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1、第1章 土方工程主 讲:王 志Page 2学习要点: 土方工程是建筑工程施工中主要分部工程之一,任何一土方工程是建筑工程施工中主要分部工程之一,任何一项建筑工程施工都是从土方工程开始的。项建筑工程施工都是从土方工程开始的。 主要内容:土的分类及工程性质、土方量计算、填土压主要内容:土的分类及工程性质、土方量计算、填土压实方法、深基坑施工、施工辅助工作、土方机械化施工及土实方法、深基坑施工、施工辅助工作、土方机械化施工及土方工程质量验收;方工程质量验收; 学习重点:土方工程量计算、填土压实的质量检查、井学习重点:土方工程量计算、填土压实的质量检查、井点降水;点降水; 学习难点:深基坑边坡稳定及支

2、护结构。学习难点:深基坑边坡稳定及支护结构。Page 3学习要求学习要求: :v 了解土的分类及其工程性质;了解土的分类及其工程性质;v 掌握基坑掌握基坑( (槽槽) )、场地平整土石方工程量的计算方法;、场地平整土石方工程量的计算方法;v 了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法;了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法;v 熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提高生产率的方法;高生产率的方法;v 掌握回填土施工方法及质量检验标准;掌握回填土施工方法及质量检验标准;v 掌握人工降低地下水位方法及轻型井点降水设计。掌握人工降低地下水位方

3、法及轻型井点降水设计。Page 4 土方工程的施工要求土方工程的施工要求基坑土方开挖基坑土方开挖 土方量少、工期短、费用省;土方量少、工期短、费用省; 因地制宜因地制宜编制编制合理的合理的施工方案,预防流砂、管涌、塌方施工方案,预防流砂、管涌、塌方等事故发生,确保安全;等事故发生,确保安全; 要求要求标高、断面标高、断面控制准确;控制准确; 土体有足够的土体有足够的强度强度和和稳定性稳定性; 应尽可能采用应尽可能采用先进的先进的施工工艺、施工组织和施工工艺、施工组织和机械机械化施工化施工。Page 51.1 概述 常见的土方工程主要施工过程有:场地平整、基坑(槽)的开挖、岩土爆破及运输、土方回

4、填与夯实等。 准备与辅助工作包括:基坑(槽)降水、排水和边坡处理等。 土方工程施工质量直接影响基础工程、主体结构工程等施工的正常进行。Page 61.1.1 土方工程的内容及施工特点 1. 土方工程施工内容 (1)场地平整,确定场地平土标高,计算场地平整土方量;合理进行土方量调配,使土方总施工量最小。 (2)合理选择施工机械,保证使用效率。 (3)安排运输道路、弃土场、取土区、做好降水、土壁支护等辅助工作。 (4)回填与压实,包括回填土的选择、填土压实的方法。 (5)必须做好监测、支撑等技术工作,防止流砂、管涌、塌方等问题产生。Page 7 2. 土方工程施工特点 工程量大。 施工工期长。 劳

5、动强度大且多为露天作业。 施工条件复杂。 因此,在土方工程施工前必须做好搜集资料的工作,详细分析研究各项技术资料,进行现场勘察,在此基础上根据有关要求,拟定出经济可行的施工方案,做好施工组织设计,选择好施工方法和机械设备,尽力使机械发挥出最大效益,确保施工安全和工程质量。Page 8 工程施工中,土在中国区域性差别大,各地区的土方工程施工中,土在中国区域性差别大,各地区的土方施工难度大不相同。江苏、上海多为地下水丰富的淤泥施工难度大不相同。江苏、上海多为地下水丰富的淤泥质土,土方开挖施工一般要将基坑支护、基坑降、排水质土,土方开挖施工一般要将基坑支护、基坑降、排水和止水综合考虑。和止水综合考虑

6、。土方施工的基本流程为:土方施工的基本流程为:编制土方施工方案编制土方施工方案施工场地平整施工场地平整结构基础桩施工结构基础桩施工支护桩施工支护桩施工降水井施工并预降水降水井施工并预降水土方开挖土方开挖基础结构施工基础结构施工土方回填土方回填Page 9 二、土的分类与现场鉴别方法 在工程上,土根据开挖难易程度和开挖中使用不在工程上,土根据开挖难易程度和开挖中使用不同的工具和方法分为八类,见表同的工具和方法分为八类,见表1-11-1所示。其中所示。其中1 14 4类类为土,为土,5 58 8类为岩石。类为岩石。 土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方案,土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工

