01土方工程ppt课件

1、第1章 土方工程.第1章 土方工程1.1 概述1.2 场地平整与土方量计算1.3 基坑土方工程施工1.4 土方的填筑1.5 土方的机械化施工本章小结.1.1 概 述一、土方工程的施工过程与常见类型二、土方工程的特点三、土的分类四、土的工程性质.1.1 概 述一、土方工程的施工过程与常见类型1.施工过程一切土的发掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等预备任务和辅助工程。2.常见类型场地平整、基坑槽开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。.1.1 概 述二、土方工程施工特点：1.工程量大、劳动繁重；2. 施工条件复杂； 3.受场地限制。因此，在组织土方工程施工前，应制定出技术可行经济合理的

2、施工设计方案。.1.1 概 述三、土的分类：1.按土的堆积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类： 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特巩固石八类。前四类为普通土，后四类为岩石。土的工程分类与现场鉴别方法见下表 土的分类 土 的 名 称 现场鉴别方法 一类土(松软土) 砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥) 能用锹、锄头挖掘 二类土(普通土) 亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土(坚土) 软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土

3、，压实的填筑土 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土(砂砾坚土) 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 土的分类 土 的 名 称 现场鉴别方法 五类土(软石) 硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法 六类土(次坚石) 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 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土 (坚石) 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的

4、安山岩、玄武岩 用爆破方法开挖 八类土(特坚硬石) ) 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、辉绿岩、玢岩 用爆破方法开挖 .1.1 概 述四、土的工程性质土的主要工程性质有：土的可松性、原状土经机械压实后的沉降量等；此外还有：浸透性、密实度、抗剪强度、土压力等。.1.1 概 述四、土的工程性质1.土的可松性：即自然形状下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即：1-1式中 最初可松性系数； 最后可松性系数； V1 土在自然形状下的体积m3； V2 土经开挖后的松散体积m3； V3 土经回填压实后的体

5、积m3。 土的分类 可松性系数 KSKs一类土(松软土) 1.081.17 1.011.03 二类土(普通土) 1.141.28 1.021.05 三类土(坚土) 1.241.30 1.041.07 四类土(砂砾坚土) 1.261.32 1.061.09 五类土(软石) 1.301.45 1.101.20 六类土(次坚石) 1.301.45 1.101.20 七类土 (坚石) 1.301.45 1.101.20 八类土(特坚硬石) ) 1.451.50 1.201.30 .1.1 概 述四、土的工程性质1.土的可松性：在土方调配、计算土方机械消费率及运输工具数量等的时候，必需思索土的可松性。土

6、的最初可松性是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数；土的最终可松性是计算场地平整标高及填方时所需挖土量的重要参数。 .1.1 概 述四、土的工程性质2.土的浸透性：土的浸透性：指土体被水透过的性质。土的浸透性用浸透系数表示。浸透系数：表示单位时间内水穿透土层的才干，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。.1.1 概 述四、土的工程性质3.原状土经机械压实后的沉降量：根据不同土质，其沉降量普通在：330cm之间。式中：P机械压实的有效作用力MPa C原状土的抗陷系数MPa.1.2 场地平整与土方量计算一、场地平整的概念场地平整就是将自然地面

7、改呵斥人们所要求的平面。二、场地平整土方施工方案确实定1.先平整整个场地，后开挖基坑槽；2.先开挖基坑槽，后平整场地；3.边平整场地，边开挖基坑槽。在场地平整前，必需确定场地设计标高、计算挖填方量、确定土方调配方案，并合理选择施工机械，拟定施工方案。.1.2 场地平整与土方量计算1.2.1 场地设计标高确实定1.2.2 场地平整土方工程量计算.1.2.1 场地标高设计一、场地设计标高确定的根本原那么二、场地设计标高确定的两种方法三、场地设计标高的调整.1.2.1 场地标高设计一、场地设计标高确定的根本原那么1.符合规划、消费工艺和运输要求；2. 充分利用地形，以减少挖方数量；3. 场地内的挖方

8、和填方能到达相互平衡，且土方量最小；4. 泄水坡度 2 0/00 ；5. 思索最高洪水位的影响。.1.2.1 场地标高设计二、场地设计标高确定的方法1普通方法：如场地比较平缓，对场地设计标高无特殊要求，可按照“挖填土方量相等的原那么确定场地设计标高；2用最小二乘法原理求最正确设计平面：运用最小二乘 法的原理，不仅可满足土方挖填平衡、还可做到土方的总工程量最小。 .二、场地设计标高确定的方法1.按挖填平衡原那么确定设计标高计算步骤：1根据场地地形图划分方格网a=10m40m2根据相邻等高线，用插入法计算或实测各方格角点的地面标高；3根据挖填平衡原那么计算场地设计标高；4根据泄水坡度调整设计标高；

9、5根据场地设计标高确定施工高度。.二、场地设计标高确定的方法1.按挖填平衡原那么确定设计标高计算步骤：1根据场地地形图划分方格网a=10m40m.二、场地设计标高确定的方法1.按挖填平衡原那么确定设计标高计算步骤：2根据相邻等高线，用插入法计算或实测各方格角点的地面标高；.二、场地设计标高确定的方法1.按挖填平衡原那么确定设计标高3根据挖填平衡原那么计算场地设计标高。思索各角点标高的“权Piz1 一个方格独有的角点标高； z2、z3、z4 分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。.二、场地设计标高确定的方法1.按挖填平衡原那么确定设计标高4根据泄水坡度调整设计标高；实践场地均应有一定的泄水坡度

