1 土方工程施工.ppt

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1、第1章（1） 土方工程施工,大型建筑群场地平整,大型土方挖填工程,大型土方挖填工程,基坑(槽)工程,大型建筑群支护工程,主要内容,1.土方工程施工内容、施工过程、施工特点； 2.土的工程分类、土的工程性质； 3.场地平整的竖向规划设计、土方工程量的计算、土方工程施工机械； 4.基坑（槽）土方工程量的计算，基坑边坡稳定及支护结构施工； 5.深基坑降水方案，轻型井点系统的设计，流砂的发生及防治； 6.土方填筑与压实的原理及要求，影响填土压实的因素，填土压实质量的控制与检验; 7.土方工程施工质量的评定与检验。,基本要求,1、了解土方工程施工的内容、过程及特点，熟悉土的工程分类、工程性质及其各自对土

2、方工程施工的影响； 2、掌握土的可松性及其在土方工程施工（土方工程量计算）中的应用； 3、掌握施工场地设计标高的确定、土方工程量的计算、土方的调配； 4、了解土方工程施工机械的种类、性能、特点及应用；,5、熟悉边坡稳定与基坑（槽）支护的影响及施工工艺与要求； 6、了解基坑（槽）土方工程定位、放线的常规方法；掌握其土方工程量的计算方法及依据； 7、熟悉深基坑降水的方法、降水原理及降水施工工艺与要求； 8、掌握土方回填的要求、压实方法、影响填土压实的因素及压实质量的控制与检验； 9、了解土方工程施工的发展方向和现行施工质量验收规范的主要内容。,重点,工程性质及其各自对土方工程施工的影响；施工场地设

3、计标高的确定，土方工程量的计算；土方工程压实质量的控制与检验。,难点,轻型井点降水、深基坑支护的施工。,深度和广度,通过对本章内容的学习，要求达到能够制订土方工程施工方案（包括土方施工机械的选择）、基坑（槽）开挖方法、降水方案、基坑边坡支护方案、填筑压实方案、进行场地平整施工竖向规划设计等。,基本内容,1.1 概述,“万丈高楼平地起”，一个建设场地的地质条件对建筑物有很大影响，土质的好坏往往就决定了一栋建筑结构和基础选型。而我们工程施工的首道工序就是土方工程，从甲方的“三通一平”（水通、电通、路通、场地平整）到乙方的土方工程、基础开挖皆是这样。 土方工程包括 土方的开挖、回填及运输以及可能遇到

4、的排水、降水及边坡支护等。,一、常见土方工程的种类,1、 场地平整; 2、基坑（槽）及管沟的开挖; 3、大型地下土方工程开挖（降水与排水和边坡支护）; 4、土方的填筑与压实。,场地平整测量放线土方开挖土方运输施工排水、降水和边坡支护等挖到设计标高、尺寸后的验槽（地基与基础施工）土方回填压实。,二、土方工程的施工过程,三、土方工程的施工特点,1、工程量大，劳动强度高 大型项目的场地平整工程 量数百、上千万立方，机械化施工也要几个月。,2、施工条件复杂 多为地下作业，受自然条件影响较 大，故土方工程施工应尽量避开雨季施工 。,3、受场地影响 基坑(槽)的开挖、土方的留置和存放都 受到施工场地的影响

5、，特别是城市内施工，场地狭 窄，往往由于施工方案不妥，导致周围建筑设施出现 安全稳定问题。,四、土的分类、分类依据及分类目的,3. 分类目的,1）确定施工方法； 2）确定劳动消耗量，支付人工费； 3）作为预算中套用定额的依据。,2. 分类依据,根据土的开挖难易程度将土分为八类。,土类别越高，开挖难度越大。,五、土的工程性质,（一）土的质量密度,土的质量密度:分天然密度和干密度d。 土的天然密度 指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定。 土的干密度 指单位体积内土中固体颗粒的质量，用以检验填土的压实质量。,1. 土的可松性 自然状态下的土经开挖体积因松散而增大；虽经

6、回填夯实仍不能复原的性质。,2. 土的可松性系数 经开挖后松土（或夯实土）的体积与自然状态下土体积之比。,（二）土的可松性,（1） 最初可松性系数 Ks=V2/V1,作用：选择运输工具数量, 计算土方机械的生产率,（2） 最终可松性系数 Ks=V3/V1,作用：土方平衡调配时，计算调整填方的工程量。,附注 通常有V1V3V2；0 KS, /KS1关系存在。 土的可松性对土方的调配、土方运输量的计算、填方量及运输工具数量等都有影响，尤其是大型挖方工程，必须考虑土的可松性。,（三）土的含水量,土的含水量 指土中所含的水与土的固体颗粒之间的质量之比，以百分数表示： 土的含水量对土方边坡的稳定和填方压

