土力學(xué)及地基基礎(chǔ) 第4版 課件 第7章.場(chǎng)地平整與基坑施工

第7章場(chǎng)地平整與基坑施工7.1場(chǎng)地平整與土方調(diào)配7.2基坑降水、排水7.3基坑支護(hù)7.4土方開(kāi)挖與回填

7.1場(chǎng)地平整與土方調(diào)配7.1.1場(chǎng)地平整7.1.2土方調(diào)配7.1.3土方施工機(jī)械

包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。常見(jiàn)的土方工程施工內(nèi)容有：

土方工程的內(nèi)容

⑴場(chǎng)地平整：包括障礙物拆除、場(chǎng)地清理、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。

⑶土方回填與壓實(shí)：包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。

⑵開(kāi)挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)：包括測(cè)量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等?；油练介_(kāi)挖土方工程的施工要求●土方量少、工期短、費(fèi)用??；●因地制宜編制合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；●要求標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確；●應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的施工工藝、施工組織和機(jī)械化施工?！裢馏w有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；基坑土方開(kāi)挖道路土方開(kāi)挖7.1.1場(chǎng)地平整1.場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高一般有兩種方法

1．一般方法：如場(chǎng)地比較平緩，對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高無(wú)特殊要求，可按照“挖填土方量相等”的原則確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高；

2．用最小二乘法原理求最佳設(shè)計(jì)平面：應(yīng)用最小二乘法的原理，不僅可滿足土方挖填平衡、還可做到土方的總工程量最小。

2.場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高Z0的重要性

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算的依據(jù),也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土方工程量、加速工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)有著重要意義。

確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)最佳方案。場(chǎng)地平整施工3.Z0的確定原則

●滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅弧癯浞掷玫匦?，分區(qū)或分臺(tái)階布置，分別確定不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高；●考慮挖填平衡，棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≥2‰)，滿足排水要求；●考慮最高洪水位的影響。分臺(tái)階布置確定不同的場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高考慮挖填平衡設(shè)置不同的場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高4.Z0的確定步驟（一般方法）

如場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高無(wú)特殊要求時(shí)，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則確定H0,其步驟如下：

①劃分方格網(wǎng)

方格網(wǎng)邊長(zhǎng)a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原則即場(chǎng)地內(nèi)土方的絕對(duì)體積在平整前、后相等等高線方格網(wǎng)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算圖用插入法求得H13=251.70②確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程

●水準(zhǔn)儀實(shí)測(cè)；●利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得。插入法的圖解法

按每一個(gè)方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為幾個(gè)方格共有的情況，確定設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的實(shí)用公式為：③按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高水準(zhǔn)儀測(cè)量確定各角點(diǎn)高程式中z1——

一個(gè)方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高；

z2、z3、z4——

分別為二、三、四個(gè)方格所共有的角點(diǎn)標(biāo)高。④

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高Z0的調(diào)整

按以上步驟求得的Z0僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出Z,i：

●土的可松性影響；

●場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響；

●場(chǎng)地泄水坡度的影響。未考慮土的可松性影響導(dǎo)致大量的建筑余土需外運(yùn)未考慮場(chǎng)地泄水坡度導(dǎo)致排水不暢雨季工地常被水淹由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為：VWVTZ0V,WV,TZ,0Δh理論設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高5.

土的可松性影響

式中：

Δh——土的可松性引起設(shè)計(jì)標(biāo)高的增加值；

VW、VT——按理論設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算的總挖方、總填方體積；

FW、FT——按理論設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算的總挖方或填方區(qū)總面積；

K，s——土的最后可松性系數(shù)。

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高Z0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，常會(huì)將部分挖方就近棄于場(chǎng)外，或就近于場(chǎng)外取土用于部分填方，均會(huì)引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算：

6.

場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響式中：

Q——場(chǎng)地根據(jù)Z0平整后多余或不足的土方量。場(chǎng)外就近棄土場(chǎng)外借土填方

調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個(gè)水平面的標(biāo)高,而實(shí)際施工中要根據(jù)泄水坡度的要求(單坡泄水或雙坡泄水)計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi)各方格網(wǎng)角點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高。7.場(chǎng)地泄水坡度的影響

