土木工程施工技術(shù)

土木工程施工技術(shù)ConstructionTechnologyofCivilEngineering10/10/20231第1頁土木工程施工施工技術(shù)施工組織（項目管理）緒論土木工程施工技術(shù)——

是一門研究土木工程施工中各主要工種工程工藝原理、技術(shù)方案和施工辦法學(xué)科。10/10/20232第2頁一、課程內(nèi)容(房屋施工全過程)

1、土石方工程2、基礎(chǔ)工程

3、砌體工程4、混凝土構(gòu)造工程

5、預(yù)應(yīng)力混凝土工程

6、房屋構(gòu)造安裝工程

7、防水工程8、裝飾工程二、課程研究對象

本課程研究是土木工程，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)一般規(guī)律。三、課程教學(xué)目

是使學(xué)生掌握土木工程施工基礎(chǔ)知識，基本理論和決策辦法，使學(xué)生具有處理土木工程施工中施工技術(shù)問題初步能力。10/10/20233第3頁四、課程基本要求

1、理解建筑工程施工中各主要工種工程施工工藝，掌握施工方案確定基本辦法。

2、具有分析處理施工技術(shù)問題初步能力。

3、對現(xiàn)行施工驗收規(guī)范、規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準有所理解。五、課程特點

綜合性、工藝性、實踐性、操作性較強六、學(xué)習(xí)辦法

注意：理論聯(lián)系實際和知識綜合利用。

掌握三個基本點：基本概念、基本原理、基本計算10/10/20234第4頁七、課程在建筑工程中地位

建筑工程四個階段

八、建設(shè)部推廣十項新技術(shù)

1、深基坑支護技術(shù)2、高強高性能混凝土技術(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、鋼構(gòu)造技術(shù)9、大型構(gòu)件和設(shè)備整體安裝技術(shù)10、公司計算機應(yīng)用和管理技術(shù)

勘測設(shè)計施工驗收10/10/20235第5頁

九、幾點說明

1、自我介紹：2、課代表：3、答疑：4、教材：5、參照書：《施工驗收規(guī)范》《建筑施工手冊》

6、作業(yè)7、考試10/10/20236第6頁

所有建筑工程施工,都是由土方工程開始,我們施工技術(shù)課程也就由此開始。工作內(nèi)容：挖掘、支護、填筑、地下水控制。

1.1概述一、土方工程分類及施工特點：

(一)分類：1、場地平整

2、基坑（槽）、管溝施工3、地下大型挖土工程（常采取“逆筑法”）

4、回填工程

(二)特點1、工程量大——采取機械化施工2、施工條件復(fù)雜——制定施工方案。1土方工程10/10/20237第7頁

二土工程分類

根據(jù)土方開挖難易程度，將土分為八類及16個級別。一～四類為土;五～八類為石。10/10/20238第8頁土類別土級別土名稱開挖措施及工具一類土（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（一般土）Ⅱ亞粘土；潮濕黃土；夾有碎石、卵石砂、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（堅土）Ⅲ軟及中等密實粘土、重亞粘土、干黃土及具有碎石、卵石黃土、亞粘土；壓實填筑土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用鍥子及大錘四類土（砂礫堅土）Ⅳ重粘土及具有碎石、卵石粘土；粗卵石；密實黃土；天然級配砂石；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硬石炭紀粘土；中等密實頁巖、泥巖；白堊土；膠結(jié)不緊礫巖；軟石灰?guī)r用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分用爆破措施六類土（次堅石）Ⅶ-IX泥炭巖；砂巖；堅實頁巖、泥灰?guī)r、密實石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖用爆破措施開挖，部分用鎬七類土（堅石）X-XIII大理巖；輝綠巖；玢巖；粗、中?；◢弾r；堅實白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；風(fēng)化痕跡安山巖、玄武巖用爆破措施開挖八類土（特堅石）XIV-XVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖用爆破措施開挖

土工程分類10/10/20239第9頁三土工程性質(zhì)(一)土密度:1天然密度ρ:土在天然狀態(tài)下單位體積質(zhì)量.

2

干密度ρd:單位體積土中固體顆粒質(zhì)量.(二)土含水量:

土中所含水分質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量比值。

式中:ω——土含水量

G1——含水狀態(tài)時土質(zhì)量；

G2——烘干后土質(zhì)量。G1-G2=水份質(zhì)量.

