yAAA第一章土方工程

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1、第一章第一章 土方工程土方工程第一节第一节 概述概述第二节第二节 基坑土方工程量计算基坑土方工程量计算第三节第三节 土方工程施工准备与基坑(槽)施工土方工程施工准备与基坑(槽)施工第四节第四节 基坑放线实例基坑放线实例第五节第五节 土方工程机械化施工、回填与压实土方工程机械化施工、回填与压实第六节第六节 爆破施工及土方质量验收标准与安全技术爆破施工及土方质量验收标准与安全技术 工程实践案例工程实践案例1 土方工程是建筑工程中地基与基础分部的一个重要部分,土方工程是建筑工程中地基与基础分部的一个重要部分,开挖土方就标志着整个工程的开工。特点是:工程量大、施开挖土方就标志着整个工程的开工。特点是:

2、工程量大、施工条件复杂、受气候、工程地质、水文地质影响大。工条件复杂、受气候、工程地质、水文地质影响大。 土方工程土方工程 由由无支护与有支护无支护与有支护土方两个子分部土方两个子分部组成,前者包括组成,前者包括土方开挖、回填土方开挖、回填两个分项,后者两个分项,后者包括排桩、降水、包括排桩、降水、排水、地下连续排水、地下连续墙、锚杆、土钉墙、锚杆、土钉墙、水泥土桩、墙、水泥土桩、沉井与沉箱,钢沉井与沉箱,钢及混凝土支撑等及混凝土支撑等分项工程。分项工程。2第一节第一节 概述概述一、土方工程的分类及特点一、土方工程的分类及特点(一)土方工程施工过程(一)土方工程施工过程根据土方工程施工内容与方

3、法的不同,土方工程施工过程有:根据土方工程施工内容与方法的不同,土方工程施工过程有: 1、场地平整:、场地平整: 即将天然即将天然地面改造成设计地面改造成设计要求的平面所进要求的平面所进行的土方施工过行的土方施工过程,其施工面积程,其施工面积大、土方工程量大、土方工程量大,主要采用机大,主要采用机械化作业。械化作业。3 要求:要求:开挖的标高、开挖的标高、断面尺寸、断面尺寸、轴线位置准轴线位置准确。确。 施工前施工前要制定合理要制定合理的施工方案,的施工方案,采用合适的采用合适的施工机械,施工机械,努力提高生努力提高生产效率、加产效率、加快施工进度快施工进度和降低工程和降低工程成本。成本。2、

4、基坑(槽)开挖:、基坑(槽)开挖:按设计图纸要求的基础埋深和尺寸进行的土方开挖工程。按设计图纸要求的基础埋深和尺寸进行的土方开挖工程。43、基坑(槽)回填、基坑(槽)回填 3、基坑(槽)、基坑(槽)回填回填 基础完工后,基础完工后,基础外侧与基坑间基础外侧与基坑间隔区域、多层建筑隔区域、多层建筑房心需回填,为确房心需回填,为确保填方的强度和稳保填方的强度和稳定性必须正确选择定性必须正确选择填方土料与填筑方填方土料与填筑方法,如分批分层回法,如分批分层回填夯实的措施,尽填夯实的措施,尽量采用同类土,并量采用同类土,并有一定的压实密度,有一定的压实密度,以避免建筑物产生以避免建筑物产生不均匀沉降。

5、不均匀沉降。5 (二)土方施工特点(二)土方施工特点 1、工程量大,劳动强度高:大型项目的土方量可达、工程量大,劳动强度高:大型项目的土方量可达数百万立方米,面积达数百公里,工期长。尽可能采用机数百万立方米,面积达数百公里,工期长。尽可能采用机械化或综合机械化方法进行施工,用少量人工处理边坡和械化或综合机械化方法进行施工,用少量人工处理边坡和基底。基底。6 2、施工条件复杂:一般为露天作业,受地下水文、地、施工条件复杂:一般为露天作业,受地下水文、地质、气候和施工地区的地形等因素的影响较大,不可确定质、气候和施工地区的地形等因素的影响较大,不可确定的因素较多。因此,施工前必须做好各项准备工作,

6、进行的因素较多。因此,施工前必须做好各项准备工作,进行充分的调查研究,详细研究各种技术资料,制定合理施工充分的调查研究,详细研究各种技术资料,制定合理施工方案。方案。7 3、受场地限制:根据建筑物基础的埋置深度,土方、受场地限制:根据建筑物基础的埋置深度,土方开挖及留置、存放都受到施工场地的限制。特别是城市内开挖及留置、存放都受到施工场地的限制。特别是城市内施工,场地狭窄,周围建筑较多,往往由于施工方案不当,施工,场地狭窄,周围建筑较多,往往由于施工方案不当,导致周围建筑设施出现安全与稳定问题。施工前必须详细导致周围建筑设施出现安全与稳定问题。施工前必须详细了解周围建筑的结构形式,熟悉地质资料

7、,制定切实可行了解周围建筑的结构形式,熟悉地质资料,制定切实可行的施工方案,充分利用施工场地。的施工方案,充分利用施工场地。8 附:上海淀浦河南岸的附:上海淀浦河南岸的“莲花河畔景苑莲花河畔景苑”,一栋,一栋13层层在建住宅楼发生倒塌在建住宅楼发生倒塌9 有关有关“莲花河畔景苑莲花河畔景苑”的报导简捷:的报导简捷: 事发现场事发现场 不到半分钟,就整个倒了下来不到半分钟,就整个倒了下来 附近居民以为发生了地震附近居民以为发生了地震 昨天凌晨昨天凌晨5点点30分左右,当大部分上海市民都还在睡分左右,当大部分上海市民都还在睡梦中的时候,家住上海闵行区莲花南路、罗阳路附近的居梦中的时候,家住上海闵行

8、区莲花南路、罗阳路附近的居民却被民却被“轰轰”的一声巨响吵醒,伴随的还有一些震动,没的一声巨响吵醒,伴随的还有一些震动,没多久,他们知道不是发生地震,而是附近的小区多久,他们知道不是发生地震,而是附近的小区“莲花河莲花河畔景苑畔景苑”中一栋中一栋13层的在建的住宅楼倒塌了。层的在建的住宅楼倒塌了。 事故发生在淀浦河南岸的事故发生在淀浦河南岸的“莲花河畔景苑莲花河畔景苑”,发生倒,发生倒塌的一栋塌的一栋13层在建住宅楼由上海众欣建设有限公司承建,层在建住宅楼由上海众欣建设有限公司承建,开发商是上海梅都房地产开发有限公司。开发商是上海梅都房地产开发有限公司。10 上海淀浦河南岸的上海淀浦河南岸的“

9、莲花河畔景苑莲花河畔景苑”,一栋,一栋13层在建层在建住宅楼发倒塌住宅楼发倒塌11 昨天上午昨天上午9时时15分许,记者在现场看到,倒塌的庞然大物横分许,记者在现场看到,倒塌的庞然大物横“躺躺”于地,所幸周边数栋在建楼房未受损。救护车已到达现场,消防人员从于地,所幸周边数栋在建楼房未受损。救护车已到达现场,消防人员从倒塌楼房中抬出一名工人,该工人已宣告不治。警方透露,在事故中丧倒塌楼房中抬出一名工人,该工人已宣告不治。警方透露,在事故中丧生的工人为安徽籍民工,事发时正在楼里取工具。死亡原因是重压致死。生的工人为安徽籍民工,事发时正在楼里取工具。死亡原因是重压致死。 记者昨日在现场看到,该栋楼整

10、体朝南侧倒下,记者昨日在现场看到,该栋楼整体朝南侧倒下,13层的楼房在倒塌层的楼房在倒塌中并未完全粉碎,但是,楼房底部原本应深入地下的数十根混凝土管桩中并未完全粉碎,但是,楼房底部原本应深入地下的数十根混凝土管桩被被“整齐整齐”地折断后裸露在外,非常触目惊心。该小区临河原本有六七地折断后裸露在外,非常触目惊心。该小区临河原本有六七栋在建的栋在建的13层小高层,远远望去,沿河的这排楼房之间出现了一处层小高层,远远望去,沿河的这排楼房之间出现了一处“空空当当”。12 事故联合调查组给出的初步意见报告指出,导致楼房事故联合调查组给出的初步意见报告指出,导致楼房倒覆的主要因素是施工不当,在一侧堆土过高

11、与另一侧开倒覆的主要因素是施工不当,在一侧堆土过高与另一侧开挖基坑的共同作用下,致使高楼在顷刻间倒覆。挖基坑的共同作用下,致使高楼在顷刻间倒覆。 13 二、土的分类与现场鉴别方法二、土的分类与现场鉴别方法 在工程上,土根据开挖难易程度和使用不同的工具分在工程上,土根据开挖难易程度和使用不同的工具分为八类,其中一为八类,其中一四类土为土,五四类土为土,五八类土为岩石。表中列八类土为岩石。表中列出土的工程分类直观的鉴别方法。出土的工程分类直观的鉴别方法。1415 三、土的工程性质三、土的工程性质 1、土的可松性:指自然状态下的土经开挖后,其体、土的可松性:指自然状态下的土经开挖后,其体积因松散而增

12、加,以后虽经压实,仍不能恢复成原来的体积因松散而增加,以后虽经压实,仍不能恢复成原来的体积。积。 用途:用于计算土方调配数量、计算土方机械生产率用途:用于计算土方调配数量、计算土方机械生产率及运输工具的数量。及运输工具的数量。 土的可松性系数用以下公式表示:土的可松性系数用以下公式表示:Ks土的最初可松性系数;土的最初可松性系数;Ks土的最终可松性系数土的最终可松性系数;V1土在天然状态下的体积,土在天然状态下的体积,m;V2土经开挖后的松散体积,土经开挖后的松散体积,m;V1回填所需的天然状态下的土体积,回填所需的天然状态下的土体积,m;V3土经回填压实后的体积,土经回填压实后的体积,m。1

13、6 例题一:按施工图及施工方案计算出某工程基坑土方例题一:按施工图及施工方案计算出某工程基坑土方工程量为工程量为9000 m,设其土质的可松性系数为,设其土质的可松性系数为1.15,求:,求: 开挖后其松散状态下的体积为多少开挖后其松散状态下的体积为多少m ; 如果用装车容量为如果用装车容量为5 m 自卸汽车运输,每辆车每自卸汽车运输,每辆车每台班载运台班载运20车次,计算其计划用车数;车次,计算其计划用车数; 如果每日工作一个班次,投入如果每日工作一个班次,投入15辆此容量的运土辆此容量的运土车,此土方需几天运完?车,此土方需几天运完?解:解: 开挖后的松散体积:开挖后的松散体积:V2=KS

14、V1= 1.15 9000 m =10350 m 计算计划用车数:计算计划用车数:10350 m(520)m/车车 =104(车)(车) 计算每天投入计算每天投入15辆车所需的工期:辆车所需的工期:104车车 15车车/d7d。17 例题例题2:接上题,按施工图及施工方案计算,此工程:接上题,按施工图及施工方案计算,此工程去除基础体积,尚须去除基础体积,尚须3000 m回填土,设回填土,设Ks=1.03,计算,计算现场须留置虚土多少现场须留置虚土多少m? 解:解:V2=KSV1 = 1.15-(1.03-1)3000 m =3360 m 。18 2、土的天然含水量:指土中水的质量与土颗粒质量、

15、土的天然含水量:指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。表达式为:的百分比。表达式为:土的天然含水量,土的天然含水量,%;m土中的水的质量,土中的水的质量,kg;mS土中的固体颗粒的质量,土中的固体颗粒的质量, kg。 土的含水量大小会影响土方开挖及回填压实施工。当土土的含水量大小会影响土方开挖及回填压实施工。当土的含水量超过的含水量超过25%30%,就不能使用机械施工,含水量超过,就不能使用机械施工,含水量超过20%会造成运土车打滑或陷车。回填土中含水量较大,压实会造成运土车打滑或陷车。回填土中含水量较大,压实时会产生橡皮土。因此,对含水量过大的土,施工时应采取时会产生橡皮土。因此,对含水量过大

16、的土,施工时应采取有效的排水、降水措施。有效的排水、降水措施。19 3、土的渗透性:指土体被水穿透的性质。、土的渗透性:指土体被水穿透的性质。 土的渗透性用渗透性系数表示,即单位时间内水穿透土的渗透性用渗透性系数表示,即单位时间内水穿透土层的能力,即土层的能力,即 K=m/d,由试验确定,见下表。,由试验确定,见下表。 渗透性系数是计算降低地下水时涌水量的主要参数,渗透性系数是计算降低地下水时涌水量的主要参数,根据土的渗透性不同,可分为透水性土(如砂土)和不透水根据土的渗透性不同,可分为透水性土(如砂土)和不透水性土(如粘土)。性土(如粘土)。20 四、土方边坡四、土方边坡 (1)边坡及边坡系

17、数边坡及边坡系数 为防止塌方,保证施工安全,在基坑(槽)开挖深度为防止塌方,保证施工安全,在基坑(槽)开挖深度超过一定限度时,土壁应做成有斜率的边坡,或者加以临超过一定限度时,土壁应做成有斜率的边坡,或者加以临时支撑以保持土壁的稳定。土方边坡是以土方挖方深度时支撑以保持土壁的稳定。土方边坡是以土方挖方深度h与底宽与底宽b之比表示。即之比表示。即21(a)直线形边坡:)直线形边坡:22(b)折线形边坡)折线形边坡23(C)阶梯形边坡)阶梯形边坡24 式中式中m=b/h称为边坡系数,即当边坡高度为称为边坡系数,即当边坡高度为h时,边时,边坡宽度为坡宽度为b=mh。 土方边坡的大小与土质、开挖深度、