10、。因此，应根据泄水要求计算出实践施工时所采用的设计标高。以Zo 作为场地中心的设计标高，那么场地恣意点的设计标高为：.二、场地设计标高确定的方法1.按挖填平衡原那么确定设计标高5根据场地设计标高确定施工高度施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值：1-6 式中 角点的原地形标高。 假设Hi为正值，那么该点为填方，Hi为负值那么为挖方。 .二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面1原理 任何一个平面在直角坐标体系中都可以用三个参数 c、 、 来确定。在这个平面上任何一点 i 的标高 ，可以根据下式求出：c 原点标高； x 方向的坡度； y 的方向坡度(1-6) 其中

11、 点在 x 方向的坐标； 点在 y 方向的坐标。.二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面1原理 与前述方法类似，将场地划分成方格网，并将原地形标高 标于图上，设最正确设计平面的方程为式1-6方式，那么该场地方格网角点的施工高度为：式中 方格网各角点的施工高度； 方格网各角点的设计平面标高； 方格网各角点的原地形标高； 方格角点总数。1-7.二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面1原理 土方工程量与施工高度之和成正比。由于施工高度有正有负，当施工高度之和为零时，那么阐明该场地土方的填挖平衡，但它不能反映出填方和挖方的绝对值之和为多少。为了不使施工高度正

12、负相互抵消，假设把施工高度平方之后再相加，那么其总和能反映土方工程填挖方绝对值之和的大小。但要留意，在计算施工高度总和时，应思索方格网各点施工高度在计算土方量时被运用的次数Pi，令为土方施工高度之平方和，那么:1-8 .二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面1原理将公式1-7代入上式，得: 当的值最小时，该设计平面既能使土方工程量最小，又能保证填挖方量相等填挖方不平衡时，上式所得数值不能够最小。这就是用最小二乘法求最正确设计平面的方法。1-9.二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面2计算方法 为了求得最小时的设计平面参数c、 、 可以对式1-9的c、

13、 、 分别求偏导数，并令其为0，于是得：1-10 .经过整理，可得以下准那么方程： 1-11 式中 ：余类推。 二、场地设计标高确定的方法. 解联立方程组1-11，可求得最正确设计平面此时髦未思索工艺、运输等要求的三个参数c、 ix 、iy 。然后即可根据方程式1-7算出各角点的施工高度。 在实践计算时，可采用列表方法表1-2。二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面2计算方法1 23456789101112131415点号 xyzPPxPy Pz Pxx Pxy Pyy Pxz Pyz H PH 0123 P Px Py Pz Pxx Pxy Pyy Pxz Pyz PH

14、 最正确设计平面计算表 表1-2 最后一列的和PH可用于检验计算结果，当PH=0，那么计算无误。. 运用上述准那么方程时，假设知c 或ix，或 iy 时，只需把这些知值作为常数代入，即可求得该条件下的最正确设计平面。二、场地设计标高确定的方法2.用最小二乘法确定最正确设计平面但它与无任何限制条件下求得的最正确设计平面相比，其总土方量一定比后者大。.三、场地设计标高的调整此任务在完成土方量计算后进展：1思索土的最终可松性，需相应提高设计标高，以到达土方量的实践平衡。2思索工程余土或工程用土，相应提高或降低设计 标高。3 根据经济比较结果，如采用场外取土或弃土的施工方案，那么应思索因此引起的土方量

15、的变化，需将设计标高进展调整。场地设计平面的调整任务也是繁重的，如修正设计标高，那么须重新计算土方工程量。.1.2.2 土方工程量计算土方工程的外形往往复杂，不规那么，普通情况下，都将其假设或划分成为一定的几何外形，并采器具有一定精度而又和实践情况近似的方法进展计算。 .1.2.2 土方工程量计算一、场地平整土方工程量计算步骤1. 场地设计标高确定后，求出平整的场地各角点的施工高度Hi 。 2. 确定“零线的位置。确定“零线的位置，了解整个场地的挖、填区域分布形状。3.按每个方格角点的施工高度算出填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样即得到整个场地的填、挖土方总量。.1.2.2 土方工程量

16、计算二、零线确实定1.零线即挖方区与填方区的交线，在该线上施工高度为零。2.零线确实定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点0的位置，将各相邻的零点衔接起来即为零线。 . 如不需计算零线确实切位置，那么绘出零线的大致走向即可。 零线确定后，便可进展土方量的计算。方格中土方量的计算有两种方法：“四方棱柱体法和“三角棱柱体法。 1.2.2 土方工程量计算.1.2.2 土方工程量计算三、四方棱柱体的体积计算方法1方格四个角点全部为填或全部为挖时：四方棱柱体的体积计算方法分两种情况：1-12式中 V 挖方或填方体积m3； H1、H 2、H3、H4 方格四个角点的填挖高度，均

