基坑开挖与回填.ppt

任务四 土方开挖与回填 一 土方开挖方案 1 无支护结构的基坑开挖深基坑工程无支护的开挖多为放坡开挖 要求地下水位必须位于坑底一下 2 有支护结构的基坑开挖 1 盆式开挖 2 岛式开挖 3 条状开挖 4 区域开挖 二 土方开挖注意事项 1 基坑开挖的时空效应2 先撑后挖 严禁超挖3 防止坑底隆起变形过大4 防止边坡失稳5 防止桩位移和倾斜6 对邻近建 构 筑物及地下设施的保护 1 5土方开挖与回填1 5 1土方开挖机械按挖土机工作装置的不同 可分为正铲挖土机 反铲挖土机 拉铲挖土机和抓铲挖土机 1 正铲挖土机 适用范围 开挖高度大于2m的干燥基坑或土丘 挖土特点 前进向上 强制切土 挖掘力大 生产率高 能开挖停机面以上的松散土 普通土 次坚土 坚土 挖土方式 根据开挖路线与运输工具相对位置的不同 2 反铲挖土机 适用范围 适用于开挖停机面以下6 5m深度以内的土方 也可分层开挖 但当地下水位较高时 需配合基坑内的降水工作进行开挖 以保证停机面干燥 不致使机械沉陷 挖土特点 后退向下 强制切土 挖掘力比正铲小 挖土方式 根据挖土机与基坑相对位置分为两类 3 拉铲挖土机 适用范围 适用于开挖大而深的基坑或水下挖土 挖土特点 后退向下 自重切土 挖掘深度和半径均较大 但挖掘力小 只能开挖一至二类土 且工效低 挖土方式 开挖方式与反铲挖土机相识 分为沟端开挖和沟侧开挖 4 抓铲挖土机 适用范围 适用于开挖窄而深的基坑 槽 深井或水中淤泥 挖土特点 直上直下 自重切土 挖掘力较小 只能开挖一至二类土 其抓铲能在回转半径范围内开挖基坑任意位置的土方 并可在任意高度上卸土 时间效应 在基坑开挖过程中 基坑支护结构的变形 基坑周边地层的位移和沉降会随时间推移继续发展 直到稳定或引起基坑变形过大而破坏为止 这就是基坑开挖过程中的时间效应 空间效应 基坑支护结构的变形 周边地层的移动与分层 分块开挖的空间几何尺寸 支护挡墙无支撑暴露面积以及是否均衡开挖等各因素都相互关联 分层 分块的空间几何尺寸越大 支护挡墙无支护暴露面积越大 支护结构变形就越大 开挖顺序中的对称性越差 变形也越大 这就是基坑开挖过程中的空间效应 深基坑工程中考虑时空效应的基坑开挖参数 时间参数 空间参数 和施工顺序的确定应满足以下要求 1 减少开挖过程中的土体扰动范围 采用分层分块开挖且其空间几何尺寸能最大限度地限制支护墙体的变形和坑周土体的位移与沉降 2 尽量缩短基坑开挖卸荷后无支护暴露时间 3 满足对称开挖 均衡开挖的原则 使基坑受力均衡 4 可靠而合理地利用土体自身在开挖过程中控制位移的潜力 安全 经济地解决基坑工程中稳定与变形的问题 一 回填土料选择 选择填方土料应符合设计要求 如设计无要求时 应符合下列规定 1 碎石类土 砂土 使用细 粉砂时应取得设计单位同意 和爆破石碴 可用作表层以下的填料 2 含水量符合压实要求的粘性土 可用作各层填料 3 碎块草皮和有机质含量大于8 的土 仅用于无压实要求的填方工程 4 淤泥和淤泥质土一般不能用作填料 但在软土或沼泽地区 经过处理其含水量符合压实要求后 可用于填方中的次要部位 5 含盐量符合规定的盐渍土 一般可以使用 但填料中不得含有盐晶 盐块或含盐植物的根茎 6 碎石类土或爆破石碴用作填料时 其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2 3 当使用振动辗时 不得超过每层铺填厚度的3 4 铺填时 大块料不应集中 且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处 填方内有打桩或其他特殊工程时 块 漂 石填料的最大粒径不应超过设计要求 返回 二 填筑要求 1 施工要求填方前 应根据工程特点 填料种类 设计压实系数 施工条件等合理选择压实机具 并确定填料含水量控制范围 铺土厚度和压实遍数等参数 对于重要的填方工程或采用新型压实机具时 上述参数应通过填土压实试验确定 填土时应先清除基底的树根 积水 淤泥和有机杂物 并分层回填 压实 填土应尽量采用同类土填筑 如采用不同类填料分层填筑时 上层宜填筑透水性较小的填料 下层宜填筑透水性较大的填料 填方基土表面应作成适当的排水坡度 边坡不得用透水性较小的填料封闭 填方施工应接近水平的分层填筑 当填方位于倾斜的地面时 应先将斜坡挖成阶梯状 然后分层填筑以防填土横向移动 分段填筑时 每层接缝处应作成斜坡形 辗迹重叠0 5 1 0m 上 下层错缝距离不应小于1m 三 填土的压实方法 填土压实方法有碾压法 夯实法和振动法三种 此外还可利用运土工具压实 1 碾压法 碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤 一切拖动和自动的碾压机具 