18、开挖方法、边土方边坡的大小与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载情况及排水有坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载情况及排水有关。关。25 例题例题3:计算出高差,确定边坡系数,求开挖宽度:计算出高差,确定边坡系数,求开挖宽度: 1.已知地面高度为已知地面高度为-0.600m,开挖基坑底标高为开挖基坑底标高为 -5.100m,根据土质根据土质,确定边坡系数为确定边坡系数为1:0.75,请计算出此边请计算出此边坡部分的开挖宽度。坡部分的开挖宽度。 计算:根据公式计算:根据公式 b=mhb=-0.600m-(-5.100m)0.75=4.5000.75=3.375m=33

19、75mm26 2.已知地面高度为已知地面高度为0.600m,开挖基坑底标高为开挖基坑底标高为-5.100m,根据土质根据土质,确定边坡系数为确定边坡系数为1:0.35,请计算出此边坡请计算出此边坡部分的开挖宽度。部分的开挖宽度。 计算:根据公式计算:根据公式 b=mhb=0.600m-(-5.100m)0.35=5.7000.35=1.995m=1995mm27 (2)直立壁的一般规定)直立壁的一般规定: 当地质条件良好当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时或管沟底面标高时,挖方边坡可做成直立壁挖方边坡可做成直立壁,且不加支撑,且不加支

20、撑,但深度不宜超过下列规定:但深度不宜超过下列规定: 挖方深度超过以上规定时,应考虑放坡或做成直立壁挖方深度超过以上规定时,应考虑放坡或做成直立壁加支撑。加支撑。序序 土的种类土的种类容许深度容许深度1密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土) 1.0m2硬塑、可塑的粉土及粉质黏土硬塑、可塑的粉土及粉质黏土1.25m3硬塑、可塑的黏土和碎石类土硬塑、可塑的黏土和碎石类土(充填物为黏性土充填物为黏性土)1.5m4坚硬的黏土坚硬的黏土2m28 经加固处理的直立壁边坡经加固处理的直立壁边坡29 (3)深度在)深度在5米以内不加支撑的边坡米以内不加支撑的边坡

21、当地质条件良好,土质均匀且地下水低于基坑(槽)或管沟底面标高当地质条件良好,土质均匀且地下水低于基坑(槽)或管沟底面标高时挖方深度在时挖方深度在5米以内不加支撑的边坡应符合下表的规定米以内不加支撑的边坡应符合下表的规定 深度在深度在5米内的基坑(槽)管沟边坡的最陡坡度(高、宽)米内的基坑(槽)管沟边坡的最陡坡度(高、宽)注注:静载指堆土或材料等静载指堆土或材料等,动载指机械挖土或汽车运输等动载指机械挖土或汽车运输等,动静载应距挖方边缘动静载应距挖方边缘0.8米米以上,堆土及材料高度不宜超过以上,堆土及材料高度不宜超过1.5米。米。土的类别土的类别坡顶无荷载坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有静载坡顶有动

22、载坡顶有动载中密的砂土中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)中密的碎石类土(充填物为砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类土(充填物为粘性中密的碎石类土(充填物为粘性土)土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉质粘土硬塑的粉质粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土老黄土1:0.101:0.251:0.33软土(经井点降水后)软土(经井点降水后)1:1.0030 几种不同土质边坡几种不同土质边坡31第二节第二节 基坑土方工作量计算基坑土方工作量计算 在土方施工之前在土方施

23、工之前,必须计算土方工作量必须计算土方工作量,但各种土方工但各种土方工程的外形有时很复杂程的外形有时很复杂,不规则不规则,一般情况下一般情况下,将其划分为一将其划分为一定的几何形状定的几何形状,采用有一定的精度而又和实际情况近似的采用有一定的精度而又和实际情况近似的方法计算。方法计算。 1.基坑土方量计算基坑土方量计算 基坑土方量可按立体几何中的一些体积公式来计算,基坑土方量可按立体几何中的一些体积公式来计算,但着重点是要掌握计算边坡土方工作量。但着重点是要掌握计算边坡土方工作量。32 边坡土方量的计算边坡土方量的计算 边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体计算边坡的土方量可以划分为两种近似

24、的几何形体计算,一一种为三角形棱锥体,位于边坡的转角处;另一种为三角形种为三角形棱锥体,位于边坡的转角处;另一种为三角形棱柱体,位于边坡中段的平直段。见下图,其计算公式如棱柱体,位于边坡中段的平直段。见下图,其计算公式如下下:33 (1)三角形棱锥体边坡)三角形棱锥体边坡 三角形棱锥体边坡体积三角形棱锥体边坡体积V的计算公式如下的计算公式如下: V=1/3Sh 其中其中h为开挖深度;为开挖深度;S为顶为顶端一个直角三角形面积端一个直角三角形面积,边长边长为放坡系数为放坡系数mh,另一直角边,另一直角边长为相互垂直的另一边坡的放长为相互垂直的另一边坡的放坡系数同为坡系数同为mh.此三角形为此三角

25、形为等腰直角三角形,此三棱锥体等腰直角三角形,此三棱锥体积为:积为: V=1/3h(1/2b) =1/6hb=1/6mh。34 (2)三角形棱柱体边坡)三角形棱柱体边坡 三角形棱柱体边坡体积三角形棱柱体边坡体积V的计算公式如下的计算公式如下:V=AL 其中其中L为去除放坡段的基坑开挖长度,为去除放坡段的基坑开挖长度,A为边坡为三角为边坡为三角形的垂直剖面面积,即为形的垂直剖面面积,即为1/2mh。此三棱柱的体积为:。此三棱柱的体积为:V=1/2mLh。35例题例题4:请计算下图基坑开挖的土方量:请计算下图基坑开挖的土方量:36 基坑一侧的边坡开挖平面图及立体图的分解见下图:基坑一侧的边坡开挖平

26、面图及立体图的分解见下图: 37 上图基坑工作量计算:上图基坑工作量计算: 从上侧分解图可知,本基坑由三种形状的几何形体组从上侧分解图可知,本基坑由三种形状的几何形体组成,中间部位是成,中间部位是1个上下面皆为矩形的柱体、四侧是个上下面皆为矩形的柱体、四侧是4个三个三角形棱柱体与角形棱柱体与8个三棱锥体组成的边坡。个三棱锥体组成的边坡。 中部矩形柱体的体积中部矩形柱体的体积V1为:为: V1=6m7m5m=210m; 4个三角形棱柱体边坡的体积个三角形棱柱体边坡的体积V2为:为: V2=1/2mLh=1/20.42(6m+7m)(5m) =130m 8个三角棱锥体边坡的体积个三角棱锥体边坡的体

27、积V3为:为: V3=81/6mh=81/6(0.4)(5m)=83.33m=26.7m 此基坑土方量此基坑土方量V为为:V=210m+130m+26.7m=366.7m 此基坑开土方开挖总量为此基坑开土方开挖总量为366.7m。38习题一习题一 某基坑开挖平面及剖面如下图,纵横向边坡放坡系数某基坑开挖平面及剖面如下图,纵横向边坡放坡系数皆为皆为0.5,请给右图边坡填上放坡宽度尺寸及计算出开挖,请给右图边坡填上放坡宽度尺寸及计算出开挖此基坑的土方量,如果最初可松性系数为此基坑的土方量,如果最初可松性系数为Ks=1.15,用容量用容量为为4m的运土车装运的运土车装运,可装多少车可装多少车?如果每

28、日工作一个班次,如果每日工作一个班次,投入投入3辆此容量的运土车,每车每台班载运辆此容量的运土车,每车每台班载运17车次,此土车次,此土方需几天运完?方需几天运完?39第三节第三节 土方施工准备与基坑(槽)施工土方施工准备与基坑(槽)施工 一、施工准备及定位放线一、施工准备及定位放线 (一)施工准备工作(一)施工准备工作 1、场地清理:清理地上、地下各种障碍物,如旧建、场地清理:清理地上、地下各种障碍物,如旧建筑、迁移树木、拆除或改建通信和电力设备、地下管线,筑、迁移树木、拆除或改建通信和电力设备、地下管线,去除耕植物及河塘淤泥等。去除耕植物及河塘淤泥等。 2、地面水排除:可采用排水沟、截水沟

29、、挡水土坝等。、地面水排除:可采用排水沟、截水沟、挡水土坝等。40 (二)定位与放线(二)定位与放线 1、建筑物定位:将总平面图中建筑物的轴线交点测、建筑物定位:将总平面图中建筑物的轴线交点测定到地面上,用木桩标定出来,在桩顶钉小钉指示点位,定到地面上,用木桩标定出来,在桩顶钉小钉指示点位,称轴线桩,然后根据轴线桩进行细部测定。称轴线桩,然后根据轴线桩进行细部测定。 为了进一步控制各轴线位置,应将主要轴线延长引测到安全地为了进一步控制各轴线位置,应将主要轴线延长引测到安全地点并做标志,称为控制桩。为了便于开槽后施工各阶段中能控制轴线点并做标志,称为控制桩。为了便于开槽后施工各阶段中能控制轴线位

30、置,可把轴线位置引测到龙门板上,用轴线钉标定。龙门板顶部标位置,可把轴线位置引测到龙门板上,用轴线钉标定。龙门板顶部标高一般为高一般为0.000,以便控制开挖基槽和基,以便控制开挖基槽和基础施工施工时的的标高。如高。如图。41 2、放线:、放线:根据定位确定根据定位确定的轴线位置,的轴线位置,用石灰划出基用石灰划出基槽(坑)开挖槽(坑)开挖的边线,基槽的边线,基槽(坑)上口尺(坑)上口尺寸的确定应根寸的确定应根据基础的设计据基础的设计尺寸和埋置深尺寸和埋置深度、土壤类别度、土壤类别及地下水情况及地下水情况确定是留工作确定是留工作面或放坡。工面或放坡。工作面的留置要作面的留置要求一般为求一般为5

31、00800mm。42 二、土壁稳定二、土壁稳定 土壁稳定主要是依靠土体内摩擦力和粘结力来保持着土壁稳定主要是依靠土体内摩擦力和粘结力来保持着平衡,当土体失去平衡,土壁就会引起塌方,造成事故、平衡,当土体失去平衡,土壁就会引起塌方,造成事故、影响施工。影响施工。 (一)土壁塌方的原因(一)土壁塌方的原因 1、边坡过陡,土体本身稳定性不够;、边坡过陡,土体本身稳定性不够; 2、基坑上边缘附近堆物过重,使土体的产生的剪应、基坑上边缘附近堆物过重,使土体的产生的剪应力超过土体的抗剪强度;力超过土体的抗剪强度; 3、地面水或地下水渗入边坡土体,使土体的自重加大,、地面水或地下水渗入边坡土体,使土体的自重

32、加大,抗剪能力降低,产生塌方。抗剪能力降低,产生塌方。43 (二)防止边坡塌方的措施(二)防止边坡塌方的措施 1、放足边坡:按规范要求,根据土质、水文、施工、放足边坡:按规范要求,根据土质、水文、施工方法、开挖深度、工期长短确定边坡,施工时观察土壁变方法、开挖深度、工期长短确定边坡,施工时观察土壁变化。化。44 2、在边坡上堆土方或材料以及动荷载作用、在边坡上堆土方或材料以及动荷载作用 在边坡上堆土方或材料以及使用机械应保持与边坡有在边坡上堆土方或材料以及使用机械应保持与边坡有一定距离,一般应距挖方边缘一定距离,一般应距挖方边缘0.8m以外,高度不超过以外,高度不超过1.5m,尽可能随挖随运,

33、以防由于地面加荷引起的边坡塌,尽可能随挖随运,以防由于地面加荷引起的边坡塌方。方。45 3、做好排水工作、做好排水工作 防止地表水、施工用水和生活废水浸入边坡土体,在防止地表水、施工用水和生活废水浸入边坡土体,在雨季施工时,应注意检查边坡的稳定性,必要时加设临时雨季施工时,应注意检查边坡的稳定性,必要时加设临时支撑。支撑。 当基坑开挖完后,在边坡上可采用塑料薄膜覆盖,水当基坑开挖完后,在边坡上可采用塑料薄膜覆盖,水泥砂浆抹面、挂网抹面或喷浆等方法进行防护,可防止边泥砂浆抹面、挂网抹面或喷浆等方法进行防护,可防止边坡失稳。坡失稳。46 在土方开挖过程中,应随时观察边坡土体,是否有裂在土方开挖过程

34、中,应随时观察边坡土体,是否有裂缝、滑动等失稳迹象,如有迹象,应暂停施工,必要时撤缝、滑动等失稳迹象,如有迹象,应暂停施工,必要时撤出人员和机械。同时,应设置观察点,对土体平面位移和出人员和机械。同时,应设置观察点,对土体平面位移和沉降变化做好记录,采取相应措施。如采用排水、支档、沉降变化做好记录,采取相应措施。如采用排水、支档、减重、减压和护坡等方法进行综合治理。也可采用通风疏减重、减压和护坡等方法进行综合治理。也可采用通风疏干、电渗排水、爆破灌浆、化学加固,改善滑动带岩土的干、电渗排水、爆破灌浆、化学加固,改善滑动带岩土的性质,以稳定边坡,确保土壁的稳定性。性质,以稳定边坡,确保土壁的稳定

35、性。47 三、基坑开挖与支护三、基坑开挖与支护 基坑开挖分两大类:一类是浅基坑,深度在基坑开挖分两大类:一类是浅基坑,深度在5m以内,以内,一般为多层民用建筑与单层工业建筑等。易于实施,问题一般为多层民用建筑与单层工业建筑等。易于实施,问题较少。另一类地下部分深度在较少。另一类地下部分深度在515m之间,宽度在之间,宽度在20m以以上,多为高层建筑,工程规模大,工期长,常遇地下水及上,多为高层建筑,工程规模大,工期长,常遇地下水及软土,问题较多,造价较高,这类基坑称为大面积的深基软土,问题较多,造价较高,这类基坑称为大面积的深基坑。坑。 基坑的支护结构除承受基坑周围土体的天然土、水压基坑的支护

