1.3施工準備與輔助工作課件

1、 第一章 土方工程 1.4 土方工程的準備與輔助工作第一章 土方工程1第1頁，共69頁。 一、土方工程施工前的準備工作第一章 土方工程土方施工前應做好下述準備工作：（1）三通一平：路通、水通、電通、場地平整。（2）排除地面水；（3）材料、機具及土方機械的進場；（4）測量、放線；（5）做好土方工程的輔助工作（如邊坡穩(wěn)定、 基坑（槽）支護、降低地下水等）。1 土方工程的準備與輔助工作2第2頁，共69頁。二、邊坡穩(wěn)定 土方的放坡開挖第一章 土方工程1 土方工程的準備與輔助工作3第3頁，共69頁。二、邊坡穩(wěn)定 土方的放坡開挖第一章 土方工程1 土方工程的準備與輔助工作4第4頁，共69頁。二、邊坡穩(wěn)定

2、土方的放坡開挖第一章 土方工程1 土方工程的準備與輔助工作5第5頁，共69頁。二、邊坡穩(wěn)定 放坡的邊坡可做成直線形、折線形或踏步形（圖1-12）。a) 直線形； b) 折線形； c) 踏步形圖1-12 土方放坡第一章 土方工程1 土方工程的準備與輔助工作6第6頁，共69頁。 土方邊坡坡度以其高度 H 與其底寬度 B 之比表示，土方邊坡坡度 = （1-25）式中 m = B / H，稱為坡度系數(shù)。 土方放坡坡度的留設應考慮以下因素： 土質、開挖深度、施工工期、地下水水位、坡頂荷載及氣候條件等。第一章 土方工程1 土方工程的準備與輔助工作7第7頁，共69頁。 當?shù)叵滤坏陀诨?，在濕度正常的土?/p>

3、中開挖基坑或管溝，如敞露時間不長，在一定限度內可挖成直壁不加支撐。 施工中除應正確確定邊坡，還要進行護坡，以防邊坡發(fā)生滑動。第一章 土方工程1 土方工程的準備與輔助工作8第8頁，共69頁。 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生； 側向靜水壓力裂縫中的積水產生。 引起抗滑力（土體抗剪強度)降低的因素主要是： 土質松軟如氣候的影響； 的潤滑作用土體內含水量增加； 振動液化飽和的細砂、粉砂受振動。第一章 土方工程9第9頁，共69頁。 在土方施工中，要預估各種可能出現(xiàn)的情況， 采取必要的護坡防坍措施： 及時排除雨水、地面

4、水； 防止坡頂集中堆載及振動； 設置護坡面層； 其他。 對永久性土方邊坡，則應做好永久性加固措施。第一章 土方工程10第10頁，共69頁。 三、土壁支護 開挖基坑（槽）時： 放坡開挖 較經(jīng)濟，但在建筑稠密地區(qū)，或有地下水 滲入基坑（槽）時往往不能實現(xiàn)。 基坑（槽）支護 利用支護結構擋土、止水（隔水）。 第一章 土方工程11第11頁，共69頁。第一章 土方工程12第12頁，共69頁。 （一）基槽支護 市政工程施工時，常需在地下鋪設管溝，因此 往往也需要開挖溝槽。 開挖較窄的溝槽，多用橫撐式土壁支撐。 對較寬的溝槽，采用橫撐式支撐不適應， 土壁支護可采用類似于基坑的支護方法。 第一章 土方工程13

5、第13頁，共69頁。第一章 土方工程橫撐式土壁支撐的兩種形式14第14頁，共69頁。第一章 土方工程15第15頁，共69頁。第一章 土方工程16第16頁，共69頁。 a) 水平擋土板支撐； b) 垂直擋土板支撐 圖1-13 橫撐式支撐 1水平擋土板；2立柱；3工具式橫撐； 4垂直擋土板；5橫楞木；6調節(jié)螺絲第一章 土方工程橫撐式土壁支撐水平擋土板的布置 間斷式； 連續(xù)式間斷式 垂直擋土板式支撐挖土深度不限。17第17頁，共69頁。 實測資料表明，作用在橫撐式支撐上的土壓力的分布很復雜，也很不規(guī)則。工程中通常按圖1-14所示幾種簡化圖形進行計算。a）密砂； b）松砂； c）粘土 圖1-14 支撐

