土石方工程全面講義

土木工程施工技術(shù)ConstructionTechnologyofCivilEngineering陳墨138560477021026386861@7/6/20241金茂大廈工程概況及施工特點(diǎn):建筑高度為420.5米的“中華第一高樓”，鋼結(jié)構(gòu)總重為1.9萬(wàn)噸。三道重達(dá)分別重1200-1600噸的外伸桁架采用了世界超高鋼結(jié)構(gòu)的最新設(shè)計(jì)和最新技術(shù)；38米高的四層塔樓在385米高空采用雙機(jī)抬吊整體安裝；工程采用獨(dú)創(chuàng)的“3X間隙測(cè)量法，使大樓的垂直偏差達(dá)到二十萬(wàn)分之一。優(yōu)于國(guó)際公認(rèn)的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)項(xiàng)及科技創(chuàng)新:獲美國(guó)伊利諾斯州工程協(xié)會(huì)授予"1998年最佳結(jié)構(gòu)大獎(jiǎng)"。1999年度獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。7/6/20242東方明珠

上海廣播電視塔工程概況及施工特點(diǎn):高度468米的"亞洲第一高塔"。三個(gè)直徑分別為50米、45米及14米的巨型鋼結(jié)構(gòu)球體，分別重450噸800噸50噸;最引人矚目的是長(zhǎng)118米、重450噸的鋼天線桅桿采用鋼絞線懸掛承重、計(jì)算機(jī)控制液壓整體提升以及高重心、無(wú)配重保持平衡等一系列全新技術(shù)在400米高空成功實(shí)施安裝。獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)項(xiàng)及科技創(chuàng)新:獲國(guó)家優(yōu)秀發(fā)明二等獎(jiǎng)1995年獲建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1996年獲上海優(yōu)秀發(fā)明十年成就金獎(jiǎng)1996年獲上海優(yōu)秀發(fā)明一等獎(jiǎng)1995年獲上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2000年榮獲首屆中國(guó)土木工程（詹天佑）大獎(jiǎng)。7/6/20243CCTV大樓沈陽(yáng)房地產(chǎn)交易中心7/6/20244浦東國(guó)際

機(jī)場(chǎng)航站樓工程概況及施工特點(diǎn):總建筑面積達(dá)16萬(wàn)平方米，鋼結(jié)構(gòu)總重3萬(wàn)余噸。主樓的“巨鷗”型鋼屋蓋采用了“地面節(jié)間拼裝，屋面空間組裝，區(qū)段整體移位計(jì)算機(jī)同步控制”，該屋蓋翼展達(dá)140米，牽引重量達(dá)1200噸。月鋼結(jié)構(gòu)安裝量達(dá)到6000噸獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)項(xiàng)及科技創(chuàng)新:鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)獲得1999年上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2000年度榮獲中國(guó)建筑工程魯班獎(jiǎng)。7/6/20245浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)沈陽(yáng)方圓大廈7/6/202467/6/20247天津體育館2008北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)7/6/20248

合肥五里墩立交橋

安徽最長(zhǎng)的隧道大房郢水庫(kù)與董鋪水庫(kù)隧道，長(zhǎng)1058m，為雙向隧道。

7/6/20249

高速公路

地面隧道

7/6/202410悉尼歌劇院7/6/2024117/6/2024127/6/2024137/6/2024147/6/2024157/6/2024167/6/202417巴林世貿(mào)中心，高度超過(guò)240公尺、直入云霄的兩棟50層大樓，屹立在波斯灣岸。這座獨(dú)特的建筑有部分供電來(lái)自風(fēng)力發(fā)電─對(duì)此種摩天大樓而言，實(shí)為革命性的設(shè)計(jì)。7/6/202418土木工程施工施工技術(shù)施工組織（項(xiàng)目管理）緒論土木工程施工技術(shù)——

是一門(mén)研究土木工程施工中各主要工種工程的工藝原理、技術(shù)方案和施工方法的學(xué)科。7/6/202419一、課程內(nèi)容(房屋施工的全過(guò)程)

1、土石方工程2、地基與基礎(chǔ)工程

3、砌體工程4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程

5、預(yù)應(yīng)力混凝土工程

6、高層建筑施工

7、防水工程8、裝飾工程二、課程研究對(duì)象

本課程研究的是土木工程，包括建筑工程、道路與橋梁工程、礦井建設(shè)等專業(yè)領(lǐng)域施工技術(shù)的一般規(guī)律。三、課程教學(xué)目的

是使學(xué)生掌握土木工程施工的基礎(chǔ)知識(shí)，基本理論和決策方法，使學(xué)生具有解決土木工程施工中施工技術(shù)問(wèn)題的初步能力。7/6/202420四、課程基本要求

1、了解建筑工程施工中各主要工種工程施工工藝，掌握施工方案擬定的基本方法。

2、具有分析處理施工技術(shù)問(wèn)題的初步能力。

3、對(duì)現(xiàn)行施工驗(yàn)收規(guī)范、規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有所了解。五、課程特點(diǎn)

綜合性、工藝性、實(shí)踐性、操作性較強(qiáng)六、學(xué)習(xí)方法

注意：理論聯(lián)系實(shí)際和知識(shí)的綜合運(yùn)用。

掌握三個(gè)基本點(diǎn)：基本概念、基本原理、基本計(jì)算7/6/202421七、課程在建筑工程中的地位

建筑工程的四個(gè)階段

八、建設(shè)部推廣的十項(xiàng)新技術(shù)

1、深基坑支護(hù)技術(shù)

2、高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)

3、高效鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)

4、粗鋼筋連接技術(shù)

5、新型模板和腳手架應(yīng)用技術(shù)

6、建筑節(jié)能和新型墻體應(yīng)用技術(shù)

7、新型建筑防水和塑料管技術(shù)

8、鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

9、大型構(gòu)件和設(shè)備的整體安裝技術(shù)

10、企業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用和管理技術(shù)

勘測(cè)設(shè)計(jì)施工驗(yàn)收7/6/2024221土方工程

所有建筑工程的施工,都是由土方工程開(kāi)始的,我們的施工技術(shù)課程也就由此開(kāi)始。內(nèi)容提要：1、土石方種類及現(xiàn)場(chǎng)如何鑒別。2、土石方的施工方法以及機(jī)械化施工。重點(diǎn)：1、邊坡的穩(wěn)定2、施工排水3、填方的壓實(shí)4、土石方施工機(jī)械的性能和如何提高生產(chǎn)效率。5、質(zhì)量事故原因的分析及如何防治和根治。7/6/202423工作內(nèi)容：挖掘、支護(hù)、填筑、地下水控制。學(xué)習(xí)要求：1、了解土石方的種類及現(xiàn)場(chǎng)如何鑒別；了解常用土石方的施工機(jī)械性能和如何選用。2、熟悉土坡失穩(wěn)的原因和產(chǎn)生流沙的原因。3、掌握土石方工程常見(jiàn)的質(zhì)量事故的預(yù)防措施和根治方法。

