《土木工程施工技術(shù)》第一章土方工程.ppt

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1、第一章 土方工程,南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院 張雪穎,第一節(jié)土的分類及工程性質(zhì),一、土的分類 按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。 *土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運機、推土機、挖土機施工； *堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工； *次堅石、堅石和特堅硬石一般要用爆破方法施工。,二、土的工程性質(zhì),1.土的含水量 土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率 式中：m濕 含水狀態(tài)土的質(zhì)量,kg； m干 烘干后土的質(zhì)量,kg； mw 土中水的質(zhì)量,kg； mS 固體顆粒的質(zhì)量,kg. 土的含水

2、量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化， 對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實程度有直接的影響.,二、 土的工程性質(zhì),2.土的天然密度和干密度 土的天然密度: 在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計算： 式中:土的天然密度,kg/m3； m 土的總質(zhì)量,kg； V 土的體積,m3. 干密度: 土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值.用下式表示： 式中 d 土的干密度,kg/m3； mS 固體顆粒質(zhì)量,kg；V 土的體積,m3. 在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度.土的干密度愈大,表示土愈密實.土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制.

3、,二、 土的工程性質(zhì),3、土的可松性系數(shù) *土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。*土的可松性用可松性系數(shù)表示， 最初可松性系數(shù)：KS=V2 /V1 最后可松性系數(shù)：KS=V3 /V1 用途：開挖、運輸、存放，挖土回填，留回填松土 式中：KS、KS土的最初、最終可松性系數(shù)； V1土在天然狀態(tài)下的體積,m3； V2 土挖出后在松散狀態(tài)下的體積,m3； V3土經(jīng)壓(夯)實后的體積,m3. 土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)KS是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù),各類土的可松性系數(shù)

4、見第一節(jié)表1.1所示.,掌握概念,二、 土的工程性質(zhì),4、土的滲透性 土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì).土的滲透性用滲透系數(shù)表示. 滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力,以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關(guān),是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。,掌握概念,土滲透性比較： 粘土粉土砂土礫石,第二節(jié) 土方量計算,一、基坑基槽土方量計算 基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算(如圖1-1所示).即： V =(F下+ 4F中+ F上)H/6式中 H 基坑深度,m； F上、F下基坑上、下底的面積，m2； F中 基坑中截面的面積，m2.,二、

5、場地平整土方計算,場地挖填土方量計算一般采用方格網(wǎng)法. 方格網(wǎng)法計算場地平整土方量步驟為： 1.讀識方格網(wǎng)圖2.確定場地設(shè)計標高3.計算場地各個角點的施工高度4.計算“零點”位置，確定零線5.計算方格土方工程量6.邊坡土方量計算7.計算土方總量8.例題及計算過程 【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖1-7所示，方格邊長為20m20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計算挖方和填方的總土方量,1.讀識方格網(wǎng)圖 方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1：500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=1040m的若干方格,與測量的縱橫坐標相對應(yīng),在各方格角點規(guī)定的位置上標注角點的自然地面標

6、高(H)和設(shè)計標高(Hn),如圖1-3所示.,圖1-3方格網(wǎng)法計算土方工程量圖,2.確定場地設(shè)計標高 (1)考慮的因素 (2)初步標高(按挖填平衡) (3)場地設(shè)計標高的調(diào)整,(1)考慮的因素： 滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅?盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量； 爭取在場區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低運輸費； 有一定泄水坡度，滿足排水要求. 場地設(shè)計標高一般在設(shè)計文件上規(guī)定，如無規(guī)定： A.小型場地挖填平衡法； B.大型場地最佳平面設(shè)計法(用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小)。,(2)初步標高(按挖填平衡) 場地初步標高： H11、H12、H21、H22 一個方格各角點的自然地面標高； M 方格個數(shù). 或：

