天然地基上浅基础施工

情境二天然地基上浅基础施工•1.掌握明挖法基坑开挖的方法与各种基坑支护的施工工艺。•2.掌握基坑检验与地基局部处理的方法。•3.掌握围堰法施工的基本要求与施工工艺。•4.掌握刚性扩大基础施工工艺。•5.掌握独立基础与条形基础施工工艺。•6.掌握筏形基础施工工艺。•7.掌握地下连续墙施工工艺。单元二基坑开挖与支护一、基坑开挖1.桥涵基坑开挖的基本要求（1）基坑开挖环境要求基坑开挖环境包括气候环境和开挖工作环境两个方面。气候环境方面，应尽量避免在雨季施工；工作环境方面，应首先查明坑底尺寸外围2倍基坑深度范围内有无影响基坑开挖的建筑物、构筑物、管线和地下水的分布情况，施工方案应保证在不影响相邻建筑物、构筑物和管线的情况下，宜尽量在干爽自然通风环境下施工，当地下水太过丰富时，可在静水条件下开挖。单元二基坑开挖与支护（2）基坑底面的平面形状与尺寸基坑底面的平面形状，必须与基础底面形状相适应，对于像U形基础那样具有凹形底面的基础，为了便于施工，常将基坑底面形状简化为矩形，如图2.1.2所示。（3）基坑顶面的平面布置要求基坑顶面的平面布置，在基坑顶面开挖平面的外围，宜设置基础施工时平面定位的龙门板。龙门板至基坑顶面开挖边线的距离，应满足基础施工的要求，一般不小于3.0～5.0m。龙门板的外围应设置截流沟，以防止地面水、泥石流涌入基坑。单元二基坑开挖与支护（4）基坑开挖断面要求基坑开挖断面的形状和尺寸与下列因素有关：是否设置基坑支护；土的类别与状态；地基土的分层情况；地下水位；土的透水性；基坑底面的平面形状；基坑暴露的时间；基坑开挖期间的气候；建筑场地的地形和大小等。（5）基坑开挖的施工要求基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。基坑周边堆载不得超过设计规定。土方开挖完成后应立即施工垫层，对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。2.桥涵基坑开挖的主要方法按照基坑是否设置围护结构分为：敞坡开挖和基坑支护开挖。单元二基坑开挖与支护敞坡开挖不需设置基坑支护，施工工艺简单。这种基坑坑壁多为坡式，当基坑深度不超过5m、地基土质湿度正常、开挖暴露时间不超过15天的情况下，可参照表2.2.1选定坑壁坡度，表中1∶n表示斜坡的高宽比。单元二基坑开挖与支护当基坑深度大于5m时，为了保证坑壁边坡的稳定，宜将坑壁坡度适当放缓，或增设宽度为0.5～1.0m的平台，如图2.2.1所示。坑顶周围宜设置截流排水沟以防止地面水流入坑内冲刷坑壁。当基坑顶缘有动荷载时，顶缘与动荷载之间应留有不小于1.0m的护道。图2.2.1基坑坑壁边坡（尺寸单位：m）单元二基坑开挖与支护当基坑边坡不易稳定，并有地下水影响，或建筑场地受到限制，或基坑斜坡过于平缓致使基坑开挖土方量太大，从而不符合经济要求时，宜采用加设围护结构的竖直坑壁基坑。按照基坑开挖采用的主要工具分为：人工开挖、机械开挖和爆破法开挖。单元二基坑开挖与支护3.施工机械的选用要求土方工程施工过程主要包括：土方开挖、运输、填筑与压实等。桥涵基坑开挖常用的施工机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等。1）推土机施工①推土机的特点：推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行驶速度快，易于转移，能爬30°左右的缓坡，因此应用较广。②作业方法：推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。a.下坡推土法b.槽形推土法c.并列推土法d.分堆集中，一次推送法。③推土机生产率计算。单元二基坑开挖与支护a.推土机小时生产率按下式（2.2）计算：Ph=3600qTVKs（m3/h）（2.2）式中TV——从推土到将土送到填土地点的循环延续时间(s)；q——推土机每次的推土量(m3)；Ks——土的可松性系数。b.推土机台班生产率Pd按下式（2.3）计算：Pd=8PhKB(m3/台班)(2.3)式中KB——取值一般在0.72～0.75之间。