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第一章 土方工程,第一章 土方工程,1.1 土方工程的特点 常见的土方工程包括： (1)场地平整：其中包括确定场地设计标高，计算挖、填土方量，合理地进行土方调配等。 (2)土方的开挖、填筑和运输等主要施工，以及排水、降水和土壁边坡和支护结构等。 (3)土方回填与压实：包括土料选择，填土压实的方法及密实度检验等土方工程施工，要求标高准确，断面合理，土体有足够的强度和稳定性，土方量少，工期短，费用省。,第一章 土方工程,但土方工程具有工程量大、施工工期长、劳动强度大的特点，如大型建设项目的场地平整和深基坑开挖中，施工面积可达数平方公里，土方工程量可达数百万立方米以上。 土方工程的另一个特点是施工条件复杂又多为露天作业，受气候、水文、地质和邻近建(构)筑物等条件的影响较大，且天然或人工填筑形成的土石成分复杂，难以确定的因素较多。 因此在组织土方工程施工前，必须做好施工前的准备工作，完成场地清理，仔细研究勘察设计文件并进行现场勘察；制定严密合理和经济的施工组织设计，做好施工方案，选择好施工方法和机械设备，尽可能采用先进的施工工艺和施工组织，实现土方工程施工综合机械化；制订合理的土方调配方案，制订好保证工程质量的技术措施和安全文明施工措施，对质量通病做好预防措施等。,第一章 土方工程,1.2 土的工程分类 按照土的坚硬程度和开挖方法及使用工具，土可以分为8类，具体见表1-1.,松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、 软石、次坚石、坚石、特坚石,比萨斜塔 资料介绍： 八层，高55m，16层为大理石砌，78为青砖石砌，内径7.65m，呈圆环形。1173年1371年竣工，经过198年建到四层倾斜，停工94年。复建到第七层又停工83年，再建时第八层明显有转折。,第一章 土方工程,倾斜的原因 比萨斜塔之所以会倾斜，是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下的有好几层不同材质的土层，各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成，而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明，钟楼建造在了古代的海岸边缘，因此土质在建造时便已经沙化和下沉。,第一章 土方工程,1.3 土的开挖 挖土的一般规定： (1) 人工开挖时，两个人操作间距应保持23m，并应自上而下逐层挖掘，严禁采用掏洞的挖掘操作方法； (2) 挖土时要随时注意土壁的变异情况，如发现有裂纹或部分塌落现象，要及时进行支撑或改缓放坡，并注意支撑的稳固和边坡的变化；,第一章 土方工程,(3) 上下坑沟应先挖好阶梯或设木梯，不应踩踏土壁及其支撑上下； (4) 用挖土机施工时，挖土机的作业范围内，不得进行其他作业；且应至少保留0.3m厚不挖，最后由人工修挖至设计标高；多台机械开挖，挖土机间距大于10m。 (5) 在坑边堆放弃土、材料和移动施丁机械，应与坑边保持一定距离；当土质良好时，要距坑边1m以外，堆放高度不能超过1.5m。,第一章 土方工程,“楼脆脆” 2009年6月27日5时30分左右，上海市闵行区莲花南路、罗阳路。 在建的“莲花河畔景苑”商品房小区工地内，发生一幢13层楼房向南整体倾倒事故，一名工人逃生不及被压致死。,第一章 土方工程,第一章 土方工程,第一章 土方工程,原因分析 在3日的新闻发布会上，事故调查专家组组长、中国工程院院士、上海现代建筑设计集团总工程师江欢成说，事发楼房附近有过两次堆土施工：第一次堆土施工发生在半年前，堆土距离楼房约20米，离防汛墙10米，高3到4米。第二次堆土施工发生在6月下旬。6月20日，施工方在事发楼盘前方开挖基坑，土方紧贴建筑物堆积在楼房北侧，堆土在6天内即高达10米。 专家组成员、上海岩土工程勘察设计研究院技术总监顾国荣说，第二次堆土是造成楼房倒覆的主要原因。土方在短时间内快速堆积，产生了3000吨左右的侧向力，加之楼房前方由于开挖基坑出现凌空面，导致楼房产生10厘米左右的位移，对PHC桩(预应力高强混凝土)产生很大的偏心弯矩，最终破坏桩基，引起楼房整体倒覆。,第一章 土方工程,1.4 基坑侧壁等级 1、基坑侧壁的安全等级（上海市基坑工程设计规范）分三级。（国家行业标准建筑基坑支护技术规程JGJ120-99，也分三级。） （1）一级基坑（r0=1.1） a. 重要工程或支护结构做为主体结构的一部分； b. 开挖深度大于10m； c. 与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的； d. 邻近有历史文物，优秀建筑，重要管线。