1土木工程施工土方工程课件

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1、第1章 土方工程本章主要学习内容本章主要学习内容土的工程性质土的工程性质场地平整的基本原则和设计标高的确定场地平整的基本原则和设计标高的确定土方调配的基本原则和土方量的计算土方调配的基本原则和土方量的计算流沙现象产生的条件和原因及治理措施流沙现象产生的条件和原因及治理措施轻型井点的平面和高程布置及计算轻型井点的平面和高程布置及计算边坡的稳定性和支护方法边坡的稳定性和支护方法土方机械的功能和选择土方机械的功能和选择填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。 1.1 1.1 概述概述 1.1.1 1.1.1 特点特点 面广量大、施工条件复杂、工期长。面广量

2、大、施工条件复杂、工期长。 1.1.2 1.1.2 土的工程分类土的工程分类根据开挖的难易程度根据开挖的难易程度 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。石、次坚石、坚石、特坚石。根据颗粒级配与塑性指数根据颗粒级配与塑性指数 岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。工填土。 1.1.3 1.1.3 土的工程性质土的工程性质 土的构成土的构成：固体颗粒、水和气体三部分。：固体颗粒、水和气体三部分。（1 1）土的体积：）土的体积：V=Vw+Va+VsV=Vw+Va+VsVv+VsVv+Vs （式中：（式中

3、：VwVw水的体积，水的体积，VsVs土颗粒的体积，土颗粒的体积， VaVa气体体积，气体体积，VvVv孔隙的体积。）孔隙的体积。）（2 2）土的质量：）土的质量：M=Mw+MsM=Mw+Ms （式中：（式中：MwMw水的质量，水的质量，MsMs土颗粒的质量。）土颗粒的质量。）（3 3）土的密度：）土的密度：M/VM/V（4 4）土的重度：）土的重度：gg （式中：（式中：g g重力加速度。）重力加速度。）（5 5）土的干重度：）土的干重度：d d（Ms/VMs/V）g g（6 6）饱和重度：）饱和重度： satsat （Mw+Ms+VaMw+Ms+Vaw w）/V g/V g（7 7）有效重

4、度）有效重度: :=satsat-w wg=g=satsat-w w 土重度的比较土重度的比较： satsatd d（8）孔隙比：）孔隙比：e eVv/Vs*100%Vv/Vs*100%（9）孔隙率：）孔隙率：n nVv/V*100%Vv/V*100% 孔隙比和孔隙率之间的换算关系：孔隙比和孔隙率之间的换算关系：e en/(1-n) n=e/(1+e)n/(1-n) n=e/(1+e)（10）饱和度：）饱和度：St=Vw/Vv*100%St=Vw/Vv*100%（11）土的含水量：）土的含水量：W=Mw/MsW=Mw/Ms（注：注：分母为固体颗粒的质量而不是土的总质分母为固体颗粒的质量而不是土

5、的总质量。）量。）n土土的的含含水水量量影影响响：土土方方施施工工方方法法的的选择、边坡的坡的稳定、回填土的定、回填土的质量。量。如土的含水量超过25%30%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车；回填土需有最佳含水量，方能夯压密实，获得最大干密度(表1.2)。（12）土的可松性：土的可松性： V2V2V3V3V1V1土的最初可松性系数：土的最初可松性系数：土的最后可松性系数：土的最后可松性系数：注：注：KsKsKsKs1.01.0（式中：（式中：V1V1自然状态下土的体积；自然状态下土的体积；V2V2开挖后开挖后的松散体积；的松散体积；V3V3回填压实后的体积。）回填压实后的体积。）问问 *

6、*分类级别越小的土则可松性就越小？分类级别越小的土则可松性就越小？ * *可松性越小的土就越好挖？可松性越小的土就越好挖？ 掌握概念掌握概念n可松性系数的作用：可松性系数的作用：n土的最初可松性系数：土的最初可松性系数：计算土方体积、装运车辆及选择挖土机械数量的主要参数；n土的最终可松性系数：土的最终可松性系数：计算填方所需挖土工程量的主要参数。 （13）土的渗透性）土的渗透性土体孔隙中土体孔隙中的自由水在重力作的自由水在重力作用下会透过土体运用下会透过土体运动，这种被水透过动，这种被水透过的性质称为的性质称为土的渗土的渗透性透性。掌握概念掌握概念单位时间渗水量：单位时间渗水量：渗流速度：渗流

7、速度：( ( H-H-水头差水头差; ;L-L-渗流路径长度渗流路径长度; ;A-A-土体横截面积土体横截面积) )土渗透性比较土渗透性比较：粘土粘土粉土粉土砂土砂土砾石砾石n渗透系数渗透系数K与土的颗粒级配，密实程度等有关，由实验确定。v渗透系数渗透系数K的作用：的作用：v1）选择各种人工降低地下水位方法的依据；v2）分层填土时，确定相邻两层结合面形式的依据。1.2 1.2 场地平整土方量计算与调配场地平整土方量计算与调配场地平整主要包含三个步骤：主要包含三个步骤：u场地设计标高的确定场地设计标高的确定场地初步设计标高的计算场地初步设计标高的计算场地设计标高的调整场地设计标高的调整u土方量计

8、算土方量计算确定零线确定零线挖填方的分界线挖填方的分界线计算各区格土方量计算各区格土方量计算挖方和填方总工程量计算挖方和填方总工程量u土方调配的规划土方调配的规划1.2.1 1.2.1 场地设计标高的确定场地设计标高的确定 （1 1）场地设计标高的确定原则：）场地设计标高的确定原则：主要考虑因素主要考虑因素: :满足工艺和运输的要求满足工艺和运输的要求尽量利用地形，减少挖填方量尽量利用地形，减少挖填方量场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少有一定的泄水坡度（有一定的泄水坡度（0.0020.002），满足排水要），满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。求，

9、并考虑最大洪水水位的影响。挖、填土方量平衡挖、填土方量平衡关键关键 （2 2）初步计算场地设计标高）初步计算场地设计标高2 21 13 34 4方格网方格网满足挖填方平衡满足挖填方平衡的平均高度的平均高度场地设计标高H0计算示意图 (a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图 1一等高线；2-自然地面，3一场地设计标高平面 (a) (b) （3 3）场地设计标高的调整）场地设计标高的调整 1 1）土可松性的影响）土可松性的影响问：问：* *土的可松性导致场地设计标高的提高？土的可松性导致场地设计标高的提高？ * *调整场地设计标高应采用最后可松性系数？调整场地设计标高应采用最后可松性系数？ 2）

10、场内和场外挖、填土的影响）场内和场外挖、填土的影响问：问：以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？设计标高以上的填方工程设计标高以上的填方工程设计标高以下的挖方工程设计标高以下的挖方工程就近从场外挖土就近从场外挖土就近弃土于场外就近弃土于场外小结：小结：填土量大，场地设计标高提高；填土量大，场地设计标高提高； 挖土量大，场地设计标高降低。挖土量大，场地设计标高降低。 3）泄水坡度对场地设计标高的影响）泄水坡度对场地设计标高的影响注：注：设计无要求时，泄水坡度设计无要求时，泄水坡度0.002。 1.2.2 1.2.2 土方量计算土方量计算 1 1）计算各角