場(chǎng)地為單坡泄水時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：場(chǎng)地單向泄水坡度示意圖

i

i

場(chǎng)地雙向泄水坡度示意圖

ix

ix

iy

iy

場(chǎng)地為雙坡泄水時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：

正負(fù)號(hào)的取值：角點(diǎn)在Z0之上取“＋”，反之取“－”求出Zi’后，可得各方格角點(diǎn)的施工高度Hi

角點(diǎn)編號(hào)施工高度hn

1

-0.72

43.2442.52自然地面標(biāo)高H

設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn土方方格網(wǎng)圖例若Hi為正值則該點(diǎn)為填方,Hi為負(fù)值則為挖方。（1-6）9.土方量的計(jì)算在土方工程施工之前，通常要計(jì)算土方的工程量。但土方工程的外形往往復(fù)雜，不規(guī)則，要得到精確的計(jì)算結(jié)果很困難。一般情況下，都將其假設(shè)或劃分成為一定的幾何形狀，并采用具有一定精度而又和實(shí)際情況近似的方法進(jìn)行計(jì)算。道路土方開(kāi)挖基坑土方開(kāi)挖場(chǎng)地平整計(jì)算步驟1.場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定后，求出平整的場(chǎng)地各角點(diǎn)的施工高度Hi

。2.確定“零線”的位置。確定“零線”的位置，了解整個(gè)場(chǎng)地的挖、填區(qū)域分布狀態(tài)。按每個(gè)方格角點(diǎn)的施工高度算出填、挖土方量，并計(jì)算場(chǎng)地邊坡的土方量，這樣即得到整個(gè)場(chǎng)地的填、挖土方總量。（1）繪出零線

式中：X1、X2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離(m)；

h1、h2——相鄰角點(diǎn)的施工高度(m),用絕對(duì)值;

a——方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)(m).

零線位置的確定：先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“＋”“－”中的零點(diǎn)，將相鄰兩零點(diǎn)連接起來(lái)即為零線。零點(diǎn)位置計(jì)算示意

為省略計(jì)算，亦可用圖解法直接求出零點(diǎn)位置。即用尺在各角點(diǎn)標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。

h1+0.30h2-0.20±0551010h7h8+0.7-0.10用尺量出h1＋0.3的刻度用尺量出h2－0.2的刻度兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)用尺量出h8－0.1的刻度用尺量出h7＋0.7的刻度兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)兩零點(diǎn)連線即為零線

“零線”求出，也就劃出了場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計(jì)算各方格的挖、填土方量。土方量計(jì)算的基本方法有平均高度法

和平均斷面法

兩種。㈠平均高度法

⑴四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個(gè)邊長(zhǎng)等于a的方格網(wǎng)，每個(gè)方格網(wǎng)的土方體積V等于底面積a2乘四個(gè)角點(diǎn)高度的平均值，即：（2）計(jì)算場(chǎng)地挖、填土方量四方棱柱體的體積計(jì)算取絕對(duì)值方格四個(gè)角點(diǎn)，部分是挖方，部分是填方（圖1-5b和c）

角點(diǎn)二填二挖；

角點(diǎn)一填（挖）三挖（填）2.1

土方量計(jì)算的基本方法

⑵三角棱柱體法：將每一個(gè)方格順地形的等高線沿對(duì)角線劃分為兩個(gè)三角形，然后分別計(jì)算每一個(gè)三角棱柱體的土方量。三角棱柱體的體積計(jì)算1)．當(dāng)三角形三個(gè)角點(diǎn)全部為挖或全部為填時(shí)2)．三角形三個(gè)角點(diǎn)有填有挖時(shí)，零線將三角形分成兩部分，一個(gè)是底面為三角形的錐體，一個(gè)是底面為四邊形的楔體㈡平均斷面法基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均斷面法。即：基坑土方量計(jì)算基槽、路堤土方量計(jì)算F1F0F0F1F2F27.1.2土方調(diào)配

⑵土方調(diào)配的原則：力求挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。

⑴土方調(diào)配的步驟：劃分調(diào)配區(qū)(繪出零線)→計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距(即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離)→確定初始調(diào)配方案→優(yōu)化方案判別→繪制土方調(diào)配圖表。

⑶最優(yōu)調(diào)配方案的確定：最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用“表上作業(yè)法”求解。步驟如下：用“最小元素法”編制初始調(diào)配方案最優(yōu)方案判別方案調(diào)整最優(yōu)方案判別繪制土方調(diào)配圖否是土方調(diào)配的步驟

先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標(biāo)X0、Y0：

⑴計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距填方區(qū)··yH0H0xxOWxOTyOWyOTL0挖方區(qū)式中：

xi、yi——i塊方格的重心坐標(biāo)；

Vi——i塊方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19x19、y19挖方區(qū)重心填方區(qū)重心

則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距

L0

為：式中：x0T、y0T——填方區(qū)的重心坐標(biāo)；

x0W、y0W——挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。

在實(shí)際工作中，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的形心位置O代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。挖方施工及長(zhǎng)距離土方調(diào)運(yùn)⑵

