土方工程课件

1、土方工程2土方工程第一节 边坡稳定及支撑方法第二节 土地开挖第三节 XX高速公路路基工程土方坍塌事故第一节 边坡稳定及支撑方法一.地开挖的边坡稳定 场地开挖边坡应根据使用时间（临时或永久性）、土的种类、物理力学性质（内摩擦角、粘聚力、密度、湿度）、水文情况等确定。 对于永久性场地，开挖边坡坡度应按设计要求放坡，如设计无规定，可按表1-13所列采用。对使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，应根据工程地质和边坡高度，结合当地实践经验确定。永久性土工构筑物挖方的边坡坡度表1-13项次挖土性质边坡坡度1在天然湿度、层理均匀、不易膨胀的猫土、粉质钻土和砂土（不包括细砂、粉砂）内挖方深度不超过 3m1:1.0

2、01：1.252土质同上，深度为 312m1：1.251:1.503干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土，深度不超过 12m1:0.101:1.254在碎石土和泥灰岩土的地方，深度不超过 12m ，根据土的性质，层理特性和挖方深度确定1:0.501:1.505在风化岩内的挖方，根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定1:0.501:1.506在微风化岩石内的挖方，岩石无裂缝且无倾向挖方坡脚的岩层1:0.107在未风化的完整岩石内的挖方 直立的山坡整体稳定的情况下，如地质条件良好，土质较均匀，高度在 10m 内的边坡坡度可按 114 确定对岩石边坡坡度，根据其岩石类别和风化程度可按

3、表 115采用。 土质边坡坡度允许值表1-14土的类别密实度或状态坡度允许值（高：宽）坡高在5m以内坡高510m碎石土密实1:0.35:0.501:0.501:0.75中密1:0.501:0.751:0.751:1.00稍密1:0.751:1.001:1.001:1.25黏性土坚硬1:0.751:1.001:1.001:1.25硬塑1:1.001:1.251:1.251:1.50注：1.表中碎土石的充填物为坚硬或硬塑状态的黏性土；对于砂土或填充物为砂土的碎石土，其边坡坡度允许值均按照自然休止角确定。 岩石边坡坡度允许值 表1-15岩石类型风化程度坡度允许值（高：宽）坡高在8m以内坡高85m坡高

4、1530m 硬质岩石微风化1:0.101:0.201:0.201:0.351:0.301:0.50中等风化1:0.201:0.351:0.351:0.501:0.501:0.75强风化1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.00软质岩石微风化1:0.351:0.501:0.501:0.751:0.751:1.00中等风化1:0.501:0.751:0.751:1.001:1.001:1.50强风化1:0.751:1.001:1.001:1.25二.浅基坑（槽）和管沟边坡稳定 （一）浅基坑（槽）和管沟边坡的规定 当地质情况良好、土质均匀、地下水位低于基坑（槽）底面标高

5、时，可不加支撑。这时的边坡最陡坡度应按表1-16的规定确定。深度在5m以内（包括5m）的基坑（槽）边的最大坡度 表1-16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中密的碎石土（充填物为黏土）1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉质粘土，黏土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土（轻型井点降水后）1:1.00注： 1.静载指堆土或材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。静载或动载距挖方边缘的距

6、离应在1m以外，堆土或材料堆积高度不应超过1.5m。 2.若有成熟的经验或科学的理论计算并经试验证明这可不受本表限制。（二）浅基坑（槽）和管沟不放边坡 浅基坑（槽）和管沟不放边坡的规定无地下水或地下水低于基坑（槽）底面且土质均匀时，土壁不加支撑的垂直挖深不宜超过表1-17的规定。 当天然冻结的速度和深度能确保挖土时的施工安全时，对于4m以内深度的基坑（槽）开挖时可以采用天然冻结法垂直开挖而不加设支撑。但对于干燥的砂土应严禁采用冻结法施工。 黏性土不加支撑的基坑（槽）最大垂直挖深可根据坑壁的重量、内摩擦角、坑顶部的均布荷载及安全系数等进行计算。基坑（槽）和管沟不加支撑时的容许深度 表1-17土的