17、取绝对值m。 a方格边长m。.1.2.2 土方工程量计算三、四方棱柱体的体积计算方法2方格四个角点部分是挖方，部分是填方：1-131-14b) 角点二填二挖 ； c)角点一填挖三挖填式中 H填挖方格角点中填挖方施工高度的总 和，取绝对值m； H 方格四角点施工高度之总和，取绝对值m。.1.2.2 土方工程量计算四、三角棱柱体的体积计算方法场地的挖方区和填方区的边沿都需求做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量计算多采用三角棱柱体的方法计算。.1.2.2 土方工程量计算四、三角棱柱体的体积计算方法计算时先把方格网顺地形等高线，将各个方格划分成三角形。 按地形将方格划分成三角形.1.2

18、.2 土方工程量计算四、三角棱柱体的体积计算方法1当三角形三个角点全部为挖或全部为填时：三角棱柱体的体积计算方法分两种情况：式中 V 挖方或填方体积m3； H1、H 2、H3三角形各角点的 施工高度，均取绝对值m。 a方格边长m。a) 全填或全挖.1.2.2 土方工程量计算三、四方棱柱体的体积计算方法2当三角形三个角点有填有挖时，零线将三角形分成两部分，一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体：.1.2.2 土方工程量计算三、四方棱柱体的体积计算方法2当三角形三个角点有填有挖时：其中锥体部分的体积为： 楔体部分的体积为 式中 H1、H2、H3 分别为三角形各角点的施工高度m， 取绝对

19、值，其中H3指的是锥体顶点的施工高度。 1-16 1-17 .1.3 基坑土方工程施工施工预备及定位放线1、场地清理；2、排除地面水；3、修筑好暂时道路及供水、供电等暂时设备；4、做好资料、机具及土方机械的进场任务；5、做好土方工程丈量、放线任务；6、做好边坡稳定、基坑槽支护、降低地下水任务。.1.3 基坑土方工程施工1.3.1 基坑土方工程量计算1.3.2 边坡稳定与基坑支护1.3.3 降水 1.3.4 基坑槽土方开挖.1.3.1 基坑槽土方工程量计算a基坑土方量计算 ；b基槽、路堤土方量计算式中：对基坑而言，H为基坑的深度，F1、F2分别为基 坑的上下底面积m2； 对基槽或路堤，H为基槽或

20、路堤的长度m， F1、F2为两端的面积m2； F0 ：F1与F2之间的中截面面积m2。1-18.1.3.1 基坑槽土方工程量计算基槽与路堤通常根据其外形曲线、折线、变截面等划分成假设干计算段，分段计算土方量，然后再累加求得总的土方工程量。假设基槽、路堤是等截面的，那么F1 = F2 = F0 ，由式1-18计算V = H F1 。 .1.3.2 边坡稳定与基坑槽支护一、边坡稳定一边坡稳定的条件与影响要素二放坡与护面二、基坑槽支护一基槽支护二基坑支护基坑支护原那么基坑支护类型基坑支护设计与施工.一、边坡及其稳定一边坡稳定条件与影响要素1. 破坏方式：.一、边坡及其稳定一边坡稳定条件与影响要素2.

21、 边坡稳定条件：QTC滑坡面T CT土体下滑力。 C土体抗剪力。或者说：土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。.一、边坡及其稳定一边坡稳定条件与影响要素3. 影响边坡稳定的要素：1引起抗剪强度降低的缘由气候的变化使土质松散；粘土中的夹层因浸水而发生光滑作用；饱和细砂、粉砂因受振动而液化。.一、边坡及其稳定一边坡稳定条件与影响要素3. 影响边坡稳定的要素：2引起土体内剪应力添加的缘由：边坡上面荷载添加，尤其是附近有动荷载；因下雨使土的含水量添加，因此使土体增重，并在土中渗流产生一定的动水压力； 土体裂痕中的水产生静水压力。在土方施工中，要预估各种能够出现

22、的情况，采取必要的措施护坡防坍，特别要留意及时排除雨水、地面水，防止坡顶集中堆载及振动。必要时可采用钢丝网细石混凝土或砂浆护坡面层加固。如是永久性土方边坡，那么应做好永久性加固措施。.一、边坡及其稳定二放坡与护面1、直壁不加支撑的允许深度：密实、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；巩固的粘土： 2m 。 .一、边坡及其稳定二放坡与护面2.放坡：1土方边坡的坡度：以挖方深度(或填方深度) H与底宽B之比表示。边坡坡度图BHm=B/H，m坡度系数m的物理意义：当基坑深为1米时，边坡宽度的大小。.d踏步形边坡一、边坡

23、及其稳定二放坡与护面2.放坡：2边坡方式：直线形、折线形、踏步形。.一、边坡及其稳定二放坡与护面2.放坡：3最陡坡度规定：土质均、水位低、时间短、5m深以内。下表深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1 :1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.75.一、边坡及其稳定二放坡与护面2.放坡：4边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法、土钉墙基坑边坡护面方法表示

24、图d土袋或砌石压坡护面c钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面a薄膜或砂浆覆盖b挂网或挂网抹砂浆护面.二、基坑槽支护开挖基坑槽时，如地质条件及周围环境答应，采用放坡开挖是较经济的。但在建筑稠密地域施工，或有地下水渗入基坑槽时往往不能够按要求的坡度放坡开挖，这时就需求进展基坑槽支护，以保证施工的顺利和平安，并减少对相邻建筑、管线等的不利影响。.一基槽支护1.横撑式支撑的分类：根据挡土板的不同，分为程度挡土板式以及垂直挡土板式两类。开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。a) 程度挡土板b) 垂直挡土板1-程度挡土板;2-垂直支撑;3-工具式支撑；4-垂直挡土板；5-程度支撑.一基槽支护1.横撑式支撑的分类：开

