第一章土石方工程.pptx

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1、第1章 土石方工程,1.1 概述 1.2 场地平整1.3 基坑工程1.4 土方填筑与压实1.5 爆破工程,1.1 概述,包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：,第1章 土石方工程,场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。,(2)开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。,(3)土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实及密实度检验。,1.1.1 土壤和岩石的工程分类 P1,按土石方开挖难易程度分为一至四类土和极软岩至特坚

2、岩四类岩石。,第1章 土石方工程,表1-1-1 土石的工程分类,第1章 土石方工程,1.2.1 土的工程性质P2,1.土的可松性,即自然状态下的土，经过开挖后其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能回复其原来的体积。可用可松性系数表示，即,(1-1-1),第1章 土石方工程,表1-1-2a 土的可松性系数表,2.土的压缩性,取土回填，经运输、填压以后，均会压缩，一般土的压缩性以土的压缩率表示，见表1-1-3a。,一般可按填方截面增加10%20%方数考虑,第1章 土石方工程,3.土的含水量(w),土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，即,应用：含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土

3、的质量；土的含水量超过2530%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车；回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度。,1.2 场地平整,第1章 土石方工程,1.2.1 场地竖向规划设计P3,1.场地设计标高确定的一般方法,场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。,对小型场地平整，如原地形比较平缓，可按挖填平衡原则确定，并应考虑如下影响因素：,满足生产工艺和运输的要求,充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定设计标高,要有合理的泄水坡度(2)，满足排水要求,考虑最高洪水位的

4、影响,第1章 土石方工程,2.场地设计标高确定的步骤(挖填平衡原则),将场地划分变成为a的若干方格网，并将方格网角点的原地形高层标在图上，方格网a可取1050m。,确定方格网的角点高程。(水准仪实测、利用地形图量等高线高程线性内插),第1章 土石方工程,按挖填平衡确定设计标高。,3.场地设计标高的调整 P7,考虑土的可松性引起的填方体积增加，需相应提高设计标高。,影响因素,考虑工程余土或工程用土，相应提高或降低设计标高。,根据经济比较结果，需将设计标高进行调整。,场地泄水坡度的影响，单坡或双坡。,第1章 土石方工程,由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高，故考虑土的可松性后，场地设计标高

5、调整为：,土的可松性影响,VW,VT,H0,V,W,V,T,H,0,h,理论设计标高 调整设计标高,第1章 土石方工程,场地设计标高H0是按挖填土方量平衡的原则确定的，但从经济观点出发，常会将部分挖方就近弃于场外，或就近于场外取土用于部分填方，均会引起挖填土方量的变化，亦需调整场地设计标高。,场内挖方和填方的影响,式中：Q场地根据H0平整后多余或不足的土方量。,其设计标高调整值按下式计算：,场地泄水坡度的影响,调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)计算出场地内各方格网角点实际设计标高。,第1章 土石方工程,式中：l该点距设计标高H,0的距离。

6、,场地为单坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：,场地为双坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：,场地双向泄水坡度示意图,场地单向泄水坡度示意图,第1章 土石方工程,1.2.2 场地平整土石方量的计算 P7,场地设计标高确定后，计算整个场地的填、挖方总量前，需要预先确定“零线”位置。即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为0。,零线的确定方法：线性内插法,土方量计算的基本方法有平均高度法和平均断面法两种。,1.平均高度法(四棱柱体法、三棱柱体法),四棱柱体法,将施工区域划分为若干个边长等于a 的方格网，每个方格网的土方体积 V 等于底面积 a2 乘四个角点高度的平均值，即：,图1-5 四方棱柱

7、体计算,第1章 土石方工程,三棱柱体法,将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分为两个三角形，然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。,图1-7 三角棱柱体计算,2.平均断面法,基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算可采用平均断面法。,第1章 土石方工程,1.2.3 场地平整土方机械及施工 P9,1.推土机,推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地平整、开挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。,TQ230G全液压高原推土机,T