7/6/2024241.1概述一、土方工程的分類及施工特點(diǎn)：

(一)分類：1、場(chǎng)地平整

定義：是將天然地面改造成所要求的設(shè)計(jì)平面時(shí)所進(jìn)行的土石方施工全過(guò)程。特點(diǎn)：工作量大（如土方量數(shù)百萬(wàn)平方米以上）、勞動(dòng)繁重（如工期長(zhǎng)）、施工條件復(fù)雜（如氣候、水文、地質(zhì)條件）等。準(zhǔn)備工作：地形圖、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察資料；原有地下管道、電纜和地下構(gòu)筑物資料；土石方施工圖等。7/6/2024252、基坑（槽）、管溝施工定義：指開(kāi)挖寬度在3m以內(nèi)的基槽或開(kāi)挖底面積在20m2以內(nèi)的土石方工程。特點(diǎn)：要求開(kāi)挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確；土石方量少；受氣候影響較大（冰凍、下雨等）；7/6/2024267/6/2024277/6/2024283、地下大型土石方工程定義：對(duì)人防工程（地下停車庫(kù)？）、大型建筑物的地下室、深基礎(chǔ)施工等而進(jìn)行的地下大型土石方開(kāi)挖。4、土石方填筑（回填工程）定義：對(duì)低洼處用土石方分層填平。特點(diǎn)：大型土石方填筑—與場(chǎng)地平整同時(shí)進(jìn)行、交叉施工；基坑、基槽、管溝回填—地下工程施工完畢后進(jìn)行。7/6/202429二土的工程分類

根據(jù)土方開(kāi)挖的難易程度，將土分為八類及16個(gè)級(jí)別。一～四類為土;五～八類為巖石。7/6/202430土的類別土的級(jí)別土的名稱開(kāi)挖方法及工具一類土（松軟土）Ⅰ砂；亞砂土；沖積砂土層；種植土；泥炭（淤泥）用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）Ⅱ亞粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂、種植土、填筑土及亞砂土用鍬、鋤頭挖掘；少許用鎬翻松三類土（堅(jiān)土）Ⅲ軟及中等密實(shí)的粘土、重亞粘土、干黃土及含有碎石、卵石的黃土、亞粘土；壓實(shí)的填筑土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用鍥子及大錘四類土（砂礫堅(jiān)土）Ⅳ重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密實(shí)的黃土；天然級(jí)配的砂石；軟泥炭碳巖及蛋白石先用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）Ⅴ-Ⅵ硬石炭紀(jì)粘土；中等密實(shí)的頁(yè)巖、泥巖；白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟的石灰?guī)r用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分用爆破方法六類土（次堅(jiān)石）Ⅶ-IX泥炭巖；砂巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖用爆破方法開(kāi)挖，部分用鎬七類土（堅(jiān)石）X-XIII大理巖；輝綠巖；玢巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖用爆破方法開(kāi)挖八類土（特堅(jiān)石）XIV-XVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玢巖用爆破方法開(kāi)挖

土的工程分類7/6/202431三土的工程性質(zhì)(一)土的密度:1天然密度ρ

天然密度是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，用ρ表示，即m——土體的質(zhì)量；V——土的天然體積。氣水土mmgv7/6/2024322干密度ρd

單位體積土中固體顆粒的質(zhì)量，用ρd表示，即ms——土中固體顆粒的質(zhì)量。V——土的天然體積7/6/202433干密度工程意義：在填土壓實(shí)時(shí)，土經(jīng)過(guò)打夯，質(zhì)量不變，體積變小，干密度增加，我們通過(guò)測(cè)定土的干密度ρd

，從而可判斷土是否達(dá)到要求的密實(shí)度。干密度—評(píng)定土體密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)7/6/202434(二)土的密實(shí)度:通常用密實(shí)度表示土的緊密程度。土的密實(shí)度=土的實(shí)際干密度/土的最大干密度土的最大干密度用擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)定。土的實(shí)際干密度用環(huán)刀法測(cè)定。7/6/202435土的實(shí)際干密度一般用環(huán)刀法測(cè)定，用一個(gè)體積已知的環(huán)刀切入土樣中，上下端用刀削平，稱出質(zhì)量，減去環(huán)刀的質(zhì)量，與環(huán)刀的體積相比，即得到土的天然密度。(環(huán)刀高20mm，內(nèi)徑61.8mm或79.8mm，環(huán)刀重w2，環(huán)刀+土重w1）7/6/202436

自然狀態(tài)下的土,經(jīng)開(kāi)挖后,其體積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實(shí),仍不能恢復(fù)成原來(lái)的體積.土的這種性質(zhì)稱為可松性.

土的可松性大小用可松性系數(shù)表示:式中:Ks——最初可松性系數(shù);Ks’——最終可松性系數(shù);V1——土在自然狀態(tài)下的體積(天然密實(shí)土)；

V2——土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積(松土)；

V3——土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積(壓實(shí)土)。

V1<

V3<V21<KS′<KS(三)土的可松性:312VVV7/6/202437工程意義：①最初可松性系數(shù)KS

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開(kāi)挖成松散狀態(tài)后，其體積的增加，用最初可松性系數(shù)表示。②最終可松性系數(shù)K/S

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開(kāi)挖成松散狀態(tài)后，回填夯實(shí)后，仍不能恢復(fù)到原自然狀態(tài)下體積，夯實(shí)后的體積與原自然狀態(tài)下體積之比，用最終可松性系數(shù)表示。7/6/202438說(shuō)明：（1）計(jì)算土方量：用天然密實(shí)土的體積V1

（2）土方運(yùn)輸：用松土的體積V2，考慮KS

（3）土方回填：用壓實(shí)土的體積V3，考慮KS′

土的類型KsKs’一類土

1.08

～1.171.01～1.03二類土1.14～1.241.02～1.05三類土1.24～1.301.04～1.07四類土1.26～1.451.06～1.20五類土1.30～1.501.10～1.30六類土1.45～1.501.28～1.30土的可松性系數(shù)7/6/202439例.建筑物外墻為條形毛石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)平均截面面積為3.0m2,基坑深2.0m，底寬為1.5m，地基為亞粘土，計(jì)算100延米長(zhǎng)的基槽土方挖方量、填土量和棄土量。（邊坡坡度1：m=1：0.5；Ks=1.30，K/s=1.05）7/6/202440圖1-3BH1：m解：m叫邊坡坡度系數(shù)，m=B/HB=mH=0.5×2=1.0m挖土體積=截面面積×長(zhǎng)7/6/202441

土體孔隙中的自由水在重力作用下會(huì)產(chǎn)生流動(dòng),水流通過(guò)土中空隙的難易程度叫土的透水性.土的透水性是土的水力學(xué)主要性質(zhì)之一.(四)土的透水性:Lh2h1vAB達(dá)西(H.Darcy)定律:V=K·————=K·I

h1-h2L式中:I=————=---稱為水力坡度;K----滲透系數(shù)(m/h,m/d,cm/s)為一比例系數(shù),

當(dāng)I

=1.0時(shí),V=Kh1-h2LhL7/6/202442土的類型K(m/d)土的類型K(m/d)漂石(無(wú)砂質(zhì)充填)

500

～1000粉砂0.5～1卵石100～500黃土0.25～0.5礫石50～150粘砂土0.1～0.5粗砂20～50輕砂粘土0.05～0.1中砂5～20重砂粘土0.001～0.05細(xì)砂1～5粘土<0.001滲透系數(shù)K經(jīng)驗(yàn)近似值7/6/202443(五)土的含水量:

土中所含水分質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量的比值。

式中:ω——土的含水量

G1——含水狀態(tài)時(shí)土的質(zhì)量；

G2——1050C烘干后土的質(zhì)量。

G1-G2=水份的質(zhì)量.