36、结构除承受基坑周围土体的天然土、水压力外,主要承受基坑开挖时,由于基坑中土体的挖除而产力外,主要承受基坑开挖时,由于基坑中土体的挖除而产生的卸荷所引起的土压力和水压力的变化,并将这些压力生的卸荷所引起的土压力和水压力的变化,并将这些压力传递到支撑,与支撑构件一起形成基坑施工时的支护体系。传递到支撑,与支撑构件一起形成基坑施工时的支护体系。48 (一)浅基坑开挖(一)浅基坑开挖 浅基坑开挖有条基、柱基两种情况,条基埋深为浅基坑开挖有条基、柱基两种情况,条基埋深为13m,通常采用直立坑壁,用机械开挖,人工配合。柱,通常采用直立坑壁,用机械开挖,人工配合。柱基埋深通常为基埋深通常为23m。浅基坑深度

37、大时,也须放坡。浅基坑深度大时,也须放坡。 基坑开挖不仅要考虑边坡的稳定,还要确保槽底土层基坑开挖不仅要考虑边坡的稳定,还要确保槽底土层不被扰动。浮土必须清除。验槽必不可少,验槽的目的在不被扰动。浮土必须清除。验槽必不可少,验槽的目的在于补充勘测不足,当发现有填土、洞穴或土质不符合勘测于补充勘测不足,当发现有填土、洞穴或土质不符合勘测提供的情况,必须在解决后才能进行基础施工。提供的情况,必须在解决后才能进行基础施工。 对天然地基的基坑,重要的是防曝晒或泡水。被水泡对天然地基的基坑,重要的是防曝晒或泡水。被水泡后的基底上的软泥要清除彻底,基础施工完后,应立即回后的基底上的软泥要清除彻底,基础施工

38、完后,应立即回填夯实,保证基础在水平方向的稳定性。填夯实,保证基础在水平方向的稳定性。49(二)直立土壁横撑式支撑支护(二)直立土壁横撑式支撑支护 在基坑或沟槽开挖时在基坑或沟槽开挖时,为了缩小施工面为了缩小施工面,减少工作量减少工作量,或因场地限制不能放坡时或因场地限制不能放坡时,对宽度不大、深对宽度不大、深5米以内的浅基米以内的浅基坑(槽)管沟、可采用简单支护的措施保护作业的安全坑(槽)管沟、可采用简单支护的措施保护作业的安全.其形式根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长其形式根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长短、施工季节和当地气象条件、施工方法与相邻建筑物的短、施工季节和

39、当地气象条件、施工方法与相邻建筑物的情况进行选择。一般采用横撑式支撑,横撑式支撑分水平情况进行选择。一般采用横撑式支撑,横撑式支撑分水平挡土板和垂直挡土板两种,如图:挡土板和垂直挡土板两种,如图:水平挡土板支撑水平挡土板支撑3000垂直挡土板支撑垂直挡土板支撑50 (三)大面积深基坑支护(三)大面积深基坑支护 高层建筑基础较复杂,常设计为箱基、筏基两大类。高层建筑基础较复杂,常设计为箱基、筏基两大类。住宅多用箱基,商业建筑因停车或营业需要多用筏基。也住宅多用箱基,商业建筑因停车或营业需要多用筏基。也有将各栋建筑的地下部分连成一片,形成大底盘,这就出有将各栋建筑的地下部分连成一片,形成大底盘,这

40、就出现了大面积深基坑支护的新技术。现了大面积深基坑支护的新技术。51 (1)由于场地狭窄,放坡法受到限制,目前主要支)由于场地狭窄,放坡法受到限制,目前主要支护方法有钢板桩、柱列式钢筋混凝土桩、连续墙等。为提护方法有钢板桩、柱列式钢筋混凝土桩、连续墙等。为提高支护能力,增设单层和多层锚杆或设水平支撑,如图,高支护能力,增设单层和多层锚杆或设水平支撑,如图,基坑开挖要实行位移监测,确保场外道路及管道设施的安基坑开挖要实行位移监测,确保场外道路及管道设施的安全。全。52 (2)利用深)利用深层搅拌法(或注层搅拌法(或注浆法)加固基坑浆法)加固基坑四周土体,使其四周土体,使其成为具有低强度成为具有低

41、强度的防水帷幕,或的防水帷幕,或直接用做护坡;直接用做护坡;或与钢筋混凝土或与钢筋混凝土柱列桩连用。组柱列桩连用。组成防水支挡结构成防水支挡结构代替造价较高的代替造价较高的连续墙;在软土连续墙;在软土地区可用来加固地区可用来加固被动区土体,增被动区土体,增加支护结构的稳加支护结构的稳定性,杜绝流砂定性,杜绝流砂管涌,为施工现管涌,为施工现场干作业创造条场干作业创造条件。件。53 (3)逆作法施工:此法与)逆作法施工:此法与正常基坑施工顺序相反,先施工正常基坑施工顺序相反,先施工上层地下室,再施工下层地下室,上层地下室,再施工下层地下室,最后浇筑底板。原有连续墙或柱最后浇筑底板。原有连续墙或柱列

42、式钢筋混凝土桩可作为地下室列式钢筋混凝土桩可作为地下室的临时外墙。施工时按柱网排列,的临时外墙。施工时按柱网排列,先做钢骨临时支柱。如图所示。先做钢骨临时支柱。如图所示。在地面上做最上层楼面结构,浇在地面上做最上层楼面结构,浇筑过程中预留车道、出土口,便筑过程中预留车道、出土口,便于挖出第一层楼面下的土方。挖于挖出第一层楼面下的土方。挖完土方后,继续做第二层楼面,完土方后,继续做第二层楼面,并浇筑钢筋混凝土柱,原有钢骨并浇筑钢筋混凝土柱,原有钢骨(型钢或钢管)留在柱内,便于(型钢或钢管)留在柱内,便于梁、柱、板的连接。按此顺序施梁、柱、板的连接。按此顺序施工,到浇完底板为止。关于梁与工,到浇完

43、底板为止。关于梁与连续墙的连接,可在连续墙的钢连续墙的连接,可在连续墙的钢筋网上的相应位置预埋构件以便筋网上的相应位置预埋构件以便焊接。如图所示。焊接。如图所示。54 逆作法特逆作法特点:施工稳定,点:施工稳定,节省材料和工节省材料和工期,能解决施期,能解决施工场地不足。工场地不足。 用途:高用途:高层建筑地下室、层建筑地下室、地下车站等。地下车站等。 要求:提要求:提高施工技术,高施工技术,各工种统一步各工种统一步调,密切协作,调,密切协作,才能保证质量。才能保证质量。55 1、地下连续墙:直接在、地下连续墙:直接在地下利用大型机械挖槽,然后地下利用大型机械挖槽,然后浇灌成钢筋混凝土墙体。壁

44、厚浇灌成钢筋混凝土墙体。壁厚4001200mm,挖掘深度一般,挖掘深度一般为为3040m,最多达,最多达120m。开。开始用于防渗,后发展到地下室始用于防渗,后发展到地下室挡土,目前将挡土墙与地下室挡土,目前将挡土墙与地下室合一,其优点是结构整体性好,合一,其优点是结构整体性好,刚度大,壁厚超过刚度大,壁厚超过600mm即即可防渗,可在狭窄地区不用放可防渗,可在狭窄地区不用放坡完成各种形状的地下挡土墙。坡完成各种形状的地下挡土墙。可做成直线的,也可做成加肋可做成直线的,也可做成加肋的,或做成墙柱合一的形式。的,或做成墙柱合一的形式。施工无噪声,挖深越大,其优施工无噪声,挖深越大,其优越性愈显著

45、,缺点是使用专用越性愈显著,缺点是使用专用机械,成本较高。机械,成本较高。56 挖槽机械:挖槽机械:切削多头钻、切削多头钻、导板抓斗、冲导板抓斗、冲击钻等。击钻等。 应用范围:应用范围:深度在深度在15m左左右时可用普通右时可用普通导板抓斗。对导板抓斗。对密实的砂层或密实的砂层或含砾石土可选含砾石土可选用多头钻或加用多头钻或加重液压导板抓重液压导板抓斗。对于卵石斗。对于卵石层或岩层,可层或岩层,可用冲击钻。用冲击钻。57 在挖槽过程中保证槽壁不塌的两条措施:在挖槽过程中保证槽壁不塌的两条措施: 1、泥浆护壁:泥浆由膨润土和水拌和而成,比重控、泥浆护壁:泥浆由膨润土和水拌和而成,比重控制在制在1

46、.11.2,利用泥浆比重防止地下水流入槽内及平衡,利用泥浆比重防止地下水流入槽内及平衡槽壁压力,还兼有使土渣悬浮易于排出的作用。槽壁压力,还兼有使土渣悬浮易于排出的作用。 2、槽长不能过长,过长易发生槽壁坍塌,每次施工、槽长不能过长,过长易发生槽壁坍塌,每次施工槽长控制在槽长控制在58m,采用分段挖槽,分头浇灌、逐段连续,采用分段挖槽,分头浇灌、逐段连续施工工序。如图,先完成施工工序。如图,先完成1、2、3段连续墙,再施工段连续墙,再施工4、5段。接头要求较严,要保证不漏水,并满足钢筋搭接长度,段。接头要求较严,要保证不漏水,并满足钢筋搭接长度,否则连续墙的整体作用不能实现。施工中有多种处理方

47、法。否则连续墙的整体作用不能实现。施工中有多种处理方法。58 钢钢筋片绑筋片绑扎后,扎后,根据其根据其重量采重量采取成片取成片下入槽下入槽内或分内或分段下落段下落至某一至某一高度后高度后陆续下陆续下入槽内。入槽内。59 混凝土混凝土灌注采用套灌注采用套管法,先下管法,先下套管,管端套管,管端部有球塞,部有球塞,在管内灌入在管内灌入坍落度为坍落度为150200混混凝土,徐徐凝土,徐徐拔管,混凝拔管,混凝土在自重下土在自重下排出球塞,排出球塞,沉入槽底,沉入槽底,不需振捣,不需振捣,即可达到需即可达到需要的密实度。要的密实度。60 2、柱列式灌注桩:以直径为、柱列式灌注桩:以直径为8001200m

48、m的钢筋混的钢筋混凝土灌注桩为立柱,配合土锚杆或横向支撑以减少桩身弯凝土灌注桩为立柱,配合土锚杆或横向支撑以减少桩身弯曲的档土结构。曲的档土结构。 优点:可使用钻孔机械,按通常灌注桩施工,在地下优点:可使用钻孔机械,按通常灌注桩施工,在地下水位较低时,还可人工挖孔。水位较低时,还可人工挖孔。 缺点:整体性能差,不防水,必须在桩顶做断面较大缺点:整体性能差,不防水,必须在桩顶做断面较大的圈梁,增加基整体性。也可采用降水、或用水泥搅拌桩,的圈梁,增加基整体性。也可采用降水、或用水泥搅拌桩,组成具有一定强度的防渗墙,如图。采用土锚杆或横向支组成具有一定强度的防渗墙,如图。采用土锚杆或横向支撑时还需加

49、纵向环梁,一般用工字钢。待地下室施工完成撑时还需加纵向环梁,一般用工字钢。待地下室施工完成后可以拆除。后可以拆除。61 柱列式灌注桩净距一般为柱列式灌注桩净距一般为200500mm。其施工简单,。其施工简单,适合适合23层地下室施工要求。国外用柱列式层地下室施工要求。国外用柱列式H型钢挡土结型钢挡土结构。在型钢之间插入木板作为挡土,完工后拔出,但造价构。在型钢之间插入木板作为挡土,完工后拔出,但造价较高。它的优点是便于逆作法施工,室内梁板钢筋与挡土较高。它的优点是便于逆作法施工,室内梁板钢筋与挡土桩的连接可通过焊接解决。桩的连接可通过焊接解决。62 3、土锚杆:是在地、土锚杆:是在地面或深开挖

50、的地下室墙面面或深开挖的地下室墙面或基坑立壁钻孔,达到设或基坑立壁钻孔,达到设计深度后,在孔内放入钢计深度后,在孔内放入钢筋或其它抗拉材料,灌入筋或其它抗拉材料,灌入水泥浆与土层结合成为抗水泥浆与土层结合成为抗拉力强的锚杆。拉力强的锚杆。 为了均匀分配传到连为了均匀分配传到连续墙或柱列式的灌注桩上续墙或柱列式的灌注桩上的土压力,减少墙、柱的的土压力,减少墙、柱的水平位移和配筋,一端采水平位移和配筋,一端采用锚杆与墙、柱连接,另用锚杆与墙、柱连接,另一端固定在土层中,用以一端固定在土层中,用以维持坑壁的稳定。如图,维持坑壁的稳定。如图,它由三部分组成:头部连它由三部分组成:头部连接、拉杆、锚固体

51、。接、拉杆、锚固体。63 施工施工机械有:机械有:冲击式钻冲击式钻机(用于机(用于砂石地层)砂石地层)、旋转式、旋转式钻机(适钻机(适用于各种用于各种地层)、地层)、旋转式冲旋转式冲击钻机。击钻机。也可加套也可加套管成孔。管成孔。64 锚杆承锚杆承受拉力的受拉力的材料:螺材料:螺纹钢筋、纹钢筋、钢绞线。钢绞线。要求强度要求强度高、延伸高、延伸率大、疲率大、疲劳强度高劳强度高的材料,的材料,永久性锚永久性锚杆需进行杆需进行防腐处理。防腐处理。65 土锚杆的施工程序为:钻孔土锚杆的施工程序为:钻孔安放拉杆安放拉杆灌浆灌浆养护养护安装安装锚头锚头张拉锚固。张拉锚固。 质量要求:打孔质量,包括质量要求

52、:打孔质量,包括位置、斜度、深度。位置、斜度、深度。 当锚杆达到预定位置后,开当锚杆达到预定位置后,开始加压灌浆。通常用水泥浆或始加压灌浆。通常用水泥浆或1 1:1111:0.50.5水泥砂浆。只灌注锚水泥砂浆。只灌注锚固段,利用压浆塞封住锚固段段固段,利用压浆塞封住锚固段段口,并在压力下使锚固段与之间口,并在压力下使锚固段与之间砂浆凝固,养护砂浆凝固,养护7 7天后进行张拉,天后进行张拉,张拉至设计压力后固定。张拉至设计压力后固定。 土锚杆不适用于淤泥质软粘土锚杆不适用于淤泥质软粘土,而采用支撑的方法,但施工土,而采用支撑的方法,但施工开挖困难。开挖困难。66 4、土钉墙:是在土体边坡内嵌入