7、实质量均有影响。 土方回填时,需要有最优含水量方能夯压密实，以获得最佳干密度。,（四）土的渗透性（指土体被水透过的性质）,1. 水头差 （h） h=H1H2,L渗流路线长度（ab）,2. 水力坡度（i）,i =h/L=（H1H2）/L,b,a,H1,H2,3. 土的渗透性 v=ki =kh/L (单位 m/d或 cm/s),流速与水头差成正比，与渗流路线长度成反比。,4. 渗透系数 （K）,与土的工程种类有关，直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性。,5. 影响渗透系数的因素,1）土颗粒级配及土体形状；,2）土的结构及密实度。,作业 P27：思考题1-1，1-2； 后记（本节主要解决的问题

8、） 1、了解土木工程施工课程的主要内容，知识结构，端正学习态度； 2、土方工程施工的施工内容、施工过程与施工特点； 3、土的工程分类、分类依据及分类目的； 4、土的工程性质及其各自对土方工程施工的影响。,温故而知新,1、了解土木工程施工课程的主要内容，知识结构，端正学习态度； 2、土方工程施工的施工内容、施工过程与施工特点； 3、土的工程分类、分类依据及分类目的； 4、土的工程性质及其各自对土方工程施工的影响。,场地平整 将天然地面平整成施工所要求的设计平面。场地平整前，要进行场区竖向规划设计，确定场地设计标高、计算挖方和填方的工程量，然后根据工程规模、施工期限、现有施工条件等选择土方工程施工

9、机械，拟定施工方案。,一、 场地设计标高的确定,（一 ）场地设计标高的确定,选择设计标高时应考虑以下因素 （1）满足生产工艺和运输的要求； （2）尽量利用地形，使场内挖、填平衡，以减少土方的运输费用； （3）要有一定的泄水坡度（2），以满足排水要求； （4）要考虑最高洪水位的影响。,（二）场地设计标高确定步骤和方法 （1）初步确定场地设计标高 首先将场地的地形图根据要求的精度划分成边长为1040m的方格网（P5图1-2)。在各方格左上角逐一标出其角点的编号，然后求出各方格角点的地面标高，标于各方格的左下角。各方格角点的地面标高，当地形平坦时，可根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得；当地

10、形起伏较大或无地形图时，可在地面用木桩打好方格网，用仪器直接测出。,按照场地内土方在平整前后相等的原则，场地设计标高可按下式计算（设计标高Ho系一理论值 ）。,（2）场地设计标高的调整,a）考虑土的可松性影响。 考虑土的可松性后，场地设计 标高应调整为：H0=H0+h b）考虑借土或弃土的影响。 c）考虑泄水坡度的影响。 单向泄水时：Hn=H0(H0)li 双向泄水时： Hn=H0(H0)lxix lyiy,二、场地平整土方量的计算 场地平整土方量的计算方法 方格网法、断面法。 当场地地形较为平坦时，宜采用方格网法； 当场地地形起伏较大、断面不规则时，宜采用断面法。,1）计算场地各方格角点的施

11、工高度； hn=HnH （“”为填，“”为挖） 2）确定零线； 3）计算场地各方格挖填土方量； 4）计算场地边坡土方量。,（1）方格网法,零点位置计算：,a) 四方棱柱体的体积计算方法,(i) 全部为填或全部为挖,(ii) 部分挖方部分填方,b) 三角棱柱体的体积计算方法,(i) 顺等高线划分,(ii) 全部为挖或全部为填,(iii) 有填有挖,（2）断面法 沿场地取若干个相互平行的断面（当精度要求不高时，可利用地形图定出，若精度要求较高，应实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面）划分为若干个三角形和梯形，则面积为：,断面法计算土方量,某一断面面积为,则所求土方体积为,三、土方平衡与调

12、配,1、土方平衡与调配的目的,在土方运输量最小或土方运输费用最低的情况下，确定挖、填方区土方的调配方向、调配数量及平均运距，从而缩短工期，降低成本。,土方调配 对挖方的土需运至何处（利用或堆弃）或填方所需的土应取自何方进行综合协调处理。,2、土方平衡与调配的原则,（1）应力求达到挖、填平衡和运距最短； （2）应考虑近期施工和后期利用相结合； （3）应分区与全场相结合； （4）土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。,3、土方平衡调配的步骤与方法（调配程序）,（1）划分调配区 ; （2）计算各调配区的土方量，并标明在调配图上 ; （3）计算各挖、填方调配区之间的平均运距; （4）确定土方

13、调配的初始方案 ; （5）确定土方调配的最优方案; （6）绘出土方调配图。,四、基坑、基槽土方量计算,1、基坑土方量计算,2、基槽和路堤,习 题 课,例1. 基坑坑底面积为6mx10m，深4m，边坡系数为0.33，Ks1.25，Ks，1.05，需回填空间的体积为120m3 ，用体积为5 m3 的汽车将余土外运，求余土外运车次及预留回填土的体积。,1. 解：F1=AB=6x10=60m2 F2=(A+2mH)(B+2mH)=(6+2x4x0.33)(10+2x4x0.33)=109.21m2 F0=(A+mH)(B+mH)=(6+4x0.33)(10+4x0.33) =82.86m2 V坑（自）

