[精选]土木工程施工技术.pptx

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1、土木工程施工技术土木工程施工技术ConstructionTechnologyofCivilEngineering刘宗仁教授4 4/1 17 7/2 20 02 23 31 1土木工程施工土木工程施工施工技术施工组织工程管理绪绪论论土木工程施工技术土木工程施工技术 是一门研究土木工程施工中各主要工种工程是一门研究土木工程施工中各主要工种工程的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 2一、课程内容一、课程内容房屋施工的全过程房屋施工的全过程 1 1、土石方工程、土石方工程 2 2、基础工程、基础工程 3 3、砌体工

2、程、砌体工程 4 4、混凝土结构工程、混凝土结构工程 5 5、预应力混凝土工程、预应力混凝土工程 6 6、房屋结构安装工程、房屋结构安装工程 7 7、防水工程、防水工程 8 8、装饰工程、装饰工程二、课程研究对象二、课程研究对象 本课程研究的是土木工程，包括建筑工程、道路与桥本课程研究的是土木工程，包括建筑工程、道路与桥梁工程、矿井建设等专业领域施工技术的一般规律。梁工程、矿井建设等专业领域施工技术的一般规律。三、课程教学目的三、课程教学目的 是使学生掌握土木工程施工的基础知识，基本理论和是使学生掌握土木工程施工的基础知识，基本理论和决策方法，使学生具有解决土木工程施工中施工技术问题决策方法，

3、使学生具有解决土木工程施工中施工技术问题的初步能力。的初步能力。4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 3四、课程基本要求四、课程基本要求 1 1、了了解解建建筑筑工工程程施施工工中中各各主主要要工工种种工工程程施施工工工工艺艺，掌握施工方案拟定的基本方法。掌握施工方案拟定的基本方法。2 2、具有分析处理施工技术问题的初步能力。、具有分析处理施工技术问题的初步能力。3 3、对现行施工验收标准、规程和质量标准有所了解。、对现行施工验收标准、规程和质量标准有所了解。五、课程特点五、课程特点 综合性、工艺性、实践性、操作性较强综合性、工艺性、实践性、操作性较强六、学习方法六、学习方法 注意

4、：理论联系实际和知识的综合运用。注意：理论联系实际和知识的综合运用。掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 4七、课程在建筑工程中的地位七、课程在建筑工程中的地位 建筑工程的四个阶段建筑工程的四个阶段 八、建设部推广的十项新技术八、建设部推广的十项新技术 1 1、深基坑支护技术、深基坑支护技术 2 2、高强高性能混凝土技术、高强高性能混凝土技术 3 3、高效钢筋和预应力混凝土技术、高效钢筋和预应力混凝土技术 4 4、粗钢筋连接技术、粗钢筋连接技术 5 5、新型模板和脚手架应用技术、新型模板和脚手架

5、应用技术 6 6、建筑节能和新型墙体应用技术、建筑节能和新型墙体应用技术 7 7、新型建筑防水和塑料管技术、新型建筑防水和塑料管技术 8 8、钢结构技术、钢结构技术 9 9、大型构件和设备的整体安装技术、大型构件和设备的整体安装技术 10 10、企业的计算机应用和管理技术、企业的计算机应用和管理技术 勘测勘测 设计设计 施工施工 验收验收4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 5 九、几点说明九、几点说明 1 1、自我介绍：、自我介绍：2 2、课代表：、课代表：3 3、答疑：、答疑：4 4、教材：、教材：5 5、参考书：、参考书：施工验收标准建筑施工手册6、作业7、考试4 4/1 1

6、7 7/2 20 02 23 36 6 所有建筑工程的施工,都是由土方工程开始的,我们的施工技术课程也就由此开始。工作内容：挖掘、支护、填筑、地下水控制。挖掘、支护、填筑、地下水控制。1.1 1.1 概述概述一、一、土方工程的分类及分类及施工特点：一分类：一分类：1 1、场地平整、场地平整 2 2、基坑槽、管沟施工、基坑槽、管沟施工3 3、地下大型挖土工程常采用、地下大型挖土工程常采用“逆筑法逆筑法 4 4、回填工程、回填工程 二二特点特点1 1、工程量大、工程量大采用机械化施工采用机械化施工2 2、施工条件复杂、施工条件复杂制定施工方案。制定施工方案。1 1 土方工程土方工程4 4/1 17

