工学土木工程施工技术土方工程PPT课件

1、第一章 土方工程 第一节 土的分类及工程性质 一、土的分类 按土开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂 砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。 *土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机 施工； *坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分 用爆破的方法施工； *次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。 二、土的工程性质 1.土的含水量 土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率 式中：m湿 含水状态土的质量,kg； m干 烘干后土的质量,kg； mw 土中水的质量,kg； mS 固体颗粒的质量,kg. 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的

2、影响而变化， 对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响. 二、 土的工程性质 2.土的天然密度和干密度 土的天然密度: 在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。 土的天然密度按下式计算： 式中: 土的天然密度,kg/m3； m 土的总质量,kg； V 土的体积,m3. 干密度: 土的固体颗粒质量与总体积的比值.用下式表示： 式中 d 土的干密度,kg/m3； mS 固体颗粒质量,kg； V 土的体积,m3. 在一定程度上,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度.土的干密度愈大,表示土愈密实.土的密实 程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制. 二、 土的工程性质 3

3、、土的可松性系数 *土的可松性：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。 *土的可松性用可松性系数表示， 最初可松性系数：KS=V2 /V1 最后可松性系数：KS=V3 /V1 用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土 式中：KS、KS土的最初、最终可松性系数； V1土在天然状态下的体积,m3； V2 土挖出后在松散状态下的体积,m3； V3土经压(夯)实后的体积,m3. 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参数； 土的最终可松性系数KS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第一节表1.1

4、所示. 掌握概念 二、 土的工程性质 4、土的渗透性 土的渗透性：指土体被水透过的性质.土 的渗透性用渗透系数表示. 渗透系数：表示单位时间内水穿透土层 的能力,以m/d表示；它同土的颗粒级 配、密实程度等有关,是人工降低地下 水位及选择各类井点的主要参数。 掌握概念 土渗透性比较： 粘土粉土砂土砾石 第二节 土方量计算 一、基坑基槽土方量计算 基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算 (如图1-1所示).即： V =(F下+ 4F中+ F上)H/6 式中 H 基坑深度,m； F上、F下基坑上、下底的面积，m2； F中 基坑中截面的面积，m2. 二、 场地

5、平整土方计算 场地挖填土方量计算一般采用方格网法. 方格网法计算场地平整土方量步骤为： 1.读识方格网图 2.确定场地设计标高 3.计算场地各个角点的施工高度 4.计算“零点”位置，确定零线 5.计算方格土方工程量 6.边坡土方量计算 7.计算土方总量 8.例题及计算过程 【例1.1】某建筑场地方格网如图1-7所示，方格边长为20m20m，填 方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖 方和填方的总土方量 1.读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m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

6、角点的自然地面标高(H) 和设计标高(Hn),如图1-3所示. 图1-3方格网法计算土方工程量图 2.确定场地设计标高 (1)考虑的因素 (2)初步标高(按挖填平衡) (3)场地设计标高的调整 (1)考虑的因素： 满足生产工艺和运输的要求； 尽量利用地形，减少挖填方数量； 争取在场区内挖填平衡，降低运输费； 有一定泄水坡度，满足排水要求. 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： A.小型场地挖填平衡法； B.大型场地最佳平面设计法(用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最 小)。 (2)初步标高(按挖填平衡) 场地初步标高： H11、H12、H21、H22 一个方格 各角点的自然地面标高；

7、M 方格个数. 或： H1一个方格所仅有角点的标 高； H2、H3、H4分别为两个、三 个、四个方格共用角点的标高. N HHHH H N i iiii 4 )( 1 4321 0 2 2 1 1 3 34 4 方格网 43210 432 4 1 HHHH N H （3 3）场地设计标高的调整）场地设计标高的调整 1 1）土可松性的影响）土可松性的影响 问：* *土的可松性导致场地设计标高的提高？土的可松性导致场地设计标高的提高？ * *调整场地设计标高应采用最后可松性系数？调整场地设计标高应采用最后可松性系数？ 2）场内和场外挖、填土的影响 问：以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？ 设计

8、标高以上的填方工程 设计标高以下的挖方工程 就近从场外挖土 就近弃土于场外 小结：填土量大，场地设计标高提高； 挖土量大，场地设计标高降低。 3）泄水坡度对场地设计标高的影响 注：设计无要求时，泄水坡度0.002。 3.计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖 方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算： 式中 hn-角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为 挖)，m； n-方格的角点编号(自然数列1，2，3，n). Hn-角点设计高程， H-角点原地面高程 4.4.确定确定“零线零线” “零点零点”方格边界上施工高方格