8、Y320C前铲后犁推土机,第1章 土石方工程,水中清碴 平整场地,土方推送 移挖作填,第1章 土石方工程,提高推土机生产效率的方法有下坡推土、槽形推土及并列推土法。,下坡推土：顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大铲刀切土深度和运土数量，缩短推土时间,提高生产率约3040%。,并列推土大面积施工区可采用23台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约1530%。几台推土机同时作业时，前后距离应大于8m。,3台推土机并列推土,第1章 土石方工程,分批集中、一次推送 当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送。,槽型推土 当土层较厚时，可利用前次推土的槽形推土，可减少土的散失量，增大推

9、土量。,军用推土机,美国M9,第1章 土石方工程,铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200 以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。,2.铲运机,CL9A自行式铲运机,CTY9A拖式铲运机,铲运机施工作业中,第1章 土石方工程,铲运机的斗容量为28m3，自行式铲运机的经济运距为8001500m，拖式铲运机的经济运距为600m，效率最高的经济运距为200350m。如采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运距可增加至1000m。,宇通重工CTY9A拖式铲运机,卡特彼勒 657G 自行式铲运机,运

10、距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。,第1章 土石方工程,铲运机的运行路线,椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大、填方不高(1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶方向，以免机械单侧磨损。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。,“8”字形路线：该路线一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次转弯方向不同，铲运机机械磨损均匀。在地形起伏较大、施工地段狭长时采用。,第1章 土石方工程,3 挖掘机施工,挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常

11、用机械。,挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作装置分为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机是正铲和反铲挖掘机。,第1章 土石方工程,正铲挖掘机,正铲适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。主要用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成土方的挖运工作。采用正铲开挖大型基坑，应考虑工作面的大小、形状和开行通道的设置。,邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川)日立EX3600E-6正铲挖掘机,第1章 土石方工程,正铲的开挖方式,正向开挖、侧向装土：挖土机向前进方向挖土，汽车停在侧面装土。,正向开挖、后方装土：挖土机向前进方向挖土，汽车停在后面装土。,此法因挖

12、掘机卸土时回转角大、汽车需倒车开入，运输不方便。只适用于基坑宽度较小、深度较大的情况,此法因挖掘机卸土时回转角小、运输方便、生产效率高而应用较广,点击动画正铲挖土,第1章 土石方工程,反铲挖掘机,反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m，经济合理的挖土深度为35m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。,带加长臂的反铲挖掘机,第1章 土石方工程,反铲的开挖方式,沟端开挖法：即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。,蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场,沟端开挖法,第1章 土石方工程,沟侧开挖法:即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远

13、的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。,反铲挖土,深基坑的接力开挖,第1章 土石方工程,管沟侧开挖法,拉铲,拉铲,抓铲,拉铲工作示意图,拉铲挖土,抓铲挖土,第1章 土石方工程,主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.56.1m3。,4.其它土方施工机械,ZL10B型装载机(山东威力天地),第1章 土石方工程,装载机,利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。,成工MGB20B平

14、地机 平地机在平整作业,第1章 土石方工程,平地机,1.2.4 土方工程综合机械化施工,土方工程综合机械化施工，是以土方工程中某一施工过程为主导，按其工程量大小、土质条件、工期要求、运距及场地来选择主导施工机械，并以此为依据来合理配备其它辅助施工机械，实现机械化施工。如：,运距8001500m的大型土石方以铲运机为主,大型土石方施工现场,第1章 土石方工程,大型基坑整体开挖以正铲为主；小型基坑及管沟开挖以反铲为主；,正铲开挖大型土石方 反铲开挖基坑,反铲开挖管沟,第1章 土石方工程,土方运距在1500m以上时以汽车运输为主,汽车运输要考虑装载机装土,第1章 土石方工程,土质坚硬时，要配备大马力

15、推土机或松土机,第1章 土石方工程,1.2.5 填土填筑压实,1 填土的要求,第1章 土石方工程,场地填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定：,碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚2/3），可用于表层以下的填料；,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8%的土，仅用于无压实要求的填方；,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,第1章 土石方工程,2 最佳含水量,回

16、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,第1章 土石方工程,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：,第1章 土石方工程,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3050cm；,分层铺土,逐层压实,第1章 土石方工程,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