初始調(diào)配方案

下圖為一矩形廣場(chǎng)，圖中小方格內(nèi)的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。500500800600500500400W1T1W36050701108070401009040100W4T3W2T270挖方區(qū)編號(hào)填方區(qū)編號(hào)挖方區(qū)需調(diào)出土方填方區(qū)需調(diào)進(jìn)土方調(diào)配區(qū)間的平均運(yùn)距各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W1x1150x1270x13100500C,11C,12C,13W2x2170x2240x2390500C,21C,22C,23W3x3260x32110x3370500C,31C,32C,33W4x4180x42100x4340400C,41C,42C,43填方量m380060050019002.3土方調(diào)配

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3,11C,12C,13W2704090500C,21C,22C,23W36011070500C31C32C33W480100C,41C,42C,43填方量m38006005001900

步驟1：選取平均運(yùn)距最小(C22=C43=40)的方格，確定它所對(duì)應(yīng)的調(diào)配土方數(shù)，并使其盡可能大。本例選取C43=40，X43=400(W4的全部挖方調(diào)往T3)，X41、X42=0(W4的挖方不調(diào)往T1、T2)，在X41、X42的方格內(nèi)畫(huà)上“×”40400××400

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W15070100C,11C,12C,13W2704090C,21C,22C,23W36011070C,31C,32C,33W4×80×10040040400C,41C,42C,43填方量m38006005001900

步驟2：重復(fù)步驟1，按平均運(yùn)距由小到大依次計(jì)算X22、X11、X31（C22→C11→C31）

，我們就得到了土方調(diào)配的初始方案。5005001003001004050××××6070110500500500⑶最優(yōu)方案判別

初始調(diào)配方案是按“就近調(diào)配”求得的，它保證了挖填平衡、總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行判別。

我們引入“假想價(jià)格系數(shù)”求檢驗(yàn)數(shù)λij來(lái)判別。首先求出表中各方格的假想價(jià)格系數(shù)，有調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)C，ij=Cij

，無(wú)調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)按下式計(jì)算：

即：構(gòu)成任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對(duì)角線上的假想價(jià)格系數(shù)之和相等。

利用已知的假想價(jià)格系數(shù)，我們可逐個(gè)求解未知的C，ij。

步驟1：在有調(diào)配土方的方格內(nèi)，C，ij=Cij，將數(shù)據(jù)填入表中;2.3土方調(diào)配

步驟2：按任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對(duì)角線上的C，ij之和相等，逐個(gè)求解未知的C，ij；如：填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150050×70×10050050W2×7050040×9050040W330060100110100705006011070W4×80×1004004040040填方量m38006005001900－1010006080302.3土方調(diào)配填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150050701005005010060W2705004090500-10400W330060100110100705006011070W48010040040400308040填方量m38006005001900

步驟3：引入檢驗(yàn)數(shù)λ，按下式求出表中無(wú)調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù)(即方格右邊兩小格數(shù)字上下相減，將正負(fù)號(hào)填入表中)：

－

λ12出現(xiàn)負(fù)數(shù)說(shuō)明方案不是最佳方案，需要進(jìn)行調(diào)整。＋＋＋＋＋2.3土方調(diào)配⑷

方案的調(diào)整

步驟2：找出x12的閉回路。其作法是，從x12方格出發(fā)，沿水平或豎直方向前進(jìn)，遇到有數(shù)字的方格作900轉(zhuǎn)彎(也可不轉(zhuǎn)彎)，如果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)。形成一條以有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點(diǎn)、用水平或豎直線聯(lián)起來(lái)的閉回路。見(jiàn)下表：

T1T2T3W1500X12W2500W3300100100W4400①②③④⑤

步驟1：在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個(gè)(一般選最小的)，本例即λ12，將它對(duì)應(yīng)的變量

x12作為調(diào)整對(duì)象。

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150070+1005005010060W2+7050040+90500-10400W330060110100705006011070W4+80+10040040400308040填方量m38006005001900

步驟3：從空格

X12出發(fā)，沿閉回路（方向任意）行進(jìn)，在各奇數(shù)轉(zhuǎn)角點(diǎn)的數(shù)字中挑出一個(gè)最小的（本例即X32=100）將它由X32調(diào)到X12方格中。500100

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W15070+1005005010060W2+7050040+90500-10400W360110100705006011070W4+80+10040040400308040填方量m38006005001900

