学习模块土方工程施工.pptx

土方工作的主要内容：主要工作：挖、运、填、压（平）准备工作：施工排、降水辅助工作：土壁支护思考思考1：要建造一栋民用住宅楼，要建造一栋民用住宅楼，第一步要做什么？第一步要做什么？常见的土方工程：常见的土方工程：场地平整场地平整基坑（槽）及管沟开挖基坑（槽）及管沟开挖地下工程大型土方开挖地下工程大型土方开挖土方填筑土方填筑思考思考2：你见过哪些土方工程？你见过哪些土方工程？第1页/共177页主要内容学习单元1：认识土的工程性质学习单元2：计算土方工程量学习单元3：土方开挖（施工排降水、基坑支护）学习单元4：填筑土方并压实第2页/共177页学习目标1.了解土的分类及工程性质2.掌握土方量计算、施工排降水方法、基坑支护方法3.熟悉土方机械4.掌握土方工程质量验收能看懂地质勘探报告，能在施工现场简单鉴别土的类别，会计算土方能看懂地质勘探报告，能在施工现场简单鉴别土的类别，会计算土方工程量，会编制基坑降水施工方案，会编制土方开挖专项施工方案。工程量，会编制基坑降水施工方案，会编制土方开挖专项施工方案。第3页/共177页学习重、难点学习重点：1.施工降水的方法2.基坑支护的方法学习难点：1.土方开挖专项施工方案的确定第4页/共177页学习单元1：土的类别及土的工程性质工作任务1：判断土的类别一、根据土的颗粒大小可分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土。详细的分类，见岩土工程勘察规范GB50021-2001二、根据土的开挖难易程度分为：松软土、普通土、坚土等八大类。第5页/共177页学习单元1 1：土的类别及土的工程性质 思考思考2：在施工现场如何对土的类在施工现场如何对土的类别进行简易判别？别进行简易判别？第6页/共177页学习单元1：土的类别及土的工程性质 工作任务2：认识土的工程性质一、土的天然含水量二、土的天然密度三、土的干密度四、土的可松性五、土的渗透性第7页/共177页一、土的天然含水量土的天然含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。mw土中水的质量；ms土中固体颗粒的质量土的含水量测定方法：土的含水量测定方法：把土样称量后放入烘箱内进行烘干（把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100100105C105C），直至重量不在），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量干后土的质量msms，利用公式，利用公式 可计算出土的天然含水量。可计算出土的天然含水量。如何测定土的含水量？第8页/共177页一、土的天然含水量土的含水量表示土的干湿程度。土的含水量：5%以内，干土；530%以内，潮湿土；大于30%，湿土。各类土的最佳含水量如下：砂土为8%12%；粉土为9%15%；粉质粘土为12%15%；粘土为19%23%。第9页/共177页工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。例：测定土的含水量时，用环刀法取样，如图1-1所示。土样取出后，放在天平上称量质量300g，然后放入烘箱内进行烘干，烘干后质量为250g，已知环刀自重50g，求土的天然含水量。解：解：土中固体颗粒的质量土中固体颗粒的质量m ms s=250-50=200g=250-50=200g 土中水的质量土中水的质量m mw w =300-250=50g =300-250=50g 土的天然含水量：土的天然含水量：土环刀图1-1环刀法采集土样示意图第10页/共177页二、土的天然密度土的天然密度天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量，用表示，即气水土图1-2mmgvm m土体的质量；土体的质量；V V土的天然体积。土的天然体积。土的密度一般用土的密度一般用环刀法测定环刀法测定，用一个体积已知的环刀切入土样中，上，用一个体积已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。得到土的天然密度。如何测定土的密度？如何测定土的密度？第11页/共177页三、土的干密度土的干密度：指单位体积土中固体颗粒的质量，用d表示，即 m mS S土中固体颗粒的质量土中固体颗粒的质量 V V土的天然体积土的天然体积干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度d，从而可判断土是否达到要求的密实度。从而可判断土是否达到要求的密实度。干密度对土方施工干密度对土方施工有什么影响？有什么影响？第12页/共177页四、土的可松性土的最初可松性：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，土的这种性质称为土的可松性。