干土:ω<5%潮濕土:5%≤ω≤30%濕土:ω>30%10/10/202310第10頁

自然狀態(tài)下土,經(jīng)開挖后,其體積因渙散而增加,后來雖經(jīng)回填壓實,仍不能恢復(fù)成本來體積.土這種性質(zhì)稱為可松性.土可松性大小用可松性系數(shù)表達:式中:Ks——最初可松性系數(shù);Ks’——最后可松性系數(shù);V1——土在自然狀態(tài)下體積(天然密實土)；V2——土經(jīng)開挖后渙散狀態(tài)下體積(松土)；V3——土經(jīng)回填壓實后體積(壓實土)。

V1<

V3<V21<KS′<KS(三)土可松性:312VVV10/10/202311第11頁說明：（1）計算土方量：用天然密實土體積V1（2）土方運輸：用松土體積V2，考慮KS（3）土方回填：用壓實土體積V3，考慮KS′土類型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土可松性系數(shù)10/10/202312第12頁

土體孔隙中自由水在重力作用下會產(chǎn)生流動,土體被水透過性質(zhì)稱為滲入性.土滲入性是土水力學(xué)主要性質(zhì)之一.(四)土滲入性:Lh2h1vAB達西(H.Darcy)定律:V=K·————=K·I

h1-h2L式中:I=————=---稱為水力坡度;K----滲入系數(shù)(m/h,m/d)為一百分比系數(shù),當(dāng)I

=1.0時,V=Kh1-h2LhL10/10/202313第13頁土類型K(m/d)土類型K(m/d)漂石(無砂質(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細砂1～5粘土<0.001滲入系數(shù)K經(jīng)驗近似值10/10/202314第14頁四、土方邊坡和土方量計算:(一)邊坡令: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10/10/202315第15頁1、邊坡形式

10/10/202316第16頁2、一般要求:土類型挖方深度密實、中密砂土和碎石類土(充填物為砂石)1.00硬塑、可塑輕亞粘土及亞粘土1.25硬塑、可塑粘土及碎石類土(充填物為粘性土)1.50堅硬粘土2.00

直壁不加支撐挖方深度10/10/202317第17頁土類型邊坡坡度(1:m)坡頂無荷載坡頂有荷載坡頂有動載中密砂土1:1.00

1:1.251:1.50中密碎石土(充填物為砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑輕亞粘土1:0.671:0.751:1.00中密碎石類土(充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑亞粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黃土1:0.101:0.251:0.33軟土(經(jīng)井點降水后)1:1.00深度在5m內(nèi)基坑(槽)、管溝邊坡最陡坡度10/10/202318第18頁土類型邊坡坡度(1:m)砂土(不包括細砂、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硬、硬塑粘性土1：0.50～1：1.00充填砂土1：1.00～1：1.50臨時性挖方邊坡坡度值10/10/202319第19頁挖土性質(zhì)邊坡坡度(1:m)在天然濕度及層理均勻、不易膨脹粘土、粉質(zhì)粘土和砂土(不包括細砂、粉砂)內(nèi)挖方,深度不超出3m1:1.00～1:1.25土質(zhì)同上,深度為3～12m1:1.25～1:1.50干燥地域內(nèi)土質(zhì)構(gòu)造未經(jīng)破壞干燥黃土及類黃土,深度不超出12m1:0.10～1:1.25在碎石土和泥灰?guī)r土內(nèi)挖方,深度不超出12m,根據(jù)土性質(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)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)挖方,巖石無裂縫且無傾向挖方披角巖層1:0.10在未風(fēng)化完整巖石內(nèi)挖方直立永久性土工構(gòu)筑物挖方邊坡坡度10/10/202320第20頁3、穩(wěn)定分析

采取“簡單條分法”.又稱瑞典條分法或費蘭紐斯(Fellenius)法.K==Mr式中:Ms=ω

·eMr=τ·L·R抗滑力矩MsｅαRGωCD0BAτ結(jié)論:當(dāng)K>1.0表達邊坡穩(wěn)定

當(dāng)K=1.0表達邊坡處于極限平衡狀態(tài)

當(dāng)K<1.0表達邊坡不穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定分析簡圖滑動力矩L=R*α10/10/202321第21頁4.影響土方邊坡穩(wěn)定原因

內(nèi)在原因：（1）抗剪強度：摩阻力和內(nèi)聚力

（2）剪力：自重和外荷載

外在原因：

（1）地下水、雨水、施工用水或生活污水滲入邊坡

（2）邊坡上部荷載過大（大量堆土、堆料、停放機具）

（3）土質(zhì)條件、邊坡留置時間5.思考題:

(1)為何粘土土方邊坡穩(wěn)定性好?