53、一定长度和分布密、土钉墙:是在土体边坡内嵌入一定长度和分布密度与土共同作用的土钉体。度与土共同作用的土钉体。 作用:弥补土体自身抗拉和抗剪强度不足。它与土体作用:弥补土体自身抗拉和抗剪强度不足。它与土体相互作用,可提高土体的整体刚度,增加边坡的稳定性,相互作用,可提高土体的整体刚度,增加边坡的稳定性,使基坑开挖的坡面保持稳定。使基坑开挖的坡面保持稳定。 适用范围:地下水低于土坡开挖段;有一定粘接性的适用范围:地下水低于土坡开挖段;有一定粘接性的杂填土、粘性土、黄土、含有杂填土、粘性土、黄土、含有30%以上粘性土的沙土。以上粘性土的沙土。 做法:与喷射混凝土面做法:与喷射混凝土面层或坡面注浆等稳

54、定坡面措层或坡面注浆等稳定坡面措施结合使用。施结合使用。 局限性:须先开挖土局限性:须先开挖土层层12m深,即在无支护情深,即在无支护情况下稳定几个小时,要求土况下稳定几个小时,要求土体必须有一定的体必须有一定的“粘聚力粘聚力”,要求坡面无水渗出,能够,要求坡面无水渗出,能够形成一层喷射混凝土面。形成一层喷射混凝土面。67 土钉墙的施工操作程序:土钉墙的施工操作程序: (1)施工准备)施工准备 了解施工质量、施工监测内容与要求,如基坑支护了解施工质量、施工监测内容与要求,如基坑支护尺寸的允许偏差,坡顶最大变形,对临近建筑物、道路、尺寸的允许偏差,坡顶最大变形,对临近建筑物、道路、管线等环境安全

55、影响的允许程度。管线等环境安全影响的允许程度。 排除地表水、地下水,避免土体处于饱和状态,有排除地表水、地下水,避免土体处于饱和状态,有效减少或消除作用于坡面层上的静水压力。效减少或消除作用于坡面层上的静水压力。 确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等。测点等。 制定基坑支护方案,周密安排好支护施工与基坑土制定基坑支护方案,周密安排好支护施工与基坑土方开挖、出土等工序,使支护与开挖密切配合,可连续快方开挖、出土等工序,使支护与开挖密切配合,可连续快速施工。速施工。 选用好材料,如钢筋、普通硅酸盐水泥、中粗砂、选用好材料,如钢筋、普通硅酸盐

56、水泥、中粗砂、外加剂。外加剂。 施工机具:钻孔机具、空气压缩机、混凝土喷射机、施工机具:钻孔机具、空气压缩机、混凝土喷射机、灌浆泵、混凝土搅拌机等。灌浆泵、混凝土搅拌机等。68 (2)土钉墙支护结构施工工艺)土钉墙支护结构施工工艺 开挖工作面。分层分段,分层开挖深度取决于与暴开挖工作面。分层分段,分层开挖深度取决于与暴露坡面的直立能力,分层开挖至少要露坡面的直立能力,分层开挖至少要6m宽,纵向长度一宽,纵向长度一般为般为10m。机械开挖后,人工修边坡,坡面平整度允许偏。机械开挖后,人工修边坡,坡面平整度允许偏差为差为20mm。 喷射混凝土。喷射混凝土。通常为防止土体松通常为防止土体松驰和崩塌,

57、必须尽驰和崩塌,必须尽快做第一层喷射混快做第一层喷射混凝土,厚度不宜小凝土,厚度不宜小于于4050mm。所用。所用混凝土中水泥含量混凝土中水泥含量大于大于400kg/m,每,每100m设置一个控设置一个控制格或盒,并做好制格或盒,并做好养护。养护。69 设置土钉。土钉包括定位、成孔、设置钢筋、注浆。设置土钉。土钉包括定位、成孔、设置钢筋、注浆。70 铺设钢筋网。钢筋网应在喷射第一层混凝土后铺设,铺设钢筋网。钢筋网应在喷射第一层混凝土后铺设,钢筋与第一层喷射混凝土的间隙不小于钢筋与第一层喷射混凝土的间隙不小于20mm,采用双层,采用双层钢筋应在第一层钢筋被覆盖后铺设,另外钢筋网与土钉应钢筋应在第

58、一层钢筋被覆盖后铺设,另外钢筋网与土钉应连接牢固,再喷射第二层混凝土。连接牢固,再喷射第二层混凝土。 设置排设置排水系统。施工水系统。施工时提前沿坡顶时提前沿坡顶挖设排水沟排挖设排水沟排除地表水,并除地表水,并在第一段开挖在第一段开挖喷射混凝土期喷射混凝土期间可用混凝土间可用混凝土做排水沟覆面。做排水沟覆面。71 (四)基坑开挖应注意的问题(四)基坑开挖应注意的问题 1、对基坑周围情况应认真调查,如有不允许任何沉、对基坑周围情况应认真调查,如有不允许任何沉降及水平位移的要求时,如地铁大厅、地下室重要设备设降及水平位移的要求时,如地铁大厅、地下室重要设备设施等,必须满足侧向位移控制设计要求,对横

59、向锚杆及支施等,必须满足侧向位移控制设计要求,对横向锚杆及支撑的安装质量严格把关。如锚杆的张拉不能太紧,抽检数撑的安装质量严格把关。如锚杆的张拉不能太紧,抽检数量不能太少。逐日记录,发现问题及时补救。量不能太少。逐日记录,发现问题及时补救。72 2、对邻、对邻近房屋沉降观近房屋沉降观测及水平位移测及水平位移进行观测,及进行观测,及早发现异常情早发现异常情况,分析原因,况,分析原因,及时采取措施。及时采取措施。 3、注意、注意开挖时间较长开挖时间较长的大面积基坑的大面积基坑的边坡失稳,的边坡失稳,引起边坡滑动,引起边坡滑动,此是因土坡的此是因土坡的抗剪强度随时抗剪强度随时间逐渐衰减的间逐渐衰减的

60、特性所致。特性所致。73 4、基坑面积过大时,对底板混凝土采取分段边挖边、基坑面积过大时,对底板混凝土采取分段边挖边浇筑。可稳定基坑,等于增加了一道横撑,消除了土隆起浇筑。可稳定基坑,等于增加了一道横撑,消除了土隆起的可能性。的可能性。 5、在基坑及基础施工完成前,降水工作不能停止。、在基坑及基础施工完成前,降水工作不能停止。 6、随时观察挖土与地裂之间的关系。、随时观察挖土与地裂之间的关系。 当发现挖土不净或挖后隆起,必须停止挖土。当发现挖土不净或挖后隆起,必须停止挖土。 出现地裂,可判定边坡稳定已达到极限平衡状态,出现地裂,可判定边坡稳定已达到极限平衡状态,应检查降水是否达到预定位置,有无

61、地下承压水及管涌,应检查降水是否达到预定位置,有无地下承压水及管涌,支护桩是否倾斜,支撑是否弯曲。支护桩是否倾斜,支撑是否弯曲。 如边坡深层滑动,多属坑底下淤泥被动土压力不足,如边坡深层滑动,多属坑底下淤泥被动土压力不足,可用深层搅拌或旋喷法加固基坑下土层。可用深层搅拌或旋喷法加固基坑下土层。 如发现低承压水,则可实行深层降水,或用早强水如发现低承压水,则可实行深层降水,或用早强水泥砂浆封底。泥砂浆封底。 当来不及处理时,最简单有效的方法是回填反压,当来不及处理时,最简单有效的方法是回填反压,处理完后,再挖土。处理完后,再挖土。74 四、施工排水四、施工排水 对基坑开挖造成危害的主要有:地下水

62、、地面水、流对基坑开挖造成危害的主要有:地下水、地面水、流砂。砂。 (一)明沟排水法(一)明沟排水法 当基坑挖至地下水位以下时,沿基坑四周挖一定坡度当基坑挖至地下水位以下时,沿基坑四周挖一定坡度的排水沟,设集水井,使地下水沿沟注入井内,用水泵抽的排水沟,设集水井,使地下水沿沟注入井内,用水泵抽走。常用水泵有:潜水泵、离心泵、软轴水泵。走。常用水泵有:潜水泵、离心泵、软轴水泵。 集水井应设在基坑集水井应设在基坑外沿,间距外沿,间距2040m,长宽为长宽为0.60.8m,深,深0.81.0m,深度保持低,深度保持低于挖土面于挖土面12m,并铺,并铺设碎石滤水层。设碎石滤水层。 排水沟截面宽度宜排水

63、沟截面宽度宜为为0.4m,深度宜为,深度宜为0.50.8m,最小应有,最小应有0.2%0.5%纵向坡度。纵向坡度。1排水沟;排水沟;2集水井;集水井;3水泵水泵75 排水沟和集水井应随挖土加深而加深,设备简单、使排水沟和集水井应随挖土加深而加深,设备简单、使用广泛。但当地下水位较高,涌水量较大或土质为细砂或用广泛。但当地下水位较高,涌水量较大或土质为细砂或粉砂,就易产生流砂,造成边坡塌方及管涌,此时应采用粉砂,就易产生流砂,造成边坡塌方及管涌,此时应采用人工降低地下水位的方法。人工降低地下水位的方法。76 (二)流砂现象及其防治(二)流砂现象及其防治 当基坑挖至地下水位以下时,坑底土为细砂或粉

64、砂会当基坑挖至地下水位以下时,坑底土为细砂或粉砂会成流动状态,随地下水涌入基坑,称为流砂现象。成流动状态,随地下水涌入基坑,称为流砂现象。 流砂是因边坡土体丧失承载能力,工人难以立足,土流砂是因边坡土体丧失承载能力,工人难以立足,土边挖边冒,难以达到设计深度,会引起基坑边坡塌方,附边挖边冒,难以达到设计深度,会引起基坑边坡塌方,附近建筑物因地基土流失而下沉、倾斜,甚至倒塌。近建筑物因地基土流失而下沉、倾斜,甚至倒塌。 流砂现象产生的原因是由于地下水的水力坡度大,即流砂现象产生的原因是由于地下水的水力坡度大,即动水压力大,而且动水压力的方向与土的重力方向相反,动水压力大,而且动水压力的方向与土的

65、重力方向相反,土悬浮于水中,并随地下水一起流动。土悬浮于水中,并随地下水一起流动。 动水压力指的是流动中水对土产生的作用力,这个力动水压力指的是流动中水对土产生的作用力,这个力的大小与水位差成正比,与水流的路径成反比,与水流的的大小与水位差成正比,与水流的路径成反比,与水流的方向相同。因此防治流砂现象的主要途径是使动水压力方方向相同。因此防治流砂现象的主要途径是使动水压力方向朝下和平衡或减小动水压力。向朝下和平衡或减小动水压力。77 流砂的防治措施:流砂的防治措施: 选择全年最低水位施工。水位低,水位差小,动水选择全年最低水位施工。水位低,水位差小,动水压力小,就不易产生流砂。压力小,就不易产

66、生流砂。 抛大石块。往坑底抛大石块,可增加土体压重,减抛大石块。往坑底抛大石块,可增加土体压重,减小或平衡动水压力。小或平衡动水压力。 打钢板桩。沿基坑外侧打入超过基底以下深度的钢打钢板桩。沿基坑外侧打入超过基底以下深度的钢板桩,可以增加水流的路径,减小动水压力,改变水流方板桩,可以增加水流的路径,减小动水压力,改变水流方向,使之向下,防治了流砂。向,使之向下,防治了流砂。 采用化学压力注浆或高压水泥注浆,固结基坑周围采用化学压力注浆或高压水泥注浆,固结基坑周围粉砂使之形成防渗帷幕。粉砂使之形成防渗帷幕。 人工降低地下水位。使地下水位降低至基坑底下人工降低地下水位。使地下水位降低至基坑底下0.