11、点的施工高度）计算各角点的施工高度 施工高度：施工高度：“+ +”填；填；“- -”挖挖 2 2）确定）确定“零线零线” “零点零点”方格边界上施工高方格边界上施工高 度为度为0 0的点。的点。 “零线零线”“零点零点”所连成的线。所连成的线。 问：问：* * “零线零线”是否是挖填区的分界线？是否是挖填区的分界线？ * * “零线零线”是否是一条连续的线？是否是一条连续的线？ * * 假设场地无限大，假设场地无限大，“零线零线”是否封闭？是否封闭？ * * 在一个场地上是否会有多条在一个场地上是否会有多条“零线零线” ？ 3 3）计算方格网内的土方量）计算方格网内的土方量u全挖全填全挖全填u

12、两个角点为挖，另两个角点为填：两个角点为挖，另两个角点为填： A.A. B. B.u一个角点为挖，另三个角点为填一个角点为挖，另三个角点为填 A A. . B B. .注：注：h hi i均为均为正值。正值。4 4）计算场地边坡的土方量）计算场地边坡的土方量坡度系数坡度系数：m=b/hn某建筑场地方格网的方格边长为某建筑场地方格网的方格边长为20m20m，泄水坡度，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，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）。则计算挖、填土方量（保留两位小数）。例题例题1n解答：解答：n（1）计算场地设计标高）计算场

13、地设计标高H0（2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，各角点设计标高为：，各角点设计标高为：nH1H0300.3200.343.180.09+0.0643.15（m）nH2H1200.343.150.0643.21（m）nH3H2200.343.210.0643.27（m）nH4H3200.343.270.0643.33（m）nH5H0300.343.180.0943.09（m）nH6H5200.343.090.0643.15（m）nH7H6200.343.150.0643.21（m）nH8H7

14、200.343.21+0.0643.27（m）nH9H0300.3200.343.180.090.0643.03（m）nH10H9200.343.03+0.0643.09（m）nH11H10200.343.09+0.0643.15（m）nH12H11200.343.15+0.0643.21（m）以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，各角点设计标高为：，各角点设计标高为：（3）计算各角点的施工高度）计算各角点的施工高度求各角点的施工高度（以求各角点的施工高度（以“”为填方，为填方，“”为挖方）为挖方）nh143.1543.030.12（m）nh243.2143.700.49

15、（m）nh343.2744.150.88（m）nh443.3344.481.15（m）nh543.0942.790.30（m）nh643.1542.990.16（m）nh743.2143.400.19（m）nh843.2743.940.67（m）nh943.0341.881.15（m）nh1043.0942.200.89（m）nh1143.1542.560.59（m）nh1243.2142.790.42（m）（4）确定）确定“零线零线”，即挖、填的分界线，即挖、填的分界线先确定零点的位置，先确定零点的位置，12线上的零点： ，即零点距角点1的距离为3.93m 26线上的零点： ，即零点距角点2

16、的距离为15.08m 67线上的零点： ，即零点距角点6的距离为9.14m 711线上的零点： ，即零点距角点7的距离为4.87m。812线上的零点： ，即零点距角点8的距离为12.29m 再将相邻边线上的零点相连，即为再将相邻边线上的零点相连，即为“零线零线”。（5）计算各方格土方量）计算各方格土方量（以（）为填方，（）为挖方）（以（）为填方，（）为挖方）全填或全挖方格全填或全挖方格两挖、两填方格两挖、两填方格 （）（）（）（）（）（）（）（）三填一挖或三挖一填方格三填一挖或三挖一填方格（）（）（）（）（）（）（）（）将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场地土方将计算出的各方格土方

17、工程量按挖、填分别相加，得场地土方工程量总计：工程量总计：挖方：挖方：496.13m3填方：填方：504.89m3挖方、填方基本平衡。挖方、填方基本平衡。（）（）（）（） 1.2.3 1.2.3 土方调配土方调配u 土方调配的原则土方调配的原则挖挖方方和和填填方方基基本本平平衡衡，总总运运输输量量最最小小，即即挖挖方方量量与与运运距距的乘积之和尽可能最小。的乘积之和尽可能最小。近期施工和远期利用相结合。近期施工和远期利用相结合。分分区区调调配配和和全全场场调调配配的的协协调调，好好土土用用于于回回填填质质量量要要求求高高的填方区。的填方区。尽尽可可能能与与大大型型地地下下室室结结构构的的施施工

18、工相相结结合合，避避免免土土方方的的重重复挖、填复挖、填和运输。和运输。案案例例土方的总运输量为：土方的总运输量为：nZ Z0 050050050+50050+50040+40+3003006060100100110+110+10010070+ 40070+ 400404097000(m97000(m3 3m)m)挖填B1B2B3挖方量A15070100500A2704090500A36011070500A48010040400填方量80060050019001.编制初始调配方案（编制初始调配方案（最小元素法，即满足就近调配最小元素法，即满足就近调配）例题例题表上作业法表上作业法n利利用用“最

19、最小小元元素素法法”编编制制初初始始调调配配方方案案，其其总总运运输输量量是是较较小小的的。但但不不一一定定是是总总运运输输量量最最小小，因因此此还还需需判判别别它它是是否否为为最最优优方方案案。判判别别的的方方法法有有“闭闭回回路路法法”和和“位位势势法法”，其其实实质质相相同同，都都是是用用检检验验数数ij来来判判别别。只只要要所所有有的的检检验验数数ijij00，则则该该方方案案即即为为最最优优方方案案；否否则则，不不是是最最优优方方案案，尚需进行调整。尚需进行调整。n下面介绍用下面介绍用“位势法位势法”求检验数。求检验数。 n（1）求位势）求位势Ui和和Vjn计计算算方方法法：将将初初

20、始始方方案案中中有有调调配配数数方方格格的的Cij列列出出，然然后后按按下下式式求求出出两两组组位位势势数数Ui(i1，2，m)和和Vj(j1，2，n)。nCijUiVjn式中式中Cij平均运距平均运距(或单位土方运价或施工费用或单位土方运价或施工费用)；nUi，Vj位势数。位势数。n2.最优方案判别最优方案判别(位势法位势法)n例如，本例两组位势数计算：例如，本例两组位势数计算：n设设U10，n则则V1C11U150050；nU3C31V1605010；nV211010100；n，见，见下表所示。下表所示。挖挖 填填位势数位势数B1B2B3位势数位势数Ui VjA1500 5070100A2

21、705004090A3300 60 10011010070A480100400 40V1=50V2=100V3=60U1=0U2=-60U3=10U4=-20n（2）求检验数）求检验数 ijn ijCijUiVj n 1270010030n 1310006040n 2170(60)5080n 2390(60)6090挖挖 填填B1B2B3UiVjV1=50V2=100V3=60A1U1=0070100A2U2=-6070090A3U3=10000A4U4=-20801000位势数位势数5060110404070求检验数表+80-30+40+90+50+20n（1）在在所所有有负负检检验验数数中