步驟4：將“100”數(shù)字填入X12方格中，被調(diào)出的X32為0，同時(shí)將閉回路上其它奇數(shù)次轉(zhuǎn)角（X11）方格內(nèi)的數(shù)字都減去100，偶數(shù)次轉(zhuǎn)角（X31）方格內(nèi)的數(shù)字都增加100，使得填、挖方區(qū)的土方量仍然保持平衡。這樣我們就得到了下表中的新調(diào)配方案。40001004002.3土方調(diào)配

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m31005005060W2+7050040+90500400W3400600110100705006070W4+80+100400404003040填方量m38006005001900步驟5：對(duì)新調(diào)配方案按“⑵最優(yōu)方案判別”的方法和步驟再進(jìn)行判別和檢驗(yàn)，如仍出現(xiàn)負(fù)數(shù)，則重復(fù)步驟1～4繼續(xù)調(diào)整，如不出現(xiàn)負(fù)數(shù)，方案即是最優(yōu)方案。10070-1020110808050計(jì)算無(wú)調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù)λ，無(wú)負(fù)數(shù)，方案是最優(yōu)方案。繪出最終土方調(diào)配圖如左所示500500800600500500400W1T1W3400601007040040W4T3W2T2100705004040050

該優(yōu)化方案的土方總運(yùn)輸量為：

Z=400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40=94000（m3·m）

初始方案的土方總運(yùn)輸量為：

Z=500×50＋500×40＋300×60＋100×110＋100×70＋400×40=97000（m3·m）

調(diào)整后的總運(yùn)輸量減少了3000（m3·m）。7.2基坑降水排水基坑開(kāi)挖時(shí)，流入坑內(nèi)的地下水和地表水如不及時(shí)排除，會(huì)使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會(huì)降低地基的承載力。施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在現(xiàn)場(chǎng)周圍設(shè)臨時(shí)或永久性排水溝、防洪溝或擋水堤，以攔截雨水、潛水流入施工區(qū)域；抽：在低洼地段設(shè)置集水、排水設(shè)施,然后用抽水機(jī)抽走。疏：在基坑內(nèi)設(shè)置縱橫排水溝，疏通、排干場(chǎng)內(nèi)地表積水；水淹基坑損失慘重工期延誤明溝與集水井排水

在基坑的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在四角或每隔20～30m設(shè)集水井,排水溝始終比開(kāi)挖面低0.4～0.5m，集水井比排水溝低0.5～1m，在集水井內(nèi)設(shè)水泵將水抽排出基坑。適用于土質(zhì)好、地下水量不大的基坑排水。普通與集水井排水法分層明溝排水

當(dāng)基坑土層由多種土層組成,中部夾有透水性強(qiáng)的砂類土?xí)r,為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡,宜在基坑邊坡上分層設(shè)置明溝及集水井。分層明溝排水法溝側(cè)開(kāi)挖法點(diǎn)擊動(dòng)畫(huà)反鏟挖土深基坑的接力開(kāi)挖管溝的溝側(cè)開(kāi)挖

即反鏟停于溝側(cè)，沿溝邊開(kāi)挖，它可將土棄于距溝較遠(yuǎn)的地方，如裝車則回轉(zhuǎn)角度較小，但邊坡不易控制。溝側(cè)開(kāi)挖法

一般用于橫挖土層和需將土方卸到離溝邊較遠(yuǎn)的距離時(shí)使用。深層明溝排水

當(dāng)?shù)叵禄酉噙B、土層滲水量和排水面積大，為減少大量設(shè)置排水溝的復(fù)雜性，可在基坑內(nèi)的深基礎(chǔ)或合適部位設(shè)置一條縱、長(zhǎng)、深的主溝，其余部位設(shè)置邊溝或支溝與主溝連通，通過(guò)基礎(chǔ)部位用碎石或砂子作盲溝。適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水。深層明溝排水法不考慮基坑排水的惡果沙灣電站廠房深基坑排水施工全景施工降水

在含水豐富的土層中開(kāi)挖大面積基坑時(shí)，明溝排水法難以排干大量的地下涌水，當(dāng)遇粉細(xì)砂層時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿、冒泥、涌砂現(xiàn)象，不僅基坑無(wú)法挖深，還可能造成大量的水土流失、邊坡失穩(wěn)、地面塌陷，嚴(yán)重者危及鄰近建筑物的安全?；拥椎陀诘叵滤粫r(shí)基底會(huì)不停的滲水人工降水方法主要有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)，統(tǒng)稱井點(diǎn)降水。

遇有此種情況時(shí)應(yīng)采用井點(diǎn)降水的人工降水方法施工井點(diǎn)降水的作用減小橫向荷載防止流砂防止涌水穩(wěn)定邊坡防止塌方防止管涌防止地下水涌入基坑防止地下水的滲流引起邊坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板樁減少了橫向荷載消除地下水的滲流,也就防止流砂現(xiàn)象降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力!輕型井點(diǎn)降水輕型井點(diǎn)是沿基坑四周將井點(diǎn)管埋入蓄水層內(nèi)，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下。適用于滲透系數(shù)為0.1～50m/d的土層中。