KSKS、KSKS土的最初、最终可松性系数土的最初、最终可松性系数V1V1土在自然状态下的体积土在自然状态下的体积V2V2土经开挖成松土经开挖成松 散状态下的体积散状态下的体积V3V3土经压土经压(夯夯)实后的体积实后的体积土的最初可松性系数土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；参数；土的最终可松性系数土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表各类土的可松性系数见表1.1所示。所示。土的可松性对土方土的可松性对土方施工有什么影响？施工有什么影响？第13页/共177页四、土的可松性表表1 11 1 土的可松性系数土的可松性系数1.281.301.451.50六类土1.041.071.241.30三类土1.101.301.301.50五类土1.021.051.141.24二类土1.061.201.261.45四类土1.011.031.081.17一类土土的类别土的类别第14页/共177页四、土的可松性例：建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1：m=1：0.5；Ks=1.30，K/s=1.05）解：解：m m边坡坡度系数，边坡坡度系数，m=B/H m=B/H B=mH=0.52=1.0m B=mH=0.52=1.0m 挖土体积挖土体积=截面面积截面面积长长图1-3BH第15页/共177页五、土的渗透性土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中孔隙的难易程度。V=KIK渗透系数I水力坡度I=h/Lh=H1-H2H1高水位H2低水位L渗流路程图1-4 土的渗透性实验室测定第16页/共177页五、土的渗透性Q流水量V渗流速度A土样横截面面积现场抽水试验示意图第17页/共177页五、土的渗透性现场抽水试验示意图K值的现场抽水试验测定：对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值，其方法如图所示。在现场设置一抽水孔，并距抽水孔为X1、X2处设两个观测井(三者位于一直线上)，待抽水稳定后，测得X1、X2处观测孔中的水深L1、L2，并由抽水孔中相应的抽水量Q，由下式求得K值第18页/共177页学习了土的工程分类知识，学会在施工现场用简易方法判别土的类别认识了土的工程性质，了解了土的工程性质对土方施工的影响返回返回第19页/共177页思考与训练1.土按开挖的难易程度分几类？各类特征是什么？2.简述土的可松性及其对土方施工的影响。第20页/共177页学习单元学习单元2 2：计算土方工程量：计算土方工程量学习模块一：土方工程施工第21页/共177页学习目标1.了解场地平整土方量的计算方法2.掌握基坑土方量计算方法3.掌握基槽土方量的计算方法会熟练、准确计算基坑、基槽土方量；会用方格网法、断面法计算场地会熟练、准确计算基坑、基槽土方量；会用方格网法、断面法计算场地平整土方量。平整土方量。第22页/共177页学习重、难点学习重点：1.基坑土方量的计算2.基槽土方量的计算学习难点：方格网法计算场地平整土方量第23页/共177页1平整场地：平整场地是指厚度在300mm以内的挖填、找平工作。2挖基坑：挖基坑指挖土底面积在20以内，且底长为底宽3倍者。3挖基槽：挖基槽指挖土宽度在3m以内，挖土长度等于或大于宽度3倍以上者.4挖土方：挖土方指挖土宽度在3m以上，挖土底面积在20以外，平整场地厚度在300mm以外者。5土方回填：常见的有：基础回填、室内回填、管道沟槽回填。1.什么是场地平整？2.什么是基坑开挖？3.什么是基槽开挖？4.什么是大型土方开挖？5.什么是土方回填？第24页/共177页主要内容工作任务1：计算场地平整土方量工作任务2：计算基坑开挖土方量工作任务3：计算基槽开挖土方量第25页/共177页判断：某多层建筑外墙基础断面形式如图所示，长为55m某建筑进行基础开挖，单个基础底面积为2.83.6m某建筑物地下室平面尺寸为5111m13001:0.3311004001500240第26页/共177页工作任务1：计算场地平整土方量一、土方边坡土方边坡坡度以其挖方深度H与边坡底宽B之比来表示。m=B/H ，称为坡度系数。土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定第27页/共177页工作任务1：计算场地平整土方量边坡可做成直线形、折线形或阶梯形，土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002第6.2.3的规定执行如表1.3。m的确定原则：保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。