情境5基坑工程施工

1、Hunan Technical College OF Communications & Engineering本情景教学内容本情景教学内容子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力子情境三子情境三 基坑工程施工基坑工程施工学习情境五学习情境五 基坑工程施工基坑工程施工 主要规范、规程l 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007GB5000720022002l 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范GB50021GB5002120022002l 建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002) (G

2、B50202-2002) l 土工试验方法标准土工试验方法标准GB/T50123GB/T5012319991999学习情境五学习情境五 基坑工程施工基坑工程施工 任务任务1 1 土的抗剪强度与极限平衡土的抗剪强度与极限平衡1.11.1土的抗剪强度土的抗剪强度1 1 库仑定律库仑定律17761776年，库仑根据剪切试验提出年，库仑根据剪切试验提出土的抗剪强度库仑定律。土的抗剪强度库仑定律。 f = tan 砂土砂土 f =c+ tan 粘土粘土c f f库仑定律：库仑定律：土的抗剪强土的抗剪强度是剪切面上的法向总应度是剪切面上的法向总应力力 的线性函数的线性函数 tanfcftanc: :土的粘

3、聚力土的粘聚力 : :土的内摩擦角土的内摩擦角砂砂 土土粘性土粘性土子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 有效应力说明：说明： 称为称为土的土的有效应力，有效应力， c c 、 为土的有效粘聚为土的有效粘聚力和有效内摩擦角，即土的有效应力强度指标。施加于试样力和有效内摩擦角，即土的有效应力强度指标。施加于试样上的垂直法向应力上的垂直法向应力 为总应力，为总应力，c c、 为总应力意义上的土为总应力意义上的土的粘聚力和内摩擦角，称之为总应力强度指标。的粘聚力和内摩擦角，称之为总应力强度指标。根据有效应力原理：根据有效应力原理：土的抗剪强度并不是由剪切面上的土的抗剪强度并不是由剪切面上的法向

4、总应力决定，而是取决于剪切面上的法向总应力决定，而是取决于剪切面上的法向有效应力法向有效应力，即即 cucftantan有效应力强度指标确切地表达出了土的抗剪强有效应力强度指标确切地表达出了土的抗剪强度的实质，是比较合理的表达方法度的实质，是比较合理的表达方法 剪切面上的总应力与有效应力之间关系为：剪切面上的总应力与有效应力之间关系为：u子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 土体抗剪强度组成：土体抗剪强度组成：l 摩擦力：摩擦力：大小取决于剪切面上的正应力和土的内摩擦角。大小取决于剪切面上的正应力和土的内摩擦角。 l 粘聚力：粘聚力：由土粒之间

5、的胶结作用和电分子引力等因素形由土粒之间的胶结作用和电分子引力等因素形成，成，与所受压力无关与所受压力无关。摩擦力的两个来源：摩擦力的两个来源： u滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩擦滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩擦 u咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力 子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 1.2 土的极限平衡理论1 1土中一点的应力状态土中一点的应力状态 土体内一点处不同方位的截面上应力的集合（剪应力土体内一点处不同方位的截面上应力的集合（剪应力 和法向应力和法向应力 ） 3 3 1 1 3 1 dsdxdy楔体静楔体静力

6、平衡力平衡0cossinsin3dsdsds0sincoscos1dsdsds子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 2cos212131312sin213123122312121 3 1 dsdxdy斜面上的应力斜面上的应力莫尔应力圆方程莫尔应力圆方程 O 1 31/2( 1 + 3 ) 2 A( , )圆心坐标圆心坐标1/2(1 +3 )，0应力圆半径应力圆半径r1/2(13 )土中某点的应土中某点的应力状态可用莫力状态可用莫尔应力圆描述尔应力圆描述 子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 强度线强度线 &用莫尔应力圆与库仑强度直线相切的应力状态作为判用莫尔应力圆与库仑强度直线相切

7、的应力状态作为判别土体破坏的准则，称为别土体破坏的准则，称为莫尔库仑破坏准则莫尔库仑破坏准则。&土的抗剪强度直线又称为土的抗剪强度直线又称为莫尔库仑强度包线莫尔库仑强度包线或或抗剪抗剪强度包线强度包线。 2莫尔库仑破坏准则极限摩尔应力圆与极限摩尔应力圆与土的抗剪强度直线土的抗剪强度直线相切相切子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 莫尔库仑破坏准则应力圆应力圆与强度线与强度线相离：相离： 强度线强度线应力圆应力圆与强度线与强度线相切：相切：应力圆应力圆与强度线与强度线相割：相割：极限应极限应力圆力圆f 破坏状态破坏状态 子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 3土的极限平衡条件 3 1

