沟槽及基坑支撑课件

1、建筑施工技术建筑施工技术石家庄法商职业技术学院 任务一任务一 土石方工程土石方工程 知识点知识点：建筑施工课程的研究对象和方法，建建筑施工课程的研究对象和方法，建筑施工规范、规程。筑施工规范、规程。土的工程性质，土的工程分土的工程性质，土的工程分类类，土方机械化施工，土方回填、压实，土方工，土方机械化施工，土方回填、压实，土方工程质量检测。程质量检测。 技能点技能点：土方工程分类及施工特点。土方工程分类及施工特点。 学习学习重点重点：土的工程分类土的工程分类，基坑槽开发，基坑槽开发。 学习学习难点难点：土的渗透性土的渗透性、土方工程量计算。、土方工程量计算。 第第一一章章 土石方工程土石方工程

2、 1.11.1概述概述 1.21.2土方土方工程量计算工程量计算 1.31.3土方工程施工土方工程施工准备与基坑槽的开挖准备与基坑槽的开挖 1.41.4土方工程机械化施工土方工程机械化施工 1.51.5土方土方回填回填与压实与压实 1.61.6爆破施工爆破施工 1.71.7土方工程质量标准与安全技术要求土方工程质量标准与安全技术要求 1.1概概述述一、土方工程的分类及特点一、土方工程的分类及特点1.1.1土方工程的施工特点土方工程的施工特点常见的土方工程包括场地平整；土方的开挖、填筑和运输常见的土方工程包括场地平整；土方的开挖、填筑和运输及排水、降水和土壁边坡和支护结构等；土方回填与压实。及排

3、水、降水和土壁边坡和支护结构等；土方回填与压实。1.1.2土方工程的施工特点土方工程的施工特点工程量大，施工工期长，劳动强度大；工程量大，施工工期长，劳动强度大；施工条件复杂且多位露天作业施工条件复杂且多位露天作业二、二、土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法按土的开挖难易程度分为八类，如表按土的开挖难易程度分为八类，如表1.1。表中一至四类为。表中一至四类为土，五至八类为岩石。土，五至八类为岩石。表表1.1土的工程分类土的工程分类土的分类土的分类土的级别土的级别土的名称土的名称密度密度(kg/m(kg/m3 3) )开挖方法及工具开挖方法及工具一类土一类土( (松软土松软土)

4、)砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥淤泥( (泥炭泥炭) )60060015001500用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬少许用脚蹬二类土二类土( (普通土普通土) )粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵砂；粉土混卵( (碎碎) )石；石；种植土；填土种植土；填土1100110016001600用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松少许用镐翻松三类土三类土( (坚土坚土) )软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土；粉质粘

5、土；干黄土、含有碎石卵石的黄土；粉质粘土；压实的填土压实的填土1750175019001900主要用镐，少许用主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部锹、锄头挖掘，部分用撬棍分用撬棍四类土四类土( (砂砾坚土砂砾坚土) )坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩配砂石；软泥灰岩19001900整个先用镐、撬棍，整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分后用锹挖掘，部分用楔子及大锤用楔子及大锤五类土五类土( (软石软石) )硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；硬质粘土；中密的页岩、泥

6、灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩1100110027002700用镐或撬棍、大锤用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆挖掘，部分使用爆破方法破方法六类土六类土( (次坚石次坚石) )泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长密实的石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长岩岩2200220029002900用爆破方法开挖，用爆破方法开挖，部分用风镐部分用风镐七类土七类土( (坚石坚石) )大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片粒花

7、岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩2500250031003100用爆破方法开挖用爆破方法开挖八类土八类土( (特坚土特坚土) )安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、玢岩、辉绿岩玢岩、辉绿岩2700270033003300用爆破方法开挖用爆破方法开挖三、三、土的基本性质土的基本性质 (1)土的天然含水量土的天然含水量土的含水量土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率，即是土中水的质量与固体颗粒质量之

8、比的百分率，即式中：式中：土中水的质量土中水的质量土中固体颗粒的质量。土中固体颗粒的质量。（2）土的天然密度和干密度）土的天然密度和干密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。式中：式中：ms土中固体颗粒的质量。土中固体颗粒的质量。mV100%wsmm1 0 0 %wsmm wmVsdmV土的干密度越大，表示土越密实。工程上常把土的干密度作为评土的干密度越大，表示土越密实。工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的压实质量。土的