7、方案,劳动量消耗和工程费用。土越硬,劳动量消耗越多,劳动量消耗和工程费用。土越硬,劳动量消耗越多,工程成本越高。工程成本越高。Page 10表1.1 土的工程分类与现场鉴别方法Page 11Page 121.1.3 土的基本性质1. 土的组成 一般是由固体颗粒(固相)、水(液相)、空气(气相)三部分组成,随着周围条件的变化,三者比例关系不同,反映出土的物理状态不同。 对土方工程施工有直接影响,对评价土的工程性质以及进行施工方案编制都具有重要意义。 Page 13 2.土的工程性质 (1)土的含水量 土的含水量是指土中所含水的质量与土中固体颗粒质量之比,用百分率表示。%100%100swmmmm

8、mw干干湿式中:式中:m m湿湿含水状态土的质量,含水状态土的质量,kgkg; m m干干烘干后土的质量,烘干后土的质量,kgkg; m mW W 土中水的质量,土中水的质量,kgkg; m mS S固体颗粒的质量,固体颗粒的质量,kgkg。Page 14土的含水量测定方法:土的含水量测定方法: 把土样称量后放入烘箱内进行烘干(把土样称量后放入烘箱内进行烘干(100100105105C C),直至重量不在减少为止,称量。第一),直至重量不在减少为止,称量。第一次称量为含水状态土的质量,第二次称量为烘干后次称量为含水状态土的质量,第二次称量为烘干后土的质量土的质量msms,利用公式,利用公式 可

9、计算出土的天然含水量。可计算出土的天然含水量。 5%5%以内,干土;以内,干土; 5 530%30%以内,潮湿土以内,潮湿土 ; 大于大于30%30%,湿土。,湿土。Page 15 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化,对土方边坡的稳定性及填方密实程度有而变化,对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。直接的影响。 最佳含水量:用同样的夯实机具,可使回填最佳含水量:用同样的夯实机具,可使回填土达到最大的密实度时的含水量。土达到最大的密实度时的含水量。 各类土的最佳含水量如下:各类土的最佳含水量如下:砂土为砂土为8%8%12%12%;粉土为粉

10、土为9%9%15%15%;粉质粘土为粉质粘土为12%12%15%15%;粘土为粘土为19%19%23%23%。Page 16 含水量大小对土方的含水量大小对土方的开挖开挖,土方边坡的稳定性,土方边坡的稳定性及填土压实等都有一定的影响。及填土压实等都有一定的影响。 回填土夯实回填土夯实时,含水量过大则会产生橡皮土时,含水量过大则会产生橡皮土现象,使土无法夯实。回填土时,应使土的含水量现象,使土无法夯实。回填土时,应使土的含水量处于最佳含水量范围之内。处于最佳含水量范围之内。 土的含水量超过土的含水量超过2530%,则机械化施则机械化施工就困难,容易打滑、陷车工就困难,容易打滑、陷车Page 17

11、(2 2)土的自然密度和干密度)土的自然密度和干密度 土的自然密度土的自然密度 土在自然状态下单位体积的质量,叫土的自然密度。土在自然状态下单位体积的质量,叫土的自然密度。它影响它影响土的承载力、土压力土的承载力、土压力及及边坡的稳定性边坡的稳定性。 式中式中 土的自然密度,土的自然密度,kgkgm m3 3; 土在自然状态下的质量,土在自然状态下的质量,kgkg; 土在自然状态下的体积,土在自然状态下的体积,m m3 3。VmmVPage 18 土的密度一般用土的密度一般用环刀法测定环刀法测定,用一个体积已知的,用一个体积已知的环刀切入土样中,上下端用刀削平,称出质量,减环刀切入土样中,上下

12、端用刀削平,称出质量,减去环刀的质量,与环刀的体积相比,即得到土的天去环刀的质量,与环刀的体积相比,即得到土的天然密度。然密度。Page 19土的干密度土的干密度 单位体积土中固体颗粒的质量,单位体积土中固体颗粒的质量,( (土的固体颗土的固体颗粒质量与总体积的比值粒质量与总体积的比值) )用叫土的干密度。用叫土的干密度。 式中:式中:d d土的干密度,土的干密度,kg/mkg/m3 3; m mS S 固体颗粒质量,固体颗粒质量,kgkg; V V 土的体积,土的体积,m m3 3。 在一定程度上,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程在一定程度上,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密