8、c f2 fA cctg 1/2( 1 + 3 )313121cot21sinc245tan2245tan231ooc245tan2245tan213ooc无粘性土：无粘性土：c=0245tan231o245tan213o子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 v土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作土体处于极限平衡状态时，破坏面与大主应力作用面的夹角为用面的夹角为 f f2 f 3 1c A cctg 1/2( 1 + 3 )2459021f45max说明：说明：剪破面并不产生于最大剪应力面，而与最大剪破面并不产生于最大剪应力面，而与最大剪应力面成剪应力面成 / 2的夹角，可知，土的

9、剪切破坏并不是的夹角，可知，土的剪切破坏并不是由最大剪应力由最大剪应力max所控制所控制 max子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 v【例例】地基中某一单元土体上的大主应力为地基中某一单元土体上的大主应力为430kPa430kPa，小主应力为小主应力为200kPa200kPa。通过试验测得土的抗剪强度指通过试验测得土的抗剪强度指标标c c=15 =15 kPakPa， =20=20o o。试问该单元土体处于何种试问该单元土体处于何种状态？单元土体状态？单元土体最大剪应力出现在哪个面上，是最大剪应力出现在哪个面上，是否会沿剪应力最大的面发生剪破？否会沿剪应力最大的面发生剪破？【解解】已知

10、已知 1=430kPa=430kPa， 3=200kPa=200kPa，c=15kPa=15kPa， =20=20o o 1.1.计算法计算法kPacoof8 .450245tan2245tan231计算结果表明：计算结果表明： 1f大于该单元土体实际大主应力大于该单元土体实际大主应力 1，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单实际应力圆半径小于极限应力圆半径，所以，该单元土体处于弹性平衡状态元土体处于弹性平衡状态 子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 kPacoof8 .189245tan2245tan213计算结果表明：计算结果表明： 3f小于该单元土体实际小主应小于该单元土体

11、实际小主应力力 3，实际应力圆半径小于极限应力圆半径，实际应力圆半径小于极限应力圆半径 ，所以，该单元土体处于弹性平衡状态所以，该单元土体处于弹性平衡状态 在剪切面上在剪切面上 552459021fkPaf7.2752cos21213131kPaf1 .1082sin2131由库仑定律由库仑定律 kPacf3 .115tan 由于由于f ，所以，该单元土体处于弹性平衡状态所以，该单元土体处于弹性平衡状态 子情境一子情境一 土的抗剪强度土的抗剪强度 2.2.图解法图解法 c 1 1f 3f实际应力圆实际应力圆极限应力圆极限应力圆最大剪应力与主应力作用面成最大剪应力与主应力作用面成4545o ok

12、Pa11590sin2131max最大剪应力面上的法向应力最大剪应力面上的法向应力kPa31590cos21213131由库仑定律由库仑定律 kPacf7 .129tan 最大剪应力面上最大剪应力面上0.1H绕墙顶转动0.05H粘土主动平移0.004H绕墙趾转动0.004H子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 2 静止土压力计算静止土压力计算hvhvh=p0zzzH(a)(b) 静止土压力强度（p0）可按半空间直线变形体在土的自重作用下无侧向变形时的水平侧向应力h来计算。 下图表示半无限土体中深度为z处土单元的应力状态：子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 设想用一挡土墙代

13、替单元体左侧的土体，挡土墙墙背光滑，则墙后土体的应力状态并没有变化，仍处于侧限应力状态。 竖向应力为自重应力： z=z 水平向应力为原来土体内部应力对墙的水平压应力，即为静止土压力强度p0： p0=h=K0z子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 K0HH3P0(c)zpf=c+tg(d)h=p0zzH(b) 静止土压力沿墙高呈三角形分布，作用于墙背面单位长度上的总静止土压力（P0）： P0的作用点位于墙底面往上1/3H处，单位kN/m。 （d）图是处在静止土压力状态下的土体单元的摩尔应力圆，可以看出，这种应力状态离破坏包线很远，属于弹性平衡应力状态。 2000021HKdzpPH子情

14、境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 二 朗肯土压力理论（一）基本原理 朗肯理论的基本假设： 1.墙本身是刚性的，不考虑墙身的变形； 2.墙后填土延伸到无限远处，填土表面水平（=0）； 3.墙背垂直光滑（墙与垂向夹角 =0，墙与土的摩擦角=0）。 1857年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出计算土压力的方法，又称极限应力法。子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 表面水平的均质弹性半空间体的极限平衡状态图子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 土体内每一竖直面都是对称面，地面下深度z处的M点在自重作用下，垂直截面和水平