22、中选选取取最最小小的的一一个个（本本例例中中为为C12)，把把它它所所对对应应的的变量变量X12作为作为调整对象调整对象。n（2）找找出出X12的的闭回路闭回路：从：从X12出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作可以做的有数字的方格作可以做90转弯（也可不转），然后依次继续前进，直转弯（也可不转），然后依次继续前进，直到再回到出发点，形成一条闭回路到再回到出发点，形成一条闭回路(见见表表)。n（3）从空格）从空格X12出发，沿着闭回路（方向任意），在各出发，沿着闭回路（方向任意），在各奇数次转角点奇数次转角点的数的数字中，字中，挑出一个最小挑出

23、一个最小的土方量的土方量(本表即为本表即为500、100中选中选100)，将它，将它调到调到空格中空格中(即由即由X32调到调到X12中中)。n（4）同同时时将将闭闭回回路路上上其其他他奇奇数数次次转转角角上上的的数数字字都都减减去去该该调调动动值值（100m3），偶偶次次转转角角上上数数字字都都增增加加该该调调动动值值，使使得得填填、挖挖方方区区的的土土方方量量仍仍然然保保持持平衡平衡，这样调整后，便得到了，这样调整后，便得到了新的调配方案。新的调配方案。见表见表16中括号内数字。中括号内数字。3.方案的调整方案的调整填方量填方量填填挖挖B1B2B3挖方量挖方量A1500A2500A3500

24、A4 4008006005001900400500500300100100(400)(400)(0)(100)X12(400)再求位势及空格的检验数再求位势及空格的检验数若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部 ij 0而得到而得到最优解。最优解。 （4）绘出调配图）绘出调配图： （包括调运的流向、数量、运距）。（包括调运的流向、数量、运距）。（5） 求出最优方案的总运输量：求出最优方案的总运输量： 40050100705004040060100704004094000m3-m。+40+50+60+50+50U1=0V1=50V2=70U2=30U3

25、=10V3=60U4=20位势数位势数挖挖 填填B1B2B3UiVjA1A2A3A4506011040407080100707010090+30000000n4.绘制土方调配图绘制土方调配图图117 土方调配图箭线上方为土方量（m3），箭线下方为运距（m）场地平整土方量计算与调配步骤回顾场地平整土方量计算与调配步骤回顾计算场地设计标高计算场地设计标高调整场地设计标高确定零线计算各方格挖填土方量挖填方平衡划分网格根据土的可松性调整根据泄水坡度调整，等计算各角点施工高度后定零线土方调配 1.3 1.3 排水和降低地下水排水和降低地下水 主要内容：主要内容：排除地面水和降低地下水排除地面水和降低地下

26、水2.3.1 2.3.1 排除地面水排除地面水 一一般般采采用用“疏疏”，“堵堵”，“挡挡”的的办办法。法。 “疏疏”设置排水沟；设置排水沟； “堵堵”截水沟；截水沟； “挡挡”修筑土堤。修筑土堤。 1.3.2 1.3.2 降低地下水降低地下水 主要方法：主要方法：集水坑降水法和井点降水法。集水坑降水法和井点降水法。 1.3.2.11.3.2.1集水坑降水法（即明排水法）集水坑降水法（即明排水法）u集水坑的设置要求集水坑的设置要求设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底的设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底的土颗粒流失。土颗粒流失。直径或宽度：直径或宽度：0.6-0.8m0

27、.6-0.8m；间距：间距：20-40m20-40m。深度：随挖土加深而加深，深度：随挖土加深而加深，低于挖土面低于挖土面0.7-1m0.7-1m，基坑底，基坑底面下面下1-2m1-2m。构造：底部设构造：底部设300300厚碎石滤厚碎石滤水层或水层或100100厚砾石上部厚砾石上部100100厚厚粗砂。粗砂。u主要抽水设备主要抽水设备离心泵和潜水泵离心泵和潜水泵集水坑降水集水坑降水 1.3.2.2 1.3.2.2 流砂及其防治流砂及其防治 （1 1）流）流砂砂产生的条件产生的条件 当当土土质质为为细细砂砂或或粉粉砂砂，又又采采用用集集水水坑坑降降水水时时，基基坑坑一一旦旦开开挖挖到到地地下下

28、水水位位以以下下（约约0.50.5米米），坑坑底底下下的的土土有有时时会会形形成成流流动动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流砂砂。 重要概念后果：后果：施工条件恶化施工条件恶化地基完全丧失地基完全丧失承载能力承载能力附近建筑物沉附近建筑物沉降，倾斜。降，倾斜。流流砂砂 （2 2）流）流砂砂形成原因形成原因u内因内因土质问题土质问题均匀均匀：颗粒级配中，土的不均匀系数小于：颗粒级配中，土的不均匀系数小于5 5。粘性差粘性差：土的颗粒组成中，粘粒含量：土的颗粒组成中，粘粒含量1010，粉粒含量粉粒含量75%75%土松土松：天然空隙比：天然空隙比0.750.75

29、水多水多：含水量：含水量30%30% 因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥土中发生。土中发生。 u外因外因与土重作用相反的动水压力与土重作用相反的动水压力动水压力的性质动水压力的性质：作用方向与水流方向相同；作用方向与水流方向相同；与水力坡度和水头差成正比；与水力坡度和水头差成正比；与渗透路径成反比。与渗透路径成反比。土的浸水容重土的浸水容重动水压力动水压力 （3 3）管涌冒砂）管涌冒砂定义定义基坑底位于不透水层，其下为承压基坑底位于不透水层，其下为承压蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托力蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托力时，发生管涌冒砂现象。时，发生

30、管涌冒砂现象。（4 4）流）流砂砂的防治的防治 原则：治砂必先治水原则：治砂必先治水u减小或平衡动水压力减小或平衡动水压力强挖并抛大石块强挖并抛大石块水下挖土法水下挖土法u减小水位差，使动水压力作用方向向下减小水位差，使动水压力作用方向向下人工降低地下水位人工降低地下水位u截断地下水流。截断地下水流。设止水帷幕设止水帷幕u加长渗透路径加长渗透路径打钢板桩打钢板桩 1.3.2.3 1.3.2.3 井点降水井点降水 井点降水的类型和适用范围井点降水的类型和适用范围 在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽置一定数量

31、的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。 1 1、轻型井点、轻型井点 （1 1）轻型井点轻型井点组成组成 包括：包括：管路系统和抽水设备组成。管路系统和抽水设备组成。u管路系统管路系统包括：井点管、滤管、弯联管和总管等：包括：井点管、滤管、弯联管和总管等： 滤管滤管38385050， L=120mmL=120mm钢管，上开直径为钢管，上开直径为12121919的透水孔。的透水孔。井点管井点管直径为直径为38385050，L=5L=57m 7m 的无缝钢管，一般长的无缝钢管，一般长度为度为6m6m。总管总管直径