第28页/共177页工作任务1：计算场地平整土方量建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定临时性挖方边坡值土方类别土方类别边坡值（宽：高）边坡值（宽：高）砂土（不包括细砂、粉砂）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.251：1.50一般粘性土一般粘性土硬硬1：0.751：1.00硬、塑硬、塑1：1.001：1.25软软1：1.50或更缓或更缓碎石类土碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.501：1.10充填砂土充填砂土1：1.001：1.50注：注：1、设计有要求时，应符合设计标准。、设计有要求时，应符合设计标准。2、如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核；、如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核；3、开挖深度，对软土不应超过、开挖深度，对软土不应超过4m，对硬土不应超过，对硬土不应超过8m.第29页/共177页工作任务1：计算场地平整土方量二、场地平整土方量的计算方法方格网法：地形较平坦时用断面法：用于地形起伏变化较大，断面不规则的场地第30页/共177页工作任务1：计算场地平整土方量方格网法例：某建筑场地地形图如图122所示，方格网a=20m，土质为中密的砂土，设计泄水坡度ix=3%，iy=2%,不考虑土的可松性对设计标高的影响，场地中心点8的设计标高为43.71m，计算挖填土方量。1234561143.5042.5043.0044.5044.0045.001-11-21-31-42-12-22-32-41210131415789第31页/共177页一、方格网法计算土方量的步骤1.划分方格网由设计单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长a=10-40m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图1.18所示。2.计算场地各个角点的施工高度计算场地各个角点的施工高度hn角点施工高度(以“+”为填，“-”为 挖)n 方格的角点编号第32页/共177页一、方格网法计算土方量的步骤3.计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.19)。第33页/共177页一、方格网法计算土方量的步骤3.计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.19)。第34页/共177页一、方格网法计算土方量的步骤4.计算方格土方工程量按表1.6所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。第35页/共177页一、方格网法计算土方量的步骤5.计算边坡土方量三角棱锥体边三角棱锥体边坡体积坡体积三角棱柱体边三角棱柱体边坡体积坡体积第36页/共177页一、方格网法计算土方量的步骤6.计算土方总量将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。第37页/共177页二、例题详解第38页/共177页二、例题详解1.计算施工高度2.确定零点和零线确定零点和零线第39页/共177页二、例题详解3.计算土方量（1）全挖全填方格第40页/共177页二、例题详解（2）方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图125），其挖方或填方体积分别为：第41页/共177页二、例题详解（3）方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时：第42页/共177页二、例题详解（4）总土方量总挖方量=17.91+117+270+0.03+35.28+234.04=674.26m3总填方量=136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m3第43页/共177页二、例题详解（5）计算边坡土方量首先确定边坡坡度，因场地土质系中密 的砂土，且地质条件较差，挖方区边坡坡度采用1：1.25，填方区边坡坡度采用1：1.50，场地四个角点的挖填方宽度为：角点5挖方宽度 0.931.25=1.16米角点15挖方宽度 0.381.25=0.48米角点1挖方宽度 0.391.5=0.59米角点11挖方宽度 0.971.5=1.46米第44页/共177页二、例题详解第45页/共177页二、例题详解挖方区边坡土方合计：24.11立方米挖方区土方边坡：挖方区土方边坡：第46页/共177页二、例题详解填方区边坡土方量：填方区边坡土方量合计：填方区边坡土方量合计：33.05立方米立方米第47页/共177页二、例题详解场地及边坡土方量总计:挖方674.26+24.11=698.37填方679.27+33.05=712.32第48页/共177页三、断面法方法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。