給排水工程施工教案之溝槽、基坑施工

1、 給水排水工程施工 環(huán)境與市政工程系 知識與技能 本課程的目的是使學(xué)生獲得有關(guān)水工程的施工原理與方法的基本知識，掌握水構(gòu)筑物工程、水管道工程、常用設(shè)備安裝工程的施工技術(shù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗收方法；初步掌握所用材料及施工機具的性能、規(guī)格及檢驗；使學(xué)生能夠進行水工程施工的技術(shù)與組織等方面的工作. 溝槽、基坑施工 溝槽、基坑施工是給水排水工程施工中的主要項目之一?；?、管溝土方開挖、回填等工作所需的勞動量和機械動力消耗均很大，往往是影響施工進度、成本及工程質(zhì)量的因素。 溝槽、基坑施工施工具有以下特點： (1)影響因素多且施工條件復(fù)雜。土壤是天然物質(zhì)，種類多且成分較為復(fù)雜，性質(zhì)各異又常遭遇地下水的干擾。組織

2、施工直接受到所在地區(qū)的地形、地物、水文、地質(zhì)以及氣候諸多條件的影響極大。施工必須具有針對性。 (2)量大面廣且勞動繁重。如給排水管道施工屬線型工程，長度常達數(shù)公里，甚至數(shù)十公里，而某些大型污水處理工程，在場地平整和大型基坑開挖中，土石方施工工程量可達數(shù)十萬到百萬立方米。對于量大面廣的土石方工程，為了減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，加快工程進度，降低工程成本，應(yīng)盡可能采用機械化施工來完成。 (3)質(zhì)量要求高，與相關(guān)施工過程緊密配合。土石方施工，不僅要求標(biāo)高和斷面準(zhǔn)確，也要土體有足夠強度和穩(wěn)定性。常需與相關(guān)的施工排水、溝槽支撐和基坑護壁、堅硬巖土的爆破開挖等施工過程密切配合。1.1 土的工程性質(zhì)及分

3、類1.1.1 土的組成 1土的三相 土由礦物固體顆粒、水分和空氣組成，稱為土的三相。其中固相為礦物顆粒及有機質(zhì)； 液相為水；氣相為空氣。 礦物固體顆粒由各種礦物組成，是土的主要成分，也是決定土性質(zhì)的主要因素。礦物固體顆粒構(gòu)成土的骨架。顆粒之間有孔隙。水與空氣填充其間。土中的水分為自由水、薄膜水和附著水?？稍谕恋目紫堕g流動的水為自由水，又稱為自由地下水或簡稱地下水。吸著水是緊附在礦物固體顆粒表面的一層水，無出水性，其性質(zhì)接近于固體，不凍結(jié)，土受壓時不移動，在105以上蒸發(fā)。薄膜水在吸著水的外層，離顆粒表面愈遠，愈能從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?。土中水還以水汽狀態(tài)存在。由于土的三相是混合分布的，礦物顆粒間又

4、有孔隙，因此，土具有碎散性、壓縮性，土顆粒間具有相對移動性和透水性。 2土的主要物理性質(zhì) (1) 土的密度r 土在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為土的密度，即：(1-1)式中m 自然狀態(tài)下土的質(zhì)量；V 自然狀態(tài)下土的何種。 單位體積內(nèi)干土顆粒質(zhì)量稱為土的干密度rd ，即：(1-2)式中ms 自然狀態(tài)下何種為V的土烘干后土顆粒的質(zhì)量；土孔隙充水飽合的單位體積土的質(zhì)量稱為飽合密度，即:(1-3)式中Vs 土顆粒的體積；r w 水的密度(1000kg/m3)； 土的密度與土壓密程度有關(guān)，土愈密實，土的密度愈大。 （2）土的天然含水率w和土的飽合度(潤濕度)Sr 土的天然含水率w又稱質(zhì)量含水率，是一定體

5、積的土內(nèi)水質(zhì)量與顆粒質(zhì)量之比的百分數(shù)。 (1-4) 土的天然含水量變化范圍很大，土的含水量與土顆粒的礦物性質(zhì)、埋藏條件等因素有關(guān)。 土的飽合度Sr又稱土的相對含水量，表示土的孔隙中有多少部分充滿了水，即土內(nèi)水的體積Vw與孔隙體積Vv之比：(1-5) 完全干的土， Vw=0、則Sr=0；完全飽和的土，Vw=Vv，則Sr=100。工程上根據(jù)飽和度不同，將土分為稍濕土、濕土和飽和土3種。按地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：飽和度在50以下的土稱稍濕土、飽和度在5080為濕土、飽和度在80100為飽和土。 （3）土中固體顆粒的相對密度 ds 土的固體顆粒單位體積的質(zhì)量與水在4時單位體積的質(zhì)量之比稱土中固體顆粒的密

6、度，簡稱顆粒的相對密度。即：(1-6)式中r w 4時水的單位體積質(zhì)量為1000kgm3。 土顆粒相對密度取決于土的礦物和有機物組成，粘土顆粒相對密度一般為2.72.75，砂土顆粒相對密度一般為2.65。 （4）土的孔隙度n和孔隙比e 孔隙度和孔隙比都是表明土的松密程度的指標(biāo)?？紫抖缺硎就羶?nèi)孔隙所占的體積，用百分數(shù)表示；孔隙比為土內(nèi)孔隙體積與土粒體積之比值。即：(1-7)(1-8) 但是，土樣的孔隙度在土樣被壓縮前后是變化的?？紫抖葻o法表示壓縮量多少，因為土被壓縮后，土的總體積改變了，土的孔隙體積也變了。壓縮量h表示為：(1-9)式中e1 壓縮前土的孔隙比；e2 壓縮后土的孔隙比；h 壓縮前土

7、層厚度； 孔隙度和孔隙比是根據(jù)土的密度、含水量和相對密度實驗的結(jié)果，經(jīng)計算求得。1.1.2 土的狀態(tài)指標(biāo) 土的狀態(tài)指標(biāo)就是土的松密程度和軟硬程度的指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)是非粘性土(砂、卵石等)的松密程度指標(biāo)。砂類土密實程度標(biāo)準(zhǔn)見表1-1。 N3015N3010N15N10標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)密實中密稍密松散密實度表1-1 砂土的密實度 這種分類方法簡便。但是沒有考慮砂土顆粒級配對砂土分類可能產(chǎn)生的影響。密實度反映土的承載能力。用孔隙比e值來表示砂土的密實程度時，可能會因顆粒形狀而導(dǎo)致不能正確反映。因此，應(yīng)該用相對密實度Dr表示砂土的密實狀態(tài)。即：(1-10)式中 e 砂 土的天然孔隙比；ema

8、x 砂土的最大孔隙比；emin 砂土的最小孔隙比；砂土密實程度與相對密度Dr關(guān)系見表l一2。1Dr0.670.67Dr0.330.33Dr0相對密度Dr密實中密松散砂土密度表1-2 砂土密實度與相對密度Dr 碎石土可以根據(jù)野外鑒別方式分為密實、中密、稍密3種。 天然狀態(tài)下粘性土的軟硬程度取決于含水量多少：干燥時呈密實固體狀態(tài)；在一定含水量時具有塑性，稱塑性狀態(tài)，在外力作用下能沿力的作用方向變形，但不斷裂也不改變體積；含水量繼續(xù)增加，大多數(shù)土顆粒被自由水隔開，顆粒間摩擦力減小，土具有流動性，力學(xué)強度急劇下降，稱流動狀態(tài)。 按含水量的變化，粘性土可呈4種狀態(tài)：流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)、固態(tài)。流態(tài)、塑態(tài)、