干土:ω<5%潮濕土:5%≤

ω≤30%濕土:ω>30%7/6/2024441.2土石方工程的機(jī)械化施工一、推土機(jī)

1、組成：

拖拉機(jī)

推土鏟刀

2、行走方式：

履帶式

輪胎式

3、鏟刀操縱方式：

鋼絲繩操縱

液壓操縱

4、特點(diǎn)：操縱靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，功率大，行駛快，易于轉(zhuǎn)移，能爬300左右的緩坡。7/6/2024455、適用范圍：多用于清理場(chǎng)地，平整土地，開(kāi)挖深度不大的基坑，填平溝槽以及配合鏟運(yùn)機(jī)、挖土機(jī)等工作。此外，在推土機(jī)后面，可安裝松土裝置，破松硬土或凍土，也可以拖掛羊足碾，進(jìn)行土方壓實(shí)工作。推土機(jī)可以推挖一~三類土，推送距離宜在100米以內(nèi)，以運(yùn)距在50米以內(nèi)經(jīng)濟(jì)效果最好。7/6/202446TY220履帶式推土機(jī)

移山-TY220履帶式推土機(jī)參照日本小松制作所D85A-18先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的大馬力推土機(jī)。7/6/2024476、施工方法⑴下坡推土法（生產(chǎn)效率提高30%-40%，推土坡度≤150）⑵分批集中一次推土法⑶并列推土法（增加推土量15%-30%，鏟刀相距15-30cm，運(yùn)距20-70m）⑷槽形推土法（增加推土量10%-30%）⑸鏟刀上附加側(cè)板7/6/2024487、推土機(jī)的生產(chǎn)率

⑴水平推土每小時(shí)生產(chǎn)率q——每次推土量(m3)

KS——土的最初可松性系數(shù)；

TV——從推土開(kāi)始到將土送至填土地點(diǎn)循環(huán)延續(xù)時(shí)間（秒）7/6/202449推土機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)率Qd=8QhKB(m3/臺(tái)班)KB——時(shí)間利用系數(shù)（取0.72~0.75)⑵上坡推土推土機(jī)功率乘以相應(yīng)坡度系數(shù)α=10~15%坡度系數(shù)0.92α=15~25%坡度系數(shù)0.88α=25%以上坡度系數(shù)0.807/6/202450二、鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)是一種利用裝在前后輪軸或左右履帶之間的帶有鏟刃的鏟斗，在行進(jìn)中順序完成鏟削、裝載、運(yùn)輸和卸鋪的鏟土運(yùn)輸機(jī)械。7/6/2024511、種類：

拖式鏟運(yùn)機(jī)

自行式鏟運(yùn)機(jī)

2、鏟斗操縱方式

鋼絲繩操縱

液壓操縱3、特點(diǎn)

因?yàn)槟芫C合完成挖土、運(yùn)土、卸土和平土工作，因而管理簡(jiǎn)單，效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，對(duì)行使道路要求較低。7/6/2024527/6/2024537/6/202454鏟運(yùn)機(jī):

是一種能夠獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑和壓實(shí)的施工機(jī)械.

C4-7型自行式鏟運(yùn)機(jī)

1-駕駛室;2-前輪;3-中央樞架;4-轉(zhuǎn)向油缸;5-轅架;6-提斗油缸;7-斗門(mén);8-鏟斗;9-斗門(mén)油缸;10-后輪;11-尾架

鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)示意圖

(a)鏟土;(b)卸土7/6/2024557/6/2024567/6/2024577/6/2024584、適用范圍

適用于地形起伏不大，坡度在150以內(nèi)的大面積場(chǎng)地平整；開(kāi)挖大型基坑；填筑堤壩和路基，可挖運(yùn)含水量不超過(guò)27%的一~三類土。

不適用于礫石土、凍土和沼澤地區(qū)施工。對(duì)于硬土需用松土機(jī)預(yù)松后才能開(kāi)挖。自行式鏟運(yùn)機(jī)適用于運(yùn)距800—3500m的大型土方工程施工，以運(yùn)距在800-1500m—的范圍內(nèi)生產(chǎn)效率最高。拖式鏟運(yùn)機(jī)適用于運(yùn)距在80～800m的土方工程施工，而運(yùn)距在200~350m時(shí)效率最高。7/6/2024595、開(kāi)行路線

⑴環(huán)形路線

⑵8字形路線7/6/2024606、提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)率的措施

⑴下坡鏟土法（借助鏟運(yùn)機(jī)重力）

⑵跨鏟法（形成土槽，減少外撒土量）

⑶助鏟法（推土機(jī)后面頂推，加大鏟刀切土能力）7/6/2024617、鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)率

每小時(shí)生產(chǎn)率

q——鏟斗容量（m3）

Tc——從挖土開(kāi)始至卸土完畢的循環(huán)

延續(xù)時(shí)間（秒）；

Kc——鏟斗裝土的充盈系數(shù)，

（一般砂土0.75，其它土0.85~1.3）；

KS——土的最初可松性系數(shù)。

臺(tái)班產(chǎn)量Qd=8QhKB（m3/臺(tái)班）

KB——時(shí)間利用系數(shù)，取0.65~0.75；7/6/202462三、單斗挖土機(jī)7/6/2024631、正鏟挖土機(jī)

適用范圍：開(kāi)挖高度大于2米的無(wú)地下水的干燥基坑及土丘等。其挖土特點(diǎn)是：“前進(jìn)向上、強(qiáng)制切土”。其挖掘能力大，生產(chǎn)率高，能開(kāi)挖停機(jī)面以上的一~四類土。但需汽車配合運(yùn)土。

正鏟挖土機(jī)的作業(yè)方式⑴正向挖土，側(cè)向卸土（圖1—73(a)）⑵正向挖土，后方卸土（圖1—73(b)）7/6/202464

7/6/2024657/6/2024667/6/2024672、反鏟挖土機(jī)反鏟挖土機(jī)的挖土特點(diǎn)是：“后退向下，強(qiáng)制切土”。其挖掘能力比正鏟小，能開(kāi)挖停機(jī)面以下的一~三類土，亦可用于地下水位較高的土方開(kāi)挖，適用于開(kāi)挖停機(jī)面以下6.5米深以內(nèi)的土方。挖土?xí)r可用汽車配合運(yùn)土，也可棄土于坑槽附近。7/6/2024687/6/2024697/6/202470反鏟挖土機(jī)的作業(yè)方式有：溝端開(kāi)挖（圖1-77）定義：挖土機(jī)停在溝端，想后倒退著挖土，汽車停在兩旁裝土。優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)挖深度可達(dá)最大挖土深度。基坑寬度>1.7R（R是最大挖土半徑）溝側(cè)開(kāi)挖（圖1-77）定義：挖土機(jī)沿溝槽一側(cè)直線移動(dòng)，邊走邊挖。缺點(diǎn)：挖土寬度和深度較小，邊坡不易控制。無(wú)法采用溝端開(kāi)挖或挖出的土不需運(yùn)走時(shí)采用。7/6/2024717/6/2024727/6/2024737/6/2024747/6/2024753、拉鏟挖土機(jī)其特點(diǎn)是：“后退向下，自重切土”。能開(kāi)挖停機(jī)面以下的一~二類土。適用于開(kāi)挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤壩等。7/6/202476