13、度愈大,表示土愈密实。土的密实程度主要度。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。通过检验填方土的干密度和含水量来控制。 sdmVPage 20 土的可松性土的可松性即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积。土的可松性以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积。土的可松性用用可松性系数可松性系数 K KS S 表示。表示。 土的最初可松性系数土的最初可松性系数K KS S= V= V2 2 / V / V1 1; 土的最后可松性系数土的最后可松性系数K

14、K,S S= V= V3 3 / V/ V1 1 。 式中:式中:V V1 1土在天然状态下的体积;土在天然状态下的体积; V V2 2土经开挖后的松散体积;土经开挖后的松散体积; V V3 3土经回填压实后的体积。土经回填压实后的体积。V V1 1 V V3 3 V V2 2 1 K 1 KS S KH,故取H0=H=7.3m。 抽水影响半径R:mKHsR05.62123 . 74 . 395. 195. 10 基坑假想圆半径xo: mFx50. 914. 37 .207 .130涌水量为:Page 198(3)计算井点管数量及井距:单根井点管出水量(选井管直径为38):q=65dlk1/3

15、=653.140.0381121/3=17.76m3/d井点管数量: n=1.1 =1.1 =50.0根qQ76.1745.791井距:D= = =1.38m nL508 .68取井距为1.2m,井点管实际总根数为57根。基坑施工时,井点系统的布置如(图1-38)所示。Page 199(4)选择抽水设备:抽水设备所带动的总管长度为68.8m,可选用W5型干式真空泵。水泵抽水流量:Q1=1.1Q=1.1791.45=870.60m3/d水泵吸水扬程:Hs6.0+1.0=7.0m根据Q1及Hs计算值即可通过水泵的性能表选出适合本工程的水泵。(5)井点管埋设:采用水冲法安装埋设井点管。Page 20

16、0(2)喷射井点 喷射井点的主要设备 喷射井点根据其工作时使用的喷射介质的不同,分为喷水井点和喷气井点两种。其主要设备由喷射井管、高压水泵(或空气压缩机)和管路系统组成。如图1-26所示。 喷射井点布置 喷射井点管的布置、井点管的埋设方法和要求与轻型井点基本相同。 Page 2011-外管;2-内管;3-喷射器;4-扩散管;5-混合管;6-喷嘴;7-缩节;8-连接座;9-真空测定管;10-滤管芯管;11-滤管有孔套管;12-滤管外缠滤网及保护网;13-逆止球阀;14-逆止阀座;15-护套;16-沉泥管图1-26 喷射井点管构造 Page 202 (3)电渗井点 在饱和粘性土中,特别是在淤泥和淤

17、泥质黏土中,由于土的渗透系数很小,此时宜采用电渗井点排水。它是利用粘性土中的电渗现象和电泳特性,使粘性土空隙中的水流动加快,起到一定的疏导作用,从而使排水效率得到提高。Page 203(4)管井井点 管井井点是由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。管井井点设备较为简单,排水量大,降水较深,较轻型井点其具有更大的降水效果,可代替多组轻型井点作用。管井井点适于渗透系数较大、地下水丰富的土层、砂层或用集水井排水法易造成土粒大量流失,引起边坡塌方及用轻型井点难以满足要求的情况下使用。 Page 204Page 2051.4.1 常用施工机械 在土方工程的开挖、运输、填筑、压实等施工 过程中,应尽可能采用

18、机械化和先进的作业方法, 1. 土方的开挖与运输 土方工程施工机械的种类很多,常用的有:推 土机、铲运机、挖土机、装载机、运输机械和 碾压夯实机械等。1.4 土方工程的机械化施工Page 206 (1)推土机施工 推土机是由拖拉机和推土铲刀组成。 图1-27 T-180型推土机 Page 207一、 常用土方施工机械(一)推土机1.组成: 拖拉机、推土铲刀2.行走方式:履带式、轮胎式3.铲刀操纵方式 :钢丝绳操纵液压操纵 4.特点:操纵灵活,运转方便,所需工作面较小,功率大,行驶快,易于转移,能爬300左右的缓坡 5.适用范围:多用于清理场地,平整土地,开挖深度不大的基坑,填平沟槽以及配合铲运