9、半固態(tài)和固態(tài)之間分界的含水量，分別稱為流性限界(又稱液限) vL、塑性限界(又稱塑限) vP和收縮限界vs 。 土的組成不同，塑限和液限也不同。應(yīng)用液性指數(shù)IL來表示土的軟硬程度，即：(1-11)式中w 土的天然含水量；wP 土的朔限；wL 土的液限。 當(dāng)IL0時，土處于固態(tài)或半固態(tài)；當(dāng)0IL1時，土處于塑態(tài)；當(dāng)IL1時，土處于流態(tài)。如果土中的粘土顆粒較多，則土顆粒的比表面積較大，需有較大的含水量才能使土呈塑態(tài)和流態(tài)，因而流限和塑限都要高些。 在土的流限和塑限之間，土呈塑態(tài)。流限與塑限之差稱為塑性指數(shù)IP，即：(1-12) 塑性指數(shù)是反映土的粒徑級配、礦物成分和溶解于水中鹽分等土組成情況的一個

10、指標(biāo)。粘性土可按塑性指數(shù)值來分類，如表13所列。IP1710IP173IP10塑性指數(shù)IP粘土亞粘土輕亞粘土粘 性 土 分 類表1-3 粘性土分類1.1.3 土的壓縮性 土顆粒之間有孔隙。土受壓力作用后，孔隙體積被壓縮，這是土的壓縮性。與土中孔隙相比，土中顆粒和水可以認為是不被壓縮的。因此，土體壓縮可以認為只是土中孔隙被壓縮，孔隙體積Vv減少。壓力愈大，孔隙體積減少愈多。土在壓力作用下，土內(nèi)孔隙水排出，孔隙體積減少，土的骨架與孔隙水所受的壓力逐漸調(diào)整，三者同時進行，是一個排水、體積減少和壓力傳遞的過程。在一定壓力作用下，這個過程從起始到終結(jié)要經(jīng)歷一定時間。因此，土壓縮是一個時間過程。壓縮過程時

11、間的長短，隨土質(zhì)、壓力和含水量的不同而不同。1.1.4 土的滲透性 土的滲透性表示土的透水的性質(zhì)，其定量表示為單位時間天(d)內(nèi)水在土層中行經(jīng)的距離(m)。土的滲透性用滲透系數(shù)K表示。土的滲透系數(shù)大小取決于土的種類、土顆粒大小和粒徑級配、均勻性和土的密實程度等。 1) 砂土的滲透系數(shù)K與有效粒徑的經(jīng)驗公式為：(1-13)式中K 滲透系數(shù)(m/d)； d10 顆粒的有效粒徑(mm)； t 滲透水的溫度()；c 常數(shù)，粘土質(zhì)砂為：500700，純砂為：700 1000。 2) 幾種土滲透系數(shù)的經(jīng)驗值見有關(guān)設(shè)汁手冊。但在各種實際計算中，為精確起見，滲透系數(shù)一般應(yīng)實測確定。1.1.5 土的可松性和壓密

12、性 天然原狀土經(jīng)過開挖、運輸、堆放而松散使體積增大。稱作土的可松性；移挖作填或取土回填。填壓后會壓實，使得體積減小稱為土的施工壓縮。 土經(jīng)過開挖、運輸、堆放而松散，松散土與原土的體積之比用可松性系數(shù)K1表示： (1-14) 土經(jīng)過開挖、運輸、回填、壓實后仍較原土體積增大，最后體積與原土體積之比用可松性系數(shù)K2表示：式中V1 開挖前土的自然密實體積； V2 開挖后土的松散體積；V3 壓實后土的體積。 土的可松性系數(shù)大小取決于土的種類，如表1-4所示。(1-15)1.111.151.101.201.2.301.331.371.301.451.451.501115102020303337304545

13、50泥灰?guī)r、軟質(zhì)巖石、次硬質(zhì)巖石，硬質(zhì)巖石1.061.091.261.32692632重粘土、粘土混碎(卵)石、卵石土、密實黃土、砂巖1.041.071.241.30472480粘土、重亞粘土、礫石土、干黃土、黃土混碎(卵)石、亞粘土、混碎(卵)石，壓實素填土1.021.051.141.281.551428亞粘土、潮濕黃土、砂土混碎(卵)石、輕亞粘、士混碎(卵)石、素填土1.01.031.01.041.081.171.21.30l2.5348172030砂土、輕亞粘土、種植土、淤泥、淤泥質(zhì)土 K2 K1 最后 最初 土的名稱 可松性系數(shù) 體積增加百分比表1-4 土的可松性系數(shù)注：1.K1是用于

14、計算挖方工程量、裝運車輛及挖土機械的主要參數(shù); 2.K2是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù); 3.最初體積增加百分比= 100；最后體積增加百分比= 100。 土的壓實或夯實程度用壓實系數(shù)lc表示，即(1-16)式中rd 土的控制干密度(g/cm3) ； rmax 土的最大干密度(g/cm3) 。 土的密實度和土的含水量有關(guān)。土中水沒有被排除，空隙比不會減少。但如果沒有合適的含水量，顆粒間缺乏必要的潤滑，壓實時能量消耗大。輸入最小能量而導(dǎo)致最大干密度的含水量,稱為土的最佳含水量。當(dāng)土的自然含水量低于最佳含水量2%時，土在回填前要灑水滲浸。土的自然含水量過高，應(yīng)在壓實或夯實前晾曬。1.1.6 土

15、的抗剪強度 土的抗剪強度是土抵抗剪切破壞的性能。 通過直剪儀測定土的抗剪強度。如圖1-1所示，土樣放在面積為A的剪力盒內(nèi)，并受垂直壓力N和水平力T作用，此時，在土樣內(nèi)產(chǎn)生法向應(yīng)力s：(1-17)圖1一1 土的剪應(yīng)力實驗裝置示意 1一手輪 2一螺桿 3一上盒 4一下盒 5一傳壓板 6一透水石 7一開縫 8-測微計 9一彈性量力環(huán) 而在剪切面上產(chǎn)生剪應(yīng)力t：即(1-18) t隨T的增大而增大。但T在一定限值內(nèi)并不會導(dǎo)致土樣剪切破壞。這是因為在剪切面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力小于土的抗剪強度T/時，土樣就不會被剪壞。當(dāng)T增加到T/時，在剪切面發(fā)生土顆粒相互錯動，土樣破壞。土樣開始破壞時，剪切面上的剪應(yīng)力稱土的抗

16、剪強度。 T/隨垂直壓力N增大而增大。 以不同的N和T進行多次試驗(35次)，在直角坐標(biāo)紙上繪出法向應(yīng)力與剪切強度的的關(guān)系曲線，如圖12所示。由此得到砂土的抗剪強度的計算公式：(1-19)式中j 土的內(nèi)磨擦角 。 砂是散粒體，顆粒間沒有相互的粘聚作用，砂的抗剪強度來源于顆粒間摩擦力。由于摩擦力來源于土內(nèi)部，稱內(nèi)摩擦角。 粘性土抗剪強度組分，除了內(nèi)摩擦力外，還有一部分粘聚力(C)，則粘性土的抗剪強度曲線如圖12所示。粘性土的抗剪強度計算公式為：(1-20)圖1一2 砂土的抗剪強度曲線 土的密實度、含水率、抗剪強度試驗的儀器裝置和操作方法，都影響和C值。工程中需用的砂土值j，粘土j值和C值，都應(yīng)取