9、边界上施工高 度为度为0 0的点。的点。 “零线零线”“零点零点”所连成的线。所连成的线。 问：* * “零线零线”是否是挖填区的分界线？是否是挖填区的分界线？ * * “零线零线”是否是一条连续的线？是否是一条连续的线？ * * 假设场地无限大，假设场地无限大，“零线零线”是否封闭？是否封闭？ * * 在一个场地上是否会有多条在一个场地上是否会有多条“零线零线” ？ 5.计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量. 表1-3 常用方格网点计算公式 6.6.计算场地边坡的土方量计算场地边坡的土方量 坡度系数：m=b/h 7.计算土方总量 将挖

10、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. 8.例题 【例1.1】某建筑场地方格网如图1-7所示，方格边长为20m20m,填方区边坡坡度系 数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量. 【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果 列于图1-8中. 由公式1.9得： h1=251.50-251.40=0.10m h2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53m h4=251.32-250.60=0.72m h5=251.56-251.90=-0.34m h

11、6=251.50-251.60=-0.10m h7=251.44-251.28=0.16m h8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83m h10=251.56-252.00=-0.44m h11=251.50-251.70=-0.20m h12=251.46-251.40=0.06m (2)计算零点位置.从图1-8中可知,15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工 高度符号不同,说明此方格边上有零点存在. 由公式1.10求得： 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x1=

12、8.89(m) 1112线 x1=15.38(m) (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形,土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 方格、底面为三边形和五边形,土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3)

13、 V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格网总填方量： V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3) (4)边坡土方量计算.如图1.9,、按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算, 可得： V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3) V(+)=V(+)=0.01

14、 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 边坡总填方量： V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3) 边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 图1-9场地边坡平面图 第三节基坑边坡稳定及降水 主要内容：排除地面水和降低地下水 3.1 排除地面水 一般采用“疏”，“堵”，“挡”的办法。 “疏”设置排水沟； “堵”截水沟； “挡”修筑土堤。 3.2 3.2 降低地下水降低地下水 主要方法：集水坑降水法和井点降水

15、法。 1.1.集水坑降水法（即明排水法） u集水坑的设置要求 设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底的土颗粒流失。 直径或宽度：0.6-0.8m0.6-0.8m； 间距：20-40m20-40m。 深度：随挖土加深而加深， 低于挖土面0.7-1m0.7-1m，基坑底 面下1-2m1-2m。 构造：底部设300300厚碎石滤 水层或100100厚砾石上部100100厚 粗砂。 u主要抽水设备 离心泵和潜水泵 集水坑降水集水坑降水 2 2 流沙及其防治流沙及其防治 （1 1）流沙产生的条件 当土质为细沙或粉沙，又采用集水坑降水时，基坑一旦开挖到地下水位以下当土质为细沙或粉沙，又采用集水坑

16、降水时，基坑一旦开挖到地下水位以下 （约（约0.50.5米），坑底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流米），坑底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流 沙。沙。 重要概念 后果： 施工条件恶化 地基完全丧失承载能 力 附近建筑物沉降，倾 斜。 流沙 （2 2）流沙形成原因 u内因土质问题 u 均匀：颗粒级配中，土的不均匀系数小于5 5。 粘性差：土的颗粒组成中，粘粒含量1010，粉粒含量75% 75% 土松：天然空隙比0.75 0.75 水多：含水量30% 30% 因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥土中发生。 u外因与土重作用相反的动水压力 u 动水压力

17、的性质： 作用方向与水流方向相同； 与水力坡度和水头差成正比； 与渗透路径成反比。 土的浸水容重 动水压力 0 21 0 v f l hh G （3 3）管涌冒砂 定义基坑底位于不透水层，其下为承压蓄水层，当覆盖 土的重力小于承压水的托力时，发生管涌冒砂现象。 rhH w （4 4）流沙的防治 原则：治砂必先治水 u减小或平衡动水压力 强挖并抛大石块 水下挖土法 u减小水位差，使动水压力作用方向向下 人工降低地下水位 u截断地下水流。 设止水帷幕 u加长渗透路径 打钢板桩 3 3 井点降水井点降水 （1 1）井点降水的类型和适用范围 在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设在基坑开挖前，预先在

