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xAAA第一章土方工程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 土的工程分类与性质土的工程分类与性质一、土的工程分类：一、土的工程分类：v土的种类繁多，作为建筑物地基的土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特土的种类繁多，作为建筑物地基的土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土。殊土。v在土方工程施工中，根据土的开挖难易程度在土方工程施工中，根据土的开挖难易程度(坚硬程度坚硬程度)，将土分为，将土分为松软土、普通土、松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类。八类。前四类属一般土，后四类属前四类属一般土，后四类属岩石岩石。v土：是由气相、液相、固相三相组成的物质土：是由气相、液相、固相三相组成的物质v松软土：开挖时，少许用脚蹬的土松软土：开挖时，少许用脚蹬的土二、土的基本性质：二、土的基本性质：1 1、土的天然密度土的天然密度：土在天然状态下单位体积的质量。土的天然密度随着土的颗粒组：土在天然状态下单位体积的质量。土的天然密度随着土的颗粒组成，孔隙多少和水分含量而变化，一般粘土的密度约为成，孔隙多少和水分含量而变化，一般粘土的密度约为 1.62.2t/m3 1.62.2t/m3，密度大的土，密度大的土坚实，挖掘困难。坚实，挖掘困难。2 2、土的天然含水量土的天然含水量：土的干湿程度，用含水量表示，即土中水的质量与土中固体颗：土的干湿程度，用含水量表示，即土中水的质量与土中固体颗粒质量之比，是用百分比表示。含水量在粒质量之比，是用百分比表示。含水量在5%5%以下称为干土；在以下称为干土；在5%30%5%30%以内称为潮湿以内称为潮湿土；大于土；大于30%30%称为湿土。土的含水量对称为湿土。土的含水量对挖土、放坡、回填土的夯实挖土、放坡、回填土的夯实都有影响。都有影响。各类土的最佳含水量如下：各类土的最佳含水量如下：砂土砂土 8%12%粉砂土粉砂土 9%15%粉质粘土粉质粘土 12%15%粘土粘土 19%23%土的干湿程度计算公式：土的干湿程度计算公式：W=mw/ms100%其中其中mw：土中水的质量：土中水的质量kg，ms：土中固体颗粒的质量：土中固体颗粒的质量kg3、土的干密度土的干密度：单位体积内土的固体颗粒质量与土的总体积的比值。干：单位体积内土的固体颗粒质量与土的总体积的比值。干密度愈大，表明土愈密实，在土方回填时，常以土的干密度来控制土的密度愈大，表明土愈密实，在土方回填时，常以土的干密度来控制土的夯实标准。一般土的干密度在夯实标准。一般土的干密度在1.6t/m3以上以上(93%97%)。4、土的可松性与可松性系数土的可松性与可松性系数：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，这种现象称为土的可松性。土的可虽经振动夯实，仍然不能完全复原，这种现象称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示。松性用可松性系数表示。土的最初和最后可松性系数都大于土的最初和最后可松性系数都大于1。5、土的渗透性土的渗透性：土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生运动，当基坑：土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生运动，当基坑开挖至地下水位以下，地下水会不断流入基坑开挖至地下水位以下，地下水会不断流入基坑 。地下水是在土中渗流，。地下水是在土中渗流，在流动中受到土颗粒的阻力。所以，土的渗透性主要取决于土体的在流动中受到土颗粒的阻力。所以，土的渗透性主要取决于土体的开挖开挖深度深度和土的和土的天然密度天然密度。第二节第二节 土方量计算与基槽土方施工土方量计算与基槽土方施工一、基槽土方量计算：一、基槽土方量计算：边坡坡度是挖土深度边坡坡度是挖土深度h与边坡底宽与边坡底宽b之比。之比。i=h/b 当基槽不放坡时：当基槽不放坡时：V=h（a+2c）*L；当基槽放坡时：当基槽放坡时：V=h（a+2c+mh）*L。式中：式中：V基槽土方量基槽土方量 h基槽开挖深度基槽开挖深度 a基础底宽基础底宽 c工作面宽（比如垫层到槽边的距离，也叫操作面）工作面宽（比如垫层到槽边的距离，也叫操作面）m坡度系数坡度系数 m=b/h L基槽长度（外墙按中心线，内墙按净长）基槽长度（外墙按中心线，内墙按净长）v 如果基槽沿长度方向，断面变化较大，则可分段计算，然后将各段土如果基槽沿长度方向，断面变化较大，则可分段计算，然后将各段土方量相加即得总土方量。