17、土樣由剪切試驗求得。 完全松散的砂土自由地堆放在地面上，砂堆的斜坡與地平面構(gòu)成的夾角，稱為自然傾斜角(或安息角)。 為了保持基坑、溝槽土壁的穩(wěn)定，必須有一定邊坡。邊坡以l:n表示，如圖1-3所示，n為邊坡系數(shù)： (1-21) n稱邊坡率。對于砂土，邊坡與地平面的夾角接近于土的自然傾斜角。含水量大的土，土顆粒間產(chǎn)生潤滑作用，使土的內(nèi)摩擦力或粘聚力減弱，因此，應(yīng)留有較緩的邊坡。含水量小的砂土，顆粒間的內(nèi)摩擦力減少，亦不宜采用陡坡。當(dāng)溝槽上方荷載較大時，土體會在壓力下產(chǎn)生滑移，因此邊坡應(yīng)緩，或采取支撐加固。深溝槽的上層槽應(yīng)為緩坡。圖1-3 挖方邊坡 1.1.7 土壓力 各種用途的擋土墻，地下管溝的側(cè)

18、壁，溝槽的支撐，頂管工作坑的后背，以及其它各種擋土結(jié)構(gòu)，都受到土從側(cè)向施加的壓力，如圖1一4所示。這種土壓力稱側(cè)土壓力，或稱擋土墻壓力。圖1-4 各種擋土結(jié)構(gòu)a) 擋土墻 b) 河堤 c)池壁 d)支撐 e) 頂管工作坑后背 土壓力E可由下式確定:(1-22)式中g(shù)土的密度(g/cm3)；h擋土墻高度(cm)；K土壓力系數(shù)。 如圖1-5a所示，在土推力作用下，擋土結(jié)構(gòu)可能稍微向前移動，并繞墻角C轉(zhuǎn)動。當(dāng)擋土墻達到某一位移量時，土體AB C達到極限平衡狀態(tài)，并具有沿BC潛在滑移面向下滑移趨勢，從而在滑移面上產(chǎn)生抗剪強度。抗剪強度有助于減弱土體對擋土結(jié)構(gòu)的推力。在這種情況下，產(chǎn)生的位移稱正位移，產(chǎn)

19、生的極限狀態(tài)稱主動極限狀態(tài)，產(chǎn)生的土壓力Ea稱主動土壓力。如重力式擋土墻。圖1- 5 擋土墻位移和側(cè)土壓力作用 a) 擋土墻位移導(dǎo)致的主動土壓力 b) 擋土墻位移導(dǎo)致的被動土壓力c) 擋土墻沒有位移的靜止土壓力 如果擋土結(jié)構(gòu)在荷載N作用下，如圖1-5b所示，推向土體ABC，使土體產(chǎn)生負位移。當(dāng)擋土結(jié)構(gòu)的位移量達到一定量時，土體ABC達到被動極限平衡狀態(tài)，并有繼續(xù)沿BC滑移面向上滑移趨勢，從而在滑移面上產(chǎn)生抗剪強度。此時，土體對擋土結(jié)構(gòu)的作用方向和BC面上剪應(yīng)力的方向一致，抗剪強度使土體對擋土結(jié)構(gòu)的推力增加。在這種情況下，土壓力Ep稱被動土壓力。如頂管工作坑后背。 當(dāng)墻體穩(wěn)而重，在土體的側(cè)向壓力

20、作用下，沒有發(fā)生位移，土體處于彈性平衡狀態(tài)時所產(chǎn)生的側(cè)向壓力E0稱為靜止土壓力。如溝槽支撐板。1.1.8 溝槽土的分類與開挖難易程度 按GB 50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范將地基土分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土六類。每類土又分成若干小類。 (1)巖石 在自然狀態(tài)下顆粒間連接牢固，呈整體的或具有節(jié)理裂隙的巖體。 (2)碎石土 粒徑大于2mm的顆粒占全重50以上，根據(jù)顆粒級配和占全重百分率不同，分為漂石、塊石、卵石、圓礫和角礫。如表1-5所示。 1.溝槽土的分類粒徑大于2mm的顆粒超過全重的50%圓形及亞圓形為主棱角形為主圓礫角礫粒徑大于20mm的顆粒超過全重的50%圓形

21、及亞圓形為主棱角形為主卵石碎右粒徑大于200mm的顆粒超過全重的50%圓形及亞圓形為主棱角形為主漂石塊石粒組含量顆粒形狀土的名稱表1-5 碎石土的分類 注:應(yīng)根據(jù)表中粒徑分組,由大到小以最先符合者確定碎石土的種類。 (3)砂土 粒徑大于2mm的顆粒含量小于或等于全重50%的土為砂土。砂土根據(jù)粒徑和全重的百分率不同,又分為礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂。如表1-6所示。粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的50%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的85%細砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過全重的50%粒徑大于0.25mm的顆粒超過全重的50%粗砂中砂粒徑大于2mm的顆粒超過全重的25%50%礫砂

22、顆粒級配名稱表1-6 砂土的分類 (4)粉土 粉土性質(zhì)介于砂土與粘性土之間。塑性指數(shù)Ip10。當(dāng)IP接近3時，其性質(zhì)與砂土相似；當(dāng)Ip接近10時，其性質(zhì)與粉質(zhì)粘土相似。 (5)粘性土 粘土按其粒徑級配、礦物成分和溶解于水中的鹽分等組成情況的指標(biāo)，分為輕亞粘土、亞粘土和粘土。 (6)人工填土 按其生成分為素填土、雜填土和沖填土3類： 1)素填土 由碎石土、砂土、粘土組成的填土。經(jīng)分層壓實的統(tǒng)稱素填土，又稱壓實填土。 2)雜填土 含有建筑垃圾、工業(yè)廢渣、生活垃圾等雜物的填土。 3)沖填土 由水力沖填泥砂產(chǎn)生的沉積土。 2.土的開挖難易程度 溝槽開挖施工中，常按土的堅硬程度、開挖難易，將土石分為8類

23、16級，見表1-7。 用爆破方法開挖安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細粗花崗巖；閃長巖；石英巖；輝長巖；輝綠巖-八類土(特堅石)用爆破方法開挖大理巖；輝綠巖；粗、中?；◢弾r；堅實白云巖；砂巖；礫巖；片麻巖；石灰?guī)r；風(fēng)化痕跡的安山巖；玄式巖-七類土(堅石)用爆破方法開挖，部分用風(fēng)鎬泥巖；砂巖；礫巖；堅實頁巖；泥灰?guī)r；密實的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖；片麻巖-六類土(次巖右)用鎬或橇棍、大錘，部分使用爆破方法硬石炭紀(jì)粘土；中等密實的灰?guī)r；泥炭巖；白堊土-五類土(軟石)整個用鎬或橇棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘重粘土及含碎石、卵石的粘土；密實的黃土；砂土四類土(砂礫堅土)主要用鎬，少許用鍬挖掘,部分用