7、H1一個方格所僅有角點的標高； H2、H3、H4分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標高.,,2,1,3,4,方格網(wǎng),,,,,,,,,,（3）場地設(shè)計標高的調(diào)整 1）土可松性的影響 問：*土的可松性導(dǎo)致場地設(shè)計標高的提高？ *調(diào)整場地設(shè)計標高應(yīng)采用最后可松性系數(shù)？,,,,,,,,,,,2）場內(nèi)和場外挖、填土的影響 問：以下四個因素，哪些導(dǎo)致場地設(shè)計標高提高？ 設(shè)計標高以上的填方工程 設(shè)計標高以下的挖方工程 就近從場外挖土 就近棄土于場外,,,,,小結(jié)：填土量大，場地設(shè)計標高提高； 挖土量大，場地設(shè)計標高降低。,,,,,,3）泄水坡度對場地設(shè)計標高的影響,注：設(shè)計無要求時，泄水坡度0.

8、002。,3.計算場地各個角點的施工高度 施工高度為角點設(shè)計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設(shè)計標高為基準的挖方或填方的施工高度.各方格角點的施工高度按下式計算： 式中hn------角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為 挖)，m；n------方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，，n). Hn------角點設(shè)計高程，H------角點原地面高程,,,,,,4.確定“零線” “零點”方格邊界上施工高 度為0的點。 “零線”“零點”所連成的線。 問：* “零線”是否是挖填區(qū)的分界線？ * “零線”是否是一條連續(xù)的線？ * 假設(shè)場地?zé)o限大，“零線”是否封閉？

9、 * 在一個場地上是否會有多條“零線” ？,,,,,5.計算方格土方工程量 按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量. 表1-3 常用方格網(wǎng)點計算公式,,,,,,6.計算場地邊坡的土方量,坡度系數(shù)：m=b/h,7.計算土方總量 將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總,即得該場地挖方和填方的總土方量.,8.例題 【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖1-7所示，方格邊長為20m20m,填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0,挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.,【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標高和自然標高，計

10、算結(jié)果列于圖1-8中. 由公式1.9得： h1=251.50-251.40=0.10mh2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53mh4=251.32-250.60=0.72mh5=251.56-251.90=-0.34mh6=251.50-251.60=-0.10mh7=251.44-251.28=0.16mh8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83mh10=251.56-252.00=-0.44mh11=251.50-251.70=-0.20mh12=251.46-251.40=0.06m,(2)計

11、算零點位置.從圖1-8中可知,15、26、67、711、1112五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點存在. 由公式1.10求得： 15線x1=4.55(m)26線x1=13.10(m)67線x1=7.69(m)711線x1=8.89(m)1112線x1=15.38(m),(3)計算方格土方量.方格、底面為正方形,土方量為： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面為兩個梯形,土方量為：V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=

12、12.80(m3)V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3)方格、、底面為三邊形和五邊形,土方量為： V(+)=65.73(m3) V(-)=0.88(m3) V(+)=2.92(m3) V(-)=51.10(m3)V(+)=40.89(m3)V(-)=5.70(m3) 方格網(wǎng)總填方量：V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格網(wǎng)總挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3),(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,、按三角棱柱體計算外,其余均按三角棱錐體計算,可得

13、： V(+)=0.003(m3) V(+)=V(+)=0.0001(m3) V(+)=5.22(m3) V(+)=V(+)=0.06(m3) V(+)=7.93(m3) V(+)=V(+)=0.01(m3) V=0.01(m3) V11=2.03(m3) V12=V13=0.02(m3) V14=3.18(m3) 邊坡總填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3) 邊坡總挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3),圖1-9場地邊坡平面圖,第三節(jié)基坑邊坡穩(wěn)定及降水,主要內(nèi)容：排除地面水和降低地下水

14、 3.1 排除地面水 一般采用“疏”，“堵”，“擋”的辦法。 “疏”設(shè)置排水溝； “堵”截水溝； “擋”修筑土堤。,,,,,,3.2 降低地下水 主要方法：集水坑降水法和井點降水法。 1.集水坑降水法（即明排水法）,,,,,,,集水坑的設(shè)置要求 設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外，地下水走向的上游，以防止坑底的土顆粒流失。 直徑或?qū)挾龋?.6-0.8m； 間距：20-40m。 深度：隨挖土加深而加深， 低于挖土面0.7-1m，基坑底 面下1-2m。 構(gòu)造：底部設(shè)300厚碎石濾 水層或100厚礫石上部100厚 粗砂。 主要抽水設(shè)備 離心泵和潛水泵,集水坑降水,,,,,,2 流沙及其防治 （1）流