7/6/2024774、抓鏟挖土機(jī)其挖土特點(diǎn)是：“直上直下，自重切土”。7/6/202478其挖掘力較小，只能開(kāi)挖停機(jī)面以下一~二類土，如挖窄而深的基坑、疏通舊有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于裝卸碎石、礦渣等松散材料。在軟土地基的地區(qū)，常用于開(kāi)挖基坑、沉井等。7/6/2024797/6/2024805、挖土機(jī)與汽車配套計(jì)算

1.確定施工方案:(1)工程類型與規(guī)模

(2)施工現(xiàn)場(chǎng)的工程及水文地質(zhì)情況

(3)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備條件

(4)工期要求

2.確定機(jī)械數(shù)量:

(1)土方機(jī)械挖土工期及挖土機(jī)數(shù)量:

工期：挖土機(jī)數(shù)量：

7/6/202481式中：T——工期；

Q——土方量，m3；

Qd——挖土機(jī)生產(chǎn)率，m3/臺(tái)班；

C——每天工作班次；

KB——時(shí)間利用系數(shù)。

(2)自卸汽車配套計(jì)算自卸汽車數(shù)量式中:T——自卸汽車每一工作循環(huán)延續(xù)時(shí)間；

t1——自卸汽車每次裝車時(shí)間。7/6/2024821.3土方工程的施工一、土料選擇選擇填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求碎石類土、砂土和爆破石碴，可用作表層以下的填料；含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可用作各層填料；碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于8％的土，僅用于無(wú)壓實(shí)要求的填方工程；淤泥和淤泥質(zhì)土一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過(guò)處理其含水量符合壓實(shí)要求后，可用于填方中的次要部位；含鹽量符合規(guī)定的鹽漬土，一般可以使用，但填料中不得含有鹽晶、鹽塊或含鹽植物的根莖。7/6/202483碎石類土或爆破石碴用作填料時(shí)，其最大粒徑不得超過(guò)每層鋪填厚度的2／3(當(dāng)使用振動(dòng)輾時(shí)，不得超過(guò)每層鋪填厚度的3／4)。鋪填時(shí)，大塊料不應(yīng)集中，且不得填在分段接頭處或填方與山坡連接處。填方內(nèi)有打樁或其他特殊工程時(shí)，塊(漂)石填料的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)要求。7/6/202484二、填筑要求

1．施工要求填土應(yīng)盡量采用同類土填筑。如采用不同類填料分層填筑時(shí)，上層宜填筑透水性較小的填料，下層宜填筑透水性較大的填料。填方基土表面應(yīng)作成適當(dāng)?shù)呐潘露?，邊坡不得用透水性較小的填料封閉。7/6/2024852．填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查

填土壓實(shí)的質(zhì)量是以壓實(shí)系數(shù)λc控制。結(jié)構(gòu)類型填土部位壓實(shí)系數(shù)（λc)控制含水量(%)砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)在地基主要持力層范圍內(nèi)≥0.97Wop±2在地基主要持力層范圍以下≥0.95排架結(jié)構(gòu)在地基主要持力層范圍內(nèi)≥0.96在地基主要持力層范圍以下≥0.94 7/6/202486注：1、壓實(shí)系數(shù)λc為壓實(shí)填土的控制干密度ρd與最大干密度ρdmax的比值，wop為最優(yōu)含水量；

2、地坪墊層以下及基礎(chǔ)底面標(biāo)高以上的壓實(shí)填土，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.94。壓實(shí)填土的最大干密度和最優(yōu)含水量，宜采用擊實(shí)試驗(yàn)法確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，最大干密度可按下式計(jì)算：7/6/202487ρdmax—分層壓實(shí)填土的最大干密度；η—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，粉質(zhì)粘土取0.96，粉土取0.97；Ρw—水的密度；ds—土粒相對(duì)密度。W0p—填土的最優(yōu)含水量。7/6/202488三、填土的壓實(shí)方法

1、碾壓法

適用范圍：主要用于大面積填土。常用碾壓工具：

（1）平滾碾

適用于碾壓粘性和非粘性土。兩輪兩軸式（圖1—61）三輪兩軸式（圖1—62）。7/6/2024897/6/2024907/6/202491（2）羊足碾：

它是碾輪表面上裝有許多羊蹄形的碾壓凸腳（圖1—63），一般用拖拉機(jī)牽引作業(yè)。不宜用于無(wú)粘性土、砂及面層的壓實(shí)。一般羊足碾適用于壓實(shí)中等深度的粉質(zhì)粘土、粉土、黃土等。7/6/2024927/6/2024937/6/2024947/6/2024952、夯實(shí)法

主要用于小面積的回填土。夯實(shí)機(jī)具類型較多，有木夯、石夯、蛙式打夯機(jī)（圖1—64）蛙式打夯機(jī)1-夯頭;2-夯架;3-三角帶;4-底盤(pán)7/6/2024967/6/202497HCD70型打夯機(jī)產(chǎn)地：成都尺寸：300x280(mm)重量：70Kg7/6/202498

MM120SR打夯機(jī)多用途工務(wù)機(jī)械設(shè)備，裝有兩套獨(dú)立的牽引系統(tǒng)（鐵路和公路）、旋轉(zhuǎn)塔樓和起重臂，它通過(guò)了意。大利鐵路局（FS）和法國(guó)鐵路局（SNCF）的審查驗(yàn)證。7/6/2024993、振動(dòng)法將重錘放在土層表面或內(nèi)部，借助于振動(dòng)設(shè)備使重錘振動(dòng)。用于振實(shí)非粘性土較好四、影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素

（一）壓實(shí)功的影響7/6/20241002.

壓實(shí)功(壓實(shí)遍數(shù))7/6/2024101（二）含水量的影響土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表(表1—14)7/6/2024102最優(yōu)含水量——使填土壓實(shí)獲得最大密實(shí)度時(shí)土的含水量.7/6/2024103（三）鋪土厚度的影響

填土施工時(shí)的分層厚度和壓實(shí)遍數(shù)壓實(shí)機(jī)械每層鋪土厚度(mm)每層壓實(shí)遍數(shù)平碾250~3006~8振動(dòng)壓實(shí)機(jī)250~3503~4柴油打夯機(jī)200~2503~4人工打夯<2003~47/6/2024104（四）填土壓實(shí)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):1.壓實(shí)系數(shù)——土的施工控制干密度與土的最大干密度的比值.