7、 7/2 20 02 23 37 7 二 土的工程分类 根据土方开挖的难易程度，将土分为八类及16个级别。一四类为土;五八类为石。4 4/1 17 7/2 20 02 23 38 8土的类别土的级别土的名称开挖方法及工具一类土松软土砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭淤泥用锹、锄头挖掘二类土普通土亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘；少许用镐翻松三类土坚土软及中等密实的粘土、重亚粘土、干黄土及含有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，局部用锲子及大锤四类土砂砾坚土重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配的砂

8、石；软泥炭碳岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，局部用锲子及大锤五类土软石-硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩用镐或撬棍、大锤挖掘，局部用爆破方法六类土次坚石-IX泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩用爆破方法开挖，局部用镐七类土坚石X-XIII大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法开挖八类土特坚石XIV-XVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩用爆破方法开挖 土的工程分类4 4/1 17 7/2 20

9、02 23 39 9三三 土的工程性质土的工程性质一土的密度一土的密度:1 天然密度:土在天然状态下单位体积的质量.2 干密度d:单位体积土中固体颗粒的质量.二土的含水量二土的含水量:土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。式中:土的含水量 G1含水状态时土的质量；G2烘干后土的质量。G1-G2=水份的质量.干土干土:30%4 4/1 17 7/2 20 02 23 31 10 0 自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复成原来的体积.土的这种性质称为可松性.土的可松性大小用可松性系数表示:式中:Ks 最初可松性系数;Ks 最终可松性系数;V1土在自然状态下的体积

10、天然密实土；V2土经开挖后松散状态下的体积松土；V3土经回填压实后的体积压实土。V V1 1 V V3 3 V V2 2 1 K 1 KS S K KS S三土的可松性三土的可松性:312VVV4 4/1 17 7/2 20 02 23 31 11 1说明：1计算土方量：用天然密实土的体积 V1 2土方运输：用松土的体积 V2，考虑 KS 3土方回填：用压实土的体积 V3，考虑 KS 土的类型KsKs一类土1.08 1.171.011.03二类土1.141.241.021.05三类土1.241.301.041.07四类土1.261.451.061.20五类土1.301.501.101.30六类

11、土1.451.501.281.30土的可松性系数4 4/1 17 7/2 20 02 23 31 12 2 土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过的性质称为渗透性.土的渗透性是土的水力学主要性质之一.四土的渗透性四土的渗透性:L Lh h2 2h h1 1v vA AB B达西达西(H.Darcy)(H.Darcy)定律定律:V=K V=K =K KII h h1 1-h-h2 2 L L式中式中:I I=-=-称为水力坡度称为水力坡度;K-K-渗透系数渗透系数(m/h,m/d)(m/h,m/d)为一比例系数为一比例系数,当当 I=1.0I=1.0时时,V=KV=Kh h1 1

12、-h-h2 2 L L h h L L4 4/1 17 7/2 20 02 23 31 13 3土的类型Km/d土的类型Km/d漂石无砂质充填500 1000 粉 砂0.51卵石100500黄土0.250.5砾石50150粘砂土0.10.5粗砂2050轻砂粘土0.050.1中砂520重砂粘土0.0010.05细砂15粘土 1.0 K 1.0 表示边坡稳定表示边坡稳定 当当 K=1.0 K=1.0 表示边坡处于极限平衡状态表示边坡处于极限平衡状态 当当 K 1.0 K 1.0 表示边坡不稳定表示边坡不稳定边坡稳定分析简图边坡稳定分析简图滑动力矩滑动力矩L=R*L=R*4 4/1 17 7/2 2

13、0 02 23 32 21 14.4.4.4.影响土方边坡稳定的因素影响土方边坡稳定的因素影响土方边坡稳定的因素影响土方边坡稳定的因素 内在因素：内在因素：内在因素：内在因素：1 1 1 1抗剪强度：摩阻力和内聚力抗剪强度：摩阻力和内聚力抗剪强度：摩阻力和内聚力抗剪强度：摩阻力和内聚力 2 2 2 2剪剪剪剪 力：力：力：力：自重和外荷载自重和外荷载自重和外荷载自重和外荷载 外在因素：外在因素：外在因素：外在因素：1 1 1 1地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡 2 2

