土方工程施工

土方工程施工第三節(jié)土方工程施工要點★組織土方工程施工的要求（1）在條件允許的情況下應盡可能采用機械化施工；（2）要合理安排施工計劃，盡量避開冬、雨期施工；（3）為了降低土石方工程施工費用，減少運輸量和占用農(nóng)田，要對土方進行合理調(diào)配、統(tǒng)籌安排。（4）在施工前要做好調(diào)查研究，擬定合理的施工方案和技術措施，以保證工程質(zhì)量和安全，加快施工進度。一、施工準備(1)修筑好臨時道路及供水、供電等臨時設施。(2)做好材料、機具、物資、施工機械及人員的準備工作。(3)場地清理(地上與地下不明障礙物)(4)排除地面水（排水溝、截水溝、擋水土壩）(5)制定施工方案(6)設置測量控制網(wǎng)，打設方格網(wǎng)控制樁，進行建筑物、構筑物的定位放線等。(7)根據(jù)土方施工設計做好邊坡穩(wěn)定、基坑(槽)支護、降低地下水等土方工程的輔助工作。操作步驟基槽放線在擬建場地定出房屋角點（控制點）的坐標；在房屋外側沿控制點垂直和水平方向0.5M-1.0M處打入龍門樁；將各龍門樁用鋼管連接（或用尼龍繩拉連），在鋼管上用紅漆標記房屋軸線位置（或在尼龍繩上掛彩色包裝繩標記房屋軸線位置）；用測量儀復核軸線位置；在標記位置點用尼龍繩拉連，定出中心軸線，根據(jù)中心軸線用白石灰在地面上撒出基槽開挖邊線，之后撤出尼龍繩。鋼筋混凝土條形基礎平面圖基坑放線在擬建場地定出房屋角點（控制點）的坐標；在房屋外側沿控制點垂直和水平方向0.5M~1.0M處打入龍門樁；將各龍門樁用鋼管連接（或用尼龍繩拉連），在鋼管上用紅漆標記房屋軸線位置（或在尼龍繩上掛彩色包裝繩標記房屋軸線位置）；用測量儀復核軸線位置；在標記位置點用尼龍繩拉連，定出中心軸線，根據(jù)中心軸線用白石灰在地面上撒出中心軸線，之后撤出尼龍繩。根據(jù)基礎平面圖和柱定位圖推算出柱中心點離軸線的距離，用木樁（或鋼筋、電焊條）在地面上定出柱基的中心點（形心點）位置；在每個柱基的中心線上沿水平、垂直方向按已經(jīng)確定的柱基上口邊線尺寸放出柱基上口挖土灰線；根據(jù)柱形心與基礎形心重合原理復核所放灰線的正確性。操作步驟獨立基礎平面圖樁基礎平面圖操作步驟基底標高控制根據(jù)地面±0.00標高的參考點到自然地面的高度推算出挖土深度；當基槽或基坑挖土深度到達離預計深度還有約200MM時停止挖土；人工清理基底余土到接近基底位置；當挖土深度≤2.0M時，可以用測量用標尺和測量儀直接得出基底標高；當挖土深度＞2.0M時，可在槽或坑壁標高H處每各2-4M及拐角處打一水平樁，作為清理基底余土或基底標高的依據(jù)。二、土方邊坡與土壁支護土壁塌方的原因

1、邊坡過陡，使土體的穩(wěn)定性不足導致塌方；尤其是在土質(zhì)差開挖深度大的坑槽中。

2、雨水、地下水滲入土中泡軟土體，從而增加土的自重同時降低土的抗剪強度，這是造成塌方的常見原因。

3、基坑上口邊緣附近大量堆土或停放機具、材料，或由于行車等動荷載，使土體中的剪應力超過土體的抗剪強度。

4、土壁支撐強度破壞失效或剛度不足導致塌方。1、土方邊坡

(1)邊坡穩(wěn)定條件及其影響因素GCT邊坡穩(wěn)定條件示意地基與基礎工程施工工藝標準（QCJJT-JS02-2004）深度≤1.0M密實中密的砂土和碎石土（充填物為砂）