14、=H/6(F1+F2+4F0)=333.77m3 V坑（松）=V坑（自）x1.25=417.21m3 V回（压）=120m3 V回（自）=V回（压）x1/Ks,=114.29m3 V回（松）=V回（自）xKs=142.86m3 V余（松）=V坑（松）-V回（松）=274.35m3 N=V余（松）/V0=54.87=55(车),例2. 某基础工程，槽长L=100m，宽B=1.4m，深H=1.2m，开挖后灰土垫层及砖砌基础分别为63m3、40m3，回填夯实后余土全部外运，运土工具车容积为V0=2m3，已知Ks1.25，Ks，1.05，求余土外运车次。,2. 解：V坑（自）=LBH=168m3 V坑

15、（松）=V坑（自）x1.25=210m3 V回（压）=168-(63+40)=65m3 V回（自）=V回（压）x1/Ks,=61.9m3 V回（松）=V回（自）xKs=77.38m3 V余（松）=V坑（松）-V回（松） =132.62m3 N=V余（松）/V0=66.31=67(车),例3. 某建筑场地方格网的方格边长为20m20m，泄水坡度 ，不考虑土的可松性和边坡的影响。试按挖填平衡的原则计算挖、填土方量（保留两位小数）。,作业 P27：思考题1-35；习题1-11-3 后记（本节主要解决的问题） 1、场地平整土方工程量的计算方法及步骤； 2、土方平衡与调配的目的、调配原则、调配程序； 3

16、、基坑（槽）土方工程量的计算。,温故而知新,1、场地平整土方工程量的计算方法及步骤； 2、土方平衡与调配的目的、调配原则、调配程序； 3、基坑（槽）土方工程量的计算。,当开挖基坑（槽）时，地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方边坡可以做成直立的形状。但挖深不得超过当地预算定额规定不放坡的最大挖方深度。否则应考虑放坡，按不同土层或不同放坡系数放坡。,（一 ）边坡系数的确定,一、土方边坡,土方边坡的坡度（i）以挖方深度 （或填方深度）与底宽之比表示（即i=h/b）。,1、土的种类 2、基坑开挖深度 3、水的作用 4、坡顶堆载 5、震动的影响。 边坡能够稳定主要是由于土

17、体内摩擦阻力和粘结力能够保持平衡。一旦失去平衡，就会引起塌方（视频）。,（二）边坡的稳定,影响基坑边坡稳定的因素,1）土质差且边坡过陡，会使土体稳定性差,在开挖深度大的基坑时就会引起塌方； 2）雨水、地下水渗入基坑会使边坡土的重量增大，抗剪能力低，也会造成塌方； 3）基坑边缘附近大量堆土或停放机具材料，使土体产生剪应力超过土体强度而破坏。 为了防止塌方，保证施工安全，在开挖土方达到一定深度时，或按规定进行放坡，或进行土壁支护，以确保土壁的稳定。,造成边坡塌方的原因,在建筑稠密地区或场地狭窄地段施工时，没有条件按放坡开挖的宽度来挖方。这时就需要用支护结构来支撑土壁，防止边坡坍塌，使施工安全顺利地

18、进行，减少对邻近建筑物和地下设施的不利影响。 基坑支护是依据开挖深度、宽度、土质和地下水位的情况综合进行选择和设计的，要求支护牢固可靠，安全方便。,二、基坑支护,（1）横撑式支撑 由挡土板、木楞和横撑组成。用于基坑开挖宽度不大、深度也较小的土壁支撑。根据挡土板所放位置的不同分为水平和垂直两类型式。,(a)间断式水平挡土板支撑 （b）垂直挡土板支撑 横撑式支撑 1-水平挡土板；2-竖楞木；3-工具式横撑；4-竖直挡土板；5-横楞木,（2）钢板桩支撑 在基坑开挖前先在周围用打桩机将钢板桩打入地下要求的深度，形成封闭的钢板支护结构，在封闭的结构内进行基础施工。 钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。前

19、者防水和承受轴向力的性能良好，易打人地下；后者的防水和抗弯性能好且应用广泛。 钢板桩打入时一般有单打法、双层围檩插桩法和分段复打法。,（a）平板桩,（b）波浪式板桩 图1-22 常用的钢板桩形式,（3）钢筋混凝土排桩支撑 采用现场灌注桩，具有布置灵活、施工简单、成本低、无振动影响等特点，应用广泛。 排桩的布置情况与土质、土压力大小及地下水位高低有关。有一字相间排列、一字相接排列、一字搭接、交错相接、交错相间排列几种形式。排桩挡土效果较好，但是挡水效果较差，经常用在地下水位较低的地方。,（4）水泥土搅拌桩支护 将软土与水泥浆强制拌和，使软土硬结成整体并具有足够强度的水泥加固土。 按施工机具和方法

