土木工程施工技術課件(同名600)

土木工程施工技術土木工程施工技術土木工程施工技術土木工程施工施工技術施工組織（項目管理）緒論土木工程施工技術——是一門研究土木工程施工中各主要工種工程的工藝原理、技術方案和施工方法的學科。1/18/20212土木工程施工施工技術施工組織（項目管理）緒論土木工程施工技術——

是一門研究土木工程施工中各主要工種工程的工藝原理、技術方案和施工方法的學科。7/20/20232一、課程內容(房屋施工的全過程)

1、土石方工程2、基礎工程

3、砌體工程4、混凝土結構工程

5、預應力混凝土工程

6、房屋結構安裝工程

7、防水工程8、裝飾工程二、課程研究對象

本課程研究的是土木工程，包括建筑工程、道路與橋梁工程、礦井建設等專業(yè)領域施工技術的一般規(guī)律。三、課程教學目的是使學生掌握土木工程施工的基礎知識，基本理論和決策方法，使學生具有解決土木工程施工中施工技術問題的初步能力。7/20/20233四、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問題的初步能力。

3、對現(xiàn)行施工驗收規(guī)范、規(guī)程和質量標準有所了解。五、課程特點

綜合性、工藝性、實踐性、操作性較強六、學習方法

注意：理論聯(lián)系實際和知識的綜合運用。

掌握三個基本點：基本概念、基本原理、基本計算7/20/20234七、課程在建筑工程中的地位

建筑工程的四個階段

八、建設部推廣的十項新技術1、深基坑支護技術2、高強高性能混凝土技術3、高效鋼筋和預應力混凝土技術4、粗鋼筋連接技術5、新型模板和腳手架應用技術6、建筑節(jié)能和新型墻體應用技術7、新型建筑防水和塑料管技術8、鋼結構技術9、大型構件和設備的整體安裝技術10、企業(yè)的計算機應用和管理技術

勘測設計施工驗收7/20/20235

九、幾點說明

1、自我介紹：2、課代表：3、答疑：4、教材：5、參考書：《施工驗收規(guī)范》《建筑施工手冊》6、作業(yè)7、考試7/20/20236所有建筑工程的施工,都是由土方工程開始的,我們的施工技術課程也就由此開始。工作內容：挖掘、支護、填筑、地下水控制。

1.1概述一、土方工程的分類及施工特點：

(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（常采用“逆筑法”）

4、回填工程

(二)特點1、工程量大——采用機械化施工2、施工條件復雜——制定施工方案。1土方工程7/20/20237

二土的工程分類

根據(jù)土方開挖的難易程度，將土分為八類及16個級別。一～四類為土;五～八類為石。7/20/20238土的類別土的級別土的名稱開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（堅土）Ⅲ軟及中等密實的粘土、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（砂礫堅土）Ⅳ重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密實的黃土；天然級配的砂石；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硬石炭紀粘土；中等密實的頁巖、泥巖；白堊土；膠結不緊的礫巖；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（次堅石）Ⅶ-IX泥炭巖；砂巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r、密實的石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖用爆破方法開挖，部分用鎬七類土（堅石）X-XIII大理巖；輝綠巖；玢巖；粗、中粒花崗巖；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；風化痕跡的安山巖、玄武巖用爆破方法開挖八類土（特堅石）XIV-XVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖用爆破方法開挖土的工程分類7/20/20239三土的工程性質(一)土的密度:1天然密度ρ:土在天然狀態(tài)下單位體積的質量. 2干密度ρd:單位體積土中固體顆粒的質量.(二)土的含水量:

土中所含水分質量與土顆粒質量的比值。

式中:ω——土的含水量G1——含水狀態(tài)時土的質量；G2——烘干后土的質量。G1-G2=水份的質量.