7、类别容许深度（m）密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）1.00硬塑、可塑的粉质粘土及粉土1.25硬塑、可塑的黏土和碎石类土（充填物为黏土）1.50坚硬的黏土2.00（三）临时性挖方边坡的规定 临时性挖方边坡值 表1-18土的类型边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1:1.251:1.50一般性黏土硬1:0.751:1.00硬、塑1:1.11:1.25软1:1.5或更缓碎石黏土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.5 1：1.0充填砂土1:11:1.5注：1.设计有要求时，应符合设计标准；2.如采用降水或其他加固措施，也不受本表限制，但应计算复核；3.开挖深度，对软土不应超过4m，对硬土不应超过

8、8m。一般浅基坑的支撑方法表1-19支撑方式简图支撑方法及适用条件斜柱 支撑 水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑斜顶，斜撑底端支在木桩上，在挡土板内侧回填土适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土时 错位支撑 水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打人土，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土，不能安设横撑时使用 型桩钢横挡板支撑 沿挡土位置预先打人钢轨、工字钢或 H 形俐桩，间距1.01.5mm , ，然后边挖方，边将36mm厚的挡上板塞进钢桩之间挡土，并在横向挡板与型钢桩之间打上楔子，使横板与土体紧密接触适于地下水位较低、深度不很大的一般

9、勃性或砂土层中使用 短桩横隔板支撑 打人小短木桩，部分打人土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土、夯实适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用 临时挡土墙支撑 沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯扁丝编织袋、草袋装土、砂堆砌，使坡脚保持稳定适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用 挡土灌注桩支撑 在开挖基坑的周围，用钻机或洛阳铲成孔，桩径400500mm，现场灌注钢筋混凝土桩，桩间距为1.0 1.5m ，在桩间土方挖成外拱形使之起土拱作用 适用于开挖较大、较浅（ 5m ）基坑，邻近有建筑物，不允许背面地基有下沉，位移时采用 叠袋式挡墙支护 采用编织袋或草袋装碎石（砂

10、砾石或土）堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm厚块石基础，墙底宽15002000mm,顶宽5001200mm,顶部适当放坡卸土1.01.5m,表面抹砂浆保护 适用于一般黏性土、面积大、开挖深度应在 5m 以内的浅基坑支护基坑槽、管沟的支撑方法 表1-20支撑方式简图支撑方法及适用条件 间断式水平支撑 两侧挡土板水平放置，用工具或木横撑借木楔顶紧，挖一层土，支顶一层 适于能保持立壁的干土或天然湿度的黏土类土地下水很少、深度在 2m 以内 断续式水平支撑 挡土板水平放置，中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖方木，再用工具或木横撑上、下顶紧 适于能保持直立壁的干土或天然湿度的黏土类土，

11、地下水很少、深度在 3m 以内连续式水平支撑 挡土板水平连续放置，不留间隙，然后两侧同时对称立竖方木，上、下各顶一根撑木，端头加木楔顶紧 适于较松散的干土或天然湿度的乳土类土，地下水很少、深度为35 m 连续式间断式垂直支撑 挡土板垂直放置，可连续或留适当间隙，然后每侧上、下各水平顶一根方木，再用横撑顶紧适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限 水平垂直混合式支撑 沟槽上部连续式水平支撑下部设连续式垂直支撑适于沟槽深度较大，下部有含水土层的情况 第二节 土地开挖图1-2 土方开挖一. 土方工程施工前的准备工作 主要包括：学习和审查图纸；查勘施工现场；编制专项施工方案；平整施工场地；清

12、除现场障碍物；地下勘探；做好排水降水设施；设置测量控制网；修建临时设施及道路；准备施工机具、物资及人员等。土方工程专项施工方案的编制内容应包括：研究制定现场场地平整、基坑开挖施工方案；绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图；确定开挖路线、顺序、范围、底板标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置，以及挖去的土方堆放地点；制定需用施工机具、物资及劳动力计划等。 （一）大面积场地开挖地面排水 场地地面坡度不大时，在场地平整时，按向低洼地带或可泄水地带平整成漫坡，场地四周设排水沟，分段设渗水井，以便排出地表水；场地地面坡度较大时，在场地四周设排水主沟，并在场地范围内设置纵、横向排水支沟，将水流疏干，也可在下游