方量相加即得总土方量。V=h/6*(A1+4A0+A2)A1:底面积；底面积；A2:上面积；上面积；A0:中间面积；中间面积；H:高高 二、基槽（坑）开挖中的注意事项：二、基槽（坑）开挖中的注意事项：1、开挖之前，应检查龙门板、轴线桩有无走动现象，并按设计图纸校核基础灰线、开挖之前，应检查龙门板、轴线桩有无走动现象，并按设计图纸校核基础灰线的位置、尺寸、龙门板标高等是否符合要求；的位置、尺寸、龙门板标高等是否符合要求；2、开挖应连续进行，尽快完成并防止地面水流入基槽（坑）；、开挖应连续进行，尽快完成并防止地面水流入基槽（坑）；3、开挖时土方堆置地点，离槽边一般应在开挖时土方堆置地点，离槽边一般应在1.0m以外，堆置高度不宜超过以外，堆置高度不宜超过1.5m，以免影响土方开挖或塌方以免影响土方开挖或塌方；4、基槽开挖时，严禁搅动基底土层，要及时测量防止超挖；超挖严重要会同设计、基槽开挖时，严禁搅动基底土层，要及时测量防止超挖；超挖严重要会同设计单位提出处理办法；单位提出处理办法；5、挖土过程中及雨后复工，应随时检查土壁稳定和支撑牢固情况，发现问题，及、挖土过程中及雨后复工，应随时检查土壁稳定和支撑牢固情况，发现问题，及时处理。时处理。6、土方的开挖顺序，方法必须与设计工况相一致，并遵循开槽支撑、土方的开挖顺序，方法必须与设计工况相一致，并遵循开槽支撑、先撑后挖、先撑后挖、分层开挖分层开挖、严禁超挖的原则。严禁超挖的原则。7、深基坑开挖有：、深基坑开挖有：分层开挖、分段开挖、盆式挖土、中心岛挖土分层开挖、分段开挖、盆式挖土、中心岛挖土等，具体选用哪等，具体选用哪一种应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素选用；一种应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素选用；v开开v挖挖v顺顺v序序第三节第三节 土方边坡与土壁支撑土方边坡与土壁支撑一、土方边坡：一、土方边坡：1、土方边坡的大小，应根据土质条件、开挖深度、地下水位、施工方法、土方边坡的大小，应根据土质条件、开挖深度、地下水位、施工方法及工期长短、附近堆土及相邻建筑物情况等因素确定。及工期长短、附近堆土及相邻建筑物情况等因素确定。2、当土质均匀且地下水位低于基槽标高，其开挖深度在、当土质均匀且地下水位低于基槽标高，其开挖深度在12m之间时，边之间时，边坡可做成直立壁；坡可做成直立壁；3、当土质良好，堆土或材料应距挖方边缘、当土质良好，堆土或材料应距挖方边缘1m以外，高度不宜超过以外，高度不宜超过1.5m。在软土地区开挖时，挖出的土方应随挖随运走，不得堆放在边坡顶上，在软土地区开挖时，挖出的土方应随挖随运走，不得堆放在边坡顶上，避免由于地面上加荷引起边坡塌方事故。避免由于地面上加荷引起边坡塌方事故。4、根据工程实践分析，造成、根据工程实践分析，造成边坡塌方的主要原因边坡塌方的主要原因有以下几点：有以下几点：（1）雨水、地下水或施工用水渗入边坡，使土体的重量增大及抗剪能力）雨水、地下水或施工用水渗入边坡，使土体的重量增大及抗剪能力降低；降低；（2）基坑边坡留得太陡，使土体本身的稳定性不够而发生塌方；）基坑边坡留得太陡，使土体本身的稳定性不够而发生塌方；（3）基坑上边缘附近大量堆土或停放机具，使土体中产生的剪应力超过）基坑上边缘附近大量堆土或停放机具，使土体中产生的剪应力超过土体的抗剪强度。土体的抗剪强度。v土v方v边v坡v基基v坑坑 二、土壁支撑：二、土壁支撑：基槽开挖时，如果土质或周围场地条件允许，采用放坡开挖，往往是基槽开挖时，如果土质或周围场地条件允许，采用放坡开挖，往往是比较经济的，但是，在建筑物稠密的地区施工，有时不允许按规定的坡度比较经济的，但是，在建筑物稠密的地区施工，有时不允许按规定的坡度进行放坡，比如深基坑开挖，放坡增加的土方量过大，就需要用设置土壁进行放坡，比如深基坑开挖，放坡增加的土方量过大，就需要用设置土壁支撑的施工方法，以保证土方开挖顺利进行和安全，并减少对相邻已有建支撑的施工方法，以保证土方开挖顺利进行和安全，并减少对相邻已有建筑物的不利影响。筑物的不利影响。土壁支撑土壁支撑，根据工程特点、土质条件、开挖深度、地下水位和施工方法，根据工程特点、土质条件、开挖深度、地下水位和施工方法等不同情况，可选、钢（木）板桩、土钉墙。等不同情况，可选、钢（木）板桩、土钉墙。1、板桩支撑：板桩支撑是一种支护结构，可用它来抵抗土和水所产板桩支撑：板桩支撑是一种支护结构，可用它来抵抗土和水所产生的水平压力，既挡土又挡水生的水平压力，既挡土又挡水。