干土:ω<5%潮濕土:5%≤ω≤30%濕土:ω>30%7/20/202310

自然狀態(tài)下的土,經(jīng)開挖后,其體積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實,仍不能恢復成原來的體積.土的這種性質稱為可松性.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(天然密實土)；V2——土經(jīng)開挖后松散狀態(tài)下的體積(松土)；V3——土經(jīng)回填壓實后的體積(壓實土)。

V1<V3<V21<KS′<KS(三)土的可松性:312VVV7/20/202311說明：（1）計算土方量：用天然密實土的體積V1（2）土方運輸：用松土的體積V2，考慮KS（3）土方回填：用壓實土的體積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)7/20/202312

土體孔隙中的自由水在重力作用下會產生流動,土體被水透過的性質稱為滲透性.土的滲透性是土的水力學主要性質之一.(四)土的滲透性:Lh2h1vAB達西(H.Darcy)定律:V=K·————=K·I

h1-h2L式中:I=————=---稱為水力坡度;K----滲透系數(shù)(m/h,m/d)為一比例系數(shù),當I=1.0時,V=Kh1-h2LhL7/20/202313土的類型K(m/d)土的類型K(m/d)漂石(無砂質充填)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滲透系數(shù)K經(jīng)驗近似值7/20/202314四、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BHHBBH坡寬坡角坡肩坡頂坡底坡高邊坡各部位名稱7/20/2023151、邊坡形式

7/20/2023162、一般要求:土的類型挖方深度密實、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堅硬的粘土2.00

直壁不加支撐挖方深度7/20/202317土的類型邊坡坡度(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)1:0.751:1.001:1.25硬塑的輕亞粘土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的亞粘土、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內的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度7/20/202318土的類型邊坡坡度(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7/20/202319挖土性質邊坡坡度(1:m)在天然濕度及層理均勻、不易膨脹的粘土、粉質粘土和砂土(不包括細砂、粉砂)內挖方,深度不超過3m1:1.00～1:1.25土質同上,深度為3～12m1:1.25～1:1.50干燥地區(qū)內土質結構未經(jīng)破壞的干燥黃土及類黃土,深度不超過12m1:0.10～1:1.25在碎石土和泥灰?guī)r土內的挖方,深度不超過12m,根據(jù)土的性質、層理特性和挖方深度確定1:0.50～1:1.50在風化巖內的挖方,根據(jù)巖石性質、風化程度、層理特性和挖方深度確定1:0.20～1:1.50在微風化巖內的挖方,巖石無裂縫且無傾向挖方披角的巖層1:0.10在未風化的完整巖石內的挖方直立的永久性土工構筑物挖方的邊坡坡度7/20/2023203、穩(wěn)定分析

采用“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結論:當K>1.0表示邊坡穩(wěn)定

當K=1.0表示邊坡處于極限平衡狀態(tài)

當K<1.0表示邊坡不穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定分析簡圖滑動力矩L=R*α7/20/2023214.影響土方邊坡穩(wěn)定的因素

內在因素：（1）抗剪強度：摩阻力和內聚力

（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）邊坡上部荷載過大（大量堆土、堆料、停放機具）

（3）土質條件、邊坡留置時間5.思考題:

(1)為什么粘土的土方邊坡穩(wěn)定性好?

(2)為什么雨后邊坡容易塌方?7/20/2023221.2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的設計平面.它包括:確定場地設計標高、計算土方量、土方調配、選擇土方施工機械、擬定施工方案.一、場地設計標高的確定

考慮因素：（1）生產工藝與運輸；（2）地形；（3）挖填方平衡；（4）泄水坡度。(如設計無要求，一般應向排水溝方向作成不小于2‰的坡度)方法:方格網(wǎng)法(在地形圖上劃分方格網(wǎng),邊長a為10m20m40m)(一)初步確定場地設計標高

原則：場地內挖填方平衡,并盡量減少土方工程量.