9、干密度与定土体密实程度的标准，以控制填土工程的压实质量。土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：土的天然密度之间有如下关系：(1)(1)swsssdmmmmmmVVVV 1d(3)可松性可松性自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。仍不能恢复其原来的体积。土在天然土在天然状态下的体积（状态下的体积（m3）；）；土挖出后在松散状态下的体积土挖出后在松散状态下的体积(m3)；土经回填压（夯）实后的体积土经回填压（夯）实后的体积(m3)原状松散VVKs原状压实VVKs原状V松散V压实V（4）渗

10、透性）渗透性水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用数，用k表示，单位为表示，单位为m/d。 式中： 水在土中的渗透速度，m/d 水力坡度，即两点水头差与其水平距离之比； 土的渗透系数，m/d。 kiLhkLHHk21LHHi21ik1.2土方土方工程量计算工程量计算一、一、基坑、基槽土方量计算基坑、基槽土方量计算12(4)6oHVAAA1、场地设计标高的确定场地设计标高的确定42221121122HHHHanaHnHHHHH422211211nHHHHH44324321二、二、场地平整土方量计算

11、场地平整土方量计算liHHdnyyxxdnililHHAiy=2ix=3ahhhx2111图例施工高度 hn设计标高 Hdn角点编号地面标高 Hn ix=3iy=2零线2、场地土方工程量计算场地土方工程量计算ahhhx2122h1h5h11h15挖方区填方区零 线 图图1.13 场地边坡平面图场地边坡平面图三、三、土方调配土方调配 1 1应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。 2 2应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。 3 3尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。 4 4调配区大

12、小的划分应满足主要土方施工机械工作面大小（如铲运机铲调配区大小的划分应满足主要土方施工机械工作面大小（如铲运机铲土长度）的要求，使土方机械和运输车辆的效率能得到充分发挥。土长度）的要求，使土方机械和运输车辆的效率能得到充分发挥。 2、土方调配区的划分土方调配区的划分 1、土方调配原则土方调配原则iiiVVxXiiiVVyY22)()(WTWTyyxxL1 1用用“最小元素法最小元素法”编制初始调配方案编制初始调配方案2 2最优方案判别法最优方案判别法3.3.方案的调整方案的调整w2T2w1T3w4T1w33、 用用“表上作业法表上作业法”求解最优调配方案求解最优调配方案w2w1T2T3w4T1

13、w31.3土方工程施工土方工程施工准备与基坑槽的开挖准备与基坑槽的开挖 （一） 施工准备 （二） 定位与放线一、一、施工准备施工准备及定位放线及定位放线 1、房屋定位、房屋定位 房屋定位：在基础施工之前根据建筑总平面图设计要求，将拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。 定位一般用经纬仪、水准仪和钢尺等测量仪器，根据主轴线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上(见图见图1-20所示所示)。 房屋外墙轴线测定后，根据建筑平面图将内部纵横的所有轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小钉标识出来。图图1-20建筑物的定位建筑物的定位 图图1-20建筑物的定位建筑物的定位 2、放线、放线 房屋

14、定位后，根据基础的宽度、土质情况、基础埋置深度及施工方法，计算确定基槽(坑)上口开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上画出基槽(坑)开挖的上口边线即放线(见图见图1-21所示所示)。 图图1-21放线示意图放线示意图二、土壁稳定二、土壁稳定 土壁稳定,主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡,一旦失去平衡,土壁就会塌方.(一)土壁塌方的原因 (1)边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。 (2)基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度. (3)雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌

15、方的主要原因。（二）防止塌方的措施放足边坡边坡设置参照书第四页（表1-3）适当堆物做好排水边坡坡面稳定-塑料薄膜覆盖、水泥砂浆抹面、挂网挂面、喷浆。 两侧挡土板水平放置两侧挡土板水平放置, ,用工具用工具式或木横撑借木楔顶紧式或木横撑借木楔顶紧, ,挖一层挖一层土土, ,支顶一层支顶一层 适于能保持立壁的干土或天然适于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土湿度的粘土类土, ,地下水很少地下水很少, ,深深度在度在2m2m以内以内三、基坑开挖与支护三、基坑开挖与支护 挡土板水平放置挡土板水平放置, ,中间留出间隔中间留出间隔, ,并在两并在两侧同时对称立竖枋木侧同时对称立竖枋木, ,再用工具式或木