第49页/共177页三、断面法三、断面法第50页/共177页工作任务2：计算基槽土方量基槽土方量可沿长度方向分段计算什么是基槽？什么是基槽？1第一段土方量。1第一段的长度。第51页/共177页工作任务2：计算基槽土方量第52页/共177页工作任务3：计算基坑土方量什么是基坑？什么是基坑？第53页/共177页学习土方工程量的计算方法与计算步骤学会计算基坑（槽）土方量返回返回第54页/共177页思考与训练1.某多层建筑外墙基础断面形式如图所示，长为55m，地基土为硬塑的粘土，土方边坡坡度为1：0.33，已知土的最初可松性系数为1.3，最终可松性系数为1.04，计算基础施工时的土方挖方量？若留下回填土后，余土要求外运，计算预留回填土量及弃土量。13001:0.3311004001500240第55页/共177页建筑工程技术专业建筑工程技术专业学习单元学习单元3 3：土方开挖：土方开挖建筑工程技术专业建筑工程技术专业学习模块一：土方工程施工第56页/共177页1.在场地平整施工前,测设平场范围线和标高。思考：土方开思考：土方开挖前要做哪些挖前要做哪些准备工作？准备工作？2.拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道；迁移树木。道和地下管道；迁移树木。3.进行施工排降水。进行施工排降水。4.修好临时道路、电力、通讯及供水设施修好临时道路、电力、通讯及供水设施,以以及生活和生产用临时房屋及生活和生产用临时房屋。5.制定施工方案（包括基坑支护方案）制定施工方案（包括基坑支护方案）第57页/共177页主要内容工作任务1：选择土方施工机械工作任务2：制定土壁支护方案工作任务3：编制施工降水方案工作任务4：开挖基坑并验槽第58页/共177页学习目标1.了解土方开挖前要做哪些施工准备和辅助工作，熟悉土方施工机械及实用范围2.掌握土壁支护的方法、常用基坑降水的方法3.知道基坑开挖的顺序和验槽的要点能根据施工现场实际情况正确选择施工机械；会编制常用基坑支护专项能根据施工现场实际情况正确选择施工机械；会编制常用基坑支护专项施工方案；会编制基坑水、降水方案；能编制基坑开挖方案；会验槽。施工方案；会编制基坑水、降水方案；能编制基坑开挖方案；会验槽。第59页/共177页学习重、难点学习重点：1.土壁支护的方法、常用基坑降水的方法2.验槽的要点3.土方填筑的质量要求学习难点：1.根据施工现场实际情况正确制定土壁支护的方案2.正确选择基坑降水的方法并编制施工降水方案第60页/共177页工作任务1：选择土方施工机械一、常用土方施工机械（一）推土机1.组成：拖拉机、推土铲刀2.行走方式:履带式、轮胎式3.铲刀操纵方式:钢丝绳操纵液压操纵4.特点：特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快，易操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快，易于转移，能爬于转移，能爬300左右的缓坡左右的缓坡5.适用范围：适用范围：多用于清理场地，平整土地，开挖深度不大的基坑，填平多用于清理场地，平整土地，开挖深度不大的基坑，填平沟槽以及配合铲运机、挖土机等工作。沟槽以及配合铲运机、挖土机等工作。推土机可以推挖一推土机可以推挖一 三类土，推送三类土，推送距离宜在距离宜在100100米以内，以运距在米以内，以运距在5050米以内经济效果最好。米以内经济效果最好。第61页/共177页6.施工方法：下坡推土法分批集中一次推土法并列推土法槽形推土法铲刀上附加侧板工作任务1：选择土方施工机械第62页/共177页工作任务1：选择土方施工机械（二）铲运机铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗，在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。第63页/共177页工作任务1：选择土方施工机械1.特点:能综合完成挖土、运土、卸土和平土工作（全能）。管理简单，效率高，运转费用低，对行使道路要求较低。2.适用范围：坡度在15度以内、含水量不超过27%的一三类土的大面积场地平整、大型基坑、填筑堤坝和路基。不适用于砾石土、冻土和沼泽地区施工。自行式铲运机适用于运距8003500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m的范围内生产效率最高。拖式铲运机适用于运距在80800m的土方工程施工，而运距在200350 m时效率最高。第64页/共177页工作任务1：选择土方施工机械3.