建筑施工技术教学课件-第一章 土方工程

先 进 施 工 技 术

①主要支护方法:钢板 桩、柱列式钢筋砼桩、 连续墙等，对方形或圆 形基坑采用拱圈。 特 ②利用深层搅拌法加固 点 基坑四周土体 ③逆作法施工技术日益 被重视
地下连续墙


柱列式灌注桩
土锚杆

土钉墙
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1.地下连续墙

地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地 下结构层数多的深基坑的施工非常有利。
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轻型井点的布置依据

依据： ①、水文地质资料：H、承压或非承压、土质、K等


②、工程性质：基坑（槽）形状、大小及深度。
③、设备条件：井管长度、泵的抽吸能力。 轻型井点布置内容： ①、平面布置：确定井点布置的形式、总管长度、井点管 数量、水泵数量及位置。 ②、高程布置：确定井点管的埋置深度。


优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状灵活
缺点：需用专用机械，成本较高 NOTE： 分段施工 接头严密
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2 、柱列式灌注桩

以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身 弯距的挡土结构


优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工
缺点：整体性能较差，无防水能力
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3. 土层锚杆

土层锚杆是一种埋
Hn H 0 li ; Hn H 0 lxix lyiy
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§1-2 土方工程量的计算

（二）场地土方量的计算 1.方格网法：
1）四个角点挖（填）方
2）两个角点填方，另外两个角点挖方 3）一个角点填（挖）三个角点挖（填）方 2. 断面法: 公式法;累高法 (三)边坡土方量的计算
砂，有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。
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（二）人工降低地下水位

在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定
数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的 抽水，使地下水位降至基底以下，直至基 础施工完毕为止。

1、一般轻型井点设备
管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。
抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。
土层锚杆适用于地下水低于土坡开挖段或降水措施 后使地下水位低于开挖层的情况，但其失效影响较 大，不适用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱 土层。 施工工艺：开挖工作面 喷射砼 铺设钢筋网 设置排水系统 设置土钉
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土钉墙
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四、施工排水

采用方法： 1、明沟排水法
轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 渗井井点
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基坑：

民用与工业建筑：浅基坑，规模小，易施工， 问题少 高层建筑：大面积深基坑，规模大，工期长，
基坑

问题多
浅基坑

条基：深1～3m，直立土坑壁 柱基：深多为2～3m，深度较大时采用放坡法
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1、横撑式支撑：
开挖较窄的沟槽。
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（三）大面积深基坑支护

1.支护特点

2 .一些先进施工技术
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§1-1 概述
一、土方工程施工具有以下特点：
(1) 工程量大、劳动强度高。
(2) 施工条件复杂。
(3) 受场地限制。

二、土的分类及现场鉴别方法
在工程上，土根据开挖难易程度分为8类，其中一
~四类土为土，五~八类土为岩石。其开挖难易直
接影响其施工方案、劳动量消耗和工程费用。
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§1-1 概述

2、人工降低地下水位法
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明沟排水法

当基地挖至地下水位以下时，沿基坑四周挖一定坡度 的排水沟，设置集水井，使地下水沿沟流入井内，然
后用水泵抽走（动画）

特点：明排水法构造简单（其由集水井、排水沟和水
泵组成），施工成本低，应尽可能采用。

优点：方法简单、经济，对周围影响小，应用较广。 缺点：当涌水量较大、水位差较大或土质为细砂或粉
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注意事项：
①冲孔深度宜比滤管底 深 0.5ｍ左右。 ②保证井点管与孔壁
间填筑沙滤层的质量。
③井点填砂后，须用粘 土封口，以防漏气。
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（3）使用及拆除：
井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有
无漏气现象。
正常的排水是细水长流，出水澄清。 抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常，以及 检查观测井中水位下降情况。
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§1-2 土方工程量的计算