20、不同可分为深层搅拌法、旋喷法和粉喷法。 它适用于淤泥、粉土和含水量较高且地基承载力不大的粘性土等软土层，作为基坑截水和较浅基坑的支护。,旋喷法：利用专用钻机钻孔之设计处理深度，采用高压发生装置，通过安装在钻杆端部的特殊喷嘴，将高压水泥浆液向四周高速喷入土体，随钻头旋转和提升切削土层，使其拌和均匀。 粉喷法：用压缩空气将水泥粉体输送到桩头，并以雾状喷入土中，通过钻头叶片旋转搅拌混合而成。,深层搅拌法的施工工艺 深层搅拌机就位预搅下沉喷浆搅拌提升重复搅拌下沉重复搅拌提升提升直至孔口。,图1-25 深层搅拌法施工工艺,水泥土搅拌桩护坡,（5）地下连续墙 近十几年来在地下工程和深基础施工中发展起来并应

21、用较广泛的一项施工技术。 优点:刚度大，既可以挡土又可以挡水，能够承受较大的土压力；遇开挖基坑时无需放坡，也无需用井点降水；施工时噪音低、振动小；对邻近的地下设施和工程结构影响较小。 适用于各种土质，尤其适用于城市中密集建筑群的基础开挖。,地下连续墙施工工艺 （动画） 1）确定单元槽; 2）导墙; 3）机械挖槽; 4）挖槽施工; 5）吊放接头管。,（6）坑外土层锚杆支护 它由钢绞线或钢筋与注浆体组成。 钢绞线或钢筋一端与支护结构相连，另一端伸入稳定土层中承受由土压力产生的拉力，维持支护结构稳定。,1）锚杆的构造。锚杆由锚头、拉杆和锚固体组成。 锚头由锚具、横梁等组成；拉杆采用钢筋、钢绞线制成；

22、锚固体是用水泥砂浆将拉杆与土体连成一体的抗拔构件。,图1-29 土层锚杆构造图 1-锚具；2-承压板；3-横梁；4-台座；5-承托支架；6-套管；7-钢拉杆； 8-耗砂浆；9-锚固体；10-钻孔；11-挡墙；lf-非锚固体（自由段）长度； lc-锚固段长度；l-锚杆全长；D-锚固体直径；d-拉杆直径,2）锚杆的设计。锚杆的埋置深度要使上层锚杆的覆土厚度不小于4m，以避免地面出现隆起现象。锚杆的层数由基坑深度和土压力大小确定。其垂直和水平间距不小于1.52m，避免产生群锚效应而降低单根锚杆的承载力。锚杆的倾角不宜超过45。在允许的倾角范围内根据地层结构，应使锚杆的锚固体置于较好的土层中。,3）锚

23、杆的施工（视频） 锚杆施工工艺：定位钻孔安放拉杆注浆张拉锚固。 锚杆锚固段采用水泥砂浆封闭防腐，拉杆周围保护层厚度不小于10mm，自由段涂润滑油或防腐漆，外包塑料布，锚头采用沥青防腐。,（7）坑外土钉支护 以土钉作为主要受力构件的坑外边坡支护技术。它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层和必要的防水系统组成。 土钉支护的施工工艺(视频) ：定位钻机就位成孔插钢筋注浆喷射混凝土。,图1-30 土钉墙支护 1-土钉；2-喷射混凝土；3-垫板,（一）基坑（槽）开挖前的准备工作,“ 三通一平” “水通、电通、道路 通，场地平整” 。,三、基坑（槽）土方开挖,施工单位接到施工图纸后，核对平面

24、尺寸和坑底标高，各专业图纸间有无矛盾和差错，熟悉地质土层水文勘探资料，了解基础型式、工程规模、结构型式、特点、工程量和质量要求；弄清地下管线、构筑物与地基的关系，进行图纸会审，发现问题逐条予以解决。,1、学习与审查图纸（会审图纸）,研究制定施工现场基础开挖方案，绘制施工总平面图 ，确定开挖顺序、范围、基底标高，边坡坡度，排水沟、集水井位置，以及土方堆置场地；提出施工机具、劳力、推广新技术计划；深基坑开挖还需提出支护和降水方案。,平整场地应按建筑总平面图中确定的标高进行。清理障碍物时一定要弄清情况并采取相应的措施，以防发生事故。,2、编制施工方案,3、场地平整、清理障碍物,建筑物定位是在基础施工