7/20/202323

方法采用“方格網(wǎng)法”

1.將場地劃分為邊長為a的方格(一般取a=20m).2.測定各角點的地面標高

3.計算設計標高H0

H0計算示意圖7/20/202324

假設設計平面為水平面。根據(jù)挖、填方平衡，則式中：H1——1個方格僅有的角點標高；H2——2個方格共有的角點標高；H3——3個方格共有的角點標高；H4——4個方格共有的角點標高；7/20/202325(二)設計標高H0的調整1.考慮土的可松性而提高設計標高

調整前：VW=VT調整后：V′T=K′SV′W由于:V′W=VW-FW*?hV′T=VT+FT*?h得:7/20/202326式中:VW——按理論標高計算出的總挖方體積;FW,FT——按理論標高計算出的挖方區(qū),填方區(qū)的總面積.調整后設計標高:

H0′=H0+h7/20/2023272.考慮泄水坡度的調整泄水坡度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7/20/202328二、場地土方量計算:

(一)角點施工高度hn:hn=Hn-Hn’=設計標高-地面標高hn為角點的挖、填方高度—“+”為填方高度“-”為挖方高度角點編號地面標高施工高度設計標高

(二)確定零線:零線——即挖、填方區(qū)的分界線零點位置:X=ah1h1+h2h1ACODBh2xa零點位置計算7/20/202329

(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7/20/2023303.三挖一填(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=a2h116a26h43(h4+h1)(h4+h3)a26h3aah2h1h4h1h2a三挖一填(或三填一挖)方格一挖一填方格a7/20/202331三、幾點說明:

(一)設計標高的確定

(二)設計標高的調整

(三)場地土方量計算(四)土方調配7/20/2023321.3建筑基坑支護

建筑基坑(buildingfoundationpit)——為進行建筑物(包括構筑物)基礎與地下室的施工所開挖的地面以下空間.

基坑支護(retainingandprotectingfor

foundationexcavation)——為保證地下結構施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對基坑側壁及周邊環(huán)境采

用的支擋、加固與保護措施.7/20/202333一、基坑支護的作用:

擋土和截水,保證基坑側壁的穩(wěn)定.二、基坑支護的設計原則:

(一)分類:1.承載能力極限狀態(tài)

2.正常使用極限狀態(tài)

7/20/202334(二)基坑側壁安全等級基坑側壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級破壞后果Υ0一級支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響很嚴重1.10二級支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響一般1.00三級支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響不嚴重0.90注:有特殊要求的建筑基坑側壁安全等級可根椐具體情況另行確定.

7/20/202335基坑變形的監(jiān)控值(mm)基坑等級圍護結構墻頂位移監(jiān)控值圍護結構墻體最大位移監(jiān)控值地面最大沉降監(jiān)控值一級基坑305030二級基坑608060三級基坑80100100.7/20/202336

(三)設計內容1.基坑支護結構均應進行承截能力極限狀態(tài)的計算；

2.對于安全等級為一級及對支護結構變形有限定的

二級建筑基坑側壁,尚應對基坑周邊環(huán)境及支護結構

變形進行驗算.

3.地下水控制計算和驗算.7/20/202337

三、基坑支護結構的選型:支護結構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)墻預制裝配式地下地下連續(xù)墻加筋水泥土樁（SWM工法)高應力區(qū)加筋水泥土墻7/20/202338支護結構選型表結構型式適用條件排樁或地下連墻1.適于基坑側壁安全等級一、二、三級2.懸壁式結構在軟土場地中不宜大于5m3.當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r,宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻1.基坑側壁安全等級宜為二、三級2.水泥地樁施工范圍內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.基坑側壁安全等級宜為二、三級r的非軟土地2.基坑深度不宜大于12m3.當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r,應采用降水或截水措施逆作拱墻1.基坑側壁安全等級宜為二、三級2.淤泥和淤泥質土場地不宜采用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?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r,應采用降水或截水措施放坡1.基坑側壁安全等級宜為三級2.施工場地應滿足放坡條件3.可獨立或與上述其他結構結合使用4.當?shù)叵滤桓哂谄履_時時,應采用降水措施7/20/202339四、水平荷載標準值的計算:

(一).對于碎石土及砂土：1.當計算點位于地下水位以上時：2.當計算點位于地下水位以下時：

式中——第i層的主動土壓力系數(shù)，；——作用于深度處的豎向應力標準值，——三軸試驗,確定的第i層土固體不排水（快）剪粘聚力標準值；——三軸試驗確定的第i層土固體不排水（快）剪內摩擦角標準值；——計算點深度；——計算參數(shù)，當＜h時，取，當≥h時，取h；——基坑外側水位深度；——計算系數(shù)，當≤h時，取1，當＞h時，取零；——水的重度。2-=aiikaiajkajkKcKes-=2(45)tgk2aiiKj°kijiKakajskicjzjmjzjzjzwahwahwahwahwg0wphz()()[]wawawawaakakaka2ghsijjiiijjKhmhzKcKe---+-=hdhwahZjajkejz7/20/202340

(二)、對于粉土及粘性土：

(三)、當按以上規(guī)定計算的基坑開挖面以上水平荷載

標準值小于零時，應取零。

2-=aiikaiajkajkKcKes(四)、豎向應力標準值的計算:1k0krkkassss++=j7/20/2023411.自重豎向應力:

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

jj·zmrkgs=rksjmg(2)計算點位于基坑開挖面以下時:·hrkgs=hm式中:——開挖面以上土的加權平均天然重度。ghm7/20/2023422.地面附加荷載引起的豎向應力:oks00kq=soks0q7/20/2023433.地面局部荷載引起的豎向應力:Iks10011k2bbbq+=sIks1q1b0b45o45o45o7/20/202344五、水平抗力標準值的計算:

(一)對于砂土及碎石土:式中——作用于基坑底面以下深度Zj處的豎向應力標準值;——第i層的被動土壓力系數(shù)；

(二)對于粉土及粘性土：

(三)基坑底面豎向應力標準值:()()wpwppkpkpkp12gsijiiijjKhzKcKe--++=kpjs+=2(45)tgk2piiKj°iKpiiijjKcKepkpkpkp2+=sjj·zmpjkgs=式中——深度Zj以上土的加權平均天然重度。gjmojzwphzkpje7/20/202345一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:7/20/202346

(二)豎向布置:

排樁(pilesinrow)——

以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護結構.

冠梁(topbeam)——

設置在支護結構頂部的鋼筋混凝土連梁.

腰梁(middlebeam)——

設置在支護結構頂部以下傳遞

支護結構與錨桿或內支撐點

力的鋼筋混凝土梁或鋼梁.dhh冠梁腰梁排樁7/20/202347

(三)構造要求:

懸壁式排樁結構樁徑不宜小于600mm,樁間距應根據(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%7/20/202348

(五)懸臂式排樁嵌固深度計算:

∑M0=0hp∑Epj-1.2goha∑Eai≥0式中∑Epi——樁、墻底以上的基坑內側各土層水平抗力標準值的epjk合力之和;hp——合力∑Epj作用點至樁、墻底的距離;∑Eai——樁、墻底以上的基坑外側各土層水平荷載準值的eaik合力之和;ha——合力∑Epj作用點至樁、墻底的距離;1.2——分項系數(shù).要求:hd≥0.3h

ohdphEp2∑EpjEp1∑EaiEa2Ea1Ea3Ea4hah懸壁式支護結構嵌固深度計算簡圖7/20/202349

(六)抗?jié)B要求:

hd≥1.2g

0(h-hwa)

ohdhwah滲透穩(wěn)定計算簡圖7/20/202350

七、土釘墻支護

土釘墻(soilnailingwall)——采用土釘加固的基坑

側壁土體與護面等組成的支護結構.