开行路线环形路线：用于地段短、起伏不大的挖填工程。8字形路线：用于地段长、起伏大、挖填交替的工程。第65页/共177页工作任务1：选择土方施工机械（三）单斗挖土机第66页/共177页工作任务1：选择土方施工机械1.正铲前进向上，强制切土第67页/共177页工作任务1：选择土方施工机械适用于开挖高度大于2米的无地下水的干燥基坑及土丘等。挖掘能力大，生产率高，能开挖停机面以上的一四类土。但需汽车配合运土。第68页/共177页工作任务1：选择土方施工机械2.反铲后退向下，强制切土第69页/共177页工作任务1：选择土方施工机械其挖掘能力比正铲小，能开挖停机面以下的一三类土，亦可用于地下水位较高的土方开挖，适用于开挖停机面以下6.5米深以内的土方。挖土时可用汽车配合运土，也可弃土于坑槽附近。第70页/共177页工作任务1：选择土方施工机械3.拉铲后退向下，自重切土开挖深度、宽度大，甩土方便。能开挖停机面以下的一二类土适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝等。第71页/共177页工作任务1：选择土方施工机械4.抓铲直上直下，自重切土其挖掘力较小，只能开挖停机面以下一二类土，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。在软土地基的地区，常用于开挖基坑、沉井等。第72页/共177页工作任务1：选择土方施工机械四、如何选择土方施工机械土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。施工机械的选择应与施工内容相适应；土方施工机械的选择与工程实际情况相结合；主导施工机械确定后，要合理配备完成其他辅助施工过程的机械；选择土方施工机械要考虑其他施工方法，辅助土方机械化施工。第73页/共177页工作任务1：选择土方施工机械1.平整场地常由土方的开挖、运输、填筑和压实等工序完成。地势较平坦、含水量适中的大面积平整场地，选用铲运机较适宜。地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1000m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工。挖填方高度均不大，运距在100m以内时，采用推土机施工，灵活、经济。第74页/共177页工作任务1：选择土方施工机械2.地面上的坑式开挖单个基坑和中小型基础基坑开挖，在地面上作业时，多采用抓铲挖土机和反铲挖土机。抓铲挖土机适用于一、二类土质和较深的基坑；反铲挖土机适于四类以下土质，深度在4m以内的基坑。3.长槽式开挖指在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽，适于挖大型厂房的柱列基础和管沟，宜采用反铲挖土机；若为水中取土或土质为淤泥，且坑底较深，则可选择抓铲挖土机挖土。若土质干燥，槽底开挖不深，基槽长30m以上，可采用推土机或铲运机施工。地面上的坑式开挖。第75页/共177页工作任务1：选择土方施工机械4.整片开挖对于大型浅基坑且基坑土干燥，可采用正铲挖土机开挖。若基坑内土潮湿，则采用拉铲或反铲挖土机，可在坑上作业。对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽的开挖，则采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑(槽)的挖掘和运土。第76页/共177页工作任务1：选择土方施工机械5.单斗挖土机的生产率小时生产率：P1=60qnKc/Ks(m3/h)q土斗容量（立方米）；n每分钟挖土次数；n=60/tt挖土机每次循环延续时间（秒），即每挖一斗的时间，对W-100正铲挖土机为2540秒，对W-100拉铲挖土机为4560秒；KC土斗的充盈系数，一般取0.81.1；KS土的最初可松性系数；KB工作时间利用系数，一般为0.60.8。第77页/共177页工作任务1：选择土方施工机械第78页/共177页工作任务1：选择土方施工机械6.挖土机与汽车的配套计算（1）挖土机数量N挖土机数量主要根据土方量、工期确定P挖土机台班生产率Q土方量（立方米）；T工期（工作日）；C每天工作班；K时间利用系数，一般取0.80.9。第79页/共177页工作任务1：选择土方施工机械（2）自卸汽车数量N1自卸汽车数量应保证挖土机连续工作。N1=Ta/t1（辆）Ta 自卸汽车每一运土循环的延续时间（分钟）；Ta=t1+2L/Vc+t2+t3t1自卸汽车每次装车时间（分钟）；t1=ntn自卸汽车每车装土次数n=Q1Ks/qKc.rQ1自卸汽车的载重量（10KN）；r土的重度，一般取17KN/立方米；L运土距离（米）；VC重车与空车的平均速度（米/分钟）；t2自卸汽车卸土时间（分），一般为1分；t3自卸汽车操纵时间（分），包括停放等待、待装、等车、让车等，一般取23分种。