(2)為何雨后邊坡容易塌方?10/10/202322第22頁1.2場地平整施工場地平整:就是將天然地面改造成我們所需要設(shè)計平面.它包括:確定場地設(shè)計標(biāo)高、計算土方量、土方調(diào)配、選擇土方施工機械、確定施工方案.一、場地設(shè)計標(biāo)高確定考慮因素：（1）生產(chǎn)工藝與運輸；（2）地形；（3）挖填方平衡；（4）泄水坡度。(如設(shè)計無要求，一般應(yīng)向排水溝方向作成大于2‰坡度)方法:方格網(wǎng)法(在地形圖上劃分方格網(wǎng),邊長a為10m20m40m)(一)初步確定場地設(shè)計標(biāo)高標(biāo)準：場地內(nèi)挖填方平衡,并盡可能減少土方工程量.

10/10/202323第23頁

辦法采取“方格網(wǎng)法”

1.將場地劃分為邊長為a方格(一般取a=20m).2.測定各角點地面標(biāo)高

3.計算設(shè)計標(biāo)高H0

H0計算示意圖10/10/202324第24頁

假設(shè)設(shè)計平面為水平面。根據(jù)挖、填方平衡，則式中：H1——1個方格僅有角點標(biāo)高；H2——2個方格共有角點標(biāo)高；H3——3個方格共有角點標(biāo)高；H4——4個方格共有角點標(biāo)高；10/10/202325第25頁(二)設(shè)計標(biāo)高H0調(diào)整1.考慮土可松性而提升設(shè)計標(biāo)高

調(diào)整前：VW=VT調(diào)整后：V′T=K′SV′W由于:V′W=VW-FW*?hV′T=VT+FT*?h得:10/10/202326第26頁式中:VW——按理論標(biāo)高計算出總挖方體積;FW,FT——按理論標(biāo)高計算出挖方區(qū),填方區(qū)總面積.調(diào)整后設(shè)計標(biāo)高:

H0′=H0+h10/10/202327第27頁2.考慮泄水坡度調(diào)整

泄水坡度i=≥2‰hL(1)單向泄水:

Hn=H0′±i·L如:H10=H0′-i·0.5a(2)雙向泄水:

Hn=H0′±ix·Lx±iy·Ly如:H10=H0′-ix·0.5a-iy·0.5aaaaaaaH0H0H0H10H1011ii(a)aaaaaayyH0H10H1011ixi(b)iy22H0iyH10xx場地泄水坡度示意圖(a)單向泄水;(b)雙向泄水10/10/202328第28頁二、場地土方量計算:

(一)角點施工高度hn:hn=Hn-Hn’=設(shè)計標(biāo)高-地面標(biāo)高hn為角點挖、填方高度—“+”為填方高度“-”為挖方高度角點編號地面標(biāo)高施工高度設(shè)計標(biāo)高

(二)確定零線:零線——即挖、填方區(qū)分界限零點位置:X=ah1h1+h2h1ACODBh2xa零點位置計算10/10/202329第29頁

(三)土方量計量:1.全挖或全填:V=(h1+h2+h3+h4)

(二)兩挖、兩填挖方V1,2=(+)填方V3,4=(+)

a24a24h12h1+h4h22h2+h3a24h42h1+h4h32h2+h3h1h2h3h4aaaah2h1h4h3全挖(全填)方格兩挖兩填方格10/10/202330第30頁3.三挖一填(或三填一挖):填方:V4=挖方:V1,2,3=(2h1+h2+2h3-h4)+V44.一挖一填挖方:V1=a2h1

16a26h43(h4+h1)(h4+h3)a26h3aah2h1h4h1h2a三挖一填(或三填一挖)方格一挖一填方格a10/10/202331第31頁三、幾點說明:

(一)設(shè)計標(biāo)高確實定

(二)設(shè)計標(biāo)高調(diào)整

(三)場地土方量計算(四)土方調(diào)配10/10/202332第32頁1.3建筑基坑支護

建筑基坑(buildingfoundationpit)——為進行建筑物(包括構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與地下室施工所開挖地面下列空間.

基坑支護(retainingandprotectingfor

foundationexcavation)——為確保地下構(gòu)造施工及基坑周圍環(huán)境安全,對基坑側(cè)壁及周圍環(huán)境采

用支擋、加固與保護措施.10/10/202333第33頁一、基坑支護作用:

擋土和截水,確?；觽?cè)壁穩(wěn)定.二、基坑支護設(shè)計標(biāo)準:

(一)分類:1.承載能力極限狀態(tài)

2.正常使用極限狀態(tài)

10/10/202334第34頁(二)基坑側(cè)壁安全等級基坑側(cè)壁安全等級及主要性系數(shù)安全等級破壞后果Υ0一級支護構(gòu)造破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周圍環(huán)境及地下構(gòu)造施工影響很嚴重1.10二級支護構(gòu)造破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周圍環(huán)境及地下構(gòu)造施工影響一般1.00三級支護構(gòu)造破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周圍環(huán)境及地下構(gòu)造施工影響不嚴重0.90注:有特殊要求建筑基坑側(cè)壁安全等級可根椐詳細情況另行確定.