6、計算土壓力第一章 土方工程18第18頁，共69頁。 擋土板、立柱及橫撐的強度、變形及穩(wěn)定等可根據(jù)實際布置情況進行結構計算。第一章 土方工程1水平擋土板；2立柱；3工具式橫撐； 4垂直擋土板；5橫楞木；6調節(jié)螺絲構 件受力特點荷 載荷載計算寬度支 座擋土板連續(xù)梁均布的土壓力擋土板間距/單位寬度立 柱立 柱簡支/連續(xù)梁擋土板傳來（均布）立柱間距橫 撐橫 撐壓 桿立柱傳來橫撐間距（縱橫向 ）19第19頁，共69頁。（二） 基坑支護 基坑支護結構一般根據(jù)地質條件，基坑開挖深度以及對周邊環(huán)境保護要求采取重力式水泥土墻、板式支護結構、土釘墻等形式。 在支護結構設計中首先要考慮周邊環(huán)境的保護，其次要滿足本工

7、程地下結構施工的要求，再則應盡可能降低造價、便于施工。第一章 土方工程20第20頁，共69頁。 1.4.3.1 重力式支護結構 水泥土攪拌樁（或稱深層攪拌樁）支護結構是近年來發(fā)展起來的一種重力式支護結構。 它是通過攪拌樁機將水泥與土進行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁），由此形成重力式支護結構。第一章 土方工程21第21頁，共69頁。第一章 土方工程22第22頁，共69頁。 1.4.3.1 重力式支護結構 用于支護結構的水泥土： 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）； 強度可達0.81.2 MPa， 滲透系數(shù)很小，一般不大于10-6 cm/s。 由水泥土攪拌樁搭接

8、而形成水泥土墻，它既具有擋土作用，又兼有隔水作用。 它適用于46 m深的基坑，最大可達78 m。 第一章 土方工程23第23頁，共69頁。 水泥土墻通常布置成格柵式（圖1-15） 設計中一般為： 格柵的置換率：0.60.8（加固土的面積:水泥土 墻的總面積）。 墻體的寬度b、插入深度hd： b=(0.60.8)h， hd=（0.81.2）h。 圖1-15 水泥土墻 攪拌樁； 插筋；面板第一章 土方工程24第24頁，共69頁。 1水泥土墻的設計 圖1-16為水泥土支護結構的計算圖式。圖1-16 水泥土墻的計算圖式第一章 土方工程25第25頁，共69頁。 水泥土重力式支護結構的主要設計內容： 整體

9、穩(wěn)定； 抗傾覆穩(wěn)定； 抗滑移穩(wěn)定； 位移等。 有時還應驗算抗?jié)B、墻體應力、地基強度等。第一章 土方工程26第26頁，共69頁。 2水泥土攪拌樁施工 （1）施工機械 深層攪拌樁機的組成： 深層攪拌機（主機）、 機架及灰漿攪拌機、 灰漿泵等配套機械組成（圖1-17）。第一章 土方工程27第27頁，共69頁。圖1-17 深層攪拌樁機機組 1主機；2機架；3灰漿拌制機；4集料斗；5灰漿泵；6貯水池；7冷卻水泵；8道軌；9導向管；10電纜；11輸漿管；12水管第一章 土方工程28第28頁，共69頁。 深層攪拌樁機常用的機架有三種形式： 塔架式、桅桿式及履帶式。 前兩種構造簡便、易于加工，在我國應用較多，

10、但其搭設及行走較困難。 履帶式的機械化程度高，塔架高度大，鉆進深度大，但機械費用較高。第一章 土方工程29第29頁，共69頁。 塔架式 桅桿式 履帶式第一章 土方工程30第30頁，共69頁。 （2）施工工藝 攪拌樁成樁工藝可采用“一次噴漿、二次攪拌”或“二次噴漿、三次攪拌”工藝，主要依據(jù)水泥摻入比及土質情況而定。水泥摻量較小，土質較松時，可用前者，反之可用后者。 第一章 土方工程31第31頁，共69頁。圖1-18 “一次噴漿、二次攪拌”施工流程 a)定位；b)預埋下沉；c)提升噴漿攪拌；d)重復下沉攪拌；e)重復提升攪拌；f )成樁結束第一章 土方工程 當采用“二次噴漿、三次攪拌”工藝時可在圖