24、撬棍輕及中等密實粘土；重亞粘土；粗礫石；干黃土及含碎石、卵石的黃土；亞粘土；壓實填筑土三類土(堅土)用鍬挖掘，少許用鎬翻松亞粘土；潮濕的黃土；夾有碎石卵石的砂；種植土；填筑土及輕亞粘土一二類土(普通土)用鍬挖掘砂；輕亞粘土；沖積砂土層；種植泥土； 泥炭(淤泥)一類土(松軟土)用開挖方法表示土的堅硬程度土的名稱土的級別土的分類表1-7 土的工程分類 1.2 施工測量與放線1.2.1 施工測量 施工單位在開工前，建設(shè)單位應(yīng)組織設(shè)計單位進行現(xiàn)場交樁。其內(nèi)容為： 1)雙方交接的主要樁橛應(yīng)為站場的基線樁及輔助基線樁、水準(zhǔn)基點樁以及構(gòu)筑物的中心樁及有關(guān)控制樁、護樁等，并應(yīng)說明等級號碼、地點及標(biāo)高等。 2)

25、交接樁時，由設(shè)計單位備齊有關(guān)圖表，包括給排水工程的基線樁、輔助基線樁、水準(zhǔn)基點樁、構(gòu)筑物中心樁以及各樁的控制樁及護樁示意圖等，并按上述圖表逐個樁橛進行點交。水準(zhǔn)點標(biāo)高應(yīng)與鄰近水準(zhǔn)點標(biāo)高閉合。接樁完畢，應(yīng)立即組織力量復(fù)測。接樁時，應(yīng)檢查各主要樁橛的穩(wěn)定性、護樁設(shè)置的位置、個數(shù)、方向是否合乎標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)盡快增設(shè)護樁。設(shè)置護樁時，應(yīng)考慮下列因素：不被施工棄土埋沒或挖掉；不被行人、車輛碰移或損壞；不在地下管線或其它構(gòu)筑物的位置上；不因地形變動(如施工的填挖)而影響視線。 3)交接樁完畢后，雙方應(yīng)作交接記錄，說明交接情況，存在問題及解決辦法，由雙方交接負責(zé)人與有關(guān)交接人員簽章。 施工單位進行施工測量通常分

26、為兩個步驟：第一步是進行一次站場的基線樁及輔助基線樁、水準(zhǔn)基點樁的測量，復(fù)核建設(shè)單位提供的樁橛位置及水準(zhǔn)基點標(biāo)高是否正確無誤，在復(fù)核測量中進行補樁和護樁工作。 第二步按設(shè)計圖紙坐標(biāo)進行測量，對給排水構(gòu)筑物、管道及附屬構(gòu)筑物的中心樁及各部位置進行施工放樣，同時做好護樁。 施工測量的允許誤差，應(yīng)符合表1-8的規(guī)定。 平地山地1/5000直接丈量測距兩次較差1/3000導(dǎo)線測量方位角閉合差導(dǎo)線測量相對閉合差水準(zhǔn)測量高程閉合差允許誤差/mm項 目表1-8 施工測量允許誤差 注: 1.L為水準(zhǔn)測量高程閉合路線的長度（mm）； 2.N為水準(zhǔn)或?qū)Ь€測量的測站數(shù)1.2.2 基坑、管道放線 給水排水構(gòu)筑物基坑、

27、管道及其附屬構(gòu)筑物的放線，可采取經(jīng)緯儀定線，直角交匯法或直接丈量法。 給水排水管道放線前，應(yīng)沿管道走向，每隔200m左右用原站場內(nèi)水準(zhǔn)基點設(shè)臨時水準(zhǔn)點一個。臨時水準(zhǔn)點應(yīng)與鄰近固定水準(zhǔn)基點閉合。 給水管道放線，一般每隔20m設(shè)中心樁；排水管道放線，一般每隔10m設(shè)中心樁。給水排水管道在閥門井室處、檢查井處、變換管徑處、管道分枝處均應(yīng)設(shè)中心樁，必要時設(shè)置護樁或控制樁。 給水排水管道放線抄平后，應(yīng)繪制管路縱斷面圖，按設(shè)計埋深、坡度，計算出挖深。1.3 溝槽斷面與土方量計算1.3.1 溝槽斷面及其選擇 如圖16所示，溝槽斷面可分為直槽、梯形槽(大開槽)和混合槽等。還有適合兩條或兩條以上管道埋設(shè)的聯(lián)合槽

28、。圖1- 6 溝槽斷面種類 a)直槽 b)梯形槽 c)混合槽 d)聯(lián)合槽 確定溝槽斷面時，應(yīng)在保證工程質(zhì)量和施工安全及施工方便的前提下，盡量減小斷面尺寸，以減少土方量,降低工程造價。 溝槽斷面的選擇通常應(yīng)考慮的因素有：土的種類、地下水情況、施工環(huán)境、施工方法、管道埋深、管長以及溝槽支撐條件等。 1.溝槽底寬 如圖17所示，溝槽底寬應(yīng)便于施工操作。一般采取管道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)寬度加上兩倍的工作寬度：即： 圖1- 6 溝槽底寬和挖深 B一管基礎(chǔ)寬度 b一槽底工作寬度t一管壁厚度 ll一管座厚度 h一基礎(chǔ)厚度 W=B+2b (1-23)式中W溝槽底寬(m)；B管道基礎(chǔ)寬度(m)；b一工作寬度（m）。 管道結(jié)

29、構(gòu)兩側(cè)的工作寬度可按表1-9的規(guī)定取用。0.40.50.60.8O3O4060.820050060010001100150016002000非金屬管道金屬管道及磚溝每側(cè)工作寬度/m管道結(jié)構(gòu)寬度/m表1-9 管道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的工作寬度 如有外防水層的磚溝，每側(cè)工作寬度應(yīng)取0.8m；如管側(cè)填土采取機械夯實時，每側(cè)工作寬度應(yīng)能滿足機械操作的需要。溝槽開挖深度由管道設(shè)計縱斷面圖確定。 2.溝槽邊坡 在天然濕度的土壤中開挖溝槽，如果地下水位低于槽底，可以考慮開成直槽，其邊坡系數(shù)常采取0.05。當(dāng)槽深h不超過下列數(shù)值時，可開成直槽并不需要支撐：砂土、礫礫石 h1.0m；亞砂土、亞粘土h1.25m；粘土h1.5

30、m 。 如果槽深較大，最宜分層開挖成混合槽。人工挖槽時，每層深度以不超過2m為宜，機械開挖則按機械性能確定。 地質(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻，地下水位底于溝槽、基坑底面高程，且挖方深度在5m以內(nèi)，且邊坡不加支撐的邊坡應(yīng)不大于表1-8最大邊坡的規(guī)定。 在管道工程施工中，溝槽開挖所遇到的具體情況相差很大，溝槽邊坡的確定，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土的種類、開挖深度、開挖方法、地下水的情況、邊坡留置時間的長短、邊坡上荷載及鄰近建筑物、公路、鐵路等靜、動荷載等因素綜合考慮。1：1.501:1.251：1.001:0.751:0.671:0.33一1：1.251：1.001：0751:0.671:0.501:0.25一1：1.