25、挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。.一基槽支护2.支撑所接受的荷载土压力：土压力的分布不仅与土的性质、土坡高度有关，且与支撑的方式及变形亦有关。由于沟槽的支护多为随挖、随铺、随撑，支撑构件的刚度不同，撑紧的程度又难以一致，故作用在支撑上的土压力不能按库伦或朗肯土压力实际计算。实测资料阐明，作用在横撑式支撑上的土压力的分布很复杂，也很不规那么。工程中通常按图1-18所示几种简化图形进展计算。.一基槽支护2.支撑所接受的荷载土压力：b)松砂a)密砂c)粘土.一基槽支护3.横撑式支撑的构造计算：挡土板、立柱及横撑的强度、变形及稳定对较宽的沟槽，采用横撑式支撑便不顺应，此时的土壁支护可采用类似于基坑的

26、支护方法。.二基坑支护基坑支护设计的原那么：首先要思索周边环境的维护；其次要满足本工程地下构造施工的要求；再那么应尽能够降低造价、便于施工。基坑支护的类型：重力式水泥土墙、板式支护构造、土钉墙等方式。.二基坑支护1.重力式支护构造1水泥土搅拌桩或称深层搅拌桩概念：它是经过搅拌桩机将水泥与土进展搅拌，构成柱状的水泥加固土搅拌桩。水泥土的水泥掺量通常12%15%单位土体的水泥掺量与土的重力密度之比。30m基坑支护.二基坑支护1.重力式支护构造2特点及运用：水泥土的强度可达0.81.2 MPa，其浸透系数很小，普通不大于10-6 cm/s。由水泥土搅拌桩搭接而构成水泥土墙，它既具有挡土作用，又兼有隔

27、水作用。它适用于46 m深的基坑，最大可达78 m。 .二基坑支护1.重力式支护构造3布置方式：水泥土墙通常布置成格栅式，格栅的置换率加固土的面积:水泥土墙的总面积为0.60.8。墙体的宽度b、插入深度hd根据基坑开挖深度h估算，普通b=(0.60.8)h，hd=0.81.2h搅拌桩；插筋；面板.二基坑支护1.重力式支护构造4水泥土墙的设计其破坏方式主要为：倾覆、滑动位移过大及整体失稳。设计主要包括整体稳定、抗倾覆稳定、抗滑移稳定、位移等，有时还应验算抗渗、墙体应力、地基强度等。计算简图.1.重力式支护构造5水泥土搅拌桩施工施工机械深层搅拌桩机的组成由深层搅拌机主机、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等

28、配套机械组成。图1-17深层搅拌桩机机组 1主机；2机架；3灰浆拌制机；4集料斗；5灰浆泵；6贮水池；7冷却水泵；8道轨；9导向管；10电缆；11输浆管；12水管.1.重力式支护构造5水泥土搅拌桩施工施工工艺 “一次喷浆、二次搅拌：适用于水泥掺量较小，土质较松时；“二次喷浆、三次搅拌：适用于水泥掺量较大，土质较密实的情况。.1.重力式支护构造5水泥土搅拌桩施工施工工艺 图1-32 “一次喷浆、二次搅拌施工流程 a)定位；b)预埋下沉；c)提升喷浆搅拌；d)反复下沉搅拌；e)反复提升搅拌；f )成桩终了当采用“二次喷浆、三次搅拌工艺时可在图示步骤5作业时也进展注浆，以后再反复4与5的过程。.1.

29、重力式支护构造5水泥土搅拌桩施工施工留意问题留意水泥浆配合比及搅拌制度、水泥浆放射速率与提升速度的关系及每根桩的水泥浆喷注量，以保证注浆的均匀性与桩身强度。施工中还应留意控制桩的垂直度以及桩的搭接等，以保证水泥土墙的整体性与抗渗性。.2.板式支护构造1板式支护构造的组成板式支护构造由两大系统组成：挡墙系统和支撑(或拉锚)系统，悬臂式板桩支护构造那么不设支撑(或拉锚)。图1-20 板式支护构造1板桩墙；2围檩；3钢支撑；4斜撑； 5拉锚；6土锚杆；7先施工的根底；8竖撑.2.板式支护构造1板式支护构造的组成挡墙系统挡墙系统常用的资料有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩、SMW工法及地下延续墙等

30、。钢板桩方式与衔接：有平板式和波浪式两种。钢板桩之间经过锁口相互衔接，构成一道延续的挡墙。.2.板式支护构造1板式支护构造的组成挡墙系统钢板桩的特点：由于锁口的衔接，使钢板桩衔接结实，构成整体，同时也具有较好的隔水才干。钢板桩截面积小，易于打入。U形、Z形等波浪式钢板桩截面抗弯才干较好。钢板桩在根底施工终了后还可拔出反复运用。.2.板式支护构造1板式支护构造的组成支撑系统支撑系统普通采用大型钢管、H型钢或格构式钢支撑，也可采用现浇钢筋混凝土支撑。拉锚系统的资料普通用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。根据基坑开挖的深度及挡墙系统的截面性能可设置一道或多道支点。基坑较浅，挡墙具有一定刚度时，可采用悬臂式挡

