第1章 第2講 土方工程施工要點(diǎn)

第4節(jié)土方工程的準(zhǔn)備與輔助工作

⑴場地清理；⑵排除地面水；⑶修筑好臨時道路及供水、供電等臨時設(shè)施；⑷做好材料、機(jī)具及土方機(jī)械的進(jìn)場工作；⑸做好土方工程測量、放線工作；⑹根據(jù)土方施工設(shè)計(jì)做好土方工程的輔助工作。4.1土方施工準(zhǔn)備工作踏勘現(xiàn)場編制方案場地清表場地測量土方邊坡合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設(shè)邊坡，是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為1:m，即：

式中

m=B/H

，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當(dāng)邊坡高度已知為h時，其邊坡寬度則等于mh。4.2

土方邊坡及其穩(wěn)定臨時性挖方的邊坡值邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及工程特點(diǎn)而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。臨時性挖方邊坡可按下表確定：深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡

的最陡坡度（不加支撐）當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好,土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)底面標(biāo)高時,挖方深度在5m以內(nèi),不加支撐的邊坡可按下表確定：施工中除應(yīng)正確確定邊坡，還要進(jìn)行護(hù)坡，以防邊坡發(fā)生滑動。引起下滑力增加的因素主要有：坡頂荷載——（堆物、行車等）；自重增加——雨水或地面水滲入土中引起；動水壓力——地下水滲流產(chǎn)生；側(cè)向靜水壓力——裂縫中的積水產(chǎn)生。引起抗滑力（土體抗剪強(qiáng)度）降低的因素主要是：土質(zhì)松軟——如氣候的影響；水的潤滑作用——土體內(nèi)含水量增加；振動液化——飽和的細(xì)砂、粉砂受振動。在土方施工中，要預(yù)估各種可能出現(xiàn)的情況，采取必要的防護(hù)防坍措施及時排除雨水、地面水防止坡頂集中堆載及振動設(shè)置護(hù)坡面層其他對永久性土方邊坡，則應(yīng)做好永久性加固措施。

基坑（基槽）開挖⑴基坑開挖，上部應(yīng)有排水措施，防止地表水流入坑內(nèi)沖刷邊坡，造成塌方和破壞基土。⑵基坑開挖，應(yīng)進(jìn)行測量定位、抄平放線，定出開挖寬度，根據(jù)土質(zhì)和水文情況確定在四側(cè)或兩側(cè)、直立或放坡開挖，坑底寬度應(yīng)注意預(yù)留施工操作面。⑶應(yīng)根據(jù)開挖深度、土體類別及工程性質(zhì)等綜合因素確定保持土壁穩(wěn)定的方法和措施?；拥那芯€開挖

⑷基坑開挖的一般程序：測量放線→切線分層開挖→排降水→修坡→整平→留足預(yù)留土層等。相鄰基坑開挖時應(yīng)遵循先深后淺或同時進(jìn)行的施工程序，挖土應(yīng)自上而下水平分段分層進(jìn)行，邊挖邊檢查坑底寬度及坡度，每3m左右修一次坡，至設(shè)計(jì)標(biāo)高再統(tǒng)一進(jìn)行一次修坡清底。大型工程基坑施工全景圖

⑸基坑開挖應(yīng)防止對基礎(chǔ)持力層的擾動。基坑挖好后不能立即進(jìn)入下道工序時，應(yīng)預(yù)留15(人工)～30cm(機(jī)械)一層土不挖，待下道工序開始前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，以防止持力層土壤被陽光曝曬或雨水浸泡。超挖后回填的松軟土層持力層被雨水浸泡后留下的水漬這兩種情況都是基坑土方施工要避免出現(xiàn)的!

⑹在地下水位以下挖土，應(yīng)在基坑內(nèi)設(shè)置排水溝、集水井或其它施工降水措施，降水工作應(yīng)持續(xù)到基礎(chǔ)施工完成；⑺雨季施工時基坑槽應(yīng)分段開挖，挖好一段澆筑一段墊層；

⑻棄土應(yīng)及時運(yùn)出，在基坑槽邊緣上側(cè)臨時堆土、材料或移動施工機(jī)械時，應(yīng)與基坑上邊緣保持1m以上的距離，以保證坑壁或邊坡的穩(wěn)定；⑼基坑挖完后，應(yīng)組織有業(yè)主、設(shè)計(jì)、勘察、監(jiān)理四方參與的基坑驗(yàn)槽，并報(bào)質(zhì)監(jiān)站驗(yàn)證。符合要求后方可進(jìn)入下一道工序。四方參與基坑驗(yàn)槽4.3基坑（基槽）支護(hù)4.3基坑（基槽）支護(hù)土壁的穩(wěn)定主要是由土體內(nèi)磨擦阻力和粘結(jié)力來保持平衡的。一旦土體失去平衡，土體就會塌方，這不僅會造成人身安全事故、影響工期，有時還會危及附近的建(構(gòu))筑物。