31、001：0.751：0.671:0.51:0.331:0.101:1.00中密的砂土中密的碎石類土(充填物為砂土)硬塑的輕亞粘土中密的碎石類土(充填物為粘性土)硬塑的亞粘士、粘土老黃土軟土(經(jīng)井點降水后)坡頂有動載坡頂有靜載坡頂無荷載最大邊坡(1：n)土的類別表1-9 管道結(jié)構(gòu)兩側(cè)的工作寬度 1.3.2 土方量計算 根據(jù)選定的溝槽斷面進行土方量計算。溝槽為梯形斷面時，則斷面面積為：F=(B+nh)h (1-24)式中F溝槽斷面面積(m2)；B溝槽底寬(m)；n邊坡系數(shù)；h溝槽深度(m)。 兩相鄰斷面間的土方量計算式為：(1-24)式中 V兩相鄰斷面間的土方量(m3)；F1、F2兩相鄰橫斷面面積

32、(m2)； L兩斷面間距(m)。兩斷面間距一般取10 20m，最大不得超過100m。 埋設(shè)排水管道的溝槽通常以兩相鄰檢查井所在處溝槽斷面為計算斷面?；?槽)土方量按其幾何體積計算，每側(cè)工作寬度為12m。1.4 溝槽、基坑開挖 溝槽、基坑土方開挖為加快施工進度,應(yīng)盡量采用生產(chǎn)效率高的機械來完成,有條件的可進行綜合機械化作業(yè)。對于較淺、長度不大的管槽、基坑,也可以人工開挖。 溝槽、基坑土方機械開挖,應(yīng)依施工具體條件,選擇單斗挖土機和多斗挖土機。1.4.1 單斗挖土機開挖 在給排水管道工程中，廣泛采用單斗挖土機開挖溝槽和基坑。單斗挖土機按其行走裝置的不同，分為履帶式和輪胎式兩類。根據(jù)工作的需要,工

33、作裝置可更換。按其工作裝置的不同，分為正向鏟、反向鏟、拉鏟和抓鏟4種。按其傳動方式有機械傳動和液壓傳動兩種。動力裝置一般為內(nèi)燃機。 (1) 正向鏟(圖1-8) 正向鏟挖土機能開挖停機面以上I類土。適用于開挖高度2m以上，底部尺寸較大的溝槽和基坑。但需設(shè)置下坡道。常用正向鏟斗容量為0.51m3。圖1- 8 正向鏟 挖土機裝土 (2) 反向鏟(圖1-9)反向鏟挖土機的挖土特點是：后退向下，強制切土。其挖掘力不如正向鏟，能開挖停機面以下的I類土，深度在4m左右的管溝或基坑，也可用于地下水位較高的土方開挖。 圖1- 9 反向鏟 (3) 拉鏟(圖1-10) 拉鏟挖土機的鏟土用鋼絲繩懸掛在挖土機長臂上，挖

34、土?xí)r土斗在自重作用下落到地面切人土中。其挖土特點是：后退向下，自重切土。其挖土深度和挖土半徑較大，能開挖停機面以下I類土，但不如反向鏟動作靈活準(zhǔn)確，適于開挖大型基坑、溝渠和水下開挖等。反鏟挖土機工作圖1- 10 拉鏟 (4) 抓鏟(圖1-11) 抓鏟挖土機是在機臂前端用鋼絲繩吊裝一個抓斗。其挖土特點是：抓斗直上直下，自重切土。其挖掘力較小，只能挖I類土，用于開挖面積較小，深度較大的溝槽或基坑，特別適于水下挖土。 拉鏟挖土機抓鏟挖土機圖1- 11 合瓣鏟(抓鏟)挖土機 a)液壓式合瓣鏟 b)繩索式合瓣鏟A一最大挖土半徑 B一卸士高度 C一卸土半徑 D一最大挖土深度 E一最大挖土深度時的挖土半徑1

35、.4.2 多斗挖土機開挖 多斗挖土機又稱挖溝機。與單斗挖土機比較有以下優(yōu)點：挖土作業(yè)是連續(xù)的，在同樣條件下生產(chǎn)率較高；開挖溝槽的底和壁較整齊；在連續(xù)挖土的同時，能將土自動卸在溝槽一側(cè)。 挖溝機由工作裝置、行走裝置和動力、操縱及傳動裝置等部分組成。挖溝機的類型，按工作裝置分；有鏈斗式和輪斗式兩種。按卸土方式分為：裝有卸土皮帶運輸器的和無裝卸土皮帶運輸器的兩種。行走裝置有履帶式、輪胎式和履帶輪胎式3種。動力一般為內(nèi)燃機。 圖1-12為鏈斗式挖溝機。鏈斗式挖溝機開挖溝槽寬度與土斗寬度相同。為加大開挖寬度，一般在土斗兩側(cè)各裝設(shè)一鑄鋼制的括耳，使開挖寬度由08m加大至1.1m。如要增大挖深，可更換較長的

36、斗架。圖1-13為傾斜地面開行的挖溝機。圖1- 12 鏈斗式挖溝機圖1- 13 傾斜地面開行的挖溝機 輪斗式與鏈斗式挖溝機的主要區(qū)別，在于前者的土斗是固定在圓形的斗輪上，斗輪旋轉(zhuǎn)使土斗連續(xù)挖土。當(dāng)土斗旋升至斗輪頂點時，土即卸至皮帶運輸器上被運出卸在溝槽一側(cè)。斗輪通過鋼索升降改變挖土深度。 挖溝機不宜開挖堅硬的土和含水量較大的土。宜開挖黃土、砂土和粉質(zhì)粘土等。1.4.3 推土機及其作業(yè) 推土機由拖拉機和推土鏟刀組成。索式推土機的鏟刀借本身自重切入土中，在硬土中切土深度較小。液壓式推土機(圖1-14)由于用液壓操縱，能使鏟刀強制切入土中，切土深度較大。同時，液壓式推土機鏟刀還可以調(diào)整角度，具有更大

37、的靈活性。推土機介紹 推土機能單獨地進行挖土、運土和 卸土作業(yè)，具有操縱靈活、運行方便、所需工作面較小、行駛速度較快等特點。適用于場地清理，場地平整，開挖深度不大于1.5m的基坑以及回填作業(yè)等。圖1- 14 液壓挖土機1.4.4 鏟運機及其作業(yè)(圖1-15) 鏟運機是一種能夠獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑和平整的土方機械。按行走機構(gòu)分為拖式鏟運機和自行式鏟運機。 鏟運機對行駛道路要求較低，操縱靈活，生產(chǎn)率較高?？稍贗類土中直接挖土、運土。適用運距為6001500m，當(dāng)運距200350m時效率最高。常用于坡度在200以內(nèi)的大面積場地平整，大型基坑、溝槽的開挖，路基和堤壩的填筑等。不適于礫石層、凍

38、土地帶及沼澤地區(qū)使用。堅硬土開挖時要用推土機助鏟或用松土機配合。圖1- 15 鏟運機鏟運機1.4.5 液壓挖掘裝載機及其作業(yè) 液壓挖掘裝載機(圖1-16)是裝有數(shù)種不同功能的工作裝置的施工機械，如反向鏟土、裝載、起重、推土等。常用的反鏟的斗容量為0.2m3。最大挖深4m，最大回轉(zhuǎn)角度180，故常用于中、小型管道溝槽的開挖。 常用的裝載斗容量為0.6m3，最大提升高度4.2m，用于場地平整，清除樹根、塊石等作業(yè)。圖1- 16 液壓挖掘裝載機 挖掘裝載機清彩表演1.4.6 溝槽、基坑土方工程機械化施工方案的選擇 大型管溝、基坑的土方工程施工中應(yīng)合理地選擇土方機械，使各種機械在施工中配合協(xié)調(diào)，充分發(fā)