15、截面上的剪应力均为零，该点处于弹性平衡状态（静止土压力状态），其大小为：zKzhv031 用1、3作摩尔应力圆，如左图所示。其中 3 （ h）既为静止土压力强度。 hvhvz(a)zpf=c+tg(d)子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 （二）主动土压力的计算 用1，3作摩尔应力圆，如图中应力圆I所示。 使挡土墙向左方移动，则右半部分土体有伸张的趋势，此时竖向应力v不变，墙面的法向应力h减小。v 、h仍为大小主应力。当挡土墙的位移使得h减小到土体已达到极限平衡状态时，则h减小到最低限值pa ，即为所求的朗肯主动土压力强度。子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 处。作用点位

16、置在墙高）（总的土压力为：）（主动土压力强度为：对于无粘性土HKHtgHPzKztgpaOaaOa312124521 245 22223子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 处。作用点位置在墙底往上总的土压力为：得临界深度令）（）（主动土压力强度为：32221)2)(212Z 02 2452245 020023ZHcKcHKHKcHKZHPKczpKczKtgcztgpaaaaaaaaaOOa对于粘性土：子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 （三）被动土压力的计算 同计算主动土压力一样用1、3作摩尔应力圆，如下图。 使挡土墙向右方移动，则右半部分土体有压缩的趋势，墙面的法向

17、应力h增大 。h、 v为大小主应力。当挡土墙的位移使得h增大到使土体达到极限平衡状态时，则h达到最高限值pp ，即为所求的朗肯被动土压力强度。子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 处。作用点位置在墙高）（总的土压力为：）（被动土压力强度为：对于无粘性土HKHtgHPzKztgppOppOp312124521 245 22221子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 心。作用点位置通过梯形形总的土压力为：）（）（被动土压力强度为：pppppOOpKcHKHPKczKtgcztgp2212 2452245 221对于粘性土：子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 （四）（

18、四） 库伦土压力理论库伦土压力理论v库伦土压力理论是从楔体的静力平衡条件得出的。v基本假设：a.滑动破裂面为通过墙踵的平面（平面滑裂面）。b.挡土墙是刚性的（刚体滑动）。 c.滑动楔体 处于极限平衡状态（极限平衡）。子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 角与墙背的法线成土压力夹角为填土的内摩擦角面的法线的方向已知，与PRABCW)3( BC)2() 1 (（1）无粘性土主动土压力1、数解法、数解法HACRBWP-CRB180-(+-)PWPR子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 180-(+-)查得。，可由表为库伦主动土压力系数即：值最大值是假定的，求式中2-621cosc

19、ossinsin1coscoscos210, 22222aaaKKHHPddPP)(90 sinsinoWP其中按正弦定律可得：根据力的矢量三角形，子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 角。成处，作用方向与水平面作用点在距离墙底主动土压力强度：3HzKdzdPpaaa子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 （2）无粘性土被动土压力角。角，与水平面成，与墙面法线成作用点在距离墙底被动土压力强度：为库伦被动土压力系数321coscossinsin1coscoscos2122222HzKdzdPpKKHHPpppppp2、图解法、图解法（1）库尔曼图解法）库尔曼图解法子情境二子情境

20、二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 （2）粘性填土的土压力子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 )cos(cos)1 (aqHKaPaPWqWaP总的主动土压力：子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 （3）折线形墙背子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 三、特殊情况下的土压力计算三、特殊情况下的土压力计算1、填土面有均布荷载时的土压力计算土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的土重。 qh 子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 Ea填土面有均布荷载的土压力计算填土面有均布荷载的土压力计算aKHh)( H qh q子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压

21、力 2、填土有地下水、填土有地下水 ABC(h1+ h2)Kawh2挡土墙后有地下水时，作用在墙背挡土墙后有地下水时，作用在墙背上的土侧压力有上的土侧压力有土压力土压力和和水压力水压力两两部分，可分作两层计算，一般假设部分，可分作两层计算，一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指标地下水位上下土层的抗剪强度指标相同，相同，地下水位以下土层用浮重度地下水位以下土层用浮重度计算计算0aApA点点B点点aaBKhp1C点点aaaCKhKhp21土压力强度土压力强度水压力强度水压力强度B点点0wBpC点点2hpwwC作用在墙背的总压力为作用在墙背的总压力为土压力和水压力之和，土压力和水压力之和，作用点在合

22、力分布图形作用点在合力分布图形的形心处的形心处h1h2h1.1.重力式挡土墙重力式挡土墙2.2.悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙墙顶墙顶墙基墙基墙趾墙趾墙面墙面墙背墙背墙趾墙趾墙踵墙踵立壁立壁钢筋钢筋任务任务2 挡土墙设计与施工挡土墙设计与施工一一 、挡土墙的设计、挡土墙的设计 1.挡土墙类型挡土墙类型子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 3.3.扶壁式挡土墙扶壁式挡土墙4.4.锚定板式与锚杆式挡土墙锚定板式与锚杆式挡土墙墙趾墙趾墙踵墙踵扶壁扶壁墙板墙板锚定板锚定板基岩基岩锚杆锚杆子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 1.墙背倾斜形式仰斜式、直立式和俯斜式仰斜式、直立式和俯斜式E1