0.9基礎(chǔ)四周或兩側(cè)一般回填土一般工程0.94～0.97在地基主要持力層范圍內(nèi)簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)>0.96在地基主要持力層范圍內(nèi)砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)0.85一般堆放物件場(chǎng)地回填土0.9室內(nèi)地坪、管道地溝回填土0.91～0.93在地基主要持力層范圍以下0.93～0.96在地基主要持力層范圍以下壓實(shí)系數(shù)λc填土部位結(jié)構(gòu)類型填土壓實(shí)系數(shù)rmaxrl最大干密度施工控制干密度壓實(shí)系數(shù)dc=d7/6/20241052.

實(shí)際干密度:

實(shí)際干密度

ρ0=ρ1+0.01ω式中:ρ——土的天然密度;

ω——土的含水量.3.檢查:

實(shí)際干密度

ρ0

≥控制干密度ρd,則壓實(shí)合格;

實(shí)際干密度ρ0<控制干密度ρd,則壓實(shí)不合格。7/6/20241061.4土方邊坡和土方量計(jì)算一、邊坡(一)基本原理

fCGFaGG圖1-5土體滑坡示意圖滑動(dòng)主體滑動(dòng)面7/6/2024107當(dāng)F＞f+C時(shí)，土體就會(huì)產(chǎn)生滑坡。

f——摩阻力；C——粘結(jié)力，又叫內(nèi)聚力；

F——下滑力，由土體自重分解而來(lái)，邊坡愈陡，下滑力F愈大。7/6/2024108(二)土方邊坡的概念土方邊坡坡度以其挖方深度H與邊坡底寬B之比來(lái)表示。

m=B/H，稱為邊坡系數(shù)。土方邊坡大小應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、開(kāi)挖深度、開(kāi)挖方法、施工工期、地下水位、坡頂荷載及氣候條件等因素確定。7/6/2024109令:m=m——邊坡系數(shù)1:m=H:B=1:m——邊坡坡度B

HH

BBH坡寬坡角坡肩坡頂坡底坡高邊坡各部位名稱7/6/2024110(三)土方邊坡的形式7/6/2024111根據(jù)《土方和爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方邊坡可作成直立壁而不加支撐，但深度不宜超過(guò)下列規(guī)定：土的類型挖方深度密實(shí)、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂石)

1.00硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土

1.25硬塑、可塑的粘土及碎石類土(充填物為粘性土)

1.50堅(jiān)硬的粘土

2.00

直壁不加支撐挖方深度7/6/2024112挖土深度超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)考慮放坡或作成直立壁加支撐。當(dāng)土質(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方深度在5m以內(nèi)不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合下表規(guī)定。7/6/2024113土的類型邊坡坡度(1:m)坡頂無(wú)荷載坡頂有荷載坡頂有動(dòng)載中密的砂土

1:1.00

1:1.251:1.50中密的碎石土(充填物為砂土)1:0.75

1:1.001:1.25硬塑的輕亞粘土1:0.67

1:0.751:1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1:0.50

1:0.671:0.75硬塑的亞粘土、粘土1:0.33

1:0.501:0.67老黃土1:0.10

1:0.251:0.33軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后)1:1.00深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度7/6/2024114土的類型邊坡坡度(1:m)砂土(不包括細(xì)砂、粉砂)1：1.25～1：1.50一般性粘土硬1：0.75～1：1.00硬、塑1：1.00～1：1.25軟

1：1.50或更緩碎石類土充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土1：0.50～1：1.00充填砂土1：1.00～1：1.50臨時(shí)性挖方邊坡坡度值7/6/2024115挖土性質(zhì)邊坡坡度(1:m)在天然濕度及層理均勻、不易膨脹的粘土、粉質(zhì)粘土和砂土(不包括細(xì)砂、粉砂)內(nèi)挖方,深度不超過(guò)3m1:1.00～1:1.25土質(zhì)同上,深度為3～12m1:1.25～1:1.50干燥地區(qū)內(nèi)土質(zhì)結(jié)構(gòu)未經(jīng)破壞的干燥黃土及類黃土,深度不超過(guò)12m1:0.10～1:1.25在碎石土和泥灰?guī)r土內(nèi)的挖方,深度不超過(guò)12m,根據(jù)土的性質(zhì)、層理特性和挖方深度確定1:0.50～1:1.50在風(fēng)化巖內(nèi)的挖方,根據(jù)巖石性質(zhì)、風(fēng)化程度、層理特性和挖方深度確定1:0.20～1:1.50在微風(fēng)化巖內(nèi)的挖方,巖石無(wú)裂縫且無(wú)傾向挖方披角的巖層1:0.10在未風(fēng)化的完整巖石內(nèi)的挖方直立的永久性土工構(gòu)筑物挖方的邊坡坡度7/6/2024116(四)影響土方邊坡穩(wěn)定的因素邊坡的滑動(dòng)指--土方邊坡在一定范圍內(nèi)整體沿某一滑動(dòng)面向下和向外移動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性。內(nèi)在因素：（1）抗剪強(qiáng)度：摩阻力和內(nèi)聚力

（2）剪力：自重和外荷載外在因素：

（1）地下水、雨水、施工用水或生活污水滲入邊坡

（2）邊坡上部荷載過(guò)大（大量堆土、堆料、停放機(jī)具）

（3）土質(zhì)條件、邊坡留置時(shí)間7/6/2024117二、土方工程量計(jì)算基坑土方量計(jì)算（一）基坑土方量計(jì)算7/6/2024118（二）基槽土方量計(jì)算基槽土方量計(jì)算Ｖ1－－第一段土方量。Ｌ1——第一段的長(zhǎng)度。7/6/2024119總土方量為各段土方量之和。Ｖ＝Ｖ1＋Ｖ2＋……＋ＶnＶ1、Ｖ2、……、Ｖn—各分段的土方量（m3）7/6/2024120三、場(chǎng)地平整

1、什么叫場(chǎng)地平整?是將天然地面改造成所要求的設(shè)計(jì)平面時(shí)所進(jìn)行的土石方施工全過(guò)程。

2、基本原則：

總挖方=總填方

即場(chǎng)地內(nèi)挖填平衡，場(chǎng)地內(nèi)挖方工程量等于填方工程量。

場(chǎng)地不同設(shè)計(jì)標(biāo)高的比較7/6/2024121

3、計(jì)算步驟及方法

（1）初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高圖1-10場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖(a)地形地圖方格網(wǎng)(b)設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖1——等高線；2——自然地面；3——設(shè)計(jì)地面7/6/20241227/6/2024123H1----為一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H2----為二個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H3----為三個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H4----為四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；7/6/2024124平整后土方量

V后

=H0a2n

H0——平整后的場(chǎng)地高；

n——方格數(shù)；7/6/2024125平整前土方量=平整后土方量7/6/2024126（2）場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整

①土的可松性影響VW、VT—按初定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0)計(jì)算得出的總挖方、總填方體積。FW、FT—按初定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0）計(jì)算得出的挖方區(qū)、填方區(qū)總體積KS’—土的最終可松性系數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整計(jì)算簡(jiǎn)圖理論計(jì)算標(biāo)高調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高7/6/2024127考慮土的可松性后，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)調(diào)整為：