当开挖的基坑较深，地下水位较高又有可能出现流砂现象，如果当开挖的基坑较深，地下水位较高又有可能出现流砂现象，如果采用井点降水方法，则宜采用板桩打入土中，使地下水在土中渗采用井点降水方法，则宜采用板桩打入土中，使地下水在土中渗流的路线延长，降低水力坡度，阻止地下水渗入基坑内，从而防流的路线延长，降低水力坡度，阻止地下水渗入基坑内，从而防止流砂产生；在靠近原有建筑物开挖基槽时，为了防止原有建筑止流砂产生；在靠近原有建筑物开挖基槽时，为了防止原有建筑物基础下沉，通常也多采用打板桩方法进行支护。物基础下沉，通常也多采用打板桩方法进行支护。板桩的种类有：钢板桩、木板桩和钢筋砼板桩。钢板桩在临时工板桩的种类有：钢板桩、木板桩和钢筋砼板桩。钢板桩在临时工程中可多次得复使用，打设方便，强度高，应用最广泛。程中可多次得复使用，打设方便，强度高，应用最广泛。2、土钉墙：土钉墙是由被加固土壁、锚固在土体中的金属土钉及坡面上、土钉墙：土钉墙是由被加固土壁、锚固在土体中的金属土钉及坡面上的有配置钢筋网的砼板组成。土钉墙类似重力式挡土墙支护结构，用来抵的有配置钢筋网的砼板组成。土钉墙类似重力式挡土墙支护结构，用来抵抗墙后的土压力和其他作用力。抗墙后的土压力和其他作用力。土钉分土钉分钻孔注浆土钉钻孔注浆土钉与与打入式土钉打入式土钉两类。两类。（1）钻孔注浆土钉是：先在土中钻孔，置入）钻孔注浆土钉是：先在土中钻孔，置入1632的较粗钢筋，的较粗钢筋，然后沿全长注浆，沿土钉长每隔然后沿全长注浆，沿土钉长每隔23m设有支承架，以使土钉处于钻孔中设有支承架，以使土钉处于钻孔中心并有足够的保护层。土钉外露端部宜做成螺纹，并通过螺母、钢垫板与心并有足够的保护层。土钉外露端部宜做成螺纹，并通过螺母、钢垫板与配筋喷射砼面板相连接。配筋喷射砼面板相连接。（2）打入式土钉：在土体中直接打入角钢、圆钢或钢筋，不再注入浆）打入式土钉：在土体中直接打入角钢、圆钢或钢筋，不再注入浆液，布置较密，施工简便，不适于在砾石土和密实胶结的土中使用。液，布置较密，施工简便，不适于在砾石土和密实胶结的土中使用。第四节第四节 土方施工排水土方施工排水 在组织土方工程施工时，必须认真做好施工排水工作。施工排水可分在组织土方工程施工时，必须认真做好施工排水工作。施工排水可分为为排除地面水和降低地下水排除地面水和降低地下水两类。两类。一、排除地面水一、排除地面水：为了保证土方顺利进行，对施工现场的排水系统应：为了保证土方顺利进行，对施工现场的排水系统应有一个总体规划，做到场地排水畅通。尤其在雨期中施工，能尽快地将地有一个总体规划，做到场地排水畅通。尤其在雨期中施工，能尽快地将地面水排走，以保持场地土体干燥是十分重要的。面水排走，以保持场地土体干燥是十分重要的。地面水的排除通常可采用设置排水沟、截水沟或修筑土堤地面水的排除通常可采用设置排水沟、截水沟或修筑土堤等设施来进行。等设施来进行。排水沟：将水直接排至场外，或流入低洼处再用水泵抽走。排水沟：将水直接排至场外，或流入低洼处再用水泵抽走。截水沟：在山坡地区施工，应在较高一面的坡上，先做好永久性截水截水沟：在山坡地区施工，应在较高一面的坡上，先做好永久性截水沟，或设置临时截水沟，阻止山坡水流入施工现场。沟，或设置临时截水沟，阻止山坡水流入施工现场。二、降低地下水位：二、降低地下水位：在地下水位较高地区开挖深基坑时，土的含水层被在地下水位较高地区开挖深基坑时，土的含水层被切断切断，地下水会不断，地下水会不断地渗流入基坑内。为了保证施工的正常进行，防止出现流砂、边坡失稳和地渗流入基坑内。为了保证施工的正常进行，防止出现流砂、边坡失稳和地基承载力下降，必须做好基坑的降水工作。深基坑施工时为了疏干基坑地基承载力下降，必须做好基坑的降水工作。深基坑施工时为了疏干基坑内土壤所含的地下水，便于机械施工和提高被动土压力，提高支护结构的内土壤所含的地下水，便于机械施工和提高被动土压力，提高支护结构的安全度，在软土地区多数仍需要降低地下水。降水方法常用有安全度，在软土地区多数仍需要降低地下水。降水方法常用有集水井降水集水井降水和井点降水和井点降水两类两类.1、流砂发生的原因：水在土中渗流时受到土颗粒的阻力，从作用与反作用、流砂发生的原因：水在土中渗流时受到土颗粒的阻力，从作用与反作用定律可知，水对土颗粒也作用一个压力，这个压力叫做动水压力，当基定律可知，水对土颗粒也作用一个压力，这个压力叫做动水压力，当基坑底挖至地下水位以下，坑底的土就受到动水压力的作用。如水流从上坑底挖至地下水位以下，坑底的土就受到动水压力的作用。如水流从上向下，则动水压力与重力方向相同；如水流从下向上，则动水压力与重向下，则动水压力与重力方向相同；如水流从下向上，则动水压力与重力方向相反，则此时，土粒失去自重处于悬浮状态，土的抗剪强度等于力方向相反，则此时，土粒失去自重处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，此时土粒能随着渗流的水一起流动，带入基坑便发生流砂现象。