14、 2 2边坡上部荷载过大大量堆土、堆料、停放机具边坡上部荷载过大大量堆土、堆料、停放机具边坡上部荷载过大大量堆土、堆料、停放机具边坡上部荷载过大大量堆土、堆料、停放机具 3 3 3 3土质条件、边坡留置时间土质条件、边坡留置时间土质条件、边坡留置时间土质条件、边坡留置时间5.5.思考题思考题:1 1为什么粘土的土方边坡稳定性好为什么粘土的土方边坡稳定性好?2 2为什么雨后边坡容易塌方为什么雨后边坡容易塌方?4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 22 21.2 1.2 场地平整施工场地平整施工 场场地地平平整整:就就是是将将天天然然地地面面改改造造成成我我们们所所需需要要的的设设计计

15、平平面面.它它包包括括:确确定定场场地地设设计计标标高高、计计算算土土方方量量、土土方方调调配、选择土方施工机械、拟定施工方案配、选择土方施工机械、拟定施工方案.一、一、场地设计标高确实定场地设计标高确实定 考虑因素：考虑因素：1 1生产工艺与运输；生产工艺与运输；2 2地形；地形；3 3挖填方平衡；挖填方平衡；4 4泄泄水水坡坡度度。如如设设计计无无要要求求，一一般般应应向向排排水水沟沟方方向向作作成成 不小于不小于22的坡度的坡度 方法方法:方格网法在地形图上划分方格网方格网法在地形图上划分方格网,边长边长a a为为10m 20m 40m10m 20m 40m一一 初步确定场地设计标高初步

16、确定场地设计标高 原则：场地内挖填方平衡原则：场地内挖填方平衡,并尽量减少土方工程量并尽量减少土方工程量.4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 23 3 方法采用“方格网法 1.将场地划分为边长为a 的方格一般取a=20m.2.测定各角点的地面标高 3.计算设计标高 H0 H H0 0计算示意图计算示意图4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 24 4 假设设计平面为水平面。根据挖、填方平衡，则 式中：H11个方格仅有的角点标高；H22个方格共有的角点标高；H33个方格共有的角点标高；H44个方格共有的角点标高；4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 25 5二

17、 设计标高H0的调整1.考虑土的可松性而提高设计标高调整前：VW=VT 调整后：VT=KSVW由于:VW=VW-FW*h VT =VT+FT*h 得:4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 26 6式中式中:V:VW W 按理论标高计算出的总挖方体积按理论标高计算出的总挖方体积;F FW W,F,FT T 按按理理论论标标高高计计算算出出的的挖挖方方区区,填方区的总面积填方区的总面积.调整后设计标高调整后设计标高:H H0 0=H=H0 0+h+h4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 27 72.考虑泄水坡度的调整 泄水坡度 i=2hL1单向泄水:Hn=H0iL如:H10

18、=H0-i0.5a2双向泄水:Hn=H0ixLxiyLy如:H10=H0-ix0.5a-iy0.5aaaaaaaH0H0H0H10H1011ii aaaaaaayyH0H10H1011ixi biy22H0iyH10 xx场地泄水坡度示意图a单向泄水;b双向泄水4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 28 8二、场地土方量计算:一角点施工高度hn:hn=Hn-Hn=设计标高-地面标高hn为角点的挖、填方高度“+为填方高度“-为挖方高度角点编号地面标高施工高度设计标高 二确定零线:零线即挖、填方区的分界线零点位置:X=ahah1 1h h1 1+h+h2 2h1ACODBh2xa零点位

19、置计算4 4/1 17 7/2 20 02 23 32 29 9 三土方量计量:1.全挖或全填:V=h1+h2+h3+h4 二两挖、两填挖方 V1,2=+填方 V3,4=+aa4 4aa4 4h h1 1 h h1 1+h+h4 4h h2 2 h h2 2+h+h3 3aa4 4h h4 4 h h1 1+h+h4 4h h3 3 h h2 2+h+h3 3h1h2h3h4aaaah2h1h4h3全挖全填方格两挖两填方格4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 30 03.三挖一填或三填一挖:填方:V4=挖方:V1,2,3=2h1+h2+2h3-h4+V44.一挖一填 挖方:V1=a