降水深度：?jiǎn)渭?jí)井點(diǎn)3～6m，多級(jí)井點(diǎn)6～12m。輕型井點(diǎn)法降低地下水位全貌圖基坑輕型井點(diǎn)降水⑴輕型井點(diǎn)的設(shè)備

由管路系統(tǒng)（濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管）和抽水設(shè)備（真空泵、離心泵和水氣分離器）組成。輕型井點(diǎn)工作原理及濾管構(gòu)造見(jiàn)圖：

輕型井點(diǎn)設(shè)備工作原理濾管構(gòu)造井點(diǎn)管⑵輕型井點(diǎn)的平面布置

①單排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m時(shí)可采用單排布置。井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長(zhǎng)度不宜小于坑槽的寬度B。

②雙排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時(shí)采用。單排布置

③環(huán)型或U型布置：當(dāng)基坑面積較大時(shí)，應(yīng)采用環(huán)型布置（考慮施工機(jī)械進(jìn)出基坑時(shí)宜采用U型布置）。雙排布置環(huán)型布置U型布置

●采用雙排、環(huán)型或U型布置時(shí)，位于地下水上游一排的井點(diǎn)間距應(yīng)小些，下游井點(diǎn)的間距可大些。

●如采用U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。地下室電梯井局部二次降水井點(diǎn)降水不到位的基坑基礎(chǔ)施工至地下水位以上施工降水方可停止⑶輕型井點(diǎn)的高程布置

輕型井點(diǎn)降水深度一般≯6m。井點(diǎn)管埋置深度H(不包括濾管)，可按下式計(jì)算：

●如H值小于降水深度6m時(shí)，則可用一級(jí)井點(diǎn)；●當(dāng)H值稍大于6m時(shí)，如降低井點(diǎn)管的埋置面可滿足降水深度要求時(shí)，仍可用一級(jí)井點(diǎn)降水；

一級(jí)輕型井點(diǎn)高程布置輕型井點(diǎn)的高程布置

●在確定井點(diǎn)管埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮井點(diǎn)管露出地面0.2～0.3m，濾管必須埋在透水層內(nèi)?！癞?dāng)一級(jí)井點(diǎn)達(dá)不到降水深度要求時(shí)，則可采用二級(jí)井點(diǎn)。基坑二級(jí)輕型井點(diǎn)降水地下室三級(jí)井點(diǎn)降水二級(jí)輕型井點(diǎn)降水⑷輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)及計(jì)算

井點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)地形圖、水文地質(zhì)勘察資料、基坑的施工圖設(shè)計(jì)等資料。

設(shè)計(jì)內(nèi)容除進(jìn)行井點(diǎn)系統(tǒng)的平面布置和高程布置外,尚應(yīng)進(jìn)行涌水量的計(jì)算，確定井管數(shù)量及井距，選擇抽水設(shè)備等工作。⑸輕型井點(diǎn)的埋設(shè)程序

排放總管→埋設(shè)井點(diǎn)管→用彎聯(lián)管將井點(diǎn)與總管接通→安裝抽水設(shè)備。

排放總管埋設(shè)井點(diǎn)管接通彎聯(lián)管⑹防范井點(diǎn)降水不利影響的措施

井點(diǎn)降水必然會(huì)形成降水漏斗，從而導(dǎo)致周圍土壤固結(jié)并引起地面沉陷，為減少井點(diǎn)降水對(duì)周圍建筑物及地下管線造成影響，可在井點(diǎn)線外4～5m處設(shè)置回灌井點(diǎn)，將井點(diǎn)中抽出水經(jīng)沉淀后用壓力注入回灌井中，形成一道水墻。

設(shè)置擋土帷幕也可減少井點(diǎn)降水引起的不利影響。回灌井點(diǎn)水位圖回灌井點(diǎn)布置設(shè)置擋土帷幕減少不利影響管井井點(diǎn)

管井井點(diǎn)由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)組成。管井埋設(shè)的深度和距離根據(jù)需降水面積、深度及滲透系數(shù)確定，一般間距10～50m，最大埋深可達(dá)10m，管井距基坑邊緣距離≮1.5m(沖擊鉆成孔)或3m(鉆孔法成孔)，適用于降水深度3～5m、滲透系數(shù)為20～200m/d的基坑中施工降水。管井井點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、排水量大、易于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。管井埋設(shè)管井填充濾料管井抽排水施工