32、为直径为100100127127，L=4m L=4m 的无缝钢管，每隔的无缝钢管，每隔0.80.8或或1.2m1.2m有一个连接孔。有一个连接孔。弯连管弯连管一般用钢管，塑一般用钢管，塑料管，常用塑料管。料管，常用塑料管。 井点管井点管总管总管弯连管轻型井点降水系统轻型井点降水系统（2 2）轻型井点设备）轻型井点设备u抽水系统抽水系统抽水原理抽水原理 地下水（气）在真空地下水（气）在真空度的作用下，进入水气度的作用下，进入水气分离器，然后水由抽水分离器，然后水由抽水机抽出，气由真空泵抽机抽出，气由真空泵抽出，不断循环，从而降出，不断循环，从而降低地下水位。低地下水位。设备设备 真空泵、抽水机、

33、水真空泵、抽水机、水气分离器等气分离器等。真空真空泵泵离心泵离心泵浮筒浮筒 （3 3） 轻型井点布置轻型井点布置 一般按照：单排、双排、环形布置。一般按照：单排、双排、环形布置。 1 1）单排井点布置）单排井点布置中部中部地下水上游地下水上游大于基坑宽大于基坑宽透水层透水层6m降水降水6m降水降水5m轻型井点降水现场轻型井点降水现场 真空泵真空泵3）二级轻型井点）二级轻型井点n南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。挖，挂网喷浆护坡。第一级第

34、二级 (4)(4)轻型井点计算轻型井点计算 主要计算内容主要计算内容：基坑涌水量（：基坑涌水量（Q Q）、井点管数量）、井点管数量(n)(n)、 井距（井距（D D）等。）等。u1)1)井的形式井的形式 掌握概掌握概念念u2 2）涌水量的计算）涌水量的计算单井涌水量的计算单井涌水量的计算达西线性渗透定律达西线性渗透定律 涌水量涌水量= =渗透系数渗透系数过水断面积过水断面积水力坡度水力坡度即：即：Q=KAIQ=KAI l 对于无压完整井：对于无压完整井：式中：式中：H H含水层厚度（含水层厚度（m m）；）；h h井内水深（井内水深（m m） R R抽水影响半径（抽水影响半径（m m）；）；r

35、 r水井半径（水井半径（m m）；）； S S水井内水位降低值，水井内水位降低值，S SH-hH-h。A A圆柱表面圆柱表面积积群井群井x x0 0R Rrx0单井单井R R群井涌水量的计算群井涌水量的计算l对于无压完整群井：对于无压完整群井：环状轻型井点环状轻型井点假想半径假想半径0 0有效影响深有效影响深度度l无压非完整群井涌水量无压非完整群井涌水量 完整井的公式完整井的公式 非完整井的公式非完整井的公式注：注：H H0 0HH关于关于H0的计算的计算nH0的确定方法：的确定方法： n注意：注意：1、当、当H0值超过值超过H时，取时，取H0H；2、计算、计算R时，也应以时，也应以H0代入代

36、入单井最大出水量单井最大出水量式中式中d滤管直径滤管直径(m)；l滤管长度滤管长度(m)；K渗透系数渗透系数(md)。u3 3）井点管数量（）井点管数量（n n）和间距（）和间距（D D）的确定）的确定 式中：式中：q q单根井点管最大出水量；单根井点管最大出水量； d d滤管直径。滤管直径。避免相邻井点管相避免相邻井点管相互干扰互干扰问：问：渗透系数小，则井点管间距小？渗透系数小，则井点管间距小？井点管间距越小，则降水效果越好？井点管间距越小，则降水效果越好？若计算结果若计算结果D15d（应增大（应增大q q，减小，减小n n，增大，增大D D，以满足，以满足D15dD15d）（5 5）轻型

37、井点抽水设备的选择）轻型井点抽水设备的选择u真空抽水设备：真空抽水设备：W5W5、W6W6W5W5型：总管长度不大于型：总管长度不大于100m100mW6W6型：总管长度不大于型：总管长度不大于120m120m真空泵抽水过程中的最低真空度真空泵抽水过程中的最低真空度式中：式中：h h降水深度（降水深度（m m）；）； h h水头损失，近似取水头损失，近似取1-1.5m1-1.5mu射流泵设备射流泵设备QJD-60QJD-60、QJD-90QJD-90、JS-45JS-45其排水量分别为：其排水量分别为：60m3/h,90m3/h,45m3/h,60m3/h,90m3/h,45m3/h,总管长度

38、不大于总管长度不大于50m50m。u水泵水泵 一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬程确定。水扬程、与总扬程确定。水泵的流量应比基坑涌水量大水泵的流量应比基坑涌水量大10%-20%10%-20%，水泵，水泵的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井点的总扬程要大，以免中途接力。点的总扬程要大，以免中途接力。一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗

39、透一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。（6 6）轻型井点的施工）轻型井点的施工 施工内容包括：施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、准备工作、井点系统埋设、 使用与拆除。使用与拆除。u准备工作准备工作材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；砂滤料等）；排水沟的开挖；排水沟的开挖；标高观测及防止沉降的措施；标高观测及防止沉降的措施；设置水位观测孔。设置水位观测孔。u井点埋设井点埋设u挖井点沟槽挖井点沟槽u排放总管排放总管u埋设井点管埋设井点管u用弯连管与总管相连

40、，安排抽水设备，试抽水。用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。u井点管埋设的方法井点管埋设的方法冲水管冲孔冲水管冲孔钻孔钻孔l直接利用井点管水冲下沉；直接利用井点管水冲下沉；l以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。灌水时，能很快下渗。第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出

41、水状况、抽水设备运转情况等。管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措施防护措施n2、管井井点、管井井点适适用用条条件件：土土层层的的地地下下水水丰丰富富，渗渗透透系系数很大数很大( (如如k=20k=20200m/d200m/d) )。管管井井井井点点是是沿沿基基坑坑每每隔隔20-50m20-50m设设置置一一个个管管井井，井井内内降降水水深深度度6-10m6-10m，两两井井中中间水位为间水位为3-5m3-5m。 主要主要设备：管井、吸水管及水泵。管井、吸水管及水泵。 滤水水井井管管埋埋设：

42、采采用用泥泥浆浆护护壁壁钻钻孔孔法法成成孔。孔。 n3、深井井点、深井井点施工降降水水深深度度较较大大，土土的的渗渗透透系系数数较较大大，采用一般的离心泵和潜水泵不能满足要求，可改用深井泵，即深井井点降水法。适适用用条条件件：土的渗透系数为10-80m/d、降水深度大于降水深度大于15m的情况。 n4、喷射井点射井点适适用用条条件件：降降水水深深度度大大于于6m，而而且且土土的的渗渗透透系系数数又较小又较小(k=0.12m/d)；降水深度可达到降水深度可达到8-20m。喷射射井井点点的的设备：主主要要由由喷喷射射井井管管、高高压压水水泵泵和和管路系统组成。管路系统组成。喷射井点的平面布置射井点