H0’=H0+△h7/6/2024128②借土或棄土的影響由于場(chǎng)地內(nèi)大型基坑挖出的土方、修筑路堤填方的土方，以及從經(jīng)濟(jì)角度比較，將部分挖方就近棄于場(chǎng)外（簡(jiǎn)稱棄土）或?qū)⒉糠痔罘骄徒⊥劣趫?chǎng)外（簡(jiǎn)稱借土）等，均會(huì)引起挖填土方量的變化。

必要時(shí)，亦需重新調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高。7/6/2024129近似調(diào)整公式如下：Q—假定按初步場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0）平整后多余或不足的土方量；n—場(chǎng)地方格數(shù)；a—方格邊長(zhǎng)。7/6/2024130③考慮泄水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響

平整場(chǎng)地坡度，一般標(biāo)明在圖紙上，如設(shè)計(jì)無(wú)要求，一般取不小于2‰的坡度，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙或現(xiàn)場(chǎng)情況，泄水坡度分：

單向泄水雙向泄水7/6/2024131A單向泄水將調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高（H//0）作為場(chǎng)地中心線的標(biāo)高。場(chǎng)地內(nèi)任一點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為：Hij

=H//0

±

L·iL—該點(diǎn)至H//0

-H//0中心線的距離i—場(chǎng)地單向泄水坡度（不小于2‰）7/6/2024132B雙向泄水將調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高（H//0）作為場(chǎng)地縱橫方向的中心點(diǎn)。場(chǎng)地內(nèi)任一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：

Hij=H//0

±LxiX

±Lyiy7/6/2024133（3）計(jì)算零點(diǎn)標(biāo)出零線

①計(jì)算各方格角點(diǎn)的施工高度

所謂施工高度，就是每一個(gè)方格角點(diǎn)的挖填高度，用hn表示。

hn

=Hij

-Hn

hn——該角點(diǎn)的挖填高度，“+”值表示填方，“—”值表示挖方。

Hij——該角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高。

Hn——該角點(diǎn)自然地面標(biāo)高。7/6/2024134②計(jì)算零點(diǎn)標(biāo)出零線

方格中的土方一部分為填方，而另一部分為挖方，這時(shí)必定存在不挖不填的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)叫零點(diǎn)。把一個(gè)方格中的所有零點(diǎn)都連接起來(lái)，形成直線或曲線，這道線叫零線。即挖方與填方的分界線。7/6/2024135h1h2xa-xa計(jì)算圖O7/6/2024136（4）計(jì)算土方工程量

①四棱柱法

A、方格四個(gè)角點(diǎn)全部為挖或填方時(shí)（圖1—15），其挖方或填方體積為：7/6/2024137B、方格四個(gè)角點(diǎn)中，部分是挖方，部分是填方時(shí)（圖1—16），其挖方或填方體積分別為：7/6/2024138C、方格三個(gè)角點(diǎn)為挖方，另一個(gè)角點(diǎn)為填方時(shí)。44321213241342)22(4))((4VhhhhaVhhhhhaV4+-++=++=其挖方體積為其填方體積為7/6/20241394、場(chǎng)地平整土方量計(jì)算例題某建筑場(chǎng)地地形圖如圖1—22所示，方格網(wǎng)a=20m，土質(zhì)為中密的砂土，設(shè)計(jì)泄水坡度ix=3‰，iy=2‰,不考慮土的可松性對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響，試確定場(chǎng)地各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，并計(jì)算挖填土方量。7/6/2024140891012131471,43.242,43.673,43.944,44.345,44.86,42.9411,42.5843.5042.5043.0044.5044.0045.001-11-21-31-42-12-22-32-412,42.910,44.6713,43.2314,43.6715,44.177,43.358,43.769,44.17圖1—227/6/20241411)計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H07/6/20241427/6/20241432)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整以場(chǎng)地中心點(diǎn)8為H0，其余各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為：7/6/20241447/6/20241457/6/20241467/6/20241473)計(jì)算各方格角點(diǎn)施工高度7/6/20241484)計(jì)算零點(diǎn)，標(biāo)出零線7/6/20241497/6/20241505)計(jì)算土方量①四棱柱法

A、全挖全填方格7/6/2024151B、方格四個(gè)角點(diǎn)中，部分是挖方，部分是填方時(shí)（圖1—25），其挖方或填方體積分別為：7/6/2024152C、方格三個(gè)角點(diǎn)為挖方，另一個(gè)角點(diǎn)為填方時(shí)（圖1—25）7/6/20241537/6/2024154總挖方量

=17.91+117+270+0.03+35.28+234.04=674.26m3總填方量

=136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m37/6/2024155【例】某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1-7所示，方格邊長(zhǎng)為20m×20m,試用公式法計(jì)算挖方和填方的總土方量.7/6/2024156【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高,由公式得：

h1=251.50-251.40=0.10m

h2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53m

h4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34m

h6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16m

h8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83m

h10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20m

h12=251.46-251.40=0.06m7/6/20241577/6/2024158(2)計(jì)算零點(diǎn)位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號(hào)不同,說(shuō)明此方格邊上有零點(diǎn)存在.由公式1.10求得：1—5線

x1=4.55(m)

2—6線

x1=13.10(m)

6—7線

x1=7.69(m)

7—11線

x1=8.89(m)

11—12線

x1=15.38(m)

將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上,并將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái),即得零線位置，7/6/2024159(3)計(jì)算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形,土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格Ⅰ底面為兩個(gè)梯形,土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：

VⅡ(+)=65.73

(m3)

VⅡ(-)=0.88

(m3)

VⅤ(+)=2.92

(m3)

VⅤ(-)=51.10

(m3)

VⅥ(+)=40.89

(m3)

VⅥ(-)=5.70

(m3)

方格網(wǎng)總填方量：

∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34

(m3)

方格網(wǎng)總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26

(m3)7/6/20241605、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002對(duì)土方開(kāi)挖的有關(guān)規(guī)定：7/6/2024161表1—4土方開(kāi)挖工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)7/6/2024162四、建筑基坑支護(hù)

建筑基坑(buildingfoundationpit)——為進(jìn)行建筑物(包括構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與地下室的施工所開(kāi)挖的地面以下空間

.

基坑支護(hù)(retainingandprotectingfor

foundationexcavation)——為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采

用的支擋、加固與保護(hù)措施

.7/6/2024163基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)安全等級(jí)破壞后果Υ0一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重

1.10二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.90注:有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根椐具體情況另行確定.