19、机、挖土机等工作。推土机可以推挖一三类土,推送距离宜在100米以内,以运距在50米以内经济效果最好。Page 208 推土机可以推挖一三类土,经济运距在100m以内,效率最高运距为3060m。推土机的生产率主要决定于推土刀推移土的体积及切土、推土、回程等工作的循环时间。为了提高生产率,施工中常采取下坡推土、并列推土、多刀送土和槽形推土等作业方法来提高推土效率,缩短推土时间和减少土的失散。 Page 209下坡推土 并列推土槽型推土法 Page 210下坡推土下坡推土 顺地面坡势沿下坡方顺地面坡势沿下坡方向推土,可增大向推土,可增大铲刀切土铲刀切土深度深度和和运土数量运土数量,缩短,缩短推推土时

20、间土时间,提高生产率约提高生产率约3040%。Page 211并列推土 大面积施工大面积施工区可采用区可采用23台台推土机并列推土,推土机并列推土,减少土的减少土的散失量散失量而增大推土量,而增大推土量,提高生产率约提高生产率约1530%。3台推土机台推土机并列推土并列推土Page 212 分批集中、一次推送分批集中、一次推送 当运距较远又土质较坚硬时,宜当运距较远又土质较坚硬时,宜多次多次铲土铲土,一次推送一次推送。 槽型推土槽型推土 当土层较厚时,可利用前次推土的当土层较厚时,可利用前次推土的槽形槽形推土,可推土,可减少土的散失量,增大推土量减少土的散失量,增大推土量。军用推土机军用推土机

21、美国美国M9Page 213 (2)铲运机施工 铲运机技术性能和特点 铲运机是一种能够单独完成铲土、装土、运土、卸土、压实的土方机械,按行走方式不同,铲运机可分为自行式铲运机和拖式铲运机两种。图1-30 CL7型自行式铲运机 Page 214图1-31 C6-2.5型拖式铲运机 Page 215(二)铲运机 铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗,在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。Page 216图1-32 铲运机开行路线 铲运机开行路线 Page 217 . 环形路线:这种开行路线简单但常用,当施工地段较短,地形起伏不大时,采用小环形路线(如图1-32

22、a、b),这种路线每一循环完成一次铲土卸土。本法施工时应常调换方向,以避免机械行驶部分的单侧磨损。 . 8字形路线:当地势起伏较大,施工地段又较长时,可采用8字形开行路线(如图132d)。这种运行方式在同一循环中两次转运方向不同,还可以避免机械行驶部分的单侧磨损。 Page 2181.2.2 提高铲运机生产效率的方法提高铲运机生产效率的方法 下坡铲土下坡铲土 利用机械重力的水平分力利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土来加大切土深度并缩短铲土时间。时间。 推土机助铲推土机助铲 在较坚硬的土层中用推土在较坚硬的土层中用推土机助铲,可加大铲刀切削力、机助铲,可加大铲刀切削力、切土深度和铲土

23、速度。助铲切土深度和铲土速度。助铲间隙可兼作松土、平整工作。间隙可兼作松土、平整工作。1.2 1.2 铲运机施工铲运机施工Page 219(3)单斗挖土机 单斗挖土机是采用挖土机并配以汽车进行挖运土方。 单斗挖土机按工作装置和方式不同可分为:正铲、反铲、拉铲和抓铲四种; 按行走方式不同可分为:履带式和轮胎式挖土机两种; 按操纵机构不同可分为机械式和液压式挖土机两种。Page 2201-正铲;2-反铲;3-拉铲;4-抓铲图1-33 单斗挖土机Page 2211.正铲前进向上,强制切土Page 222正铲挖土机施工 正铲挖土机一般仅用于开挖停机面以上的土,含水量不大于27%的一四类土。 正铲挖土机

24、的特点是:“前进向上,强制切土”。 根据挖土机的开挖路线与运输工具的相对位置不同,正铲挖土机的作业方式主要有两种:侧向装土法和后方装土法。侧向装土法动臂回转角度小,运输工具行驶方便,生产率高,应用较广。Page 223a)侧向开挖 b) 正向开挖1-正铲挖土机; 2-自卸汽车图1-34 正铲挖土机开挖方式Page 224 反铲挖土机施工 反铲挖土机适用开挖停机面以下的一类至三类的砂土和粘性土。 作业特点是:后退向下,强制切土。 主要用于开挖基坑、基槽或管沟;亦可用于地下水位较高处的土方开挖,经济合理挖土深度为35m。 其作业方式:沟端开挖与沟侧开挖两种。 沟端开挖,就是挖土机停在沟端,向后倒退