11、示步驟e）作業(yè)時也進行注漿，以后再重復d）與e）的過程。32第32頁，共69頁。攪拌樁施工流程 第一章 土方工程33第33頁，共69頁。 （2）施工工藝 施工質量控制 水泥漿配合比及攪拌制度 基本要求； 水泥漿噴射速率與提升速度的關系 保證注漿的均勻性； 樁的水泥漿噴注量 與樁身強度； 樁的垂直度和樁的搭接等 水泥土墻的整體性與抗?jié)B性。 第一章 土方工程34第34頁，共69頁。2. 板式支護結構 板式支護結構的組成 板式支護結構由兩大系統(tǒng)組成： 擋墻系統(tǒng)和支撐(或拉錨)系統(tǒng)(圖1-19)。 懸臂式板樁支護結構則不設支撐(或拉錨)。第一章 土方工程35第35頁，共69頁。圖1-19 板式支護結構

12、1板樁墻；2圍檁；3鋼支撐；4斜撐； 5拉錨；6土錨桿；7先施工的基礎；8豎撐第一章 土方工程36第36頁，共69頁。 擋墻系統(tǒng)常用的形式有槽鋼、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、灌注樁及地下連續(xù)墻等。 第一章 土方工程37第37頁，共69頁。鋼板樁 一種常用的形式鋼板樁之間通過鎖口互相連接，形成一道連續(xù)的擋墻。鎖口 形成整體，具有較好的隔水能力。 形式 平板式、U形、Z形等 特點 抗彎能力較好，可拔出重復使用。圖1-20 鋼板樁形式 a)平板式；b)波浪式第一章 土方工程38第38頁，共69頁。拉森形鋼板樁 第一章 土方工程39第39頁，共69頁。 支撐系統(tǒng)： 大型鋼管、H型鋼或格構式鋼支撐，也可采用

13、 現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐。 拉錨系統(tǒng)： 材料用鋼筋、鋼索、型鋼或土錨桿。 根據(jù)基坑開挖的深度及擋墻系統(tǒng)的截面性能可設置一道或多道支點?；虞^淺，擋墻具有一定剛度時，可采用懸臂式擋墻而不設支點。支撐或拉錨與擋墻系統(tǒng)通過圍檁、冠梁等連接成整體。第一章 土方工程40第40頁，共69頁。第一章 土方工程41第41頁，共69頁。第一章 土方工程42第42頁，共69頁。 總結板樁的工程事故，其失敗的原因主要有六方面：1 板樁計算a) 板樁下部走動； b) 拉錨破壞； c) 支撐破壞； d)拉錨長度不足；e)板樁失穩(wěn)彎曲； f ) 板樁變形及土體沉降 圖1-21板樁的工程事故第一章 土方工程43第43頁，共69

14、頁。板樁的設計五大要素： 板樁的入土深度； 截面彎矩； 支點反力； 拉錨長度； 板樁位移。第一章 土方工程44第44頁，共69頁。（1）荷載與變形 分析單支點板樁的計算原理及計算方法： 單支點板樁分成： 自由支承單支點板樁、嵌固支承單支點板樁(圖1-22)。第一章 土方工程45第45頁，共69頁。a) 自由支承； b) 嵌固支承圖1-22 單支點板樁的兩種計算模式第一章 土方工程46第46頁，共69頁。單支點板樁的計算模式第一章 土方工程47第47頁，共69頁。 用簡單方法進行板樁的精確計算較為困難，主要是插入 地下部分屬超靜定問題，其土壓力分布狀態(tài)難以精確確定。 目前的計算方法也有多種，如：