15、沙產(chǎn)生的條件 當土質(zhì)為細沙或粉沙，又采用集水坑降水時，基坑一旦開挖到地下水位以下（約0.5米），坑底下的土有時會形成流動狀態(tài)，隨地下水一起涌入坑內(nèi)，就形成流沙。,重要概念,后果： 施工條件惡化 地基完全喪失承載能力 附近建筑物沉降，傾斜。,流沙,,,,,,（2）流沙形成原因 內(nèi)因土質(zhì)問題 均勻：顆粒級配中，土的不均勻系數(shù)小于5。 粘性差：土的顆粒組成中，粘粒含量<10，粉粒含量75% 土松：天然空隙比0.75 水多：含水量30% 因此，流砂易在粉土、細砂、粉砂和淤泥土中發(fā)生。,,,,,,,外因與土重作用相反的動水壓力 動水壓力的性質(zhì)： 作用方向與水流方向相同； 與水力坡度和水頭差成正比；

16、 與滲透路徑成反比。,,,土的浸水容重,動水壓力,,,,,,,,,（3）管涌冒砂 定義基坑底位于不透水層，其下為承壓蓄水層，當覆蓋土的重力小于承壓水的托力時，發(fā)生管涌冒砂現(xiàn)象。,,,,,,,,（4）流沙的防治 原則：治砂必先治水 減小或平衡動水壓力 強挖并拋大石塊 水下挖土法 減小水位差，使動水壓力作用方向向下 人工降低地下水位 截斷地下水流。 設(shè)止水帷幕 加長滲透路徑 打鋼板樁,,,,,,,,,,,,,,,,3 井點降水 （1）井點降水的類型和適用范圍 在基坑開挖前，預(yù)先在基坑周圍或在基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降至基坑以下并穩(wěn)定后才開挖基坑。,,

17、,,,,,（2）輕型井點設(shè)備 包括：管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。 管路系統(tǒng) 包括：井點管、濾管、彎聯(lián)管和總管等： 濾管3850， L=120mm鋼管，上開直徑為 1219的透水孔。 井點管直徑為3850， L=57m 的無縫鋼管，一般長 度為6m。 總管直徑為100127， L=4m 的無縫鋼管，每隔0.8 或1.2m有一個連接孔。 彎連管一般用鋼管，塑 料管，常用塑料管。,,,,,,井點管,總管,彎連管,輕型井點降水系統(tǒng),,,,,,（2）輕型井點設(shè)備 抽水系統(tǒng),抽水原理 地下水（氣）在真空度的作用下，進入水氣分離器，然后水由抽水機抽出，氣由真空泵抽出，不斷循環(huán)，從而降低地下水位。 設(shè)備 真空泵

18、、抽水機、水氣分離器等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,真空泵,離心泵,浮筒,,,,,,,,（3） 輕型井點布置 一般按照：單排、雙排、環(huán)形布置。 1）單排井點布置,,,中部,地下水上游,大于基坑寬,透水層,<6m,降水<5m,,,,,,2）環(huán)形井點布置,,,分段點設(shè)在拐彎處,中部,透水層,基坑寬6m降水5m,,,,,,輕型井點降水現(xiàn)場,,,,,,真空泵,,,,,,3）二級輕型井點,,,,,,南京玄武湖隧道施工城墻側(cè)湖底段采用圍堰擋水，二級輕型井點降水，輔以管井井點降水，放坡大開挖，掛網(wǎng)噴漿護坡。,第一級,第二級,,,,,,2）涌水量的計算 單井涌水量的計算達西線性滲