Ks土的可松行系数；Kc土斗充盈系数，取0.81.1；第80页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案当地质条件和周围环境不允许放坡时使用如下特殊支护结构土壁支撑形式应根据开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。横撑式支撑护坡桩挡墙土钉墙支护地下连续墙第81页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案一、横撑式支撑用于宽度不大、深度小的沟槽开挖第82页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案二、护坡桩挡墙1.深层搅拌法水泥土桩挡墙重力式深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。适用于加固淤泥质土、粘土；国外最大深度60m，国内1218m；深层搅拌法利用的固化剂：水泥浆、水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的715，水泥砂浆的配合比为1：1或1：2。第83页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（1）深层搅拌机中心管喷浆方式：适用于多种固化剂。图129 SJB-1型深层搅拌机1输浆管；2外壳；3出水口；4进水口；5电动机；6导向滑块；7减速器；8搅拌轴；9中心管；10横向系统；11球形阀；12搅拌头第84页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（2）深层搅拌机叶片喷浆方式：只能使用纯水泥浆而不能采用其它固化剂图129 SJB-1型深层搅拌机1输浆管；2外壳；3出水口；4进水口；5电动机；6导向滑块；7减速器；8搅拌轴；9中心管；10横向系统；11球形阀；12搅拌头第85页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（3）深层搅拌法的施工工艺流程：（a)定位；（b)预搅下沉；（c)喷浆搅拌上升；（d)重复搅拌下沉；（e)重复搅拌上升；(f)完毕第86页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（4）深层搅拌水泥土桩挡墙材料要求及截面形状宜用425号水泥，掺灰量应不小于10%，以1215%为宜，横截面：宜连续，形成封闭的实体或格状结构。深层搅拌土桩挡墙 （块状连续壁）第87页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（5）提高深层搅拌水泥土桩挡墙支护能力的措施卸荷加筋起拱挡墙变厚度工程实例：深层搅拌水泥土桩挡墙平面布置第88页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案2.旋喷桩挡墙重力式又叫高压喷射注浆法，是利用工程钻机钻孔至设计标高后，将钻杆从地基深处逐渐上提，同时利用安装在钻杆端部的特殊喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在地基中形成直径均匀的圆柱体。该固化后的圆柱体称为旋喷桩。桩体相连形成帷幕墙，用作支护结构。第89页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案3.H型钢支柱挡板支护挡墙非重力式4.热轧锁口钢板桩非重力式适用于地下水位高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防止流砂现象的发生。第90页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案单锚钢板桩常见的工程事故及其原因：1-板桩；2-拉杆；3-锚碇；4-堆土；钢板桩的入土深度钢板桩的入土深度不够不够钢板桩本身刚度钢板桩本身刚度不足不足拉锚的承载力不够或拉锚的承载力不够或长度不足长度不足第91页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（1）单锚钢板桩设计的“三要素”：入土深度锚杆拉力和截面弯矩第92页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案（2）钢板桩的施工1）钢板桩打设前的准备工作钢板桩的检验与矫正表面缺陷矫正、端部矩形比矫正、桩体挠曲矫正、桩体扭曲矫正、桩体截面局部变形矫正、锁口变形矫正导架安装施工围檩沉桩机械的选择第93页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案2）钢板桩的打设钢板桩打设方式选择单独打入法、屏风式打入法钢板桩的打设钢板桩的拔除导架及屏风打入法第94页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案5.