25、以前，根据建筑总平面图给定的坐标，将拟建建筑物的平面位置和0.000标高在地面上确定下来。 即将建筑物的外廓（墙）轴线交点（简称角点）测设到地面上。为建筑物的放线及细部放样提供依据。,4、测量定位、放线,1）建筑物定位,定位 一般用经纬仪、水准仪、钢尺等根据轴线控制点将外墙轴线的四个角点用木桩标设在地面上。在建筑物四角距基坑（槽）上口边线约1.52.0m处设龙门板，在龙门板上标出0.000标高，并将轴线引测至龙门板上，作为施工放线的依据（图1-31）。 外墙轴线测出后，就可以根据建筑平面图将内墙轴线、门窗洞口位置测出。,图1-31 建筑物的定位 1-龙门板；2-龙门桩；3-轴线钉；4-轴线桩（

26、角桩）；5-轴线；6-控制桩,龙门板法和轴线控制桩示意图,轴线控制桩,轴线控制桩,龙门桩,龙门板,建筑物定位后，根据基础的宽度、土质情况、基础埋深及施工方法，计算基槽的上口挖土宽度，拉线后用石灰在地面上画出基坑（槽）开挖的边线既为放线（图1-32）。,2）放线,图 1-32 放线示意图 1-墙（柱）轴线；2-龙门板；3-白灰线（基槽）边线；4-基槽宽度,当土质均匀，且挖土深度没有超过施工规范的有关规定或定额计算的规定时，开挖时可不放坡也不加支撑，垂直开挖，但要加基础施工的工作面宽度，如P33图1-33所示。基槽放灰线尺寸为：,3）基槽上下开挖宽度的计算,（1）不放坡，不加档土支撑,当基础埋置较

27、深，场地狭小不能放坡时，为防止孔壁坍塌，必须设置支撑。此时放线宽度除考虑基础底宽，工作面外，还要考虑支撑所需尺寸（一般为100mm）。基槽放灰线尺寸为：,（2）留工作面并加支撑,如果挖土深度超过施工规范或定额规定，即使土质均匀，也必须放坡（P33图1-34）。基槽放灰线尺寸为：,（3）放坡,图1-33 留工作面垂直开挖 图1-34 放坡并留工作面,施工现场所需临时设施主要包括生产性临时设施和生活性临时设施。 生产性临时设施 混凝土搅拌站、各种作业棚、建筑材料堆场及仓库等；生活性临时设施 宿舍、食堂、办公室、厕所等。 开工前应修筑好施工现场内机械的运行道路，主要运输道路宜结合永久性道路的布置修筑

28、。同时做好现场供水、供电、供气以及施工机具和材料进场。,5、修建临时设施与道路,（二）基坑(槽)土方的开挖施工,基坑开挖前应根据工程结构型式、基础埋置深度、地质条件、施工方法及工期等因素，确定基坑开挖方法。 基坑（槽）开挖方法 人工开挖和机械开挖两种形式。,当深度和土方量不大或无法用机械开挖的桩间土等可以采用人工开挖的方法。人工开挖可以保证放坡和坑底尺寸的精度要求，但是人工开挖劳动强度大，作业时间长。 当基坑较深，土方量大时一般采用机械开挖的方式。即使采用机械开挖，在接近基底设计标高和边坡时通常也用人工来清挖，以免超挖和机械扰动基底和边坡。,当基坑（槽）挖到离坑底0.5m左右时，根据龙门板的标

29、高及时用水准仪进行抄平，在土壁上打水平桩，作为控制开挖深度的依据。 挖至设计标高后，应对槽（坑）底进行保护，防止雨水浸蚀和阳光曝晒，经验槽合格后，立即进行基底施工。,开挖较深基坑时，土方施工必须遵循“开槽支撑，先撑后挖，严禁超挖，分层开挖”的原则。,（1） 基坑开挖深度控制,在施工过程中，基坑边、管沟边的堆土不应超过设计荷载。回填土距坑边要大于1m，弃土及时运走，既有利于施工又防止过多的堆土造成土壁的坍塌。,（2） 及时弃土,在施工中或雨后，应对支护结构、周围环境进行检查和监测，出现异常及时处理，避免出现事故。,（3） 加强监测,基坑（槽）开挖完毕并清理好后，在垫层施工前，承包商应会同勘察、设

30、计、监理、业主、质量监督部门一起进行现场检查验收。,（三）基坑（槽）土方工程的检验（验槽）,1）核对基坑（槽）的位置、平面尺寸、坑底标高； 2）核对基坑土质和地下水情况； 3）孔穴、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、形状、深度等。遇到持力层明显不均匀或软弱下卧层者，应在基坑底进行轻型动力触探，并会同有关部门进行处理； 4）验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大的部位。,验收（验槽）工作的主要内容,表面检查验槽。根据槽壁土层分布，判断基底是否已挖至设计所要求的土层，是否需下挖或进行处理，观察槽底土的颜色是否均匀一致，是否有软硬不同，是否有杂质、瓦砾、是否有枯井、古墓等。 钎探检查验槽（视频