25、着挖土。 沟侧开挖,就是挖土机沿沟槽一侧直线移动,边走边挖,将土弃于距基槽较远处。Page 225Page 2262.反铲后退向下,强制切土Page 227 拉铲挖土机施工 拉铲挖土机依靠土斗自重及拉索拉力切土。它适用于开挖停机面以下的一类至三类土。 特点是:后退向下,自重切土。 它的开挖深度和半径较大,常用于较大基坑(槽)、沟槽、大型场地平整和挖取水下泥土的施工。 拉铲挖土机的作业方式有:沟端开挖和沟侧开挖两种。 Page 2283.拉铲后退向下,自重切土 开挖深度、宽度大,甩土方便。能开挖停机面以下的一二类土适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝等。Page 229抓铲挖土机施工

26、 机械传动抓铲挖土机是用钢丝绳吊装一个抓斗。 其特点是:直上直下,自重切土。 抓铲挖土机挖掘力较小,能开挖停机面以下的一至二类土。适用于开挖较松软的土,还可用于疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥,或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。Page 230(4)挖土机与汽车配套计算 现以单斗挖土机配以自卸汽车为例。 挖土机数量的确定 挖土机数量N,应根据土方量大小、工期长短、经济效果按下式计算: N=式中 N 挖土机数量,台; Q 挖土总量,m3; p 挖土机生产效率,m3台班; 工期,工日; 每天工作班数; 时间利用系数(0.80.9)。KCTpQ1Page 231上式中挖土机生产效率p,可查定额确定,也可按

27、下式计算: p=t 挖土机每次循环作业延续时间(S),即开挖一斗的时间。对W1-100正铲挖土机为25S40S,对W1-100拉铲为45S60S;q 挖土机斗容量,m3;KS 土的最初可松性系数;KC 土斗的充盈系数,可取0.81.1;B 工作时间利用系数,一般为0.70.9。BSCKKKqt36008Page 232自卸汽车配合数量计算为了使挖土机械充分发挥生产能力,应使运土车辆的载重量与挖土机的每斗土重保持一定的倍数关系,并有足够数量车辆以保证挖土机械连续工作。运土车辆的数量N,可按下式计算:自卸汽车的数量应保证挖土机能连续工作,可按下式计算: N (1-29)1tTS式中 N 自卸汽车的

28、数量,台; TS 自卸汽车每一工作循环的的延续时间,min; t1 自卸汽车每次装车时间,min。Page 233 t1nt (1-30)式中 n自卸汽车每车装土次数。 n (1-31)式中 t、q、 KC、KS与式(142)相同; 土的容重(一般取1.7tm3); Q1自卸汽车载重量,tSCKKqQ1Page 2341.4.2 土方挖运机械选择和注意事项1.施工机械的选择要点 (1)在场地平整施工中,当地形起伏不大(坡度小于15),填挖平整土方的面积较大,平均运距较短(1500m以内),土的含水量适当(27%以下)时,采用铲运机较为合适。 (2)当地形起伏较大,挖土高度在3m以上,运输距离超

29、过1000m,土方工程量较大又较集中时,一般可采用下述三种方式进行挖土和运土: 正铲挖土机配合自卸汽车进行施工,并在弃土区配备推土机进行平整和推土。 用推土机将土推入漏斗,并用自卸汽车在漏斗下承土并运走。 用推土机预先把土推成一堆,用装载机把土装到汽车上运走,效率也很高。Page 235 (3)对基坑开挖,当基坑深度在12m,而长度又不太大时,可采用推土机;对于深度在2m以内的线状基坑,宜用铲运机开挖;当基坑面积较大,工程量又集中时,可选用正铲挖土机挖土,自卸汽车配合运土;如地下水位较高,又不采用降水措施,或土质松软,则应要用反铲、拉铲或抓铲挖土机施工。 (4)开挖基坑和管沟的回填,当运距在1

30、00m以内时,可采用推土机施工。Page 2362. 基坑开挖注意事项 (1)开挖深度应根据设计基础埋深、确定的室内地坪标高及地基持力层位置,进行综合分析确定。 (2)使用大型土方机械在坑下作业,如为软土地基或在雨期施工,进入基坑行走需铺垫钢板或铺筑道路。 (3)土方开挖应制定方案、绘出开挖图,确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点。 (4)由于大面积基础群基坑底标高不一,机械开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高,然后再挖个别较深部位。 (5)由于机械施工不能准确地将地基抄平,容易出现超挖现象。所以要求施工中机械开挖到基底以上20cm30cm后,

