施工准备与辅助工作.ppt

《施工准备与辅助工作.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《施工准备与辅助工作.ppt（69页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,第一章 土方工程,1.4 土方工程的准备与辅助工作,第一章 土方工程,2,一、土方工程施工前的准备工作,第一章 土方工程,土方施工前应做好下述准备工作：（1）三通一平：路通、水通、电通、场地平整。（2）排除地面水；（3）材料、机具及土方机械的进场；（4）测量、放线；（5）做好土方工程的辅助工作（如边坡稳定、基坑（槽）支护、降低地下水等）。,1 土方工程的准备与辅助工作,3,二、边坡稳定 土方的放坡开挖,第一章 土方工程,1 土方工程的准备与辅助工作,4,二、边坡稳定 土方的放坡开挖,第一章 土方工程,1 土方工程的准备与辅助工作,5,二、边坡稳定 土方的放坡开挖,第一章 土方工程,1 土方

2、工程的准备与辅助工作,6,二、边坡稳定 放坡的边坡可做成直线形、折线形或踏步形（图1-12）。,a)直线形；b)折线形；c)踏步形图1-12 土方放坡,第一章 土方工程,1 土方工程的准备与辅助工作,7,土方边坡坡度以其高度 H 与其底宽度 B 之比表示，土方边坡坡度=（1-25）式中 m=B/H，称为坡度系数。,土方放坡坡度的留设应考虑以下因素：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。,第一章 土方工程,1 土方工程的准备与辅助工作,8,当地下水水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑或管沟，如敞露时间不长，在一定限度内可挖成直壁不加支撑。施工中除应正确确定边坡，还要进行

3、护坡，以防边坡发生滑动。,第一章 土方工程,1 土方工程的准备与辅助工作,9,引起下滑力增加的因素主要有：坡顶荷载（堆物、行车等）；自重增加雨水或地面水渗入土中引起；动水压力地下水渗流产生；侧向静水压力裂缝中的积水产生。引起抗滑力（土体抗剪强度)降低的因素主要是：土质松软如气候的影响；的润滑作用土体内含水量增加；振动液化饱和的细砂、粉砂受振动。,第一章 土方工程,10,在土方施工中，要预估各种可能出现的情况，采取必要的护坡防坍措施：及时排除雨水、地面水；防止坡顶集中堆载及振动；设置护坡面层；其他。对永久性土方边坡，则应做好永久性加固措施。,第一章 土方工程,11,三、土壁支护 开挖基坑（槽）时

4、：放坡开挖 较经济，但在建筑稠密地区，或有地下水 渗入基坑（槽）时往往不能实现。基坑（槽）支护 利用支护结构挡土、止水（隔水）。,第一章 土方工程,12,第一章 土方工程,13,（一）基槽支护 市政工程施工时，常需在地下铺设管沟，因此 往往也需要开挖沟槽。开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。对较宽的沟槽，采用横撑式支撑不适应，土壁支护可采用类似于基坑的支护方法。,第一章 土方工程,14,第一章 土方工程,横撑式土壁支撑的两种形式,15,第一章 土方工程,16,第一章 土方工程,17,a)水平挡土板支撑；b)垂直挡土板支撑 图1-13 横撑式支撑 1水平挡土板；2立柱；3工具式横撑；4垂直挡土板

5、；5横楞木；6调节螺丝,第一章 土方工程,横撑式土壁支撑,水平挡土板的布置 间断式；连续式,间断式,垂直挡土板式支撑挖土深度不限。,18,实测资料表明，作用在横撑式支撑上的土压力的分布很复杂，也很不规则。工程中通常按图1-14所示几种简化图形进行计算。,a）密砂；b）松砂；c）粘土 图1-14 支撑计算土压力,第一章 土方工程,19,挡土板、立柱及横撑的强度、变形及稳定等可根据实际布置情况进行结构计算。,第一章 土方工程,1水平挡土板；2立柱；3工具式横撑；4垂直挡土板；5横楞木；6调节螺丝,20,（二）基坑支护 基坑支护结构一般根据地质条件，基坑开挖深度以及对周边环境保护要求采取重力式水泥土

6、墙、板式支护结构、土钉墙等形式。在支护结构设计中首先要考虑周边环境的保护，其次要满足本工程地下结构施工的要求，再则应尽可能降低造价、便于施工。,第一章 土方工程,21,1.4.3.1 重力式支护结构 水泥土搅拌桩（或称深层搅拌桩）支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩），由此形成重力式支护结构。,第一章 土方工程,22,第一章 土方工程,23,1.4.3.1 重力式支护结构 用于支护结构的水泥土：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）；强度可达0.81.2 MPa，渗透系数很小，一般不大于10-6