10/10/202335第35頁基坑變形監(jiān)控值(mm)基坑等級圍護構(gòu)造墻頂位移監(jiān)控值圍護構(gòu)造墻體最大位移監(jiān)控值地面最大沉降監(jiān)控值一級基坑3050

30二級基坑608060三級基坑80100100.10/10/202336第36頁

(三)設(shè)計內(nèi)容1.基坑支護構(gòu)造均應(yīng)進行承截能力極限狀態(tài)計算；

2.對于安全等級為一級及對支護構(gòu)造變形有限定

二級建筑基坑側(cè)壁,尚應(yīng)對基坑周圍環(huán)境及支護構(gòu)造

變形進行驗算.

3.地下水控制計算和驗算.10/10/202337第37頁

三、基坑支護構(gòu)造選型:支護構(gòu)造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10/10/202338第38頁支護構(gòu)造選型表結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連墻1.適于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級2.懸壁式構(gòu)造在軟土場地中不宜大于5m3.本地下水位高于基坑底面時,宜采取降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2.水泥地樁施工范圍內(nèi)地基土承截力不宜大于150kpa3.基坑深度夾不宜大于6m土釘墻1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級r非軟土地2.基坑深度不宜大于12m3.本地下水位高于基坑底面時,應(yīng)采取降水或截水措施逆作拱墻1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2.淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采取3.拱墻軸線矢跨比不宜小用1/84.基坑深度不宜大于12m5.本地下水位高于基坑底面時,應(yīng)采取降水或截水措施放坡1.基坑側(cè)壁安全等級宜為三級2.施工場地應(yīng)滿足放坡條件3.可獨立或與上述其他構(gòu)造結(jié)合使用4.本地下水位高于坡腳時時,應(yīng)采取降水措施10/10/202339第39頁四、水平荷載標(biāo)準值計算:

(一).對于碎石土及砂土：1.當(dāng)計算點位于地下水位以上時：2.當(dāng)計算點位于地下水位下列時：

式中——第i層積極土壓力系數(shù)，；——作用于深度處豎向應(yīng)力標(biāo)準值，——三軸試驗,確定第i層土固體不排水（快）剪粘聚力標(biāo)準值；——三軸試驗確定第i層土固體不排水（快）剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準值；——計算點深度；——計算參數(shù)，當(dāng)＜h時，取，當(dāng)≥h時，取h；——基坑外側(cè)水位深度；——計算系數(shù)，當(dāng)≤h時，取1，當(dāng)＞h時，取零；——水重度。2-=aiikaiajkajkKcKes-=2(45)tgk2aiiKj°kijiKakajskicjzjmjzjzjzwahwahwahwahwg0wphz()()[]wawawawaakakaka2ghsijjiiijjKhmhzKcKe---+-=hdhwahZjajkejz10/10/202340第40頁

(二)、對于粉土及粘性土：

(三)、當(dāng)按以上要求計算基坑開挖面以上水平荷載

標(biāo)準值不大于零時，應(yīng)取零。

2-=aiikaiajkajkKcKes(四)、豎向應(yīng)力標(biāo)準值計算:1k0krkkassss++=j10/10/202341第41頁1.自重豎向應(yīng)力:

(1)計算點位于基坑開挖面以上時:式中:——深度Zj以上土加權(quán)平均天然重度。

jj·zmrkgs=rksjmg(2)計算點位于基坑開挖面下列時:·hrkgs=h

m

式中:——開挖面以上土加權(quán)平均天然重度。gh

m

10/10/202342第42頁2.地面附加荷載引發(fā)豎向應(yīng)力:oks00kq=soks0q10/10/202343第43頁3.地面局部荷載引發(fā)豎向應(yīng)力:Iks10011k2bbbq+=sIks1q1b0b45o45o45o10/10/202344第44頁五、水平抗力標(biāo)準值計算:

(一)對于砂土及碎石土:式中——作用于基坑底面下列深度Zj處豎向應(yīng)力標(biāo)準值;——第i層被動土壓力系數(shù)；

(二)對于粉土及粘性土：

(三)基坑底面豎向應(yīng)力標(biāo)準值:()()wpwppkpkpkp12gsijiiijjKhzKcKe--++=kpjs+=2(45)tgk2piiKj°iKpiiijjKcKepkpkpkp2+=sjj·zmpjkgs=式中——深度Zj以上土加權(quán)平均天然重度。gj

m

ojzwphzkpje10/10/202345第45頁一字相間排列一字搭接排列一字相接排列交錯相接排列交錯相間排列鋼筋水泥混凝土灌注樁排布置形式

六、鉆孔灌注混凝土排樁支護.