(一)組成和構造:

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,面層厚度不宜小于80mm.7/20/202351

(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根土釘受拉荷載標準值.7/20/202352

Tjk=

ζeajksxjszj/cosaj式中:

ζ——荷載折減系數(shù).eajk——第j個土釘位置處的基坑水平荷載標準值;sxj·szj——第j根土釘與相鄰土釘?shù)钠骄健⒋怪遍g距;aj——第j根土釘與水平面的夾角.7/20/202353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)定土體內的長度,破裂面與水平面的夾角為.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計值:7/20/202354

(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→鉆孔安設土釘→注漿→綁扎鋼筋網(wǎng)→噴射面層混凝土→坡面設置7/20/202355

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7/20/202356

(二)截面:

1.平板式;2.波浪式;3.Z型斷面7/20/202357

(三)鋼板樁的破壞方式:

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7/20/202358

(四)鋼板樁設計的“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的基坑.7/20/202359

九、土層錨桿支撐:

土層錨桿(soilanchor)——由設置鉆孔內、端部伸入穩(wěn)定土層中的鋼筋或鋼絞線與孔內注漿體組成的受拉桿體..

(一)錨桿構造:

組成:錨頭、桿體和漿體.

錨桿長度=自由段L1+錨固段L27/20/202360

(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:普通型(非預應力型)預應力型7/20/202361

(三)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.

7/20/202362

(四)錨桿計算:錨桿承載力計算應符合下式規(guī)定:式中:Td——錨桿水平拉力設計值：Td=1.25g0Tc

Tc——錨桿水平拉力計算值；

θ——錨桿與水平面的傾角;

Nu——錨桿軸向受拉承截力設計值:q·cosudNT￡7/20/202363

(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,偏斜度不應大于3%

3.灌漿一次灌漿法二次灌漿法7/20/202364

1.4地下水控制

地下水控制(groundwatercontrolling)——為保證支護結構施工、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)水文地質特征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土7<20.0<5上層滯水或水量不大的潛水降水真空井點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含水豐富的潛水、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不限地下水控制方法適用條件7/20/202365方法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7/20/202366

一、集水明排:

(一)構造要求:7/20/202367（二）、水泵的選擇:

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7/20/202368（三）、涌水量計算:

V≥1.5Q式中:V——基坑的排水量

Q——基坑的總涌水量7/20/202369二、流砂及其防治:流砂現(xiàn)象:當基坑開挖到地下水位以下時,有時坑底土

會進入流動狀態(tài),隨地下水涌入基坑.(一)動水壓力:

GDGD21動力壓力原理圖(a)水在土中滲流的力學現(xiàn)象;(b)動力壓力對地基土的影響1、2-土顆粒bρwh2Fh1h2ρwh1FbaaTLFL7/20/202370∑X=0wwILhhTrr=-=21wrh1F-wrh2F-TLF=0得:動水壓力GD:流動中的地下水對土顆粒產生的壓力.GD=

-T=

-Iwr7/20/202371（二）流砂發(fā)生的條件:式中:----土的浸水密度(浮密度);----土的重力密度;----水的密度.GD≥

=

-wrˊrrˊrrrw7/20/202372(三)、流砂的防治:1.途徑:(1)減小或平衡動水壓力.

(2)改變動水壓力的方向.

(3)截斷地下水流.2.方法:（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）用井點法降低地下水位；7/20/202373(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-承壓水的頂托力7/20/202374三、降水:

作用:消除流砂現(xiàn)象、穩(wěn)定土方邊坡、加速

土的固結.(一)、真空井點:(輕型井點)7/20/2023751、井點設備:(1)管路系統(tǒng):

井點管：直徑50mm，長5m、6m或7m的鋼管

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)排水設備:

真空泵設備：真空泵、離心泵、水氣分離箱

射流泵設備：射流器、離心泵、循環(huán)水箱765432181000～1500濾管構造1-鋼管;2-管壁上小孔;3-纏繞的鐵絲;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7/20/2023762、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，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≥1m7/20/2023777/20/2023787/20/202379（2）高程布置:

井點管露出地面200～300mm，濾管宜埋在透水層內。

井點管的埋設深度（不包括濾管）

HA≥H1+h+IL

H1——井點管埋置面至基

坑底面的距離(m)；

h——基坑底面至降低后

的地下水位線的距

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：井點管至基坑中心的水平距離(短邊)(m)

單排井點：井點管至基坑對邊的水平距離(m)

A7/20/202380A7/20/202381

井點管長度=HA+0.2(m)

當井點管的長度不能滿足降水要求時,可采用:①降低井點管的埋設面;②采用多級井點.3.涌水量計算:

涌水量Q;單位時間內通過某過水斷面的水流量(m3/h,m3/d).