31、采用人工方法挖到坑底标高。 Page 237 基坑开挖方式 (可作为选学内容) 基坑开挖前,应在平整好的拟建场地进行房屋定位和标高引测,定出挖土边线和进行放灰线工作。(一)深基坑开挖1基坑开挖程序 基坑开挖程序一般是:测量放线基坑中、边桩施工排降水场地清理土方开挖、运输方案确定开挖。基坑开挖分两种情况:一是无支护结构基坑的放坡开挖,二是有支护结构基坑的开挖。 Page 238 2基坑开挖方法 开挖方法主要有放坡分层挖土、有支撑分层挖土、盆式挖土、中心岛式挖土等几种,应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素选用。 (1)放坡分层开挖 分层挖土是将基坑按深度分为多层进行逐层开挖,

32、这种开挖方式适合于四周空旷、有足够放坡场地、周围没有建筑设施或地下管线的情况。 (2)有支护基坑开挖 有支护的基坑开挖包括有内支撑和无内支撑支护的基坑开挖。 Page 239 (3) 盆式开挖 盆式开挖适合于基坑面积较大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。 1-钢板桩或灌注桩;2-后挖土方;3-先施工地下结构; 4-后施工地下结构;5-钢水平支撑;6-钢横撑 盆式挖土示意图 开挖内支撑示意图 Page 240(4)中心岛式挖土 当基坑面积不大,周围环境和土质可以进行拉锚或采用支撑时,可采用此法施工。 1-栈板;2-支架或利用工程桩;3-围护墙;4-腰梁;5-土墩中心岛(墩)式挖土不意图 Pa

33、ge 2413.基坑支护工作的监测 在深基坑施工、使用过程中,支护结构的实际工作状况与设计计算值常常会不一致。因此在基坑开挖过程中必须有系统地进行监控以防不测。 目前,我国基坑施工的依据是建筑基坑支护技术规程(JGJ-99)规程中明确规定,在基坑开挖过程中,必须开展基坑工程监测,监测项目可按表1-18选择。 Page 242基坑检测项目表 Page 243基坑变形的监控值 单位(cm) 注:符合下列情况之一者,为一级基坑:重要工程或支护结构做主体结构的一部分;开挖深度大于10m;与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。

34、三级基坑为开挖深度小于7m,且周围环境无特别要求的基坑。 除一级和三级外的基坑属二级基坑。 当周围已有的设施有特殊要求时,尚应符合这些要求。 Page 244 另需说明,监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于两次。 工程结束时应提交完整的监测报告,报告内容应包括: (1)工程概况; (2)监测项目和各测点的平面和立面布置图; (3)采用仪器设备和监测方法; (4)监测数据处理方法和监测结果过程曲线; (5)监测结果评价。 Page 245 4.验槽 基坑(槽)开挖至设计标高后,为了检验和判断土层是否达到设计要求,有无异常情况,是否需对地基进行加固处理。要进行检查验收,办理验槽手续。 一般

35、用表面检查验槽法,必要时采用钎探检查或洛阳铲探测检查,经检查合格,填写基坑(槽)隐蔽工程验收记录,及时办理交接手续。 Page 246(1)表面检查验槽法 根据槽壁土层分布情况和走向,初步判明全部基底是否挖至设计要求的土层。 检查槽底是否挖至老土层,土的颜色、软硬、是否均匀一致,有无过干过湿,配合夯探是否有振颤现象和空穴声音等异常情况。如发现有此类问题采用钎探检验并会同设计等有关单位制定处理方案。Page 2472. 钎探法 在基坑(槽)挖成之后,为了防止基础的不均匀沉陷,必要时可进行钎探,以检查地基下有无硬(软)下卧层(持力层以下各土层称为下卧层),以及空洞和暗墓等情况。 钢钎的规格和重量;

