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1、,第一章：土方工程,土方工作的主要内容： 主要工作：挖、运、填、压（平） 准备工作：施工排、降水 辅助工作：土壁支护,思考1： 要建造一栋民用住宅楼， 第一步要做什么？,常见的土方工程： 场地平整 基坑（槽）及管沟开挖 地下工程大型土方开挖 土方填筑,思考2： 你见过哪些土方工程？,施工设计应注意（1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械；（2）合理调配土方，使总施工量最少；（3）合理组织机械施工，以发挥最高效率；（4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作；（5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；（6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。,主要内容,第一节：概述 第二节：边坡
2、与基坑支护 第三节：地下水控制 第四节：开挖机械与施工 第五节：土方填筑,一：土的工程分类及性质,1：判断土的类别一、 根据土的颗粒大小可分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土。详细的分类，见岩土工程勘察规范 GB50021-2001二、 根据土的开挖难易程度分为：松软土、普通土、坚土等八大类。,1.1.2 土的工程分类,（一） 土的工程分类,按开挖的难易程度分为八类一类土（松软土）二类土（普通土)三类土（坚土）四类土（砂砾坚土）,机械或人工直接开挖,五类土（软石）六类土（次坚石）七类土（坚石）八类土（特坚石）,爆破开挖,（二）：土的工程性质,思考2： 在施工现场如何对土的类 别进行简易判别？
3、,（二）：土的工程性质,认识土的工程性质 一、土的含水量 二、土的渗透性 三、土的可松性 四、土的天然密度 五、土的干密度,一、土的含水量,土的含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。,土的含水量测定方法：把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100105C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式 可计算出土的天然含水量。,如何测定土的含水量？,一、土的含水量,土的含水量表示土的干湿程度。 土的含水量：5%以内，干土；530%以内，潮湿土；大于30%，湿土。 各类土的最佳含水量如下： 砂土为8%12%；粉土为9%1
4、5%； 粉质粘土为12%15%；粘土为19%23%。,工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。例：测定土的含水量时，用环刀法取样，如图1-1所示。土样取出后，放在天平上称量质量300g，然后放入烘箱内进行烘干，烘干后质量为250g，已知环刀自重50g，求土的天然含水量。,解：土中固体颗粒的质量ms =250-50=200g土中水的质量mw =300-250=50g 土的天然含水量：,土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过的性质称为渗透性.土的渗透性是土的水力学主要性质之一.,2.土的渗透性:,L,h2,h1,v,A,B,渗透系数K经验近似值,3
5、、土的可松性,土的最初可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。,KS、KS土的最初、最终可松性系数 V1土在自然状态下的体积 V2土经开挖成松 散状态下的体积 V3土经压(夯)实后的体积,土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表1.1所示。,土的可松性对土方施工有什么影响？,说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积 V1（2）土方运输：用松土的体积 V2，考虑 KS（3）土方回填：用压实土的体积 V3 ，考虑 KS,土的可松性系
6、数,案例 1,某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS=1.04 ）,答：填方用土： V1 = V3/ KS=208/1.04=200m3（原状土）V2 = KS V1 =1.02*200=240m3（松散土）2m3 的装载车运土需要车次：n=240/2=120车次,1 边坡稳定 2 基坑支护 3 施工降水 4 流砂的防治,第二节 边坡与基坑支护,第1章 土方工程,1 边坡稳定,土方开挖过程中,土壁是由土体内磨擦阻力和粘结力保持平衡而稳定。一旦土体失去平衡(俗称失稳),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
7、会危及附近的建(构)筑物。,第2讲 基坑支护与降水,共70页 第1页,边坡过陡；雨水、地下水渗入基坑;基坑上口边缘堆载过大;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。,1.1 造成边坡失稳的原因,基坑塌方 抢险救人,1.2 边坡留设,合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的开挖断面并留设边坡,是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为 1:m ，即：,1 边坡稳定,土方边坡坡度hb 1(b h)1:m,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。,共70页 第2页,自然放坡的坡率允许值,边坡坡度应根据不同的挖填高度、