单元二基坑开挖与支护2）铲运机施工①铲运机的特点是能综合完成铲土、运土、平土或填土等全部土方施工工序，对行驶道路要求较低；操纵灵活，运转方便，生产率高，在土方工程中常应用于大面积场地平整，开挖大基坑、沟槽以及填筑路基、堤坝等工程。适宜铲运含水量不大于27%的松土和普通土，不适于在砾石层和冻土地带及沼泽区工作，当铲运三、四类较坚硬的土时，宜用推土机助铲或用松土机配合将土翻松，以减少机械磨损，提高生产率。②开行路线铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。铲运机的开行路线分为如下几种：a.小环形开行路线b.大环行开行路线c.“8”字形开行路线d.锯齿形开行路线。单元二基坑开挖与支护③作业方法a.下坡铲土法铲运机利用地形顺地势（坡度一般3°~9°）下坡铲土。b.跨铲法在较坚硬的地段挖土时，取留土埂间隔铲土。c.交错铲土法铲运机开始铲土的宽度取大一些，随着铲土阻力增加，适当减小铲土宽度，使铲运机能很快装满土。d.助铲法当地势平坦，土质较坚硬时，可使用自行铲运机，另配一台推土机在铲运机的后拖杆上进行顶推，协助铲土，不仅能缩短每次铲土时间，还能装满铲斗，提高生产率30%左右。单元二基坑开挖与支护e.双联铲运法铲运机运土时所需牵引力较小，当下坡铲土时，可将两个铲斗前后串在一起，形成一起一落依次铲土、装土（又称双联单铲）。当地面较平坦时，采取将两个铲斗串成同时起落，即同时进行铲土，又同时起斗开行（称为双联双铲）。前者可提高工效20%～30%；后者可提高工效60%。④铲运机生产率计算单元二基坑开挖与支护单元二基坑开挖与支护单元二基坑开挖与支护3）单斗挖土机施工单斗挖土机在土方工程中应用较广，种类很多，按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两类。①正铲挖土机正铲挖土机其挖掘能力大，生产率高，适用于开挖停机面以上的一～三类土，它与运土汽车配合能完成整个挖运任务，可用于开挖大型干燥基坑以及土丘等。A.开挖方式a.正向开挖，侧向卸土正向开挖，侧向卸土法，即正铲向前进方向挖土，汽车位于正铲的侧向装土。b.正向开挖，后方卸土正向开挖，后方卸土法，即正铲向前进方向挖土，汽车停在正铲的后面。单元二基坑开挖与支护挖土机挖土装车时，回转角度对生产率的影响数值参见表2.2.2。B.提高生产率的方法a.分层开挖法分层开挖法将开挖面按机械的合理高度分为多层开挖；当开挖面高度不能成为一次挖掘深度的整数倍时，则可在挖方的边缘或中部先开挖一条浅槽作为第一次挖土运输的路线，然后再逐次开挖直至基坑底部。单元二基坑开挖与支护b.多层挖土法多层挖土法将开挖面按机械的合理开挖高度，分为多层同时开挖，以加快开挖速度。土方可以分层运出，也可分层递送，至最上层（或下层）用汽车运出。c.中心开挖法中心开挖法即正铲先在挖土区的中心开挖，当向前挖至回转角度超过90°时，转向两侧开挖，运土汽车按八字形停放装土。d.上下轮换开挖法上下轮换开挖法即先将土层上部1m以下土挖深30～40cm，然后再挖土层上部1m厚的土，如此上下轮换开挖。本法挖土阻力小，易装满铲斗，卸土容易。该法适用于土层较高，土质不太硬，铲斗挖掘距离很短的情况。单元二基坑开挖与支护②反铲挖土机反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的一～三类土（索式反铲只宜挖一～二类土），适用于挖基坑、基槽和管沟，有地下水的土壤或泥泞土壤。一次开挖深度取决于最大挖掘深度的技术参数。根据挖掘机的开挖路线与运输汽车的相对位置不同，开挖方式一般有以下几种：a.沟端开挖法即反铲停在沟端，后退挖土，同时往沟一侧弃土或装车运走。b.沟侧开挖法即反铲停在沟侧沿沟边开挖，汽车停在机旁装土或往沟一侧卸土。c.多层接力开挖法即将两台或多台挖土机设在不同作业高度上同时挖土。上层可用大型反铲，中、下层用大型或小型反铲，进行挖土和装土，均衡连续作业。单元二基坑开挖与支护③拉铲挖土机拉铲挖土机挖土半径和挖土深度较大，但不如反铲灵活，开挖精确性差。该机适用于挖停机面以下的一～二类土，可用于开挖大而深的基坑或水下挖土。A.开挖方式拉铲挖掘机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。