31、）。基坑挖好后，用锤将钢钎打入槽底土层内，根据每打入一定深度的锤出次数，来判断地基土质情况，此法主要适用于砂土及一般粘性土。,常用的检验方法,钎探检查验槽,洛阳铲检查验槽。根据建筑物所在地区的具体情况或设计要求，对基坑底以下的土质、含水量、古墓、洞穴、地道、废井等用洛阳铲进行探查检查。此法主要适用于黄土及一般粘性土地区。探孔深度一般不小于3.0m，间距1.52.0m，检查中每35铲观看土层有无变化及有机物、含水量情况。 验槽后应填写验槽记录或隐蔽工程验收报告。,洛阳铲检查验槽,作业 P27思考题 1-6,1-7； 后记 （本节主要解决的问题） 1、边坡系数的确定、影响边坡稳定的因素、 造成边坡

32、塌方的原因； 2、基坑支护的方法及施工工艺； 3、基坑（槽）土方工程施工的定位、放线、 开挖方法及开挖原则； 4、基坑（槽）土方工程施工质量的检验内容 及方法。,温故而知新,1、边坡系数的确定、影响边坡稳定的因 素、造成边坡塌方的原因； 2、基坑支护的方法及施工工艺； 3、基坑（槽）土方工程施工的定位、放 线、开挖方法及开挖原则； 4、基坑（槽）土方工程施工质量的检验 内容及方法。,在开挖基坑（槽）时，地下水位高于开挖底面，地下水就会不断渗入基坑；另外，地面上的雨水、雪水（地表水）也会流人基坑。如果不采取降水措施或未及时排走流入坑内的水，不但会使施工条件恶化，更会引发边坡塌方和地基承载力下降。

33、,地面排水与降低地下水位,（一）排除地面水的途径,1、 修筑排水沟,位于施工区域边缘，临时道路两侧。, 横断面500500，纵向坡度i=2至低洼处（或集水井内）用水泵抽走。,2、 开挖截水沟,宜用于山区场地平整的排水。,在较高山坡上开挖一截水沟。,3、 砌筑挡水土堤, 宜用于低洼地区施工。, 在施工区域四周修筑以防雨水及地表水流入。,（二）降低地下水位的方法,集水井明排降水、井点降水及设防渗帷幕。,1、 集水井明排降水 “ 截，疏，抽”：,1）截 截住水流，将排水沟设置在地下水的上游；,2）疏 疏散积水；,3）抽 设置集水井，用抽水设备排水。,（水井一般每隔2040m设置一个）,2、 井点降低

34、地下水位,（不仅是一种降水排水措施，也是一种地基加固方法）,一、集水井降水法(动画),集水井降水，边挖边降,注：a. 不适用于细砂、粉砂土的降水。,对于这种土质条件，采用什么方法呢？,后面将讲到“ 井点降水法”,集水井降水法是在基坑开挖过程中，在基坑范围以外设置集水坑，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑中，然后用水泵抽走（集水坑降水法）。,c.排水沟的截面尺寸和集水井的个数是根 据坑底涌水量的大小、基础的形状和水泵的抽 水能力来确定 。,一般排水沟的 沟底低于挖土面为0.4m0.5m，集水井应设在基础范围以外的边角处。排水沟向集水井方向保持13的纵向坡度,每间隔2040m设置一个集

35、水井，其直径或宽度为0.60.8m 。 集水井深度随挖土深度增加而加深，始终低于挖土面0.71.0m。,d. 流砂的现象、危害、发生的关键以及防 治措施,当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，在挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂现象。,流砂现象的危害 发生流砂时，土完全丧失承载能力，施工条件恶化，并有引起附近建筑物下沉的危险。,流砂现象发生的关键 动水压力的大小与方向。,流砂现象的防治途径 主要是减小或平衡动水压力，或者改变动水 压力的方向。,流砂现象的防治的具体措施 1）枯水期施工。如条件许可，尽量安排在枯水

36、期施工，使最高地下水位距坑底不小于0.5m。 2）水下挖土法。水中挖土时，不抽水或少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡。 3）抢挖法。即组织分段抢挖，使挖土的速度大于冒砂速度，挖到设计标高后立即抛大石块以平衡动水压力，压住流砂。 4）井点降水法。 5）打钢板桩法。 6）地下连续墙法。,二、井点降水法,在基坑开挖深度较大、地下水位较高、土质较差（如细砂、粉砂等）情况下，要考虑采用井点降水法。,a、井点降水法 在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备抽水，使地下水位降至坑底以下，在基坑开挖过程中仍不断抽水，直至土方和基础工程施工结束为止。,b、井点降水的类型及选择方法,a）