深度≤1.25M硬塑、可塑的粘質(zhì)砂土和砂質(zhì)粘土

深度≤1.5M硬塑、可塑的粘土和碎石類土（充填物為粘性土）

深度≤2M堅硬的粘土

挖方超過上述深度時應考慮放坡或支擋土板2、土壁支護

(一)基槽支護結構開挖較窄的溝槽，多用橫撐式土壁支撐。橫撐式支撐（a）間斷式水平擋土板支撐；（b）垂直擋土板支撐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(diào)節(jié)螺栓（a）（b）斷續(xù)式（挖土深度小于3m）連續(xù)式（挖土深度小于5m）垂直擋土板（挖土深度不限）(二)基坑支護結構（a）（b）（c）支撐計算土壓力（a）密砂；（b）松砂；（c）粘土案例1．水泥土擋墻（1）圖解：水泥土墻的一般構造（a）水泥土墻剖面；（b）連續(xù)式勁性水泥土墻平面；（c）格柵式平面布置1－攪拌樁；2－插筋；3－面板；4－H型鋼；41（a）（c）(2)水泥土攪拌樁的施工攪拌水泥土墻施工流程（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（3）特點與適用范圍水泥土墻按施工機具和方法不同，分為深層攪拌法、旋噴法和粉噴法。案例2．土釘墻與噴錨支護(1)土釘墻支護土釘墻支護1－土釘；2－噴射混凝土面層；3－墊板（2）土釘墻支護的施工土釘墻的施工順序為：按設計要求自上而下分段、分層開挖工作面，修整坡面埋設噴射混凝土厚度控制標志，噴射第一層混凝土鉆孔，安設土釘鋼筋注漿，安設連接件綁扎鋼筋網(wǎng)，噴射第二層混凝土設置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。若土質(zhì)較好亦可采取如下順序：開挖工作面、修坡綁扎鋼筋網(wǎng)成孔安設土釘注漿、安設連接件噴射混凝土面層。（3）噴錨網(wǎng)支護噴錨支護(a)噴錨支護結構；(b)土釘墻與噴錨網(wǎng)復合支護；(c)錨桿頭與鋼筋網(wǎng)和加強筋的連接1－噴射混凝土面層；2－鋼筋網(wǎng)層；3－錨桿頭；4－錨桿(土釘)；5－加強筋；6－鎖定筋二根與錨桿雙面焊接土釘墻的構造要求：土釘墻的墻面坡度不宜大于1：0.1。土釘外露端部和層面有效連接在一起，設承壓板和加強筋。土釘長度宜為開挖深度0.5～1.2倍，土釘?shù)拈g距宜為0.6～1.2m，土釘與水平夾角為10°～20°。土釘宜選用Ⅱ、Ⅲ級鑼紋鋼筋，直徑16～32，鉆孔直徑70～120。面層噴射砼強度等級不宜低于C20。噴射砼面層厚度宜為80～200，通常采用100。噴射砼面層中配鋼筋網(wǎng)，采用I級鋼筋、直徑6～10，間距150～300，鋼筋網(wǎng)搭接長度大于300。注漿材料水泥凈漿或水泥砂漿，其強度不低于M10。案例3、排樁式擋墻擋土灌注樁支護形式（a）間隔式；（b）雙排式；（c）連續(xù)式1－擋土灌注樁；2－連系梁（圈梁）；3－前排樁；4－后排樁案例4．板樁擋墻（1）型鋼橫擋板擋墻型鋼樁橫檔板支護1一型鋼樁；2一橫向擋土板；3－木楔（2）鋼板樁擋墻常用鋼板樁截面形式(a)一字形鋼板樁；(b)U形板樁(“拉森”板樁)（a）三、施工排水與降水1、明排水法原則：盡量利用原有的排水系統(tǒng)，或將臨時性排水設施與永久性設施相結合使用。方法：截流、疏導、抽取注意排水溝的設置1）、一般應設在基礎范圍以外；2）、排水溝底寬應不少于0.2～0.3m；3）、溝底設有0.2％～0.5％的縱坡；4）、在開挖階段，排水溝深度應始終保持比挖土面低0.4～0.5m注意集水井的設置1）、集水井應設置在基礎范圍以外的邊角處；2）、集水井一般應設在基礎范圍以外基底最低處，排水溝的末端；3）、集水井的寬度或直徑一般為0.6-0.8M；4）、集水井的個數(shù)應根據(jù)水量和水泵抽水能力每隔20-40M設一個；5）、集水井的頂標高應始終比挖土面低0.7-1.0M；6）、當挖土接近底標高時，集水井的頂標高應比挖土面低1.0-2.0M，在井底鋪0.3M碎石濾水層，以免在抽水時將基底的泥沙抽出，并防止井底的土被攪動。圖1-22集水井降水法1－排水溝；2－集水井；3－離心式水泵；4－基礎邊線；5－原地下水位線；6－降低后地下水位線集水井法是在基坑開挖過程中，沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，并在基坑邊角處設置集水井。將水匯入集水井內(nèi)，用水泵抽走(圖1—18)。這種方法可用于基坑排水，也可用于降水※、流砂及其防治