16、横撑再用工具式或木横撑上下顶紧。适于能保持直立壁的干土或天上下顶紧。适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土然湿度的粘土类土, ,地下水很少地下水很少, ,深度在深度在3m3m以内。以内。挡土板水平连续放置挡土板水平连续放置, ,不留间隙不留间隙, ,然后两然后两侧同时对称立竖枋木侧同时对称立竖枋木, ,上下各顶一根撑木上下各顶一根撑木, ,端头加木楔顶紧；适用于较松散的干土或端头加木楔顶紧；适用于较松散的干土或天然湿度的粘土类土天然湿度的粘土类土, ,地下水很少地下水很少, ,深度为深度为3 35m 5m 挡土板垂直放置挡土板垂直放置, ,连续或留适当间隙连续或留适当间隙, ,然然后每侧上

17、下各水平顶一根枋木后每侧上下各水平顶一根枋木, ,再用横撑再用横撑顶紧；适于土质较松散或湿度很高的土顶紧；适于土质较松散或湿度很高的土, ,地下水较少地下水较少, ,深度不限深度不限 沟槽上部设连续或水平支撑沟槽上部设连续或水平支撑, ,下部设下部设连续或垂直支撑；连续或垂直支撑；适于沟槽深度较大适于沟槽深度较大, ,下部有含水土层下部有含水土层情况情况 不沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或不沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H H型钢桩型钢桩, ,间距间距1 11.5m,1.5m,然后边挖方然后边挖方, ,边将边将3 36cm6cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土厚的挡土板塞进钢桩之间挡土, ,并在横

18、并在横向挡板与型钢桩之间打入楔子向挡板与型钢桩之间打入楔子, ,使横板与土使横板与土体紧密接触体紧密接触 适于地下水位较低适于地下水位较低, ,深度不很大的一般粘深度不很大的一般粘性或砂土层中应用性或砂土层中应用 在开挖基坑的周围打钢板桩或钢筋在开挖基坑的周围打钢板桩或钢筋混凝土板桩混凝土板桩, ,板桩入土深度及悬臂长度板桩入土深度及悬臂长度应经计算确定应经计算确定, ,如基坑宽度很大如基坑宽度很大, ,可加可加水平支撑；适于一般地下水、深度和水平支撑；适于一般地下水、深度和宽度不很大的粘性或砂土层中应用宽度不很大的粘性或砂土层中应用 在开挖的基坑周围打钢板桩在开挖的基坑周围打钢板桩, ,在柱

19、位置在柱位置上打入暂设的钢柱上打入暂设的钢柱, ,在基坑中挖土在基坑中挖土, ,每下挖每下挖3 34m,4m,装上一层构架支撑体系装上一层构架支撑体系, ,挖土在钢挖土在钢构架网格中进行构架网格中进行, ,亦可不预先打入钢柱亦可不预先打入钢柱, ,随随挖随接长支柱挖随接长支柱适于在饱和软弱土层中开挖较大、较适于在饱和软弱土层中开挖较大、较深基坑深基坑, ,钢板桩刚度不够时采用钢板桩刚度不够时采用 在开挖基坑的周围在开挖基坑的周围, ,用钻机钻孔用钻机钻孔, ,现场灌注钢筋混现场灌注钢筋混凝土桩凝土桩, ,达到强度后达到强度后, ,在基坑中间用机械或人工挖土在基坑中间用机械或人工挖土, ,下挖下

20、挖1m1m左右装上横撑左右装上横撑, ,在桩背面装上拉杆与已设锚在桩背面装上拉杆与已设锚桩拉紧桩拉紧, ,然后继续挖土至要求深度。在桩间土方挖然后继续挖土至要求深度。在桩间土方挖成外拱形，使之起土拱作用。如基坑深度小于成外拱形，使之起土拱作用。如基坑深度小于6m,6m,或邻近有建筑物或邻近有建筑物, ,亦可不设锚拉杆亦可不设锚拉杆, ,采取加密桩距或采取加密桩距或加大桩径处理适于开挖较大、较深加大桩径处理适于开挖较大、较深(6m)(6m)基坑基坑, ,临近临近有建筑物有建筑物, ,不允许支护不允许支护, ,背面地基有下沉、位移时采背面地基有下沉、位移时采用。用。 同挡土灌注桩支撑同挡土灌注桩支