18、基坑周围或在基坑内设置一定数量的滤 水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下并 稳定后才开挖基坑。 （2 2）轻型井点设备）轻型井点设备 包括：管路系统和抽水设备组成。 u管路系统 包括：井点管、滤管、弯联管和总管等： 滤管38385050， L=120mmL=120mm钢管，上开直径为钢管，上开直径为 12121919的透水孔。 井点管直径为38385050， L=5L=57m 7m 的无缝钢管，一般长的无缝钢管，一般长 度为6m6m。 总管直径为100100127127， L=4m L=4m 的无缝钢管，每隔的无缝钢管，每隔0.8 0.8 或1.2m1.2m有一个连接孔。

19、弯连管一般用钢管，塑 料管，常用塑料管。 井点管 总管 弯连管 轻型井点降水系统 （2 2）轻型井点设备 u抽水系统 抽水原理 地下水（气）在真空地下水（气）在真空度的作用 下，进入水气分离器，然后水由 抽水机抽出，气由真空泵抽出， 不断循环，从而降低地下水位。 设备 真空泵、抽水机、水真空泵、抽水机、水气分离器 等。 真空泵离心泵 浮筒 （3 3） 轻型井点布置轻型井点布置 一般按照：单排、双排、环形布置。 1 1）单排井点布置）单排井点布置 中部 地下水上游 大于基坑宽 透水层 HHhiL 1 6m 降水6m降水 5m 轻型井点降水现场 真空泵 3）二级轻型井点 n 南京玄武湖隧道施工城墙

20、侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降 水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。 第一级 第二级 u2 2）涌水量的计算）涌水量的计算 单井涌水量的计算达西线性渗透定律 涌水量涌水量= =渗透系数渗透系数过水断面积过水断面积水力坡度水力坡度 即：Q=KAI Q=KAI l 对于无压完整井：对于无压完整井： 式中：HH含水层厚度（m m）；hh井内水深（m m） RR抽水影响半径（抽水影响半径（m m）；）；rr水井半径（水井半径（m m）；）； SS水井内水位降低值，水井内水位降低值，S SH-hH-h。 dm rR SSH KQ/ lglg 2 366.1 3 A A圆柱表面积圆柱表面

21、积 0 lnln )2 366.1 XR SSH KQ （ 0 0 有效影响深度 l无压非完整群井涌水量 完整井的公式 非完整井的公式 0 0 lnln )2 366.1 XR SSH KQ （ 注：注：H H0 0HH u3 3）井点管数量（）井点管数量（n n）和间距（）和间距（D D）的确定）的确定 n Q q 1 1 . D L n 式中：式中：q q单根井点管最大出水量；单根井点管最大出水量； d d滤管直径。滤管直径。 避免相邻井点管相互干扰 问：问：渗透系数小，则井点管间距小？渗透系数小，则井点管间距小？ 井点管间距越小，则降水效果越好？井点管间距越小，则降水效果越好？ 若计算结

22、果若计算结果D15d （应增大（应增大q q，减小，减小n n，增大，增大D D，以满足，以满足D15dD15d） （5 5）轻型井点抽水设备的选择 u真空抽水设备：W5W5、W6 W6 W5W5型：总管长度不大于型：总管长度不大于100m 100m W6W6型：总管长度不大于型：总管长度不大于120m 120m 真空泵抽水过程中的最低真空度 式中：hh降水深度（m m）； hh水头损失，近似取水头损失，近似取1-1.5m 1-1.5m u射流泵设备 QJD-60QJD-60、QJD-90QJD-90、JS-45JS-45其排水量分别为：其排水量分别为：60m3/h,90m3/h,45m3/h

23、,60m3/h,90m3/h,45m3/h,总管总管 长度不大于长度不大于50m50m。 )(10hhh k u水泵 一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬程 确定。 水泵的流量应比基坑涌水量大10%-20%10%-20%，水泵的吸水扬程，要大 于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水扬程与出水 扬程之和。 多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井点的总扬程要大 ，以免中途接力。 一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量较 大时，也可采用两台水泵。 （6 6）轻型井点的施工 施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、 使用与拆除

24、。使用与拆除。 u准备工作 材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）； 排水沟的开挖； 标高观测及防止沉降的措施； 设置水位观测孔。 u井点埋设 u挖井点沟槽 u排放总管 u埋设井点管 u用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。 u井点管埋设的方法冲水管冲孔 钻孔 l直接利用井点管水冲下沉； l以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。 每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时， 管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。 第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井 点出水状况、抽水设备运转情况等。 降水过程中应对建筑物进行沉降观测