31、墙而不设支点。支撑或拉锚与挡墙系统经过围檩、冠梁等衔接成整体。钢管支撑型钢支撑砼支撑.2.板式支护构造2板式支护构造的破坏方式a)板桩下部走动；b)拉锚破坏；c) 支撑破坏； d)拉锚长度缺乏；e)板桩失稳弯曲； f ) 板桩变形及土体沉降 图1-21板桩的工程事故入土深度不够板桩的入土深度、截面弯矩、支点反力、拉锚长度及板桩位移称为板桩的设计五大要素.2.板式支护构造3板式支护构造设计抗倾覆稳定性、整体稳定、内力计算板墙部分、支撑拉锚系统设计等.2.板式支护构造4钢板桩施工板桩墙的施工方法钢板桩、砼板桩采用打入法；灌注桩及地下延续墙采用就地成孔槽现浇的方法。板桩的施工要求足够的刚度、良好的防

32、水作用、墙面平直、封锁式板桩墙要求封锁合龙。正确选择打桩方法、打桩机械及流水段划分.2.板式支护构造4对于钢板桩，通常有三种打桩方法：单独打入法方法：从一角开场逐块插打，每块桩自起打到终了中途不停顿。优点：桩机行走道路短，施工简单、打设速度快；缺陷：宜向一边倾斜，累计误差不易纠正，平直度难以控制。适用范围：钢板桩长度不大小于10m、工程要求不高的情况。.2.板式支护构造4对于钢板桩，通常有三种打桩方法：围檩插桩法方法：用围檩支架做板桩打设导向安装：在地面上，离板桩墙轴线一定间隔先筑起双层围檩支架，而后将钢板桩依次在双层围檩中全部插好，成为一个高大的钢板桩墙，待四角实现封锁合拢后，再按阶梯型逐渐

33、将板桩一块块打入设计标高。在平面上分单面围檩和双面围檩，高度方向有单层和双层之分。.2.板式支护构造4对于钢板桩，通常有三种打桩方法：围檩插桩法要求：双面围檩之间的间隔，比两块板桩组合宽度大815mm。优点：可保证平面尺寸准确和钢板桩的垂直度；缺陷：施工速度慢，不经济。.2.板式支护构造4对于钢板桩，通常有三种打桩方法：分段复打桩方法：将1020块钢板桩组成的施工段沿单面围檩插入土中一定深度，构成较短的屏风墙，先将其两端的两块打入，严厉控制其垂直度，打好后用电焊固定在围檩上，然后将其他的板桩按顺序以1/2或1/3桩高度打入。优点：防止板桩过大的倾斜和改动，防止误差积累，有利于实现封锁合龙，且分

34、段打设，不会影响临近板桩施工。钢板桩振动沉桩.2.板式支护构造5钢板桩的拔除地下工程施工终了后，钢板桩普通都要拔出，以便反复运用。钢板桩的拔除要正确选择拔除方法与拔除顺序，由于板桩拔出时带土，往往会引起土体变形，对周围环境呵斥危害。必要时还应采取注浆填充等方法。.3.土钉墙概念：土钉墙是一种原位土体加筋技术，是由设置在坡体中的加筋杆件与其周围土体结实粘结构成的复合体以及面层构成的类似重力挡土墙的支护构造。土钉支护施工步骤.3.土钉墙适用范围：土钉墙基坑侧壁平安等级宜为二、三级的非软土场地，基坑深度不宜大于12米。 .1.3.3 降水在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，

35、地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。假设不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易呵斥边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，假设不把地下水位降低，那么基底能够被冲溃破坏。.1.3.3 降水因此，为了保证工程质量和施工平安，在基坑开挖前或开挖过程中，必需采取措施，控制地下水位，使基坑施工时坑底坚持枯燥。.1.3.3 降水降低地下水位的方法：集水井降水法：当基坑开挖较浅，可采用集水井降水法；当基坑开挖深度较大，但采用了止水帷幕，基坑内降水也多采用集水井降水法。井点降水法：如降水深度较大，

36、止水措施有限或土层为细砂、粉砂或软土地域时，宜采用井点降水法降水，在井点降水的同时往往也辅以部分的集水井降水。.1.3.3 降水一、集水井降水二、流砂景象及其防治三、井点降水.一、集水井降水集水井降水是一种设备简单、运用普遍的人工降低水方法。1.定义：在基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。25排水沟集水井水泵.一、集水井降水2施工过程3设 置周围的排水沟及集水井普通应设置在根底范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基坑中间设置盲沟排水。集水井的程度间距普通根据地下水量、基坑平面外形及水泵才干，每隔 20

37、40m 设置一个，基坑四个角应各设一个。 .一、集水井降水4构 造集水坑的直径或宽度普通为0.60.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并坚持低于挖土面0.71.0m；当基坑挖至设计标高后，集水坑底应低于基坑底面1.02.0m；坑壁可用竹、木资料等加固，也可用砖垒筑，底部铺设约0.3m厚碎石滤水层或采用下部砾石约 0.1m厚、上部粗砂约0.1m的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。 排水沟大小：宽为0.40.6m,深为0.40.6m,并有一定的坡度(2左右)。.一、集水井降水5.适用范围集水井降水法普通适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。它不适用

