环境工程施工-土石方工程.ppt

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1、环境工程施工环境工程施工EnvironmentalEnvironmental Engineering Construction Engineering Construction扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院扬州大学环境科学与工程学院环境工程教研室环境工程教研室环境工程教研室环境工程教研室第一章第一章 土石方工程与地基处理土石方工程与地基处理 1-4 沟槽及基坑支撑沟槽及基坑支撑 一、支撑的目的和要求一、支撑的目的和要求简述（一）目的（一）目的 防止土壁坍塌，用以抵抗原土、地面荷载所产生防止土壁坍塌，用以抵抗原土、地面荷载所产生的侧土压力。的侧土压

2、力。（二）设置条件（二）设置条件 1、场地狭窄，无法实现足够的边坡时；、场地狭窄，无法实现足够的边坡时；2、施工时，遇雨、突然的附加荷载等因素可能、施工时，遇雨、突然的附加荷载等因素可能引起边坡坍塌时。引起边坡坍塌时。（三）优缺点（三）优缺点 1、减少土方开挖量和施工占地面积；、减少土方开挖量和施工占地面积；2、增加材料消耗，影响下道施工工序。、增加材料消耗，影响下道施工工序。（四）支设要求（四）支设要求1、牢固可靠、稳定性好；牢固可靠、稳定性好；材料应坚实、有足够的强度，必要时应计算；支材料应坚实、有足够的强度，必要时应计算；支撑各部分连接应牢固、稳定。撑各部分连接应牢固、稳定。2、保证安全

3、、节约用料、保证安全、节约用料；支撑目的就是为了安全，因此，支撑本身也应安支撑目的就是为了安全，因此，支撑本身也应安全；采用可回收、复用材料。全；采用可回收、复用材料。3、方便合理、便于施工；、方便合理、便于施工；支拆方便；便于后续工序施工。支拆方便；便于后续工序施工。二、支撑的种类和适用条件二、支撑的种类和适用条件重点重点（一）种类（一）种类1、按支撑形式分：、按支撑形式分：横撑、竖撑、板桩撑和锚锭式支撑（横撑、竖撑、板桩撑和锚锭式支撑（pg44）2、按材质分：、按材质分：木支撑、钢支撑、钢木混合支撑木支撑、钢支撑、钢木混合支撑3、按撑板间距分：、按撑板间距分：疏撑（断续式）：撑板间有间距；

4、疏撑（断续式）：撑板间有间距；密撑（连续式）：撑板间无间距。密撑（连续式）：撑板间无间距。图 横撑式支撑（a）间断式水平挡土板支撑；（b）垂直挡土板支撑 1水平挡土板，2立柱，3工具式撑杆；4垂直挡土板，5横楞木；6调节螺栓（a）（b）（二）组成及适用条件（二）组成及适用条件1、横撑、横撑：组成：组成：横撑板、立柱、撑杠以及撑扣、扒钉横撑板、立柱、撑杠以及撑扣、扒钉 适用：适用：土质较好、地下水量少的沟槽。土质较好、地下水量少的沟槽。优缺点：优缺点：支设容易；拆除较难、安全性差。支设容易；拆除较难、安全性差。做法：做法：逐渐挖深、分层铺设；逐渐挖深、分层铺设；先撑板、后立柱、加撑杠、打扒钉、钉

5、撑扣；先撑板、后立柱、加撑杠、打扒钉、钉撑扣；随挖深、接立柱。随挖深、接立柱。填土拆板、随时倒撑、注意安全。填土拆板、随时倒撑、注意安全。2、竖撑竖撑：组成组成：竖撑板、横枋、撑杠以及撑扣、扒钉：竖撑板、横枋、撑杠以及撑扣、扒钉 适用：适用：土质较差、地下水量较多或有流砂的土质较差、地下水量较多或有流砂的 沟槽沟槽 优缺点优缺点：支设困难；拆除较易、安全性好：支设困难；拆除较易、安全性好 做法：做法：逐渐挖深、分层铺设或倒撑换板；逐渐挖深、分层铺设或倒撑换板；先撑板、后横枋、加撑杠、打扒钉、钉撑扣；先撑板、后横枋、加撑杠、打扒钉、钉撑扣；随挖深、接撑板。随挖深、接撑板。填土拆板、随时倒撑、注意