如需降水深度較大，可采用深井井點(diǎn),適用于降水深度＞15m、滲透系數(shù)為10～250m/d的基坑。故稱為“深井泵法”。管井井點(diǎn)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)管井小井管井深井井點(diǎn)PVC簡(jiǎn)易管井噴射井點(diǎn)

是在井點(diǎn)管內(nèi)設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣，形成水氣射流,將地下水抽出排走。其降水深度可達(dá)8～20m。噴射井點(diǎn)平面布置噴射井點(diǎn)豎向布置電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)構(gòu)造與布置

電滲井點(diǎn)以井點(diǎn)管作負(fù)極，打入的鋼筋作正極，通入直流電后，土顆粒自負(fù)極向正極移動(dòng)，水則自正極向負(fù)極移動(dòng)而被集中排出。本法常與輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合使用。噴射井點(diǎn)與電滲井點(diǎn)在一般工程中的應(yīng)用較少!7.3基坑支護(hù)7.3.1邊坡穩(wěn)定

土方開(kāi)挖過(guò)程中,土壁是由土體內(nèi)磨擦阻力和粘結(jié)力保持平衡而穩(wěn)定。一旦土體失去平衡(俗稱失穩(wěn)),土體就會(huì)塌方,這不僅會(huì)造成人身安全事故、影響工期,有時(shí)還會(huì)危及附近的建(構(gòu))筑物。

⑴邊坡過(guò)陡；

⑵雨水、地下水滲入基坑;

⑶基坑上口邊緣堆載過(guò)大;

⑷土方開(kāi)挖順序、方法未遵守“從上至下、分層開(kāi)挖；開(kāi)槽支撐、先撐后挖”的原則。1造成邊坡失穩(wěn)的原因基坑塌方搶險(xiǎn)救人2邊坡留設(shè)

合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的開(kāi)挖斷面并留設(shè)邊坡,是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為

1:m，即：土方邊坡坡度＝h／b

＝1／(b

／h)＝1:m式中

m=b/h

，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當(dāng)邊坡高度已知為h時(shí)，其邊坡寬度則等于mh。自然放坡的坡率允許值邊坡土類別狀態(tài)坡率允許值（高寬比）坡高小于5m坡高5～10m碎石土密實(shí)1:0.35～1:0.501:0.50～1:0.75中密1:0.50～1:0.751:0.75～1:1.00稍密1:0.75～1:1.001:1.00～1:1.25黏性土堅(jiān)硬1:0.75～1:1.001:1.00～1:1.25硬塑1:1.00～1:1.251:1.25～1:1.50邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及工程特點(diǎn)而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。

當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且無(wú)地下水，其放坡的坡度系數(shù)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)確定,無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按下表確定：注：表中碎石土的填充物為堅(jiān)硬或硬塑的黏性土。留設(shè)邊坡需考慮的因素

挖填高度：高度大則坡度系數(shù)大，反之坡度系數(shù)小，甚至不放坡；

土的工程性質(zhì)：土的類別、含水量，有無(wú)地下水等。土的類別低(密度小)、含水量大，則坡度系數(shù)大；反之坡度系數(shù)??；

施工特點(diǎn)：坡頂是否有荷載？施工季節(jié)及施工期長(zhǎng)短？

人工作業(yè)還是機(jī)械作業(yè)？坡頂有荷載(尤其是動(dòng)荷載)、使用時(shí)間長(zhǎng)、跨越冬雨季施工的邊坡應(yīng)留有充足的安全系數(shù)規(guī)范的邊坡留設(shè)1規(guī)范的邊坡留設(shè)27.3.2基坑(槽)支護(hù)

一級(jí)基坑：重要工程，支護(hù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)合一工程，開(kāi)挖深度＞10m，臨近建筑物、重要設(shè)施在開(kāi)挖深度以內(nèi)；開(kāi)挖影響范圍內(nèi)有歷史或近代優(yōu)秀建筑、重要管線需嚴(yán)加保護(hù)；

三級(jí)基坑：開(kāi)挖深度＜7m，且無(wú)特別要求的基坑；

二級(jí)基坑：不屬于一級(jí)或三級(jí)的其它基坑?；宇悇e支護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂位移支護(hù)結(jié)構(gòu)墻體最大位移地面最大沉降一級(jí)基坑305030二級(jí)基坑608060三級(jí)基坑80100100基坑變形的監(jiān)控值mm

1基坑的分級(jí)2基槽支護(hù)

基(溝)