⑴邊坡過陡；⑵雨水、地下水滲入基坑；⑶基坑上口邊緣堆載過大；⑷土方開挖順序、方法未遵守“從上至下、分層開挖；開槽支撐、先撐后挖”的原則。4.3.1造成土壁塌方的原因基坑塌方搶險(xiǎn)救人施工方介紹，坍塌的黃土約有30立方米，塌方原因?yàn)檫吰律戏接信潘疁?，但排水溝密封不?yán)，大雨來臨時污水滲漏外泄，黃土吸水后松軟膨脹，誘發(fā)邊坡垮塌

4.3.2土壁支護(hù)為縮小施工面，減少土方，或受場地的限制不能放坡時，則可設(shè)置土壁支撐。⑴基槽支護(hù)

基(溝)

槽開挖一般采用橫撐式土壁支撐。根據(jù)擋土板的不同，分為水平擋土板及垂直擋土板兩類。前者擋土板的布置又分為間斷式和連續(xù)式兩種。濕度小的粘性土挖土深度小于3m時，可用間斷式水平擋土板支撐；間斷式水平擋土板支撐

對松散、濕度大的土可用連續(xù)式水平擋土板支撐，挖土深度可達(dá)5m。對松散和濕度很高的土可用垂直擋土板式支撐，其挖土深度不限。連續(xù)式水平擋土板支撐垂直擋土板式支撐⑵一般基坑的支護(hù)方法

一般基坑的支護(hù)方法有：斜柱支撐法、錨拉支撐法、短柱橫隔板支撐法、臨時擋土墻支撐法等，施工時按適用條件進(jìn)行選擇。①簡易支護(hù)僅適用于部分地段放坡不夠的寬度較大的基坑使用僅適用于部分地段下部放坡不夠的寬度較大的基坑使用先沿基坑邊緣打設(shè)柱樁，在柱樁內(nèi)側(cè)支設(shè)擋土板并用斜撐支頂，擋土板內(nèi)側(cè)填土夯實(shí)。②斜柱支撐③錨拉支撐先沿基坑邊緣打設(shè)柱樁，在柱樁內(nèi)側(cè)支設(shè)擋土板，柱樁上端用拉桿拉緊，擋土板內(nèi)側(cè)填土夯實(shí)。適用于深度不大的大型基坑或機(jī)械挖土?xí)r使用適用于深度不大的大型基坑或用機(jī)械挖土不能安設(shè)橫（斜）撐時使用4.3.2

深基坑的支護(hù)

深基坑支護(hù)的基本要求：

●確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能起擋土作用，基坑邊坡保持穩(wěn)定；●確保相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路、地下管線的安全，不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害；●通過排水降水等措施，確保基礎(chǔ)施工在地下水位以上進(jìn)行。上海環(huán)球金融中心基礎(chǔ)施工地鐵車站的深基坑支護(hù)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)深層攪拌水泥土樁擋墻是通過深層攪拌樁機(jī)將土和輸入的水泥漿強(qiáng)制攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻（重力式擋墻）。特點(diǎn):起擋土和止水防滲作用。適用于軟黏土地區(qū)，開挖深度約在6m左右的基坑工程。型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁（SMW工法）：在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型或工字型等型鋼形成復(fù)合墻體，從而改善墻體受力；重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的水泥土：

水泥摻量通常12%~15%(單位土體的水泥摻量與土的重力密度之比)

強(qiáng)度可達(dá)0.8~1.2MPa

滲透系數(shù)很小，一般不大于10-6cm/s適用于4~6m深的基坑，最大可達(dá)7~8m水泥土攪拌樁擋墻支護(hù)攪拌樁插筋面板水泥土攪拌樁擋土灌注樁支護(hù)適于開挖面積大、深度大于6m、不允許放坡、鄰近有建（構(gòu)）筑物的基坑支護(hù)。