1．流砂發(fā)生的原因動水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動中的地下水對土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動水壓力。ρWh1F－ρWh2F－TLF＝0圖1—25動水壓力原理圖(a)水在土中滲流的力學現(xiàn)象；(b)動水壓力對地基土的影響l、2－土顆粒（a）（b）1TLF由上式可知，動水壓GD與水力坡度I成正比，水位差越大，動水壓力越大，而滲透路程越長，動水壓力越小。產(chǎn)生流砂現(xiàn)象主要是由于地下水的水力坡度大，即動水壓力大，而且動水壓力的方向(與水流方向一致)與土的重力方向相反，土不僅受水的浮力，而且受動水壓力的作用，有向上舉的趨勢，當動水壓力等于或大于土的浸水密度時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，并隨地下水一起流入基坑，即發(fā)生流砂現(xiàn)象。

2．流砂的防治流砂防治的主要途徑是減小或平衡動水壓力或改變其方向。具體措施為：（1）水下挖土法（2）打鋼板樁（3）搶挖法（4）作地下連續(xù)墻法（5）在枯水季節(jié)開挖（6）井點降水法※井點降水法

井點降水法就是在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數(shù)量的濾水管(井)，利用抽水設備從中抽水，使地下水位降落到坑底標高以下，并保持至回填完成或地下結構有足夠的抗浮能力為止。4、一般輕型井點1.輕型井點設備輕型井點設備是由管路系統(tǒng)和抽水設備組成。管路系統(tǒng)包括：井點管(由井管和濾管連接而成)、彎聯(lián)管及總管等。圖1-22輕型井點法降低地下水位全貌圖1－井管；2－濾管；3－總管；4－彎聯(lián)管；5－水泵房6－原有地下水位線；7－降低后地下水位線

圖1-26濾管構造1－鋼管；2－管壁上的小孔；3－纏繞的塑料管；4－細濾網(wǎng)；5－粗濾網(wǎng)；6－粗鐵絲保護網(wǎng)；7－井管；8－鑄鐵頭圖1－27真空泵輕型井點設備工作原理簡圖l－濾管；2－井管；3－彎管；4－閥門；5－集水總管；6－閘門：7－濾網(wǎng)，8－過濾室，9－淘砂孔；10－水氣分離器；11－浮筒；12－閥門：13－真空計；14－進水管；15－真空計；16－副水氣分離器；17－擋水板；18－放水口；19－真空泵；20－電動機；2l－冷卻水管；22－冷卻水箱；23－循環(huán)水泵；24－離心水泵輕型井點設備參數(shù)1、濾管：（進水設備）長：1.0-1.5M，直徑：38MM或51MM；材料：無縫鋼管（管壁上鉆有直徑為12-18MM的呈梅花形排列的濾孔，濾孔面積為濾管表面積的20%-25%）；沿鋼管繞成螺旋形的塑料管；細濾網(wǎng)和粗濾網(wǎng)（孔徑不同，內(nèi)層為30-50孔/CM2的黃銅絲或尼龍絲布的細濾網(wǎng)或棕皮。）粗鐵絲保護網(wǎng)（孔徑不同，內(nèi)層為3-10孔/CM2的同樣材料粗濾網(wǎng)或棕皮。）2、井點管直徑：38MM或51MM材料：鋼管3、集水總管直徑：100-127MM材料：無縫鋼管長：4M4、抽水設備常用的：W5、W6型干式真空泵、射流泵、隔膜泵等負荷長度：100-120M，5.輕型井點布置1)平面布置圖1-28單排井點布置簡圖(a)平面布置；(b)高程布置1一總管；2－點管；3一抽水設備基坑或溝槽寬度＜6M,降水深度≯5M,布置在地下水流的上游，兩端延伸長度≮坑槽寬度。2)環(huán)形布置圖1-30環(huán)形井點布置簡圖(a)平面布置；(b)高程布置1一總管；2一井點管；3一抽水設備井管的埋置深度H，可按下式計算：H≥H1十h十iL(m)(1-32)式中H1——總管平臺面至基坑底面的距離(m)；

h——基坑中心線底面至降低后的地下水位線的距離，一般取0.5～1.0m；

i——水力坡度，根據(jù)實測：環(huán)形井點為1／10，單排線狀井點為1／4；

圖1－31二級輕型井點1－第一層井點管；2－第二層井點管3．輕型井點計算（1)井型判定圖1-29水井的分類（a）無壓完整井；（b）無壓非完整井（c）承壓完整井（d）承壓非完整井（2）涌水量計算①無壓完整涌水量