19、透定律 涌水量=滲透系數(shù)過水斷面積水力坡度 即：Q=KAI 對于無壓完整井： 式中：H含水層厚度（m）；h井內(nèi)水深（m） R抽水影響半徑（m）；r水井半徑（m）； S水井內(nèi)水位降低值，SH-h。,,,,,,A圓柱表面積,,,,,,0,有效影響深度,無壓非完整群井涌水量 完整井的公式 非完整井的公式,,,,注：H0

20、小n，增大D，以滿足D15d）,,,,,,,（5）輕型井點抽水設(shè)備的選擇 真空抽水設(shè)備：W5、W6 W5型：總管長度不大于100m W6型：總管長度不大于120m 真空泵抽水過程中的最低真空度 式中：h降水深度（m）； h水頭損失，近似取1-1.5m 射流泵設(shè)備 QJD-60、QJD-90、JS-45其排水量分別為：60m3/h,90m3/h,45m3/h,總管長度不大于50m。,,,,,,水泵 一般選用單級離心泵，其型號根據(jù)流量、吸水揚程、與總揚程確定。 水泵的流量應(yīng)比基坑涌水量大10%-20%，水泵的吸水揚程，要大于降水深度和各項水頭損失之和，總揚程應(yīng)大于吸水揚程與出水揚程之和。 多層

21、井點系統(tǒng)中，下層井點的水泵應(yīng)比上層井點的總揚程要大，以免中途接力。 一般一臺真空泵配一臺水泵作業(yè)，當土的滲透系數(shù)和涌水量較大時，也可采用兩臺水泵。,,,,,,（6）輕型井點的施工 施工內(nèi)容包括：準備工作、井點系統(tǒng)埋設(shè)、 使用與拆除。 準備工作 材料準備（井點設(shè)備、施工機具、動力、水源、砂濾料等）； 排水溝的開挖； 標高觀測及防止沉降的措施； 設(shè)置水位觀測孔。 井點埋設(shè) 挖井點溝槽 排放總管 埋設(shè)井點管 用彎連管與總管相連，安排抽水設(shè)備，試抽水。,,,,,,井點管埋設(shè)的方法沖水管沖孔 鉆孔 直接利用井點管水沖下沉； 以帶套管的水沖法或振動水沖法成孔后沉設(shè)井點管。 每根井點管沉沒后應(yīng)檢驗其

22、滲水性能：井點管與孔壁之間填砂濾料時，管口應(yīng)有泥漿水冒出，或向管內(nèi)灌水時，能很快下滲。 第一組井點系統(tǒng)安裝完畢后應(yīng)進行抽水試驗，檢查管路接頭質(zhì)量、井點出水狀況、抽水設(shè)備運轉(zhuǎn)情況等。 降水過程中應(yīng)對建筑物進行沉降觀測，必要時采取防護措施,,,,,,,,,,,,3.3 土方邊坡和支護 土壁穩(wěn)定主要依靠土體的抗剪強度來維持平衡。 土體抗剪強度來源于土體的內(nèi)摩擦力和粘結(jié)力（內(nèi)聚力）。 土體塌方的本質(zhì)剪應(yīng)力抗剪強度 其主要原因開挖過深、土質(zhì)較差、放坡太小，水的侵入以及支護較弱等綜合原因。 防止土體塌方的主要措施放坡及支撐等。 1. 土方邊坡坡度和邊坡穩(wěn)定 1）土方邊坡 即放坡寬

23、度b=坡度系數(shù)m開挖深度h 確定坡度的大小應(yīng)考慮：土質(zhì)情況、包括地下水、開挖深度、使用情況（堆載）、使用時間等。,,,,,,2）邊坡穩(wěn)定 邊坡穩(wěn)定抗剪強度剪應(yīng)力 土體塌方剪應(yīng)力抗剪強度 剪應(yīng)力的增加外力 邊緣堆土或機械； 水侵入邊坡，使土的含水量增加； 地下水產(chǎn)生的動水壓力； 土體內(nèi)水的靜壓力等。 抗剪強度降低外因轉(zhuǎn)換為內(nèi)因 由于受風(fēng)化作用使土質(zhì)變松； 土受地下水的侵蝕而產(chǎn)生潤滑作用； 飽和細，粉沙受振動而液化。,,,,,,2 基坑無支護開挖 常用于深度不大且土質(zhì)較好的基坑，應(yīng)是施工條件允許時首選的開挖方式。,無支護開挖 直立壁開挖 放坡開挖,,,天然自立邊坡開挖 人工加固邊坡開挖,深度<