25、，必要时采取防护措施 3.3 3.3 土方边坡和支护土方边坡和支护 土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度来维持平衡。 土体抗剪强度来源于土体的土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）。 土体塌方的本质土体塌方的本质剪应力 抗剪强度 其主要原因其主要原因开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合 原因。 防止土体塌方的主要措施防止土体塌方的主要措施放坡及支撑等。放坡及支撑等。 1. 1. 土方边坡坡度和边坡稳定土方边坡坡度和边坡稳定 u 1 1）土方边坡）土方边坡 即放坡宽度即放坡宽度b=b=坡度系数坡度系数m m开挖深度开挖深度h h 确

26、定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深度、使用情况（堆 载）、使用时间等。 b h 坡度 hm h b mb ,坡度系数： u2 2）边坡稳定）边坡稳定 边坡稳定抗剪强度 剪应力 土体塌方剪应力 抗剪强度 剪应力的增加外力 l边缘堆土或机械； l水侵入边坡，使土的含水量增加； l地下水产生的动水压力； l土体内水的静压力等。 抗剪强度降低外因转换为内因 l由于受风化作用使土质变松； l土受地下水的侵蚀而产生润滑作用； l饱和细，粉沙受振动而液化。 2 2 基坑无支护开挖基坑无支护开挖 常用于深度不大且土质较好的基坑，应是施工条件允许时

27、首选的开挖方式。 无支护开挖 直立壁开挖直立壁开挖 放坡开挖放坡开挖 天然自立边坡开挖 人工加固边坡开挖 深度5m 5m 无支撑边坡 3 3 人工加固边坡人工加固边坡 n 为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡面采取一定的 加固措施进行护坡。 常用的边坡加固方法 水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、堆置水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、堆置砂( (土) )包护坡、 塑料膜覆盖，喷浆或挂网喷射混凝土等。 经以上边经以上边 坡加固方法处理过的边坡即坡加固方法处理过的边坡即称为人工加固边坡。 水泥砂浆抹面常用于保护易风化的软质岩石、老常用于保护易风化的软质岩石、老粘性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一 般作30305

28、0mm50mm厚水泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双向间距1.0m1.0m左右长1 1 1.5m1.5m的级螺纹钢筋( (直径101016mm)16mm)以加强砂浆面层与坡面土体的连结。以加强砂浆面层与坡面土体的连结。 浆砌片石护坡对各种土质或岩石边坡，为防止风化对各种土质或岩石边坡，为防止风化剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡 度应小于 10.510.5，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑一定高度的浆砌片石或红砖 墙，用于反压及挡土。 叠置砂( (土) )袋护坡对已发生或将要发生滑坍失稳或对已发生或将要发生滑坍失稳或变形较大的边坡

29、，常用叠置砂袋或土袋 ( (草袋或土工织物袋) )，置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用。 塑料薄膜覆盖护坡在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄膜( (土工布) )，其上覆盖素土、砂土、砂 浆抹面等，对坡面进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。 n 4 4 土壁支护土壁支护 工程特点、开挖深度工程特点、开挖深度 采用土壁支护应根据 地质条件、地下水位 临近建筑物的情况临近建筑物的情况 施工方法施工方法 要求：牢固可靠；经济合理；确保安全 钢（木）支撑钢（木）支撑 板桩板桩 常用方法： 灌注桩 深层搅拌桩深层搅拌桩 地下连续墙地下连续墙 u （1 1）板桩支护 l

30、 作用作用连续板桩既可挡土，又可挡水。当开挖的基坑较深，地下 水位较高且有可能发生流砂时，如果未采用井点降水方法，则宜采用连 续板桩支护结构 l 类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。 1 1）钢木混合式板桩）钢木混合式板桩 适用适用埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅； 注意-软土地基要慎用。软土地基要慎用。 2)2)工字钢工字钢(H(H型钢型钢) )衬板支护结构衬板支护结构 n适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水位高时要先降 水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。 n挖深25m25m。 传力机