43、的平面布置：单排布置：单排布置：基坑宽度小于基坑宽度小于10m时采用；时采用；双排或环形布置：双排或环形布置：基坑宽度大于基坑宽度大于10m时采用；时采用；井点间距：井点间距：一般为一般为2-3m；每一套喷射井点设备可带动每一套喷射井点设备可带动30根根左右喷射井管。左右喷射井管。 n5、电渗井点渗井点n适用条件：适用条件：渗透系数很小的土渗透系数很小的土( (k0.1m/dk0.1m/d) )。n电电渗渗井井点点是是将将井井点点管管作作为为阴阴极极，在在其其内内侧侧相相应应地地插插入入钢钢筋筋或或钢钢管管作作阳阳极极，通通入入直直流流电电流流后后，在在电电场场作作用用下下，使土中的水加速向阴

44、极渗透。使土中的水加速向阴极渗透。n某工程地下室的平面尺寸为某工程地下室的平面尺寸为54m18m，基础底面标高为基础底面标高为-5.20m，天然地面标高为，天然地面标高为-0.30m，地面至，地面至-3.00m为为杂填土，杂填土，-0.30-9.50m为粉砂层（渗透系数为粉砂层（渗透系数K=4m/昼昼夜），夜），-9.50m以下为粘土层（不透水），地下水离地面以下为粘土层（不透水），地下水离地面1.70m,场地条件为北面、东面靠近道路，路边有下水道，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。西面有原有房屋，南面设有混凝土搅拌站。n地下室开挖施工方案为：采

45、用轻型井点降水，液压反铲挖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，每边宜土机挖土，自卸汽车运土。坑底尺寸因支模需要，每边宜放出放出1.0m,坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当陡些，坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当陡些，采用采用1:0.5，西边靠原有房屋较近，为了防止其下沉开裂，西边靠原有房屋较近，为了防止其下沉开裂，打设一排板桩。打设一排板桩。例题例题2现场布置图 n工地现有井点设备：滤管直径工地现有井点设备：滤管直径50，长度，长度1.20m；井点管直径井点管直径50，长度，长度6.0m；总管直径；总管直径100，每段，每段长度长度4.

46、0m，（，（0.8m有一接口）；真空泵机组，有一接口）；真空泵机组，每套配备二台每套配备二台3BA9离心泵（水泵流量离心泵（水泵流量30/h）.n试求：（）轻型井点的平面布置与高程布置。试求：（）轻型井点的平面布置与高程布置。n（）轻型井点计算（涌水量、井点管数量（）轻型井点计算（涌水量、井点管数量与间距、水泵流量）。与间距、水泵流量）。n解答：解答：n1）轻型井点系统布置）轻型井点系统布置n根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置。轻型井点平面布置图轻型井点平面布置图轻型井点高程布置图轻型井点高程布置图n总管直径选用总管直径选用100mm，布置

47、于天然地面上，基坑上口尺，布置于天然地面上，基坑上口尺寸寸58.4524.9m，井点管距离坑壁为，井点管距离坑壁为1.0m，则总管长，则总管长度为度为n2（58.45+21.0）+（24.9+21.0）n=174.7（m）n井点管长度选用井点管长度选用6.0m，直径，直径50mm，滤管长度，滤管长度1.2m，井点管露出地面井点管露出地面0.2m，基坑中心要求的降水深度，基坑中心要求的降水深度S为为nS=5.20-0.30-1.70+0.50=3.7（m）n井点管所需的埋置深度井点管所需的埋置深度nH=5.20-0.30+0.50+26.92(1/10)n=6.7456-0.2=5.8（m）n将

48、总管埋于地面下将总管埋于地面下1.0m处，即先挖处，即先挖1.0m深的沟槽，然深的沟槽，然后在槽底铺设总管，此时井点管所需长度为后在槽底铺设总管，此时井点管所需长度为n6.745-1.0+0.20=5.945（m）6.0（m）n满足要求满足要求n抽水设备根据总管长度选用抽水设备根据总管长度选用2套，其布置位置与总管的划套，其布置位置与总管的划分范围如图所示。分范围如图所示。n按无压非完整井考虑，含水层有效厚度按无压非完整井考虑，含水层有效厚度H0：nH0=1.85（5.0451.2）n11.69.52.0n7.5n取取H07.5（）（）2）基坑涌水量计算）基坑涌水量计算n抽水影响半径：抽水影响

49、半径：n1.953.739.52（）（）n环形井点的假想半径：环形井点的假想半径：nn（）（）n基坑涌水量：基坑涌水量：n1.366（m3/）n单根井点管出水量单根井点管出水量q：nq=650.051.0=16.2（m3/）nn=(根根)n井点管间距井点管间距D：（）（）, ,取取D D2.02.0（）（）n= n= (根根)）井点管数量与间距计算）井点管数量与间距计算n）抽水设备选用）抽水设备选用n选择真空泵。根据每套机组所带的总管长度为选择真空泵。根据每套机组所带的总管长度为174.7287.35（），选用型（），选用型W5干式真空泵。干式真空泵。真空泵所需的最低真空度：真空泵所需的最低真

50、空度：选择水泵。水泵所需的流量选择水泵。水泵所需的流量(m3/d)21.85 m3/h水泵的吸水扬程水泵的吸水扬程HsHs6.01.27.2（）（）由于本工程出水高度低，只要吸水扬程满足要求，则不必考虑总扬程。由于本工程出水高度低，只要吸水扬程满足要求，则不必考虑总扬程。根据水泵所需的流量与扬程，选择根据水泵所需的流量与扬程，选择3BA-93BA-9型离子泵即可满足要求。型离子泵即可满足要求。 1.4 1.4 土方边坡和支护土方边坡和支护 土壁稳定主要依靠土体的土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度抗剪强度来维持平衡。来维持平衡。 土体抗剪强度来源于土体的土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚

51、力）内摩擦力和粘结力（内聚力）。 土体塌方的本质土体塌方的本质剪应力剪应力 抗剪强度抗剪强度 其主要原因其主要原因开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合原因。以及支护较弱等综合原因。 防止土体塌方的主要措施防止土体塌方的主要措施放坡及支撑等。放坡及支撑等。1.4.1 1.4.1 土方边坡坡度和边坡稳定土方边坡坡度和边坡稳定u 1 1）土方边坡）土方边坡 即放坡宽度即放坡宽度b=b=坡度系数坡度系数m m开挖深度开挖深度h h 确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深度、使用情况（

52、堆载）、使用时间等。度、使用情况（堆载）、使用时间等。u2 2）边坡稳定）边坡稳定边坡稳定边坡稳定抗剪强度抗剪强度 剪应力剪应力土体塌方土体塌方剪应力剪应力 抗剪强度抗剪强度剪应力的增加剪应力的增加外力外力l边缘堆土或机械；边缘堆土或机械；l水侵入边坡，使土的含水量增加；水侵入边坡，使土的含水量增加；l地下水产生的动水压力；地下水产生的动水压力；l土体内水的静压力等。土体内水的静压力等。抗剪强度降低抗剪强度降低外因转换为内因外因转换为内因l由于受风化作用使土质变松；由于受风化作用使土质变松；l土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；l饱和细，粉沙受振动而液化。饱和细，粉