(一)平面布置:10/10/202346第46頁

(二)豎向布置:

排樁(pilesinrow)——

以某種樁型按隊列式布置組成基坑支護構(gòu)造.

冠梁(topbeam)——

設(shè)置在支護構(gòu)造頂部鋼筋混凝土連梁.

腰梁(middlebeam)——

設(shè)置在支護構(gòu)造頂部下列傳遞

支護構(gòu)造與錨桿或內(nèi)支撐點

力鋼筋混凝土梁或鋼梁.dhh冠梁腰梁排樁10/10/202347第47頁

(三)構(gòu)造要求:

懸壁式排樁構(gòu)造樁徑不宜不大于600mm,樁間距應(yīng)根據(jù)排樁受力及樁間土穩(wěn)定條件確定.

(四)施工要求:

平面位置≤50mm垂直度≤0.5%10/10/202348第48頁

(五)懸臂式排樁嵌固深度計算:

∑M0=0hp∑Epj-1.2goha∑Eai≥0式中∑Epi——樁、墻底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準值

epjk

協(xié)力之和;hp——協(xié)力∑Epj作用點至樁、墻底距離;

∑Eai——樁、墻底以上基坑外側(cè)各土層水平荷載準值

eaik

協(xié)力之和;

ha——協(xié)力∑Epj作用點至樁、墻底距離;1.2——分項系數(shù).要求:hd≥0.3h

ohdphEp2∑EpjEp1∑EaiEa2Ea1Ea3Ea4hah懸壁式支護構(gòu)造嵌固深度計算簡圖10/10/202349第49頁

(六)抗?jié)B要求:

hd≥1.2g

0(h-hwa)

ohdhwah滲入穩(wěn)定計算簡圖10/10/202350第50頁

七、土釘墻支護

土釘墻(soilnailingwall)——采取土釘加固基坑

側(cè)壁土體與護面等組成支護構(gòu)造.

(一)組成和構(gòu)造:

1.土釘:鋼筋或鋼管,長度=(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:強度等級不宜低于C20,面層厚度不宜不大于80mm.10/10/202351第51頁

(二)特點:

1.安全可靠

2.可縮短基坑施工工期

3.施工機具簡單,易于推廣

4.經(jīng)濟效益較好

(三)土釘抗拉承載力計算:

單根土釘抗拉承載力計算:

1.25g0Tjk

≤Tuj式中:Tjk——第j根土釘受拉荷載標(biāo)準值.10/10/202352第52頁

Tjk

=

ζeajksxjszj/cosaj式中:

ζ——荷載折減系數(shù).eajk——第j個土釘位置處基坑水平荷載標(biāo)準值;sxj·szj——第j根土釘與相鄰?fù)玲斊骄?、垂直間距;aj

——第j根土釘與水平面夾角.10/10/202353第53頁式中:——土釘抗拉力分項系數(shù),取1.3;

dnj

——第j根土釘錨固體直徑;

qsik——土釘穿過第i層土土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準值;

li——第j根土釘在直線破裂面外穿越第i穩(wěn)定土體內(nèi)長度,破裂面與水平面夾角為.Tuj=πdnj∑qsikli

gs

1gs

2

β+qnβ21liTujh（β+jk）/2土釘抗拉承載力計算簡圖1—噴射混凝土面層;2—土釘kjTuj——第j根土釘抗拉承載力設(shè)計值:10/10/202354第54頁

(四)施工

1.分類:(1)鉆孔注漿型土釘(2)打入型土釘(3)射入型土釘

2.施工工藝:

基坑開挖→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→坡面設(shè)置10/10/202355第55頁

八、鋼板樁支護

(一)分類:單錨(h=4～10m)有錨板樁無錨板樁-----懸臂板樁(h<4m)多錨(h>10m)淺埋板樁深埋板樁等彎矩布置等反力布置10/10/202356第56頁

(二)截面:

1.平板式;2.波浪式;3.Z型斷面10/10/202357第57頁

(三)鋼板樁破壞方式:

1.板樁底端向外移動

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;(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10/10/202358第58頁

(四)鋼板樁設(shè)計“三要素”:

1.板樁入土深度hd

2.板樁截面彎矩M

3.錨桿拉力Rt

(五)適用范圍:

軟弱土層及地下水位較高基坑.10/10/202359第59頁

九、土層錨桿支撐:

土層錨桿(soilanchor)——由設(shè)置鉆孔內(nèi)、端部伸入穩(wěn)定土層中鋼筋或鋼絞線與孔內(nèi)注漿體組成受拉桿體..