6、安全填土拆板、随时倒撑、注意安全3、板桩撑：板桩撑：组成：组成：钢板桩钢板桩(P46图图1-47，48)、横枋、横枋、撑杠撑杠适用：适用：土质极差、地下水量大的弱饱和土质极差、地下水量大的弱饱和土或有流砂处。土或有流砂处。优缺点：优缺点：安全性好；支设、拆除较难。安全性好；支设、拆除较难。做法：做法：先打板、后挖土；先填土、后拆先打板、后挖土；先填土、后拆板板 4、锚锭式支撑锚锭式支撑：（图：（图1-45）1）组成：组成：横撑板、柱桩、锚桩、拉杆以及撑横撑板、柱桩、锚桩、拉杆以及撑扣、扒钉扣、扒钉2）适用：）适用：不能安装撑杠时不能安装撑杠时3）优缺点：）优缺点：支设困难；拆除亦难、安全性差支

7、设困难；拆除亦难、安全性差4）做法）做法：逐渐挖深、分层铺设；随挖深、常：逐渐挖深、分层铺设；随挖深、常倒撑、换柱桩。倒撑、换柱桩。填土拆板、随时倒撑、注意安全填土拆板、随时倒撑、注意安全 临时支撑：短桩横隔板支撑（图临时支撑：短桩横隔板支撑（图146）；）；草袋等临时挡土墙草袋等临时挡土墙（三）材料选用（三）材料选用1、撑板（贴土板）：木板、金属撑板、撑板（贴土板）：木板、金属撑板2、横枋：木枋、钢管、横枋：木枋、钢管3、立柱：钢管、槽钢、工字钢、立柱：钢管、槽钢、工字钢4、撑杠：木质：、撑杠：木质：50、75、100 工具式撑杠：图工具式撑杠：图1445、板桩：型钢、特殊断面型钢、板桩：型

8、钢、特殊断面型钢 图图147、48三、支撑的计算三、支撑的计算重点重点（一）原理（一）原理 支撑的计算就是计算撑板、立柱、横枋以支撑的计算就是计算撑板、立柱、横枋以及撑杠抵抗土的侧土压力的能力。及撑杠抵抗土的侧土压力的能力。利用结构力学、材料力学的知识进行计算。利用结构力学、材料力学的知识进行计算。1、进行新做支撑构件尺寸设计计算、进行新做支撑构件尺寸设计计算2、进行现有支撑构件尺寸复核计算、进行现有支撑构件尺寸复核计算（二）侧土压力的确定（二）侧土压力的确定为安全起见，侧土压力取最大值为安全起见，侧土压力取最大值 主动土压力系数主动土压力系数ka1、砂土：、砂土：按图按图149可知：侧土压力

9、可知：侧土压力 Pmax=0.8H tan2(45/2)(kPa)2、粘土：、粘土：按图按图149可知：侧土压力可知：侧土压力 Pmax=H4c (kPa)（三）撑板及立柱计算（三）撑板及立柱计算（按简支梁计算）1、撑板计算、撑板计算 计算跨度等于立柱或横木的间距计算跨度等于立柱或横木的间距l1，每块，每块撑板的宽度为撑板的宽度为b，厚度为，厚度为d，所承受的均布荷载，所承受的均布荷载等于等于Pb（KN/m）撑板的最大弯矩：撑板的最大弯矩：撑板的抵抗矩：撑板的抵抗矩：因此，撑板的最大弯曲应力为：因此，撑板的最大弯曲应力为：材料容许弯曲应力材料容许弯曲应力2、立柱计算、立柱计算 假设在支柱处为简