23、 1仰斜仰斜E2 2直立直立E3 3俯斜俯斜E1 1E2 2E3 32 重力式挡土墙的构造重力式挡土墙的构造子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 2.2.墙后排水措施墙后排水措施 墙后填土宜选择透水性较强的填料，若采用粘土，应墙后填土宜选择透水性较强的填料，若采用粘土，应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应混入一定量的块石，增大透水性和抗剪强度，墙后填土应分层夯实。分层夯实。3.3.填土质量要求填土质量要求泄水孔泄水孔粘土夯实粘土夯实滤水层滤水层泄水孔泄水孔粘土夯实粘土夯实粘土夯实粘土夯实 截水沟截水沟子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 1.1.稳定性验算：

24、稳定性验算：抗倾覆稳定和抗滑稳定抗倾覆稳定和抗滑稳定抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算zfEaEazEaxG06 . 10faxfaztzExEGxK抗倾覆稳定条件抗倾覆稳定条件)cos(aazEE)sin(aaxEEcotzbxf0tanbzzf挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆点向外倾覆Ox0 xfbz3 挡土墙计算挡土墙计算子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 抗滑稳定验算抗滑稳定验算3 . 1)(tatannsGEEGK抗滑稳定条件抗滑稳定条件0cosGGn)cos(0aanEEEaEanEatGGnGt0O挡土墙在土压力作用下可能沿基础挡土墙

25、在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动底面发生滑动0sinGGt)sin(0aatEE为基底摩为基底摩擦系数，根擦系数，根据土的类别据土的类别查表到查表到子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 2.2.地基承载力验算地基承载力验算基底平均应力基底平均应力pf基底最大压应力基底最大压应力pmax1.2ff为地基承载为地基承载力设计值力设计值子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 3.3.墙身强度验算墙身强度验算 根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行。土结构或钢筋混凝土结构的有关计算方法进行。子情境二子情境二 挡

26、土墙与土压力挡土墙与土压力 v挡土墙施工与一般土建工程施工有相同的共性，但也有其特殊性，下面仅给出挡土墙施工时应注意的事项： v挡土墙基础如设置在基岩上时应注意清除基岩表面层分化部分；基础如置于土层上，则不应将基础放于软土、松土及未经处理的回填土上。 挡土墙位于斜坡上时，基地纵坡应不陡于；当纵坡大于时，应将基底做成台阶形式。横向位于斜坡上时，较坚硬的岩石上可做成台阶形式，但应满足设计要求。二二 重力式挡土墙施工重力式挡土墙施工子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 v 挡土墙墙后地面坡地陡于1：5时，应先处理填方地基，然后填土，以免填方沿原地面滑动。v墙后临时开挖边坡的坡角，水不同土层

27、和边坡高度而定。松散坡积层地段挡土墙，宜分散跳槽开挖，挖成一段，砌筑一段，以保证施工安全。v沿河、滨湖、水库、海边地区的挡土墙，由于基底受水流冲刷和波浪袭击，常导致墙身的破坏，应注意加固与防护。v施工前应做好地面排水系统、保持基坑干燥；对基坑内排水及内支撑做好考虑，以保证施工安全。子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 v基坑挖到设计标高时，地基与原设计不符，一定要作变更设计或采取其他变更措施，以保证基础的安全。v8浆砌片石挡土墙，使用的砂浆水灰比必须符合要求，砂浆应填塞饱满。岩石基坑砌料应紧靠坑壁，以保证基础的安全。v不应使用易于风化的石料或未凿面的大卵石砌筑墙身，片石中间厚不应小于

28、20。v经常受侵蚀作用的挡土墙，应采用抗侵蚀的水泥浆砌筑或抗侵蚀的混凝土灌注，否则应采用其他的防护措施。 子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 v砌筑挡土墙时，不得做成水平同缝，墙趾台阶转折处，不能做成数值同缝。v 墙身砌出地面后，基坑应及时回填夯实，以免积水下渗，影响墙身稳定。v 随着墙身的砌筑，待圬工强度达到70以上时，墙后填料及时回填，并使填料夯实、保证质量，必须是内摩擦角达到设计要求。v 地震地区挡土墙分段砌筑，每段墙基础应在均质土壤上，每段墙长宜选为1015。当浆砌片石挡土墙超过8时，最好沿墙高第4设一混凝土垫层。子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 v浸水地区挡