67、5m以下,使地下水流方向朝下,增大土粒间的压力,可以下,使地下水流方向朝下,增大土粒间的压力,可制服流砂,此法运用广泛。制服流砂,此法运用广泛。78 (三)人工降低地下水位(三)人工降低地下水位 人工降水法(井点降水法),就是在基坑开挖前,预人工降水法(井点降水法),就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备连续不断地抽水,使地下水位降至基底以下,直至基础备连续不断地抽水,使地下水位降至基底以下,直至基础施工完毕为止。使基坑、基础施工过程中保持干燥,也就施工完毕为止。使基坑、基础施工过程中保持干燥,也就从根本上消除

68、了流砂现象。同时,由于土层水分排除,可从根本上消除了流砂现象。同时,由于土层水分排除,可使基底土密实,增加地基土的承载能力。基坑开挖边坡也使基底土密实,增加地基土的承载能力。基坑开挖边坡也可陡些,减少挖、填土方量。可陡些,减少挖、填土方量。 人工降水法人工降水法有:轻型井点、有:轻型井点、喷射井点、电渗喷射井点、电渗井点、管井井点井点、管井井点及渗井井点等。及渗井井点等。其中轻型井点应其中轻型井点应用较为广泛。用较为广泛。79 1、轻型井点的主要设备:、轻型井点的主要设备: 包括管路系统、抽水设备两部分,如图。包括管路系统、抽水设备两部分,如图。 管路系统:滤管、井点管、弯联管、总管等。管路系

69、统:滤管、井点管、弯联管、总管等。80 滤管为进水口,采用长度为滤管为进水口,采用长度为11.5m直直径为径为3855mm的无缝钢管,管壁钻有梅花的无缝钢管,管壁钻有梅花形的滤孔,外包两层滤网。滤管下端为一铸形的滤孔,外包两层滤网。滤管下端为一铸铁塞头,滤管上端与井点管连接。铁塞头,滤管上端与井点管连接。 井点管为直径井点管为直径3851mm长长57m的钢管,的钢管,井点管上端通过弯联管与总管连接。集水总井点管上端通过弯联管与总管连接。集水总管为直径管为直径100127mm的钢管,每段长的钢管,每段长4m,其上装有间距,其上装有间距0.81.2m的短接头。并用的短接头。并用皮管或塑料管与井点管

70、连接。皮管或塑料管与井点管连接。81 抽水设备是由真空泵、离心泵集水箱等组成。工作抽水设备是由真空泵、离心泵集水箱等组成。工作时,先开动真空泵,集水箱内部形成一定程度的真空,使时,先开动真空泵,集水箱内部形成一定程度的真空,使地下水及空气受真空吸力的作用沿总管进入集水箱。当集地下水及空气受真空吸力的作用沿总管进入集水箱。当集水箱的水达到一定高度时,开动离心泵将集水箱内水排出。水箱的水达到一定高度时,开动离心泵将集水箱内水排出。82第四节第四节 基坑放线实例基坑放线实例 一一.基坑放线要求基坑放线要求 1.看懂基础图,理解图中所示基础尺寸及标高的相互关系;看懂基础图,理解图中所示基础尺寸及标高的

71、相互关系; 2.能够利用学过的放坡知识绘制出基础的土方开挖线图;能够利用学过的放坡知识绘制出基础的土方开挖线图; 3.能够就基坑的开挖线计算出基坑土方工程量。能够就基坑的开挖线计算出基坑土方工程量。 二二.基坑放线的有关知识基坑放线的有关知识 1.基础边线与基础轴线:基础边线即基础边缘线,基础轴线即为基础边线与基础轴线:基础边线即基础边缘线,基础轴线即为基础位置的控制线,一座基础纵横方向都有多条轴线,一般情况,基础位置的控制线,一座基础纵横方向都有多条轴线,一般情况,轴线与边线不重合。轴线与边线不重合。 2.垫层:在钢筋混凝土基础或基础梁下设置的一层素混凝土,一垫层:在钢筋混凝土基础或基础梁下

72、设置的一层素混凝土,一般用来将钢筋混凝土基础与下部的介质如土层、灰土层、砂石层等般用来将钢筋混凝土基础与下部的介质如土层、灰土层、砂石层等隔离开来,以便于上部结构施工。垫层一般为厚隔离开来,以便于上部结构施工。垫层一般为厚100mm,素混凝土,素混凝土,强度等级为强度等级为C10,并沿基础外边缘线向外伸展出,并沿基础外边缘线向外伸展出100mm 3.操作宽度:沿基础外边缘给操作工人留置的支拆模板、绑扎钢操作宽度:沿基础外边缘给操作工人留置的支拆模板、绑扎钢筋等操作使用的宽度尺寸,一般为筋等操作使用的宽度尺寸,一般为5001000mm宽度。宽度。83 三三.例题:例题: 某小高层住宅基础底面如下

73、图,为简化计算程序,本图将基础轴某小高层住宅基础底面如下图,为简化计算程序,本图将基础轴线与基础边缘线重合,各部位的标高为:自然地面标高为线与基础边缘线重合,各部位的标高为:自然地面标高为0.500;基础底面标高为;楼梯间底面标高为;电基础底面标高为;楼梯间底面标高为;电梯井底面标高为。基础下素混凝土垫层厚梯井底面标高为。基础下素混凝土垫层厚100mm;垫;垫层均比基础宽层均比基础宽100mm;操作宽度为;操作宽度为500mm;土方边坡坡度为;土方边坡坡度为1:0.6,如左下图。基础内两个电梯井基坑,结构施工图要求此两个基坑按,如左下图。基础内两个电梯井基坑,结构施工图要求此两个基坑按右下图尺

74、寸开挖,底宽右下图尺寸开挖,底宽4000即为电梯井基坑纵横向尺寸在结构施工时即为电梯井基坑纵横向尺寸在结构施工时需每侧扩大需每侧扩大1000mm。84某小高层住宅基础平面图:某小高层住宅基础平面图: 85 (一)基坑底各开挖面标高、操作宽度尺寸计算及作出(一)基坑底各开挖面标高、操作宽度尺寸计算及作出垂直开挖线:垂直开挖线: 按结构施工图作出基础底面图,并注明轴线(注:按结构施工图作出基础底面图,并注明轴线(注:本图为简化计算程序,将基础外边线作为轴线作图)及各本图为简化计算程序,将基础外边线作为轴线作图)及各开挖面标高;开挖面标高; 本图开挖面标高为:基础底面标高本图开挖面标高为:基础底面标

75、高+(-100mm)。它)。它们分别为:们分别为: ()基础底面标高为;()基础底面标高为; ()楼梯间底面标高为;()楼梯间底面标高为; ()电梯井底面标高为。()电梯井底面标高为。 将以上各标高分别标注在基坑开挖平面图上。将以上各标高分别标注在基坑开挖平面图上。 基坑垂直开挖外边线基坑垂直开挖外边线=垫层宽度施工操作面:本垫层宽度施工操作面:本工程为工程为100mm500mm=600mm。 除电梯井外,基础基坑底面、楼梯间基坑底面均需留除电梯井外,基础基坑底面、楼梯间基坑底面均需留置置600mm宽的操作宽度,在基坑开挖平面图上作出此操宽的操作宽度,在基坑开挖平面图上作出此操作宽度线,此线就

76、是基坑垂直开挖的外边线。注:此沿着作宽度线,此线就是基坑垂直开挖的外边线。注:此沿着基坑周边布置的操作宽度线不论其基坑底面高差大小,都基坑周边布置的操作宽度线不论其基坑底面高差大小,都是尺寸相等,且都是不间断,也就是连通的。是尺寸相等,且都是不间断,也就是连通的。86 (二)基坑线、坡度线、相对尺寸计算及作出边坡开挖(二)基坑线、坡度线、相对尺寸计算及作出边坡开挖线:线: 放坡系数为放坡系数为1:0.6,按公式,按公式 B=mh 计算出不同标高的计算出不同标高的放坡线的开挖宽度。放坡线的开挖宽度。 ()标高为结构主体基坑的边坡开挖()标高为结构主体基坑的边坡开挖宽度为:宽度为:()()06=2

77、460mm。 在基础基坑垂直开挖线的外侧放出在基础基坑垂直开挖线的外侧放出2460mm作出标高为作出标高为-4.600边坡开挖线。边坡开挖线。 ()标高为楼梯间基坑的边坡开挖宽度()标高为楼梯间基坑的边坡开挖宽度为:为:()() =3060mm。 在楼梯间基坑垂直开挖线的外侧放出在楼梯间基坑垂直开挖线的外侧放出3060mm作出标作出标高为高为-5.600边坡开挖线。边坡开挖线。87 ()电梯井垂直开挖线、边坡线计算及放线()电梯井垂直开挖线、边坡线计算及放线 电梯井在标高基坑底面上放线,也就是电梯井在标高基坑底面上放线,也就是要求在基础基坑土方挖除后进行二次放线,按设计要求,要求在基础基坑土方

78、挖除后进行二次放线,按设计要求,此部分放线尺寸为:此部分放线尺寸为: A基坑底宽为:基坑底宽为:000+(2100)000+(2100);(注:;(注:100为电梯井基坑垫层放出尺寸)为电梯井基坑垫层放出尺寸) 基坑边坡开挖宽度为:基坑边坡开挖宽度为:(4600-6600)COS60=2000 mm 由于此电梯井基坑纵向、横向尺寸相等,故沿着纵向、由于此电梯井基坑纵向、横向尺寸相等,故沿着纵向、横向尺寸,向外各放出横向尺寸,向外各放出1100mm,作出垂直开挖线,再沿,作出垂直开挖线,再沿此垂直开挖线向外每侧放出此垂直开挖线向外每侧放出1154mm作出电梯井基坑边坡作出电梯井基坑边坡线。线。

79、88 C.计算此基坑边坡横向上边缘线距离计算此基坑边坡横向上边缘线距离轴线的尺寸:轴线的尺寸: 由基础底面图知,电梯井基坑横向上边缘线距离由基础底面图知,电梯井基坑横向上边缘线距离 轴轴4800,故有:,故有:4800-1100-1154=2546mm; D.计算此基坑边坡纵向上边线沿距离计算此基坑边坡纵向上边线沿距离B轴线的尺寸:轴线的尺寸: 由基础底面图知,电梯井纵向上边缘线距离由基础底面图知,电梯井纵向上边缘线距离B轴轴3000,故有:,故有:3000-1100-1154=746mm。89 (4)楼梯间垂直开挖线、边坡线一些相关尺寸计算及放线:楼梯间垂直开挖线、边坡线一些相关尺寸计算及放

80、线: A.计算计算、外侧横向外侧横向,楼梯间边坡上边缘线至基础主体楼梯间边坡上边缘线至基础主体边坡上边缘线的尺寸:边坡上边缘线的尺寸: 基础主体边坡上边沿线距离楼梯间基础尺寸为:基础主体边坡上边沿线距离楼梯间基础尺寸为:2460+600+4000=7060mm 楼梯间边坡上边缘线距离楼梯间基础尺寸为楼梯间边坡上边缘线距离楼梯间基础尺寸为:3060+600=3660mm 横向两边坡上边缘线的距离为横向两边坡上边缘线的距离为:7060-3660=3400mm B.计算计算B轴线外侧纵向轴线外侧纵向,楼梯间边坡上边缘线至基础主体楼梯间边坡上边缘线至基础主体边坡上边缘线的尺寸边坡上边缘线的尺寸: 基础

81、主体边坡上边沿线至基础主体基础主体边坡上边沿线至基础主体B轴线为:轴线为:600+2460=3060mm 楼梯间边坡上边缘线至基础主体楼梯间边坡上边缘线至基础主体B轴线为:轴线为:3600+600+3060=7260mm 纵向两边坡上边缘线的距离为:纵向两边坡上边缘线的距离为:7260-3060=4200mm。90 C.计算计算B轴线中部凹口纵向尺寸:轴线中部凹口纵向尺寸: 纵向放坡线总尺寸为:纵向放坡线总尺寸为:44000+2600+22460=50120 楼梯间基坑放坡线从内到主体基坑外边缘线尺寸为:楼梯间基坑放坡线从内到主体基坑外边缘线尺寸为:3400+3060+600+3600+600

82、+3060=14320 B轴线中部凹口纵向尺寸为:轴线中部凹口纵向尺寸为:50120-214320=214809192此基坑的MM剖面见下图:93 四四.基坑现场放线程序基坑现场放线程序 (一)准备准备: 1.场地平整;场地平整; 2.测量定位测量定位,钉好龙门桩;钉好龙门桩; 3.放线工具放线工具:经纬仪经纬仪,水准仪水准仪,麻线麻线(细尼龙线细尼龙线),50米长钢尺米长钢尺一把一把,35米长小钢尺米长小钢尺23把把,铁锨一把铁锨一把,细白灰一桶细白灰一桶,木楔一木楔一捆。捆。 (二)第一次放线(二)第一次放线(按本图为按本图为-0.5m-4.6m挖土层进行放挖土层进行放线线): 1.支架好

83、经纬仪支架好经纬仪,对各边轴线进行复核对各边轴线进行复核;支架好水准仪支架好水准仪,对对场地标高进行复核场地标高进行复核.确认无误后确认无误后,按放线图进行放线;按放线图进行放线; 2.放出边轴线放出边轴线,在各边轴线相交点钉上木楔在各边轴线相交点钉上木楔,木楔上的铁钉木楔上的铁钉为轴线交点为轴线交点,用尼龙线将各边轴线拉出用尼龙线将各边轴线拉出,形成一个封闭形的建形成一个封闭形的建筑物基础平面现场大样图;筑物基础平面现场大样图; 3.按放线图提供的尺寸放出垂直开挖线按放线图提供的尺寸放出垂直开挖线,即基础垫层边即基础垫层边100+操作面宽尺寸操作面宽尺寸500,并在开挖区外钉上控制桩并在开挖

84、区外钉上控制桩,本工程为本工程为600宽宽,撒上白灰线;撒上白灰线; 4.按放线图放出边坡开挖线按放线图放出边坡开挖线,并在开挖区外钉上控制桩并在开挖区外钉上控制桩,对对边坡开挖线撒上白灰线;边坡开挖线撒上白灰线; 5.对开挖土方组进行书面及口头交底。对开挖土方组进行书面及口头交底。94 (三)第二次放线(三)第二次放线(对楼梯间及电梯井放线对楼梯间及电梯井放线): 1.用经纬仪用经纬仪,水准仪检查第一次挖土后基坑的轴线及基水准仪检查第一次挖土后基坑的轴线及基坑底标高是否符合设计要求坑底标高是否符合设计要求,基坑底面及边坡是否平整基坑底面及边坡是否平整?确确认无误后认无误后,进行第二次放线;进

85、行第二次放线; 2.放出楼梯间及电梯井的垂直开挖线放出楼梯间及电梯井的垂直开挖线,并在开挖区外钉并在开挖区外钉上控制桩上控制桩,对垂直开挖线,撒上白灰线;对垂直开挖线,撒上白灰线; 3.按放线图放出边坡开挖线按放线图放出边坡开挖线,并在开挖区外钉上控制桩并在开挖区外钉上控制桩,对边坡开挖线撒上白灰线;对边坡开挖线撒上白灰线; 4.对开挖土方组进行书面及口头交底对开挖土方组进行书面及口头交底,尤其是楼梯间与尤其是楼梯间与主体基础的不同标高的切割线和电梯井的垂直线,开挖时,主体基础的不同标高的切割线和电梯井的垂直线,开挖时,始终保留控制桩及尼龙控制线,边坡线施工成形后的误差始终保留控制桩及尼龙控制

86、线,边坡线施工成形后的误差小于小于5mm。95 五五.基坑土方量的计算:基坑土方量的计算: (一)矩形体(一)矩形体: 1.基础主体矩形体土方量计算基础主体矩形体土方量计算:(44+0.62)(16+0.62)4.1=3187.5m, 应归楼梯间计算的小块体积为应归楼梯间计算的小块体积为:0.6(3.6+0.62)4.12=23.6m, 扣除小块扣除小块:3187.5-23.6=3163.9m 2.两座楼梯间矩形体土方量计算两座楼梯间矩形体土方量计算:(3.6+0.6)(3.6+0.62)5.1=102.8m 矩形体土方量总和为矩形体土方量总和为:3163.9m+102.8m=3266.7m.