21、撑, ,但在桩顶不设锚桩锚杆但在桩顶不设锚桩锚杆, ,而是挖至一定深度而是挖至一定深度, ,每隔一定距离向桩背面斜每隔一定距离向桩背面斜下方用锚杆钻机打孔下方用锚杆钻机打孔, ,安放钢筋锚杆安放钢筋锚杆, ,用水泥压用水泥压力灌浆力灌浆, ,达到强度后达到强度后, ,安上横撑安上横撑, ,拉紧固定拉紧固定, ,在桩在桩中间进行挖土中间进行挖土, ,直至设计深度。如设直至设计深度。如设2 23 3层锚层锚杆杆, ,可挖一层土可挖一层土, ,装设一次锚杆装设一次锚杆 适于大型较深基坑适于大型较深基坑, ,施工期较长施工期较长, ,邻近有高邻近有高层建筑层建筑, ,不允许支护不允许支护, ,邻近地基

22、不允许有任何下邻近地基不允许有任何下沉位移时采用沉位移时采用 系将挡土灌注桩在平面布置上由单排桩改为双系将挡土灌注桩在平面布置上由单排桩改为双排桩排桩,呈对应或梅花式排列呈对应或梅花式排列,桩数保持不变桩数保持不变,双排桩双排桩的桩径的桩径d一般为一般为400600mm,排距排距L为为(1.53)d,在在双排桩顶部设圈梁使其成为整体刚架结构。亦可双排桩顶部设圈梁使其成为整体刚架结构。亦可在基坑每侧中段设双排桩在基坑每侧中段设双排桩,而在四角仍采用单排而在四角仍采用单排桩。采用双排桩支护可使支护整体刚度增大桩。采用双排桩支护可使支护整体刚度增大,桩的桩的内力和水平位移减小内力和水平位移减小,提高

23、护坡效果提高护坡效果.适于基坑较适于基坑较深深,采用单排混凝土灌注桩挡土采用单排混凝土灌注桩挡土,强度和刚度均不能强度和刚度均不能胜胜任时使用任时使用在开挖的基坑周围在开挖的基坑周围,先建造混凝土或钢筋混凝土先建造混凝土或钢筋混凝土地下连续墙地下连续墙,达到强度后达到强度后,在墙中间用机械或人工挖在墙中间用机械或人工挖土土,直至要求深度。对跨度、深度很大时直至要求深度。对跨度、深度很大时,可在内部可在内部加设水平支撑及支柱。用于逆作法施工加设水平支撑及支柱。用于逆作法施工,每下挖一每下挖一层层,把下一层梁、板、柱浇筑完成把下一层梁、板、柱浇筑完成,以此作为地下连以此作为地下连续墙的水平框架支撑

24、续墙的水平框架支撑,如此循环作业如此循环作业,直到地下室的直到地下室的底层全部挖完土底层全部挖完土,浇筑完成。浇筑完成。适于开挖较大、较深适于开挖较大、较深(10m)、有地下水、周围、有地下水、周围有建筑物、公路的基坑有建筑物、公路的基坑,作为地下结构的外墙一部作为地下结构的外墙一部分分,或用于高层建筑的逆作法施工或用于高层建筑的逆作法施工,作为地下室结构作为地下室结构的部分外墙。的部分外墙。在开挖基坑的周围先建造地下连续墙支护在开挖基坑的周围先建造地下连续墙支护,在在墙中部用机械配合人工开挖土方至锚杆部位墙中部用机械配合人工开挖土方至锚杆部位,用锚用锚杆钻机在要求位置钻孔杆钻机在要求位置钻孔

25、,放入锚杆放入锚杆,进行灌浆进行灌浆,待达待达到强度到强度,装上锚杆横梁装上锚杆横梁,或锚头垫座或锚头垫座,然后继续下挖然后继续下挖至要求深度至要求深度,如设如设23层锚杆层锚杆,每挖一层装一层每挖一层装一层,采采用快凝砂浆灌浆。用快凝砂浆灌浆。适于开挖较大、较深适于开挖较大、较深(10m)、有地下水的大型、有地下水的大型基坑基坑,周围有高层建筑周围有高层建筑,不允许支护有变形、采用不允许支护有变形、采用机机械挖方、要求有较大空间、不允许内部设支撑时械挖方、要求有较大空间、不允许内部设支撑时采用。采用。在基坑周围打板桩或设挡土灌注桩在基坑周围打板桩或设挡土灌注桩,在内在内侧放坡挖中间部分土方到