10、支梁，求其最大弯矩，校核最大弯曲应力。（四）撑杠计算（四）撑杠计算 按轴向受压杠计算，并作稳定性校核 一般采用加大一级尺寸而定，不计算。四、支撑的设置和拆除四、支撑的设置和拆除简述简述（一）设置（一）设置注意：注意：1、撑板平整、紧贴土壁、撑板平整、紧贴土壁 2、横平竖直、支设牢固、横平竖直、支设牢固 3、逐层开挖、逐层支设、逐层开挖、逐层支设（二）倒撑（二）倒撑 施工过程中，更换立柱和撑杠位置的操作，叫倒施工过程中，更换立柱和撑杠位置的操作，叫倒撑；施工时，需进行倒撑情况很多。撑；施工时，需进行倒撑情况很多。注意：注意：1、精心设计、确定倒撑位置、精心设计、确定倒撑位置 2、注意安全、保证倒

11、撑成功、注意安全、保证倒撑成功（三）加撑（三）加撑当支撑系统受到外界因素影响而破坏时，有可能当支撑系统受到外界因素影响而破坏时，有可能出现塌方等时，应加撑。出现塌方等时，应加撑。注意：注意：1、及时加撑、切忌侥幸心理、及时加撑、切忌侥幸心理 2、注意安全、不能盲目进行、注意安全、不能盲目进行（四）拆除（四）拆除注意：注意：1、拆除与回填同时进行、边填边拆、拆除与回填同时进行、边填边拆 2、倒撑与加撑都应使用、安全操作、倒撑与加撑都应使用、安全操作1-5 沟槽及基坑土方回填沟槽及基坑土方回填 一、回填要求一、回填要求简述简述（一）条件（一）条件应在构筑物、管道施工验收合格后进行。应在构筑物、管道

12、施工验收合格后进行。1、平面、标高、管道坡度验收；、平面、标高、管道坡度验收；2、水压试验、严密性试验验收；、水压试验、严密性试验验收；3、通过隐蔽性工程验收。、通过隐蔽性工程验收。（二）目的（二）目的1、保护管道、构筑物不受破坏，位置不会改变；、保护管道、构筑物不受破坏，位置不会改变；2、避免土方坍塌；、避免土方坍塌；3、及早恢复并平整地面。、及早恢复并平整地面。（三）要求（三）要求1、及时回填；、及时回填；2、回填土质应符合规定；、回填土质应符合规定；3、回填土应有最佳含水量；、回填土应有最佳含水量；4、回填密实度应符合规定。、回填密实度应符合规定。见见Pg51表表115、16 二、回填施

13、工二、回填施工重点重点（一）工序（一）工序 选土选土 还土还土 摊平摊平 夯实夯实 检查检查（二）选土（二）选土（应符合规定，见（应符合规定，见Pg49）（三）还土（三）还土（应继续排水、同时具有最佳含水量）（应继续排水、同时具有最佳含水量）（四）摊平（四）摊平（推土机、铲运机等，每层（推土机、铲运机等，每层2030cm）（五）夯实（五）夯实（蛙式打夯机、内燃打夯机、履带式打夯（蛙式打夯机、内燃打夯机、履带式打夯机、压路机等）机、压路机等）（六）检查（六）检查（检测压实度，环刀法或贯入法）（检测压实度，环刀法或贯入法）（七）注意：（七）注意：1、建立回填制度（压实工具、还土含水量、还土铺、建立

14、回填制度（压实工具、还土含水量、还土铺设厚度、压实后厚度、夯击遍数、走夯形式、定机定设厚度、压实后厚度、夯击遍数、走夯形式、定机定人等）人等）2、留有余填高度（拱高），防止地面日久下凹。取、留有余填高度（拱高），防止地面日久下凹。取1/20槽宽或槽宽或15 cm。1-6 地基处理地基处理简述、自学简述、自学一、地基处理的目的一、地基处理的目的（有五个方面，见Pg54）1、改善土的剪切性能，提高抗剪强度；、改善土的剪切性能，提高抗剪强度；2、降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降或、降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降或不均匀沉降；不均匀沉降；3、改善土的透水性，起着截水、防渗作用；、改善土的透水性，