38、于粉砂土和细砂土，在这类土中易构成流砂。.二、流砂景象及其防治1、流砂景象的产生：动水压力：在地下水动力学中又称“ 浸透压力当采用集水坑排水时，由于地下水的平衡遭到破坏，地下水面和坑底之间存在着水头差，而产生渗流，引起水在土中的流动，随着坑底挖土深度的加深，该水头差也随之增大，水在渗流过程中遭到土粒的阻力，而水对土粒产生一种反力，这种反力就叫动水压力。动水压力的作用方向与水流方向一样.二、流砂景象及其防治1、流砂景象的产生：流砂产生的条件：条件1：水流方向从下向上；条件2：动水压力等于或大于土的浮重度。满足以上条件时，土粒处于悬浮形状，能随着渗流的水一同流动，带入基坑，便发生流砂景象。.二、流

39、砂景象及其防治2.流砂危害出现流砂景象时，土完全丧失承载力，土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度；严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因流砂而出现地基被掏空的景象，往往会呵斥建筑开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。.上海地铁工程实例：2003年7月1日凌晨，建立中的上海轨道交通4号线突发险情，呵斥假设干地面建筑物遭到破坏。上海市新闻办发布的音讯称，1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道交通4号线(浦东南路至南浦大桥)区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后出现大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9时左右，地面建筑物中山南路847号八层楼房发生倾斜，其主楼裙房部分倒塌。由于发现报警及时，楼内一切人

40、员均已提早撤出，因此没有呵斥人员伤亡，受其影响的周围楼房里的人员也曾经全部撤出。.上海地铁工程实例：群房倒塌倾斜楼房即将爆破.上海地铁工程实例：一泵房倾倒.二、流砂景象及其防治3.流砂的防治：1防治途径：减小或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。2详细措施：枯水期施工冻结法抢挖并抛大石块法设止水帷幕法人工降低地下水位法.二、流砂景象及其防治3.流砂的防治：枯水期施工枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。 冻结法将出现流砂区域的土进展冻结，阻止地下水流的渗流，以防止流砂产生。强挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超越冒砂速度，在挖至标高后立刻铺竹、芦

41、席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理部分的或细微的流砂。 .二、流砂景象及其防治3.流砂的防治：设止水帷幕法将延续的止水支护构造如延续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等打入基坑底面以下一定深度，构成封锁的止水帷幕，使土的渗流途径延伸、减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。人工降低地下水位法即采用井点降水法如轻型井点、管井井点、放射井点等，使动水压力的方向向下，从而能有效地防止和根治流砂。此法运用广泛且较为可靠。.1.3.3 井点降水一、井点降水的原理及作用二、井点降水的类型三、轻型井点布置四、轻型井点施工五、井点降水对周围环境的影响.一、井点降水的原理及作用1.井点降

42、水原理井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管井。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。图1-48 轻型井点法降低地下水位全貌图1自然地面;2 水泵;3 总管;4 井点管;5 滤管;6 降水后水位;7 原地下水水位;8 基坑地面.一、井点降水的原理及作用2.井点降水的作用a)防止涌水；b)稳定边坡；c)防止管涌；d)减少横向荷载；e)防止流砂图1- 29 井点降水的作用.一、井点降水的原理及作用2.井点降水的作用 1防止地下水涌入坑内； 2防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方； 3使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了

43、管涌； 4降水后，降低了深基坑围护构造的程度荷载； 5消除了地下水的的渗流，也防止了流砂景象； 6降低地下水位后，还使土体固结，添加地基土的承载力。.二、井点降水的类型井点有两大类：轻型井点和管井类。普通根据土的浸透系数、降水深度、设备条件及经济比较等要素确定，可参照表1.6选择。 井点类别 土的渗透性(m/d) 降水深度(m) 轻型井点一级轻型井点 0.15036 多级轻型井点0.150视井点级数而定 喷射井点0.150820 电渗井点15各种井点的适用范围 表1.6.三、轻型井点布置一组成轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成图1-48 轻型井点法降低地下水位全貌图1自然地面;2 水泵;3

44、总管;4 井点管;5 滤管;6 降水后水位;7 原地下水水位;8 基坑地面.三、轻型井点布置一组成轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成.三、轻型井点布置一组成1.管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。滤管：为进水设备，通常采用长度为1.01.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为1219mm的滤孔。骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面在绕一层粗铁丝维护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管衔接。.三、轻型井点布置一组成1.管路系统包括：井点管为直径38mm 和51mm、长

45、57m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管为直径100127mm的无缝钢管，每段长4m，其上端有井点管结合的短接头，间距0.8m或1.2m。.三、轻型井点布置一组成2.抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分别器又叫集水箱等组成。一套抽水设备的负荷长度即集水总管长度为100120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大负荷长度分别为100m和120m。 .三、轻型井点布置二轻型井点的设计1.平面布置根据基坑槽外形，轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。.三、轻型井点布置二轻型井点的设计1.平面布置单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降

46、水深度不超越5m的情况。双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。环形及U形布置适用于大面积基坑，如采用U形布置，那么井点管不封锁的一段应在地下水的下游方向。.三、轻型井点布置二轻型井点的设计2.高程布置高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的间隔，可按式1-39计算图1-52。 1-39 a)单排井点；b)双排、U形或环形布置.三、轻型井点布置二轻型井点的设计2.高程布置井点管的埋深应满足水泵的抽吸才干，否那么假设降低井点管的埋置面后，可满足降水深度要求时，可用一级井点降水；当一级井点达不到降水深度要求时，那么可采用二级井点。在确定井点管埋置深度时，还应思索井点管路出地面0.