39、揮機械效率，保證工程質(zhì)量，加快施工進度、降低工程成本。因此。在施工前要經(jīng)過經(jīng)濟和技術(shù)分析比較，制訂出合理的施工方案，用以指導(dǎo)施工。 1.制訂施工方案的依據(jù) 1) 工程類型及規(guī)模； 2) 施工現(xiàn)場的工程及水文地質(zhì)情況； 3) 現(xiàn)有機械設(shè)備條件； 4) 工期要求。 2.施工方案的選擇 在大型管溝、基坑施工中，可根據(jù)管溝、基坑深度、土質(zhì)、地下水及土方量等情況，結(jié)合現(xiàn)有機械設(shè)備的性能、適合條件，采取不同的施工方法。 開挖溝槽常優(yōu)先考慮采用挖溝機，以保證施工質(zhì)量，加快施工進度。也可以用反向鏟挖土機挖土，根據(jù)管溝情況，采取溝端開挖或溝側(cè)開挖。 大型基坑施工可以采用正鏟挖土機挖土，自卸汽車運土；當(dāng)基坑有地下

40、水時，可先用正向鏟挖土機開挖地下水位以上的土，再用反向鏟或拉鏟或抓鏟開挖地下水位以下的土。 采用機械挖土?xí)r，為了不使地基土遭到破壞，增加地基處理費用，管溝或基坑底部應(yīng)留不少于200mm厚土層，由人工清理整平。 3.挖溝機的生產(chǎn)率計算 挖溝機的生產(chǎn)率為：(1-26)式中Q挖溝機的生產(chǎn)率(m3h)；n土斗每分鐘挖掘次數(shù)：q上斗容量(L)；K充土斗充盈系數(shù)；K松上的可松性系數(shù)；K上的開挖難易程度系數(shù)： K時一時間利用系數(shù)。 在一定的土質(zhì)條件下，提高挖溝機的生產(chǎn)率的主要途徑是加快開挖時的行駛速度。但應(yīng)考慮皮帶運輸器的運送能力足否能及時將土方卸出。 4.單斗挖土機與自卸汽車配套計算 （1)單斗挖土機生產(chǎn)

41、率計算 單斗挖土機的生產(chǎn)率計算式為：Q=60nqK1K2(1-27)式中Q單斗挖土機每小時挖土量(m3/h)；n每分鐘工作循環(huán)次數(shù)：q土斗容量(m3)；Kl土的影響系數(shù)。按土的等級確定：I級土約為1.0；級士約為0.95；級土約為0.8；級土約為0.55：K2時間利用系數(shù)(一般為0.750.95)。 （2) 挖土機數(shù)量確定 根據(jù)土方量大小和工期，可確定挖土機數(shù)量N，即(1-28)式中Q土方量(m3)；Qd挖土機生產(chǎn)率(m3/臺班)；T 一 工期(工作日)；C每天工作班數(shù)：Kh時間利用系數(shù)(一般為0.750.95)。 若挖土機數(shù)量已定，工期T可按下式計算：(1-29) （3) 自卸汽車配套計算

42、自卸汽車裝載容量Q1一般宜為挖土機容量的35倍。自卸汽車的數(shù)量N1，應(yīng)保證挖土機連續(xù)工作，可按下式計算： (1-30)式中T自卸汽車每一工作循環(huán)延續(xù)時間(min)；t1自卸汽車每次裝車時間(min) ；t挖土機每次作業(yè)循環(huán)的延續(xù)時間，如W-100型正 向鏟挖土機為2540s； t1=nt其中L運距(m)；Vc重車與空車的平均速度(mrain)，一般取2030km/h；t2一卸車時間(一般為lmin)；t3操縱時間(包括停放待裝等車，讓車等)，一般取23min。n自卸汽車每車裝土次數(shù)，按下式計算(1-31)式中Q1 自卸汽車裝載容量(m3);q 挖土機斗容量(m3)；Kc 土斗充盈系數(shù)，取0.8

43、1.1；Ks 土的最初可松性系數(shù)； r土的重力密度(一般取1000kgm3)；1.5 溝槽、基坑支撐1.5.1 支撐的作用、種類及適用條件 1.支撐的目的及要求 支撐是防止溝槽或基坑土壁坍塌的檔土結(jié)構(gòu)，一般采取木材或鋼材制作。 溝槽或基坑支撐與否應(yīng)根據(jù)工程特點、土質(zhì)條件、地下水位、開挖深度、開挖方法、排水方法、地面荷載等因素確定。一般情況下，高地下水位砂性土質(zhì)并采用集水井排水時；溝槽或基坑土質(zhì)較差、深度較大而又開挖成直槽時，均應(yīng)支撐。 溝槽或基坑支撐應(yīng)滿足下列要求： 1) 支撐應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，保證施工安全； 2) 便于支設(shè)和拆除； 3) 不妨礙溝槽或基坑開挖及后續(xù)工序的施工。

44、2.支撐的種類及適用條件 支撐形式有橫撐、豎撐和板樁撐等。 橫撐(圖1-17)用于土質(zhì)較好，地下水量較小的溝槽。隨著溝槽逐漸挖深而分層鋪設(shè)，支設(shè)容易，但拆除時不安全。 豎撐(圖4-18)用于土質(zhì)較差，地下水較多或有流砂的情況下。豎撐的特點是撐板可在開槽過程中用打樁機先于挖土打人土中，在回填以后再逐根拔出，因此。施工十分安全。 圖1- 17 橫撐圖1- 18 豎撐 1-撐扳 2-橫木 3-撐杠 橫撐和豎撐均由撐板、立柱和撐杠組成。撐板分木撐板和金屬撐板兩種，木撐板不應(yīng)有裂紋等缺陷。通常采用的是金屬撐板(圖1-19)，由鋼板焊接于槽鋼上拼成，槽鋼間用型鋼(工字鋼、槽鋼、H型鋼)焊接加固。圖1- 1

45、9 金屬撐板 立柱和撐杠一般采用型鋼(工字鋼、槽鋼、H型鋼)。如圖1-20所示，撐杠由撐頭和圓套管組成。撐頭為一絲杠，以球鉸連接于撐頭板，帶柄螺母套于絲杠。使用時，將撐頭絲杠插入圓套管內(nèi)，旋轉(zhuǎn)帶柄螺母，柄把止于套管端，而絲杠伸長，則撐頭板就緊壓立柱，使撐板固定。絲杠在套管內(nèi)的最短長度為20cm，以策安全。這種工具式撐杠由于支設(shè)方便，更換不同長度套管，可滿足不同槽寬的需要，因而得到廣泛使用。 圖1- 20 工具式撐杠1一撐板頭 2一圓套筒 3一帶柄螺母 4一球鉸 5一撐頭板 板樁撐是將樁板垂直地打入槽或坑底下一定深度(圖1-21)。按使用材料分，有木板樁、鋼板樁和鋼筋混凝土板樁等。采用板樁對溝槽