31、理：传力机理： 土的侧压力土的侧压力衬板衬板 工字钢桩工字钢桩导梁导梁 （或顶撑或拉锚）（或顶撑或拉锚） 。 3 3）钢板桩支护）钢板桩支护 l 由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用于较弱地 基土及地下水位较高，水量较多的深基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工 困难。 l挖深15m15m。 问：哪个截面 刚度最大，哪 个最小？ 最小 最大 4 4）钢板桩支护）钢板桩支护 l特点打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等； l分类 无锚板桩( (悬臂式板桩)悬臂长度一般不超过5m5m； 有锚板桩-板桩上部用拉锚或顶撑加以固定, ,又

32、分为单锚和多锚，常用单锚 板桩。 l单锚板桩设计要素：入土深度、截面弯距、锚杆拉力。 l主要破坏形式： 入土深度不够本身强度、刚度不够拉锚承载力或长度不够 5 5）钢筋混凝土板桩）钢筋混凝土板桩 n传统支护结构，企口榫接有较好防水作 用。厚可达500mm500mm，总费用低。已向，总费用低。已向 薄壁工字形方向发展大截面如 500500500mm500mm以上，壁厚100100120mm120mm，腹，腹 板预制后在板预制后在现场浇成整体。在两工字形 板桩间钻孔注浆堵漏。 n挖深10m10m。 n适用软土、一般粘性土。 u（2 2）灌注桩支护结构 n应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形

33、成桩墙式支护结构， 以抵抗不同条件下侧向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压 顶地圈梁( (帽梁) )，使支护桩共同工作，提高整体性。 1 1）稀疏排桩）稀疏排桩仅挡土, ,不可挡水 应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。 2 2）稀疏排桩加水泥砂浆抹面）稀疏排桩加水泥砂浆抹面可挡土、挡水 稀疏排桩间距稀疏排桩间距S S较大时用。桩净距一般较大时用。桩净距一般1.0m1.0m以内，以以内，以0.60.60.8m0.8m为宜。为宜。基 坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工。 工程实例 南京火车站综合楼地下室两层，采用稀疏排桩方案，挖深9m9

34、m。 基坑支护基坑支护 3 3）连续排桩）连续排桩 灌注桩连续排列。排列方式有多种，图中黑色桩灌注桩连续排列。排列方式有多种，图中黑色桩为素混凝土桩，或 砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。 问：能否既可挡土，又可挡水？ 挡水 挡土 4 4）双排式( (或框架式) )灌注桩支护仅挡土 灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构。 5 5）连拱式支护结构）连拱式支护结构仅可挡土 l新型的大直径与小直径桩的组合结构，拱的矢高f=(1/4f=(1/41/2)L1/2)L。 l桩顶用钢筋混凝土圈梁( (即盖板) )相连接，基坑较深时可加1 12 2道横肋梁 以

35、增强拱截面的整体性，可省去内支撑或土层锚杆。 6 6）挡土与阻水组合排桩支护结构 可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，既可挡土又可止水， 其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用于软土地区（淤泥质土，地基承载力 120kPa120kPa粘性土）的深基坑工程，挖深8m8m。 u（3 3）重力式水泥土挡墙 格栅式水泥土挡墙构造要求 墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于纵向长度的1/4； 挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙(实体式)。 纵向墙体与拉结格构墙搭接均应不小于150mm，作为止水结构的纵向搭 接应不小于200mm。 挡墙宽度一般取开挖深度的0.60.8倍，墙体在基坑底面下的嵌固深度 取开

36、挖深度的0.81倍。 根据基坑条件可做成变阶宽度和深度，也可成拱。 为加强整体性，挡墙可插入毛竹(大头直径不小于100mm，长度4m左右) ，墙顶应设置钢筋混凝土压顶(地圈梁)，厚度取200mm，配12200双层 双向。 在可能的情况下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路面或地面连成一体 。 u（4 4）深层搅拌桩 深层搅拌桩施工质量要求 桩位准确、桩体垂直 放线误差20mm 20mm 就位误差50mm 50mm 成桩误差100mm 100mm 水泥浆不得离析 水灰比0.4-0.60.4-0.6，水泥浆停置时间不超过2h2h，不得离析 确保水泥搅拌桩的强度与均匀性 搅拌下沉速度不超过0.7m/min