20、h1 1 16 6aa6 6h h4 4 h h4 4+h h1 1 h h4 4+h h3 3aa6 6h3aah2h1h4h1h2a三挖一填或三填一挖方格一挖一填方格a4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 31 1三、几点说明三、几点说明:一设计标高确实定一设计标高确实定 二设计标高的调整二设计标高的调整 三场地土方量计算三场地土方量计算 四土方调配四土方调配4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 32 21.3 1.3 建筑基坑支护建筑基坑支护 建建筑筑基基坑坑building building foundation foundation pitpit为为进进行行建

21、建筑筑物物包包括括构构筑筑物物 基基础础与与地地下下室室的的施施工工所所开挖的地面以下空间开挖的地面以下空间.基坑支护基坑支护 retaining and protecting forretaining and protecting for foundation foundation excavationexcavation为为保保证证地地下下结结构构施施工工 及基坑周边环境的安全及基坑周边环境的安全 ,对基坑侧壁及周边环境采对基坑侧壁及周边环境采 用的支挡、加固与保护措施用的支挡、加固与保护措施 .4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 33 3一、一、基坑支护的作用基坑支护的作用

22、:挡土和截水挡土和截水,保证基坑侧壁的稳定保证基坑侧壁的稳定.二、基坑支护的设计原则二、基坑支护的设计原则:一分类一分类:1.1.承载能力极限状态承载能力极限状态 2.2.正常使用极限状态正常使用极限状态 4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 34 4二基坑侧壁安全等级二基坑侧壁安全等级 基坑侧壁安全等级及重要性系数基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级破坏后果0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施

23、工影响不严重0.90注:有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根椐具体情况另行确定.4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 35 5 基坑变形的监控值基坑变形的监控值 mmmm基坑等级围护结构墙顶位移监控值围护结构墙体最大位移监控值地面最大沉降监控值一级基坑3050 30二级基坑608060三级基坑80100100.4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 36 6 三设计内容三设计内容 1.1.基坑支护结构均应进行承截能力极限状态的计算基坑支护结构均应进行承截能力极限状态的计算 ；2.2.对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的 二级

24、建筑基坑侧壁二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构尚应对基坑周边环境及支护结构 变形进行验算变形进行验算 .3.3.地下水控制计算和验算地下水控制计算和验算 .4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 37 7 三三、基坑支护结构的选型基坑支护结构的选型:支护结构支护结构支护结构支护结构水泥土挡墙式水泥土挡墙式排桩与板墙式排桩与板墙式边坡稳定式边坡稳定式深层搅拌水泥土桩墙深层搅拌水泥土桩墙高压旋喷桩墙高压旋喷桩墙板桩式板桩式排桩式排桩式板墙式板墙式组合式组合式逆作拱墙式逆作拱墙式土钉墙土钉墙喷灌支护喷灌支护钢板桩钢板桩混合土板桩混合土板桩型钢横挡板型钢横挡板钢管桩、预制混凝土桩

25、钢管桩、预制混凝土桩钻孔灌筑桩钻孔灌筑桩挖孔灌筑桩挖孔灌筑桩现浇地下连续墙现浇地下连续墙预制装配式地下地下连续墙预制装配式地下地下连续墙加筋水泥土桩加筋水泥土桩 SWMSWM工法工法高应力区加筋水泥土墙高应力区加筋水泥土墙4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 38 8 支护结构选型表支护结构选型表 结 构 型 式 适 用 条 件排桩或地下连墙 1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级 2.悬壁式结构在软土场地中不宜大于5m 3.当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙 水泥土墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级 2.水泥地桩施工范围内地基土承截力不宜大于150kp

26、a 3.基坑深度夹不宜大于6m 土钉墙 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级r的非软土地 2.基坑深度不宜大于12m 3.当地下水位高于基坑底面时,应采用降水或截水措施 逆作拱墙 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级 2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用 3.拱墙轴线的矢跨比不宜小用1/8 4.基坑深度不宜大于12m 5.当地下水位高于基坑底面时,应采用降水或截水措施 放 坡 1.基坑侧壁安全等级宜为三级 2.施工场地应满足放坡条件 3.可独立或与上述其他结构结合使用 4.当地下水位高于坡脚时时,应采用降水措施4 4/1 17 7/2 20 02 23 33 39 9四、四、水平荷载标准值水平荷载标准值 的