槽開(kāi)挖一般采用橫撐式土壁支撐?？煞譃樗綋跬涟寮按怪睋跬涟鍍纱箢?。間斷式水平擋土板支撐垂直擋土板式支撐

對(duì)松散、濕度大的土可用連續(xù)式水平擋土板支撐，挖土深度可達(dá)5m。連續(xù)式水平擋土板支撐3一般基坑支護(hù)

深度不大的三級(jí)基坑，當(dāng)放坡開(kāi)挖有困難時(shí)，可采用短柱橫隔板支撐、臨時(shí)擋土墻支撐、斜柱支撐、錨拉支撐等支護(hù)方法。簡(jiǎn)易支護(hù)放坡開(kāi)挖的基坑，當(dāng)部份地段放坡寬度不夠時(shí)，可采用短柱橫隔板支撐、臨時(shí)擋土墻支撐等簡(jiǎn)易支護(hù)方法進(jìn)行基礎(chǔ)施工臨時(shí)擋土墻支撐短柱橫隔板支撐2斜柱支撐先沿基坑邊緣打設(shè)柱樁，在柱樁內(nèi)側(cè)支設(shè)擋土板并用斜撐支頂，擋土板內(nèi)側(cè)填土夯實(shí)。適用于深度不大的大型基坑使用。3錨拉支撐先沿基坑邊緣打設(shè)柱樁，在柱樁內(nèi)側(cè)支設(shè)擋土板，柱樁上端用拉桿拉緊，擋土板內(nèi)側(cè)填土夯實(shí)。適用于深度不大、不能安設(shè)橫(斜)撐的大型基坑使用。斜柱支撐錨拉支撐基坑打設(shè)柱樁4深基坑支護(hù)深基坑支護(hù)的基本要求●確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能起擋土作用,基坑邊坡保持穩(wěn)定；●確保相鄰的建(構(gòu))筑物、道路、地下管線的安全,不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害；●通過(guò)排降水,確保基礎(chǔ)施工在地下水位以上進(jìn)行蘇州市土地交易中心基坑支護(hù)工程常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系排樁式土釘墻錨桿支護(hù)鋼管樁挖孔灌注樁鋼板樁板墻式板樁式組合式粉體噴射注漿樁墻鉆孔灌注樁高壓噴射注漿樁墻深層攪拌水泥土樁墻逆作拱墻式邊坡穩(wěn)定式排樁與板墻式水泥擋土墻式現(xiàn)澆地下連續(xù)墻灌注樁與水泥土樁結(jié)合加筋水泥土圍護(hù)墻型鋼橫擋板1

排樁支護(hù)適于開(kāi)挖面積大、深度＞6m、不允許放坡、鄰近有建(構(gòu))筑物的基坑支護(hù)

開(kāi)挖前在基坑周圍設(shè)置砼灌注樁，樁的排列有間隔式、雙排式和連續(xù)式，樁頂設(shè)置砼連系梁或錨樁、拉桿。施工方便、安全度好、費(fèi)用低。懸臂樁的間隔式排樁支護(hù)擋土灌注樁排樁支護(hù)樁頂連系梁又稱冠梁懸臂支護(hù)樁鋼筋砼灌注樁的排列方式北京神華大廈基坑的交錯(cuò)相間排樁支護(hù)2土釘墻支護(hù)土釘支護(hù)施工工藝：

⑴開(kāi)挖工作面人工洛陽(yáng)鏟成孔沖擊式鋼管成孔土層錨桿鉆機(jī)成孔

⑵噴射第一層砼

⑶土釘成孔噴射第一層砼

⑷安設(shè)土釘、注漿

⑸掛鋼筋網(wǎng)、噴射砼面層掛鋼筋網(wǎng)噴射第一層砼面板噴射第一層砼面板進(jìn)入下一層土釘支護(hù)安設(shè)土釘、注漿3錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)施工工藝沖擊式鉆機(jī)造孔旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)造孔錨桿造孔近景

⑴造孔：包括鉆機(jī)就位、施鉆成孔、清孔三個(gè)作業(yè)步驟。造孔用沖擊式鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)或旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆機(jī)，偏心鉆機(jī)跟進(jìn)護(hù)壁套管方式鉆進(jìn)，造孔須干鉆，嚴(yán)禁水鉆；考慮沉渣厚度，孔底應(yīng)超鉆30～50mm；成孔后高壓風(fēng)清洗孔壁，以保證砂漿與孔壁的粘結(jié)力。制作完畢的錨索⑵錨桿的制作與安裝包括下料、除銹防腐、焊接導(dǎo)向錐、綁扎、入孔六個(gè)步驟。錨索入孔導(dǎo)向錐起入孔導(dǎo)向作用緊箍環(huán)自由段外套塑料管錨索預(yù)留長(zhǎng)度注漿拉桿的預(yù)應(yīng)力張拉錨桿逐層向下支護(hù)施工⑶灌漿