87、9697 (二)边坡三棱柱段二)边坡三棱柱段: 1.挖土深度为挖土深度为4.1m三棱柱体总和为三棱柱体总和为:(45.2m+217.2m+21.48m)2.464.1/2=101.08m5.04=509.7m 2.挖土深度为挖土深度为5.1m三棱柱三棱柱(楼梯间楼梯间)体总和为体总和为:24.8m3.065.1/2=74.9m 3.挖土深度为挖土深度为4.1m相似三棱柱体相似三棱柱体2块块(B轴外侧轴外侧):23.4m2.464.1/2=34.3m 4.挖土深度为挖土深度为5.1m相似三棱柱体相似三棱柱体4块块(C轴外侧轴外侧):44.2m3.065.1/2=131.1m 三棱柱段总和为三棱柱

88、段总和为:(509.7+74.9+34.3+131.1) m=750m9899 (三)边坡三棱锥体三)边坡三棱锥体 1.挖土深度为挖土深度为4.1m三棱锥体三棱锥体6块的总和为块的总和为:6(4.1m2.46m2.46m/2)/3=24.8m 2.挖土深度为挖土深度为5.1m三棱锥体三棱锥体4块的总和为块的总和为:4(5.1m3.06m3.06m/2)/3=31.8m 3.挖土深度为挖土深度为4.15.1m三棱锥体三棱锥体2块的总和为块的总和为:2(4.1+5.1)/2(2.463.06/2)/3=11.5m 边坡为三棱锥体总和为边坡为三棱锥体总和为:24.8m+31.8m+11.5m=68.

89、1m100101 (四)电梯井土方量四)电梯井土方量 1.矩形体矩形体:4.2m4.2m2m=35.3m 2.边坡三棱柱段边坡三棱柱段(4块块):4(4.2m21.154m2)=44.85m=19.4m 3.边坡三棱锥段边坡三棱锥段(8块块):8(1.154m1.154m/22m)3=80.444m=3.6m 电梯井土方量为电梯井土方量为:35.3m+19.4m+3.6m=58.3m102103 (五)基坑土方量总和五)基坑土方量总和:3266.7m+750m+68.1m+258.3m=4201.4m 此基坑开挖总土方量为此基坑开挖总土方量为4201.4m. 假设此基坑土质的可松性系数为假设此

90、基坑土质的可松性系数为1.15,那么开挖后的虚那么开挖后的虚土体积为多少?用体积为土体积为多少?用体积为6立方米的运土车,计划装运多立方米的运土车,计划装运多少车?少车?4201.4m1.15=4831.6m.4831.6m6m/车车=805车车此基坑土方可装运此基坑土方可装运805车。车。104习题二习题二 按上基础图按上基础图,放坡系数改为放坡系数改为1:0.5,电梯井边坡结构,电梯井边坡结构设计角度改为设计角度改为45,其余尺寸及条件不变。,其余尺寸及条件不变。 (1)请计算出此基础各不同标高基坑土方的开挖宽)请计算出此基础各不同标高基坑土方的开挖宽度,并在图上详细注明开挖宽度尺寸及相关

91、尺寸,作出完度,并在图上详细注明开挖宽度尺寸及相关尺寸,作出完整的开挖线图;整的开挖线图; (2)计算出此基坑开挖土方总量,如可松性系数)计算出此基坑开挖土方总量,如可松性系数Ks=1.15,运土车每车容量为,运土车每车容量为6m,可装多少车?,可装多少车?105第五节第五节 土方工程的机械化施工、压实与回土方工程的机械化施工、压实与回填、爆破施工填、爆破施工 一、土方机械:一、土方机械: 土方工程施工机械很多,其中有用于场地平整,有用土方工程施工机械很多,其中有用于场地平整,有用于土方开挖,有用于土方运输。于土方开挖,有用于土方运输。 现在全国范围内主要土方机械为:反铲挖土机,运输现在全国范

92、围内主要土方机械为:反铲挖土机,运输用的自卸式翻斗车。辅助机械有推土机、装载机等。用的自卸式翻斗车。辅助机械有推土机、装载机等。1、反铲挖土机、反铲挖土机 工作特点:后退向工作特点:后退向下,强制切土,能开挖停下,强制切土,能开挖停面以下面以下12类土,深度在类土,深度在35m的基坑、基槽、管沟,的基坑、基槽、管沟,也可用于地下水位较高的也可用于地下水位较高的土方开挖。可与自卸汽车土方开挖。可与自卸汽车配合,也可弃土于坑槽旁配合,也可弃土于坑槽旁边。边。106 优点:其开挖宽度不受机械最大挖掘半径限制,同时优点:其开挖宽度不受机械最大挖掘半径限制,同时能挖到最大深度,灵活准确,沟侧开挖,铲臂回

93、转角度大,能挖到最大深度,灵活准确,沟侧开挖,铲臂回转角度大,能将土弃于沟边较远的地方。铲头可以打桩,亦可以换装能将土弃于沟边较远的地方。铲头可以打桩,亦可以换装成破碎混凝土路面的钻头。成破碎混凝土路面的钻头。 缺点:边坡不好控制,稳定性较差,挖土的深度和宽缺点:边坡不好控制,稳定性较差,挖土的深度和宽度较小,度较小,107 二、土方回填与压实二、土方回填与压实 建筑工程的回填土主要建筑工程的回填土主要有:地基、基础周边、基槽、有:地基、基础周边、基槽、室内地坪、室外场地,管沟、室内地坪、室外场地,管沟、散水。所有的回填土在设计散水。所有的回填土在设计图纸上都要求有一定的密实图纸上都要求有一定

94、的密实度,使回填土部位不致产生度,使回填土部位不致产生较大的沉降。较大的沉降。 1、土料的选择:、土料的选择: 凡含水量过大或过小的凡含水量过大或过小的粘土,含有粘土,含有8%以上的有机物以上的有机物的土,含有的土,含有5%以上的水溶性以上的水溶性硫酸盐的土、杂土、垃圾土、硫酸盐的土、杂土、垃圾土、冻土等均不能作为回填土。冻土等均不能作为回填土。108 2、压实的方法、压实的方法 碾压法:利用沉重的滚轮碾碾压法:利用沉重的滚轮碾压土壤表面,使土壤在静压力作用压土壤表面,使土壤在静压力作用下压实。一般用于大面积工程,适下压实。一般用于大面积工程,适用于碾压粘性和非粘性土壤。用于碾压粘性和非粘性土

95、壤。 常用机械有:平碾、气胎碾、常用机械有:平碾、气胎碾、羊足碾。重量一般为羊足碾。重量一般为80200KN,压实效果都很好。压实效果都很好。109 振动压实法:利用重锤振动,振动压实法:利用重锤振动,使土壤颗粒发生相对位移从而达到使土壤颗粒发生相对位移从而达到密实,主要用于压实非粘性土。密实,主要用于压实非粘性土。 夯实法:利用夯锤下落的冲夯实法:利用夯锤下落的冲击力压实土壤,主要用于小面积回击力压实土壤,主要用于小面积回填土。人工夯实方法:用木夯或石填土。人工夯实方法:用木夯或石夯。机械夯实,用夯锤、内燃机夯夯。机械夯实,用夯锤、内燃机夯土机和蛙式打夯机。土机和蛙式打夯机。110 3、影响

96、填土压实的因素:土的含水量、压实功、每、影响填土压实的因素:土的含水量、压实功、每层的虚铺厚度。层的虚铺厚度。 土的含水量的影响:较干燥的土,由于土土颗粒之土的含水量的影响:较干燥的土,由于土土颗粒之间的摩擦阻力较大而不宜压实,含水量过大,土颗粒间的间的摩擦阻力较大而不宜压实,含水量过大,土颗粒间的孔隙被水分占去,也不能压实。每一种土都有一个最佳含孔隙被水分占去,也不能压实。每一种土都有一个最佳含水量,才能达到最大密实度,如下图。如砂土为水量,才能达到最大密实度,如下图。如砂土为812%,粘土为粘土为1923%,粉质粘土为,粉质粘土为1215%,粉土为,粉土为1522%。工地简单检验粘性土的含

97、水量的方法是用手捏成团落地开工地简单检验粘性土的含水量的方法是用手捏成团落地开花为宜。花为宜。111 铺土厚度的影响:压实机具对土的压实作用随土层铺土厚度的影响:压实机具对土的压实作用随土层的厚度增加而逐渐减小,如下图。其影响深度随压实机械,的厚度增加而逐渐减小,如下图。其影响深度随压实机械,土的性质及含水量有关。铺土厚度有一个最优厚度范围,土的性质及含水量有关。铺土厚度有一个最优厚度范围,在此范围内,可使土料在获得设计要求密实度的条件下,在此范围内,可使土料在获得设计要求密实度的条件下,压实机械所需的压实遍数最少,功耗资最低。可参照下表压实机械所需的压实遍数最少,功耗资最低。可参照下表选用。

98、选用。112 压实功的影响:填土压实后的压实功的影响:填土压实后的密实度与压实机械所施加的功有一定密实度与压实机械所施加的功有一定的关系,如图。当土的含水量一定,的关系,如图。当土的含水量一定,在开始压实时,土的密度急剧增加,在开始压实时,土的密度急剧增加,待接近土的最大密实度时,压实功再待接近土的最大密实度时,压实功再增加,但密实度变化很小。不同的压增加,但密实度变化很小。不同的压实机械相对于不同土质有一个合理的实机械相对于不同土质有一个合理的压实遍数。压实遍数。113 4、填土压实的质量检查:、填土压实的质量检查: 回填土压实后必须达到设计要求的密实度,填土的密回填土压实后必须达到设计要求

99、的密实度,填土的密实度的大小由压实系数(实度的大小由压实系数(c)表示。)表示。(c)压实系数;压实系数;d控制干密度。控制干密度。dmax最大干密度。最大干密度。 设计规范对(设计规范对(c)规定:场地平整为)规定:场地平整为0.9,作为地基持,作为地基持力层,应大于力层,应大于0.96,在持力层范围以下则为,在持力层范围以下则为0.930.96。 土的最大干密度一般在实验室内用击实试验确定。在土的最大干密度一般在实验室内用击实试验确定。在填土施工时,土的实际干密度填土施工时,土的实际干密度设计规范规定的控制干密度,设计规范规定的控制干密度,方为合格。方为合格。114 土的实际干密度在工地常

100、用环刀法或灌砂(水)法测土的实际干密度在工地常用环刀法或灌砂(水)法测定,其取样组数为:基坑回填每层定,其取样组数为:基坑回填每层2050m取一组,基槽、取一组,基槽、管沟回填每层管沟回填每层2050m取一组,室内填土每层按取一组,室内填土每层按100150m取一组。取一组。115 三、爆破施工三、爆破施工 建筑施工中,爆破施工常用于地下工程中的土石方开挖,建筑施工中,爆破施工常用于地下工程中的土石方开挖,基坑、管沟挖土中岩石的炸除,现场障碍物和旧建筑物的清基坑、管沟挖土中岩石的炸除,现场障碍物和旧建筑物的清除等。除等。 (一)爆破的基本知识:(一)爆破的基本知识: 1、炸药:分为起爆炸药和破

101、坏炸药两类。、炸药:分为起爆炸药和破坏炸药两类。 起爆炸药是一种烈性炸药,敏感性极高,很容易爆炸,起爆炸药是一种烈性炸药,敏感性极高,很容易爆炸,用于制造雷管、导爆线和起爆药包等,主要有:雷汞、叠氮用于制造雷管、导爆线和起爆药包等,主要有:雷汞、叠氮铅、黑索金、持屈儿、泰安等;铅、黑索金、持屈儿、泰安等; 破坏炸药又称次发炸药,作为主炸药,有相当大的稳定破坏炸药又称次发炸药,作为主炸药,有相当大的稳定性,只有在起爆炸药的爆炸激发下才能发生爆炸。这类炸药性,只有在起爆炸药的爆炸激发下才能发生爆炸。这类炸药主要有:梯恩梯(主要有:梯恩梯(TNT硝基甲苯)、硝化干油炸药(胶质硝基甲苯)、硝化干油炸药

102、(胶质炸药)铵梯炸药、黑火药等。炸药)铵梯炸药、黑火药等。116 2、起爆方法:用起、起爆方法:用起爆炸药引爆破坏炸药,起爆炸药引爆破坏炸药,起爆方法有:火花起爆、电爆方法有:火花起爆、电力起爆、导火索(或导爆力起爆、导火索(或导爆管)起爆。管)起爆。 火花起爆:利用导火花起爆:利用导火索在燃烧时的火花引爆火索在燃烧时的火花引爆雷管,先使药卷爆炸,从雷管,先使药卷爆炸,从而使全部炸药爆炸。火花而使全部炸药爆炸。火花起爆的材料有:导火索、起爆的材料有:导火索、火雷管及起爆炸药卷。火雷管及起爆炸药卷。 a、火雷管:普通雷、火雷管:普通雷管由外壳,正、副起爆炸管由外壳,正、副起爆炸药和加和加强帽三部

