第03讲(第一章-土方工程).

《建筑施工技术》14级建筑班、造价班矿业建筑系温小伟联系方式：18329297846本章内容§1.1土的分类及工程性质§1.2土方工程量计算§1.3土方边坡与土壁支撑§1.4人工降低地下水位§1.5土方工程机械化施工§1.6土方填筑与压实§1.7基坑施工§1.8场地平整§1.9质量标准与安全技术§1.3土方边坡与土壁支撑土壁稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就会塌方。造成土壁失稳的主要原因有：(1)边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。(2)雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。(3)基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。1.3.1土方边坡防止边坡塌方的措施放足边坡，边坡的留置应符合规范的要求；在边坡上堆土方或材料以及使用施工机械时，应保持与边坡边缘有一定距离（当土质良好时，堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外，高度不应超过1.5m；在软土地区开挖时，应随挖随运，以防由于地面加荷引起的边坡塌方。）；做好排水工作；采用措施进行坡面防护（塑料薄膜覆盖，水泥砂浆抹面、挂网抹面或喷浆）。土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度)h与底宽b之比表示，即土方边坡坡度=h/b=1/(b/h)=1∶m式中：m=b/h称为边坡系数。当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：1.5m坚硬的粘土：2m。挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。土的类别边坡坡度(高∶宽)坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1∶1.001：1.251：1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土1：0.671：0.751：1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉质粘土、粘土1：0.331：0.501：0.67老黄土1：0.101：0.251：0.33软土(经井点降水后)1：1.00----表1.6深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度1.3.2土壁支撑当开挖基坑（槽）的土体含水量大而不稳定，或基坑较深，或受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖而土质较差时，应采用临时性支撑加固；开挖宽度较大的基坑，当在局部地段无法放坡，或下部土方受到基坑尺寸限制不能放较大坡度时，应在下部坡脚采取加固措施，如采用短桩与横隔板支撑或砌砖、毛石或用编织袋、草袋装土堆砌临时矮挡土墙保护坡脚。一般沟槽、基坑、深基坑的支撑方法分别见下面表格。§1.4人工降低地下水位为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是集水井排水法和井点降水法。施工方法是，开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外。明沟排水法适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。1.4.1集水井降水法：（明排水法）1.排水明沟；2.集水井；3.离心式水泵；4.设备基础与建筑物基础边线；5.原地下水位线；6.降低后地下水位线要求：（1）排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≮300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1‰。（2）集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，直径0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。长期用，有护壁和碎石压底等滤水层。（3）水泵：离心泵、潜水泵、污水泵……流砂现象流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。流砂现象产生的原因：当基坑底挖至地下水位以下时，坑底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边发生流砂现象。如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。其防止方法有：如条件许可，尽量安排在最低水位季节，枯水期施工，使最高地下水位低于坑底0.5m；水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡；采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。采用化学压力注浆或高压水泥注浆，固结基坑周围粉砂层。坑底抛大石块，增加土的压重或减小动水压力，尽快施工。1.4.2井点降水法井点降水：基坑开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。1、井点降水法的类型类型K(m/d)H(m)轻型井点0.1~503~6（6~12）喷射井点0.1~28~20电渗井点＜0.1管井井点20~2003~5深井井点10~250＞152、轻型井点降水轻型井点就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管为进水设备，其构造是否合理对抽水设备影响很大。轻型井点的平面布置当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度。井点管距离基坑壁一般不小于1.0m，井点管的间距应根据土质、降水深度、工程性质等确定，通常为0.8m、1.2m、1.6m或2.0m。如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。高程布置在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算1H+h+iLH式中：H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m；h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～1.0m；i——地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。轻型井点的施工轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。准备工作包括井点设备、动力、水泵及必要材料准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以及防止附近建筑沉降的措施等。埋设井点系统的顺序：根据降水方案放线、挖管沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设备、试抽。井点管的埋设一般用水冲法施工，分为冲孔(图1.22(a))和埋管(图1.22(b))两个过程。轻型井点使用轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查。地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。小结1.3土方边坡与土壁支撑1.3.1土方边坡1.3.2土壁支撑1.4人工降低地下水位1.4.1集水井降水法1.4.2井点降水法作业1、土方边坡坡度如何表示?2、基坑降水的方法有哪些?3、单排线状井点、双排井点的适用范围？