29、土墙，强身两侧必须涂防渗层，使水流仅能从泄水孔溢出。v浸水地区挡土墙后的回填土，尽量采用渗水土填筑，以利于迅速排除积水，以减少由水位涨落而应起的动水压力。当采用围堰施工地段，宜在枯水季节施工，一般应分段开挖，避免过多挤压河身，加剧冲刷。 子情境二子情境二 挡土墙与土压力挡土墙与土压力 学习情境学习情境五五 基坑工程施工基坑工程施工一、一般民用建筑施工测量一、一般民用建筑施工测量 准备工作：准备工作：在施工测量前，首先熟悉建筑设计在施工测量前，首先熟悉建筑设计总平面图（总平面图（DWG格式）、格式）、建筑平面图、基础平面图、基础剖面图等建筑平面图、基础平面图、基础剖面图等。 在总在总平面图上确定

30、拟建建筑物平面图上确定拟建建筑物的位置（坐标）根据设计的要求进行拟建建筑的位置（坐标）根据设计的要求进行拟建建筑物定位和细部测设。物定位和细部测设。子情境子情境三三 基坑工程施工基坑工程施工任务任务1 基坑（槽）施工基坑（槽）施工 基础总平面图：基础总平面图： 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工建筑平面图：建筑平面图：子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工基础平面图：基础平面图：子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工基础剖面图：基础剖面图：子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工根据要求的精度和规划红线进行施测（平面总图放样）：根据要求的精度和规划红线进行施测（平面总图放样）：子情境

31、子情境3 基坑工程施工基坑工程施工（一）、建筑物定位的几种方法 1 1、根据测量控制点测设、根据测量控制点测设 根据坐标点利用极坐标法测定。根据坐标点利用极坐标法测定。 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 2 2、根据建筑基线或建筑方格网测设、根据建筑基线或建筑方格网测设 在布设有建筑基线或建筑方格网的建筑场地，可根据建筑基线或建在布设有建筑基线或建筑方格网的建筑场地，可根据建筑基线或建筑方格网点和建筑物各角点的设计坐标，采用直角坐标法测设建筑物的位筑方格网点和建筑物各角点的设计坐标，采用直角坐标法测设建筑物的位置。置。 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工3 3、根据建筑红线测设、

32、根据建筑红线测设 建筑红线又称规划红线线建筑红线又称规划红线线：是经规划部门审批并由国土管理部门在现是经规划部门审批并由国土管理部门在现场直接放样出来的建筑用地边界点的连线，规划红线具有法律效益。场直接放样出来的建筑用地边界点的连线，规划红线具有法律效益。 测设时，可根据设计建筑物与建筑红线的位置关系，利用建筑用地边测设时，可根据设计建筑物与建筑红线的位置关系，利用建筑用地边界点测设界点测设. .子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 如图，如图，A A、BCBC、MCMC、ECEC、D D点为城市规划道路点为城市规划道路红线点红线点，IPIP为两直线段为两直线段的交点，转角为的交点，转角为

33、9090。，。，BCBC、MCMC、ECEC为圆曲线上的三点，设计建筑物为圆曲线上的三点，设计建筑物MNPQMNPQ与城与城市规划道路红线间的距离注于图上。市规划道路红线间的距离注于图上。 测设时，首先在建筑红线从测设时，首先在建筑红线从IPIP点沿点沿IPAIPA的方向量的方向量15m15m得到得到NN点，再量建点，再量建筑物长度得到筑物长度得到MM点，然后分别在点，然后分别在MM和和NN点安置经纬仪或全站仪，测设点安置经纬仪或全站仪，测设9090。并量并量12m12m得到得到M M、N N两点，再量建筑物宽度两点，再量建筑物宽度d d分别得到分别得到Q Q、P P两点；最后检查角度和两点；

34、最后检查角度和边长是否符合限差要求边长是否符合限差要求。（距离相对精度小于。（距离相对精度小于1/50001/5000；9090度差值度差值1 1分）分） （问题：用全站仪测设时有没有必要这样做？）（问题：用全站仪测设时有没有必要这样做？）子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工4、根据与原有建筑物的关系测设、根据与原有建筑物的关系测设 在原有建筑群中增建房屋时，设计建筑物与原有建筑物一般保持平行在原有建筑群中增建房屋时，设计建筑物与原有建筑物一般保持平行或垂直关系。因此可根据原有建筑物，利用延长直线法、直角坐标法、或垂直关系。因此可根据原有建筑物，利用延长直线法、直角坐标法、平行线法等方法测