二、场地平整土方量的计算 （一）场地设计标高的确定


设计标高选择，需考虑以下因素：
（1）满足生产工艺和运输的要求； （2）尽量利用地形，以减少挖方数量； （3）尽量使场地内挖填平衡，以降低土方运输费用； （4）有一定泄水坡度（≥2‰），满足排水要求； （5）考虑最高洪水位的要求。
目的：保证土体稳定，防止塌方，保证施工安全
h 1 土方边坡坡度 1: m b b/h
b 其中 m 称为坡度系数 h
边坡的大小和坡顶有无荷载，是动载还是静载均有关
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§1-2 土方工程量的计算

一、基坑（槽）土方量的计算 基坑土方量的计算： V=H（A1+4A0+A2）/6 基槽土方量的计算： V1=L1（A1+4A0+A2）/6 V=ΣV 1+V2+ …+Vn
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§1-3 土方工程施工准备与基坑(槽)施工

一、施工准备及定位放线 （一）施工准备工作： 1.场地清理； 2.地面水排除 （二）定位放线： 1.建筑物定位；2.放线 二、土壁稳定（土体内摩阻力和粘结力保持平衡）
（一）土壁塌方原因：边坡过陡；堆物过重；水渗入土体。
（二）
采取措施：放足边坡；适当堆物；做好排水。
第二步：确定R 抽水影响半径R，与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低 值及抽水时间等因素有关。 R 1.95S HK (m) 第三步：确定K 渗透系数 K 值对计算结果影响较大。K值的确定可用现场抽 水试验或实验室测定。对重大工程，宜采用现场抽水试验以 获得较准确的值。
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y0
A
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4、轻型井点的施工：
建筑施工技术
2008.01
第一章

土方工程
常见土方工程分类： 场地平整、基坑(槽)与管沟
开挖、土壁支护、施工排水、降水、路基填筑以
及基坑回填等。
组织土方工程施工时，尽可能机械化施工，以降
低劳动强度；而且要合理安排施工计划，尽可能 避开雨季施工，否则，应作好防洪排水等准备。 此外，为了降低工程 施工费用，制定土方的合理 调配方案。
入土层深部的受拉
杆件，它一端与构 筑物相连，另一端 锚固在土层中。

钻孔－安放拉杆－
灌浆－养护－安装
锚头－张拉锚固和 挖土
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3.7 土钉墙及土锚杆

土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射 砼面板组成，形成一个以土挡土的重力式挡土墙。

土钉墙自上而下施工，靠土钉的相互作用形成复合 整体作用。
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（4）井点回灌：
目的：消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷
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§1-4土方工程的机械化施工

一、土方机械的主要性能 单 斗 挖 土 机 正铲：前进向上，强制切土 反铲：后退向下，强制切土 拉铲：后退向下，自重切土 抓铲：直上直下，自重切土
推土机：独立完成挖土、运土、卸土； 经济运距100 m内，效率最高60m
铲运机：独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整；
经济运距600~1500 m，效率最高800m

二、机械选择：基坑情况、作业环境、气候季节、机械配套等
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§1-5 土方回填与压实
来自百度文库
一、土料选择：符合设计要求，以保证强度和稳定性，尽量采用同 类土，否则应分层夯填，且透水性大的置于下部。 二、压实方法：碾压法、振动压实法、夯实法 三、影响填土压实因素： 1.土的含水量：手捏成团、落地开花

2.铺土厚度：最优厚度范围与压实机具有关
3.压实功的影响：合理选择压实遍数 四、质量检查：压实系数
土的控制干密度( d) c= 最大干密度( d max )
ρd -用击实试验确定， ρdmax-“环刀法”或灌砂（水）法测定
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§1-6 爆破施工

起爆方法：火花起爆、电力起爆、导爆索起爆 破坏作用圈：介质距爆破中心越近，破坏越大
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§1-2 土方工程量的计算