(一)錨桿構(gòu)造:

組成:錨頭、桿體和漿體.

錨桿長度=自由段L1+錨固段L210/10/202360第60頁

(二)錨桿分類:1.按使用要求:2.按承力方式:臨時性錨桿永久性錨桿摩擦型支承型(擴孔型)2.按施工方式:一般型(非預(yù)應(yīng)力型)預(yù)應(yīng)力型10/10/202361第61頁

(三)錨桿布置:

1.錨桿層數(shù):錨桿上下排垂直間距不宜不大于2m,錨桿

錨固體上覆土層厚度不宜不大于4m.

2.水平間距:水平間距不宜不大于1.5m.

3.傾角:宜為15o～25o,且不宜大于45o.

10/10/202362第62頁

(四)錨桿計算:錨桿承載力計算應(yīng)符合下式要求:式中:Td——錨桿水平拉力設(shè)計值：Td=1.25g0Tc

Tc——錨桿水平拉力計算值；

θ——錨桿與水平面傾角;

Nu——錨桿軸向受拉承截力設(shè)計值:q·cosudNT￡10/10/202363第63頁

(五)錨桿施工:1.施工工藝:定位→鉆孔→安放桿體→灌漿→養(yǎng)護→(張拉)錨固

1.鉆孔干作業(yè)鉆進法水作業(yè)鉆進法

2.要求:錨桿鉆孔水平方向孔距在垂直方向誤差不宜大于

100mm,偏斜度不應(yīng)大于3%

3.灌漿一次灌漿法二次灌漿法10/10/202364第64頁

1.4地下水控制

地下水控制(groundwatercontrolling)——為確保支護構(gòu)造施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周圍環(huán)境安全而采取排水、降水、截水或回灌措施.措施名稱土類滲入系數(shù)(m/d)降水深度(m)水文地質(zhì)特性集水明排填土、粉土、粘性土、砂土7<20.0<5上層滯水或水量不大潛水降水真空井點0.1～20.0單級<6多級<20噴射井點0.1～20.0<20管井粉土、砂土、碎石土、可溶巖、破碎帶1.0～200.0>5含水豐富潛水、承壓水、裂隙水截水粘性土、粉土、砂土、碎石、巖溶巖不限不限回灌填土、粉土、砂土、碎石土0.1～200不限地下水控制辦法適用條件10/10/202365第65頁辦法1.集水明排4.回灌2.降水——真空井點,噴射井點,管井井點3.截水10/10/202366第66頁

一、集水明排:

(一)構(gòu)造要求:10/10/202367第67頁（二）、水泵選擇:

1.離心泵

2.潛水泵潛水泵工作簡圖1-葉輪;2-軸;3-電動機;4-進水口;5-出水膠管;6-電纜10/10/202368第68頁（三）、涌水量計算:

V≥1.5Q式中:V——基坑排水量

Q——基坑總涌水量10/10/202369第69頁二、流砂及其防治:流砂現(xiàn)象:當(dāng)基坑開挖到地下水位下列時,有時坑底土

會進入流動狀態(tài),隨處下水涌入基坑.(一)動水壓力:

GDGD21

動力壓力原理圖(a)水在土中滲流力學(xué)現(xiàn)象;(b)動力壓力對地基土影響1、2-土顆粒bρwh2Fh1h2ρwh1FbaaTLFL10/10/202370第70頁∑X=0

wwILhhTrr=-=21wrh1F-wrh2F-TLF=0得:動水壓力

GD:流動中地下水對土顆粒產(chǎn)生壓力.GD=

-T=

-Iwr10/10/202371第71頁（二）流砂發(fā)生條件:

式中:----土浸水密度(浮密度);----土重力密度;----水密度.GD≥

=

-wrˊrrˊrrrw10/10/202372第72頁(三)、流砂防治:1.途徑:(1)減小或平衡動水壓力.

(2)變化動水壓力方向.