35、设建筑物的位置。平行线法等方法测设建筑物的位置。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工（二）、龙门板的设立和轴线控制桩测量为什么要设立龙门板和控制桩？为什么要设立龙门板和控制桩？ 建筑物定位后，所测设的轴线交点桩建筑物定位后，所测设的轴线交点桩( (或称或称角桩角桩) )在基槽开挖时将被破坏。因此，基槽开挖前，应将轴线引测到基槽在基槽开挖时将被破坏。因此，基槽开挖前，应将轴线引测到基槽边线以外的安全地带，以便施工时能及时恢复各轴线的位置。引测轴线的边线以外的安全地带，以便施工时能及时恢复各轴线的位置。引测轴线的方法有方法有龙门板法龙门板法和和轴线控制桩法轴线控制桩法。 子情境子情境3 基坑工

36、程施工基坑工程施工 1 1、龙门板法、龙门板法 龙门板法适用于一般民用建筑物，为了方便施工，可在基槽开挖边线以外一龙门板法适用于一般民用建筑物，为了方便施工，可在基槽开挖边线以外一定距离处定距离处(根据土质情况和招槽印度确定根据土质情况和招槽印度确定)钉设龙门板。如图，首先在建筑物四角与隔钉设龙门板。如图，首先在建筑物四角与隔墙两端基槽开挖边线以外约墙两端基槽开挖边线以外约1.52m处钉设龙门桩，使桩的侧面与基槽平行，并将处钉设龙门桩，使桩的侧面与基槽平行，并将其钉直、钉牢，然后根据建筑场地的水准点，用水准仪在龙门桩上测设建筑物其钉直、钉牢，然后根据建筑场地的水准点，用水准仪在龙门桩上测设建筑

37、物0 0标标高线高线(建筑物底层室内地坪标高建筑物底层室内地坪标高)，再将龙门板钉在龙门桩上，使龙门板的顶面与，再将龙门板钉在龙门桩上，使龙门板的顶面与0 0标高线齐平。标高线齐平。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 最后用经纬仪或全站仪将各轴线引测到龙门板上，并钉小钉表示，称为轴线钉。最后用经纬仪或全站仪将各轴线引测到龙门板上，并钉小钉表示，称为轴线钉。龙门板设置完毕后，利用钢尺检查各轴线钉的间距，使其符合限差要求。龙门板设置完毕后，利用钢尺检查各轴线钉的间距，使其符合限差要求。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 龙门板法虽然使用方便，但占用场地多，对交通影响大，在机械化施工龙门

38、板法虽然使用方便，但占用场地多，对交通影响大，在机械化施工时，一般只测设轴线控制桩，不设置龙门桩和龙门板。时，一般只测设轴线控制桩，不设置龙门桩和龙门板。 2 2、轴线控制桩法、轴线控制桩法 设置在基槽外建筑物轴线延长线上的桩称为轴线控制桩设置在基槽外建筑物轴线延长线上的桩称为轴线控制桩( (或引桩或引桩) )。它。它是开槽后各施工阶段确定轴线位置的依据。轴线控制桩离基槽外边线的距是开槽后各施工阶段确定轴线位置的依据。轴线控制桩离基槽外边线的距离根据施工场地的条件而定，以不受施工干扰、便于引测和保存桩位为原离根据施工场地的条件而定，以不受施工干扰、便于引测和保存桩位为原则。如果附近有已建建筑物

39、，最好将轴线引测到建筑物上。为保证控制桩则。如果附近有已建建筑物，最好将轴线引测到建筑物上。为保证控制桩的精度，的精度，般将控制桩与定位校一起测设，也可先测设控制桩，再则设定般将控制桩与定位校一起测设，也可先测设控制桩，再则设定位桩。位桩。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 (三)、基础施工测量建筑物上建筑物上0米以下的部分称为米以下的部分称为建筑物的基础建筑物的基础，按构造方，按构造方式可分为：条形基础、独立基础、片筏基础和箱形基础等。式可分为：条形基础、独立基础、片筏基础和箱形基础等。 基础施工测量的主要内容有基础施工测量的主要内容有：基槽开挖边线放线、基础开：基槽开挖边线放线、基础

40、开挖深度控制、垫层施工测设和基础放样。挖深度控制、垫层施工测设和基础放样。 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工(1)(1)基槽开挖边线放线基槽开挖边线放线 基础开挖前，先按基础剖面图的设计尺寸，计算基槽开挖基础开挖前，先按基础剖面图的设计尺寸，计算基槽开挖边线的宽度，然后由基础轴线桩中心向两边各量基槽开挖边边线的宽度，然后由基础轴线桩中心向两边各量基槽开挖边线宽度的一半、作出记号，在两个对应的记号点之间拉线并线宽度的一半、作出记号，在两个对应的记号点之间拉线并撤上白灰，就可以按照白灰线位置开挖基槽。撤上白灰，就可以按照白灰线位置开挖基槽。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工（2 2）