是零，此时土粒能随着渗流的水一起流动，带入基坑便发生流砂现象。是否出现流砂的重要条件就是否出现流砂的重要条件就是动水压力的大小动水压力的大小，防治流砂应着眼于减小或，防治流砂应着眼于减小或消除动水压力。消除动水压力。流砂的防治：流砂的防治：（1）在枯水期施工在枯水期施工，因地下水位低，坑内外水位差小，动水压力小，不，因地下水位低，坑内外水位差小，动水压力小，不易发生流砂；易发生流砂；（2）抛大石块抛大石块：往基坑底抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力；：往基坑底抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力；（3）加设支护结构加设支护结构（打板桩）（打板桩）（4）水下挖土水下挖土：采用不排水施工，使基坑内水压与坑外水压相平衡，阻：采用不排水施工，使基坑内水压与坑外水压相平衡，阻止流砂现象发生；止流砂现象发生；（5）井点降水井点降水 （6）抢挖法抢挖法 此外，还可以采用地下连续墙法、土壤冻结法等，截止地下水流入基坑此外，还可以采用地下连续墙法、土壤冻结法等，截止地下水流入基坑内，以防止流砂。内，以防止流砂。2、管涌：当基坑坑底位于不透水层内，而其下面为承压力的透水层，、管涌：当基坑坑底位于不透水层内，而其下面为承压力的透水层，基坑不透水的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时，基坑底部便可能发基坑不透水的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时，基坑底部便可能发生管涌现象。生管涌现象。地下水可分为地下水可分为潜水和层间水潜水和层间水两种，层间水又有两种，层间水又有无压层间水和承压水无压层间水和承压水之分。之分。由于地下层中含有多个暗河，分层现象明显，因而我们把这些水都称为由于地下层中含有多个暗河，分层现象明显，因而我们把这些水都称为层间水层间水。层间水可分：。层间水可分：(1)无压层间水无压层间水：地下水不完全充满层间，具有自：地下水不完全充满层间，具有自由水面，运动性质与潜水相同；由水面，运动性质与潜水相同；(2)有压层间水有压层间水：即承压水，地下水完全：即承压水，地下水完全充充满层间。满层间。深基础开挖到承压层间水时，如果动水压力深基础开挖到承压层间水时，如果动水压力大于大于土的水重度时，就会出现土的水重度时，就会出现流砂现象。流砂现象。v当地下水位较高，在开挖的基坑或沟槽底面低于地下水位时，地下水会当地下水位较高，在开挖的基坑或沟槽底面低于地下水位时，地下水会不断渗入坑内，雨期施工时，地表水也会流入坑内，为了保证土方工程不断渗入坑内，雨期施工时，地表水也会流入坑内，为了保证土方工程施工的质量和安全，防止土方边坡塌方和地基承载能力的下施工的质量和安全，防止土方边坡塌方和地基承载能力的下 降，必须降，必须做好基坑降水。降低地下水位的方法有集水井和井点降水两种。做好基坑降水。降低地下水位的方法有集水井和井点降水两种。v（1）集水井降水）集水井降水v集水井降水属重力降水集水井降水属重力降水，是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟，每隔，是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟，每隔一定距离（最大一定距离（最大3040m）设集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排）设集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井，然后用水泵排出基坑。抽出的水应引开，防止倒流。水沟流向集水井，然后用水泵排出基坑。抽出的水应引开，防止倒流。v排水沟和集水井应设置在基础范围以外，集水井每隔排水沟和集水井应设置在基础范围以外，集水井每隔2040m设置一个，设置一个，其深度随着挖土的加深而加深，要始终低于挖土面其深度随着挖土的加深而加深，要始终低于挖土面0.71.0m；并在集；并在集水井底铺设水井底铺设300mm左右的碎石滤水层，以免抽水时将泥砂抽走，并防左右的碎石滤水层，以免抽水时将泥砂抽走，并防止集水井底的土被扰动。止集水井底的土被扰动。v（2）井点降水）井点降水v当基坑开挖深度较大，地下水的动水压力和土的组成有可能引起流砂、管涌、当基坑开挖深度较大，地下水的动水压力和土的组成有可能引起流砂、管涌、坑底隆起和边坡失稳时，宜采用井点降水方法。它是高地下水位地区基础工程坑底隆起和边坡失稳时，宜采用井点降水方法。