26、坑底侧放坡挖中间部分土方到坑底,先施工中间先施工中间部分结构至地面部分结构至地面,然后再利用此结构作支承然后再利用此结构作支承向板桩向板桩(灌注桩灌注桩)支水平横顶撑支水平横顶撑,挖除放坡部分挖除放坡部分土方土方,每挖一层支一层水平横顶撑每挖一层支一层水平横顶撑,直到设计直到设计深度深度,最后再建该部分结构。最后再建该部分结构。适于开挖较大、较深的基坑适于开挖较大、较深的基坑,支护桩刚支护桩刚度不够度不够,又不允许设置过多支撑时用又不允许设置过多支撑时用。在基坑周围打板桩或设挡土灌注在基坑周围打板桩或设挡土灌注桩桩,在内侧放坡挖中间部分土方到坑底在内侧放坡挖中间部分土方到坑底,并先施工好中间部

27、分基础并先施工好中间部分基础,再从基础向再从基础向桩上方支斜顶撑桩上方支斜顶撑,然后再把放坡的土方然后再把放坡的土方挖除挖除,每挖一层每挖一层,支一层斜撑支一层斜撑,直至坑底直至坑底,最后建该部分结构。最后建该部分结构。适于开挖较大、较深基坑、支护适于开挖较大、较深基坑、支护桩桩刚度不够、坑内不允许设置过多支撑刚度不够、坑内不允许设置过多支撑时用。时用。深层搅拌水泥土桩是加固饱和软土的一种新方法，最早用于加固软土地深层搅拌水泥土桩是加固饱和软土的一种新方法，最早用于加固软土地基，近年来发展作为防渗墙及浅基坑的挡土支护桩。它由搅拌桩机将水泥和土基，近年来发展作为防渗墙及浅基坑的挡土支护桩。它由搅

28、拌桩机将水泥和土强行搅拌，形成柱状的搅拌水泥土桩，水泥土柱状加固体连续搭接形成密封挡强行搅拌，形成柱状的搅拌水泥土桩，水泥土柱状加固体连续搭接形成密封挡墙；兼具隔水作用的挡土支护桩通常布置成格栅式要求相邻桩搭接不小于墙；兼具隔水作用的挡土支护桩通常布置成格栅式要求相邻桩搭接不小于20cm，格栅的截面置换率（加固土面积与总面积之比）为，格栅的截面置换率（加固土面积与总面积之比）为0.60.8。它适用于。它适用于46m深的沿海地区如沪、江浙、闽、粤等的软土地基基坑，采取卸荷方法最深的沿海地区如沪、江浙、闽、粤等的软土地基基坑，采取卸荷方法最大可达大可达7m。 利用深层搅拌水泥土桩的良好止水性能作帷

29、幕，与灌注桩（钻孔灌注桩、沉利用深层搅拌水泥土桩的良好止水性能作帷幕，与灌注桩（钻孔灌注桩、沉管灌注桩或人工挖孔灌注桩）的挡土性能结合起来，可以支护较深的基坑。同时管灌注桩或人工挖孔灌注桩）的挡土性能结合起来，可以支护较深的基坑。同时基坑四周地下水被封闭，仅在基坑内降水排水，即可开挖土方。基坑四周地下水被封闭，仅在基坑内降水排水，即可开挖土方。深层搅拌水泥土桩与挡土灌注桩结合支护是软土、普通粘土及地下水位较高深层搅拌水泥土桩与挡土灌注桩结合支护是软土、普通粘土及地下水位较高地区深基坑支护的主要方法，其应用是止水挡土支护结构中较广泛的。它有悬臂地区深基坑支护的主要方法，其应用是止水挡土支护结构中