(3)截斷地下水流.2.辦法:（1）搶挖法；（2）打鋼板樁法；（3）水下挖土法；（4）在枯水季節(jié)開挖基坑；（5）地下連續(xù)墻法；（6）用井點法減少地下水位；10/10/202373第73頁(四)、冒砂現(xiàn)象:H·ρw>h·ρ式中:H——壓力水頭(m);

h——坑底不透水層厚度(m)基坑Hh2134管涌冒砂

1-不透水層;2-透水層3-壓力水位線;4-承壓水頂托力10/10/202374第74頁三、降水:

作用:消除流砂現(xiàn)象、穩(wěn)定土方邊坡、加速

土固結(jié).(一)、真空井點:(輕型井點)10/10/202375第75頁1、井點設(shè)備:(1)管路系統(tǒng):

井點管：直徑50mm，長5m、6m或7m鋼管

濾管：直徑同井點管，長1m、1.2m、1.5m

總管：直徑100～127mm，每段4m，接頭間距0.8m

彎聯(lián)管：硬塑料透明管

(2)排水設(shè)備:

真空泵設(shè)備：真空泵、離心泵、水氣分離箱

射流泵設(shè)備：射流器、離心泵、循環(huán)水箱765432181000～1500濾管構(gòu)造1-鋼管;2-管壁上小孔;3-纏繞鐵絲;4-細濾網(wǎng);5-粗濾網(wǎng);6-粗鐵絲保護網(wǎng);7-井點管;8-鑄鐵頭10/10/202376第76頁2、井點布置:

(1)平面布置:

①單排井點：基坑上口寬度B<6m，降水深度≤5m要求：布置在地下水上游一側(cè)，兩端伸出基坑≥B

②環(huán)形井點：基坑面積較大井點管距離基坑壁≥1m10/10/202377第77頁10/10/202378第78頁10/10/202379第79頁（2）高程布置:

井點管露出地面200～300mm，濾管宜埋在透水層內(nèi)。

井點管埋設(shè)深度（不包括濾管）

HA≥H1+h+IL

H1——井點管埋置面至基

坑底面距離(m)；

h——基坑底面至減少后

地下水位線距

離，一般≮0.5m

I——水力坡度，單排井

點取1/4，環(huán)形井點

取1/10；

L——環(huán)狀井點：井點管至基坑中心水平距離(短邊)(m)

單排井點：井點管至基坑對邊水平距離(m)

A10/10/202380第80頁A10/10/202381第81頁

井點管長度=HA+0.2(m)

當(dāng)井點管長度不能滿足降水要求時,可采取:①減少井點管埋設(shè)面;②采取多級井點.3.涌水量計算:

涌水量Q;單位時間內(nèi)通過某過水?dāng)嗝嫠髁?m3/h,m3/d).

采取“水井理論”.10/10/202382第82頁井類型：┏無壓井：無壓完整井、無壓非完整井

┗承壓井：承壓完整井、承壓非完整井10/10/202383第83頁（1）

無壓完整井

根據(jù)裘布依定律:dxdyxyKp2=Q式中:ω——過水?dāng)嗝?

v——滲流速度;

v=K·II=Q=ω·v=ω·K·Ixypω=2dxdy得:hH10/10/202384第84頁

分離變量：兩邊積分：代入:π=3.14lnN=2.3lgN得:得:上式為無壓完整井單井涌水量計算公式.10/10/202385第85頁

考濾群井互相影響,井點系統(tǒng)涌水量按下式計算:式中：y——群井范圍內(nèi)任一計算點處減少后地下水位高度，m；

x1、x2…xn——計算點至各井井點距離，m。

n——單井?dāng)?shù)量Hsy基坑R213nXnX1X2X3A10/10/202386第86頁

若:x1=x2=……=xn=x0代入:y=H-S得:得:上式為無壓完整井井點系統(tǒng)涌水量計算公式.0lglg366.1XRy2H2KQ--=式中：K——滲入系數(shù)，m/d；S——水位減少值，m；R——環(huán)狀輕型井點抽水影響半徑，近似取，m；

x0——環(huán)狀井點假想半徑，當(dāng)矩形基坑L/B≤5，取，m；F——環(huán)狀輕型井點管包圍面積。p/0Fx=10/10/202387第87頁

式中：H0——抽水影響深度，m。按下表計算。

抽水影響深度H0

注:表中S′為井點管內(nèi)水位減少值;l為濾管長度當(dāng)計算出H0>H(實際含水層厚度)，取H0=HS′S′+l0.20.30.50.8H01.3(S′+l)1.5(S′+l)1.7(S′+l)1.85(S′+l)（2）無壓非完整井:RH0sY0基坑Hh0lS’10/10/202388第88頁（3）承壓完整井:0lglg2.73XRMSKQ-=（4）承壓非完整井:0lglg2.73XRMSKQ-=l+0.5rM2M

