3土方工程施工

1主讲：王存芳班级：建D0907班建D0908班建筑施工技术2第三节土方工程施工要点★组织土方工程施工的要求（1）在条件允许的情况下应尽可能采用机械化施工；（2）要合理安排施工计划，尽量避开冬、雨期施工；（3）为了降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田，要对土方进行合理调配、统筹安排。（4）在施工前要做好调查研究，拟定合理的施工方案和技术措施，以保证工程质量和安全，加快施工进度。3一、施工准备(1)修筑好临时道路及供水、供电等临时设施。(2)做好材料、机具、物资、施工机械及人员的准备工作。(3)场地清理(地上与地下不明障碍物)(4)排除地面水（排水沟、截水沟、挡水土坝）(5)制定施工方案(6)设置测量控制网，打设方格网控制桩，进行建筑物、构筑物的定位放线等。(7)根据土方施工设计做好边坡稳定、基坑(槽)支护、降低地下水等土方工程的辅助工作。4操作步骤基槽放线1.在拟建场地定出房屋角点（控制点）的坐标；2.在房屋外侧沿控制点垂直和水平方向0.5M-1.0M处打入龙门桩；3.将各龙门桩用钢管连接（或用尼龙绳拉连），在钢管上用红漆标记房屋轴线位置（或在尼龙绳上挂彩色包装绳标记房屋轴线位置）；4.用测量仪复核轴线位置；5.在标记位置点用尼龙绳拉连，定出中心轴线，根据中心轴线用白石灰在地面上撒出基槽开挖边线，之后撤出尼龙绳。56钢筋混凝土条形基础平面图7基坑放线1.在拟建场地定出房屋角点（控制点）的坐标；2.在房屋外侧沿控制点垂直和水平方向0.5M~1.0M处打入龙门桩；3.将各龙门桩用钢管连接（或用尼龙绳拉连），在钢管上用红漆标记房屋轴线位置（或在尼龙绳上挂彩色包装绳标记房屋轴线位置）；4.用测量仪复核轴线位置；5.在标记位置点用尼龙绳拉连，定出中心轴线，根据中心轴线用白石灰在地面上撒出中心轴线，之后撤出尼龙绳。6.根据基础平面图和柱定位图推算出柱中心点离轴线的距离，用木桩（或钢筋、电焊条）在地面上定出柱基的中心点（形心点）位置；7.在每个柱基的中心线上沿水平、垂直方向按已经确定的柱基上口边线尺寸放出柱基上口挖土灰线；8.根据柱形心与基础形心重合原理复核所放灰线的正确性。操作步骤8独立基础平面图9桩基础平面图10操作步骤基底标高控制1.根据地面±0.00标高的参考点到自然地面的高度推算出挖土深度；2.当基槽或基坑挖土深度到达离预计深度还有约200MM时停止挖土；3.人工清理基底余土到接近基底位置；4.当挖土深度≤2.0M时，可以用测量用标尺和测量仪直接得出基底标高；5.当挖土深度＞2.0M时，可在槽或坑壁标高H处每各2-4M及拐角处打一水平桩，作为清理基底余土或基底标高的依据。11二、土方边坡与土壁支护土壁塌方的原因1、边坡过陡，使土体的稳定性不足导致塌方；尤其是在土质差开挖深度大的坑槽中。2、雨水、地下水渗入土中泡软土体，从而增加土的自重同时降低土的抗剪强度，这是造成塌方的常见原因。3、基坑上口边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于行车等动荷载，使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度。4、土壁支撑强度破坏失效或刚度不足导致塌方。121、土方边坡(1)边坡稳定条件及其影响因素GCT边坡稳定条件示意地基与基础工程施工工艺标准（QCJJT-JS02-2004）深度≤1.0M密实中密的砂土和碎石土（充填物为砂）深度≤1.25M硬塑、可塑的粘质砂土和砂质粘土深度≤1.5M硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）深度≤2M坚硬的粘土挖方超过上述深度时应考虑放坡或支挡土板132、土壁支护(一)基槽支护结构开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。横撑式支撑（a）间断式水平挡土板支撑；（b）垂直挡土板支撑1－水平挡土板，2－立柱，3－工具式横撑；4－垂直挡土板，5－横楞木；6－调节螺栓（a）（b）断续式（挖土深度小于3m）连续式（挖土深度小于5m）垂直挡土板（挖土深度不限）14(二)基坑支护结构（a）（b）（c）支撑计算土压力（a）密砂；（b）松砂；（c）粘土15案例1．