单元一项目2课件

项目2土方开挖、支护与回填1土方开挖

2土壁支护3排水与降水4流砂的防治5土方回填与压实6验槽1.

基坑（槽）和管沟开挖

基坑开挖的一般程序：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。

⑴基坑开挖，上部应有排水措施，防止地表水流入坑内冲刷边坡，造成塌方和破坏基土。⑵基坑开挖，应进行测量定位、抄平放线，定出开挖宽度，根据土质和水文情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖，坑底宽度应注意预留施工操作面。⑶应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定的方法和措施。

⑷相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序，挖土应自上而下水平分段分层进行，边挖边检查坑底宽度及坡度，每3m左右修一次坡，至设计标高再统一进行一次修坡清底。大型工程基坑施工全景图

⑹在地下水位以下挖土，应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施，降水工作应持续到基础施工完成；⑺雨季施工时基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层；

⑻弃土应及时运出，在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时，应与基坑上边缘保持1m以上的距离，以保证坑壁或边坡的稳定；⑼基坑挖完后，应组织有业主、设计、勘察、监理四方参与的基坑验槽，并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。四方参与基坑验槽2土壁支护土壁的稳定主要是由土体内磨擦阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故、影响工期，有时还会危及附近的建(构)筑物。

⑴边坡过陡；⑵雨水、地下水渗入基坑；⑶基坑上口边缘堆载过大；⑷土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。2.1造成土壁塌方的原因基坑塌方抢险救人

边坡的留设应符合规范的要求。

挖填高度——高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；

土的工程性质——土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；

施工的特点——坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？

人工作业还是机械作业？2.2

防治塌方的措施2.2.1

放足边坡

对坡顶有荷载（尤其是有动荷载）、使用时间长、且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数。

对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。连续式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑⑵一般基坑的支护方法

一般基坑的支护方法有：斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法等，施工时按适用条件进行选择。①简易支护仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的基坑使用共60页第11页先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。②斜柱支撑③锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横（斜）撑时使用

⑶边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水。高达530m的边坡锚固边坡支护支撑垛防治边坡崩塌大石加固崩塌防治宜万铁路岩崩滑坡事故

2007年11月20日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000m3。施工人员1死1伤2失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。岩崩滑坡事故现场全景岩石崩塌处崩塌的巨石客车被埋,车上有乘客31人常用的支护结构体系排桩式土钉墙喷锚支护钢管桩挖孔灌注桩钢板桩板墙式板桩式组合式粉体喷射注浆桩墙钻孔灌注桩高压喷射注浆桩墙深层搅拌水泥土桩墙逆作拱墙式边坡稳定式排桩与板墙式水泥挡土墙式现浇地下连续墙灌注桩与水泥土桩结合加筋水泥土围护墙型钢横挡板2.3.1

挡土灌注桩支护适于开挖面积大、深度大于6m、不允许放坡、邻近有建（构）筑物的基坑支护。

开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。深基坑的间隔式排桩支护2.3.2

挡土灌注桩与土层锚杆结合支护适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护,、邻近地基不允许有下沉位移时使用

桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆，达到强度后，安上横撑，拉紧固定，在桩中间挖土，直至设计深度。深基坑的间隔式排桩支护桩顶连系梁悬臂支护桩锚杆及横撑天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。2.3.4土钉墙支护钻孔插筋、注浆铺设钢筋网喷射砼护面土钉墙支护2.3.5钢板桩支撑当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩两大类。钢板桩＋水平支撑U型钢板桩插打入土U型板桩相互连接2.3.6

内撑式支护

由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。北京地铁熊猫环岛车站基坑钢管支护大型深基坑的钢管对撑支护

2.3.7

地下连续墙支护地下连续墙成槽施工

先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于大面积、有地下水的深基坑施工。SH350连续墙抓斗—成槽机槽段的连接导墙施工导墙施工完泥浆系统--泥浆池成槽施工钢筋笼吊装锁口管起拔砼浇筑事故附近的房屋已被全部推倒陷落的车辆被吊起清理塌陷现场事故造成21人死亡，经济损失约1.5亿元，是中国地铁建设史上最惨痛的事故。上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌

上海闵行区“莲花河畔小区”一栋在建13层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件。

两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力

骇人听闻的上海倒楼事件令土木人蒙羞，开发商、承包商、监理工程师和负有监管职责的政府官员将被钉在土木建设史的耻辱柱上！3施工排水

基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。3.1明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域；

疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水；

抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。⑴明沟与集水井排水在基坑的一侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔20～30m设一集水井，排水沟始终比开挖面低0.4～0.5m，集水井比排水沟低0.5～1m，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水普通明沟与集水井排水法⑵分层明沟排水

当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水分层明沟排水法3.2

施工降水

在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。地下室电梯井局部二次降水全基坑轻型井点降水3.2.1井点降水的作用防止地下水涌入坑内防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌降水后，使板桩减少了横向荷载消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力3.2.2井点降水的种类轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。⑴轻型井点适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。降水深度为：单级井点3～6m，多级井点6～12m⑵喷射井点

是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成水气射流，将地下水抽出排走。其降水深度可达8～20m。适用于开挖深度较深、降水深度大于8m，土渗透系数为3～50m/d的砂土或渗透系数为0.1～3m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。⑶电渗井点

电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的施工降水⑷管井井点

管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。管井填充滤料管井抽排水PVC简易管井

如需降水深度较大，可采用深井井点，适用于降水深度＞15m、渗透系数为10～250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。管井井点降水3.2.3

轻型井点降水⑴轻型井点的设备

由管路系统（滤管、井点管、弯联管及总管）和抽水设备（真空泵、离心泵和水气分离器）组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图：

⑵轻型井点的平面布置

①单排布置：当基坑(槽)宽度＜6m、降水深度≯5m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。

②双排布置：当基坑(槽)宽度＞6m时应采用。

③环型或U型布置：当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑施工机械进出基坑时宜采用U型布置）。

●采用双排、环型或U型布置时，位于地下水上游一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。●如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。⑶轻型井点的高程布置轻型井点降水深度一般不大于6m。井点管埋置深度H(不包括滤管)，可按下式计算：

●如H值小于降水深度6m时，则可用一级井点；●当H值稍大于6m时，如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时，仍可用一级井点降水；

●在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面0.2～0.3m，滤管必须埋在透水层内。●当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点（见右图）。地下室三级井点降水4流砂的防治在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。4.1流砂现象广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场

产生流砂现象的原因有内因和外因：

内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。4.2

产生流砂的原因流砂-基坑满目狼籍流砂支挡强行施工

外因：是地下水在土中渗流所产生的动水压力的大小，

当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，当GD≥γ（土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。4流砂的防治共60页

第58页4.3

流砂的防治

⑴防治原则：“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途径一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。⑵防治方法：

①枯水期施工法：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。

②打板桩：将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度，可以截住水流或增加渗流长度、改变动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。

③水中挖土：即不排水施工，使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工，不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。④人工降低地下水位法：即采用井点降水法截住水流，不让地下水流入基坑，不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。

⑤抢挖并抛大石块法：分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。此外，采用地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、土壤冻结法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂发生。5

土方填土压实

5.1.1土料要求：

填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定：⑴碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3），可用于表层以下的填料；5.1填土的要求

⑶碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方；

⑵含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；⑷淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过含水量处理符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。

含有大量有机物的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的土壤不能作填土之用。精细的路基填料5.1.2

最佳含水量

回填土含水量过大过小都难以夯压密实，当土壤在最佳含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度。土壤过湿时，可先晒干或掺入干土；土壤过干时，则应洒水湿润以求取得较佳的含水量。回填土翻晒5.1.3

分层厚度

填方工程应分层铺土压实。分层厚度根据压实机具而定：5.1.4

填方施工注意事项

●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筑。●虚铺厚度：人工木夯20(粘性土)～30cm(砂质土)；推土机填土30cm；铲运机或汽车填土30～50cm

；分层铺土逐层压实

●斜坡上的土方回填应将斜坡改成阶梯形，以防填方滑动；凸块式压路机作业

●填方区如有积水、杂物和软弱土层等，必须进行换土回填，换土回填亦分层进行；

●回填基坑、墙基或管沟时，应从四周或两侧分层、均匀、对称进行，以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。管沟须两侧对称分层回填墙基须四周分层均匀回填该工程回填土过早,回填土标高过高5.2

