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1、土 方 工 程 习 题 课,土方工程内容总结： 一、主要计算对象： 1. 小型场地 2. 轻型井点,二、小型场地平整,1、主要计算内容： 场地设计标高的确定、土方工程量的计算,场地设计标高计算简图 a）地形图上划分方格； b）设计标高示意图 1等高线；2自然地面；3设计标高平面； 4自然地面与设计标高平面的交线（零线）,2. 计算步骤,（1）划分方格网 方格网的边长大小（1040m)和地形有关； (2) 计算方格网角点自然标高 根据等高线用线性插值的方法计算 （3）初步确定场地设计标高H0 H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4N,2. 计算步骤,（4）对场地设计标高进行调整 根据泄水坡度
2、，双向泄水时的计算： HN=H0lxixlyiy (5) 计算方格网角点的施工高度 hn = Hn- Hn/ (设计标高-自然标高) “+”为填方，“-”为挖方 （6）确定零点，画出零线 零点位置：相邻方格网角点施工高度变号 零线： 零点连线,2. 计算步骤,（7）确定方格类型，选用公式计算土方工程量 （8） 汇总挖、填土方工程量,计算中易出现的问题 泄水坡度调整,+、-的确定？ 泄水坡度的方向ix 、iy 和lx 、ly方向一致为-； 泄水坡度的方向ix 、iy 和lx、ly方向相反为+；,三、轻型井点降水计算,1. 进行平面布置 根据基坑的平面尺寸、深度、土的渗透性单排布置、双排布置、环形
3、布置 2.进行高程布置 确定井点管的埋深 3. 验算公式适用条件,（2）轻型井点布置 平面布置。 i）当坑顶宽度B6m，降水深S5m时，用单排线状井点，井点管放在上游一侧，两端伸出长B，I=14。,轻型井点平面及高程布置,ii）B6m或土质不良，则用双排井点；面积较大时，应用环状井点I=110 iii）井点管间距一般为0.8-1.6m，一般2m，在总管拐弯处，靠河流处加密，用多套抽水设备时，各段总管长度应大致相等，段与段之间断开。,高程布置 井点管处降水深度H6m，露出地面0.2-0.3m，滤管埋入透水层中， 井管埋设深度 H H1hIL H1总管平台面至基坑底面的距离。 h 基坑底面至降水后
4、地下水位的最小距离0.5-1.0m。 I水力坡度 L井管至基坑中心（单排时至坑底远端） 的水平距离。 如H大于井管长，则可降低埋设面。 H不够时，可以上部集水坑降水，下部井 点降水。也可采用二级轻型井点。,(3)轻型井点计算 计算内容： Q涌、井点的数量n、井距D、抽水设备选用等。 涌水量计算以水井理论为依据。 几种水井：无压井、承压井、完整井、不完整井组合成四种类型井。 无压完整井 无压不完整井 承压完整井 承压不完整井,井点降水涌水量计算公式 Q=1.366K (m3/d) 此为无压完整井的涌水量Q涌计算公 式。,对无压非完整井群井：以H0代替H (m3/d) H0-有效影响深度（考虑井底
5、吸水） H0由 查表得到，S1-井管处降水深， l-滤管长。 若算出H0实际H，则取H0=H 当（长宽）5或坑宽B2R时，应分块计算。,井点管数量n与井距D的确定 n = 1.1 1.1为备用系数； Q-单根最大出水量， 65d l ； d-滤管直径； 井点管间距 D = L/n 实际采用D ： a)D15d（过密干扰大） b)K较小时，D不宜过大 c)靠河流处，D宜适当减少 d)与总管接头相适应0.8、1.2、1.6、2.0m 由实际采用的D来定n。,（4）轻型井点抽水设备选择 真空泵：常用W5、W6型干式真空泵， W5带总管长100m、W6带总管长120m 最低真空度：hk=10（h+h）