7、 cm/s。由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙，它既具有挡土作用，又兼有隔水作用。它适用于46 m深的基坑，最大可达78 m。,第一章 土方工程,24,水泥土墙通常布置成格栅式（图1-15）设计中一般为：格栅的置换率：0.60.8（加固土的面积:水泥土 墙的总面积）。墙体的宽度b、插入深度hd：b=(0.60.8)h，hd=（0.81.2）h。,图1-15 水泥土墙 搅拌桩；插筋；面板,第一章 土方工程,25,1水泥土墙的设计 图1-16为水泥土支护结构的计算图式。,图1-16 水泥土墙的计算图式,第一章 土方工程,26,水泥土重力式支护结构的主要设计内容：整体稳定；抗倾覆稳定；抗滑移稳定；位移

8、等。有时还应验算抗渗、墙体应力、地基强度等。,第一章 土方工程,27,2水泥土搅拌桩施工（1）施工机械 深层搅拌桩机的组成：深层搅拌机（主机）、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械组成（图1-17）。,第一章 土方工程,28,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,第一章 土方工程,29,深层搅拌桩机常用的机架有三种形式：塔架式、桅杆式及履带式。前两种构造简便、易于加工，在我国应用较多，但其搭设及行走较困难。履带式的机械化程度高，塔架高度大，钻进深度大，但机械费用较高。,第一章 土方工

9、程,30,塔架式 桅杆式 履带式,第一章 土方工程,31,（2）施工工艺 搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小，土质较松时，可用前者，反之可用后者。,第一章 土方工程,32,图1-18“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)重复下沉搅拌；e)重复提升搅拌；f)成桩结束,第一章 土方工程,当采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺时可在图示步骤e）作业时也进行注浆，以后再重复d）与e）的过程。,33,搅拌桩施工流程,第一章 土方工程,34,（2）施工工艺 施工质量控制 水泥浆配合比及搅拌

10、制度 基本要求；水泥浆喷射速率与提升速度的关系 保证注浆的均匀性；桩的水泥浆喷注量 与桩身强度；桩的垂直度和桩的搭接等 水泥土墙的整体性与抗渗性。,第一章 土方工程,35,2.板式支护结构 板式支护结构的组成 板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑(或拉锚)系统(图1-19)。悬臂式板桩支护结构则不设支撑(或拉锚)。,第一章 土方工程,36,图1-19 板式支护结构1板桩墙；2围檩；3钢支撑；4斜撑；5拉锚；6土锚杆；7先施工的基础；8竖撑,第一章 土方工程,37,挡墙系统常用的形式有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩及地下连续墙等。,第一章 土方工程,38,钢板桩 一种常用的形式钢板桩

11、之间通过锁口互相连接，形成一道连续的挡墙。锁口 形成整体，具有较好的隔水能力。形式 平板式、U形、Z形等 特点 抗弯能力较好，可拔出重复使用。,图1-20 钢板桩形式,a)平板式；b)波浪式,第一章 土方工程,39,拉森形钢板桩,第一章 土方工程,40,支撑系统：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：材料用钢筋、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，可采用悬臂式挡墙而不设支点。支撑或拉锚与挡墙系统通过围檩、冠梁等连接成整体。,第一章 土方工程,41,第一章 土方工程,42,第一章 土方工程

12、,43,总结板桩的工程事故，其失败的原因主要有六方面：,1 板桩计算,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)板桩失稳弯曲；f)板桩变形及土体沉降 图1-21板桩的工程事故,第一章 土方工程,44,板桩的设计五大要素：板桩的入土深度；截面弯矩；支点反力；拉锚长度；板桩位移。,第一章 土方工程,45,（1）荷载与变形 分析单支点板桩的计算原理及计算方法：单支点板桩分成：自由支承单支点板桩、嵌固支承单支点板桩(图1-22)。,第一章 土方工程,46,a)自由支承；b)嵌固支承图1-22 单支点板桩的两种计算模式,第一章 土方工程,47,单支点板桩的计算模式,第一章 土方

13、工程,48,用简单方法进行板桩的精确计算较为困难，主要是插入 地下部分属超静定问题，其土压力分布状态难以精确确定。目前的计算方法也有多种，如：“弹性曲线法”；“竖向弹性地基梁法”；“相当梁法”等。,第一章 土方工程,49,图1-23 相当梁示意图,第一章 土方工程,（2）相当梁法计算方法 a.板墙部分,50,图1-24 嵌固支承板桩,第一章 土方工程,51,用上述“相当梁法”求解嵌固支承单支点板桩，首先要找出板桩的反弯点C。反弯点C 的位置的确定：反弯点C 的位置与土的内摩擦角、粘聚力有关，并受板桩后的地下水位及地面荷载等因素影响。通过对不同长度和不同入土深度的板桩弯矩与挠曲线的研究，发现板桩