37、类型：轻型井点，喷射井点，管井井 点，深井井点以及电渗井点。,b）选择时应考虑的因素：, 土的渗透系数 （K）, 降低水位的深度（H）, 工程特点, 设备条件,（其中轻型井点采用较为广泛，下面将做重点介绍）,a、轻型井点设备组成及布置,a）轻型井点设备组成,轻型井点设备工作原理（动画）,1.轻型井点,b）井点布置依据 基坑的平面形状、大 小、土质、地下水位高低及流向、降水深度要 求等。, 平面布置, 坑宽6m，单排布置（井点放在上游）, 坑宽6m （或土质不好），双排布置, 大面积，环形布置, 高程布置,理论上可达10m左右，实际6m,HH1+h+iL,(a)平面布置 （b）高程布置 图1-3

38、9 单排线状井点布置 1-总管；2-井点管；3-抽水设备,（a）平面布置 （b）高程布置 图1-40 环形井点布置图 1-总管；2-井点管；3-抽水设备,注意：确定井点管埋设（动画）深度，还要考虑井点管要露出地面0.2m 左右。如果计算出的值大于6m ，则应降低井点管抽水设备的埋置面，以适应降水深度的要求。任何情况下，滤管必须埋设在蓄水层内。 当一级井点系统达不到施工降水深度要求时，可采用二级井点，即先挖去一级井点所疏干的土，然后再在基坑底部装设二级井点，以使降水深度增加。,图1-41 二级轻型井点布置图 1- 第一级井点管；2-第二级井点管,城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管

39、井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。,b、水井的分类,a承压完整井；b承压非完整井；c无压完整井；d无压非完整井 图1-41水井的分类,a）承压完整井 水井底部达到不透水层，含水层的水面有一定压力的水井。,b）承压非完整井 水井底部没有达到不透 水层，含水层的水面有一定压力的水井。,c）无压完整井 水井底部达到不透水层，且地下水无压力的水井。,d）无压非完整井 水井底部没有达到不透 水层，且地下水无压力的水井。,c、轻型井点的设计,内容：涌水量Q,井点管数量n,井点管间距D,a）涌水量计算,（a）无压完整井,图1-42 无压完整井水位降落 曲线和流线网 1流线；2过水断面,单井,Q=WKI

40、,W 地下水流的过水断面积,K 渗透系数 (m/d),I 水力坡度,w=2xy,I=dy/dx,(m3/d), 环形井点的假想圆半径,F 环形井点所包围面积,K 环形井点土的渗透系数,S 环形井点群井中心水位降低值,R 抽水影响半径,（b）（实际工程常遇见的）无压不完整井系统,H0 有效含水深度H0,其取值为经验数值，,(表见下页),注：若计算值H0H 实际含水层厚度H时，取H0=H,M 承压含水层厚度(m)其余同上。,（c）承压完整井环形井点涌水量计算,b）井点管数量与井距确定,（a） 单根井点管出水量,(m3/d),c）抽水设备选用,（b） 水泵,由流量,吸水扬程,Hs 井点管埋置深度至地

41、平面之距,1） 轻型井点系统的施工内容 施工准备、井点系统的安装、使用及拆除。,d、轻型井点的施工(动画、视频),2）施工准备工作包括 井点设备、施工机具、水源、电源及必要材料的准备，排水沟的开挖，水位观测孔的设置等。,3）井点系统的安装顺序 先埋设总管，冲孔，沉设井点管、灌填砂滤层，然后用弯联管将井点管与总管联接，最后安装抽水设备。,4）井点系统的使用,（1）井点管的埋设一般用水冲法；,（2）轻型井点系统全部安装完毕后，应进行抽水试验，以检查有无死井（井点管淤塞）或漏气、漏水等现象； （3）在井点系统的使用过程中，应连续抽水，时抽时停会抽出大量泥沙，使滤管淤塞，并可能造成邻近建筑物因土粒流失

42、而沉降开裂。,5）防止或减少降水影响周围环境的技术措施,降水过程中，在建筑物密集地区或在软土地区如因长时间降水会引起周围地面不均匀沉降，影响邻近建筑物、道路和管网等设施的正常使用和安全。为防止或减少降水对周围环境的影响，避免产生过大的地面沉降，可采取下列技术措施： 采用回灌技术； 采用砂沟、砂井回灌； 使降水速度减缓。,通常在降水深度超过6m时，可采用喷射井点。 喷射井点按其工作时喷射的介质不同，可分为喷气井点与喷水井点，常用喷水井点。 喷射井点的平面布置 当基坑宽度小于10米时，井点可作单排布置；当基坑宽度大于10米时，可作双排布置；当基坑面积较大时，宜用环形布置，井点间距一般取23米。 涌

43、水量计算与井点埋设和轻型井点相同。,2.喷射井点,在深基坑施工中有时会遇到渗透系数小于0.1m/d的土质，这类土含水量大，压缩性高，稳定性差。由于土料间微小毛细孔隙的作用，将水保持在孔隙内，采用真空吸力降水的方法效果不好，此时采用电渗井点降水。 电渗井点降水 在饱和粘土中插入两根电极，通入直流电，粘土粒即能沿力线向阳极移动，称为电泳。水分电子向阴极移动为电渗。,3.电渗井点,电渗井点就是利用上述现象，将一般轻型井点或喷射井点的井管作为阴极，并在其内侧相距约1.2m处加设垂直的阳极。阳极可用钢筋或其他金属材料插入，通电后土层中的水分子即迅速渗到井管周围，方便抽出排水。,4.管井井点和深井井点,在