37、 0.7m/min 喷浆提升速度不超过0.5m/min 0.5m/min 确保加固体的连续性 相邻桩间施工间隔不超过24h24h 南京市级机关 3333层住宅楼， 地下室一层， 挖深6m6m，采，采 用用水泥土搅拌 桩支护技术。 工程实例 u （5 5）土层锚杆）土层锚杆 1 1）土层锚杆构造）土层锚杆构造 锚头 一般由锚具、台座和腰梁等组成。一般由锚具、台座和腰梁等组成。 自由段 位于土体主动滑裂面内的部分。 由锚筋、隔离套、定位板由锚筋、隔离套、定位板( (器器) )及水泥及水泥 砂浆等构成。定位板( (器) )一般用硬塑料或铁板 、钢筋等制成。 锚固段 位于土体主动滑裂面以外，由锚筋、定

38、位器、锚固体构成。锚固段是用水 泥砂浆或水泥浆将锚筋与土体粘结在一起的锚固体。 锚头锚头 自由段自由段 锚固段锚固段 n 南京电网调度中心土层锚杆支护 工程实例 土层锚杆土层锚杆 2)2)土层锚杆的分类土层锚杆的分类 l类型普通锚杆；高压灌浆锚杆；预应力锚杆。 l锚固段圆柱型、端部扩大头型和连续球体型。 c 圆柱型锚杆 端部扩大头型适用于锚固于砂适用于锚固于砂质土、硬粘土 层且要求较高抗拔力。 连续球体型适用于锚固于淤泥适用于锚固于淤泥土、淤泥质土 土层，且要求较高抗拔力。 3 3）土层锚杆的施工）土层锚杆的施工 l灌浆材料要求： 水泥砂浆：灰砂比11：1 11 1：2 2；水灰比0.380.

39、380.450.45。 纯水泥浆：水灰比0.40.40.450.45。 n u（6 6）土钉墙支护结构 土钉墙由被加固土体、土钉群和喷射混凝土面板组成，形成一个以土挡土的类 似重力式的挡土墙。 全段锚固全段锚固 挡土墙挡土墙 土钉墙类型 土钉可分为：不注浆和钻孔注浆两种。 l不注浆土钉 又分为打入型和射入型。 前者是用气动土钉机将长度不超过6m的小型角钢打入土内。 后者是用气动射钉机将2538mm的粗钢筋或钢管射入土内(长度6m 以内)。 l钻孔注浆土钉 适用于土体面层维护或开挖较浅的边坡维护。全长注浆土钉适用 于开挖较深的边坡维护。 u基坑支护失效实例 19941994年年9 9月上海月上海

40、 黄浦区某大厦基黄浦区某大厦基 坑支护靠马路坑支护靠马路40m40m 长支撑破坏，长支撑破坏，600600 厚地下连续墙倒厚地下连续墙倒 塌。塌。 基坑挖深基坑挖深23.5m23.5m 。 原因为设计、原因为设计、 施工和监测多方施工和监测多方 面。面。 u基坑支护屈曲实例基坑支护屈曲实例 角撑受压平面外失角撑受压平面外失 稳稳 u南京玄武湖隧道土方工程施工 玄武湖隧道为南京市 规划的“经五纬九”路 网的重要组成部分。 东起新庄立交二期， 西起模范马路，全长 2.66KM2.66KM，暗埋段，暗埋段2.23KM2.23KM ，设计宽，设计宽32M32M，双向六，双向六 车车道。 湖底隧道 玄武

41、湖隧道由 新庄立交穿入玄 武湖、古城墙、 中央路、过芦席 营路口，在南京 工业大学附近出 地面。 隧道的陆地段采用SMWSMW工法作基坑支护 2.5 2.5 土方机械化施工土方机械化施工 主要土方施工机械: : 推土机、铲运机、单斗挖土机、压实机械等。 2.5.1 2.5.1 主要土方机械的特点与施工方法主要土方机械的特点与施工方法 u（1 1）推土机 特点切土、推土和卸土； 分类 行走装置：履带式和轮式推土机行走装置：履带式和轮式推土机 操作方式：机械式和液压式操纵。操作方式：机械式和液压式操纵。 铲刀安装方式：固定式推土机和回转式推土机。铲刀安装方式：固定式推土机和回转式推土机。 轮胎式推土机 履带式推土机 直铲推土机的固定式推土铲 回转式铲刀 （a a）铲刀平斜 （b b）铲刀侧倾 u（2 2）铲运机 特点挖土、运土、卸土和平土； 分类 运行方式：拖式和自行式 操作方式：钢丝绳操纵式和液压式操纵。 卸土方式：强制式、半强制式和自由卸土。 拖式铲运机 自行式铲运机 u（3