基坑錨桿常采用埋管式灌漿的一次灌漿法；當(dāng)土體松散或巖石破碎易發(fā)生漏漿時(shí)采用二次灌漿法。制漿

⑷預(yù)應(yīng)力張拉及封錨：4

擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護(hù)冠梁懸臂支護(hù)樁錨桿及橫撐5鋼板樁支護(hù)

當(dāng)基坑較深、地下水位較高且未施工降水時(shí)，采用板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，既可擋土、防水，還可防止流砂的發(fā)生。U型鋼板樁鋼板樁水上圍堰無(wú)錨板樁從一角開(kāi)始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓。打法簡(jiǎn)便、快速，但單塊打入易向一邊傾斜，累計(jì)誤差不易糾正,壁面平直度也較難控制。鋼板樁入土U型板樁的相互連接無(wú)錨板樁的單獨(dú)打入法有錨板樁的雙層圍檁插樁法有錨板樁的雙層圍檁插樁法6地下連續(xù)墻支護(hù)銑削鉆成槽機(jī)

先建造鋼筋砼地下連續(xù)墻,達(dá)到強(qiáng)度后在墻間用機(jī)械挖土。該支護(hù)法剛度大、強(qiáng)度高,可擋土、承重、截水、抗?jié)B,可在狹窄場(chǎng)地施工,適于大面積、有地下水的深基坑施工。連續(xù)墻抓斗—成槽機(jī)槽段的連接導(dǎo)墻施工成槽機(jī)抓土鋼筋籠起吊鋼筋籠入槽連續(xù)墻砼澆筑鎖口管起拔進(jìn)入第二槽段施工亦可用吊車起拔兩邊是鎖口管7

擋墻＋內(nèi)撐支護(hù)大型深基坑的鋼管對(duì)撐支護(hù)鋼筋砼構(gòu)架式內(nèi)撐支護(hù)⑴鋼管內(nèi)支撐鋼管內(nèi)支撐的地面拼裝大型深基坑的擋墻＋鋼管內(nèi)支撐支護(hù)地鐵車站的多道鋼管對(duì)撐支護(hù)大型深基坑的鋼管角撐擋墻的腰梁⑵鋼筋砼內(nèi)支撐內(nèi)支撐下的基礎(chǔ)工程施工就地制作鋼筋砼內(nèi)支撐內(nèi)支撐下挖樁間土方格構(gòu)式立柱深基坑邊坡支護(hù)坍塌事故排樁支護(hù)基坑失穩(wěn)破壞膨脹土基坑失穩(wěn)破壞上海在建13層樓房整體倒塌

6月27日6時(shí)左右，上海棟在建13層住宅樓整體倒塌。兩側(cè)壓力差產(chǎn)生的水平力超過(guò)了樁基的抗側(cè)能力

7.4土方開(kāi)挖與回填

推土機(jī)操縱靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場(chǎng)地平整、開(kāi)挖深度不大的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運(yùn)機(jī)助鏟、為挖掘機(jī)清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開(kāi)道、牽引其它無(wú)動(dòng)力施工機(jī)械，大馬力推土機(jī)還可犁松堅(jiān)巖。1.推土機(jī)施工TQ230G全液壓高原推土機(jī)

TY320C前鏟后犁推土機(jī)土方推送移挖作填水中清碴平整場(chǎng)地

提高推土機(jī)生產(chǎn)效率的方法⑴下坡推土順地面坡勢(shì)沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運(yùn)土數(shù)量，縮短推土?xí)r間、節(jié)約能源，提高生產(chǎn)率約30～40%。下坡推土下坡推土空車返回爬坡⑵并列推土⑷分批集中、一次推送

大面積施工區(qū)可采用2～3臺(tái)推土機(jī)并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約15～30%。3臺(tái)推土機(jī)并列推土當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)又土質(zhì)較堅(jiān)硬時(shí)，宜多次鏟土，一次推送。⑶槽型推土當(dāng)土層較厚時(shí)，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。2臺(tái)以上推土機(jī)在同區(qū)域作業(yè)時(shí)前后距離≮8m,左右距離≮1.5m2鏟運(yùn)機(jī)施工

鏟運(yùn)機(jī)操縱簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高。是能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等全部土方施工工序的施工機(jī)械。適用于坡度為200以內(nèi)的大面積場(chǎng)地平整、大型基坑開(kāi)挖、填筑路基堤壩。CL9A自行式鏟運(yùn)機(jī)CTY9A拖式鏟運(yùn)