47、20.3m，滤管必需埋在透水层中。 .三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算1水井分类井点管系统的涌水量根据水井实际进展计算。根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。无压井：当水井布置在具有潜水自在面的含水层中时即地下水面为自在面；承压井当水井布置在承压含水层中时；当水井底部到达不透水层时称为完好井，否那么称为非完好井。.三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算1水井分类水井的分类1承压完好井；2承压非完好井；3无压完好井；4无压非完好井.三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算2无压完好井涌水量计算单井或1- 44 式中 R抽水影响半径； K土的浸透系数m/d； H含

48、水层厚度m； S水井处水位降落高度m； r 水井单井的半径m。1- 49 .三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算2无压完好井涌水量计算公式1-44是无压完好单井的涌水量计算公式。但在井点系统中，各井点管是布置在基坑周围，许多井点同时抽水，即群井共同任务。群井的计算，可把由各井点管组成的群井系统，视为一口大的单井，得到群井的涌水量计算公式1-45。 .三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算2无压完好井涌水量计算群井或1- 45 式中 S 井点管处水位降落高度m；x0 井点管围成的水井的半径m1- 48 F 环形井点所包围的面积m2.三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算

49、3无压非完好井涌水量计算群井或1- 47 式中：H0有效含水深度抽水是在H0范围内遭到抽水影响，而假定在H0以下的水不受抽水影响.三、轻型井点布置二轻型井点的设计3.涌水量计算3无压非完好井涌水量计算群井有效含水深度H0可查表1.7，当算得的 H0 大于实践含水层的厚度 H 时，取H0 = H。S/(S+l)0.20.30.50.8H01.3(S+l)1.5(S+l)1.7(S+l)1.84(S+l)表1.7注：S/(S+l)的中间值可采用插入法求H0。上表中，S 为井点管内水位降落值m； l 为滤管长度m。.三、轻型井点布置二轻型井点的设计4.井点管数量计算 井点管最少数量由下式确定： 根

50、1-50 式中 q 为单根井管的最大出水量，由下式确定： (m3/d) d 为滤管直径m； 其它符号同前。.三、轻型井点布置二轻型井点的设计4. 井点管数量计算井点管最大间距便可求得1-52 m 式中 L总管长度m； n井点管最少根数。实践采用的井点管间距 D 该当与总管上接头尺寸相顺应。即尽能够采用0.8、1.2、1.6或2.0m 且 D n ，普通 n该当超越 1.1n，以防井点管堵塞等影响抽水效果。.四、轻型井点施工1.预备任务：井点设备、动力、水源及必要资料的预备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观测以及防止附近建筑物沉降措施的实施。轻型井点施工步骤为：预备任务 埋设井点衔接与试抽井点运转

51、与监测 井点撤除.四、轻型井点施工2.井点系统的埋设：埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。井点管的埋设方法：水冲法分冲孔与埋管两过程.四、轻型井点施工2.井点系统的埋设：本卷须知：冲孔深度宜比滤管底深 0.5左右。保证在井点管与孔壁之间填筑沙滤层的质量。井点填砂后，须用粘土封口，以防漏气。.四、轻型井点施工3.运用及撤除：井点系统全部安装终了后，需进展试抽，以检查有无漏气景象。正常的排水是细水长流，出水廓清。抽水时需求经常检查井点系统任务能否正常，以及检查观测井中水位下降情况，假设有较多井点管发生堵塞，影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔

52、出重埋。.五、井点降水对周围环境的影响1井点降水的不利影响降水漏斗范围内的地下水位下降以后，会呵斥土体固结沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因此所产生的沉降也是不均匀的。在实践工程中，还能够把土层中的一些土颗粒连同地下水抽出，这种景象会使地面产生的不均匀沉降加剧，呵斥附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。.五、井点降水对周围环境的影响2防备井点降水影响的措施1采用合理的井点降水布置，防止过度降水；2在周边环境维护有严厉要求的地域，尽能够采取设置止水帷幕的方法，切断地下水的渗流，必要时可进展坑内降水，减少降水影响范围；3降水场地外缘设置回灌水系统。 .1.3.4 基坑槽开挖基坑工程开挖常用的方法

53、：有直接分层开挖、有内支撑分层开挖、盆式开挖、岛式开挖及逆作法开挖等。基坑开挖遵照的原那么：在无内支撑的基坑中，土方开挖中应遵照“土方分层开挖、垫层随挖随浇的原那么；在有支撑的基坑中，应遵照“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原那么，垫层也应随挖随浇。土方开挖的顺序、方法必需与设计工况相一致。基坑(槽)土方开挖时应对支护构造、周围环境进展察看和监测，如出现异常情况应及时处置，待恢复正常后方可继续施工。 .一、直接分层 1.放坡开挖2.无支撑的基坑开挖 .一、直接分层 1.放坡开挖适用范围：放坡开挖适宜于基坑周围空阔、有足够的放坡场地，周围没有建筑设备或地下管线的情况；开挖深度：在脆弱地基