17、物和软弱土层等，必须进行换土回填，换土回填亦分层进行；,第1章 土石方工程,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,第1章 土石方工程,5 填土的压实方法,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2530cm，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1525cm的重叠。,全液压轮胎式压路机,压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”,第1章 土石方工程,碾压法,碾压法施工,本次碾压

18、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）,第1章 土石方工程,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,夯实法,四川省委书记杜青林与修水塘的村民打石夯,打飞硪已成为民俗表演节目,第1章 土石方工程,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,第1章 土石方工程,适用于压实沟槽内的土壤、柱子周围和

19、在狭小空间内施工。又称“跳锤”。,冲击夯 HCD75冲击夯,第1章 土石方工程,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,第1章 土石方工程,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

20、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。,第1章 土石方工程,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。,第1章 土石方工程,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,第1章 土石方工程,核子密度仪检测填土

21、压实质量,路基填方压实度检测,路基填方压实度检测,静态变形模量测试仪检测填土压实质量,第1章 土石方工程,1.3 基坑工程,地下管线和各类地下建(构)筑物均涉及基坑支护结构。根据受力特点，基坑支护结构可分为土体加固类和支锚类两大形式。土体加固类：放坡、重力式水泥土墙、土钉墙；支锚类：排桩、地下连续墙加支撑(锚杆),第1章 土石方工程,土方施工准备工作：,踏勘现场；熟悉图纸、编制施工方案；清除现场障碍物，平整施工场地；建立测量控制网，控制桩等；搭设临时设施、修筑施工道路；施工机具、用料准备。,踏勘现场 编制方案 场地清表 场地测量,1.3.1 放坡 P11,合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面

22、和留设边坡，是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为 1:m，即：,式中 m=b/h，称为坡度系数。其意义为：当边坡高度已知为h 时，其边坡宽度则等于mh。,第1章 土石方工程,1.坡度定义,施工中，影响坡度的影响因素有:土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件等。,第1章 土石方工程,2.坡度影响因素,施工中，常用护坡方法有:表面覆盖法、坡脚反压法、短桩护坡法。,3.常用护坡方法,表面覆盖法,坡脚反压法,短桩护坡法,1-表面覆盖层；2-排水沟；3-反压材料；4-短桩,施工中，影响坡度的影响因素有:土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件等。,第1章 土石方工程

23、,2.坡度影响因素,施工中，常用护坡方法有:表面覆盖法、坡脚反压法、短桩护坡法。,3.常用护坡方法,表面覆盖法,坡脚反压法,短桩护坡法,1-表面覆盖层；2-排水沟；3-反压材料；4-短桩,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。,第1章 土石方工程,4.放坡开挖的一般规定(补充),多台阶开挖,在边坡上采取多台阶同时进行开挖时，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，应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时，在边坡修完后，应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。,基坑开挖的一般程序：测量放线切线分层开挖排

24、降水修坡整平留足预留土层等。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。,第1章 土石方工程,基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序时，应预留15(人工)30cm(机械)一层土不挖，待下道工序开始前再挖至设计标高，以防止持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡。,基坑,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。,第1章 土石方工程,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

25、缘保持1m以上的距离，以保证坑壁或边坡的稳定。,雨期施工时基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层。,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。,四方验槽现场,1.3.2 土钉墙 P13,通过钢筋、钢管或其他型钢对原位土进行加固的一种支护形式(逐层开挖、逐层施打)。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。,第1章 土石方工程,土钉墙支护,钻孔,插筋注浆,铺设钢筋网,喷射混凝土护面,土钉墙发展历史,国外

26、起源：,20世纪50年代形成的新奥地利隧道开挖方法（New Austrian Tunneling Method），简称新奥法（NATM）,20世纪60年代初期最早在法国发展起来的加筋土技术。,20世纪70年代德国、法国、美国、日本几乎在同一时期各自独立开始了现代土钉墙技术的研究与应用。,国内起源：,山西柳湾煤矿的边坡支护（1980）,深圳市罗湖区文锦南路金安大厦深基坑工程，开挖周长100m,深度67m（1991）,第1章 土石方工程,常见土钉墙类型,钻孔注浆型,先用钻机等机械设备在土体中钻孔，成孔后置入杆体（一般采用HRB335 带肋钢筋制作），然后沿全长注水泥浆。钻孔注浆土钉墙几乎适用于各种