15、 “彈性曲線法”； “豎向彈性地基梁法”； “相當梁法”等。第一章 土方工程48第48頁，共69頁。圖1- 23 相當梁示意圖第一章 土方工程 （2） 相當梁法計算方法 a. 板墻部分49第49頁，共69頁。圖1-24 嵌固支承板樁第一章 土方工程50第50頁，共69頁。 用上述“相當梁法”求解嵌固支承單支點板樁，首先要找出板樁的反彎點C。 反彎點C 的位置的確定： 反彎點C 的位置與土的內摩擦角、粘聚力有關，并受板樁后的地下水位及地面荷載等因素影響。 通過對不同長度和不同入土深度的板樁彎矩與撓曲線的研究，發(fā)現(xiàn)板樁的反彎點C與土壓力強度等于零的位置較接近。 第一章 土方工程51第51頁，共69

16、頁。 計算中可取該點作為反彎點，由此引起的誤差不大，但使計算大大簡化。第一章 土方工程52第52頁，共69頁。 用相當梁法計算嵌固支承單支點板樁(圖1-24)：步驟（a） 計算作用于板樁的 主動土壓力、 被動土壓力；第一章 土方工程53第53頁，共69頁。 用相當梁法計算嵌固支承單支點板樁(圖1-24)： 步驟（b） 計算反彎點位置 即板樁上土壓力強度 為零的點 C 至地面 的距離hc1： 即 ： （1-32）第一章 土方工程54第54頁，共69頁。 用相當梁法計算嵌固支承單支點板樁(圖1-24)： 步驟（c） 計算相當梁AC的 支座反力 RC、 支撐或錨桿反力Tc1 將板樁在C點截斷， 利用

17、X0，M0 求解RC、 Tc1第一章 土方工程55第55頁，共69頁。（1-33） 第一章 土方工程 用相當梁法計算嵌固支承單支點板樁(圖1-24)： 步驟（d-1） 計算板樁 入土深度計算值h0 根據(jù)嵌固支承單支點板樁的特點，在樁底某一位置以下的彎矩為零，如該點位于D點，則由下段板樁CD可求得h0。因為CD段樁上矩形部分的主被動土壓力相等，由MD0得： 56第56頁，共69頁。第一章 土方工程 用相當梁法計算嵌固支承單支點板樁(圖1-24)： 步驟（d-2） 計算板樁入土深度hd h0的調整。 由于實際樁前被動土壓力較圖1-24所示者小，按式(1-29)計算得到h0的偏小，故應增加入土深度h

18、 ，h取0.2h0 。 1-34 57第57頁，共69頁。第一章 土方工程 用相當梁法計算嵌固支承單支點板樁(圖1-24)： 步驟（e） 在剪力為零處求得Mmax； 58第58頁，共69頁。 b. 支撐（拉錨）系統(tǒng)設計 支撐或拉錨一端固定在板樁上部的圍檁上，另一端則支撐到基坑對面的板樁上或固定到錨錠、錨座板上。 支撐或拉錨的軸力 板墻單位長度的支撐(或拉錨)反力Tc1，通過板墻部分的計算已可求得，則根據(jù)支撐或錨布置的間距，即可求得每一支撐或拉錨的軸力。第一章 土方工程59第59頁，共69頁。 b. 支撐（拉錨）系統(tǒng)設計 支撐立柱 如果支撐長度過大，則應在支撐中央設置豎撐，以防止支撐在自重作用下

19、撓度過大引起附加內力。 拉錨長度 應保證錨錠或錨座板位于它本身引起的被動土楔滑移線、板樁位移引起的主動土楔滑移線和靜土楔滑移線之外。第一章 土方工程60第60頁，共69頁。圖1-25 拉錨長度計算1錨碇被動土楔滑移線；2 板樁主動土楔滑移線；3靜止土楔滑移線第一章 土方工程61第61頁，共69頁。拉錨的最小長度按下列兩式計算，取其中大值： L=L1+L2 L=htan（90- ）式中 L 拉描最小長度； H 基坑深度； hc1 對自由支承板樁，取板樁入土深度；對嵌 固支承板樁，取基坑底至反彎點的距離； h1 錨錠底端至地面的距離； 土的內摩擦角。（1-35）第一章 土方工程62第62頁，共69頁。 c. 圍檁計算第一章 土方工程 圖1-26 圍檁計算簡圖63第63頁，共69頁。 4 鋼板樁施工 鋼板樁施工要正確