圖1-30環(huán)形井點涌水量計算簡圖(a)無壓完整井；(b)無壓非完整井

(m3／d)式中K——滲透系數(shù)(m／d)，應由實驗測定;H——含水層厚度(m)；S——水位降低值(m)；R——抽水影響半徑(m)，?。?/p>

x0——環(huán)形井點的假想半徑(m)：

F——基坑周圍井點管所包圍的面積(m2)。②無壓非完整井涌水量(m3／d)

有效深度H0值表1－12S’／(S’＋l)0.20.30.50.8H01.3(S’＋l)1.5(S’＋l)1.7(S’＋l)1.85(S’＋l)注：表中S’為井管內(nèi)水位降低深度；l為濾管長度。③承壓完整井涌水量承壓完整井環(huán)形井點涌水量計算公式為式中M——承壓含水層厚度(m)；K、R、x0、S——與公式(1-22)相同。：

(m3／d)

（3)確定井點管數(shù)量與井距①單井最大出水量單井的最大出水量q，主要取決于土的滲透系數(shù)、濾管的構造與尺寸，按下式確定：式中d——濾管直徑(m)；

l——濾管長度(m)；K——滲透系數(shù)(m／d)。(m3／d)②最少井數(shù)井點管的最少根數(shù)nmin，按下式計算：式中1.1——備用系數(shù)，考慮井點管堵塞等因素。其它符號同前。③最大井距式中L——總管長度(m)；(根)(m)確定井點管間距時，還應注意以下幾點：(a)井距過小時，彼此干擾大，影響出水量，因此井距必須大于15倍管徑。(b)在滲透系數(shù)小的土中井距宜小些，否則水位降落時間過長。(c)靠近河流處，井點宜適當加密。(d)井距應能與總管上的接頭間距相配合。根據(jù)實際采用的井點管間距，最后確定所需的井點管根數(shù)。4．輕型井點的施工埋設井點的程序是：放線定位打井孔埋設井點管安裝總管用彎聯(lián)管將井點管與總管接通安裝抽水設備。

圖1—31井點管的埋設(a)沖孔；（b）埋管1一沖管，2一沖嘴；3一膠皮管；4一高壓水泵，5一壓力表；6一起重吊鉤；7一井點管，8一濾管；9一填砂；10一粘土封口（a）（b）井點管的埋設—水沖法用起重設備將沖管吊起并插在井點位置；開動高壓水泵，將土沖松（沖孔直徑一般為300MM，沖孔深度宜比濾管底深0.5M左右）；井孔沖成后，立即拔出沖管，插入井點管；在井點管與孔壁之間迅速填灌砂濾層（填到濾管頂上1~1.5M），以防孔壁塌土；井點填砂后，在地面一下0.5~1.0M范圍內(nèi)須用黏土封口，以防漏氣。接通總管與抽水設備試抽水（檢查有無漏水、漏氣，出水是否正常，有無淤泥現(xiàn)象。）井點管的使用連續(xù)不斷抽水準備雙電源經(jīng)常觀測真空度（一般不低于5.3~66.7KPa）檢查井點管有無淤塞。井點管正常出水規(guī)律：先大后小，先混后清。（二）噴射井點當基坑開挖較深，降水深度要求較大時，可采用噴射井點降水。其降水深度可達8～20m，可用于滲透系數(shù)為0.1～50m／d的砂土、淤泥質(zhì)土層。噴射井點施工順序是：安裝水泵設備及泵的進出水管路；鋪設進水總管和回水總管；沉設井點管(包括灌填砂濾料)，接通進水總管后及時進行單根試抽、檢驗；全部井點管沉設完畢后，接通回水總管，全面試抽，檢查整個降水系統(tǒng)的運轉狀況及降水效果。圖1-35噴射井點設備及平面布置簡圖(a)噴射井點設備簡圖；(b)噴射揚水器原理圖；(c)噴射井點平面布置1－噴射井管；2－濾管；3－進水總管；4－排水總管；5一高壓水泵；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（c）（b）（a）（三）管井井點