24、5m 無支撐邊坡,,,,,,3 人工加固邊坡 為保護土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定、堅固，常對開挖坡面采取一定的加固措施進行護坡。 常用的邊坡加固方法 水泥砂漿抹面、漿砌片石護坡、堆置砂(土)包護坡、塑料膜覆蓋，噴漿或掛網(wǎng)噴射混凝土等。 經(jīng)以上邊坡加固方法處理過的邊坡即稱為人工加固邊坡。,,,,,, 水泥砂漿抹面常用于保護易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石、老粘性土及破碎巖石邊坡坡面的穩(wěn)定，一般作3050mm厚水泥砂漿抹面。如用于一般土質(zhì)邊坡，常沿坡面打入雙向間距1.0m左右長11.5m的級螺紋鋼筋(直徑1016mm)以加強砂漿面層與坡面土體的連結(jié)。 漿砌片石護坡對各種土質(zhì)或巖石邊坡，為防止風(fēng)化剝落或滑坍，可采用漿砌片石護

25、坡，坡度應(yīng)小于 10.5，豎直邊坡也可采用紅磚砌筑。也可在坡腳處砌筑一定高度的漿砌片石或紅磚墻，用于反壓及擋土。 疊置砂(土)袋護坡對已發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生滑坍失穩(wěn)或變形較大的邊坡，常用疊置砂袋或土袋(草袋或土工織物袋)，置于坡腳或坡面，具有排水反壓，抗滑穩(wěn)定的作用。 塑料薄膜覆蓋護坡在坡面鋪設(shè)抗拉或防水的塑料薄膜(土工布)，其上覆蓋素土、砂土、砂漿抹面等，對坡面進行防水、防風(fēng)化、防坡面土流失的加固處理。,,,,,,,4 土壁支護 工程特點、開挖深度 采用土壁支護應(yīng)根據(jù) 地質(zhì)條件、地下水位 臨近建筑物的情況 施工方法 要求：牢固可靠；經(jīng)濟合理；確保安全

26、鋼（木）支撐 板樁 常用方法： 灌注樁 深層攪拌樁 地下連續(xù)墻,,,,,,,,（1）板樁支護 作用連續(xù)板樁既可擋土，又可擋水。當開挖的基坑較深，地下水位較高且有可能發(fā)生流砂時，如果未采用井點降水方法，則宜采用連續(xù)板樁支護結(jié)構(gòu) 類型：木板樁；鋼筋混凝土板樁；鋼板樁等。 1）鋼木混合式板樁 適用埋深較淺的黏土，沙土層，地下水位較淺； 注意--軟土地基要慎用。,,,,,,2)工字鋼(H型鋼)襯板支護結(jié)構(gòu),適用于粘性土、砂土等土質(zhì)較好且地下水位較低的基坑，水位高時要先降水。在軟土地基中要慎用，卵石地基中較難施工。 挖深25m。,傳力機理： 土的側(cè)壓力襯板工字鋼樁導(dǎo)梁（或頂撐或

27、拉錨）。,,,,,,3）鋼板樁支護 由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，既能擋土又能擋水。適用于較弱地基土及地下水位較高，水量較多的深基坑工程，在砂礫及密實砂土中施工困難。 挖深<15m。,問：哪個截面剛度最大，哪個最?。?最小,最大,,,,,,4）鋼板樁支護 特點打設(shè)方便，重復(fù)使用，承載力大，既可擋土，又可擋水等； 分類 無錨板樁(懸臂式板樁)懸臂長度一般不超過5m； 有錨板樁---板樁上部用拉錨或頂撐加以固定,又分為單錨和多錨，常用單錨板樁。 單錨板樁設(shè)計要素：入土深度、截面彎距、錨桿拉力。 主要破壞形式：,入土深度不夠,本身強度、剛度不夠,拉錨承載力或長度不夠,,,,,,,,,5）鋼筋混凝土