开挖方式有以下两种：a.沟端开挖法拉铲停在沟端，倒退沿沟纵向开挖。b.沟侧开挖法拉铲停在沟侧沿沟横向开挖，沿沟边与沟平行移动，如沟槽较宽，可在沟槽的两侧开挖。该法适用于开挖土方就地堆放的基坑、基槽以及填筑路堤等工程。单元二基坑开挖与支护③拉铲挖土机拉铲挖土机挖土半径和挖土深度较大，但不如反铲灵活，开挖精确性差。该机适用于挖停机面以下的一～二类土，可用于开挖大而深的基坑或水下挖土。A.开挖方式拉铲挖掘机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。开挖方式有以下两种：a.沟端开挖法拉铲停在沟端，倒退沿沟纵向开挖。b.沟侧开挖法拉铲停在沟侧沿沟横向开挖，沿沟边与沟平行移动，如沟槽较宽，可在沟槽的两侧开挖。该法适用于开挖土方就地堆放的基坑、基槽以及填筑路堤等工程。单元二基坑开挖与支护B.作业方法a.分段挖土法在第一段采取三角挖土，第二段机身沿直线移动进行分段挖土。该法适用于开挖宽度大的基坑、基槽、沟渠工程b.分层挖土法拉铲按从左到右，或从右到左顺序逐层挖土，直至全深。该法适用于开挖较深的基坑，特别是圆形或方形基坑。c.顺序挖土法挖土时先挖两边，保持两边低、中间高的地形，然后向中间挖土。本法挖土只在两边遇到阻力，较省力，边坡可以挖得很整齐，铲斗不会发生翻滚现象。该法适用于开挖土质较硬的基坑。单元二基坑开挖与支护④抓铲挖土机抓铲挖土机一般由正、反铲液压挖土机更换工作装置（去掉土斗换上抓斗）而成，或由履带式起重机改装。抓铲挖土机挖掘力较小，适用于开挖停机面以下的一～二类土，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。在软土地基的地区，常用于开挖基坑等。抓铲挖掘机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。在回转半径范围内，抓铲能抓住基坑上任意位置的土方，并可在任意高度上卸土（装车或弃土）。对小型基坑，抓铲位于一侧抓土；对较宽的基坑，则在两侧或四侧抓土。单元二基坑开挖与支护⑤单斗挖土机生产率计算a.单斗挖掘机小时生产率单元二基坑开挖与支护单元二基坑开挖与支护4）土方施工机械的选择①当地形起伏不大，坡度在20°以内，挖填平整土方的面积较大，土的含水量适当，平均运距短（一般在1km以内）时，采用铲运机较为合适。如果土质坚硬或冬季冻土层厚度超过100～150mm时，必须由其他机械辅助翻松再铲运。当一般土的含水量大于25%，或坚硬的黏土含水量超过30%时，铲运机要陷车，必须使土的含水量达到要求后再施工。②地形起伏较大的丘陵地带，一般挖土高度在3m以上，运输距离超过1km，工程量较大且又集中时，可采用下述三种方式进行挖土和运土。单元二基坑开挖与支护a.正铲挖土机配合自卸汽车进行施工，并在弃土区配备推土机平整土堆。选择铲斗容量时，应考虑到土质情况、工程量和工作面高度。b.用推土机将土推入漏斗，用自卸汽车在漏斗下装土并运走。这种方法适用于挖土层厚度在5～6m以上的地段。漏斗上口尺寸为3m左右，由宽3.5m的框架支承。其位置应选择在挖土段的较低处，并预先挖平。漏斗左右及后侧土壁应予支撑。使用73.5kW的推土机两次可装满8t自卸汽车，效率较高。c.用推土机预先把土推成一堆，用装载机把土装到汽车上运走，效率也很高。单元二基坑开挖与支护（2）开挖基坑施工机械选用原则①土的含水量较小，可结合运距长短、挖掘深浅，分别采用推土机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。当基坑深度在1～2m，基坑不太长时可采用推土机；深度在2m以内，长度较大的线状基坑，宜由铲运机开挖；当基坑较大，工程量集中时，可选用正铲挖土机挖土。②如地下水位较高，又不采取降水措施，或土质松软，可能造成正铲挖土机和铲运机陷车时，采用反铲、拉铲或抓铲挖土机配合自卸汽车较为合适。挖掘深度见有关机械的性能表。③移挖作填以及基坑和管沟的回填，运距在60～100m以内可用推土机。单元二基坑开挖与支护4.基坑开挖施工工艺（1）工艺流程测量放线→确定开挖顺序及坡度→分层分段开挖→基坑支护→排水降水→修坡清底→坡道收尾→检查验收。（2）操作