46、或基坑土壁進行支護。既能擋土又能止水。圖1- 21 板樁撐1-槽鋼樁板 2-槽壁 木板樁適用于不含卵石及不堅硬土質(zhì)的地層，且開挖深度在4m以內(nèi)的溝槽或基坑。 板樁兩側(cè)有榫口連接，板厚小于8cm時常采用人字形榫口，厚度大于8cm的板樁常采用凸凹企口形榫口。樁底部為雙斜面形樁腳，如打入砂礫土層，應(yīng)增加鐵皮樁靴。 鋼板樁適用于砂土、粘性土、碎石類土層，開挖深度可達30m。鋼板樁的斷面有U形、平板形和Z形，如圖1-22所示。鋼板樁的樁與樁之間由各種形式的鎖口相互咬合。重復(fù)使用時，應(yīng)對鎖口和樁尖進行修整。鋼板樁接長時，應(yīng)焊夾板加固。圖1- 21 樁板的斷面a) U形 b) 平板形 c) Z形 預(yù)制鋼筋混

47、凝士板樁，用于連接的榫口有凸凹形和半圓形兩種，如果打入砂礫層，樁尖應(yīng)增焊鋼板靴。 較淺的溝槽或基坑板樁可以不加支撐，僅依靠入土部分的士壓力來維持板樁的穩(wěn)定。當(dāng)溝槽開挖較深時，需設(shè)置一道或幾道支撐。支撐方式可根據(jù)具體情況選用橫撐或上層錨桿。 板樁是在開挖溝槽或基坑之前沿邊線打入土中，因此，板樁撐在溝槽或基坑開挖及其后序工序施工中，始終起保障安全作用。 在各種支撐中，板樁撐是安全度最高的支撐。因此，在弱飽合土層中，經(jīng)常選用板樁撐。 在開挖較大基坑或使用機械挖土，而不能安裝撐杠時，可改用錨碇式支撐(圖1-23)。錨樁必須設(shè)置在土的破壞范圍以外，擋土板水平釘在柱樁的內(nèi)側(cè)，柱樁一端打入土內(nèi)，上端用拉桿4

48、與錨樁拉緊，擋土板內(nèi)側(cè)回填土。 在開挖較大基坑，當(dāng)有部分地段下部放坡不足時，可以采用短樁橫隔板支撐或臨時擋土墻支撐，以加固土壁(圖1-24)。圖1一23 錨碇式支撐 l一柱樁 2一擋土板 3一錨樁 4一拉桿 5一回填土；j一土的內(nèi)摩擦角 圖1一24 加固土壁措施 a)短樁橫隔板支撐 b)臨時擋土墻1-短樁 2-橫隔板 3-裝土草袋 1.5.2 支撐計算及支撐的設(shè)置與拆除 根據(jù)實測資料表明，在排除地下水的情況下，作用在支撐上的土壓力分布如圖1-25，其中g(shù)為土的重度，Ea為主動土壓力系數(shù)，j為士的內(nèi)摩擦角，H為深度，C為土的粘聚力，b為撐板寬度。支撐計算內(nèi)容為：確定撐板、立柱(或橫木)和撐杠尺寸

49、。 1.撐板的計算 撐板按簡支梁計算，如圖125所示。 計算跨度等于立柱或橫木的間距l(xiāng)1，每塊撐板的寬度為b，厚度為d，所承受的均布荷載等于pb(kN/m)，其中P是側(cè)土壓力，對砂土取0.8g H tan2 (45- )，對軟粘土取gH-4c。圖1一25 支撐計算的側(cè)土壓力簡化計算圖形H一溝槽深度 Ka一主動土壓力系數(shù) g一土的重度 C一土的粘聚力 撐板的最大彎矩為：(1-32) 撐板的抵抗矩：(1-33) 因此，撐板的最大彎曲應(yīng)力為：(1-34)式中 一材料容許彎曲應(yīng)力。 2.立柱計算 立柱所受的荷載q等于撐板所傳遞的側(cè)土壓力，反力R，如圖1-26所示。計算時，假設(shè)在支座(橫撐)處為簡支梁，

50、再算出最大彎矩，并校核最大彎曲應(yīng)力。圖1-26 立柱計算 R1-R8一撐杠反力 P一側(cè)土壓力 3.撐杠的計算(圖1-27) 撐杠所受的荷載等于簡支立柱或橫木的反力，按壓桿進行強度和穩(wěn)定計算。 支撐構(gòu)件的尺寸取決于現(xiàn)場已有材料的規(guī)格，因此，支撐計算只是對已有結(jié)構(gòu)進行校核。如果支撐構(gòu)件應(yīng)力過大，可適當(dāng)增加立柱和橫撐的數(shù)目。現(xiàn)場施工常憑經(jīng)驗來確定支撐構(gòu)件尺寸。 圖1-27 撐杠的計算l1一撐杠間距 木撐板一般長26m，寬為2030cm，厚5lOcm。 橫木的截面尺寸一般為10152020(cm)(視槽寬而定)。立柱的截面尺寸為10102020(cm)(視槽深而定)。槽深在4m以內(nèi)時，立柱間距為1.5

51、m左右；槽深46m，立柱間距在疏撐中為1.5m，密撐為1.2m；槽深6lOm，立柱間距1.51.2m。撐杠垂直間距一般為1.21.Om。1.5.3 支撐的設(shè)置與拆除 1.支撐的設(shè)置 1) 橫撐和豎撐的設(shè)置挖槽到一定深度或到地下水位以上時，開始支設(shè)支撐，然后逐層開挖逐層支設(shè)。 橫撐支設(shè)順序為：首先支設(shè)撐板并要求緊貼槽壁，而后安設(shè)立柱(或橫木)和撐杠，要求橫平豎直，支設(shè)牢固。 豎撐的支設(shè)順序為：將撐板密排立貼在槽壁，再將橫木在撐板上下兩端支設(shè)并加撐杠固定。然后隨著挖土，撐板底端高于槽底，再逐塊將撐板打人至槽底。根據(jù)土質(zhì)，每次挖深5060cm，將撐板下錘一次。撐板打至槽底排水溝底為至。下錘撐板每到1

52、215m，加撐杠一道。 2)板樁撐設(shè)置板樁是在開挖溝槽或基坑前，沿開挖邊線打入土中，打入要求的深度為至。 打樁的方法有錘擊打樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等，其中以打樁機錘擊打樁應(yīng)用最廣。 2.支撐的拆除 施工過程中，更換立柱和撐杠位置，稱為倒撐。一般在下列情況下必須倒撐： 1) 原支撐妨礙下一道工序正常進行； 2) 原支撐不穩(wěn)定； 3) 一次拆撐有危險； 4) 由于其它原因必須重新安設(shè)支撐。 在施工期間，應(yīng)經(jīng)常檢查槽壁和支撐的情況，尤其在有流砂地段或雨后，更應(yīng)仔細檢查。如發(fā)現(xiàn)支撐各部件有彎曲、傾斜、松動等現(xiàn)象，應(yīng)立即采取加固措施。如槽壁有塌方預(yù)兆，應(yīng)加設(shè)支撐，而不應(yīng)采取倒撐方法，以免發(fā)生安