開挖前在基坑周圍設(shè)置砼灌注樁，樁的排列有間隔式、雙排式和連續(xù)式，樁頂設(shè)置砼連系梁或錨樁、拉桿。施工方便、安全度好、費(fèi)用低。深基坑的間隔式排樁支護(hù)擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護(hù)適于大型較深基坑,施工期較長,鄰近有建筑物,不允許支護(hù),、鄰近地基不允許有下沉位移時使用

樁頂不設(shè)錨樁、拉桿，而是挖至一定深度，每隔一定距離向樁背面斜向打入錨桿，達(dá)到強(qiáng)度后，安上橫撐，拉緊固定，在樁中間挖土，直至設(shè)計(jì)深度。深基坑的間隔式排樁支護(hù)樁頂連系梁懸臂支護(hù)樁錨桿及橫撐土層錨桿支護(hù)在立壁土層上鉆（掏）孔至要求深度，孔內(nèi)放入鋼筋，灌入水泥砂漿或化學(xué)漿液，使之與土層結(jié)合成抗拉錨桿，將立壁土體側(cè)壓力傳至穩(wěn)定土層。適于較硬土層或破碎巖石中開挖較大較深基坑，鄰近有建筑物須保證邊坡穩(wěn)定時采用基坑錨桿支護(hù)施工中天然土體通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置土釘(亦稱砂漿錨桿)并與噴射砼面板相結(jié)合，形成類似重力擋墻的土釘墻，以抵抗墻后的土壓力，保持開挖面的穩(wěn)定。也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻。土釘墻支護(hù)鉆孔插筋、注漿鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)噴射砼護(hù)面土釘墻支護(hù)鋼板樁支撐當(dāng)基坑較深、地下水位較高且未施工降水時，采用板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，既可擋土、防水，還可防止流砂的發(fā)生。板樁支撐可分為無錨板樁(懸臂式板樁)和有錨板樁兩大類。鋼板樁＋水平支撐U型鋼板樁插打入土U型板樁相互連接1.板樁計(jì)算板樁設(shè)計(jì)五大要素板樁的入土深度截面彎矩支點(diǎn)反力拉錨長度板樁位移內(nèi)撐式支護(hù)

由支護(hù)樁或墻和內(nèi)支撐組成，適用于各種地基土層，缺點(diǎn)是內(nèi)支撐會占用一定的施工空間。北京地鐵熊貓環(huán)島車站基坑鋼管支護(hù)大型深基坑的鋼管對撐支護(hù)制作深基坑砼構(gòu)架構(gòu)架支護(hù)下挖樁間土方構(gòu)架支護(hù)下逆作法施工地下連續(xù)墻支護(hù)地下連續(xù)墻成槽施工

先建造鋼筋砼地下連續(xù)墻，達(dá)到強(qiáng)度后在墻間用機(jī)械挖土。該支護(hù)法剛度大、強(qiáng)度高，可擋土、承重、截水、抗?jié)B，可在狹窄場地施工，適于大面積、有地下水的深基坑施工。SH350連續(xù)墻抓斗—成槽機(jī)三一重工槽段的連接導(dǎo)墻施工導(dǎo)墻施工完泥漿系統(tǒng)--泥漿池成槽施工鋼筋籠吊裝鎖口管起拔砼澆筑深基坑邊坡支護(hù)坍塌事故杭州地鐵塌陷事故2008年11月15日下午，杭州蕭山湘湖段地鐵施工現(xiàn)場發(fā)生塌陷事故。風(fēng)情大道長達(dá)75m的路面坍塌并下陷15m。行駛中的11輛車陷入深坑，數(shù)十名地鐵施工人員被埋。事故附近的房屋已被全部推倒陷落的車輛被吊起清理塌陷現(xiàn)場事故造成21人死亡，經(jīng)濟(jì)損失約1.5億元，是中國地鐵建設(shè)史上最慘痛的事故。上?！吧徎ê优暇霸贰痹诮欠空w倒塌

2009年6月27日6時左右，上海閔行區(qū)“蓮花河畔小區(qū)”一棟在建13層住宅樓整體倒塌。這是建國以來建筑業(yè)最令人恐怖的倒樓事件。

兩側(cè)壓力差產(chǎn)生的水平力超過了樁基的抗側(cè)能力

駭人聽聞的上海倒樓事件令土木人蒙羞，開發(fā)商、承包商、監(jiān)理工程師和負(fù)有監(jiān)管職責(zé)的政府官員將被釘在土木建設(shè)史的恥辱柱上?、艑赡墚a(chǎn)生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并應(yīng)遵循先整治后開挖和由上至下的開挖順序，嚴(yán)禁先切除坡腳或在滑坡體上棄土。完善施工技術(shù)措施