13、设集水井，设水泵排出；场地地面遇有山坡地段时，应在山坡底脚处挖截水沟，使地表水流人截水沟内排出场地外。 图 1-3 大面积排水 （二）基坑（槽）地下水控制 在基坑（槽）开挖前和开挖时，必须做好地下水控制工作，保持土体干燥，而且，地下水控制工作应持续到基础工程施工完毕，直到回填后才能停止。基坑（槽）地下水控制方法包括集水明排法、降低地下水位法、回灌和截水等。 集水明排法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍，它适用于粗粒土层，也可用于渗水量小的粘性土。但当土为细砂和粉砂时，抽出的地下水流会带走细粒而发生流砂现象，造成边坡坍塌、坑底隆起、无法排水和难以施工，此时应改用人工降低地下水位的方法。 图1-

14、4 集水明排法 降低地下水位法是在基坑开挖前，预先在基坑（槽）四周设一定数量的滤水管（井）, 利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，同时，在基坑开挖过程中连续不断地抽水，使所挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止细砂和粉砂土产生流砂现象，改善挖土工作的条件；此外，土内的水分排出后，边坡度可变动，以便减小挖土量。 图1-5 离降水井为D处的地方水位下降 回灌是在降水井点和要保护的建（构）筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌人一定数量的水（即降水井点抽出的水），形成一道隔水帷幕。 截水是利用截水帷幕切断基坑外的地下水流人基坑的内部。 三土方开挖的一般要求 （一

15、）场地开挖 场地开挖一般要求 表1-21 挖方上边缘至土堆坡脚的距离 当土质干燥密实时，不得小于 3m 当土质松软时，不得小于 5m 场地边坡开挖 应采取沿等高线自上而下、分层分段依次进行，在边坡上采取多台阶同时进行机械开挖时，上台阶应比下台阶开挖进深不少于 30m ，以防塌方 边坡台阶开挖 应做成一定坡势，以利泄水。软土土坡或易风化的软质岩石边坡在开挖 应对坡面、坡脚采用喷浆、抹面、嵌补、护砌等保护措施，并做好坡顶、坡脚排水，避免在影响边坡稳定的范围内积水（二）浅基坑（槽）开挖 浅基坑（槽）开挖注意事项表1-22基坑（槽）开挖前 应根据工程结构形式、基坑深度、地质条件、周围环境、施工方法、施

16、工工期和地面荷载等资料，确定基坑（槽）开挖施工方案和地下水控制施工方案。基坑（槽）边缘土方 和建筑材料堆积 一般应距基坑（槽）上部边缘不少于 2m ，堆置高度不应超过 1.5m 。在垂直的坑壁边，此安全距离还应适当加大。软土地区不宜在基坑（槽）边堆置弃土。排水、防水措施 基坑（槽）周围地面应进行防水、排水处理，严防雨水等地面水浸人基坑（槽）周边土体。 基坑（槽）开挖完成后 应及时清底、验槽，减少暴漏时间，防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。(三)土方开挖及回填施工安全技术措施 1.基坑开挖时，两人操作间距应大于 2.5m。多台机械开挖，挖土机间距应大于 10m 。在挖土机工作范围内，不许进

17、行其他作业。挖土应由上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土。 2.挖土方不得在危岩、孤石的下边或贴近未加固的危险建筑物的下面进行。 3.基坑开挖应严格按要求放坡。操作时应随时注意土壁的变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行支撑或放坡，并注意支撑的稳固和土壁的变化。当采取不放坡开挖时，应设置临时支护，各种支护应根据土质及基坑深度经计算确定。 4.机械多台阶同时开挖，应验算边坡的稳定，挖土机离边坡应有一定的安全距离，以防坍方，造成翻机事故。 5.在有支撑的基坑（槽）中使用机械挖土时，应防止碰坏支撑。在坑槽边使用机械挖土时，应计算支撑强度，必要时应加强支撑。 6.基坑（槽）和管沟回填土时