27、计算的计算:一一.对于碎石土及砂土：对于碎石土及砂土：1.1.当计算点位于地下水位以上时：当计算点位于地下水位以上时：2.2.当计算点位于地下水位以下时：当计算点位于地下水位以下时：式中式中 第第i i层的主动土压力系数，层的主动土压力系数，；作用于深度作用于深度 处的竖向应力标准值，处的竖向应力标准值，三轴试验三轴试验,确定的第确定的第 i i 层土固体不排水快剪粘聚力标准值；层土固体不排水快剪粘聚力标准值；三轴试验确定的第三轴试验确定的第 i i 层土固体不排水快剪内摩擦角标准值；层土固体不排水快剪内摩擦角标准值；计算点深度；计算点深度；计算参数，当计算参数，当 h h 时，取时，取 ，当

28、，当 h h 时，取时，取 h h；基坑外侧水位深度；基坑外侧水位深度；计算系数，当计算系数，当 h h 时，取时，取 1 1，当，当 h h 时，取零；时，取零；水的重度。水的重度。2-=aiikaiajkajkKcKes-=2 2(45 )(45 )tgtgk k2 2a ai ii iK Kj jkij ji iK Ka akajs skicjzjmjzjzjzwahwahwahwah hwg g0wphz()()wawawawaakakaka2ghsijjiiijjKhmhzKcKe-+-=hdhwahZjajkejz4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 40 0 二、对于

29、粉土及粘性土：三、当按以上规定计算的基坑开挖面以上水平荷载 标准值小于零时，应取零。2-=aiikaiajkajkKcKes四、竖向应力标准值的计算:1k0krkkassss+=j4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 41 11.自重竖向应力 :1计算点位于基坑开挖面以上时:式中:深度Zj以上土的加权平均天然重度。jjz mrkgs=rksjmg2计算点位于基坑开挖面以下时:h rkgs=h m 式中:开挖面以上土的加权平均天然重度。gh m 4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 42 22.地面附加荷载引起的竖向应力 :oks00kq=soks0q4 4/1 17 7

30、/2 20 02 23 34 43 33.地面局部荷载引起的竖向应力 :Iks10011k2bbbq+=sIks1q1b0b4545454 4/1 17 7/2 20 02 23 34 44 4五、水平抗力标准值的计算:一对于砂土及碎石土:式中 作用于基坑底面以下深度Zj处的竖向应力标准值;第i层的被动土压力系数；二对于粉土及粘性土：三基坑底面竖向应力标准值:()()wpwppkpkpkp12gsijiiijjKhzKcKe-+=kpjs+=2 245 45 tgtgk k2 2p pi ii iK Kj ji iK Kp piiijjKcKepkpkpkp2+=sjjz mpjkgs=式中

31、深度Zj以上土的加权平均天然重度。gj m ojzwphzkpje4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 45 5一字相间排列一字相间排列一字搭接排一字搭接排列列一字相接排列一字相接排列交错相接排列交错相接排列交错相间排列交错相间排列钢筋水泥混凝土灌注桩排布置形式钢筋水泥混凝土灌注桩排布置形式 六、钻孔灌注混凝土排桩支护六、钻孔灌注混凝土排桩支护.一平面布置一平面布置:4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 46 6 二竖向布置二竖向布置:排桩排桩piles in rowpiles in row 以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结

32、构 .冠梁冠梁top beamtop beam 设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁 .腰梁腰梁middle beammiddle beam 设置在支护结构顶部设置在支护结构顶部 以下传递以下传递 支护结构与锚杆或内支撑点支护结构与锚杆或内支撑点 力的钢筋混凝土梁或钢梁力的钢筋混凝土梁或钢梁 .d dh hh h冠梁冠梁腰梁腰梁排桩排桩4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 47 7 三构造要求三构造要求:悬悬壁壁式式排排桩桩结结构构桩桩径径不不宜宜小小于于600mm 600mm,桩桩间间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定距应根据排桩受力及桩间土稳定

33、条件确定 .四施工要求四施工要求:平面位置平面位置 50 mm 50 mm 垂直度垂直度 0.5%0.5%4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 48 8 五悬臂式排桩嵌固深度计算五悬臂式排桩嵌固深度计算:M0=0 h hp pEEpj pj-1.21.2g go oh ha aE Ea aii0 0式中式中 E Epi pi 桩、墙底以上的基坑内侧桩、墙底以上的基坑内侧各土层水平各土层水平 抗力标准值的抗力标准值的 e epjkpjk 合力之和合力之和;h hp p合力合力EpjEpj作用点至桩、墙底的距离作用点至桩、墙底的距离;EEai ai 桩、墙底以上的基坑外侧桩、墙底以上的