钢筋水泥桩排桩挡墙在地面上用钻孔机械成孔，浇筑混凝土，混凝土硬化形成桩。常用直径500-1000毫米优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工。缺点：整体性能较差，无防水能力第95页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案6.地下连续墙地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。作用：防渗、挡土，地下室外墙的一部分；常用厚度为500-800毫米优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状灵活。缺点：需用专用机械，成本较高。施工难点：分段施工接头严密性适用于：坑深大，土质差，地下水位高；邻近有建(构)筑物，采用逆作法施工。工艺过程：作导槽钻槽孔放钢筋笼水下灌注混凝土基坑开挖与支撑第96页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案地下连续墙施工工艺原理第97页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案第98页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案第99页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案地下连续墙的适用范围适用于各种土质施工时振动小、噪音低在建筑物、构筑物密集地区可以施工，对临近的结构和地下设施没有什么影响。可在各种复杂条件下进行施工放渗性能好可采用“逆筑法”施工。第100页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案“逆筑法”施工第101页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案7.土层锚杆土层锚杆是一种埋入土层深部的受拉杆件，它一端与构筑物相连，另一端锚固在土层中。施工工艺过程：钻孔安放拉杆灌浆养护安装锚头张拉锚固和挖土第102页/共177页工作任务2：制定土壁支护方案8.土钉墙支护作用：土钉与土体形成复合体，提高边坡稳定性和超载能力，增强土体破坏延性；特点：土体稳定性好，位移小，施工简便，费用低，对邻近建筑物影响小。分层分段施工，阶段不稳定性。适用于：地下水位以上的杂填土、粘性土、非松散砂土。边坡坡度7090。工艺过程：挖土喷射混凝土打孔插筋、注浆铺放、压固钢筋网喷射混凝土挖下层土。第103页/共177页结结 构构 形形 式式适适 用用 范范 围围排桩排桩结构结构稀疏排桩稀疏排桩土质较好，地下水位低或降水效果好土质较好，地下水位低或降水效果好连续排桩连续排桩土质差，地下水位高或降水效果差土质差，地下水位高或降水效果差框架式排桩框架式排桩单排桩刚度不能满足变形要求单排桩刚度不能满足变形要求组合组合排桩排桩结构结构排桩加挡板排桩加挡板排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩加水泥搅桩排桩加水泥搅桩以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较好防涌效果以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较好防涌效果排桩加水泥防墙排桩加水泥防墙地下水位较高的软土地区地下水位较高的软土地区排桩或组合排桩加锚杆结构排桩或组合排桩加锚杆结构开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求地下连续墙结构地下连续墙结构与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大沉井结构沉井结构软土地区软土地区重力式挡土墙结构重力式挡土墙结构具有一定施工空间，软土地区具有一定施工空间，软土地区支护结构类型及其适用范围支护结构类型及其适用范围 表表1.41.4第104页/共177页工作任务3：编制施工降水方案防止涌水、流砂，保证在较干燥的状态下施工；防止滑坡、塌方、坑底隆起；减少坑壁支护结构的水平荷载。思考：思考：为什么要进行施工降水？为什么要进行施工降水？第105页/共177页工作任务3：编制施工降水方案流砂现象当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。流砂主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中。