53、沙受振动而液化。 1.4.2 1.4.2 基坑无支护开挖基坑无支护开挖 常用于深度不大且土质较好的基坑，常用于深度不大且土质较好的基坑，应是施工条件允许时应是施工条件允许时首选的开挖方式首选的开挖方式。无支护开挖无支护开挖 直立壁开挖直立壁开挖 放坡开挖放坡开挖天然自立边坡开挖天然自立边坡开挖人工加固边坡开挖人工加固边坡开挖深度深度5m5m无支撑边坡无支撑边坡1.4.3 1.4.3 人工加固边坡人工加固边坡为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡面采取一定的加固措施进行护坡。面采取一定的加固措施进行护坡。常用的边坡加固方法常用的边坡加固方法 水泥砂浆抹面、浆

54、砌片石护坡、堆置水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、堆置砂砂( (土土) )包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或挂网包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或挂网喷射混凝土等。喷射混凝土等。 经以上边坡加固方法处理过的边坡即经以上边坡加固方法处理过的边坡即称为人工加固边坡。称为人工加固边坡。 水泥砂浆抹面水泥砂浆抹面常用于保护易风化的软质岩石、老常用于保护易风化的软质岩石、老粘性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一般作粘性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一般作303050mm50mm厚厚水泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双水泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双向间距向间距1.0m1.0m左右长左右长1 11.5m1

55、.5m的的级螺纹钢筋级螺纹钢筋( (直径直径101016mm)16mm)以加强砂浆面层与坡面土体的连结。以加强砂浆面层与坡面土体的连结。 浆砌片石护坡浆砌片石护坡对各种土质或岩石边坡，为防止风化对各种土质或岩石边坡，为防止风化剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡度应小于剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡度应小于 10.510.5，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑一定，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑一定高度的浆砌片石或红砖墙，用于反压及挡土。高度的浆砌片石或红砖墙，用于反压及挡土。 叠置砂叠置砂( (土土) )袋护坡袋护坡对已发生或将要发生滑坍失稳或对已发生或将要发生滑坍失稳

56、或变形较大的边坡，常用叠置砂袋或土袋变形较大的边坡，常用叠置砂袋或土袋( (草袋或土工织物草袋或土工织物袋袋) )，置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用。，置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用。 塑料薄膜覆盖护坡塑料薄膜覆盖护坡在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄膜膜( (土工布土工布) )，其上覆盖素土、砂土、砂浆抹面等，对坡，其上覆盖素土、砂土、砂浆抹面等，对坡面进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。面进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。1.4.4 1.4.4 土壁支护土壁支护 工程特点、开挖深度工程特点、开挖深度采用土壁支护应根据采用土壁支护

57、应根据 地质条件、地下水位地质条件、地下水位 临近建筑物的情况临近建筑物的情况 施工方法施工方法要求：牢固可靠；经济合理；确保安全要求：牢固可靠；经济合理；确保安全 钢（木）支撑钢（木）支撑 板桩板桩常用方法：常用方法： 灌注桩灌注桩 深层搅拌桩深层搅拌桩 地下连续墙地下连续墙u （1 1）板桩支护）板桩支护 l 作用作用连续板桩既可挡土，又可挡水连续板桩既可挡土，又可挡水。当开挖的当开挖的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，如果基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，如果未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构l 类型：木板桩；钢筋混凝

58、土板桩；钢板桩等。类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。1 1）钢木混合式板桩）钢木混合式板桩 适用适用埋深较浅的黏土，砂土层，地下水位较浅；埋深较浅的黏土，砂土层，地下水位较浅； 注意注意-软土地基要慎用。软土地基要慎用。2)2)工字钢工字钢(H(H型钢型钢) )衬板支护结构衬板支护结构n适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。较难施工。n挖深挖深25m25m。 传力机理：传力机理：土的侧压力土的侧压力衬板衬板工字钢工字钢桩桩

59、导梁（或导梁（或顶撑或拉锚）。顶撑或拉锚）。3 3）钢板桩支护）钢板桩支护l 由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的深水。适用于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的深基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。l挖深挖深15m15m。问：问：哪个哪个截面刚度截面刚度最大，哪最大，哪个最小？个最小？最小最小最大最大4 4）钢板桩支护）钢板桩支护l特点特点打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等；可挡水等；l分类分类无锚

60、板桩无锚板桩( (悬臂式板桩悬臂式板桩) )悬臂长度一般不超过悬臂长度一般不超过5m5m；有锚板桩有锚板桩-板桩上部用拉锚或顶撑加以固定板桩上部用拉锚或顶撑加以固定, ,又分为单又分为单锚和多锚，常用单锚板桩。锚和多锚，常用单锚板桩。l单锚板桩设计要素：单锚板桩设计要素：入土深度、截面弯距、锚杆拉力入土深度、截面弯距、锚杆拉力。l主要破坏形式：主要破坏形式：入土深度不够入土深度不够本身强度、刚度不够本身强度、刚度不够拉锚承载力或长度不够拉锚承载力或长度不够5 5）钢筋混凝土板桩）钢筋混凝土板桩n传统支护结构，企口榫接有传统支护结构，企口榫接有较好防水作用。厚可达较好防水作用。厚可达500mm5

61、00mm，总费用低。已向薄壁工，总费用低。已向薄壁工字形方向发展大截面如字形方向发展大截面如500500500mm500mm以上，壁厚以上，壁厚100100120mm120mm，腹板预制后在现场浇，腹板预制后在现场浇成整体。在两工字形板桩间成整体。在两工字形板桩间钻孔注浆堵漏。钻孔注浆堵漏。n挖深挖深10m10m。n适用软土、一般粘性土。适用软土、一般粘性土。u（2 2）灌注桩支护结构）灌注桩支护结构n应应用用日日趋趋广广泛泛。可可在在平平面面上上采采取取不不同同的的排排列列方方式式形形成成桩桩墙墙式式支支护护结结构构，以以抵抵抗抗不不同同条条件件下下侧侧向向水水、土土压压力力。一一般般桩桩顶

62、顶设设置置连连续续的的钢钢筋筋混混凝凝土土压压顶顶地地圈圈梁梁( (帽帽梁梁) )，使支护桩共同工作，提高整体性。使支护桩共同工作，提高整体性。1 1）稀疏排桩）稀疏排桩仅挡土仅挡土, ,不可挡水不可挡水 应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。2 2）稀疏排桩加水泥砂浆抹面）稀疏排桩加水泥砂浆抹面可挡土、挡水可挡土、挡水 稀稀疏疏排排桩桩间间距距S S较较大大时时用用。桩桩净净距距一一般般1.0m1.0m以以内内，以以0.60.60.8m0.8m为为宜宜。基基坑坑挖挖土土、钢钢丝丝网网水水泥泥砂砂浆浆抹抹面面均均分层施工分层施工。工程实例工程实

63、例 南京火车站综合楼地下室两层，采用稀疏排桩方案，挖深南京火车站综合楼地下室两层，采用稀疏排桩方案，挖深9m9m。 基坑支护基坑支护 3 3）连续排桩）连续排桩 灌注桩连续排列。排列方式有多种，图中黑色桩灌注桩连续排列。排列方式有多种，图中黑色桩为素混凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无为素混凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。筋桩。问：问：能否既可挡土，又可挡水？能否既可挡土，又可挡水？挡水挡水挡土挡土4 4）双排式双排式( (或框架式或框架式) )灌注桩支护灌注桩支护仅挡土仅挡土 灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构。5 5）连