7/6/2024164基坑變形的監(jiān)控值(mm)基坑等級(jí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂位移監(jiān)控值圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體最大位移監(jiān)控值地面最大沉降監(jiān)控值一級(jí)基坑30

50

30二級(jí)基坑60

8060三級(jí)基坑80

100100.7/6/2024165

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型:支護(hù)結(jié)構(gòu)水泥土擋墻式排樁與板墻式邊坡穩(wěn)定式深層攪拌水泥土樁墻高壓旋噴樁墻板樁式排樁式板墻式組合式逆作拱墻式土釘墻噴灌支護(hù)鋼板樁混合土板樁型鋼橫擋板鋼管樁、預(yù)制混凝土樁鉆孔灌筑樁挖孔灌筑樁現(xiàn)澆地下連續(xù)墻預(yù)制裝配式地下地下連續(xù)墻加筋水泥土樁（SWM工法)高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土墻7/6/2024166支護(hù)結(jié)構(gòu)選型表結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連墻

1.適于基坑側(cè)壁安全等級(jí)一、二、三級(jí)

2.懸壁式結(jié)構(gòu)在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻

1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)

2.水泥地樁施工范圍內(nèi)地基土承截力不宜大于150kpa3.基坑深度不宜大于6m土釘墻

1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)r的非軟土地

2.基坑深度不宜大于12m3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),應(yīng)采用降水或截水措施逆作拱墻

1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)

2.淤泥和淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用

3.拱墻軸線的矢跨比不宜小用1/84.基坑深度不宜大于12m5.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),應(yīng)采用降水或截水措施放坡

1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為三級(jí)

2.施工場(chǎng)地應(yīng)滿足放坡條件

3.可獨(dú)立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用

4.當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí)時(shí),應(yīng)采用降水措施7/6/2024167支護(hù)結(jié)構(gòu)包括擋墻與支撐(拉錨)兩部分。按受力不同可分：重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)邊坡穩(wěn)定式支護(hù)7/6/2024168（一）重力式支護(hù)墻類型

1、深層攪拌法水泥土樁擋墻

深層攪拌法是利用特制的深層攪拌機(jī)在邊坡土體需要加固的范圍內(nèi)，將軟土與固化劑強(qiáng)制拌合，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強(qiáng)度的水泥加固土，又稱為水泥土攪拌樁。7/6/2024169深層攪拌法利用的固化劑：水泥漿水泥砂漿水泥的摻量為加固土重的7％～15％，水泥砂漿的配合比為1：1或1：2。7/6/2024170A、深層攪拌機(jī)

中心管噴漿方式：適用于多種固化劑。圖1—29SJB-1型深層攪拌機(jī)1—輸漿管；2—外殼；3—出水口；4—進(jìn)水口；5—電動(dòng)機(jī)；6—導(dǎo)向滑塊；7—減速器；8—攪拌軸；9—中心管；10—橫向系統(tǒng)；11—球形閥；12—攪拌頭7/6/2024171

7/6/2024172葉片噴漿方式：

只能使用純水泥漿而不能采用其它固化劑圖1—29SJB-1型深層攪拌機(jī)1—輸漿管；2—外殼；3—出水口；4—進(jìn)水口；5—電動(dòng)機(jī)；6—導(dǎo)向滑塊；7—減速器；8—攪拌軸；9—中心管；10—橫向系統(tǒng)；11—球形閥；12—攪拌頭7/6/2024173B、深層攪拌水泥土樁擋墻材料要求及截面形狀宜用425號(hào)水泥，摻灰量應(yīng)不小于10%，以12~15%為宜；橫截面：宜連續(xù)，形成封閉的實(shí)體（圖1—32）或格狀結(jié)構(gòu)（圖1—33）。7/6/2024174圖1-32深層攪拌水泥土樁擋墻（格狀連續(xù)壁）7/6/2024175圖1-33深層攪拌土樁擋墻（塊狀連續(xù)壁）7/6/2024176C、深層攪拌法施工深層攪拌水泥土樁擋墻的施工工藝流程（1）定位（2）預(yù)拌下沉（3）制備水泥漿（4）提升、噴漿、攪拌（5）重復(fù)上下攪拌（6）清洗、移位7/6/2024177圖1-31施工工藝流程（a)定位；（b)預(yù)攪下沉；（c)噴漿攪拌上升；（d)重復(fù)攪拌下沉；（e)重復(fù)攪拌上升；(f)完畢7/6/2024178D、作用及一些要求：

a、防滲和擋土雙重功能；

b、要求兩樁間應(yīng)搭接200mm；

c、挖深不大于7m；

d、土質(zhì)承載力標(biāo)準(zhǔn)值小于140kPa。E、工程實(shí)例7/6/2024179圖1-34深層攪拌水泥土樁擋墻平面布置7/6/2024180又叫高壓噴射注漿法旋噴樁擋墻是利用工程鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將鉆桿從地基深處逐漸上提，同時(shí)利用安裝在鉆桿端部的特殊噴嘴，向周圍土體噴射固化劑，將軟土與固化劑強(qiáng)制混合，使其膠結(jié)硬化后在地基中形成直徑均勻的圓柱體。該固化后的圓柱體稱為旋噴樁。樁體相連形成帷幕墻，用作支護(hù)結(jié)構(gòu)。2、旋噴樁擋墻7/6/20241817/6/20241827/6/20241831、鋼板樁（二）非重力式支護(hù)墻類型（1）槽形鋼板樁由槽鋼正反扣搭接組成。槽鋼長(zhǎng)6~8m，型號(hào)由計(jì)算確定。由于其抗彎能力較弱，用于深度不超過(guò)4m的基坑，頂部設(shè)一道支撐或拉錨。7/6/20241847/6/2024185（2）熱軋鎖口鋼板樁型式有：U型、Z型(又叫“波浪型”或“拉森型”)、一字型(又叫平板樁)、組合型7/6/2024186

1.平板式;2.波浪式;3.Z型斷面7/6/20241877/6/2024188

（3）鋼板樁的破壞方式:

1）板樁底端向外移動(dòng)

2）板樁彎曲破壞

3）錨碇系統(tǒng)破壞32145（a）（b）（c）板樁破壞情況（a）板樁底端向外移動(dòng);(b)板樁彎曲破壞;(c)錨碇系統(tǒng)破壞1——板樁;2——拉桿;3——錨碇;4——堆土;5——破壞面7/6/2024189（4）單錨鋼板樁常見(jiàn)的工程事故及其原因：1）鋼板樁的入土深度不夠1-板樁；2-拉桿；3-錨碇；4-堆土。7/6/20241902）鋼板樁本身剛度不足1-板樁；2-拉桿；3-錨碇；4-堆土。7/6/20241913）拉錨的承載力不夠或長(zhǎng)度不足1-板樁；2-拉桿；3-錨碇；4-堆土；5-破壞面。7/6/2024192單錨鋼板樁設(shè)計(jì)的“三要素”：入土深度

hd截面彎矩

M錨桿拉力

Rt7/6/2024193（5）鋼板樁的施工

1）鋼板樁打設(shè)前的準(zhǔn)備工作

A）鋼板樁的檢驗(yàn)與矯正

1)表面缺陷矯正

2)端部矩形比矯正

3)樁體撓曲矯正

4)樁體扭曲矯正

5)樁體截面局部變形矯正

6)鎖口變形矯正7/6/2024194B）導(dǎo)架安裝

亦稱：“施工圍檁”圖1-38導(dǎo)架及屏風(fēng)打入法7/6/2024195

C）沉樁機(jī)械的選擇

2）鋼板樁的打設(shè)①鋼板樁打設(shè)方式選擇

(A)單獨(dú)打入法

(B)屏風(fēng)式打入法(圖1—38)②鋼板樁的打設(shè)③鋼板樁的拔除④鋼板樁施工實(shí)例7/6/20241962、鋼筋水泥樁排樁擋墻在地面上用鉆孔機(jī)械成孔，澆筑混凝土，混凝土硬化形成樁。常用直徑500-1000毫米7/6/2024197一字相間排列一字搭接排列一字相接排列交錯(cuò)相接排列交錯(cuò)相間排列鋼筋水泥混凝土灌注樁排布置形式7/6/2024198施工工藝：