28、板樁,傳統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)，企口榫接有較好防水作用。厚可達500mm，，總費用低。已向薄壁工字形方向發(fā)展大截面如500500mm以上，壁厚100120mm，腹板預(yù)制后在現(xiàn)場澆成整體。在兩工字形板樁間鉆孔注漿堵漏。 挖深<10m。 適用軟土、一般粘性土。,,,,,,（2）灌注樁支護結(jié)構(gòu),應(yīng)用日趨廣泛?？稍谄矫嫔喜扇〔煌呐帕蟹绞叫纬蓸秹κ街ёo結(jié)構(gòu)，以抵抗不同條件下側(cè)向水、土壓力。一般樁頂設(shè)置連續(xù)的鋼筋混凝土壓頂?shù)厝α?帽梁)，使支護樁共同工作，提高整體性。 1）稀疏排樁僅擋土,不可擋水 應(yīng)采取可靠降水措施以防止管涌和流砂現(xiàn)象發(fā)生。 2）稀疏排樁加水泥砂漿抹面可擋土、擋水 稀疏排樁間距S較大時用。樁凈距一

29、般1.0m以內(nèi)，以0.60.8m為宜。基坑挖土、鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹面均分層施工。,,,,,,工程實例,南京火車站綜合樓地下室兩層，采用稀疏排樁方案，挖深9m。,,,,,,基坑支護,,,,,,3）連續(xù)排樁 灌注樁連續(xù)排列。排列方式有多種，圖中黑色樁為素混凝土樁，或砂樁注入砂漿、化學(xué)漿液等形成無筋樁。 問：能否既可擋土，又可擋水？,,擋水,擋土,,,,,,4）雙排式(或框架式)灌注樁支護僅擋土 灌注樁雙排布置，用蓋板連接形成門式剛架結(jié)構(gòu)。,,,,,,5）連拱式支護結(jié)構(gòu)僅可擋土 新型的大直徑與小直徑樁的組合結(jié)構(gòu)，拱的矢高f=(1/41/2)L。 樁頂用鋼筋混凝土圈梁(即蓋板)相連接，基坑較深時可

30、加12道橫肋梁以增強拱截面的整體性，可省去內(nèi)支撐或土層錨桿。,,,,,,6）擋土與阻水組合排樁支護結(jié)構(gòu),,,,,,可分為深層攪拌樁、粉噴水泥攪拌樁和高壓旋噴樁等，既可擋土又可止水，其中深層攪拌水泥土擋墻廣泛用于軟土地區(qū)（淤泥質(zhì)土，地基承載力120kPa粘性土）的深基坑工程，挖深8m。,（3）重力式水泥土擋墻,,,,,,格柵式水泥土擋墻構(gòu)造要求 墻體縱向相鄰拉結(jié)格構(gòu)墻沿縱向的總厚度不應(yīng)小于縱向長度的1/4； 擋墻的轉(zhuǎn)角處宜采用圓弧形實墻(實體式)。 縱向墻體與拉結(jié)格構(gòu)墻搭接均應(yīng)不小于150mm，作為止水結(jié)構(gòu)的縱向搭接應(yīng)不小于200mm。 擋墻寬度一般取開挖深度的0.60.8倍，墻體在基坑底面下的

31、嵌固深度取開挖深度的0.81倍。 根據(jù)基坑條件可做成變階寬度和深度，也可成拱。 為加強整體性，擋墻可插入毛竹(大頭直徑不小于100mm，長度4m左右)，墻頂應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土壓頂(地圈梁)，厚度取200mm，配12200雙層雙向。 在可能的情況下，宜將壓頂與基坑周圍的混凝土路面或地面連成一體。,,,,,,（4）深層攪拌樁,,,,,,深層攪拌樁施工質(zhì)量要求 樁位準確、樁體垂直 放線誤差20mm 就位誤差50mm 成樁誤差100mm 水泥漿不得離析 水灰比0.4-0.6，水泥漿停置時間不超過2h，不得離析 確保水泥攪拌樁的強度與均勻性 攪拌下沉速度不超過0.7m/min 噴漿提升速度不超過0.5m/