41、、基础开挖深度控制）、基础开挖深度控制 为了控制基槽的开挖深度，当基槽挖到一定的深度后，为了控制基槽的开挖深度，当基槽挖到一定的深度后，用水准测量的方法，在基槽壁上每隔用水准测量的方法，在基槽壁上每隔23m及拐角处，测设及拐角处，测设离槽底的高程与设计高程是否吻合。离槽底的高程与设计高程是否吻合。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工开挖方式与注意问题v 1基坑开挖方式基坑开挖方式v （1）下坡分层开挖1：78的坡道v （2）墩式开挖用于无修坡道的场地，搭设栈桥时v （3）盆式开挖用于逆作法施工子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工下坡挖土和运土示意图下坡挖土和运土示意图分层开挖方案分层开

42、挖方案子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工墩式开挖墩式开挖示意图示意图子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工盆式盆式开挖开挖示意图示意图子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工v 2开挖注意问题开挖注意问题v （1）挖前先验线v （2）连续开挖尽快完，防止水流入v （3）坑边堆土防坍塌：及时清运；堆土0.8m以外，高 1.5mv （4）严禁扰动基底土，加强测量防超挖：预留层，保护层，抄平清底打木桩v （5）发现文物，古墓停挖、上报、待处理v （6）注意安全，雨后复工先检查子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 学习情境学习情境5 基坑工程施工基坑工程施工子情境子情境3 基坑工程施工基坑

43、工程施工 任务任务2 土壁支护结构土壁支护结构 导致基坑工程事故的主要原因如下: (1) 设计理论不完善。许多计算方法尚处于半经验阶段，理论计算结果尚不能很好反映工程实际情况。(2) 设计者概念不清、方案不当、计算漏项或错误。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 (3) 设计、施工人员经验不足。实践表明，工程经验在决定基坑支护设计方案和确保施工安全中起着举足轻重的作用。 支护结构由挡土结构、锚撑结构组成。当支护结构不能起到止水作用时，可同时设置止水帷幕或采取坑内外降水。1. 基坑支护结构的分类 1) 桩、墙式支护结构2) 实体重力式支护结构子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工2. 常用

44、的支护结构形式常用的支护结构形式1) 挡土结构的常用形式 如图2.1和图2.2所示。 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工图2.1 挡土结构的类型子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工支撑结构的常用形式子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 1. 综合性强 2. 临时性和风险性大 3. 地区性 4. 环境条件要求严格 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工1. 桩墙式支护结构的构造要求(1) 现浇钢筋混凝土支护结构的混凝土强度等级不得低于C20。(2) 桩墙式支护结构的顶部应设圈梁，如图2.33所示，其宽度应大于桩、墙的厚度。桩、墙顶嵌入圈梁的

45、深度不宜小于50mm；桩、墙内竖向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定。子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工(3) 支撑和腰梁，如图2.34所示的纵向钢筋直径不宜小于16mm；箍筋直径不应小于8mm。图图2.34 腰梁的设置腰梁的设置1灌注桩竖向钢筋 2拉吊筋 3腰梁 4环形钢板 5小牛腿6支撑 7顶部圈梁 8钢板 9拉吊筋 10混凝土支撑主筋11钢腰梁 12钢牛腿 13支撑 14型钢柱挡土结构子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工2. 灌注桩挡土结构施工概述灌注桩挡土结构主要有钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩，布置形式可分为密排、疏排、双排，如图2.35所示，疏排桩、双排桩可与止水

46、帷幕结合使用。 图图2.35 灌注桩挡土结构布置形式灌注桩挡土结构布置形式子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工 地下连续墙施工：在地面上采用专用挖槽机械设备，按一个单元槽段长度(一般68m)，沿着深基础或地下构筑物周边轴线，利用膨润土泥浆护壁开挖深槽。 地下连续墙施工过程主要划分为三个阶段：准备工作阶段、成槽阶段和浇筑混凝土阶段。地下连续墙按单元槽段逐段施工，每段施工程序如图图10.810.8所示。 挖槽机械设备主要是深槽挖掘机、泥浆制备搅拌机及处理机具。地下连续墙挖掘机械有多头钻、挖掘机及抓斗式挖掘机，如图图10.910.9所示。1.1.准备工作准备工作（1 1）地下连续墙挖）地下连续墙