水泥土挡墙（1）图解：水泥土墙的一般构造（a）水泥土墙剖面；（b）连续式劲性水泥土墙平面；（c）格栅式平面布置1－搅拌桩；2－插筋；3－面板；4－H型钢；41（a）（c）16(2)水泥土搅拌桩的施工搅拌水泥土墙施工流程（a）定位；（b）预埋下沉；（c）提升喷浆搅拌；（d）重复下沉搅拌（e）重复提升搅拌；（f）成桩结束17（3）特点与适用范围水泥土墙按施工机具和方法不同，分为深层搅拌法、旋喷法和粉喷法。18案例2．土钉墙与喷锚支护(1)土钉墙支护土钉墙支护1－土钉；2－喷射混凝土面层；3－垫板19（2）土钉墙支护的施工土钉墙的施工顺序为：1.按设计要求自上而下分段、分层开挖工作面，修整坡面2.埋设喷射混凝土厚度控制标志，喷射第一层混凝土3.钻孔，安设土钉钢筋4.注浆，安设连接件5.绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土6.设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。若土质较好亦可采取如下顺序：1.开挖工作面、修坡2.绑扎钢筋网3.成孔4.安设土钉5.注浆、安设连接件6.喷射混凝土面层。20（3）喷锚网支护喷锚支护(a)喷锚支护结构；(b)土钉墙与喷锚网复合支护；(c)锚杆头与钢筋网和加强筋的连接1－喷射混凝土面层；2－钢筋网层；3－锚杆头；4－锚杆(土钉)；5－加强筋；6－锁定筋二根与锚杆双面焊接21土钉墙的构造要求：1.土钉墙的墙面坡度不宜大于1：0.1。2.土钉外露端部和层面有效连接在一起，设承压板和加强筋。3.土钉长度宜为开挖深度0.5～1.2倍，土钉的间距宜为0.6～1.2m，土钉与水平夹角为10°～20°。4.土钉宜选用Ⅱ、Ⅲ级锣纹钢筋，直径16～32，钻孔直径70～120。5.面层喷射砼强度等级不宜低于C20。6.喷射砼面层厚度宜为80～200，通常采用100。7.喷射砼面层中配钢筋网，采用I级钢筋、直径6～10，间距150～300，钢筋网搭接长度大于300。8.注浆材料水泥净浆或水泥砂浆，其强度不低于M10。22案例3、排桩式挡墙挡土灌注桩支护形式（a）间隔式；（b）双排式；（c）连续式1－挡土灌注桩；2－连系梁（圈梁）；3－前排桩；4－后排桩23案例4．板桩挡墙（1）型钢横挡板挡墙型钢桩横档板支护1一型钢桩；2一横向挡土板；3－木楔24（2）钢板桩挡墙常用钢板桩截面形式(a)一字形钢板桩；(b)U形板桩(“拉森”板桩)（a）25三、施工排水与降水1、明排水法原则：尽量利用原有的排水系统，或将临时性排水设施与永久性设施相结合使用。方法：截流、疏导、抽取注意排水沟的设置1）、一般应设在基础范围以外；2）、排水沟底宽应不少于0.2～0.3m；3）、沟底设有0.2％～0.5％的纵坡；4）、在开挖阶段，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.4～0.5m26注意集水井的设置1）、集水井应设置在基础范围以外的边角处；2）、集水井一般应设在基础范围以外基底最低处，排水沟的末端；3）、集水井的宽度或直径一般为0.6-0.8M；4）、集水井的个数应根据水量和水泵抽水能力每隔20-40M设一个；5）、集水井的顶标高应始终比挖土面低0.7-1.0M；6）、当挖土接近底标高时，集水井的顶标高应比挖土面低1.0-2.0M，在井底铺0.3M碎石滤水层，以免在抽水时将基底的泥沙抽出，并防止井底的土被搅动。27图1-22集水井降水法1－排水沟；2－集水井；3－离心式水泵；4－基础边线；5－原地下水位线；6－降低后地下水位线集水井法是在基坑开挖过程中，沿坑底的周围或中央开挖排水沟，并在基坑边角处设置集水井。将水汇入集水井内，用水泵抽走(图1—18)。这种方法可用于基坑排水，也可用于降水28※、流砂及其防治1．流砂发生的原因动水压力是流砂发生的重要条件。流动中的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压力。29ρWh1F－ρWh2F－TLF＝0WW21ILhhT－图1—25动水压力原理图(a)水在土中渗流的力学现象；(b)动水压力对地基土的影响l、2－土颗粒（a）（b）1TLF30由上式可知，动水压GD与水力坡度I成正比，水位差越大，动水压力越大，而渗透路程越长，动水压力越小。