它是高地下水位地区基础工程施工的重要措施之一施工的重要措施之一v井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至施工结束为止。这样，抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至施工结束为止。这样，可使所挖的土始终保持干燥状态，同时还使动水压力方向向下，从根本上防止可使所挖的土始终保持干燥状态，同时还使动水压力方向向下，从根本上防止流砂发生。流砂发生。v井点降水法主要有井点降水法主要有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井法和深井泵法轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井法和深井泵法v 降水方法和设备的选择，取决于降水深度、土的渗透系数、工程特点和技术经降水方法和设备的选择，取决于降水深度、土的渗透系数、工程特点和技术经济指标济指标 v轻型井点平面布置：单排布置、双排布置、环形布置三种轻型井点平面布置：单排布置、双排布置、环形布置三种v井点系统的平面布置，主要取决于基坑的平面形状和要求降低水位的深井点系统的平面布置，主要取决于基坑的平面形状和要求降低水位的深 度。应尽可能将要施工的建筑物的各主要部分都包围在井点系统之内度。应尽可能将要施工的建筑物的各主要部分都包围在井点系统之内v(1)沟槽宽度沟槽宽度6m，水位降低小于，水位降低小于5m时，可用单排线状井点布置在地时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧下水流的上游一侧v(2)沟槽宽度大于沟槽宽度大于6m，或土质不良，宜用双排线状井点，或土质不良，宜用双排线状井点v(3)面积较大的基坑或基坑平面形状接近方形的情况，宜用环状井点面积较大的基坑或基坑平面形状接近方形的情况，宜用环状井点v(4)降低后的地下水位至基坑底的距离，一般为降低后的地下水位至基坑底的距离，一般为0.51.0m.单排线状井点的布置图单排线状井点的布置图a)平面布置图平面布置图 b)剖面布置图剖面布置图1总管；总管；2井点管；井点管；3抽水设备抽水设备面积较大的基坑宜用面积较大的基坑宜用环状环状井点，有时亦可布置成井点，有时亦可布置成U形。形。环状井点的环状井点的四角部分应适当加密四角部分应适当加密 环状井点环状井点a)平面布置图平面布置图 b)剖面布置图剖面布置图1总管；总管；2井管；井管；3泵站泵站 轻型井点降低地下水位示意图轻型井点降低地下水位示意图1地面；地面；2水泵房；水泵房；3总管；总管；4弯联管弯联管（透明的）；（透明的）；5井点管；井点管；6滤管；滤管；7原有地下水位线；原有地下水位线；8降低各地下水位线；降低各地下水位线；9基坑基坑 v轻型井点布管：轻型井点布管：v1、井点管距离基坑壁一般可取、井点管距离基坑壁一般可取0.71.0m,以防局部发生漏气以防局部发生漏气.井点管间距一般井点管间距一般1.22.0m,现场由计算或经验确定现场由计算或经验确定.v2、井点管布置时，在、井点管布置时，在基坑四角应适当加密基坑四角应适当加密；v3、井点管的埋设深度，一般不超过、井点管的埋设深度，一般不超过6m，因为一般降低地下水深度只有，因为一般降低地下水深度只有5.56m，当一级轻型井点不能满足降水深度要求时，可采用明沟排水与井点，当一级轻型井点不能满足降水深度要求时，可采用明沟排水与井点相结合的方法，或采用相结合的方法，或采用二级井点排水（可降水深度达二级井点排水（可降水深度达710m）。二级井点降水）。二级井点降水就是：第一次降水后，先挖去第一级井点排干的土，然后再在坑内布置埋设第就是：第一次降水后，先挖去第一级井点排干的土，然后再在坑内布置埋设第二级井点，以增加降水深度；二级井点，以增加降水深度；v4、抽水设备的总管长度一般不大于、抽水设备的总管长度一般不大于6080m，当主管过长时，可采用套抽水设，当主管过长时，可采用套抽水设备；如果井点系统分段，则各段长度应大致相等，并且宜在拐角处分段，以减备；如果井点系统分段，则各段长度应大致相等，并且宜在拐角处分段，以减少弯头数量，提高抽吸能力；少弯头数量，提高抽吸能力；弯头采用透明管，以观察弯头采用透明管，以观察“死井死井”；v5、井点管埋设时，如在自然地面下排设总管，则必须先开槽挖土，然后再接、井点管埋设时，如在自然地面下排设总管，则必须先开槽挖土，然后再接线组装总管，开槽宽度不小于线组装总管，开槽宽度不小于1m；v6、井点支管的排设，一般采用、井点支管的排设，一般采用水冲成孔水冲成孔的方法，是用高压泵边冲边沉，冲枪的方法，是用高压泵边冲边沉，冲枪不得以橡胶管代替；不得以橡胶管代替；v7、井点管的埋设还有、井点管的埋设还有射水法、钻孔