47、挖槽机械设备的选择槽机械设备的选择 为了保证挖槽竖直并防止机械碰撞槽壁，成槽施工之前，在地下连续墙设计的纵轴线位置上开挖导沟，在沟的两侧浇筑混凝土或钢筋混凝土导墙。导墙断面形式见图图10.1010.10所示。 （2 2）浇筑导墙结构）浇筑导墙结构 地下连续墙施工是利用泥浆护壁成槽。泥浆的作用是维持直立槽壁面的稳定性，利用泥浆循环携带出挖掘土渣，同时泥浆还能降低钻具温度，减少磨损。通常用机械将膨润土搅拌成泥浆；控制泥浆性能的指标有密度、粘度、失水量和泥皮性质。 （3 3）制备护壁泥浆）制备护壁泥浆v 地下连续墙施工单元槽段的长度，既是进行一次挖掘槽段的长度，也是浇筑混凝土的长度。v 划分单元槽段

48、时，还应考虑槽段之间的接头位置，以保证地下连续墙的整体性。v 开挖前，将导沟内施工垃圾清除干净，注入符合要求的泥浆。 2.2.成槽施工成槽施工机械挖掘成槽时应注意以下事项： 挖掘时，应严格控制槽壁的垂直度和倾斜度。 钻机钻进速度应与吸渣、供应泥浆的能力相适应。 钻进过程中，应使护壁泥浆不低于规定的高度；对有承压力及渗漏水的地层，应加强泥浆性能指标的调整，以防止大量水进入槽内危及槽壁安全。 成槽应连续进行。成槽后将槽底残渣清除干净，即可安放钢筋笼。 地下连续墙槽段之间的垂直接头，作为基坑开挖的防渗挡土临时结构时，要求接头密合、不夹泥；作为主体结构侧墙或结构部分的地下墙，除要求接头抗渗挡土外，还要

49、求有抗剪能力。 非抗剪接头常采用接头管的形式。 钢筋笼按单元槽段组成一个整体。 3.3.槽段接头与钢筋笼槽段接头与钢筋笼4. 4. 水下浇筑混凝土水下浇筑混凝土水下浇筑混凝土详见第2章有关内容。常用的水泥土挡墙支护结构的布置形式如图2.55所示。可以通过在未结硬的墙体中插入钢管、钢筋、型钢、木棒、竹筋等方法来提高水泥土挡墙支护结构的刚度(抗弯强度)，有时也可用砂、碎石等置换格栅式结构中的土，以增加结构的稳定性。 水泥土挡墙支护结构的常用布置形式水泥土挡墙支护结构的常用布置形式(a) 壁式壁式 (b) 格栅式格栅式 (c) 拱式拱式 (d) 设置型钢式设置型钢式 (e) 填料式填料式 子情境子情

50、境3 基坑工程施工基坑工程施工1. 水泥土搅拌桩 水泥土搅拌法是利用水泥为固化剂，通过特制的机械(型号有多种，SJB系列深层搅拌机如图2.56所示，另配套灰浆泵、桩架等)，在地基深处就地将原位土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，形成水泥土桩。 图2.56 SJB系列深层搅拌机1输浆管 2外壳 3出水口 4进水口 5电动机 6导向滑块 7减速器 8搅拌轴 9中心管 10横向系统 11球形阀 12搅拌头子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工水泥土搅拌桩施工步骤由于湿法和干法的施工设备不同而略有差异。其主要步骤应为(1) 搅拌机械就位、调平；(2) 预搅下沉至设计加固深度；(3) 边喷浆(粉)、边搅

51、拌提升直至预定的停浆(灰)面；(4) 重复搅拌下沉至设计加固深度；(5) 根据设计要求，喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；(6) 关闭搅拌机械。2. 高压喷射注浆桩高压水泥浆(或其他硬化剂)的通常压力为15MPa以上，通过喷射头上一或两个直径约2mm的横向喷嘴向土中喷射，使水泥浆与土搅拌混合，形成桩体。 子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工图图2.57 高压喷射注浆桩施工工艺流程高压喷射注浆桩施工工艺流程(a) 单管法 (b) 二重管法 (c) 三重管法图2.58 单管法、二重管法的喷射管(a) 单管法 (b) 二重管法子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工3. 水泥土墙的规

52、范要求 1. 土钉墙构造的规范要求(1) 土钉墙墙面坡度不宜大于1 0.1；(2) 土钉必须和面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造措 施，承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接；(3) 土钉的长度宜为开挖深度的0.51.2倍，间距宜为l2m，与 水平面夹角宜为520； (4) 土钉钢筋宜采用I、II级钢筋，钢筋直径宜为1632mm，钻孔 直径宜为70120mm；子情境子情境3 基坑工程施工基坑工程施工(5) 注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10；(6) 喷射混凝土面层宜配置钢筋网，钢筋直径宜为6l0mm，间距 宜为150300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚 度不宜小于80mm； (7) 坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。(8) 当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙 墙顶应采用砂浆或混凝土护面，坡顶和坡脚应设排水措施，坡 面上可根据具体