15、起着截水、防渗作用；4、改善土的动力特性，防止砂土液化；、改善土的动力特性，防止砂土液化；5、改善特殊土的不良地基特性。、改善特殊土的不良地基特性。二、地基处理的常用方法二、地基处理的常用方法（一）换土垫层（一）换土垫层 用砂、碎石、灰土等用砂、碎石、灰土等 换换 软弱土软弱土 加以加以 夯实夯实振密振密（二）挤密桩与振冲法（二）挤密桩与振冲法1、挤密桩：、挤密桩：机具振动或锤击沉管方式成孔机具振动或锤击沉管方式成孔 管内灌料、振实加密。管内灌料、振实加密。2、振冲法：、振冲法：利用加水和振动使得地基密实。利用加水和振动使得地基密实。（三）碾压与夯实（三）碾压与夯实方法：方法：1、机械碾压：、

16、机械碾压：压路机、羊足碾、推土机等压路机、羊足碾、推土机等2、振动压实法：、振动压实法：压实浅层地基。压实浅层地基。3、重锤夯实法：、重锤夯实法：适用地下水以上（适用地下水以上（1.5m）非饱和粘土。）非饱和粘土。4、强夯法、强夯法（四）排水固结（预压法）（四）排水固结（预压法）通过改善地基排水条件和施加预压荷载，加通过改善地基排水条件和施加预压荷载，加速地基固结和强度增长。速地基固结和强度增长。方法：方法：砂井堆载预压法砂井堆载预压法：（见（见Pg61，图，图16)在土体中设置排水井，再加上堆载，加快排水。在土体中设置排水井，再加上堆载，加快排水。由排水系统和加压系统组成由排水系统和加压系统

17、组成排水纸板法：排水纸板法：井点降水预压法：井点降水预压法：（五）浆液加固（五）浆液加固利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液，采利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液，采用压力灌入、高压喷射或深层搅拌，使得浆液用压力灌入、高压喷射或深层搅拌，使得浆液与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理力学与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理力学性质的地基处理方法。性质的地基处理方法。灌浆方法：灌浆方法：渗透灌浆：渗透灌浆：不改变土体颗粒结构，渗入土体不改变土体颗粒结构，渗入土体 劈裂灌浆：劈裂灌浆：增大压力，使土体剪切破坏，劈开增大压力，使土体剪切破坏，劈开 压密灌浆：压密灌浆：用很稠水泥砂浆，高压泵压入土体，

18、用很稠水泥砂浆，高压泵压入土体，上提注浆管形成连续的灌浆体。上提注浆管形成连续的灌浆体。本章思考题本章思考题：1、土石方工程施工的特点。、土石方工程施工的特点。2、土的颗粒级配（概念、判断方法等）。、土的颗粒级配（概念、判断方法等）。3、土的三相比例指标（各指标的含义及其计、土的三相比例指标（各指标的含义及其计算等）。算等）。4、非粘性土的密实度及其判别方法。、非粘性土的密实度及其判别方法。5、什么是缩限、塑限、液限以及塑性指数和、什么是缩限、塑限、液限以及塑性指数和液性指数的概念。液性指数的概念。6、什么是最优含水量？为什么含水量的大小、什么是最优含水量？为什么含水量的大小会影响土的压实性？

19、会影响土的压实性？7、土中应力有几种类型以及土的抗剪强度土中应力有几种类型以及土的抗剪强度的组成。的组成。8、场地平整施工的主要内容。、场地平整施工的主要内容。9、边坡塌方产生的原因及其防治方法。、边坡塌方产生的原因及其防治方法。10、流砂产生的原因及其防治方法。、流砂产生的原因及其防治方法。11、土方回填的施工工序以及土方回填过程、土方回填的施工工序以及土方回填过程中对回填土料有哪些规定？中对回填土料有哪些规定？12、沟槽及基坑支撑的目的和要求？什么是、沟槽及基坑支撑的目的和要求？什么是倒撑？倒撑？13、地基处理的目的及常用方法。、地基处理的目的及常用方法。14、简述土方调配采用线性规划法的计算分析、简述土方调配采用线性规划法的计算分析过程。过程。