64、拱式支护结构）连拱式支护结构仅可挡土仅可挡土l新型的大直径与小直径桩的组合结构，拱的矢高新型的大直径与小直径桩的组合结构，拱的矢高f=(1/4f=(1/41/2)L1/2)L。l桩顶用钢筋混凝土圈梁桩顶用钢筋混凝土圈梁( (即盖板即盖板) )相连接，基坑较深时相连接，基坑较深时可加可加1 12 2道横肋梁以增强拱截面的整体性，可省去内道横肋梁以增强拱截面的整体性，可省去内支撑或土层锚杆。支撑或土层锚杆。6 6）挡土与阻水组合排桩支护结构挡土与阻水组合排桩支护结构可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，既可挡土又可止水既可挡土又可止水，其中

65、深层搅拌水泥土挡墙广泛用，其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用于软土地区（淤泥质土，地基承载力于软土地区（淤泥质土，地基承载力120kPa120kPa粘性土）粘性土）的深基坑工程，挖深的深基坑工程，挖深8m8m。u（3 3）重力式水泥土挡墙）重力式水泥土挡墙格栅式水泥土挡墙构造要求格栅式水泥土挡墙构造要求墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于纵向长度的纵向长度的1/4；挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙(实体式实体式)。纵向墙体与拉结格构墙搭接均应不小于纵向墙体与拉结格构墙搭接均应不小于150mm，作，作为止水结构的纵向搭接应不小

66、于为止水结构的纵向搭接应不小于200mm。挡墙宽度一般取开挖深度的挡墙宽度一般取开挖深度的0.60.8倍，墙体在基坑倍，墙体在基坑底面下的嵌固深度取开挖深度的底面下的嵌固深度取开挖深度的0.81倍。倍。根据基坑条件可做成变阶宽度和深度，也可成拱。根据基坑条件可做成变阶宽度和深度，也可成拱。为加强整体性，挡墙可插入毛竹为加强整体性，挡墙可插入毛竹(大头直径不小于大头直径不小于100mm，长度，长度4m左右左右)，墙顶应设置钢筋混凝土压顶，墙顶应设置钢筋混凝土压顶(地地圈梁圈梁)，厚度取，厚度取200mm，配，配12200双层双向。双层双向。在可能的情况下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路在可能的情况

67、下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路面或地面连成一体面或地面连成一体。u（4 4）深层搅拌桩）深层搅拌桩深层搅拌桩施工质量要求深层搅拌桩施工质量要求桩位准确、桩体垂直桩位准确、桩体垂直放线误差放线误差20mm20mm就位误差就位误差50mm50mm成桩误差成桩误差100mm100mm水泥浆不得离析水泥浆不得离析水灰比水灰比0.4-0.60.4-0.6，水泥浆停置时间不超过水泥浆停置时间不超过2h2h，不得离析，不得离析确保水泥搅拌桩的强度与均匀性确保水泥搅拌桩的强度与均匀性搅拌下沉速度不超过搅拌下沉速度不超过0.7m/min0.7m/min喷浆提升速度不超过喷浆提升速度不超过0.5m/min0.5

68、m/min确保加固体的连续性确保加固体的连续性相邻桩间施工间隔不超过相邻桩间施工间隔不超过24h24h 某某3333层层住宅楼，住宅楼，地下室一地下室一层，挖深层，挖深6m6m，采用，采用水泥土搅水泥土搅拌桩拌桩支护支护技术。技术。工程实例工程实例u （5 5）土层锚杆）土层锚杆1 1）土层锚杆构造）土层锚杆构造锚头锚头 一般由锚具、台座和腰梁等组成。一般由锚具、台座和腰梁等组成。自由段自由段 位于土体主动滑裂面内的部分位于土体主动滑裂面内的部分。 由锚筋、隔离套、定位板由锚筋、隔离套、定位板( (器器) )及水泥及水泥砂浆等构成。定位板砂浆等构成。定位板( (器器) )一般用硬塑料或铁板一般

69、用硬塑料或铁板、钢筋等制成。、钢筋等制成。锚固段锚固段 位于土体主动滑裂面以外位于土体主动滑裂面以外，由锚筋、定位器、锚固体由锚筋、定位器、锚固体构成。锚固段是用水泥砂浆或水泥浆将锚筋与土体粘结在构成。锚固段是用水泥砂浆或水泥浆将锚筋与土体粘结在一起的锚固体。一起的锚固体。锚头锚头自由段自由段锚固锚固段段n 基坑锚杆支护基坑锚杆支护工程实例工程实例土层锚杆土层锚杆2)2)土层锚杆的分类土层锚杆的分类l类型类型普通锚杆；高压灌浆锚杆；预应力锚杆。普通锚杆；高压灌浆锚杆；预应力锚杆。l锚固段锚固段圆柱型、端部扩大头型和连续球体型。圆柱型、端部扩大头型和连续球体型。c 圆柱型锚杆圆柱型锚杆端部扩大头

70、型端部扩大头型适用于锚固于砂适用于锚固于砂质土、硬粘土层且要求较高抗拔力。质土、硬粘土层且要求较高抗拔力。连续球体型连续球体型适用于锚固于淤泥适用于锚固于淤泥土、淤泥质土土层，且要求较高抗土、淤泥质土土层，且要求较高抗拔力。拔力。3 3）土层锚杆的施工）土层锚杆的施工l灌浆材料要求：灌浆材料要求：水泥砂浆：灰砂比水泥砂浆：灰砂比1 1：1 11 1：2 2；水灰比；水灰比0.380.380.450.45。纯水泥浆：水灰比纯水泥浆：水灰比0.40.40.450.45。u（6 6）土钉墙支护结构）土钉墙支护结构土钉墙由被加固土体、土钉群和喷射混凝土面板组成，形土钉墙由被加固土体、土钉群和喷射混凝土

71、面板组成，形成一个成一个以土挡土的类似重力式的挡土墙以土挡土的类似重力式的挡土墙。全段锚固全段锚固挡土墙挡土墙土钉墙类型土钉墙类型土钉可分为：不注浆和钻孔注浆两种。土钉可分为：不注浆和钻孔注浆两种。l不注浆土钉不注浆土钉 又分为打入型和射入型。又分为打入型和射入型。 前者是用气动土钉机将长度不超过前者是用气动土钉机将长度不超过6m的小型角钢的小型角钢打入土内。打入土内。 后者是用气动射钉机将后者是用气动射钉机将2538mm的粗钢筋或钢管的粗钢筋或钢管射入土内射入土内(长度长度6m以内以内)。l钻孔注浆土钉钻孔注浆土钉 适用于土体面层维护或开挖较浅的边坡维护。全适用于土体面层维护或开挖较浅的边坡