53、全事故。 槽內(nèi)工作全部完成后，才可將支撐拆除。拆撐與溝槽回填應(yīng)同步進行，邊填邊拆。板樁的拆除可在溝槽部分回填后，采取拔樁機拔樁，拔樁后所留孔洞，應(yīng)及時回填土或采取沖水灌砂填實。1.6 地基處理 地基處理的目的是： 1) 改善土的剪切性能，提高抗剪強度。 2) 降低軟弱土的壓縮性，減少基礎(chǔ)的沉降或不均勻沉降。 3) 改善土的透水性，起著截水、防滲的作用。 4) 改善土的動力特性，防止砂土液化。 5) 改善特殊土的不良地基特性(主要是指消除或減少濕陷性黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等)。 地基處理的方法有換土墊層、擠密與振密、碾壓與夯實、排水固結(jié)和漿液加固等五類。 常用的地基處理的方法主要為換土墊層

54、、擠密與振密、碾壓與夯實各類方法及其原理參見表1-11。 適用于處理砂土、粘性土、粉土、濕陷性黃土等地基，特別適用于對已建成的工程地基事故處理 通過注入水泥、化學(xué)漿液，將土粒粘結(jié)；或通過化學(xué)作用機械拌和等方法，改善土的性質(zhì)，提高地基承載力 硅化法 旋噴法 堿液加固法 水泥灌漿法 漿液 加固 適用于處理厚度較大的飽和軟土層，但需要具有預(yù)壓的荷載和時間，對于厚的泥炭層則要慎重對待 通過改善地基的排水條件和施加預(yù)壓荷載，加速地基的固結(jié)和強度增長，提高地基的強度和穩(wěn)定性，并使基礎(chǔ)沉降提前完成 堆載預(yù)壓法 砂井堆載預(yù)壓法 排水板法 井點降水預(yù)壓法 排水 固結(jié) 一般適用于砂土、含水量不高的粘性土及填土地基

55、。強夯法應(yīng)注意其振動對附近(約30m內(nèi))建筑物的影響 通過機械碾壓或夯擊壓實土的表層，強夯法則利用強大的夯擊，迫使深層土液化和動力固結(jié)而密實，從而提高地基土的強度，減少部分沉降量，消除或部分消除黃土的濕陷性，改善土的抗液化性能 機械碾壓法 振動壓實法 重錘夯實法 強夯法 碾壓 夯實 適用于處理砂土粉土或部分粘土顆粒含量不高的粘性土 通過擠密或振動使深層土密實，并在振動擠壓過程中，回填砂、礫石等材料，形成砂樁或碎石樁，與樁周土一起組成復(fù)合地基。從而提高地基承載力，減少沉降量 砂樁擠密法 灰土樁擠密法 石灰樁擠密法 振沖法 擠密 振實 適用于處理淺層軟弱土地基、濕陷性黃土地基(只能用灰土墊層)、膨

56、脹土地基、季節(jié)性凍土地基 挖除淺層軟土，用砂、石等強度較高的材料代替，以提高持力層土的承載力，減少部分沉降量；消除或部分消除土的濕陷性、脹縮性及防止土的凍脹作用；改善土的抗液化性能 素土墊層 砂墊層 碎石墊層 換土 墊層適 用 范 圍原理及作用處理方法分類表1-11 地基處理方法分類 1.6.1 換土墊層 換土墊層是一種直接置換地基持力層軟弱土的處理方法。施工時將基底下一定深度的軟弱土層挖除，分層填回砂、石、灰土等材料，并加以夯實振密 (圖1-28) 。圖1-28 管道的換土墊層 換土墊層適用于較淺的地基處理，一般用于地基持力層擾動小于08m的地基處理。如有地下水，可采取滿槽擠入片石的方法，由

57、溝一端開始，依次向另一端推進，邊挖邊擠入片石，片石縫隙用級配砂石填充。片石厚度不小于擾動深度的80。墊層作為地基的持力層，可提高承載力，并通過墊層的應(yīng)力擴散作用，減少對墊層下面的地基的單位面積的荷載。 換土墊層厚度確定可采取釬插法。即人用力將916mm鋼筋棍插入到硬底，插人土中深度即近似為地基換土墊層處理的深度。 換土墊層施工的基本要求為：墊層材料，應(yīng)分層鋪設(shè)，分層壓實。與地基土接觸的最下一層的壓實應(yīng)避免對地基土的擾動。1.6.2 擠壓與振密 1.擠密樁 擠密樁可采用類似沉管灌注樁的機具和工藝，通過振動或錘擊沉管等方式成孔、在管內(nèi)灌料(砂、石灰、灰土或其它材料)、加以振實加密等過程而形成的。圖

58、1-29為砂樁施工的機械設(shè)備。 1)擠密砂石樁 擠密砂樁用于處理松散砂土、填土以及塑性指數(shù)不高的粘性土。對于飽和粘土由于其透水性低,可能擠密效果不明顯。此外，還可起到消除可液化土層(飽和砂土、粉土)發(fā)生振動液化。砂石樁宜采用等邊三角形或正方形布置，直徑可采用300800mm，根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定。圖1-29 砂樁施工的機械設(shè)備1-導(dǎo)架 2-振動機 3-砂漏斗 4-工具管5-電纜 6-壓縮空氣管 7-裝載機 8-提砂斗 樁孔內(nèi)的填料宜用礫砂、粗砂、中砂、圓礫、角礫、卵石、碎石等。填料中含泥量不得大于5，并不宜含有大于50mm的顆粒。 2)生石灰樁 在下沉鋼管成孔后，灌入生石灰碎塊

59、或在生石灰中摻加適量的水硬性摻合料(如粉煤灰、火山灰等，約占30)，經(jīng)密實后便形成了樁體。生石灰樁之所以能改善土的性質(zhì),是由于生石灰的水化膨發(fā)擠密、放熱、離子交換、膠凝反應(yīng)等作用和成孔擠密、置換作用。 生石灰樁直徑采用300400mm，樁距33.5倍樁徑，超過4倍樁徑的效果常不理想。 生石灰樁適用于處理地下水位以下的飽和粘性土、粉土、松散粉細砂、雜填土以及飽和黃土等地基。濕陷性黃土則應(yīng)采用土樁、灰土樁。 2.振沖法 在砂土中，利用加水和振動可以使地基密實。振沖法就是根據(jù)這個原理而發(fā)展起來的一種方法。振沖法施工的主要設(shè)備是振沖器(圖1-30a)，它類似于插入式混凝土振搗器，由潛水電動機，偏心塊和

60、通水管三部分組成。 從振沖法所起的作用來看，振沖法分為振沖置換和振沖密實兩類。 振沖置換法適用于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的粘性土、粉土、飽和黃土和人工填土等地基。它是在地基土中制造一群以石塊、砂礫等材料組成的樁體，這些樁體與原地基土一起構(gòu)成復(fù)合地基。 振動密實法適用于處理砂土、粉土等，它是利用振動和壓力水使砂層發(fā)生液化，砂土顆粒重新排列，孔隙減少，從而提高砂層的承載力和抗液化能力。圖1-30 振沖法施工程序圖a) 振沖器構(gòu)造圖 b)施工程序1.6.3 碾壓與夯實 1.機械碾壓 機械碾壓法采用壓路機、推土機、羊足碾或其它壓實機械來壓實松散土，常用于大面積填土的壓實和雜填土地基的處理。