6、（KPa） h降水深度；h水头损失（1-1.5m）,3 桩基础工程,3. 桩基础工程,锤击沉桩 振动沉桩,3.1 概述,一、桩基础的组成 桩、承台 作用： 桩： 穿越软弱土层 挤密软弱土层 承台： 将各桩组成一个 整体,二、桩的分类,根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）， 按承载性能分为： 摩擦型桩：摩擦桩、端承摩擦桩 端承型桩：端承桩、摩擦端承桩 按桩身材料分： 混凝土桩（灌注桩、预制桩） 钢 桩 组合材料桩,桩的分类,按桩径大小分类 小 桩： 桩径250 中等直径桩： 250桩径 800 大直径桩： 桩径 800 按桩施工挤土影响分类 非挤土桩： 干作业法、泥浆护壁法、护壁法 部分挤土
7、桩：部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预 制桩、打入式敞口桩 挤 土 桩： 挤土灌注桩、挤土预制桩（打入、静压）,混凝土桩的分类,按成桩施工方法分为： 预制桩 灌注桩,灌注桩施工,优 点： 能适应土层变化、做成大直径、大深 度、无挤土、无噪声、无振动、节约 钢材 缺 点： 桩身质量难保证、泥浆处理,预制桩施工,优 点： 桩身质量易保证、施工速度快、 机械化程度高、且不受气候条件 的影响 缺 点： 不能适应土层变化 沉桩时有挤土、噪声、振动等,三、桩的发展及趋势,从预制桩开始灌注桩预制桩 螺旋发展： 预制桩振动、挤土、噪声 灌注桩泥浆、桩的质量低 预制桩静力压桩（无振动、噪声） 发展趋势高质量、环保、
8、文明施工、 人性化施工,3.2 混凝土预制桩施工,一、定义： 是一种先预制桩构件，然后将其运至桩位处，用沉桩设备把它沉入或埋入土中而成的桩。 二、预制桩施工过程 桩的预制、桩的沉入,3.2.1 桩的预制,一、桩的形状： 正方形（实心、边长 250550） 圆形（空心、外径300550 ） 二、桩的长度： 取决于预制场地、运输能力、 桩架高度 一般工厂预制不大于12m，现场 预制不大于30m，同时要求桩长 L50倍截面边长或外径。,三、 桩的预制：制作、起吊、 运输、堆放 1. 桩的制作： 制作构造要求按图纸要求（结构知识） 混凝土：不低于C30、粗骨料为540 静压法不低于 C20 预应力不低
9、于 C40,钢筋骨架： 主筋接头宜为焊接、接头位置间距大于 35d，且不小于500 ，接头面积不大于50%。桩顶钢筋网片应加密，以承受冲击荷载，桩尖短钢筋应对正轴线，外露50100 。,桩的浇筑： 重 叠 法,桩的浇筑要求,模板的形状、尺寸正确； 一般不超过四层; 场地应平整、坚实，防止渗水、沉降； 上、下层之间、邻桩之间应刷隔离剂 ； 浇筑混凝土时邻桩混凝土强度应达到30%； 混凝土浇筑由桩顶向桩尖，不得留置施工缝； 及时浇水养护，不得少于7天；,工厂预制,浇筑砼,2. 桩的起吊,条 件： 应在混凝土的强度达到70%以后方 可起吊，达到100%以后方可运输， 如果需要提前起吊，必须进行混 凝
10、土强度、抗裂度验算； 桩起吊之前应先开桩用千斤顶沿桩 的轴线方向顶开桩， 让桩分离。 吊点的设计桩的配筋一般为对称配筋，吊 点的设计应使桩的两侧弯矩相 等。,常用吊点设计,0.293L 0.707L 0.207L 0.586L 0.207L 一个吊点 两个吊点,3. 桩的运输,混凝土强度达到100%； 保护混凝土棱角； 平板拖车,4. 桩的堆放,堆放时应根据不同的规格堆放，各层之间应垫垫木，支点位置同吊点，位于同一条竖直线上。,3.2.2 桩的沉设,一、沉设方法 预制桩按沉桩设备和和沉桩方法可分为： 锤击沉桩、振动沉桩、静力压桩、水冲沉桩及其他沉桩方法。 我们主要介绍锤击沉桩、静力压桩,二、锤