34、基坑外侧各土层水平各土层水平 荷载准值的荷载准值的 e eaikaik 合力之和合力之和;h ha a合力合力EEpjpj作用点至桩、墙底的距离作用点至桩、墙底的距离;1.21.2分项系数分项系数.要求要求:h hd d0.30.3h h ohdphEp2EpjEp1EaiEa2Ea1Ea3Ea4hah悬壁式支护结构嵌固深度计算简图4 4/1 17 7/2 20 02 23 34 49 9 六抗渗要求六抗渗要求:h hd d1.2 1.2 g g 0 0 h-hh-hwa wa ohdhwah渗透稳定计算简图4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 50 0 七、土钉墙支护七、土钉墙支

35、护 土钉墙土钉墙soil nailing wallsoil nailing wall采用土钉加固的基坑采用土钉加固的基坑 侧壁土体与护面等组成的支护结构侧壁土体与护面等组成的支护结构 .一组成和构造一组成和构造:1.1.土钉土钉:钢筋或钢管钢筋或钢管,长度长度=0.50.51.21.2h,h,间距宜为间距宜为 1 12m,2m,与水平面夹角宜为与水平面夹角宜为 5 52020 2.2.钢筋网钢筋网:钢筋直径宜为钢筋直径宜为 6 610mm,10mm,间距宜为间距宜为 150 150300mm.300mm.3.3.喷射混凝土喷射混凝土:强度等级不宜低于强度等级不宜低于C20,C20,面层厚度不宜

36、小于面层厚度不宜小于 80mm.80mm.4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 51 1 二特点二特点:1.1.安全可靠安全可靠 2.2.可缩短基坑施工工期可缩短基坑施工工期 3.3.施工机具简单施工机具简单,易于推广易于推广 4.4.经济效益较好经济效益较好 三土钉抗拉承载力计算三土钉抗拉承载力计算:单根土钉抗拉承载力计算单根土钉抗拉承载力计算:1.25 1.25 g g0 0T Tjk jk T Tuj uj式中式中:T:Tjkjk第第j j根土钉受拉荷载标准值根土钉受拉荷载标准值.4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 52 2 T Tjk jk =e eajkaj

37、ks sxj xjs szj zj/coscosa ajj式中式中:荷载折减系数荷载折减系数.e eajkajk第第j j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值个土钉位置处的基坑水平荷载标准值 ;s sxj xjs szj zj 第第j j根土钉与相邻土钉的平均水平根土钉与相邻土钉的平均水平 、垂直间距、垂直间距;a ajj 第第j j根土钉与水平面的夹角根土钉与水平面的夹角.4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 53 3式中式中:土钉抗拉力分项系数土钉抗拉力分项系数,取取1.3;1.3;d dnj nj nj nj 第第jj根土钉锚固体直径根土钉锚固体直径;q qsik siksik

38、sik土钉穿过第土钉穿过第 i i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值层土土体与锚固体极限摩阻力标准值 ;llii ii第第j j根土钉在直线破裂面外穿越第根土钉在直线破裂面外穿越第 i i稳定土体内的长稳定土体内的长度度,破裂面与水平面的夹角为破裂面与水平面的夹角为 .T Tuj uj=d dnj njq qsik siklli i g gs s 1g gs s 2 2 +qn21liTujh+j jk k/2/2土钉抗拉承载力计算简图土钉抗拉承载力计算简图11喷射混凝土面层喷射混凝土面层;2;2土钉土钉kj jT Tuj uj第第j j根土钉抗拉承载力设计值根土钉抗拉承载力设计值:4 4/1

39、17 7/2 20 02 23 35 54 4 四施工四施工 1.1.分类分类:1 1钻孔注浆型土钉钻孔注浆型土钉 2 2打入型土钉打入型土钉 3 3射入型土钉射入型土钉 2.2.施工工艺施工工艺:基基坑坑开开挖挖喷喷射射底底层层混混凝凝土土钻钻孔孔安安设设土土钉钉 注注浆浆绑扎钢筋网绑扎钢筋网喷射面层混凝土喷射面层混凝土坡面设置坡面设置4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 55 5 八、钢板桩支护八、钢板桩支护 一分类一分类:单单锚锚 h h=4 410m10m有锚板桩有锚板桩无锚板桩无锚板桩-悬臂板桩悬臂板桩 h 4mh 10mh 10m浅埋板桩浅埋板桩深埋板桩深埋板桩等弯矩布