8、土的工程性质及工程特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。当地质条件良好、土质均匀且无地下水，其放坡的坡度系数应根据当地施工经验确定,无经验时可按下表确定：,1.2 边坡留设,注：表中碎石土的填充物为坚硬或硬塑的黏性土。,共70页 第3页,留设边坡需考虑的因素,挖填高度：高度大则坡度系数大，反之坡度系数小，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；反之坡度系数小；施工特点：坡顶是否有荷载？施工季节及施工期长短？ 人工作业还是机械作业？,坡顶有荷载(尤其是动荷载)、使用时间长、跨 越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数,规
9、范的边坡留设1 规范的边坡留设2,1.2 边坡留设,共70页 第4页,边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定迹象时，要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，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。,浆砌片石拱护坡 悬臂挡土桩,1.3 场地边坡的整治,1 边坡稳定,护脚矮墙,立缘石,拱缘石,填心土,共70页 第5页,锚索抗滑桩,锚索地梁,川藏公路 102滑坡群是世界级滑坡群，其规模是世界第三、亚洲第一。在冰碛物滑坡地段填筑高路堤，采用大吨位锚索整治。,川藏公路102滑坡整治改建工程,1.3 场地边坡的整治,共70页 第6页,高达530m的边坡锚固,岩质边坡
10、采用锚喷支护,锚杆行列式布置, 间距1.253m, 倾角10200; 岩石护面喷射砼,锚索框架,1.3 场地边坡的整治,共70页 第7页,支撑垛防治 边坡崩塌,大石加固 崩塌防治,1.3 场地边坡的整治,主动防护网,采用优质不锈钢丝合股后编织而成,撑！,撑！,顶！,共70页 第8页,边坡简易护理,边坡主动防护网,边坡被动防护网 石笼网护坡,漓江石笼护岸,石笼网是由热镀锌钢丝或包覆PVC钢丝编织而成的生态格网结构。广泛用于渠道河床或护岸、护坡。,1.3 场地边坡的整治,共70页 第9页,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
11、车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。,宜万铁路岩崩滑坡事故,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,1.3 场地边坡的整治,共70页 第10页,2 基坑(槽)支护,一级基坑：重要工程，支护结构与基础结构合一工程，开挖深度10m，临近建筑物、重要设施在开挖深度以内；开挖影响范围内有历史或近代优秀建筑、重要管线需严加保护；三级基坑：开挖深度7m，且无特别要求的基坑；二级基坑：不属于一级或三级的其它基坑。,基坑变形的监控值 mm,2.1 基坑的分级,第2讲 基坑支护与降水,共70页 第11页,2.2 基槽支护,2 基坑(槽)支护,基(沟) 槽开挖一般采用横
12、撑式土壁支撑。可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度3m时，可用间断式水平挡土板支撑。,间断式 水平挡土板支撑,垂直挡土板式支撑,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,共70页 第12页,深度不大的三级基坑，当放坡开挖有困难时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。,2.3 一般基坑的支护,2.3.1 简易支护,2 基坑(槽)支护,放坡开挖的基坑，当部份地段放坡宽度不够时，可采用短柱横隔板支撑、临时
13、挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工,仅适用于 部分地段放 坡不够、宽 度较大的基 坑使用,仅适用于 部分地段下 部放坡不够 、宽度较大 的基坑使用,临时挡土墙支撑,短柱横隔板支撑,共70页 第13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。适用于深度不大的大型基坑使用。,2.3.2 斜柱支撑,2.3.3 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、不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。,斜柱支撑,锚拉支撑,基坑打设柱桩,2.3 基坑的一般支护,共70页 第14页,2.4 深基坑支护,深基坑支护的
14、基本要求确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定；确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全, 不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行,苏州市土地交易中心基坑支护工程,共70页 第15页,常用的支护结构体系,排桩式,土钉墙,锚杆支护,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,2.4 深基坑支护,共70页 第16页,2.4.1 排桩支护,适于开挖面积大、深
15、度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。,悬臂桩的间隔式排桩支护,2.4 深基坑支护,挡土灌注桩 排桩支护,桩顶连系梁又称冠梁,悬臂支护桩,共70页 第17页,直径0.61.1m的钻孔灌注桩可用于深713m的基坑支护，直径0.50.8m的沉管灌注桩可用于深度在10m以内的基坑支护,单层地下室常用0.81.2m的人工挖孔灌注桩作支护结构。,钢筋砼灌注桩的排列方式,北京神华大厦基坑的 交错相间排桩支护,2.4.1 排桩支护,共70页 第18页,排桩式支护,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。,2.4.2 土钉墙支护,2.4 深基坑支护,共70页 第19页,开挖工作面：土钉支护应自上而下分段分层进行，分层深度视土层情况而定，工作面宽度不宜6m，纵向长度不宜l0m。,土钉支护施工工艺,人工洛阳铲成孔 冲击式钢管成孔 土层锚杆钻机成孔,