32、min 確保加固體的連續(xù)性 相鄰樁間施工間隔不超過24h,,,,,,南京市級機關(guān)33層住宅樓，地下室一層，挖深6m，采用水泥土攪拌樁支護技術(shù)。,工程實例,,,,,,（5）土層錨桿 1）土層錨桿構(gòu)造 錨頭 一般由錨具、臺座和腰梁等組成。 自由段 位于土體主動滑裂面內(nèi)的部分。 由錨筋、隔離套、定位板(器)及水泥 砂漿等構(gòu)成。定位板(器)一般用硬塑料或鐵板 、鋼筋等制成。 錨固段 位于土體主動滑裂面以外，由錨筋、定位器、錨固體構(gòu)成。錨固段是用水泥砂漿或水泥漿將錨筋與土體粘結(jié)在一起的錨固體。,錨頭,自由段,錨固段,,,,,,,南京電網(wǎng)調(diào)度中心土層錨桿支護,工程實例,土層錨桿,,,,,,2)土層

33、錨桿的分類 類型普通錨桿；高壓灌漿錨桿；預(yù)應(yīng)力錨桿。 錨固段圓柱型、端部擴大頭型和連續(xù)球體型。,c 圓柱型錨桿,端部擴大頭型適用于錨固于砂質(zhì)土、硬粘土層且要求較高抗拔力。 連續(xù)球體型適用于錨固于淤泥土、淤泥質(zhì)土土層，且要求較高抗拔力。,,,,,,3）土層錨桿的施工,灌漿材料要求： 水泥砂漿：灰砂比1：11：2；水灰比0.380.45。 純水泥漿：水灰比0.40.45。,,,,,,,（6）土釘墻支護結(jié)構(gòu) 土釘墻由被加固土體、土釘群和噴射混凝土面板組成，形成一個以土擋土的類似重力式的擋土墻。,全段錨固,,擋土墻,,,,,,土釘墻類型 土釘可分為：不注漿和鉆孔注漿兩種。 不注漿土釘 又分為打入型和射

34、入型。 前者是用氣動土釘機將長度不超過6m的小型角鋼打入土內(nèi)。 后者是用氣動射釘機將2538mm的粗鋼筋或鋼管射入土內(nèi)(長度6m以內(nèi))。 鉆孔注漿土釘 適用于土體面層維護或開挖較淺的邊坡維護。全長注漿土釘適用于開挖較深的邊坡維護。,,,,,,基坑支護失效實例,1994年9月上海黃浦區(qū)某大廈基坑支護靠馬路40m長支撐破壞，600厚地下連續(xù)墻倒塌。 基坑挖深23.5m。 原因為設(shè)計、施工和監(jiān)測多方面。,,,,,,基坑支護屈曲實例,角撐受壓平面外失穩(wěn),,,,,,南京玄武湖隧道土方工程施工,玄武湖隧道為南京市規(guī)劃的“經(jīng)五緯九”路網(wǎng)的重要組成部分。 東起新莊立交二期，西起模范馬路，全長2.66KM

35、，暗埋段2.23KM，設(shè)計寬32M，雙向六車道。,湖底隧道,,,,,,玄武湖隧道由新莊立交穿入玄武湖、古城墻、中央路、過蘆席營路口，在南京工業(yè)大學(xué)附近出地面。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,隧道的陸地段采用SMW工法作基坑支護,,,,,,2.5 土方機械化施工 主要土方施工機械: 推土機、鏟運機、單斗挖土機、壓實機械等。 2.5.1 主要土方機械的特點與施工方法 （1）推土機 特點切土、推土和卸土； 分類 行走裝置：履帶式和輪式推土機 操作方式：機械式和液壓式操縱。 鏟刀安裝方式：固定式推土機和回轉(zhuǎn)式推土機。,,,,,,,,,,,,輪胎式推土機,履帶式推土機,,,,,