产生流砂现象主要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(与水流方向一致)与土的重力方向相反，土不仅受水的浮力，而且受动水压力的作用，有向上举的趋势，当动水压力等于或大于土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随地下水一起流入基坑，即发生流砂现象。312．流砂的防治流砂防治的主要途径是减小或平衡动水压力或改变其方向。具体措施为：（1）水下挖土法（2）打钢板桩（3）抢挖法（4）作地下连续墙法（5）在枯水季节开挖（6）井点降水法32※井点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)，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底标高以下，并保持至回填完成或地下结构有足够的抗浮能力为止。4、一般轻型井点1.轻型井点设备轻型井点设备是由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：井点管(由井管和滤管连接而成)、弯联管及总管等。33图1-22轻型井点法降低地下水位全貌图1－井管；2－滤管；3－总管；4－弯联管；5－水泵房6－原有地下水位线；7－降低后地下水位线34图1-26滤管构造1－钢管；2－管壁上的小孔；3－缠绕的塑料管；4－细滤网；5－粗滤网；6－粗铁丝保护网；7－井管；8－铸铁头图1－27真空泵轻型井点设备工作原理简图l－滤管；2－井管；3－弯管；4－阀门；5－集水总管；6－闸门：7－滤网，8－过滤室，9－淘砂孔；10－水气分离器；11－浮筒；12－阀门：13－真空计；14－进水管；15－真空计；16－副水气分离器；17－挡水板；18－放水口；19－真空泵；20－电动机；2l－冷却水管；22－冷却水箱；23－循环水泵；24－离心水泵35轻型井点设备参数1、滤管：（进水设备）长：1.0-1.5M，直径：38MM或51MM；材料：无缝钢管（管壁上钻有直径为12-18MM的呈梅花形排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面积的20%-25%）；沿钢管绕成螺旋形的塑料管；细滤网和粗滤网（孔径不同，内层为30-50孔/CM2的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网或棕皮。）粗铁丝保护网（孔径不同，内层为3-10孔/CM2的同样材料粗滤网或棕皮。）362、井点管直径：38MM或51MM材料：钢管3、集水总管直径：100-127MM材料：无缝钢管长：4M4、抽水设备常用的：W5、W6型干式真空泵、射流泵、隔膜泵等负荷长度：100-120M，375.轻型井点布置1)平面布置图1-28单排井点布置简图(a)平面布置；(b)高程布置1一总管；2－点管；3一抽水设备基坑或沟槽宽度＜6M,降水深度≯5M,布置在地下水流的上游，两端延伸长度≮坑槽宽度。382)环形布置图1-30环形井点布置简图(a)平面布置；(b)高程布置1一总管；2一井点管；3一抽水设备39井管的埋置深度H，可按下式计算：H≥H1十h十iL(m)(1-32)式中H1——总管平台面至基坑底面的距离(m)；h——基坑中心线底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.5～1.0m；i——水力坡度，根据实测：环形井点为1／10，单排线状井点为1／4；40图1－31二级轻型井点1－第一层井点管；2－第二层井点管413．轻型井点计算（1)井型判定图1-29水井的分类（a）无压完整井；（b）无压非完整井（c）承压完整井（d）承压非完整井42（2）涌水量计算①无压完整涌水量图1-30环形井点涌水量计算简图(a)无压完整井；(b)无压非完整井(m3／d)0lgxlgRS)S(2HK366.1Q－－43式中K——渗透系数(m／d)，应由实验测定;H——含水层厚度(m)；S——水位降低值(m)；R——抽水影响半径(m)，取：x0——环形井点的假想半径(m)：F——基坑周围井点管所包围的面积(m2)。HKS95.1RFx044②无压非完整井涌水量(m3／d)00lgxlgRS)S(2HK366.1Q－－有效深度H0值表1－12S’／(S’＋l)0.20.