法射水法、钻孔法等；等；v8、冲孔成功且当井点管下沉到规定的标高就进行清孔，清孔后在井管与孔壁、冲孔成功且当井点管下沉到规定的标高就进行清孔，清孔后在井管与孔壁间及时用洁净中粗砂填灌，填砂质量含泥量间及时用洁净中粗砂填灌，填砂质量含泥量不能大于不能大于3%，填砂时须沿井点管，填砂时须沿井点管四周下料，边填边捣，做到填实填匀；填入砂的数量根据计算（四周下料，边填边捣，做到填实填匀；填入砂的数量根据计算（不能小于计算不能小于计算值值85%），砂填好后，在地面以下），砂填好后，在地面以下1m范围内用粘土封孔范围内用粘土封孔v9、在开挖基坑前，一般抽水、在开挖基坑前，一般抽水7天天，待水完全成清水后，方可开挖；，待水完全成清水后，方可开挖；v当现场降水深度达到当现场降水深度达到10m左右时，一级轻型井点达不到降水要求时，可左右时，一级轻型井点达不到降水要求时，可采用二级井点降水，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后再在其底部采用二级井点降水，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后再在其底部装设第二级井点；装设第二级井点；第五节第五节 土方工程机械化施工土方工程机械化施工 土方工程量大土方工程量大,劳动繁重劳动繁重,施工时施工时,应尽量采用机械化与半机械化的施工应尽量采用机械化与半机械化的施工方方法法,以减轻繁重的体力劳动以减轻繁重的体力劳动,加快施工进度。加快施工进度。一、推土机施工：推土机的特点是操纵灵活，运转方便，所需工作面一、推土机施工：推土机的特点是操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行驶速度较快，易于转移。较小，行驶速度较快，易于转移。运距在运距在100m以内的平土或移挖作填，宜采用推土机，以内的平土或移挖作填，宜采用推土机，尤其是当运距尤其是当运距 在在3060m之间时，最为有效。之间时，最为有效。二、铲运机施工：是一种能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑的土方二、铲运机施工：是一种能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑的土方机械，有拖式铲运机和自行式铲运机两种。机械，有拖式铲运机和自行式铲运机两种。拖式铲运机：是由拖拉机牵引；拖式铲运机：是由拖拉机牵引；自行式铲运机：是靠自身的动力设备。自行式铲运机：是靠自身的动力设备。三、单斗挖土机施工：是土方工程施工中最常用的一种机械，按其工作三、单斗挖土机施工：是土方工程施工中最常用的一种机械，按其工作装置不同分：装置不同分：正铲、反铲、拉铲和抓铲正铲、反铲、拉铲和抓铲挖土机。挖土机。1、正铲挖机：挖土特点是、正铲挖机：挖土特点是“前进向上，强制切土前进向上，强制切土”；适用范围：开挖含水量；适用范围：开挖含水量不大于不大于27%的的一一四类土四类土，大型场地平整土方，独立基坑，边坡开挖等；它，大型场地平整土方，独立基坑，边坡开挖等；它的开挖的开挖 方式有方式有 a：侧向开挖：侧向开挖 b：正向开挖：正向开挖 2、反铲挖土机：挖土特点是、反铲挖土机：挖土特点是“后退向下，强制切土后退向下，强制切土”；适用范围：基坑、基；适用范围：基坑、基槽和管沟、有地下水的土；它的开挖方式有槽和管沟、有地下水的土；它的开挖方式有 a：沟端开挖：沟端开挖 b：沟侧开挖：沟侧开挖 3、拉铲挖土机：挖土特点是、拉铲挖土机：挖土特点是“后退向下，自重切土后退向下，自重切土”；适用于一；适用于一二类土，二类土，可用于开挖大而深的基坑或水下挖土；它的开挖方式有：可用于开挖大而深的基坑或水下挖土；它的开挖方式有：a：沟端开挖：沟端开挖 b：沟侧开挖：沟侧开挖 4、抓铲挖土机：挖土特点是、抓铲挖土机：挖土特点是“直上直下，自重切土直上直下，自重切土”；它挖掘能力小，但挖；它挖掘能力小，但挖土深土大，可挖出直立边坡，是任何土方机械不可比拟的；适用于开挖土深土大，可挖出直立边坡，是任何土方机械不可比拟的；适用于开挖一一二类土二类土；它的开挖方式有：；它的开挖方式有：a：定位开挖：定位开挖 b：沟侧开挖：沟侧开挖土石方工程，往往工程量大、劳动繁重，尽可能采用土石方工程，往往工程量大、劳动繁重，尽可能采用机械机械化施工化施工。机械种类很多，有。机械种类很多，有推土机、铲运机、挖土机和各种推土机、铲运机、挖土机和各种碾压、夯实机械碾压、夯实机械等。等。正铲挖土机：正铲挖土机：前进向上，强制切土。前进向上，强制切土。开挖停机面以上的土开挖停机面以上的土。反铲挖土机：反铲挖土机：后退向下，强制切土。后退向下，强制切土。开挖停机面以下的土开挖停机面以下的土。