,第一章 土方工程,（2）三级基坑（r0=0.9） 开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求的 （3）除一、三级之外均属二级（r0=1.0） 2、基坑变形控制值 基坑（槽）土方工程必须确保支护结构安全和周围环境安全。当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标时应按下表规定执行。,第一章 土方工程,1.5 基坑支护及安全要求 在建筑物基础或管沟土方施工中，对永久性或使用时间较长的临时性挖方，防止塌方的主要技术措施是放坡和坑壁支撑。 1、基坑开挖遇有下列情况之一时，应设置坑壁支护结构： （1）因放坡开挖工程量过大而不符合技术经济要求； （2）因附近有建（构）筑物而不能放坡开挖； （3）边坡处于容易丧失稳定的松散土或饱和软土； （4）地下水丰富而又不宜采用井点降水的场地； （5）地下结构的外墙为承重的钢筋混凝土地下连续墙。,第一章 土方工程,2、浅基坑（挖深5m以下）的土壁支撑形式 间断式水平支撑 断续式水平支撑 连续式水平支撑 连续式垂直支撑 锚拉支撑 斜柱支撑 短柱横隔支撑 临时挡土墙支撑,第一章 土方工程,3、深基坑（挖深5m以上）的土壁支撑形式 挡土灌注排桩或地下连续墙 排桩土层锚杆支护 排桩内支撑支护 水泥土墙支护 土钉墙或喷锚支护 钢板桩,第一章 土方工程,基坑放坡大开挖是一种最简单的基坑施工方法，优点是施工速度快，相对措施费用不高；缺点是周边场地要空旷，开挖和回填土方量大。放坡坡度的大小与地区土质有关。,大型基坑放坡开挖，坡面喷混凝土保护,管井井点降水,第一章 土方工程,南京玄武湖隧道工程施工梁洲段的土壁支护采用了土钉支护结构,钻孔，插入钢筋或螺旋管，灌浆，形成土钉,第一章 土方工程,水泥土搅拌桩支护,第一章 土方工程,钢板桩支护既挡土又止水，悬臂钢板桩支护结构的刚度小。钢板桩拔桩时，易带土造成邻近房屋不均匀沉降。,钢板桩支护,第一章 土方工程,发电厂车间内开挖设备基础的大型深基坑，采取有效的钢管内撑支护方案，避免影响已建厂房。,钢管内撑,第一章 土方工程,地铁站施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩钢管内撑支护方案,钢筋混凝土压顶梁,第一道钢管内撑,钻孔灌注桩排桩,粉沙土,型钢腰梁,第一章 土方工程,高层建筑基础施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩混凝土梁内撑支护方案。,钻孔灌注桩支护,基坑第一道钢筋混凝土梁内撑,第二道钢内撑,钢管内支撑的优点是施工速度快，装拆方便；缺点是支撑的刚度略差，基坑支护结构易变形。多道钢内撑有助于控制支护结构变形。,第一章 土方工程,第一章 土方工程,钢筋混凝土撑,第一章 土方工程,钢筋混凝土梁内支撑的优点是刚度大，经济性好，能有效控制基坑变形；缺点是施工时间长（混凝土达到设计强度需时间），拆除不便（凿除或爆破）。,水泥土内插型钢（ SMW工法）支护结构,第一章 土方工程,基坑开挖深度在6m左右，采用水泥土搅拌桩作为支护结构兼止水，插入的H型钢能增加桩的抗弯承载力，插入水泥土的H型钢周边涂减摩剂，可抽拔出重复使用。,插入水泥土的H型钢,第一章 土方工程,1.6 地面及基坑（槽）降排水 1、大面积场地地面排水 2、基坑（槽）排水 明排水法、人工降低地下水位 在土方开挖过程中，地下水渗入坑内，不但会使施工条件恶化，而更严重的是会造成边坡塌方和地基承载能力下降。因此，在基坑土方开挖前和开挖过程中，必须采取措施降低地下水位。 多采用明沟集水井抽水、井点降水或二者相结合的办法排除地下水。使地下水降落到基坑底0.51.0m以下，以使在无水干燥的条件下开挖土方和基础施工。,第一章 土方工程,用抽水机在基坑底明排水,粉细沙随地下水流入基坑，产生流沙,在基坑开挖和地下结构施工中，必须防止流沙，以免支护失效发生重大基坑坍塌事故。,第一章 土方工程,在地下水丰富地区，当土的渗透系数为0.11m/d时，常采用轻型井点降水。,第一章 土方工程,轻型井点降水系统构成,总管,井点管,弯连管,第一章 土方工程,轻型井点降水,喷射混凝土坡面保护,第一章 土方工程,1.7 基坑施工操作安全措施 1、基坑挖土操作的安全重点 基坑开挖深度超过2m时，必须在边沿设两道护身栏杆，夜间加红色标志。人员上下基坑应设坡道或爬梯； 用翻斗车运土时，两车前后间距不得小于10m，装土和卸土时，两车间距不得小于1.0m； 围护墙利用主体结构“换撑”时，主题结构的底板或楼板混凝土强度应达到设计强度的80%； ,第一章 土方工程,2、机械挖土安全措施 多台机在一个作业区作业时，前后距离不得小于10m，左右距离不得小于2m； 挖掘机行走和自卸汽车卸土时，必须注意上空电线，不得在架空输电线路下工作； 如在架空输电线一侧工作时，在110220kV电压时，垂直安全距离为2.5m，水平安全距离为46m； 遇7级以上大风或雷雨、大雾天时，各种挖掘机应停止作业，并将臂杆降至30度45度； ,