填土的压实方法5.2.1碾压法

适用于大面积的场地平整和路基、堤坝工程，用压路机进行填方压实时，填土厚度不应超过25～30cm，碾压遍数一样，碾轮重量先轻后重，碾压方向应从两边逐渐压向中央，每次碾压应有15～25cm的重叠。全液压轮胎式压路机压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”碾压法施工本次碾压与上次碾压的压痕不得重叠“零沉降”的高铁路基碾压施工三轮压路机（山推）俗称“打夯”，是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，中国传统的“打夯”方法有木夯、石夯、飞硪等。石夯飞硪5.2.2夯实法打石夯打飞硪已成为民俗表演节目常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机适用于粘性较低的土，常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实，也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。填土厚度不大于25cm，

一夯压半夯、依次夯打。蛙式打夯机蛙式打夯机夯实基底持力层适用于压实沟槽内的土壤、柱子周围和在狭小空间内施工。又称“跳锤”。

冲击夯HCD75冲击夯振动平板夯（徐工SR100）整机重100kg.激振力18kN内燃式振动平板夯可压实松散的、粒状的土壤、沙砾及沥青路面，具有体积小，重量轻，能自行前进，机动灵活性强等特点，适于建筑物临近的狭窄地带及管线沟槽等复杂地形的压实作业。无线电遥控双向振动平板夯（戴纳派克

LH800）整机重820kg.激振力95kN双向振动平板夯（戴纳派克

LH700）整机重780kg.激振力95kN冲击压路机（厦工三明XG63213C）冲击能量32KJ.压实宽度3m冲击轮为三边弧型结构破碎压实机的强大冲击力可把硬质路面破碎为网块状，并把块状片直接压入、加强路基。主要用于硬质路面的维修、改造施工破碎压实机（厦工三明XG63214C）冲击能量32KJ.破碎宽度1.3m破碎轮为四边弧型结构冲击式压路机主要用于高标准、高填方的压实。

5.2.3强夯法

是利用起重机械和重锤进行软土地基处理的施工方法，可夯实较厚的土层。

强夯法的内容在“地基处理”中介绍.5.2.4振动法适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械是振动压路机、平板振动器。双钢轮驱动振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高，适用于各类土壤的压实，是大型土石方压实的首选设备。双钢轮振动压路机单钢轮振动压路机拖式振动碾（华山）拖式振动碾（徐工YZT16）整机重量16t.激振力373kN手扶式振动碾（徐工XD08）整机重量仅830kg.激振力15.7kN。是一种轻型振动压实机械。适用于基坑边角、井盖周围、管道回填和人行道、路肩、小规模铺装工程，是大型压实机械的辅助平整压实施工机械。悍马25t单钢轮压路机宝马BW双钢轮压路机凸块振动碾5.3

填土密实度的检验

填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求。检验指标为压实系数（压实度）λC，即：

ρd——一般用“环刀法”或灌砂或灌水法测定；

ρmax——

一般由击实试验确定。

检验的干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值之差不得大于0.08t/m3，且不得集中。6

基坑验槽当基坑（槽）挖至设计标高后，业主应组织勘察、设计、监理、施工方共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料相符，是否存在填井、填塘、暗沟、墓穴等不良情况，这称为验槽。

验槽的方法以观察为主，辅以夯、拍或轻便勘探。基坑验槽基坑验槽6.1观察验槽观察验槽的内容包括：

⑴检查基坑(槽)的位置、断面尺寸、标高和边坡等是否符合设计要求。⑵检查槽底是否已挖至老土层(地基持力层)上，是否继续下挖或进行处理。⑶对整个槽底土进行全面观察：土的颜色是否均匀一致；土的坚硬程度是否均匀一致，有无局部过软或过硬；土的含水量情况，有无过干过湿；在槽底行走或夯拍，有无振颤现象或空穴声音等。挖掘探查拉线检查夯、拍验槽是用木夯、蛙式打夯机或其他施工工具对干燥的基坑进行夯、拍（对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破坏基底土层），从夯、拍声音判断土中是否存在土洞或墓穴。对可疑迹象，应用轻便勘探仪进一步调查。6.2夯、拍验槽

观察验槽应重点注意柱基、墙角、承重墙下受力较大的部位。仔细观察基底土的结构、孔隙、湿度、含有物等，并与设计勘察资料相比较，确定是否已挖到设计的土层。对于可疑之处应局部下挖检查。6.3轻便勘探验槽轻便勘探验槽是用钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、洛阳铲等对地基主要