第六节第六节 土方的填筑与压实土方的填筑与压实一、基槽回填土：基础施工完成后，应及时进行土方回填，以防止基础浸水。填土时应与地下管线一、基槽回填土：基础施工完成后，应及时进行土方回填，以防止基础浸水。填土时应与地下管线埋设工作统筹安排，避免土方的二次开挖。回填埋设工作统筹安排，避免土方的二次开挖。回填 土前应清除基底的垃圾、树根等杂物，抽除坑土前应清除基底的垃圾、树根等杂物，抽除坑穴内积水、淤泥。穴内积水、淤泥。回填土应选择好的土料回填土应选择好的土料粘性土粘性土（含水量符合压实要求）、（含水量符合压实要求）、碎石类土、砂土碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应征得设计人员同意）、（使用细、粉砂时应征得设计人员同意）、爆破石碴爆破石碴；含有大量有机质的土（；含有大量有机质的土（8%）不能作为填）不能作为填料，因为吸水后易变形，会降低承载力；含水溶性硫酸盐大于料，因为吸水后易变形，会降低承载力；含水溶性硫酸盐大于5%的土也不能作为填料，因为硫的土也不能作为填料，因为硫酸盐溶解后会形成空洞；碎块草皮和有机质含量大于酸盐溶解后会形成空洞；碎块草皮和有机质含量大于8%的土，只能用于无压实要求的填方；的土，只能用于无压实要求的填方；上上述几种以及淤泥和淤泥质土、冻土、膨胀土等均不应作为填土。述几种以及淤泥和淤泥质土、冻土、膨胀土等均不应作为填土。土方在回填时，应做到双侧回填，土方在回填时，应做到双侧回填，不能单侧回填不能单侧回填，单侧回填会使基础墙受挤动而产生侧向位移。，单侧回填会使基础墙受挤动而产生侧向位移。二、土方填筑方法：二、土方填筑方法：人工填土和机械填土人工填土和机械填土二种二种 填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑，每层厚度，根据所采用的压实机具及土的种类而定填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑，每层厚度，根据所采用的压实机具及土的种类而定（人：（人：200；机：；机：250）。）。填方工程如采用不同土填筑时，必须按类分层铺填，并将透水性大的土层置于透水性小的土层之填方工程如采用不同土填筑时，必须按类分层铺填，并将透水性大的土层置于透水性小的土层之下，不得将各种土料任意混杂使用。下，不得将各种土料任意混杂使用。填方施工应水平的分层填筑压实，当填方基底位于倾斜地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，阶宽不填方施工应水平的分层填筑压实，当填方基底位于倾斜地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，阶宽不小于小于1m，然后分层填土，以防止土的横向滑动。，然后分层填土，以防止土的横向滑动。三、填土压实方法：三、填土压实方法：辗压法、夯实法、振动压实法、利用填土工具压实辗压法、夯实法、振动压实法、利用填土工具压实v土土v方方v回回v填填 四、影响填土压实的主要因素四、影响填土压实的主要因素v影响填土的压实质量的主要因素：影响填土的压实质量的主要因素：压实功、土的含水量以及每层铺土压实功、土的含水量以及每层铺土厚度厚度。v 1、压实功、压实功的影响的影响：v 填土压实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土填土压实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土的含水量一定，在开始压实时，土的重度急剧增加，待到接近土的最大的含水量一定，在开始压实时，土的重度急剧增加，待到接近土的最大重度时，压实功虽然增加许多，而土的重度则没有变化。实际施工中，重度时，压实功虽然增加许多，而土的重度则没有变化。实际施工中，对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。如果先用轻碾，再用重碾压实就会取得较好效果。效率不高。如果先用轻碾，再用重碾压实就会取得较好效果。v2、含水量、含水量的影响的影响：v 在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实。当土具有适当含水燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实。当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。每种量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。