14、的反弯点C与土压力强度等于零的位置较接近。,第一章 土方工程,52,计算中可取该点作为反弯点，由此引起的误差不大，但使计算大大简化。,第一章 土方工程,53,用相当梁法计算嵌固支承单支点板桩(图1-24)：步骤（a）计算作用于板桩的 主动土压力、被动土压力；,第一章 土方工程,54,用相当梁法计算嵌固支承单支点板桩(图1-24)：步骤（b）计算反弯点位置 即板桩上土压力强度 为零的点 C 至地面 的距离hc1：,即：,（1-32）,第一章 土方工程,55,用相当梁法计算嵌固支承单支点板桩(图1-24)：步骤（c）计算相当梁AC的 支座反力 RC、支撑或锚杆反力Tc1 将板桩在C点截断，利用X0

15、，M0 求解RC、Tc1,第一章 土方工程,56,（1-33）,第一章 土方工程,用相当梁法计算嵌固支承单支点板桩(图1-24)：步骤（d-1）计算板桩 入土深度计算值h0 根据嵌固支承单支点板桩的特点，在桩底某一位置以下的弯矩为零，如该点位于D点，则由下段板桩CD可求得h0。因为CD段桩上矩形部分的主被动土压力相等，由MD0得：,57,第一章 土方工程,用相当梁法计算嵌固支承单支点板桩(图1-24)：步骤（d-2）计算板桩入土深度hd h0的调整。由于实际桩前被动土压力较图1-24所示者小，按式(1-29)计算得到h0的偏小，故应增加入土深度h，h取0.2h0。,1-34,58,第一章 土方

16、工程,用相当梁法计算嵌固支承单支点板桩(图1-24)：步骤（e）在剪力为零处求得Mmax；,59,b.支撑（拉锚）系统设计 支撑或拉锚一端固定在板桩上部的围檩上，另一端则支撑到基坑对面的板桩上或固定到锚锭、锚座板上。支撑或拉锚的轴力 板墙单位长度的支撑(或拉锚)反力Tc1，通过板墙部分的计算已可求得，则根据支撑或锚布置的间距，即可求得每一支撑或拉锚的轴力。,第一章 土方工程,60,b.支撑（拉锚）系统设计 支撑立柱 如果支撑长度过大，则应在支撑中央设置竖撑，以防止支撑在自重作用下挠度过大引起附加内力。拉锚长度 应保证锚锭或锚座板位于它本身引起的被动土楔滑移线、板桩位移引起的主动土楔滑移线和静土

17、楔滑移线之外。,第一章 土方工程,61,图1-25 拉锚长度计算,1锚碇被动土楔滑移线；2 板桩主动土楔滑移线；3静止土楔滑移线,第一章 土方工程,62,拉锚的最小长度按下列两式计算，取其中大值：L=L1+L2 L=htan（90-）式中 L 拉描最小长度；H 基坑深度；hc1 对自由支承板桩，取板桩入土深度；对嵌 固支承板桩，取基坑底至反弯点的距离；h1 锚锭底端至地面的距离；土的内摩擦角。,（1-35）,第一章 土方工程,63,c.围檩计算,第一章 土方工程,图1-26 围檩计算简图,64,4 钢板桩施工 钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度

18、和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求，对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。,第一章 土方工程,65,对于钢板桩，通常有三种打桩方法：(1)单独打入法 此法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是，由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，墙面平直度难以控制。一般在钢板桩长度不大(小于10m)、工程要求不高时可采用此法。,第一章 土方工程,66,(2)围檩插桩法 用围檩支架作板桩打设导向装置(图1-27)。围檩支架由围檩和围檩桩组成，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。在打设板桩时起导向作用。双面围檩之间的距离，比两块板桩组合宽度大815mm。,图1-27 围檩插桩法,第一章 土方工程,67,(3)分段复打桩 此法又称屏风法，是将1020块钢板桩组成的施工段沿单层围檩插入土中一定深度形成较短的屏风墙，先将其两端的两块打入，严格控制其垂直度，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板桩高度打入。此法可以防止板桩过大的倾斜和扭转，防止误差积累，有利实现封闭合拢，且分段打设，不会影响邻近板桩施工。,第一章 土方工程,68,板桩施工,第一章 土方工程,69,第一章 土方工程,