40、置等弯矩布置等反力布置等反力布置4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 56 6 二截面二截面:1.1.平板式平板式;2.;2.波浪式波浪式;3.Z;3.Z型断面型断面4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 57 7 三钢板桩的破坏方式三钢板桩的破坏方式:1.1.板桩底端向外移动板桩底端向外移动 2.2.板桩弯曲破坏板桩弯曲破坏 3.3.锚碇系统破坏锚碇系统破坏32145abc板板 桩桩 破破 坏坏 情情 况况a板桩底端向外移动;b板桩弯曲破坏;c锚碇系统破坏1板桩;2拉杆;3锚碇;4堆土;5破坏面4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 58 8 四钢板桩设计的四

41、钢板桩设计的“三要素三要素:1.1.板桩入土深度板桩入土深度 h hd d 2.2.板桩截面弯矩板桩截面弯矩 M M 3.3.锚杆拉力锚杆拉力 Rt Rt 五适用范围五适用范围:软弱土层及地下水位较高的基坑软弱土层及地下水位较高的基坑 .4 4/1 17 7/2 20 02 23 35 59 9 九、土层锚杆支撑九、土层锚杆支撑:土土层层锚锚杆杆 soil soil anchoranchor由由设设置置钻钻孔孔内内 、端端部部伸伸入入稳稳定定土土层层中中的的钢钢筋筋或或钢钢绞绞线线与与孔孔内内注注浆浆体体组组成成的的受受拉拉杆杆体体 .一锚杆构造一锚杆构造:组成组成:锚头锚头、杆体和浆体、杆体

42、和浆体.锚杆长度锚杆长度=自由段自由段 L L1 1+锚固段锚固段 L L2 24 4/1 17 7/2 20 02 23 36 60 0 二二锚锚杆杆分分类类:1.1.按使用要求按使用要求 :2.2.按承力方式按承力方式:临时性锚杆临时性锚杆永久性锚杆永久性锚杆摩擦型摩擦型支支承承型型 扩扩孔孔型型 2.2.按施工方式按施工方式:普普通通型型 非非预预应应力力 型型预应力型预应力型4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 61 1 三锚杆布置三锚杆布置:1.1.锚杆层数锚杆层数:锚杆上下排垂直间距不宜小于锚杆上下排垂直间距不宜小于 2 m,2 m,锚杆锚杆 锚固体上覆土层厚度不宜小于

43、锚固体上覆土层厚度不宜小于 4 m.4 m.2.2.水平间距水平间距:水平间距不宜小于水平间距不宜小于 1.5 m.1.5 m.3.3.倾角倾角:宜为宜为15152525,且不宜大于且不宜大于4545.4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 62 2 四四锚锚杆杆计计算算:锚杆承载力计算应符合下式规定锚杆承载力计算应符合下式规定 :式中式中:T Td d 锚杆水平拉力设计值：锚杆水平拉力设计值：T Td d=1.25=1.25g g0 0T Tc c Tc Tc 锚杆水平拉力计算值；锚杆水平拉力计算值；锚杆与水平面的倾角锚杆与水平面的倾角;N Nu u 锚杆轴向受拉承截力设计值锚杆轴

44、向受拉承截力设计值:qcosudNT 4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 63 3 五锚杆施工五锚杆施工:1.1.施施工工工工艺艺:定定位位钻钻孔孔安安放放杆杆体体灌灌浆浆养养护护张张拉拉锚锚固固 1.1.钻孔钻孔干作业钻进法干作业钻进法水作业钻进法水作业钻进法 2.2.要求要求:锚杆钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于锚杆钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于 100mm,100mm,偏斜度不应大于偏斜度不应大于 3%3%3.3.灌浆灌浆一次灌浆法一次灌浆法二次灌浆法二次灌浆法4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 64 4 1.4 1.4 地下水控制地下水控制 地