采用“水井理論”.7/20/202382井的類型：┏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7/20/202383（1）

無壓完整井

根據(jù)裘布依定律:dxdyxyKp2=Q式中:ω——過水斷面;

v——滲流速度;

v=K·II=Q=ω·v=ω·K·Ixypω=2dxdy得:hH7/20/202384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.7/20/202385考濾群井的互相影響,井點系統(tǒng)的涌水量按下式計算:式中：y——群井范圍內任一計算點處降低后的地下水位高度，m；x1、x2…xn——計算點至各井井點的距離，m。n——單井的數(shù)量Hsy基坑R213nXnX1X2X3A7/20/202386

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——滲透系數(shù)，m/d；S——水位降低值，m；R——環(huán)狀輕型井點的抽水影響半徑，近似取，m；

x0——環(huán)狀井點的假想半徑，當矩形基坑L/B≤5，取，m；F——環(huán)狀輕型井點管包圍的面積。p/0Fx=7/20/202387

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′為井點管內水位降低值;l為濾管長度當計算出的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’7/20/202388（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的最大出水量:(m3/d)式中:d——濾管直徑(m)

l——濾管長度(m)7/20/202389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，還應注意以下幾點：a.井距不能過小，否則彼此干擾大，影響出水量，因此井距必須大于5d。b.在總管拐彎處及靠近河流處，井點管宜適當加密。c.在滲透系數(shù)小的土中，考慮到抽水使水位降落的時間比較長，宜使井距縮小。d.間距應與總管上的接頭間距相配合。 (根)7/20/2023905.抽水設備的選擇：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:安裝順序:排放總管→埋設井點管→用彎聯(lián)管連接→安裝抽水設備球閥開放球閥關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7/20/202391(1).井點管的埋設方法：水沖法┏（a）用沖水管沖孔后，沉設井點管；┗（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：干凈粗砂填至濾管頂以上1～1.5mC.封口：埋設面下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）A7/20/202392

(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7/20/202393

噴射井點設備布置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-內管;9-外管;10-噴嘴;11-混合室;12-擴散管;13-壓力表7/20/2023944.井點計算:

(1)高壓泵工作水流量:Q1=n·qα式中:Q1——高壓水泵的工作水流量(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).7/20/202395型號外管直徑(mm)噴射管工作水壓力(MPa)工作水流量(m3/d)設計單井出水流量(m3/d)適用含水層滲透系數(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噴射井點設計出水量7/20/202396(1)高壓泵工作水壓力:P1=Hβ式中:P1——高壓水泵的工作水壓力(m);H——噴射井點所需的揚程(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)土的滲透系數(shù)/(m·d?1)αβK<10.80.225K≤501.00.25K>501.20.307/20/202397

1.5土方工程的施工

一、土方的填筑與壓實:

(一)土料的選擇:首先應采用原回填.

(二)填筑方法:分層填土、分層壓實.

(三)壓實方法:

碾壓法平碾(壓路機)羊足碾夯實法振動打夯機蛙式打夯機振動壓實法7/20/2023987/20/202399蛙式打夯機1-夯頭;2-夯架;3-三角帶;4-底盤7/20/20231007/20/2023101(四)影響壓實質量的因素:1.含水量:最優(yōu)含水量——使填土壓實獲得最大密實度時土的含水量.7/20/2023102項次土的種類變動范圍項次土的種類變動范圍最優(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土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表7/20/20231032.

壓實功(壓實遍數(shù))7/20/202310