54、条件下，不宜挖深过大，普通控制在67m左右，在巩固土中，那么不受此限制。 特点：放坡开挖施工方便，挖土机作业时没有妨碍，工效高，可根据设计要求分层开挖或一次挖至坑底；基坑开挖后主体构造施任务业空间大，施工工期短。 .一、直接分层 2.无内支撑支护开挖：可分为悬臂式、拉锚式、重力式、土钉墙等几种。.一、直接分层2.无内支撑支护开挖特点及适用范围：无内支撑支护的土壁可垂直向下开挖，因此，不需在基坑边留出很大的场地，便于在基坑边较狭小、土质又较差的条件下施工。同时，在地下构造完成后，其坑边回填土方任务量小。.二、有内支撑基坑开挖在基坑较深、土质较差的情况下，普通支护构造需在基坑内设置支撑。有内支撑支

55、护的基坑土方开挖比较困难，其土方分层开挖主要思索与支撑施工相协调。.三、盆式开挖开挖过程：先开挖基坑中央部分，构成盆式图a，此时可利用留位的土坡来保证支护构造的稳定，此时的土坡相当于“土支撑。随后再施工中央区域内的根底底板及地下室构造图b，构成“中心岛。在地下室构造到达一定强度后开挖留坡部位的土方，并按“随挖随撑，先撑后挖的原那么，在支护构造与“中心岛之间设置支撑图c，最后再施工边缘部位的地下室构造图d。 .三、盆式开挖特点：支撑用量小、费用低、盆式部位土方开挖方便；但这种施工方法对地下构造需设置后浇带或在施工中留设备工缝，将地下构造分两阶段施工，对构造整体性及防水性亦有一定的影响。适用范围：

56、盆式开挖适宜于基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。.四、岛式开挖开挖过程：与盆式开挖类似，但先开挖边缘部分的土方，将基坑中央的土方暂时留置，该土方具有反压作用，可有效地防止坑底土的隆起，有利支护构造的稳定。必要时还可以在留土区与挡土墙之间架设支撑。在边缘土方开挖到基底以后，先浇筑该区域的底板，以构成底部支撑，然后再开挖中央部分的土方。.四、岛式开挖当基坑面积较大，而且地下室底板设计有后浇带或可以留设备工缝时，还可采用岛式开挖的方法。.1.4 土方填筑1.4.1 土料的选用与处置1.4.2 填土及压实的方法1.4.3 影响填土压实的要素1.4.4 填土压实的质量检查.1.4.1 土料

57、的选用与处置填方土料应符合设计要求，保证填方的强度与稳定性，选择的填料应为强度高、紧缩性小、水稳定性好、便于施工的土、石料。.1.4.1 土料的选用与处置如设计无要求时，应符合以下规定：级配良好的砂土或碎石土；以砾石、卵石或块石作填料时，分层夯实时其最大粒径不宜大于400mm；分层压实时其最大粒径不宜大于200mm；以粉质粘土、粉土作填料时，其含水量宜为最优含水量，可采用击实实验确定；如采用工业废料作为填土，必需保证其性能的稳定性；挖高填低或开山填沟的土料和石料，应符合设计要求；不得运用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机质含量大于5的土。.1.4.1 土料的选用与处置如设计无要求时，应符合以下

58、规定：填土应严厉控制含水量，使土料的含水量接近土的最正确含水量。施工前应对土的含水量进展检验。当土的含水量过大，应采用翻松、晾晒、风干等方法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水资料、打石灰桩等措施；如含水量偏低，那么可预先洒水潮湿。含水量过大或过小的土均难以压实。 .1.4.2 填土及压实的方法1.填土方法：填土可采用人工填土和机械填土。1人工填土普通用手推车运土，人工用锹、耙、锄等工具进展填筑，从最低部分开场由一端向另一端自下而上分层铺填。2机械填土可用推土机、铲运机或自卸汽车进展。用自卸汽车填土，需用推土机推开推平，采用机械填土时，可利用行驶的机械进展部分压实任务。填土必需分

59、层进展，并逐层压实。特别是机械填土，不得居高临下，不分层次，一次倾倒填筑。.1.4.2 填土及压实的方法2.压实方法填土的压实方法有碾压、夯实和振动压 实等几种。 碾压适用于大面积填土工程。碾压 机械有平碾压路机、羊足碾和汽胎碾。运用最普遍的是刚性平碾。夯实主要用于小面积填土，可以夯实粘性土或非粘性土。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。内燃夯土机作用深度为0.40.7m，它和蛙式打夯机都是运用较广的夯实机械。人力夯土木夯、石硪方法那么已很少运用。振动压实主要用于压实非粘性土，采用的机械主要是振动压路机、平板振动器等。.1.4.2 填土及压实的方法.1.4.3 影响填土压实的要素填土压本

60、质量与许多要素有关，其中主要影响要素为：压实功土的含水量每层铺土厚度。.1.4.3 影响填土压实的要素1 压实功的影响填土压实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。土的重度与所耗的功的关系见图1-59。.1.4.3 影响填土压实的要素1 压实功的影响实践施工中，对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否那么土层有剧烈起伏景象，效率不高。先用轻碾，再用重碾压实就会获得较好效果。 .1.4.3 影响填土压实的要素2含水量的影响在同一压实功条件下，填土的含水量对压本质量有直接影响。较为枯燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实