土方工程施工土方开挖

土方开挖1土方开挖2土壁支护3施工排水4流砂的防治第1章土方工程1土方开挖⑴踏勘现场；⑵熟悉图纸、编制施工方案；⑶清除现场障碍物，平整施工场地,进行地下墓探，设置排水降水设施；⑷永久性控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网，设置方格网、控制桩等；⑸搭设临时设施、修筑施工道路；⑹施工机具、用料准备。1.1土方施工准备工作第2讲土方开挖共60页第1页踏勘现场编制方案场地清表场地测量1.2边坡开挖场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时，上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m，以防塌方。1土方开挖边坡台阶开挖，应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时，在边坡修完后，应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。土方工程的多台阶开挖共60页第2页2土壁支护土壁的稳定主要是由土体内磨擦阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故、影响工期，有时还会危及附近的建(构)筑物。⑴边坡过陡；⑵雨水、地下水渗入基坑；⑶基坑上口边缘堆载过大；⑷土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开2.1造成土壁塌方的原因第2讲土方开挖共60页第7页基坑塌方抢险救人边坡的留设应符合规范的要求。挖填高度——高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；土的工程性质——土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；施工的特点——坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？人工作业还是机械作业？2.2防治塌方的措施2.2.1放足边坡对坡顶有荷载（尤其是有动荷载）、使用时间长、且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数。2土壁支护共60页第8页2.2.2土壁支护为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。2.2防治塌方的措施⑴基槽支护基(沟)槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。根据挡土板的不同，分为水平挡土板及垂直挡土板两类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑；共60页第9页间断式水平挡土板支撑对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。2.2防治塌方的措施连续式水平挡土板支撑共60页第10页垂直挡土板式支撑⑵一般基坑的支护方法一般基坑的支护方法有：斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法等，施工时按适用条件进行选择。①简易支护2.2防治塌方的措施仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的共60页第11页先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。②斜柱支撑③锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。2.2防治塌方的措施适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横（斜）撑时使用共60页第12页2.2.3做好施工排水防止流砂施工排水的内容将在第3节专门讨论。⑴对可能产生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并应遵循先整治后开挖和由上至下的开挖顺序，严禁先切除坡脚或在滑坡体上弃土。2.2.4完善施工技术措施⑵应根据挖方深度、边坡高度和土的类别确定挖方上边缘至土堆坡脚的距离，当土质干燥密实时不小于3m，当土质松软时不小于5m。坡顶堆土的最小距离共60页第13页2土壁支护⑶边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水。高达530m的边坡锚固共60页第14页2土壁支护边坡支护支撑垛防治边坡崩塌大石加固崩塌防治共60张第15张2土壁支护边坡简易护理边坡主动防护网石笼网护坡石笼网护岸漓江石笼护岸共60张第16张2土壁支护宜万铁路岩崩滑坡事故2007年11月20日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000m3。施工人员1死1伤2失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。2土壁支护岩崩滑坡事故现场全景岩石崩塌处崩塌的巨石客车被埋,车上有乘客31人共60页第17页2.3深基坑的支护深基坑支护的基本要求：●确保支护结构能起挡土作用，基坑边坡保持稳定；●确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；●通过排水降水等措施，确保基础施工在地下水位以上进行。上海环球金融中心基础施工地铁车站的深基坑支护共60页第18页2土壁支护常用的支护结构体系排桩式土钉墙喷锚支护钢管桩挖孔灌注桩钢板桩板墙式板桩式组合式粉体喷射注浆桩墙钻孔灌注桩高压喷射注浆桩墙深层搅拌水泥土桩墙逆作拱墙式边坡稳定式排桩与板墙式水泥挡土墙式现浇地下连续墙灌注桩与水泥土桩结合加筋水泥土围护墙型钢横挡板共60页第19页2.3深基坑的支护2.3.1挡土灌注桩支护适于开挖面积大、深度大于6m、不允许放坡、邻近有建（构）筑物的基坑支护。开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。深基坑的间隔式排桩支护共60页第20页2.3深基坑的支护2.3.2挡土灌注桩与土层锚杆结合支护适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护,、邻近地基不允许有下沉位移时使用桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆，达到强度后，安上横撑，拉紧固定，在桩中间挖土，直至设计深度。深基坑的间隔式排桩支护共60页第21页桩顶连系梁悬臂支护桩锚杆及横撑2.3深基坑的支护2.3.3土层锚杆支护在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋，灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土层结合成抗拉锚杆，将立壁土体侧压力传至稳定土层。适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用基坑锚杆支护施工中2.3深基坑的支护共60页第22页天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。2.3.4土钉墙支护钻孔插筋、注浆铺设钢筋网喷射砼护面土钉墙支护2.3深基坑的支护共60页第23页2.3.5钢板桩支撑当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩两大类。钢板桩＋水平支撑U型钢板桩插打入土U型板桩相互连接2.3深基坑的支护共60页第24页2.3.6内撑式支护由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。北京地铁熊猫环岛车站基坑钢管支护大型深基坑的钢管对撑支护共60页第25页2.3深基坑的支护制作深基坑砼构架构架支护下挖桩间土方构架支护下逆作法施工共60页第26页2.3深基坑的支护2.3.7地下连续墙支护地下连续墙成槽施工先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于大面积、有地下水的深基坑施工。SH350连续墙抓斗—成槽机三一重工槽段的连接点击动画水泥搅拌桩共60页第27页2.3深基坑的支护导墙施工导墙施工完泥浆系统--泥浆池成槽施工钢筋笼吊装锁口管起拔砼浇筑2.3深基坑的支护共60页第28页深基坑边坡支护坍塌事故杭州地铁塌陷事故2008年11月15日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75m的路面坍塌并下陷15m。行驶中的11辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。共60页第30页2土壁支护共60页第31页2土壁支护事故附近的房屋已被全部推倒陷落的车辆被吊起清理塌陷现场事故造成21人死亡，经济损失约1.5亿元，是中国地铁建设史上最惨痛的事故。共60页第32页2土壁支护上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌6月27日6时左右，上海闵行区“莲花河畔小区”一栋在建13层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件。共60页第33页2土壁支护共60页第34页2土壁支护共60页第35页2土壁支护两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力共60页第36页2土壁支护3施工排水基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。3.1明排水法一般采用截、疏、抽的方法。截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域；疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水；抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。第2讲土方开挖共60页第37页⑴明沟与集水井排水在基坑的一侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔20～30m设一集水井，排水沟始终比开挖面低0.4～0.5m，集水井比排水沟低0.5～1m，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水3.1明排水法普通明沟与集水井排水法共60页第38页⑵分层明沟排水当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水3.1明排水法分层明沟排水法共60页第39页⑶深层明沟排水当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟，其余部位设置边沟或支沟与主沟连通，通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水3.1明排水法深层明沟排水法共60页第40页3.2施工降水在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。3施工排水地下室电梯井局部二次降水全基坑轻型井点降水共60页第41页3.2.1井点降水的作用防止地下水涌入坑内防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌3.2施工降水共60页第42页降水后，使板桩减少了横向荷载消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力3.2施工降水共60页第43页3.2.2井点降水的种类轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。⑴轻型井点适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。降水深度为：单级井点3～6m，多级井点6～12m3.2施工降水共60页第44页⑵喷射井点是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成水气射流，将地下水抽出排走。其降水深度可达8～20m。适用于开挖深度较深、降水深度大于8m，土渗透系数为3～50m/d的砂土或渗透系数为0.1～3m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。3.2施工降水共60页第45页⑶电渗井点电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤3.2施工降水共60页第46页⑷管井井点管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/d的基