11、击沉桩,1. 原 理： 利用桩锤撞击桩顶而产生的冲击动能而使桩沉入土中。,2. 打桩机组成,组成： 桩 锤对桩施加冲击力的主要机具； 桩 架吊装就位、固定桩的位置、悬吊桩锤、打桩中引导桩锤和桩 的方向；,桩机图片,桩 锤,桩锤的种类： 落锤、汽锤、柴油锤、液压 锤、电磁锤 桩锤的选择： 同样的动能，两种选择：轻锤高击 重锤低击 从动量角度、频率：重锤低击 桩锤的重量：锤重和桩重应达到一定的比值 柴油机锤： 混凝土桩 1.01.5；钢桩 2.02.5,柴 油 锤,原 理： 汽缸 油泵,柴 油 锤,优 点： 移动方便、功效高 缺 点： 噪声、油滴飞散、排出废气 适用范围：不适用于过硬或过软的土层。
12、,桩 架,作 用： 吊装就位、固定桩的位置、悬 吊桩锤、打桩中引导桩锤和桩的 方向； 选用标准： 1. 装、拆、移动方便安全； 2. 锤击准确、效率高； 3. 桩架的高度满足打桩要求； 桩架高度=桩长+桩锤+桩帽+滑轮组+12m起锤高度,桩机图片,三、沉设前的准备工作,准备内容： 1. 现场准备地下、地面、空中、 抄平放线定桩位 2. 技术准备沉桩试验、确定打桩顺序,沉桩试验,正式施工前应作不小于2根桩的沉桩工艺试验，了解桩的沉入时间、标高、贯入度、承载力及施工中可能出现的问题。 同时也是对图纸设计的检验。 工程实例： 六合建工大厦（静力压桩） 扬大体育馆（灌注桩）,确定打桩顺序 桩体进入土体
13、以后，产生挤土； 影响挤土的因素桩的间距、沉桩速度、桩的大小、桩长、沉桩顺序,确定打桩顺序考虑的因素,1. 挤土； 2. 桩架移动是否方便（路线长短、退打、顶打）； 3. 预制桩构件运输是否方便； 常见的打桩顺序： 逐排打、分段打、由中央向四周对称打,3种打桩顺序,考虑挤土打桩顺序 1)由中及外：从中间向四周打； 2)由近及远：从靠近现有建筑物或需保护的地下构筑物、管线最近的桩位开始打； 3)由深及浅：先打入土深度大的桩； 4)由大及小：先打断面大的桩。,四、打 桩 打桩工艺： 桩位定位桩架移动和定位吊桩和定桩打桩接桩、截桩等,打 桩,定桩位根据施工图纸放线、位置准确 定桩架桩架导杆的中心线应
14、和打桩的 方向一致，经核实无误后将其 固定（稳定、安全）； 吊桩就位桩起吊送入桩架的龙门导管 内，桩尖准确对准桩位并与导 杆相连，保证在打桩过程中不发生 倾斜和移位，然后轻轻放下桩锤， 桩便会沉入土中一定深度，待下沉 稳定之后再全面检查、校正桩位,打 桩,打桩先轻打，用小落距（0.50.8m）轻打，使桩沉入土中12m后桩尖不发生 偏移再逐渐加大落距正常施打。,停锤标准,贯入度-指最后的贯入度，为最后10击（10击为1阵）桩的平均入土深度。 对端承型桩，桩端位于坚硬、硬塑的粘性土、中密以上的粉土、砂土、碎石类土、风化岩时，以贯入度控制为主，桩尖标高作为参考。 如贯入度已达到而标高未达到，则续打3
15、阵，按每阵10击的平均贯入度规定（一般30-50mm）加以确认。 对摩擦型桩，桩端位于一般土层时，以桩端标高控制为主，贯入度作为参考。,五、打桩注意事项： 控制好打桩的垂直度 同根桩要连续打入，间隙时间不能过长。 如打桩时桩突然回弹较大，说明可能遇到阻碍。此时减小落距，缓慢下沉。否则应暂停，分析原因。 如贯入度剧变，说明遇到软弱层（空洞、软土层等）或桩身已坏，暂停并分析处理。 如桩顶桩身砼严重裂缝或破碎，应暂停，及时研究处理。 送桩当桩顶在桩架导杆以下或桩顶需打入土中时需用送桩，送桩时注意轴线一致。对桩孔及时回填或加盖。,若发现桩已打斜，应将桩拔出，查明原因，排除障碍，用砂石填孔后，重新插入施打。若拔出有困难，可在原桩附近补打一根。 对周围环境的监测 打桩属隐蔽工程，施工过程中对每根桩施工情况、实测数据做好详细施工记录，以便工程验收。,六、打桩的质量控制 （1）打桩前： 桩的外观、强度、龄期，焊条、半成品硫磺胶泥应有产品合格证书，或送有关部门检验。 桩位放样验收：群桩允许偏差20mm，单排桩10mm。