72、维护。全长注浆土钉适用于开挖较深的边坡维护。长注浆土钉适用于开挖较深的边坡维护。u基坑支护失效实例基坑支护失效实例19941994年年9 9月月上海黄浦区上海黄浦区某大厦基坑某大厦基坑支护靠马路支护靠马路40m40m长支撑破长支撑破坏，坏，600600厚地厚地下连续墙倒下连续墙倒塌。塌。基坑挖深基坑挖深23.5m23.5m。原因为设原因为设计、施工和计、施工和监测多方面。监测多方面。u基坑支护屈曲实例基坑支护屈曲实例角撑受压平面角撑受压平面外失稳外失稳u南京玄武湖隧道土方工程施工南京玄武湖隧道土方工程施工玄武湖隧道为玄武湖隧道为南京市规划的南京市规划的“经五纬九经五纬九”路网路网的重要组成部分

73、。的重要组成部分。东起新庄立交东起新庄立交二期，西起模范二期，西起模范马路，全长马路，全长2.66KM2.66KM，暗埋段，暗埋段2.23KM2.23KM，设计宽，设计宽32M32M，双向六车，双向六车道道。湖底隧道湖底隧道玄武湖隧玄武湖隧道由新庄立道由新庄立交穿入玄武交穿入玄武湖、古城墙、湖、古城墙、中央路、过中央路、过芦席营路口，芦席营路口，在南京工业在南京工业大学附近出大学附近出地面。地面。隧道的陆地段采用隧道的陆地段采用SMWSMW工法作基坑支护工法作基坑支护1.5 1.5 土方机械化施工土方机械化施工主要土方施工机械主要土方施工机械: :推土机、铲运机、单斗挖土机、压实机械等。推土机

74、、铲运机、单斗挖土机、压实机械等。1.5.1 1.5.1 主要土方机械的特点与施工方法主要土方机械的特点与施工方法u（1 1）推土机）推土机特点特点切土、推土和卸土；切土、推土和卸土；分类分类 行走装置：履带式和轮式推土机行走装置：履带式和轮式推土机 操作方式：机械式和液压式操纵。操作方式：机械式和液压式操纵。 铲刀安装方式：固定式推土机和回转式推土机。铲刀安装方式：固定式推土机和回转式推土机。 轮胎式推土机轮胎式推土机履带式推土机履带式推土机直铲推土机的直铲推土机的固定式固定式推土铲推土铲回转式铲刀回转式铲刀（a a）铲刀平斜）铲刀平斜（b b）铲刀侧倾）铲刀侧倾u（2 2）铲运机）铲运机特

75、点特点挖土、运土、卸土和平土挖土、运土、卸土和平土；分类分类运行方式：拖式和自行式运行方式：拖式和自行式操作方式：钢丝绳操纵式和液压式操纵。操作方式：钢丝绳操纵式和液压式操纵。卸土方式：强制式、半强制式和自由卸土。卸土方式：强制式、半强制式和自由卸土。 拖式铲运机拖式铲运机自行式铲运机自行式铲运机u（3 3）单斗挖土机）单斗挖土机反铲挖掘机反铲挖掘机n反反铲铲挖挖土土特特点点：后后退退向向下下，强强制制切切土土。挖掘力比正铲小，能开挖停停机机面面以以下下的级的砂土或粘土，适宜开挖深度4m以内的基坑，对地下水位地下水位较高高处也适用也适用。n开挖方式开挖方式：沟端开挖沟端开挖与沟沟侧开挖开挖。

76、n正正铲铲挖挖土土特特点点：前前进进向向上上，强强制制切切土土。能开挖停停机机面面以以上上的级土，适宜在土质较好、无无地地下下水水的地区工作。挖挖土土和和卸卸土土方方式式：正正向向挖挖土土、侧侧向向卸卸土；正向挖土、后向卸土土；正向挖土、后向卸土。n（4）拉铲挖土机拉铲挖土机 n挖挖土土特特点点：后后退退向向下下，自自重重切切土土。挖掘半径和挖土深度较大，能开挖停停机机面面以以下下的级土，适宜开挖大大型型基坑基坑及水下水下挖土。n开挖方式开挖方式分为沟端开挖沟端开挖与沟侧开挖沟侧开挖。 n（5）抓抓铲挖土机挖土机n挖土特点挖土特点：直上直下，自重切土直上直下，自重切土。挖掘力较小，只能开挖级土

77、，可以挖掘独立基坑、沉井，特别适特别适于水下挖土于水下挖土。 n单斗挖掘机挖土配自卸汽车运土的机械配套计单斗挖掘机挖土配自卸汽车运土的机械配套计算如下：算如下：n（1）根据土方量大小、工期长短等确定挖掘根据土方量大小、工期长短等确定挖掘机数量机数量N（1-50）n式中式中Q土方量；土方量；nQd挖掘机生产率，查定额手册；挖掘机生产率，查定额手册；nT工期；若挖掘机数量已定，工期工期；若挖掘机数量已定，工期T按按下式计算下式计算（1-51）nC每天工作班数；每天工作班数；nKB时间利用系数，一般取时间利用系数，一般取0.6-0.8。1.5.2挖掘机与自卸汽车配套计算挖掘机与自卸汽车配套计算n自卸

78、汽车配套计算。自卸汽车配套计算。自卸汽车数量自卸汽车数量N1应保证挖掘机应保证挖掘机连续工作连续工作，按下式计算，按下式计算（1-52）n式中式中T自卸汽车每一工作循环延续时自卸汽车每一工作循环延续时间，按下式计算间，按下式计算nt1自卸汽车每次装车时间，自卸汽车每次装车时间，t1=nt；nn自卸汽车每车装土次数，按下式自卸汽车每车装土次数，按下式计算计算nL运距；运距；nVc重车与空车的平均速度，一般取重车与空车的平均速度，一般取2030km/h；n t2卸车时间，一般为卸车时间，一般为1min；nt3停停放放待待装装、停停车车、让让车车等等操操纵纵时时间间，取取23min；nt挖掘机每次作

79、业循环延续时间；挖掘机每次作业循环延续时间；nQ1自卸汽车装载容量，一般宜为挖掘自卸汽车装载容量，一般宜为挖掘机容量的机容量的35倍；倍；nq挖掘机土斗容量，挖掘机土斗容量，m3；nKc土斗充盈系数，取土斗充盈系数，取0.81.1；nKs土的最初可松性系数；土的最初可松性系数；n土的重度，一般取土的重度，一般取17kN/m3。n三、土石方的填筑与三、土石方的填筑与压实1.5.3土的填筑与压实土的填筑与压实 u（1 1）填方土料的选择与填筑方法）填方土料的选择与填筑方法1 1）填方土料的选择）填方土料的选择l粘性土粘性土含水量合适，适合各层填料；含水量合适，适合各层填料；l碎石土料、爆破石渣、砂土碎石土料、爆破石渣、砂土作表层以下填料、最大作表层以下填料、最大粒径粒径 0.960.96 主要受力层范围以下：主要受力层范围以下：0.930.930.960.963 3）实际干重度：）实际干重度：4 4）压实要求压实要求: : 注：注：且应有且应有9090以上符合设计要求，其余极值之差不得以上符合设计要求，其余极值之差不得大于大于0.8kN/m30.8kN/m3，且应分散，不得集中。，且应分散，不得集中。n作业：nP52:6、7