27、土层，抗拔力较高，质量较可靠，造价较低，是最常用的土钉类型,在土体中直接打入钢管、角钢等型钢、钢筋、毛竹、圆木等，不再注浆。打入式土钉直径小，与土体间的粘结摩阻强度低，承载力低，钉长受限制。优点是不需预先钻孔，对原位土的扰动较小，施工速度快，但在坚硬粘性土中很难打入，不适用于服务年限大于2 年的永久支护工程，杆体采用金属材料时造价稍高，国内应用很少。,直接打入型,第1章 土石方工程,打入注浆型,钢管中部及尾部设置注浆孔成为钢花管，直接打入土中后压灌水泥浆形成土钉。钢花管注浆土钉具有直接打入钉的优点且抗拔力较高，特别适合于成孔困难的淤泥、淤泥质土等软弱土层、各种填土及砂土。缺点是造价比钻孔注浆土

28、钉略高，防腐性能较差不适用于永久性工程。,土钉墙结构特点,合理利用土体的自稳能力，将土体作为支护结构不可分割的部分，结构合理。,结构轻型，柔性大，有良好抗震的性能。,土钉数量众多靠群体作用，即便个别土钉有质量问题或失效对整体影响不大。,第1章 土石方工程,第1章 土石方工程,1.土钉墙设计(整体及坑底隆起稳定验算、土钉抗拔承载力),整体稳定性验算(圆弧滑动条法),圆弧滑动安全系数，二级1.3，三级1.25,第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值,图1.16 土钉墙整体稳定性验算图式,1-滑动面；2土钉；3-喷射混凝土护面,第1章 土石方工程,坑底隆起稳定性验算(普朗特尔及太沙基极限荷载理论)

29、,抗隆起安全系数，二级取1.6；三级取1.4,图1.17 基坑底面下由软弱下卧土层的隆起稳定性验算,土体抗拔承载力,土体抗拔承载力安全系数，二级、三级分别取1.6和1.4。,第1章 土石方工程,2.土钉墙施工,一般从上到下分层构筑，施工中土方开发应与土钉墙密切结合，遵循“分层分段，逐层施作，限时封闭，严禁超挖”的原则。,划分开挖高度,开挖第一层土方修正边坡,初喷底层砼,钻孔,土钉注浆采用压力注浆，注浆材料可选用水泥浆或水泥砂浆。,喷射砼面层厚度一般为80100mm。砼强度等级不低于C20。,1.3.3 重力式水泥土墙 P16,利用加固后的水泥土体形成的块体结构，并以其自重来平衡土压力，使支护结

30、构保持稳定。,第1章 土石方工程,重力式水泥土墙,优点：施工简单、效果好的 特点，兼有止水作用。,缺点：施工速度慢，基坑越深加固宽度越大，造价越高。,适用范围：淤泥质土、淤泥、粘性土、粉土、砂土。水泥土搅拌桩不适用于厚度较大的可塑及硬塑以上的软土、中密以上的砂土。,1.水泥土的主要物理力学性质,水泥土是通过搅拌机械钻进、喷浆，而形成的一种原位土体加固技术，物理力学性能比原状土大大改善。,第1章 土石方工程,水泥土的物理性质 P17,2.重力式水泥土墙的设计(稳定性验算、位移验算),水泥土搅拌桩机采用的机架有塔架式、桅杆式和履带式三种。,水泥土的主要力学性质 P17,3.水泥搅拌桩的施工,施工工

31、艺(一次喷浆二次搅拌、二次喷浆三次搅拌),1.3.4 支锚式支护结构 P21,又称板式支护结构，由围护墙系统和支锚系统组成，悬臂板式结构则不设支撑或拉锚。,第1章 土石方工程,支锚式支护结构,维护系统常用的有：钢板桩、型钢水泥土搅拌墙、灌注桩、排桩和地下连续墙等。,支撑(拉锚)体系常用的有：内支撑(基坑内部，围檩、支撑和立柱)、拉锚(基坑外部，围檩、拉锚及锚锭或土锚杆组成)。,1 支锚式结构破坏形式,a 板桩下部走动,b 拉锚破坏,c 支撑破坏,d 拉锚长度不足,e 板桩弯曲失稳,f 板桩变形及桩背土体沉降过大,第1章 土石方工程,3、支锚式支护结构施工,钢板桩施工,钢板桩有平板形、Z形和U形