36、 钎孔布置和钎探深度应根据基槽形状和宽度以及土质情况决定,对于土质变化不太复杂的天然地基,钎孔布置可参考下表所列方式。Page 248钎探孔布置 Page 249 钎孔记录及分析: 先绘制基坑(槽)平面图,在图上根据要求确定钎探点的平面位置,并编号制成钎探平面图。 全部钎探完后,逐层分析研究钎探记录,如有异常情况,要认真进行处理。必要时,经验槽人员同意可有针对性进行补勘工作。钎探后的孔要用砂灌实。 Page 250在下列情况下严禁钎探: 当持力层为不厚的粘性土,而下面是含承压水的砂层时,一旦刺透粘性土层就会发生涌砂现象而破坏基底。 下面有光缆、电缆、水管、天然气管道时,如果钎探刺中就会使水电通

37、讯等中断,甚至会造成人员伤亡等重大事故。 Page 251 在验槽合格之后,进行基底回填土(素土夯填)。 为保证工程质量,填土必须要满足强度和稳定性要求,施工中应注意两方面的问题: 一是要保证按土方调配方案进行,确保施工进度及经济效益; 二是要保证土方填筑质量。1.5 土方的填筑与压实Page 252 1.5.1 土料的选择和填筑要求 1. 土料的选择 填方土料应符合设计要求,如无设计要求时应符合下列规定: (1)碎石类土、爆破石渣(粒径不大于每层铺土厚度的2/3)、砂土,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。Page 253 (3)淤泥和淤泥质土一般不能用

38、作填料,但在软土或沼泽地,经过处理含水量符合压实要求后,可用于填方中的次要部位。冻土、膨胀土也不应作为填方土料。 (4)对含有大量有机物、水溶性硫酸盐含量大于5%的土,仅可用于无压实要求的填土,因为地下水会逐渐溶解硫酸盐,形成孔洞,影响土的密实度。Page 2542填筑要求 填土应分层夯实,逐层检查,原土回填,成分一致。 采用不同类土,应把透水性较小的土层置于上层。 若不得已在透水性较小的土层上填筑透水性较大的土壤,必须将两层结合面做成中央高、四周低的弧面排水坡度或设置盲沟,以免填土内形成水囊。 墙柱基础回填,应在基础墙或混凝土有足够强度并经验收合格后方可进行。 回填应在基础两侧对称同时进行,

39、两侧高差要控制。深浅两基坑回填,应先深后浅基础。Page 255 同一填方工程应尽量采用同类土填筑;如采用同一填方工程应尽量采用同类土填筑;如采用不同土填筑时,必须按土类不同分层夯填,并将透不同土填筑时,必须按土类不同分层夯填,并将透水性大的置于透水性小的土层之下,以防填土内形水性大的置于透水性小的土层之下,以防填土内形成水囊。填土层应接近水平地分层压实。成水囊。填土层应接近水平地分层压实。Page 256 回填土时若遇穿墙管道等设施,应用人工先在管子周围填土夯实,两侧同时进行,直到高出管顶50cm后,在不损坏管道的情况下方可采用机械夯实,但不宜用振动辗压实。 回填土每层夯实后,应按规范规定进

40、行环刀取样,测出土的干密度,达到要求后再铺上一层土。填土全部完成后,应进行表面拉线找平,进行修整。 基坑(槽)的回填应连续进行,尽快完成。防止雨水流入,若遇雨淋浸泡。 若在冬期施工,要严格控制土的含水量和虚铺厚度(一般减少20%25%)。Page 2571.5.2填土压实方法 1填土的方法 土方回填分:人工填土与机械填土两种方法。(1)人工填土方法 填土应从场地最低部分开始,由一端向另一端自下而上分层铺填。每层虚铺厚度,用人工木夯夯实时不大于20cm,用打夯机械夯实时不大于25cm。 深浅坑(槽)相连时,应先填深坑(槽),相平后与浅坑全面分层填夯。 如采取分段填筑,交接处应填成阶梯形。墙基及管

41、道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯实,防止墙基及管道中心线位移。Page 258(2)机械填土方法 推土机填土 填土应分层铺填,每层虚铺厚度不宜大于30cm。大坡度堆填土,不得居高临下,不分层次,一次堆填。 推土机运土回填,可采用分堆集中,一次运送方法,分段距离约为1015m,以减少运土漏失量。土方推至填方部位时,应提起铲刀,成堆卸土,并向前行驶0.51.0m,利用推土机后退时将土刮平。用推土机来回行驶进行碾压,履带应重叠宽度的一半。填土程序宜采用纵向铺填顺序,从挖土区段至填土区段,以4060m距离为宜。Page 259 铲运机填土 铲运机铺土,铺填土区段,长度不宜小于20m,宽度不宜小于8