30、较广泛的。它有悬臂桩和有锚桩两类，前者一般适用深度桩和有锚桩两类，前者一般适用深度7m以下的基坑，后者则可达以下的基坑，后者则可达18m的基坑深的基坑深度。有锚桩是在桩后设柔性系杆（如钢索、土锚杆等）或在桩前设刚性支撑（如度。有锚桩是在桩后设柔性系杆（如钢索、土锚杆等）或在桩前设刚性支撑（如钢筋混凝土大梁、型钢、钢管）加以固定。钢筋混凝土大梁、型钢、钢管）加以固定。钢板桩是一种较老的基坑支护，适用于软土、淤泥质土、松散砂土及地下钢板桩是一种较老的基坑支护，适用于软土、淤泥质土、松散砂土及地下水多地区。钢板桩的种类很多，基本上分为平板与波浪形板桩两类，每类中水多地区。钢板桩的种类很多，基本上分为

31、平板与波浪形板桩两类，每类中又有多种形式。平板桩又有多种形式。平板桩(图图1.26槽钢和图槽钢和图1.27a一字型截面一字型截面)承受轴向应力的性承受轴向应力的性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小，常用于能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小，常用于4m以下深度的较浅以下深度的较浅基坑或基槽，一般采用悬臂式板桩即依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳基坑或基槽，一般采用悬臂式板桩即依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳定或顶部设一道支撑或拉锚。定或顶部设一道支撑或拉锚。图图1.26 槽钢钢板桩截面型式槽钢钢板桩截面型式 图图1.27 常用锁口的钢板桩截面型式常用锁口的钢板桩截面型式(a)

32、一字型截面一字型截面 波浪式板桩，尤其是波浪式板桩，尤其是“拉森拉森”式钢板桩式钢板桩(图图1.27b)抗弯性能都较好，施工应用抗弯性能都较好，施工应用较较多。它有悬臂式板桩和有锚板桩两类，前者一般适用深度多。它有悬臂式板桩和有锚板桩两类，前者一般适用深度10m以下的基坑，后者以下的基坑，后者则可达则可达16m的基坑深度。有锚板桩是在板桩墙后设柔性系杆（如钢索、土锚杆的基坑深度。有锚板桩是在板桩墙后设柔性系杆（如钢索、土锚杆等）或在板桩墙前设刚性支撑（如大型型钢、钢管）加以固定。当基坑特别宽大等）或在板桩墙前设刚性支撑（如大型型钢、钢管）加以固定。当基坑特别宽大或基坑内不允许有刚性支撑阻拦时，

33、则可设置柔性系杆。或基坑内不允许有刚性支撑阻拦时，则可设置柔性系杆。 图图1.27 常用锁口的钢板桩截面型式常用锁口的钢板桩截面型式 (b) U型截面型截面 在基坑开挖坡面，用机械钻孔或洛阳铲成，在基坑开挖坡面，用机械钻孔或洛阳铲成，孔内放钢筋并注浆，在坡面安装钢筋网，喷射孔内放钢筋并注浆，在坡面安装钢筋网，喷射C20厚厚80200mm厚的混凝土，使土体、钢筋厚的混凝土，使土体、钢筋与与喷射混凝土面板结合，成为深基坑土钉支护，如喷射混凝土面板结合，成为深基坑土钉支护，如图图1.30所示，基坑坡面可以竖直所示，基坑坡面可以竖直90，也可是，也可是80左右，土钉长度按计算确定。左右，土钉长度按计算

34、确定。适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土，在我国北方、土、普通粘土或非松散性的砂土，在我国北方、南方应用都较普遍。基坑深度一般在南方应用都较普遍。基坑深度一般在15m以下，以下，国内资料表明土钉支护已做到国内资料表明土钉支护已做到18m。图1.30 土钉实例 四、施工排水四、施工排水降低地下水位：降低地下水位：常采用明沟排水法和井点降水法。1、明沟排水法：、明沟排水法： （动画）见图1.1 明沟排水法适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，否则易发生流砂现象。 施工

35、顺序：施工顺序：挖至地下水位时，挖排水沟挖至地下水位时，挖排水沟设集水井设集水井抽水抽水再挖土、沟、井再挖土、沟、井 （1）流砂现象流砂现象（流砂的发生：当基坑挖至地下水位以下，且采用集水井排水时，坑底、坑壁的土粒形成流动状态随地下水的渗流不断涌入基坑，即为流砂）1动水压力动水压力地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，使地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。动水压力的大小与水力坡度成水流对土颗粒产生的一种压力。动水压力的大小与水力坡度成正比，方向同渗流方向。正比，方向同渗流方向。 2流砂原因流砂原因 Q F GD 当当 动水压力大于或等于动水压力大于或等于土的浸水重度