45、地下下水水控控制制 groundwater groundwater controllingcontrolling 为为保保证证支支护护结结构构施施工工、基基坑坑挖挖土土 、地地下下室室施施工工及及基基坑坑周周边边环环境境安安全全而而采采取取的的排排水水、降降水水 、截截水水或或回回灌措施灌措施.方法名称土 类渗透系数m/d降水深度m 水文地质特征 集水明排 填土、粉土、粘性土、砂土 7 20.0 5上层滞水或水量不大的潜水降 水真空井点 0.120.0单级6多级20喷射井点 0.120.0 5含水丰富的潜水、承压水、裂隙水 截 水粘性土、粉土、砂土、碎石、岩溶岩 不 限 不 限 回 灌 填土、

46、粉土、砂土、碎石土 0.1200 不 限地下水控制方法适用条件4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 65 5方法方法1.1.集水明排集水明排4.4.回灌回灌2.2.降水降水真空井点真空井点,喷射井点喷射井点,管井井点管井井点3.3.截水截水4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 66 6 一、集水明排一、集水明排:一构造要求一构造要求:4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 67 7二、水泵的选择二、水泵的选择:1.1.离心泵离心泵 2.2.潜水泵潜水泵 潜水泵工作简图潜水泵工作简图1-1-叶轮叶轮;2-;2-轴轴;3-;3-电动机电动机;4-;4-进水口进水口

47、;5-;5-出水胶管出水胶管;6-;6-电缆电缆4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 68 8三、涌水量计算三、涌水量计算:V 1.5 QV 1.5 Q式中式中:V V 基坑的排水量基坑的排水量 Q Q 基坑的总涌水量基坑的总涌水量4 4/1 17 7/2 20 02 23 36 69 9二二、流砂及其防治、流砂及其防治:流砂现象流砂现象:当基坑开挖到地下水位以下时当基坑开挖到地下水位以下时,有时坑底土有时坑底土 会进入流动状态会进入流动状态,随地下水涌入基坑随地下水涌入基坑.一动水压力一动水压力:G GD DG GD D2 21 1 动力压力原理图动力压力原理图a a水水在在土土

48、中中渗渗流流的的力力学学现现象象;b b动动力力压压力力对对地地基基土土的的影影响响 1 1、2-2-土颗粒土颗粒b bw wh h2 2F Fh h1 1h h2 2w wh h1 1F Fb ba aa aTLFTLFL L4 4/1 17 7/2 20 02 23 37 70 0X=0X=0 wwILhhTr rr r=-=21wrh h1 1F F-wrh h2 2F F-TLF TLF=0=0得得:动水压力动水压力 G GD D:流动中的地下水对土颗粒产生的压力流动中的地下水对土颗粒产生的压力 .G GD D=-T T=-I Iwr r4 4/1 17 7/2 20 02 23 37

49、 71 1二流砂发生的条二流砂发生的条 件件:式式中中:-土土的的浸浸水水密密度度 浮浮密密度度 ;-土的重力密度土的重力密度;-水的密度水的密度.G GD D =-wr rrr rrrrw4 4/1 17 7/2 20 02 23 37 72 2三三、流砂的防治、流砂的防治:1.1.途径途径:1 1减小或平衡动水压力减小或平衡动水压力.2 2改变动水压力的方向改变动水压力的方向.3 3截断地下水流截断地下水流.2.2.方法方法:1 1抢挖法；抢挖法；2 2打钢板桩法；打钢板桩法；3 3水下挖土法；水下挖土法；4 4在枯水季节开挖基坑；在枯水季节开挖基坑；5 5地下连续墙法；地下连续墙法；6

50、6用井点法降低地下水位；用井点法降低地下水位；4 4/1 17 7/2 20 02 23 37 73 3四四、冒砂现象、冒砂现象:H Hw w h h式中式中:H :H 压力水头压力水头 m m;h h 坑底不透水层厚度坑底不透水层厚度m m基坑Hh h2134管 涌 冒 砂 1-不透水层;2-透水层3-压力水位线;4-承压水的顶托力4 4/1 17 7/2 20 02 23 37 74 4三三、降、降 水水:作用作用:消除流砂现象消除流砂现象 、稳定土方边坡、稳定土方边坡 、加速、加速 土的固结土的固结.一一、真真空空井井点点:轻轻型型井井点点4 4/1 17 7/2 20 02 23 37