如平滚碾 羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理 碾压法主要用于大面积的填土 如场地平整 大型车间的室内填土等工程 平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土 羊足碾只能用来压实粘性土 气胎碾对土壤碾压较为均匀 故其填土质量较好 平滚碾 羊角碾 轮胎碾 按碾轮重量 平滚碾又分为轻型 5t以下 中型 8t以下 和重型 10t 三种 轻型平滚碾压实土层的厚度不大 但土层上部可变得较密实 当用轻型平滚碾初碾后 再用重型平滚碾碾压 就会取得较好的效果 如直接用重型平滚碾碾压松土 则形成强烈的起伏现象 其碾压效果较差 2 夯实法 夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤 主要用于小面积的回填土 夯实机具类型较多 有木夯 石硪 蛙式打夯机 火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等 其中蛙式打夯机轻巧灵活 构造简单 在小型土方工程中应用最广 人工打夯 机械打夯 蛙式打夯机 夯实法的优点是可以夯实较厚的土层 采用重型夯土机 如1t以上的重锤 时 其夯实厚度可达1 1 5m 但对木夯 石硪或蛙式打夯机等夯土工具 其夯实厚度则较小 一般均在200mm以内 3 振动法 振动法是将重锤放在土层的表面或内部 借助于振动设备使重锤振动 土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态 此法用于振实非粘性土效果较好 近年来 又将碾压和振动结合而设计和制造出振动平碾 振动凸块碾等新型压实机械 振动压路机 返回 四 影晌填土压实质量的因素 填土压实质量与许多因素有关 其中主要影响因素为 1 压实功2 土的含水量3 每层铺土厚度 1 压实功的影响 填土压实后的密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 土的密度急剧增加 待到接近土的最大密度时 压实功虽然增加许多 而土的密度则变化甚小 实际施工中 对于砂土只需碾压或夯击2 3遍 对亚砂土只需3 4遍 对亚粘土或粘土只需5 6遍 2 含水量的影响 在同一压实功的作用下 填土的含水量对压质量有直接影响 土在最佳含水量的条件下 使用同样的压实功进行压实 所得到的密度最大 图1 28 各种土的最佳含水量和最大干密度可参考表1 6 表1 6土的最优含水量和最大干密度参考表 注 1 表中土的最大干密度应根据现场实际达到的数字为准 2 一般性的回填可不作此项评定 3 铺土厚度的影响 土在压实功的作用下 其应力随深度增加而逐渐减小 图1 29 其影响深度与压实机械 土的性质和含水量等有关 最优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少 可按照表1 6选用 表1 6填方每层的铺土厚度和压实遍数 注 人工打夯时 土块粒径不应大于50mm 返回 换土垫层法 密实法 表层密实法 重锤夯实法 强夯法 阵冲挤密桩法 土 灰土 二灰土 桩法 夯实水泥土桩法等置换法 碎石桩法 石灰桩法 CFG桩法胶结法 静压注浆法 高压喷射注浆法 水泥土搅拌法排水固结法 堆载预压法 真空预压法 降低地下水法等加筋法 土工织物法 加筋土法 土锚 土钉 树根桩法 第二节 地基处理方法 密实法是借助于机械 夯锤或爆破产生的振动和冲击使土的孔隙比减小 或在地基内打砂桩 碎石桩 土桩或灰土桩 挤密桩间土体而达到处理目的 其中主要有重锤夯实法 强夯法 振冲挤密法以及砂桩 土桩或灰土桩挤密法等 可用于处理无粘性土 杂填土 非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基 但振冲挤密法的适用范围一般只限于砂土和粘粒含量较低的粘性土 置换法是用砂 碎石 矿渣或其它合适的材料置换地基中的软弱或不良土层 夯压密实后作为基底垫层 或用上述材料填筑成一根根桩体 由桩群和桩间土组成复合地基 从而达到处理目的 常用于处理软弱地基 从经济合理考虑 开挖置换法一般适用于处理浅层地基 深度通常不超过3m 胶结法是靠压力传送或利用电渗原理 把含有胶结物质并能固化的浆液灌入土层 使其渗入土的孔隙或充填土岩中的裂缝和洞穴中 或者把很稠的浆体压入事先打好的钻孔中 借助于浆体传递的压力挤密土体并使其上抬 达到加固或处理目的 其适用性与灌浆方法和浆液性能有关 一般可用于处理砂土 砂砾石 湿陷性黄土及粘性土等地基 排水固结法是采用预压 降低地下水位 电渗等方法促使土层排水固结 以减少地基的沉降和不均匀沉降 提高承载力 主要用