36、时，土粒被水土的浸水重度时，土粒被水流带到基坑内。主要发生在流带到基坑内。主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中。泥中。(2)流砂的防治方法流砂的防治方法 尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 抢挖法：即在水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡； 采用井点降水法防止流砂产生。 2、井点降水法井点降水法 井点降水：开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。 井点降水分类： 轻型井点 (如图图1.2） 喷射井点 电渗井

37、点 管井井点 渗井井点对不同的土质应采用不同的降水形式，表表1.3为常用的降水形式。 3.3.轻型井点的设计轻型井点的设计（1 1）轻型井点的组成）轻型井点的组成（2 2）轻型井点的布置）轻型井点的布置1）平面布置：确定井点布置的形式、总管长度、井点管数量、水泵数量及位置。a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置（d）U形布置2 2）高程布置：确定井点管的埋置深度。）高程布置：确定井点管的埋置深度。 在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算(图图1.1.3(b)3(b)： 式中 H1井点管埋设面至基坑底的距离，m； h基坑中心处坑底

38、面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.51.0m； i地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4； L井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。 1H +h+iLH （3）轻型井点的计算）轻型井点的计算确定平面布置高程布置计算井点管数量调整1）高程计算）高程计算公式公式hh1hiL2）总管及井点管数量的计算）总管及井点管数量的计算水井的分类水井的分类：涌水量的计算涌水量的计算无压完整井：无压不完整井：有效深度H0，当H0H时，仍取H； S井点管处水位降低值（S+iL）承压完整井：H含水层厚度；S水位降低值； y

39、0环状井点的假想半径；A环状井点包围的面积000(2)1.366;1.95lglg5Hs sQKRs H KRyAy矩形基坑（L: B）：4、轻型井点的施工、轻型井点的施工轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。 埋设井点系统的顺序：根据降水方案放线、挖管沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设备、试抽。 井点管的埋设一般用水冲法施工水冲法施工（动画）（动画）分为冲孔(图图1.6a)和埋管(图图1.6b)两个过程 。1.4土方工程的机械化施工土方工程的机械化施工( (1)1)推土机推土机图图1.41 液压式推土机外形图液压式推土机外形图 一、一、常

40、用土方施工机械常用土方施工机械图图1.42 下坡推土法下坡推土法 图图1.43 槽形推土槽形推土 图图1.44 并列推土并列推土 (2)铲运机铲运机 图图1.46 G6-2.5型型拖式铲运机外形图拖式铲运机外形图 图图1.47 CL7型自行式铲运机外形图型自行式铲运机外形图 图图 1.50 推土机助铲推土机助铲 (3)挖土机挖土机图图1.52 正铲挖土机开挖方式正铲挖土机开挖方式(a)侧向开挖；（侧向开挖；（b）正向开挖）正向开挖 1正铲挖土机；正铲挖土机；2自卸汽车自卸汽车图图1.53 正铲一层通道多次开挖基坑正铲一层通道多次开挖基坑、为通道断面及开挖顺为通道断面及开挖顺序序 图图1.56

41、履带式机械传动反铲挖土机履带式机械传动反铲挖土机 图图 1.57 液压反铲挖土机工作尺寸液压反铲挖土机工作尺寸图图1.58 反铲挖土机开挖方式反铲挖土机开挖方式（a）沟端开挖；）沟端开挖； (b) 沟侧开挖沟侧开挖 1反铲挖土机；反铲挖土机；2自卸自卸汽车；汽车；3弃土堆弃土堆图图1.60 履带式拉铲挖土机履带式拉铲挖土机 图图1.61 履带式抓铲挖土机履带式抓铲挖土机 1.5土方填筑与压实土方填筑与压实对填方土料应按设计要求验收后方可填入。对填方土料应按设计要求验收后方可填入。如设计无要求，按如设计无要求，按施工手册施工手册要求如下：要求如下：碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意

42、）和爆破石碴可用作碎石类土、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；含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；碎块草表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；碎块草皮和有机质含量大于皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方。含有大量有机物的的土，仅用于无压实要求的填方。含有大量有机物的土，容易降解变形而降低承载能力；含水溶性硫酸盐大于土，容易降解变形而降低承载能力；含水溶性硫酸盐大于5%的土，在地下水的土，在地下水的作用下，硫酸盐会逐渐溶解消失，形成孔洞影响密实性；因此前述两种土的作用下，硫酸盐会逐渐溶解消失，形成孔洞影响密实性；因