一般工程经验是：在可能发生流砂的土质处，当基坑挖深超过地下水位线0.5M左右，就要注意流砂的发生。流砂的防治减小动水压力(板桩等增加L)；平衡动水压力(抛石块、水下开挖、泥浆护壁)；改变动水压力的方向(井点降水)。第106页/共177页工作任务3：编制施工降水方案如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。其方法有：如条件许可，尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m；水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡；采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。第107页/共177页工作任务3：编制施工降水方案一、排除地面水一般排水沟的横断面不小于500500mm，纵向坡度一般不小于3，平坦地区不小于2，沼泽地区可降至1，施工过程中应注意保持排水沟畅通。山坡上开挖截水沟，在平坦或低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还要修筑土堤挡水。第108页/共177页工作任务3：编制施工降水方案二、降低地下水位1.集水井法(明排水法)（1）用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者（2）挖至地下水位时，挖排水沟设集水井抽水再挖土、沟、井（3）要求：排水沟：基础边线0.4米之外，地下水走向的上游。底宽300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1。集水井：沿基坑底边角设置，间距20-40m，直径0.60.8m，井底低于坑底12m。长期用，有护壁和0.3米厚碎石压底。水泵：离心泵、潜水泵、污水泵第109页/共177页工作任务3：编制施工降水方案离心泵的选择：主要根据流量和扬程。离心泵的位置按扬程选，离心泵的数量按流量选。常用潜水泵流量15100立方米/小时，扬程3.525米流量：是指水泵单位时间内的出水量。扬程：是指水泵能扬水的高度离心泵的型号：2B19表示水泵进水口直径2英寸，总扬程19m，1英寸=25.4mmm。第110页/共177页工作任务3：编制施工降水方案2.井点降水：开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。第111页/共177页工作任务3：编制施工降水方案降水类型及适用条件第112页/共177页工作任务3：编制施工降水方案（1）轻型井点设备井管：38、51，长5-7m(常用6m)，无缝钢管，丝扣连滤管；滤管：38、51，长1-1.7m，开孔12,开孔率20-25，包滤网；总管：内75-100无缝钢管，每节4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口；连接管：使用透明塑料管、胶管或钢管，宜有阀门；抽水设备：真空泵(教材)真空度高，体形大、耗能多、构造复杂射流泵(常用)简单、轻小、节能隔膜泵(少用)第113页/共177页工作任务3：编制施工降水方案（2）轻型井点布置1）平面布置单排：在沟槽上游一侧布置，每侧超出沟槽B。用于沟槽宽度B6m，降水深度5m。第114页/共177页工作任务3：编制施工降水方案双排：在沟槽两侧布置，每侧超出沟槽B。用于沟槽宽度B6m，或土质不良。环状：在坑槽四周布置。用于面积较大的基坑。第115页/共177页工作任务3：编制施工降水方案2）高程布置(图)井管埋深：H埋H1hiL。H1埋设面至坑底距离；h降水后水位线至坑底最小距离(一般可取0.5-1m)；i地下水降落坡度，环状1/10，线状1/5；L井管至基坑中心(环状)或另侧(线状)距离。当H埋6m时：降低埋设面或采用二级井点或改用其它井点。第116页/共177页工作任务3：编制施工降水方案（3）轻型井点的计算1）涌水量的计算判断井形按照滤管与不透水层的关系完整井到不透水层非完整井未到不透水层.按照是否承压水层：承压井或无压井第117页/共177页工作任务3：编制施工降水方案无压完整井群井井点计算Q1.366K(2HS)S/(lgRlgX0)(m3/d)K土层渗透系数(m/d)；H含水层厚度(m)；S水位降低值(m)；R抽水影响半径(m)，R=1.95S(HK)1/2；X0环状井点系统的假想半径(m)；当长宽比A/B5时，X0=(F/)1/2，否则分块计算涌水量再累加。F井点系统所包围的面积。第118页/共177页工作任务3：编制施工降水方案无压非完整井群井系统涌水量计算以有效影响深度H0代替含水层厚度H用上式计算Q。当H0值超过H时，取H0H；计算R时，也应以H0代入H0的确定方法：s/(s+l)第119页/共177页工作任务3：编制施工降水方案2）确定井管的数量与间距单井出水量：q65d l K1/3(