在開(kāi)挖基坑周圍，用鉆機(jī)鉆孔，下鋼筋籠，現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土樁，樁間距為1~2m，成排設(shè)置，上部設(shè)聯(lián)系梁，在基坑中間用機(jī)械或人工挖土，下挖1m左右裝上橫撐，在樁背面裝上拉桿與已設(shè)錨樁拉緊，然后繼續(xù)挖土至要求深度。如基礎(chǔ)深度小于6m，或鄰近有建（構(gòu)）筑物，也可不設(shè)錨拉桿，采取加密樁距或加大樁徑的方法。

特點(diǎn)：施工設(shè)備簡(jiǎn)單。所需作業(yè)場(chǎng)地不大，噪聲低，振動(dòng)小，成本低，樁剛度較大，抗彎強(qiáng)度高，安全感好。

缺點(diǎn)：止水性差。為防止水土流失，也可在灌注樁之間加粉噴樁。

使用條件：適合于開(kāi)挖較大（大于6m）基坑以及鄰近有建筑物，不允許放坡，不允許附近地基出現(xiàn)下沉位移時(shí)采用。

7/6/20241993、地下連續(xù)墻

常用厚度為500-800毫米

（1）地下連續(xù)墻施工工藝原理7/6/20242007/6/2024201（2）地下連續(xù)墻的適用范圍優(yōu)點(diǎn)：1）適用于各種土質(zhì)2）施工時(shí)振動(dòng)小、噪音低3）在建筑物、構(gòu)筑物密集地區(qū)可以施工，對(duì)臨近的結(jié)構(gòu)和地下設(shè)施沒(méi)有什么影響。4）可在各種復(fù)雜條件下進(jìn)行施工5）放滲性能好6)可采用“逆筑法”施工。7/6/2024202（3）“逆筑法”施工高層建筑多層地下室傳統(tǒng)的施工方法，是放坡大開(kāi)挖或用支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)后垂直開(kāi)挖，挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，待地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。7/6/2024203“逆筑法”的施工程序與傳統(tǒng)的施工方法正相反。其工藝原理是：先沿建筑物周圍施工地下連續(xù)墻，在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線施工少量中間支承柱(亦稱中柱樁)，然后進(jìn)行地下首層的梁板樓面結(jié)構(gòu)施工。完成后同時(shí)施工地下、地上結(jié)構(gòu)、待地下室大底板完成后，再進(jìn)行復(fù)合柱、復(fù)合墻的施工。但在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前，地面上的上部結(jié)構(gòu)允許施工的層數(shù)要經(jīng)計(jì)算確定。

7/6/2024204

（三）土層錨桿

土層錨桿(soilanchor)——由設(shè)置鉆孔內(nèi)、端部伸入穩(wěn)定土層中的鋼筋或鋼絞線與孔內(nèi)注漿體組成的受拉桿體。1、錨桿構(gòu)造:

組成:錨頭、桿體和漿體.

錨桿長(zhǎng)度=自由段L1+

錨固段L27/6/2024205錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)的土層錨桿；通常由錨頭、錨頭墊座、支護(hù)結(jié)構(gòu)、鉆孔，防護(hù)套管，拉桿(拉索)，錨固體、錨底板(有時(shí)無(wú))等組成（圖1—51）。7/6/2024206

2、錨桿分類（1）按使用要求:（2）按承力方式:臨時(shí)性錨桿永久性錨桿摩擦型支承型(擴(kuò)孔型)（3）按施工方式:普通型(非預(yù)應(yīng)力型)預(yù)應(yīng)力型7/6/20242073、錨桿布置:（1）錨桿層數(shù):錨桿上下排垂直間距不宜小于2m，錨桿錨固體上覆土層厚度不宜小于4m。（2）水平間距:水平間距不宜小于1.5m。（3）傾角:宜為15o～25o,且不宜大于45o。7/6/2024208

（四）土釘墻支護(hù)

土釘墻(soilnailingwall)——采用土釘加固的基坑側(cè)壁土體與護(hù)面等組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。1、組成和構(gòu)造:（1）土釘:鋼筋或鋼管,長(zhǎng)度=(0.5～1.2)h,間距宜為1～2m,與水平面夾角宜為5o～20o（2）鋼筋網(wǎng):鋼筋直徑宜為6～10mm,間距宜為150～300mm.（3）噴射混凝土:強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20,面層厚度不宜小于80mm.7/6/2024209

2、特點(diǎn):

1.安全可靠

2.可縮短基坑施工工期

3.施工機(jī)具簡(jiǎn)單,易于推廣

4.經(jīng)濟(jì)效益較好

7/6/2024210

3、分類:(1)鉆孔注漿型土釘

(2)打入型土釘

(3)射入型土釘

4、施工工藝:

基坑開(kāi)挖→噴射底層混凝土→鉆孔安設(shè)土釘→注漿→綁扎鋼筋網(wǎng)→噴射面層混凝土→下一層挖土施工7/6/2024211

錨桿墻一般都是在維護(hù)樁（例如灌注樁）的基礎(chǔ)上，打設(shè)錨桿，依靠錨桿的錨固力對(duì)樁墻進(jìn)行固定。

土釘墻一般是在土體內(nèi)打設(shè)螺紋鋼并在鋼筋斷部掛鋼絲網(wǎng)，然后噴射混凝土，使被加固的土體和土釘墻成為一個(gè)整體。

7/6/2024212（五）支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)(亦稱柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)）破壞形式有：強(qiáng)度破壞和穩(wěn)定性破壞。

1、非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞（1）拉錨破壞或支撐壓曲圖（1—57a）

（2）支護(hù)墻底部走動(dòng)（1—57b）

（3）支護(hù)墻的平面變形過(guò)大或彎曲破壞（1—57c）

2、非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞（1）墻后土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)（1—57d）

（2）坑底隆起（1—57e）

（3）管涌（1—57f）7/6/20242137/6/2024214

重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞亦包括強(qiáng)度破壞和穩(wěn)定性破壞兩方面。

強(qiáng)度破壞只有水泥土抗剪強(qiáng)度不足，產(chǎn)生剪切破壞。

穩(wěn)定性破壞包括以下幾類：

（1）傾覆

（2）滑移（3）土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)

（4）坑底隆起

（5）管涌7/6/2024215

五、地下水控制

地下水控制(groundwatercontrolling)——為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周邊環(huán)境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施.方法名稱土類滲透系數(shù)(m/d)降水深度(m)水文地質(zhì)特征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土7<20.0<5上層