43、此前述两种土以及淤泥和淤泥质土、冻土、膨胀土等均不应作为填土。以及淤泥和淤泥质土、冻土、膨胀土等均不应作为填土。一、一、土料选择与填筑要求土料选择与填筑要求(1)碾压法 图1.69 羊足碾 图图1.67 1.67 光轮压路机光轮压路机（a a）两轴两轮；（）两轴两轮；（b b）两轴三轮）两轴三轮二、二、填土压实方法填土压实方法 图图1.70 轮胎压路机轮胎压路机 图图1.71 1.71 蛙式打夯机蛙式打夯机 11夯头；夯头；22夯架；夯架； 33三角胶带；三角胶带；44底盘底盘 (1)压实功的影响压实功的影响(2)含水量的影响含水量的影响图图1.73 土的干密度与含水量关系土的干密度与含水量关

44、系 图图1.72 土的密度与压实功的关系土的密度与压实功的关系 三、三、填土压实质量的影响因素填土压实质量的影响因素 图图1.74 1.74 压实作用沿深度的变化压实作用沿深度的变化 压实机具压实机具分层厚度分层厚度(mm)(mm)每层压实遍每层压实遍数数平平 碾碾2502503003006 68 8振动压实机振动压实机2502503503503 34 4柴油打夯机柴油打夯机2002002502503 34 4人工打夯人工打夯2002003 34 41.6爆破施工爆破施工 一、爆破原理一、爆破原理 炸药引爆后，由原来体积很小的炸药，经过化学变化，在极短的时间内，由固体状态转变为气体状态，体积增

45、加数百倍甚至数千倍，同时产生很高的温度和巨大的冲击力，使周围的介质受到程度不同的破坏，这就叫做爆破。 (一)爆破作用圈 (二)爆破漏斗 爆破时距离爆破中心近的，受到的破坏就大；远的，受到爆破时距离爆破中心近的，受到的破坏就大；远的，受到的破坏就小。通常将爆破影响的范围分为以下几个爆破作的破坏就小。通常将爆破影响的范围分为以下几个爆破作用圈用圈(见图见图1-27所示所示)： 1.压缩圈压缩圈 2.抛掷圈抛掷圈 3.破坏圈破坏圈 4.振动圈振动圈图图1-27爆破作用圈爆破作用圈 当埋设在地下的药包爆炸后，地面就会出现一个爆破坑，一部分炸碎了的介质被抛至坑外，一部分仍坠落在坑内。形成爆破漏斗。（见图

46、1-29所示）爆破漏斗有以下几个参数： (1)最小抵抗线W：即从药包中心到临空面的最短距离。(2)爆破漏斗半径r：即漏斗上口的圆周半径。 (3)最大可见深度h：即从坠落在坑内的介质表面到临空面最大距离。 (4)爆破作用半径R：即从药包中心到爆破漏斗上口边沿的距离。 爆破漏斗的大小一般以爆破作用指数(n)来表示，即 n = r / W 当n=1时，称为标准抛掷爆破漏斗；n1时，称为加强抛掷爆破漏斗。 二、爆破材料炸药工程中常用的炸药有以下几种：二、爆破材料炸药工程中常用的炸药有以下几种： 1.硝铵炸药 它是硝酸铵、梯恩梯和少量木粉的混合物。工程中常用的2号岩石硝铵炸药，其配合比例为85 11 4，其受潮和结块后，爆破性能会降低。 2.梯恩梯(三硝基甲苯) 它呈结晶粉末状，淡黄色，压制后呈黄色，熔铸块呈褐色，不吸湿，爆炸威力大。但本身含氧不足，爆炸时产生有毒的一氧化碳气体，不宜用于地下作业及通风不良的环境下。当掺有砂石粉类固体杂质时，对撞击和摩擦有较高的敏感度。3.胶质炸药 它是由硝化甘油和硝酸铵(有时用硝酸钾或硝酸钠)的混合物，另加入一些木屑和稳定剂制成的。它的爆炸威力大，不吸湿，有较高密度和可塑性，适用于水下和坚硬岩石爆破。4.铵油炸药 它是硝酸铵和柴油(或加木粉)的混合物，通