-lM··4.井點管數(shù)量計算與間距確定單根井點管最大出水量:(m3/d)式中:d——濾管直徑(m)

l——濾管長度(m)10/10/202389第89頁井點管根數(shù)井點管間距式中:L——總管長度，m。

在確定井點管間距時，還應(yīng)注意下列幾點：a.井距不能過小，不然彼此干擾大，影響出水量，因此井距必須大于5

d。b.在總管拐彎處及接近河流處，井點管宜合適加密。c.在滲入系數(shù)小土中，考慮到抽水使水位降落時間比較長，宜使井距縮小。d.間距應(yīng)與總管上接頭間距相配合。 (根)10/10/202390第90頁5.抽水設(shè)備選擇：真空泵和離心泵真空泵：總管長度、井點管根數(shù)、真空度最低真空度(hk)：離心泵：流量（1.5Q）、吸水揚程（≥hA+Δh）6.施工:安裝次序:排放總管→埋設(shè)井點管→用彎聯(lián)管連接→安裝抽水設(shè)備球閥開放球閥關(guān)閉直接用井點管水沖下沉法(a)水沖下射時(b)抽水時(a)(b)

沖水管沖孔法1-沖管;2-沖嘴;3-膠皮管;4-高壓水泵;5-壓力表;6-起重吊鉤;7-井點管;8-濾管;9-填砂;10-粘土封口10/10/202391第91頁(1).井點管埋設(shè)辦法：水沖法┏（a）用沖水管沖孔后，沉設(shè)井點管；┗（b）射水法：直接利用井點管水沖下沉。要求：孔徑≮300mm，深度≥濾管底+0.5m套管法、鉆孔法B.砂濾層：潔凈粗砂填至濾管頂以上1～1.5mC.封口：埋設(shè)面下0.5～1.0m粘土封口D.試抽：漏氣、死井(2)使用：連續(xù)抽水（先大后小，先混后清）(3)拔除：砂土填實（抗?jié)B時按要求處理）A10/10/202392第92頁

(二)噴射井點:

1.分類噴水井點噴氣井點

2.組成:噴射井點、高壓水泵、管路系統(tǒng)..

3.工作原理:高壓水經(jīng)內(nèi)外管環(huán)形通道噴嘴截面變小流速增加形成局部真空抽吸地下水混合室10/10/202393第93頁

噴射井點設(shè)備布置1-噴射井管;2-濾管;3-井水總管;4-排水總管;5-高壓水泵;6-集水池;7-水泵;8-內(nèi)管;9-外管;10-噴嘴;11-混合室;12-擴散管;13-壓力表10/10/202394第94頁4.井點計算:

(1)高壓泵工作水流量:Q1=n·qα式中:Q1——高壓水泵工作水流量(m3/h);n——噴射井點管根數(shù);

α——排水流量與工作水流量之比值,，查表;q——噴射井點出水量(m3/h).10/10/202395第95頁型號外管直徑(mm)噴射管工作水壓力(MPa)工作水流量(m3/d)設(shè)計單井出水流量(m3/d)適用含水層滲入系數(shù)(m/d)噴嘴直徑(mm)混合室直徑(mm)1.5型并列式387140.6～0.8112.8～163.2100.8～138.20.1～5.02.5型圓心式687140.6～0.8110.4～148.8103.2～138.20.1～5.04.0型圓心式10010200.6～0.8230.4259.2～388.85.0～10.06.0型圓心式16219400.6～0.8720600～72010.0～20.0噴射井點設(shè)計出水量10/10/202396第96頁(1)高壓泵工作水壓力:P1=Hβ式中:P1——高壓水泵工作水壓力(m);H——噴射井點所需揚程(m);

β——揚程與工作水壓力之比值,,查表.排水量與工作水流量比值

系數(shù)土滲入系數(shù)/(m·d?1)αβK<10.80.225K≤501.00.25K>501.20.3010/10/202397第97頁

1.5土方工程施工

一、土方填筑與壓實:

(一)土料選擇:首先應(yīng)采取原回填.

(二)填筑辦法:分層填土、分層壓實.

(三)壓實辦法:

碾壓法平碾(壓路機)羊足碾扎實法振動打夯機蛙式打夯機振動壓實法10/10/202398第98頁10/10/202399第99頁蛙式打夯機1-夯頭;2-夯架;3-三角帶;4-底盤10/10/2023100第100頁10/10/2023101第101頁(四)影響壓實質(zhì)量原因:1.含水量:最優(yōu)含水量——使填土壓實取得最大密實度時土含水量.10/10/2023102第102頁項次土種類變動范圍項次土種類變動范圍最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)1砂土8～121.80～1.883砂土12～151.85～1.952粘土19～231.58～1.704粘土16～221.61～1.80土最優(yōu)含水量和最大干密度參照表10/10/2023103第103頁2.

壓實功(壓實遍數(shù))10/10/2023104第104頁3.鋪土厚度

填土施