18、，下方不得有人，所使用的打夯机等要检查电器线路，防止漏电、触电。停机时要关闭电闸。 7.拆除护壁支撑时，应按照回填顺序，从下而上逐步拆除；更换支撑时，必须先安装新的，再拆除旧的。 （四）特殊地段（区）土方开挖施工安全技术措施 1.斜坡地段 挖方土坡坡度要根据工程地质和土坡高度，结合当地同类土体的稳定坡度值确定。土方开挖宜从上至下、分层分段依次进行，并随时做成一定的坡势以利泄水，且不应在影响边坡稳定的范围内积水。 在斜坡上方弃土时，应保证挖方边坡的稳定。弃土堆应连续设置，其顶面应向外倾斜，以防山坡水流入挖方场地。当坡度大于 200 或在软土地区，禁止在挖方上侧弃土。在挖方下侧弃土时，要将弃土堆表

19、面整平，并向外倾斜，弃土表面要低于挖方场地的设计标高，或在弃土堆与挖方场地间设置排水沟，防止地表水流入挖方场地。 2.滑坡地段挖方施工前，应了解工程地质勘察资料、地形、地貌及滑坡迹象等情况；应事先做好地面和地下排水设施，不应破坏挖方上坡的自然植被；应遵循先整治后开挖的施工顺序。 在开挖时，必须遵循由上到下的开挖顺序，严禁先切除坡脚。应从滑坡体两侧向中部自上而下进行，严禁全面拉槽开挖，弃土不得堆在主滑区内，开挖挡墙基槽也应从滑坡体两侧向中部分段跳槽进行，并加强支撑，及时砌筑和回填墙背，施工中应设专人观察，严防坍方。 爆破施工前，严防因爆破振动产生滑坡。抗滑挡土墙要尽量在旱季施工，基槽开挖应分段进

20、行，并加设支撑，开挖一段就要做好这段的挡土墙。开挖过程中如发现滑坡迹象（如裂缝、滑动等）时，应暂停施工，必要时，所有人员和机械要撤至安全地点。滑坡地段挖方不宜雨季施工。 3.湿土地区 挖方施工前，需要做好地面排水和降低地下水位的工作，若为人工降水时，要降至坑底 0.51.0m 时，方可开挖，采用明排水时可不受此限。相邻基坑和管沟开挖时，要先深后浅，并要及时做好基础。挖出的土不应堆放在坡顶上，应立即转运至规定的距离以外。 4.膨胀土地区 挖方开挖前，要做好排水工作，防止地表水、施工用水和生活废水浸入施工现场或冲刷边坡。开挖后的基土不许受烈日暴晒或水浸泡。开挖、作垫层、基础施工和回填土等要连续进行

21、。采用砂地基时，要先将砂浇水至饮和后再铺填夯实，不能在基坑（槽）或管沟内浇水使砂沉落的方法施工。 5.落石与岩堆地段 挖方先清理危石和设置拦截设施后再进行开挖。开挖坡度应按设计进行，坡面上松动石块应边挖边清除。 6.岩溶地区、泥沼地段挖方岩溶地区挖方施工，应认真处理岩溶水的涌出，以免导致突发性的坍陷。泥沼地段挖方施工，应有必要的防范措施，避免人、机下陷。挖出的废土应堆置在合适的地方，以防汛期造成人为的泥石流。第三节 XX高速公路路基工程土方坍塌事故一事故简介 2004年4月15日XX省XX高速公路工程，在土方施工过程中发生一起挡土墙基槽边坡土方坍塌事故，造成5人死亡，2人受伤。二事故发生经过