32、(最常见),第1章 土石方工程,钢板桩施工,钢板桩一般采用锤击法或震动锤打入，入土方法有单独打入法、分段复打法和封闭复打法,第1章 土石方工程,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,内撑式支护,第1章 土石方工程,制作深基坑砼构架,构架支护下挖桩间土方,构架支护下逆作法施工,第1章 土石方工程,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。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连续墙抓斗成槽机三一重

33、工,槽段的连接,点击动画地下连续墙,地下连续墙施工,第1章 土石方工程,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,第1章 土石方工程,深基坑边坡支护坍塌事故,杭州地铁塌陷事故,2008年11月15日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75m的路面坍塌并下陷15m。行驶中的11辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。,第1章 土石方工程,第1章 土石方工程,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。,第1章 土石方工程,上海“莲花河畔景苑”在建楼

34、房整体倒塌,6月27日6时左右，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。,第1章 土石方工程,第1章 土石方工程,共60页 第35页,第1章 土石方工程,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！,第1章 土石方工程,1.3.5 降水 P32,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。,第1章 土石方工程,降水方法,重力降水,强制降水,集水井,明渠,轻型井点,喷

35、射井点,管井井点,在基坑或沟槽开挖时，坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使的水在重力作用下流入集水井内。土质较好时使用。,1.集水井降水,集水井的一般规定 P32,第1章 土石方工程,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。,多级井点降水,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,集水井降水,重力降水的一般方法(总结),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

36、洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走；,第1章 土石方工程,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。,2.井点降水,地下室电梯井局部二次降水,全基坑轻型井点降水,第1章 土石方工程,井点降水的作用,第1章 土石方工程,轻型井点,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。,适用于渗透系数为0.150m/d的土

37、层中。降水深度为：单级井点36m，多级井点612m,点击动画轻型井点降水,第1章 土石方工程,喷射井点,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820m。,适用于开挖深度较深、降水深度大于8m，土渗透系数为350m/d的砂土或渗透系数为0.13m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。,第1章 土石方工程,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

38、降水,第1章 土石方工程,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1050m，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35m、渗透系数为20200m/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,第1章 土石方工程,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10250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。,管井井点降水,第1章 土石方工程,单排布置：当基坑(槽)宽度6m、降水

39、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。,3.轻型井点布置和计算,水文地质资料：地下水含水层厚度及类型、土质、土的渗透系数、不透水层位置。,工程资料：基坑(槽)形状、大小和深度；设备条件,确定平面布置,高程布置,计算井点管数量,调整设计,确定平面布置,双排布置：当基坑(槽)宽度6m时应采用。,环形布置：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)。,第1章 土石方工程,确定井管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离。,高层布置,第1章 土石方工程,1+,max,图1.47 高程布置计算,实际工程中，机你当均为定型的

40、，有一定标准长度。通常是给定井点管验算，一般应满足：,0.2 1,第1章 土石方工程,总管长度根据基坑上口尺寸或基槽长度即可确定，进而可根据选用的水泵负荷长度确定水泵数量。,总管及井点管数量的计算,井点系统的用水量计算,第1章 土石方工程,4.轻型井点的施工,包括：准备工作、井点系统的埋设、使用及拆除。,放总管,井点管,弯联管,安装抽水设备,准备工作,a 井点设备、动力、水源及必要材料的准备,b 排水沟开挖,c 附近建筑物的标高观测及防治附近建筑物沉降措施的实施。,埋设井点的程序,井点管的埋设一般用水冲法进行，分为冲管和埋管两部分。,井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气。正常的排水应是细水长流，出水澄清。,第1章 土石方工程,土方工程,机械化施工,基坑工程,场地平整,填筑压实,机械性能,工艺特点,提高效率,机械配置,填料选择,影响因素,压实方法,质量检验,H0 确定,H0 调整,土方计算,土方调配,开挖方法,土壁支护,施工降水,流砂防治,教学复习总结,