
当基坑开挖至地下水位以下时,为了防止因地下水作用而引起的渗流、流砂、管涌、坑底隆起、边坡滑塌以及坑外地层过度变形等,保证施工过程中处于疏干和稳态的工作条件下进行开挖,必须做好对地下水的控制工作。基坑工程控制地下水的方法有降低地下水位与隔离地下水两类。对于弱透水地层中的浅基坑,当基坑环境简单、含水层较薄、降水深度较小时,可考虑采用集水明排的方法进行降水;在其他情况下宜采用降水井降水、隔水措施或隔水、降水综合措施。基坑地下水控制设计应具备下列资料:
(1)地层各分层的岩性厚度及顶底板高程。
(2)地下水的类型、地下水位标高与动态规律以及各含水层之间的水力联系。
(3)各含水层的补给、径流条件、基坑与附近大型地表水源的距离关系及其水力联系。
(4)各含水层的水文地质及与降水相关的工程地质参数。
(5)基坑开挖深度、尺寸,基坑周围建筑与地下管线基础情况,基坑支护结构类型。
(6)基坑工程施工季节内的气象资料及基坑维持时间。
(一)基坑降水
基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水。明沟排水就是在基坑内或基坑外设置排水沟、集水井(坑),用抽水设备将地下水从集水井(坑)中排出。井点降水是将带有滤管的降水工具沉没到基坑四周的土中,利用各种抽水工具,在不扰动土结构情况下,将地下水位下降至基坑底部以下,以利基坑的开挖。井点降水在深基坑中应用较广,下面将着重介绍该方法。
常用井点类型与适用范围见表1。实际中应根据基坑规模、槽深、环境条件、各土层渗透性和降低水位的深度等合理选择降水井类型。
降水井类型及适用范围表
降水井类型
渗透系数(cm?s-1)
可降低水位深度
轻型井点及多层轻型井点
1×10-7~2×10-4
含薄层粉砂的粉质粘土,粘质粉土,砂质粉土,粉细砂
1×10-7~2×10-4
含薄层粉砂的粉质粘土,粘质粉土,砂质粉土,粉细砂
根据选定的井点确定
粘土,淤泥质粘土,粉质粘土
含薄层粉砂的粉质粘土,砂质粉土,各类砂土,砾砂,卵石
砂(砾)渗井
根据下伏导水层的性质及埋深确定
含薄层粉砂的粉质粘土,粘质粉土,砂质粉土,粉土,粉细砂
基坑降水首先应进行基坑降水内容的设计,设计内容主要有:①确定降水井类型;②降水井系统的布设,包括井数、井深、井距、井径、过滤管、工人滤层、单井出水量、水位与地面沉降的监测等;③预测降水效果,包括基坑内外典型部位的最终稳定水位及水位降深随时间的变化,降水引起的沉降及对邻近建筑物、地下管线等的影响;④设置回灌井时,应进行回灌系统的设计。
井点的平面布置尽可能使井点能包围基坑,并考虑地下水流向、降水深度和土质等因素,布置成环形、U型或线形,目的是使基坑中心水位降到最低。当基坑宽度小于6m,降深不超过5m时,可采用单层轻型井点;若要求降水深度大于5m、基坑宽度大于6m时,可采用多层轻型井点;井点距坑边约0.5~1.0m。基坑降水的井数、井深、井距及单井出水量等可通过计算确定。在房屋建筑与构筑物的基坑降水中,多采用轻型井点或多层轻型井点类型。
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