场地的设计标高，可根据挖填平衡的原则确定。 1.初步计算场地设计标高
方格网法：方格的角点标高，一般根据地形图上相邻
两等高线的标高用插入法求得；无地形图时，也可在 地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。 一般说来，理想的设计标高，应该使场地的土方在平 整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡
Ms 承压完整井： Q 2.73K lg R lg y 0

H—含水层厚度；S—水位降低值； y0—环状井点的假想半径；A—环状井点包围的面积
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涌水量的计算步骤
应用上述公式时先要确定y0，R，K 第一步：确定y0 当L:B≤5时，环形布置的井点可近似作为圆形处理，利用面 积相等原则，将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径。

2．土的天然含水量：指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。 ω=mw/ms(%) 3. 土的渗透性：指土体被水透过的性能，它与土的密实程度有关，土的 空隙比越大，则其渗透系数越大。土的渗透性由土的渗透系数表示。
mw ——土的天然含水量。ms ——土中固体颗粒的质量。

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§1-1 概述

四、土方边坡
三、土的性质 1．土的可松性：自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，以 后虽经回填压实，仍不能恢复到原来的体积，称为土的可松性。
最初可松性系数用Ks表示，最终可松性系数用K`s表示，即：
Ks=V2/V1； K`s= V3/ V1 ； 式中：V1——土在自然状态下的体积； V2——土开挖后的松散体积； V3——土经回填压实后的体积。


三角棱体:V=1/3A1L1 A1=1/2mh2
三角棱柱体:V=1/2(A1+A2)l4或V=1/6(A1+4A0+A2)
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§1-2 土方工程量的计算
四角全填（全挖）
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相邻两角为挖，另两角为填
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三角填（挖），另一角挖（填）
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§1-2 土方工程量的计算

（三）土方调配 1.土方调配原则 （1）挖、填平衡和运距最短。 （2）近期施工与后期利用相结合。 （3）分区与全场相结合考虑。 （4）尽可能与大型地下建筑的施工相结合。 （5）选择恰当地调配方向、运输路线，充分发挥功效。
施工过程：包括井点系统的埋设、安装、运行及拆除等。 （1）准备工作：井点设备、动力、水源及必要材料的准 备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观测及防止沉降措施 （2）井点系统的埋设： 埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用 弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。
井点管的埋设方法：水冲法（分冲孔、埋管两过程）
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总管及井点管数量的计算
（ａ）水井的分类：
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涌水量的计算

无压完整井：
(2 H s) s Q 1.366 K ; R 1.95s H 0 K lg R lg y 0 矩形基坑（L: 5 B ）：y 0 A


无压不完整井：有效深度H0，当H0＞H时，仍取H； S`—井点管处水位降低值（S+iL）
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§1-2 土方工程量的计算
场地设计标高计算简图 a）地形图上划分方格； b）设计标高示意图 1—等高线；2—自然地面；3—设计标高平面；
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§1-2 土方工程量的计算

2.计算设计标高的调整值 所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还 需考虑以下因素进一步进行调整:
（1）土具有可松性；
（2）填(挖)影响；

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布置和计算步骤：
高程布置 计算井点管数量
确定平面布置

调整
单排布置：适用于基坑、槽B＜6ｍ，且H≤5ｍ的
情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端延
伸长度不宜小于坑、槽的宽度B。

双排布置：适用于基坑B ＞6ｍ或土质不良情况。 环形布置：适用于大面积基坑。
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高程计算公式： h ≥h1＋△h＋iL

爆破方法：裸露药包爆破、浅孔爆破、药壶爆破、
拆除爆破
药包
压缩圈
破坏圈
震动圈
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演示结束
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（3）边坡填挖量不等； （4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土 于场外挖填土的变化。
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§1-2 土方工程量的计算

3.考虑泄水坡度对设计标高的影响 由于排水要求，场地表面场有一定的泄水坡度。因此，
还需根据场地泄水坡度的要求（单面泄水或双面泄水），
计算出场地内各方格角点实际施工时的设计标高。