⑵應(yīng)根據(jù)挖方深度、邊坡高度和土的類別確定挖方上邊緣至土堆坡腳的距離，當(dāng)土質(zhì)干燥密實(shí)時不小于3m，當(dāng)土質(zhì)松軟時不小于5m。坡頂堆土的最小距離

⑶邊坡有危巖、孤石、崩塌體等不穩(wěn)定的跡象時要先做妥善處理。對軟土土坡和極易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡，開挖后應(yīng)對坡腳、坡面采取噴漿、抹面、嵌補(bǔ)、砌石等保護(hù)措施，并作好坡頂、坡腳排水。高達(dá)530m的邊坡錨固邊坡支護(hù)支撐垛防治邊坡崩塌大石加固崩塌防治邊坡簡易護(hù)理邊坡主動防護(hù)網(wǎng)石籠網(wǎng)護(hù)坡石籠網(wǎng)護(hù)岸漓江石籠護(hù)岸宜萬鐵路巖崩滑坡事故

2007年11月20日，高陽寨隧道發(fā)生巖崩事故，滑坡體總方量約3000m3。施工人員1死1傷2失蹤。一輛長途客車途經(jīng)事發(fā)現(xiàn)場被埋入巨石下，31人無人生還。巖崩滑坡事故現(xiàn)場全景巖石崩塌處崩塌的巨石客車被埋,車上有乘客31人4降水

基坑開挖時，流入坑內(nèi)的地下水和地表水如不及時排除，會使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會降低地基的承載力。工程中采用較多的是：集水井降水輕型井點(diǎn)降水降水方法可分為重力降水（如積水井、明渠等）和強(qiáng)制降水（如輕型井點(diǎn)、深井泵、電滲井點(diǎn)）兩種。一、明溝與集水井排水在基坑的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在四角或每隔20～30m設(shè)一集水井，排水溝始終比開挖面低0.4～0.5m，集水井比排水溝低0.5～1m，在集水井內(nèi)設(shè)水泵將水抽排出基坑。適用于土質(zhì)情況較好、地下水量不大的基坑排水普通明溝與集水井排水法分層明溝排水

當(dāng)基坑開挖土層由多種土層組成，中部夾有透水性強(qiáng)的砂類土?xí)r，為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡，宜在基坑邊坡上分層設(shè)置明溝及相應(yīng)的集水井。適用于深度較大、地下水位較高、上部有透水性強(qiáng)的土層的基坑排水分層明溝排水法深層明溝排水

當(dāng)?shù)叵禄酉噙B，土層滲水量和排水面積大，為減少大量設(shè)置排水溝的復(fù)雜性，可在基坑內(nèi)的深基礎(chǔ)或合適部位設(shè)置一條縱、長、深的主溝，其余部位設(shè)置

邊溝或支溝與主溝連通，通過基礎(chǔ)部位用碎石或砂子作盲溝。適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水深層明溝排水法2流砂的防治在細(xì)砂或粉砂土層的基坑開挖時，地下水位以下的土在動水壓力的推動下極易失去穩(wěn)定，隨著地下水涌入基坑。稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生后，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒，施工條件極端惡化，基坑難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時會引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌。2.1流砂現(xiàn)象廣佛地鐵桂城站基坑出現(xiàn)流砂，地面下沉約1.5m圖為砂包封堵?lián)岆U(xiǎn)現(xiàn)場

產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因有內(nèi)因和外因：

內(nèi)因：取決于土的性質(zhì)，當(dāng)土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。因此，流砂現(xiàn)象極易發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞粘土中，但是否發(fā)生流砂現(xiàn)象，還取決于一定的外因條件。2.2

產(chǎn)生流砂的原因流砂-基坑滿目狼籍流砂支擋強(qiáng)行施工

外因：是地下水在土中滲流所產(chǎn)生的動水壓力的大小，動水壓力GD為：

式中：

I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；

h1－h(huán)2——水位差；

γW——水的重度。

當(dāng)?shù)叵滤惠^高、基坑內(nèi)排水所形成的水位差較大時，動水壓力也愈大，當(dāng)GD≥γ（土的浮重）時，就會推動土壤失去穩(wěn)定，形成流砂現(xiàn)象。流砂的防治

⑴防治原則：“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途徑一是減小或平衡動水壓力；二是截住地下水流；三是改變動水壓力的方向。⑵防治方法：

①枯水期施工法：枯水期地下水位較低，基坑內(nèi)外水位差