103、分帽三部分组成,成,如如图,雷管的,雷管的规格有格有110号,号数大,威力号,号数大,威力大,大,应用广的是用广的是6号、号、8号。号。由于雷管内装的都是炸由于雷管内装的都是炸药,遇冲遇冲击、摩擦、加、摩擦、加热、火、火花就会爆炸。花就会爆炸。117 b、导火索:由黑火火索:由黑火药药芯和耐水外皮芯和耐水外皮组成,成,直径直径56mm。导火索正火索正常燃速是常燃速是10mm/s,另,另一种是一种是5mm/s,使用前,使用前要做燃要做燃烧速度和耐水性速度和耐水性试验。 做火做火线雷管:将雷管:将导火索切下火索切下1m的的长度,度,将插入雷管的一段切成将插入雷管的一段切成直角,插到雷管中与加直角,

104、插到雷管中与加强帽接触帽接触为止,不要止,不要转动,不要用力,不要用力压,用雷,用雷管管钳将将长为35mm导火火索索夹紧于雷管壳上,就于雷管壳上,就行了。行了。118 c、起爆、起爆药卷。是使主要炸卷。是使主要炸药爆炸中爆炸中继药包,如包,如图,制作制作时,解开,解开药卷的一端,使包皮敞开,将卷的一端,使包皮敞开,将药卷捏松,用卷捏松,用木棍在木棍在药卷中插一个孔,将火卷中插一个孔,将火线雷管插入孔内,收雷管插入孔内,收拢包皮包皮纸,用,用细麻麻绳绑扎,要求扎,要求现场制作。制作。119 电力起爆:利用电雷电力起爆:利用电雷管中电力引火剂发热燃烧使管中电力引火剂发热燃烧使雷管爆炸,从而引起药包

105、爆雷管爆炸,从而引起药包爆炸。一般用于大规模爆破,炸。一般用于大规模爆破,可同时引爆较多炮眼。电力可同时引爆较多炮眼。电力起爆器材有:电雷管、电线、起爆器材有:电雷管、电线、电源及测量仪器。电源及测量仪器。 电雷管由普通雷管和电电雷管由普通雷管和电力引火装置组成,如图示,力引火装置组成,如图示,有即发雷管和延期雷管两种,有即发雷管和延期雷管两种,延期电雷管是在电力引火装延期电雷管是在电力引火装置与起爆药之间放上一段缓置与起爆药之间放上一段缓燃剂而成,延长时间有燃剂而成,延长时间有2、4、6、8、10、12s等。等。 电线用来连接电雷管,电线用来连接电雷管,组成电爆网络,可用胶皮绝组成电爆网络,

106、可用胶皮绝缘线或塑料绝缘线,电源可缘线或塑料绝缘线,电源可用照明和动力电源,启动可用照明和动力电源,启动可用电力起爆器。用电力起爆器。120 导爆索起爆:导爆索起爆:导爆索的外线和导火导爆索的外线和导火索相似,但它的药芯索相似,但它的药芯由高级烈性炸药组成,由高级烈性炸药组成,传爆速度达传爆速度达7000m/s以上,皮线绕红包线以上,皮线绕红包线条以与导火索区别。条以与导火索区别。 导爆索起爆不需导爆索起爆不需雷管,但本身必须用雷管,但本身必须用雷管引爆,成本较高,雷管引爆,成本较高,主要用于深孔爆破和主要用于深孔爆破和大规模的药室爆破。大规模的药室爆破。121 3、破坏作用图、破坏作用图 爆

107、破时介质距离爆破中心愈近,受到的破坏作用愈大,爆破时介质距离爆破中心愈近,受到的破坏作用愈大,可将其范围分为几个爆破作用圈。如图。可将其范围分为几个爆破作用圈。如图。 爆破时最靠近药包处的介质受到的压力最大,对于塑爆破时最靠近药包处的介质受到的压力最大,对于塑性土壤,便被压缩成孔腔;对于坚硬的岩石,便会被粉碎;性土壤,便被压缩成孔腔;对于坚硬的岩石,便会被粉碎;这个范围称为压缩圈和粉碎圈。这个范围称为压缩圈和粉碎圈。 在压缩圈以外,作用力减弱,在压缩圈以外,作用力减弱,但足以使结构破坏,使其分裂成但足以使结构破坏,使其分裂成碎块,这个范围称为破坏圈或松碎块,这个范围称为破坏圈或松动圈。动圈。

108、在破坏圈以外的介质,因作在破坏圈以外的介质,因作用力只使其产生震动现象,故称用力只使其产生震动现象,故称为震动圈。为震动圈。 以上爆破的范围,可以用一以上爆破的范围,可以用一些同心圆表示,叫做爆破作用圈。些同心圆表示,叫做爆破作用圈。122 4、爆破漏斗:当埋设地下的药包爆炸后,击破就会、爆破漏斗:当埋设地下的药包爆炸后,击破就会出现一个爆炸坑,一部分介质被抛至坑外,一部分仍坠落出现一个爆炸坑,一部分介质被抛至坑外,一部分仍坠落在坑内,形似漏斗。它可用几个参数表明其特征:在坑内,形似漏斗。它可用几个参数表明其特征: 最小抵抗线最小抵抗线W,即从药包中心至临空面的最短距离。,即从药包中心至临空面

109、的最短距离。 爆破漏斗半径爆破漏斗半径r,即漏斗上口的圆周半径。,即漏斗上口的圆周半径。 最大限度可见深度最大限度可见深度h,即从坠落在坑内的介质表面到,即从坠落在坑内的介质表面到临空面最大距离。临空面最大距离。 爆破作用半径爆破作用半径R,即从药包中,即从药包中心到爆破漏斗上口边沿的距离。爆心到爆破漏斗上口边沿的距离。爆破漏斗的实际形状是多种多样的,破漏斗的实际形状是多种多样的,它随土质,药性、药包的大小及埋它随土质,药性、药包的大小及埋深有关,其大小一般以爆破作用指深有关,其大小一般以爆破作用指数数n来表示,即来表示,即 当当n=1时,称为标准爆破漏斗;当时,称为标准爆破漏斗;当n1时,称

110、为减弱抛掷漏斗;当时,称为减弱抛掷漏斗;当n1时,称时,称为加强抛掷漏斗。为加强抛掷漏斗。123 (二)爆破方法(二)爆破方法 1、裸露药包爆破:如图。此法只用于炸碎岩石和大、裸露药包爆破:如图。此法只用于炸碎岩石和大型爆破中的巨石改炮。耗药量大,爆破效果不易控制,且型爆破中的巨石改炮。耗药量大,爆破效果不易控制,且岩片飞散较远,易造成事故。岩片飞散较远,易造成事故。 2、浅孔爆破:又称炮眼法。一般孔深为、浅孔爆破:又称炮眼法。一般孔深为0.55m,炮,炮眼直径为眼直径为2850mm。孔眼可以用风钻或人工打设。施工。孔眼可以用风钻或人工打设。施工简便、炸药耗量小,岩石破碎均匀,便于控制开挖面的

111、形简便、炸药耗量小,岩石破碎均匀,便于控制开挖面的形状和规格,可在复杂地形下施工。但其爆破量小,效率低,状和规格,可在复杂地形下施工。但其爆破量小,效率低,钻孔工作量大。钻孔工作量大。 炮眼布置应尽可能炮眼布置应尽可能利用临空面较多的地形,利用临空面较多的地形,炮眼的方向应尽量与临炮眼的方向应尽量与临空面平行。为了提高爆空面平行。为了提高爆破效果,常进行台阶式破效果,常进行台阶式爆破,如图。爆破,如图。124 3、药壶爆破:在炮孔底部放入少量炸药,经过几次、药壶爆破:在炮孔底部放入少量炸药,经过几次爆破扩大成为圆球形状,最后装入炸药进行爆破。此法爆爆破扩大成为圆球形状,最后装入炸药进行爆破。此

112、法爆破效果好,工效高、进度快,炸药消耗少,在浅基础的短破效果好,工效高、进度快,炸药消耗少,在浅基础的短桩爆破中常采用此法。桩爆破中常采用此法。 4、拆除爆破:也叫定向爆破。它通过一定的技术措、拆除爆破:也叫定向爆破。它通过一定的技术措施,严格控制爆炸能量和爆炸规模,使爆破的声响、振动、施,严格控制爆炸能量和爆炸规模,使爆破的声响、振动、破坏区域以及破碎物的散坍范围,控制在规定的限度之内。破坏区域以及破碎物的散坍范围,控制在规定的限度之内。 拆除爆破考虑的因素很多,包括爆破体的几何形状和拆除爆破考虑的因素很多,包括爆破体的几何形状和材质,使用的炸药、药量、炮眼布置、装药方式,覆盖物材质,使用的

113、炸药、药量、炮眼布置、装药方式,覆盖物和防护措施及周围环境等,其中最主要的是炸药和装药量。和防护措施及周围环境等,其中最主要的是炸药和装药量。125 (三)爆破安全措施。爆破作业的每一道工序,都必(三)爆破安全措施。爆破作业的每一道工序,都必须仔细检查,要认真执行爆破安全方面的有关规定,尤其须仔细检查,要认真执行爆破安全方面的有关规定,尤其注意下面几点:注意下面几点: 爆破器材的领取、运输和贮存,应有严格的规章制爆破器材的领取、运输和贮存,应有严格的规章制度。雷管和炸药不得同车装运同库贮存。仓库离工厂或住度。雷管和炸药不得同车装运同库贮存。仓库离工厂或住宅区应有一定的距离,并严加警卫。宅区应有

114、一定的距离,并严加警卫。 爆破施工前,应做好安全爆破的各项准备工作,划爆破施工前,应做好安全爆破的各项准备工作,划好安全距离,设置警戒哨。闪电雷鸣时,禁止装药接线,好安全距离,设置警戒哨。闪电雷鸣时,禁止装药接线,施工操作时,严格遵守安全操作规程。施工操作时,严格遵守安全操作规程。 炮眼深度超过炮眼深度超过4m时,须用两个雷管起爆;如深度时,须用两个雷管起爆;如深度超过超过10m,则不得用火花起爆。,则不得用火花起爆。 炮眼发现拒爆,必须先查原因后再进行处理。炮眼发现拒爆,必须先查原因后再进行处理。126第六节第六节 土方工程质量检验标准与安全技术、土方工程质量检验标准与安全技术、工程实践案例

115、工程实践案例 一、土方工程质量检验标准与安全技术一、土方工程质量检验标准与安全技术 (一)土方工程质量验收的一般规定(一)土方工程质量验收的一般规定 土方施工前应进行挖、填方平衡计算,做好土方平土方施工前应进行挖、填方平衡计算,做好土方平衡调配,减少重复挖运。衡调配,减少重复挖运。 当土方工程挖方较深时,应采取措施,防止基坑底当土方工程挖方较深时,应采取措施,防止基坑底部土的隆起,并避免危害周边环境。部土的隆起,并避免危害周边环境。 在挖方前,应做好地面排水和降低地下水位工作。在挖方前,应做好地面排水和降低地下水位工作。 平整场地的表面坡度应符合要求。排水沟的坡度不平整场地的表面坡度应符合要求

116、。排水沟的坡度不应小于应小于0.2%, 基坑开挖,应经常测量和校核其平面位置、水平标高基坑开挖,应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点应采取可靠的保护和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点应采取可靠的保护措施,定期复核和检查,土方不应堆在基坑边缘。措施,定期复核和检查,土方不应堆在基坑边缘。 雨季施工应有可靠的排水措施。雨季施工应有可靠的排水措施。127 (二)基坑工程质量验收的一般规定(二)基坑工程质量验收的一般规定 基坑(槽)等开挖施工中,现场不宜放坡,可能对基坑(槽)等开挖施工中,现场不宜放坡,可能对临近建筑物、管线、道路产生危害时,应对基坑先支护后临近建筑物

117、、管线、道路产生危害时,应对基坑先支护后开挖。开挖。 基坑(槽)开挖前,应做好:制定施工方案、环保基坑(槽)开挖前,应做好:制定施工方案、环保措施、监测方案,经审批后方可施工;土方开挖前,应对措施、监测方案,经审批后方可施工;土方开挖前,应对降水、排水措施进行设计,系统应经检查试运转,一切正降水、排水措施进行设计,系统应经检查试运转,一切正常方可施工;有关围护结构的施工质量验收合格后方可进常方可施工;有关围护结构的施工质量验收合格后方可进行土方开挖。行土方开挖。 土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁

118、超挖开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原的原则。则。 基坑(槽)的挖土应分层进行。其边沿堆置土方不基坑(槽)的挖土应分层进行。其边沿堆置土方不应超过设计荷载,挖方时,不应碰损支护结构、降水措施。应超过设计荷载,挖方时,不应碰损支护结构、降水措施。128 基坑(槽)土方开挖中应对支护结构、周围环境进基坑(槽)土方开挖中应对支护结构、周围环境进行观测,如出现异常应及时处理,待恢复正常后方可继续行观测,如出现异常应及时处理,待恢复正常后方可继续施工。施工。 基坑(槽)开挖至设计标高后,应对坑底进行保护,基坑(槽)开挖至设计标高后,应对坑底进行保护,经验槽合格后,方可进行垫层施工。经验槽合格后

119、,方可进行垫层施工。 基坑(槽)土方工程验收必须确保支护结构安全和基坑(槽)土方工程验收必须确保支护结构安全和周围环境安全为前提,当设计有指标时,以设计要求为依周围环境安全为前提,当设计有指标时,以设计要求为依据,如无设计指标,应按规范规定执行。据,如无设计指标,应按规范规定执行。129 (三)土方工程施工的安全技术(三)土方工程施工的安全技术 土方施工前,必须对场地内的地上、地下的管道、土方施工前,必须对场地内的地上、地下的管道、电缆及高压水管等了解清楚。在特殊危险地区,必须设专电缆及高压水管等了解清楚。在特殊危险地区,必须设专人负责,挖土应用人工方法进行。人负责,挖土应用人工方法进行。 基