36、,直鏟推土機的固定式推土鏟,回轉(zhuǎn)式鏟刀 （a）鏟刀平斜 （b）鏟刀側(cè)傾,,,,,,（2）鏟運機 特點挖土、運土、卸土和平土； 分類 運行方式：拖式和自行式 操作方式：鋼絲繩操縱式和液壓式操縱。 卸土方式：強制式、半強制式和自由卸土。,,,,,,,拖式鏟運機,自行式鏟運機,,,,,,（3）單斗挖土機,反鏟挖掘機,,,,,,,,,,,,,,,（4）壓實機械,,,,,,,輪胎式壓路機,輪胎驅(qū)動鋼輪振動壓路機,,,,,,振動沖擊夯,電動蛙式打夯機,,,,,,2.5.2 土的填筑與壓實 （1）填方土料的選擇與填筑方法 1）填方土料的選擇 粘性土含水量合適，適合各層填料； 碎石土料、爆破石渣、砂土作表層

37、以下填料、最大粒徑<每層鋪填厚度的2/3。 其他要求有機質(zhì)含量8，可水溶性物質(zhì)5。 注：凍結(jié)，液化及粉沙質(zhì)黏土都不能作為填土料。 2）填筑方法 分層填土、分層壓實 注：透水性大的土層置于透水性較小的土層之下。,,,,,,（2）壓實方法 壓實方法：碾壓法、夯實法、振動壓實法 碾壓法主要適用場地平整和大型基坑回填工程 平碾壓路機（515頓）對砂土類和粘性土均可壓實； 振動碾壓實爆破石渣、碎石類土、雜填土或粉質(zhì)粘土； 羊足碾適用壓實粘土。 夯實法主要適用于小型回填土 夯錘，蛙式打夯機，汽錘等。 振動壓實法主要適用于振實非粘性土。,,,,,,,,,,,,（3）填土壓實的影響因素 主要影響因素

38、：壓實功、土含水量、每層鋪土厚度 和壓實遍數(shù)。 1）壓實功 土在含水量一定的情況下，壓實功愈大，土的密度就愈大，但并不成正比，因此壓實遍數(shù)并不需要過多，一般38遍即可。,非線性關(guān)系,注：對松土不宜用重型碾壓機械直接碾壓，否則土層會有強烈起伏，壓實效果不好，應(yīng)先用輕碾壓實，后用重碾壓實。,,,,,,2）含水量 最優(yōu)含水量在使用同樣進行壓實的條件下，使填土壓實時能獲得最大干重度時的含水量。,干燥土，土顆粒摩擦力大,飽和土，外力被部分水平衡,重要概念,,,,,,（注：約=16左右）,,,,,,3）鋪土厚度和壓實遍數(shù) 填土在壓實功的作用下，其受力范圍逐步擴大，而應(yīng)力則隨深度逐步減小，一旦其應(yīng)力不足以

39、使填土能產(chǎn)生永久的變形，就不能把土壓實。 鋪土厚度應(yīng)小于機械壓土 的影響深度，同時應(yīng)盡量減 少壓實遍數(shù)。 最優(yōu)鋪土厚度在該厚度 范圍內(nèi)，可使土料在獲得 設(shè)計干重度條件下，壓實 機械所需的壓實遍數(shù)最小。,,,,,,,,,,,,應(yīng)力,作用半徑,深度,,,,,,,,,,,,,（4）填土壓實的質(zhì)量檢查 1）土的壓實系數(shù)： 注：最大干容重 由試驗確定。 2）控制干容重一般由設(shè)計確定 一般場地平整：約0.90左右 主要受力層范圍以內(nèi)：0.96 主要受力層范圍以下：0.930.96 3）實際干重度： 4）壓實要求: 注：且應(yīng)有90以上符合設(shè)計要求，其余極值之差不得大于0.8kN/m3，且應(yīng)分散，不得集中。,,,,,,,