44、土的渗透系数更大（20200m/d），地下水含量丰富的土层中降水，宜采用管井井点或深井井点。管井井点就是在基坑的四周每隔1050m钻孔成井，然后放入钢筋混凝土管或钢管，底部设滤水管。每个井管用一台水泵抽水，以使水位降低。,深井井点与管井井点基本相同，只是井较深，用深井泵抽水。深井泵的扬程可达100m，当要求降水深度很大，用管井井点降水不能满足要求时，则用深井井点。深井井点一般按200250m的密度布置井距。 管井井点和深井井点设备简单，但一次性投资较大。,例4. 某工程地下室的平面尺寸为54 m18 m，基础底面标高为-5.20 m，天然地面标高为-0.30 m ，地面至-3.00 m为杂填土

45、，-0.30-9.50 m为粉砂层（渗透系数K=4 m/昼夜），-9.50 m以下为粘土层（不透水），地下水离地面1.70 m，场地条件为北面、东面靠近道路，路边有下水道，西面有原有房屋，南面设有混凝土搅拌站。,地下室开挖施工方案为：采用轻型井点降水，液压反铲挖土机挖土，自卸汽车运土。坑底尺寸因支模需要，每边宜放出1.0 m，坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当陡些，采用1:0.5，西边靠原有房屋较近，为了防止其下沉开裂，打设一排板桩。,工地现有井点设备：滤管直径50，长度1.20m；井点管直径50，长度60m；总管直径100，每段长度4.0m，（0.8m有一接口）；Ws真空泵机组，每套配备二台

46、3BA9离心泵（水泵流量30m3/h) 。 试求： (）轻型井点的平面布置与高程布置。 （）轻型井点计算（涌水量、井点管数量与间距、水泵流量）。,作业 P27思考题1-8，1-9； 习题1-4 后记 （本节主要解决的问题） 1、基坑降水的必要及降水方法； 2、集水井降水法的原理及应用、排水沟及集水井的设置要求； 3、井点降水法的原理及应用、轻型井点系统的设备组成及井点布置； 4、水井的分类及轻型井点的设计； 5、轻型井点系统的组成、安装与使用以及防止或减少降水影响周围环境的技术措施 。,温故而知新,1、基坑降水的必要及降水方法； 2、集水井降水法的原理及应用、排水沟及集水井的设置要求； 3、井

47、点降水法的原理及应用、轻型井点系统的设备组成及井点布置； 4、水井的分类及轻型井点的设计； 5、轻型井点系统的组成、安装与使用以及防止或减少降水影响周围环境的技术措施 。,1.5 土方填筑与压实,一、土方工程施工机械,（一）常用的土方工程施工机械,（1）推土机,组成 由动力机械（拖拉机）和工作部件（安装在拖拉机前面的推土铲）两部分组成。,特点操纵灵活、运转方便、所需工作面较小、行驶速度快、易于转移、能爬30左右的缓坡，既可开挖土方，又可短距离运输。,分类 按行走的方式推土机可分为履带式和轮胎式。履带式推土机附着力强，爬坡性能好；轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。 适用情况 多用于场地平整和清理

48、开挖深度1.5m内的基坑、回填基坑和沟槽等。推土机可以推挖一至三类土；对于三类土应事先松动。推土机推填距离宜在100m以内，效率最高为60m。 施工方法 1）下坡推土法 ；2）槽形挖土法； 3）并列推土法； 4）分堆集中，一次推送法 。,履带式推土机,轮胎式推土机,（2）铲运机,组成 由牵引机械和铲斗组成； 特点 可以连续独立完成铲、装、运、卸、平、碾作业的综合机械； 分类 按行走机构分拖式铲运机和自行式铲运机。对行驶道路要求较低，行驶速度快，生产效率高。,适用情况 常用于大面积场地平整，开挖大型基坑等。最宜于开挖含水量不大于30的松土和普通土，但不适用于在砾石层、冻土地带及沼泽地区工作。当铲运较坚硬土时，应该与松土机配合工作。 工作方法 提高铲运机的生产效率，可以采用下坡铲土、推土机助铲等方法。 1）下坡铲土法。 2）推土机助铲法。运行路线:环形或8字形。,拖式铲运机,自行式铲运机,（3）单斗挖土机,分类 按挖土装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。 适用情况 在土方施工中，单斗挖土机可以挖掘基坑、沟槽、平整场地等。,1）正铲挖土机（动画）,工作特点 “前进向上，强制切土”，即向前行驶，土斗由下向上强制切土，随挖土的进程向前开行。 适用情况 只开挖停机坪以上的I