120、坑开挖时,人工开挖,两人操作间距应大于基坑开挖时,人工开挖,两人操作间距应大于25m,挖土机间距应大于,挖土机间距应大于10m,挖土应自上而下,逐层,挖土应自上而下,逐层进行,严禁先挖坡角或逆坡挖土。进行,严禁先挖坡角或逆坡挖土。 基坑(槽)开挖应合理放坡或支撑护坡。施工时应基坑(槽)开挖应合理放坡或支撑护坡。施工时应随时注意土壁变动情况,如发现裂纹和部分坍塌现象,应随时注意土壁变动情况,如发现裂纹和部分坍塌现象,应及时进行支撑或放坡。坑上堆土需离开坑边及时进行支撑或放坡。坑上堆土需离开坑边1m以外。以外。 沟坑处应设防护,跨过沟槽的通道应搭设渡桥,并沟坑处应设防护,跨过沟槽的通道应搭设渡桥,

121、并设扶手栏杆,夜间需设照明。设扶手栏杆,夜间需设照明。 回填土时,支撑的拆除与基坑(槽)回填的施工进行回填土时,支撑的拆除与基坑(槽)回填的施工进行配合。用车辆运土,运输道路的坡度、转弯半径应符合安配合。用车辆运土,运输道路的坡度、转弯半径应符合安全规定。全规定。130工程实践案例工程实践案例 一、工程概况一、工程概况 某工程大厦占地某工程大厦占地4620m,建筑面积,建筑面积62860m。地上。地上28层(层(30层),地下层),地下3层,地上部分层,地上部分102m,地下室采用,地下室采用地下连续墙挡土、封水、兼作外墙,为钢筋混凝土框架地下连续墙挡土、封水、兼作外墙,为钢筋混凝土框架抗震墙

122、结构。基础采用直径抗震墙结构。基础采用直径700mm沉管灌注桩。地上沉管灌注桩。地上15层为型钢混凝土框架层为型钢混凝土框架钢筋混凝土抗震墙结构,其中型钢钢筋混凝土抗震墙结构,其中型钢混凝土柱在地下一层楼面处与下部的混凝土柱在地下一层楼面处与下部的C60钢筋混凝土柱连钢筋混凝土柱连接。接。5层以上为钢框架层以上为钢框架钢支撑结构。钢支撑结构。131 二、工程、水文地质及环境条件二、工程、水文地质及环境条件 从地面往下依次为:含有建筑垃圾、块石的填土,厚从地面往下依次为:含有建筑垃圾、块石的填土,厚2m;呈软塑;呈软塑流塑状态的海积淤泥,厚流塑状态的海积淤泥,厚4.515m;含水饱;含水饱和中粗

123、砂厚和中粗砂厚0.59m;砂质粘土、殘积砂积粘土层,厚约;砂质粘土、殘积砂积粘土层,厚约14m;各层总厚度达;各层总厚度达40m以上。强风化花岗岩层最大厚度以上。强风化花岗岩层最大厚度达达17.5m,局部中风化花岗岩距地面达,局部中风化花岗岩距地面达66m以上。地下水以上。地下水位距地面位距地面0.51.4m。砂层中的压力水头约。砂层中的压力水头约1316m,地下,地下水来源于生活、工业废水、大气降水、海水。本工程紧靠水来源于生活、工业废水、大气降水、海水。本工程紧靠城市主要道路和原有建筑,地下连续墙外边线是建筑用地城市主要道路和原有建筑,地下连续墙外边线是建筑用地红线,无施工临时用地。红线,

124、无施工临时用地。132 三、地下室逆作法结构处理措施及主要施工方法三、地下室逆作法结构处理措施及主要施工方法 本工程与其它地下室逆作法施工有所不同:本工程与其它地下室逆作法施工有所不同: 地下连续墙兼作地下室外墙,但先设计和施工的地地下连续墙兼作地下室外墙,但先设计和施工的地下连续墙未考虑逆作法施工阶段梁的支承点;下连续墙未考虑逆作法施工阶段梁的支承点; 部分桩基承台位于有承压水的砂层中,在地下室深部分桩基承台位于有承压水的砂层中,在地下室深度范围内是流塑状态的海积淤泥,不便于逆作法施工有土度范围内是流塑状态的海积淤泥,不便于逆作法施工有土方开挖和梁板支模;方开挖和梁板支模; 设有用于逆作法施

125、工的中心桩和临时支撑柱,地下设有用于逆作法施工的中心桩和临时支撑柱,地下室结构与逆作法设计基本相同。室结构与逆作法设计基本相同。133 1、主要施工顺序、主要施工顺序 施工地下连续墙和大直径沉管灌注桩基础施工地下连续墙和大直径沉管灌注桩基础连续墙范连续墙范围内降水、人工挖孔施工桩基承台和地下一层以下的围内降水、人工挖孔施工桩基承台和地下一层以下的C60C60钢钢筋混凝土柱筋混凝土柱挖土至挖土至-4.55m-4.55m,施工,施工-4.25m-4.25m层梁板钢筋混凝层梁板钢筋混凝土土吊装吊装-4.25m-4.25m层至地上层至地上2 2层型钢混凝土中的钢柱和钢梁层型钢混凝土中的钢柱和钢梁0.0

126、00.00层和地上层和地上2 2层型钢混凝土施工,安装地下室内土方层型钢混凝土施工,安装地下室内土方和垂直和水平运输机具和垂直和水平运输机具挖土至挖土至-8.85m-8.85m,施工,施工-8.85m-8.85m层梁层梁板板挖土至挖土至-14.1m-14.1m,施工地下室底板钢筋混凝土,施工地下室底板钢筋混凝土施工施工- -14.1 14.1 0.00m0.00m的剪力墙、四周内套墙、二次施工用于地下的剪力墙、四周内套墙、二次施工用于地下各层土方开挖留洞部分的楼板钢筋混凝土。各层土方开挖留洞部分的楼板钢筋混凝土。 在地上二层型钢混凝土施工后在地上二层型钢混凝土施工后, ,继续地下室正作法施继续

127、地下室正作法施工的同时工的同时, ,往上施工往上施工2525层型钢混凝土和层型钢混凝土和5 5层以上的钢结构。层以上的钢结构。134 2、地下连续墙施工及局部构造处理措施、地下连续墙施工及局部构造处理措施 考虑封水作用,地下连续墙下端嵌入殘积土层中的深考虑封水作用,地下连续墙下端嵌入殘积土层中的深度不小于度不小于2m。当殘积砂质粘土层的厚度小于。当殘积砂质粘土层的厚度小于2m时,在连时,在连续墙内预埋注浆管至连续墙下端的强风化岩层顶面。待完续墙内预埋注浆管至连续墙下端的强风化岩层顶面。待完成连续墙混凝土浇筑后,通过注浆管高压注浆封闭连续墙成连续墙混凝土浇筑后,通过注浆管高压注浆封闭连续墙下端的

128、岩石裂缝。地下连续墙有用导向臂的抓斗式挖槽机下端的岩石裂缝。地下连续墙有用导向臂的抓斗式挖槽机挖土,原土淤泥制浆护壁,挖土,原土淤泥制浆护壁,150KN吊车安放墙体钢筋骨架,吊车安放墙体钢筋骨架,水平浇灌混凝土。水平浇灌混凝土。135 3、桩基础施工、桩基础施工 沉管灌注桩采用大能量的桩锤,直径沉管灌注桩采用大能量的桩锤,直径700mm的高强的高强度厚壁无缝钢管作套管。上端激振器对套管的最大激振力度厚壁无缝钢管作套管。上端激振器对套管的最大激振力需需4800kN。能穿入强风化层的钢制桩靴与套管下端基本。能穿入强风化层的钢制桩靴与套管下端基本处于密封状态。桩身混凝土在无水状态下激振成型,有很处于

129、密封状态。桩身混凝土在无水状态下激振成型,有很好的密实度。桩身的最大长度可达好的密实度。桩身的最大长度可达40m,单桩设计承载力,单桩设计承载力为为4000kN,极限承载力达,极限承载力达8000kN以上。以上。136 4、桩基承台及地下、桩基承台及地下1层层以下的柱施工以下的柱施工 进行基坑土方开挖前,进行基坑土方开挖前,对于桩基部位用人工由上至对于桩基部位用人工由上至下分段挖孔,分段浇钢筋混下分段挖孔,分段浇钢筋混凝土护壁至桩承台底面处,凝土护壁至桩承台底面处,然后由下至上完成承台和钢然后由下至上完成承台和钢筋混凝土柱的施工,并留基筋混凝土柱的施工,并留基础梁、地下础梁、地下2层梁、层梁、

130、1层梁的层梁的暗牛腿和插筋。如图,这种暗牛腿和插筋。如图,这种预先挖孔施工桩承台和柱的预先挖孔施工桩承台和柱的方法,实现了直接用地下室方法,实现了直接用地下室的钢筋混凝土柱作为逆作法的钢筋混凝土柱作为逆作法施工的支撑柱。在人工成孔施工的支撑柱。在人工成孔施工承台和柱的过程中采取施工承台和柱的过程中采取了降水、部分孔壁、孔底注了降水、部分孔壁、孔底注浆固结淤泥等措施。浆固结淤泥等措施。137 5、-4.25层及以上型钢混凝土柱、梁板的施工层及以上型钢混凝土柱、梁板的施工 为了防止地下连续墙因土方开挖产生过大的水平位为了防止地下连续墙因土方开挖产生过大的水平位移,对于地下移,对于地下1层在长度方向

131、分成层在长度方向分成3段,先将中间段挖土至段,先将中间段挖土至梁底,按叠合梁的施工方法先施工框架梁的钢筋混凝土至梁底,按叠合梁的施工方法先施工框架梁的钢筋混凝土至板底,作为连续墙的水平支撑,然后施工两端的梁板。当板底,作为连续墙的水平支撑,然后施工两端的梁板。当地下地下1层梁板混凝土达到设计强度的层梁板混凝土达到设计强度的70%以后,先使用塔以后,先使用塔吊进行地下吊进行地下1层至地上层至地上2层以上型钢混凝土中钢柱、钢梁安层以上型钢混凝土中钢柱、钢梁安装,然后按正作法施工装,然后按正作法施工0.000.00层和地上层和地上2 2层钢筋混凝土。层钢筋混凝土。138 6、地下室土方开挖、地下室土

132、方开挖 采用采用30kN单轨电动葫芦配合小型推土机进行坑内土单轨电动葫芦配合小型推土机进行坑内土方挖运。将容积为方挖运。将容积为1.5m土斗放在人工挖掘的小坑内,用土斗放在人工挖掘的小坑内,用小推土机直接推土小推土机直接推土进入斗内。采用入斗内。采用2台台电动葫芦葫芦轮流向流向1辆100kN汽汽车内装土,内装土,约10min就可装就可装满。如。如图所示分所示分3处同同时挖运土方,平均每挖运土方,平均每10min可运走可运走3车土。在与柱、地土。在与柱、地下下连续墙等接触等接触处的少量土方采用人工挖除。土方机械利的少量土方采用人工挖除。土方机械利用塔吊从用塔吊从1个个预留孔吊出地面。留孔吊出地面

133、。139 7、地下、地下13层层梁板局部构造处理的梁板局部构造处理的主要施工方法主要施工方法 当土方挖运到地当土方挖运到地下各层板底面以下约下各层板底面以下约100mm处时,在梁处时,在梁的位置挖成槽形,将的位置挖成槽形,将开挖面的原状土拍实,开挖面的原状土拍实,浇梁底混凝土垫层,浇梁底混凝土垫层,按梁底宽进行水泥砂按梁底宽进行水泥砂浆找平抹光,作为梁浆找平抹光,作为梁侧模板下部的支点。侧模板下部的支点。固定楼板模板的背方固定楼板模板的背方嵌入土内,上部与土嵌入土内,上部与土面齐平,参看右图。面齐平,参看右图。140 对于梁下有墙对于梁下有墙时,为了便于墙筋时,为了便于墙筋插入土中,采取在插入

134、土中,采取在梁下木撑间填梁下木撑间填30mm厚的砂,使厚的砂,使混凝土与下部未挖混凝土与下部未挖的土层隔离,梁板的土层隔离,梁板采用泵送商品混凝采用泵送商品混凝土。梁在地下连续土。梁在地下连续墙上的支承构造处墙上的支承构造处理,由于设计方案理,由于设计方案改变,原有预留孔改变,原有预留孔不能使用,采取在不能使用,采取在梁的支承位置重新梁的支承位置重新凿孔作为梁在连续凿孔作为梁在连续墙上的支承点,并墙上的支承点,并保留凿孔处连续墙保留凿孔处连续墙的钢筋。其构造作的钢筋。其构造作法,参看右图。法,参看右图。141 8、地下室部分剪力墙、内套墙施工方法、地下室部分剪力墙、内套墙施工方法 地下室底板混

135、凝土施工后,可从地下地下室底板混凝土施工后,可从地下3层开始,由下层开始,由下往上施工地下室部分的墙,先将施工缝处凿毛,校直墙插往上施工地下室部分的墙,先将施工缝处凿毛,校直墙插筋,然后按下图所示扎筋、支模、从预留浇灌口处浇混凝筋,然后按下图所示扎筋、支模、从预留浇灌口处浇混凝土。土。 在内套墙施在内套墙施工前,对地下连工前,对地下连续墙漏水之处采续墙漏水之处采用堵漏剂封闭。用堵漏剂封闭。有剪力墙、内导有剪力墙、内导墙施工的同时完墙施工的同时完成地下成地下2层、层、1层层和和0.000.00层留洞层留洞部分楼板钢筋混部分楼板钢筋混凝土的施工。凝土的施工。142结束语结束语 本工程逆作法施工能确保周围建筑物、地下管线、基本工程逆作法施工能确保周围建筑物、地下管线、基坑护壁和施工人员的绝对安全;可地下、地上同时进行施坑护壁和施工人员的绝对安全;可地下、地上同时进行施工;地下连续墙兼作地下室外墙,地下各层梁板兼作基坑工;地下连续墙兼作地下室外墙,地下各层梁板兼作基坑支护的内支撑,节省了材料及费用;不需像正作法那样进支护的内支撑,节省了材料及费用;不需像正作法那样进行内支撑的爆破及其废渣的外运,基本上避免了环境污染。行内支撑的爆破及其废渣的外运,基本上避免了环境污染。143

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