每种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，使用同样的压实功土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大。各种土的最佳含水量和所能获得的最大进行压实，所得到的重度最大。各种土的最佳含水量和所能获得的最大干重度，可由干重度，可由击实试验（击实试验（A环刀法；环刀法；B灌砂法）灌砂法）取得。施工中，土的含取得。施工中，土的含水量与最佳含水量之差可控制在水量与最佳含水量之差可控制在4%+2%范围内。范围内。v3、铺土厚度、铺土厚度的影响：的影响：v 土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小，其影响深度与土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。铺得过厚，要压很多遍的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，则要增加机械的总压实遍数。最优才能达到规定的密实度；铺得过薄，则要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。高层建筑的基础埋深一般较大，基础埋深增大，对增加建筑高层建筑的基础埋深一般较大，基础埋深增大，对增加建筑物的稳定性和充分利用地下空间、改善建筑物的功能有利。如物的稳定性和充分利用地下空间、改善建筑物的功能有利。如北京的京城大厦，基础埋深北京的京城大厦，基础埋深23.5m；上海金茂大厦；上海金茂大厦18m等。等。但是，基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其是在城市建但是，基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其是在城市建筑物密集地区，施工场地邻近已有建筑物、道路和地下管线纵筑物密集地区，施工场地邻近已有建筑物、道路和地下管线纵横交错，因此，基坑边坡的支护和地下水的排除成了深基坑施横交错，因此，基坑边坡的支护和地下水的排除成了深基坑施工的重点和难点问题。工的重点和难点问题。基坑工程是一个系统工程，它包括基坑工程是一个系统工程，它包括土壁支护结构、降低地下土壁支护结构、降低地下水、地基加固、土方开挖及工程监测水、地基加固、土方开挖及工程监测等多项工作。等多项工作。第七节、第七节、深基坑施工深基坑施工v大大v型型v基基v坑坑一、深基坑支护一、深基坑支护支护结构虽然为施工期间的支护结构虽然为施工期间的临时支挡结构临时支挡结构，但其选型、计算和施工是否，但其选型、计算和施工是否正确，对施工的安全、工期和经济效益有很大影响，尤其在软土地区施正确，对施工的安全、工期和经济效益有很大影响，尤其在软土地区施工，往往成为高层建筑施工的关键技术之一，费用亦甚大，有的仅支护工，往往成为高层建筑施工的关键技术之一，费用亦甚大，有的仅支护结构一项即需数千万元，不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基结构一项即需数千万元，不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用的费用。（一）支护结构的选型（一）支护结构的选型支护结构一般包括支护结构一般包括挡墙和支撑挡墙和支撑（或拉锚）两部分，其中任何一部分的选（或拉锚）两部分，其中任何一部分的选型不当或产生破坏（包括变形过大），都会导致整个支护结构的失败。型不当或产生破坏（包括变形过大），都会导致整个支护结构的失败。1、支护结构中常用的、支护结构中常用的挡墙结构挡墙结构有以下型式：有以下型式：钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、H型钢支柱型钢支柱-木挡板支护墙、地下木挡板支护墙、地下连续墙、深层搅拌水泥土桩挡墙、旋喷桩帷幕墙、人工挖孔桩连续墙、深层搅拌水泥土桩挡墙、旋喷桩帷幕墙、人工挖孔桩（1）钢板桩钢板桩一种简易的钢板桩支护挡墙，由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长一种简易的钢板桩支护挡墙，由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长68m，型，型号由计算确定。由于号由计算确定。由于其抗弯能力较弱，多用于深度不超过其抗弯能力较弱，多用于深度不超过4m的基坑的基坑，顶部设一道，顶部设一道支撑或拉锚支撑或拉锚用槽钢作支护挡墙的截面形式用槽钢作支护挡墙的截面形式（2）钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩桩长桩长612m，顶部