22、2004年3月2日XX省某土建工程施工公司给非本单位职工王某等人开具前往建设单位XX省某公司联系有关工程事宜的企业介绍信，并提供该单位有关资质证书（营业执照、建筑企业质量信誉等级证、建筑安全资格证等）。由王某等人持上述资料前往该建设单位，联系洽淡有关XX高速公路XX标段的路基挡土墙工程建设事宜。该土建工程施工公司又于当年3月3日和13日分别给建设单位开出承诺书及XX高速公路XX标段路基挡土墙施工组织设计。经建设单位审查后，确定由该公司承接XX标段路基挡土墙开挖和砌筑任务。 2004年4月5日，建设单位给施工单位发函，通知其中标并要求施工单位于2004年4月6日进入现场施工。协同承揽工程并担任施

23、工现场负责人的李某未将通知报告某施工公司，擅自在该通知上签名，并于4月5日以该单位的名义与建设单位草签了合同。4月6日李某再次以土建工程施工公司十一项目部的名义，向建设单位递交了开工报告和路基挡土墙土方开挖砌筑方案。4月6日建设单位回复同意施工方案。4月7日开式开挖，10日机械挖土基本完成。13日，王某、李某从一非法劳务市场私自招募民工进行清槽作业，15日分配其中8人在基槽南侧修整边坡，并准备砌筑挡土墙。9时50分左右，基槽南侧边坡突然发生坍塌，将在此作业的7人埋在土下，在场的其他民工立即进行抢救工作。10时20分，当救出2人时，土方再次坍塌，抢救工作受阻，在闻讯赶来的百余名公安干警的协助下，

24、至12时50分抢救工作结束，被埋的5人全部死亡。 三事故原因分析（一）技术方面 在基槽施工前没有编制基槽支护方案，在施工过程中未采取有效的基槽支护措施是此次事故的直接原因。在施工过程中既未按照规定比例进行放坡，也未采取有效的支护措施。在修理边坡过程中没有按照自上而下的顺序施工，而是在基础下部挖掏，是此次事故的技术原因之一，也是导致此次事故的直接原因。 未按规定对基槽沉降实施监测。在土方施工过程中，应在边坡上口确定观测点，对土方边坡的水平位移和垂直度进行定期观测。由于在施工中未对土方边坡进行观测，因此当土方发生位移时，不能及时掌握边坡变化，从而导致事故发生，是此次事故技术原因之一，也是此次事故的

25、主要原因。（二）管理方面 现场生产指挥和技术负责人不具备相应资格，违法组织施工。该工程现场负责人王某、李某和技术负责人刘某未取得相应执业资格证书，不具备建筑施工专业技术资格，违法组织施工生产活动，违章指挥，导致此次事故发生，是此次事故发生的重要管理原因。 建设单位违反监理工作程序，未经过监理工程师审查，建设单位回复同意施工方案，监理工程师现场未检查、未及时发现安全隐患，是此次事故发生的另一个管理原因。（三）事故的结论与教训 这是一起严重的安全生产责任事故。表面上看此次事故直接原因是由于土方施工过程中没有根据基槽周边的土质制定施工技术方案、进行放坡或者采取有效的基槽支护措施。但实质上无论是建设单

26、位，还是施工单位或者是监理单位，其中的任何一方如果能够严格履行管理职责，都可以避免此次事故的发生。 建筑施工企业经营管理存在严重缺陷。建筑法第二十六条明确规定：承包建筑工程的单位应当持有依法取得的资质证书，并在其资质等级许可的业务范围内承揽工程禁止建筑施工企业以任何形式允许其他单位或者个人使用本企业的资质证书、营业执照，以本企业的名义承揽工程。该施工公司违反建筑法的规定，允许非本单位职工王某等人以单位名义承揽工程，同时，也未对其行使安全生产管理职能。如果该施工公司能够认真落实建筑法，严格执行企业经营管理的规章制度，拒绝提供企业施工资质，就可能终止王某等人的此次违法施工的行为。 建设单位未进行有效的监督。在王某组织施工生产过程中，无论是在对土方施工工艺，还是对劳动力安排，建设单位、监理单位未能按照有关规范对其进行有效监督。如果建设单位、监理单位对施工单位严格进行审查，对施工过程严格监督管理，就完全可以预防此次事故的发生。 此次事故在施工技术管理方面有明显漏洞。土方坍塌是一个渐变的过程，它是因土