42、m。铺土应分层进行,每次铺土厚度不大于3050cm,每层铺土后,利用空车返回时将地表面刮平。填土程序一般尽量采取横向或纵向分层卸土,以利行驶时初步压实。Page 260 汽车填土 自卸汽车为成堆卸土,须配以推土机推土、摊平。每层的铺土厚度不大于3050cm(随选用压实机具而定)。填土可利用汽车行驶作部分压实工作,行车路线须均匀分布于填土层上。汽车不能在虚土上行驶,卸土推平和压实工作须采取分段交叉进行。Page 261 2、填土压实的影响因素 影响填土压实质量的主要因素有:压实功(压实遍数)、土的含水量及每层铺土厚度。 (1) 压实功的影响 压实机械在填土压实中所做的功简称压实功。图1-36 土

43、的密度与压实功的关系 Page 262(2)含水量的影响 在同一压实功条件下,填土的含水量对压实质量有显著影响。 各种土的最佳含水量和最大干密度关系见图1-37,具体数值可参考表1-15。 图1-37 土的最大干密度与最 佳含水量的关系图1-38 压实作用沿深度的变化 Page 263 (3)铺土厚度的影响 土在压实功的作用下,其应力随土层深度的增大而减小(图1-38)。其影响深度与压实机械、土的性质和含水量有关。每层铺土厚度可参见表1-15。 表1-15填土施工时的分层厚度及压实遍数 Page 264 3、填土压实方法 填土压实施工有人工夯实和机械压实。 人工夯实适用于小面积的砂土或粘性土的

44、夯实,主要用于碾压机无法到达的坑边坑角的夯实。施工强度大,效率低。 现代施工中主要是采用机械压实方法。具体方法有:碾压法、夯实法和振动压实法。Page 2651.碾压法碾压原理:利用沉重的滚轮碾压土壤表面,使土壤在静压力作用下压实,适用于碾压粘性和非粘性土壤。碾压机械有: 平碾、气胎碾和羊足碾。Page 266Page 267(1)辗压法 辗压法是利用压路机械滚轮的压力压实土壤,使之达到所需的密实度。常用的辗压机械主要有平碾(压路机)、羊足碾和气胎碾。 平碾 平碾是最常见压路机,又称光碾压路机,适用于砂性土、碎粒石料和粘性土。一般每层铺土厚度为250mm300mm,每层压实遍数68遍。平碾碾压

45、的特点是:单位压力小,表面土层易压成光滑硬壳,土层碾压上紧下松,底部不易压实,碾压质量不均匀,不利于上下土层之间的结合,易出现剪切裂缝,对防渗不利。Page 268Page 269 羊足碾 羊足碾是一种无自行能力的碾压机械,其碾压滚筒外设交错排列的“羊足”,滚筒分为钢铁空心、装砂、注水三种,侧面设有加载孔,加载大小根据设计确定。 羊足碾的羊足插入土中,不仅使羊足底部的土料得到压实,并且使羊足侧向的土料受到挤压,同时有利于上下土层的结合,压实过程中羊足对表层土的翻松,省去了刨毛工序从而达到均匀压实的效果,增加了填方的整体性和抗渗性。 这种碾压方法不适宜砂砾料的土层压实。Page 2701-前拉头

46、;2-机架;3-轴承座;4-碾筒;5-铲刀;6-后拉头;7-装砂口 ;8-水口; 9-羊足头图1-39 羊足碾 Page 271气胎碾 气胎碾又称为轮胎压路机(图1-40),分单轴(一排轮胎)和双轴(两排轮胎)两种。气胎轮既是行使轮,也是碾压轮。 与刚性碾相比,气胎碾不仅对土体的接触压力分布均匀,而且作用时间长、压实效果好、压实土层厚度大,生产效率高。Page 272Page 273图1-40 气胎式压路机 Page 274(2)机械夯实法 该法是利用冲击力来夯实土壤。夯实机械有重锤、内燃夯土机和蛙式打夯机、电动立夯机等机械。夯锤是借助起重机悬挂一重锤进行夯土的夯实机械,适用于夯实砂性土、湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。 Page 2751-夯头;2-夯机架; 3-三角皮带;4-底盘图1-41 蛙式打夯机 Page 276Page 277(3)振动压实法 振动压实法是将振动压实机放在土层表面,使土颗粒发生相对位移而达到密实。 施工

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