土木工程施工技術ConstructionTechnologyofCivilEngineering劉宗仁教授1/6/20231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。1/6/20232一、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、礦井建設等專業領域施工技術的一般規律。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。1/6/20233四、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、對現行施工驗收規范、規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1/6/20234七、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、企業的計算機應用和管理技術

勘測設計施工驗收1/6/20235

九、幾點說明

1、自我介紹：2、課代表：3、答疑：4、教材：5、參考書：《施工驗收規范》《建筑施工手冊》

6、作業7、考試1/6/20236

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1/6/20237

二土的工程分類

根據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。1/6/20238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；軟的石灰巖用鎬或撬棍、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、泥灰巖、密實的石灰巖；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、石灰巖；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；堅實的細粒花崗巖、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1/6/20239三土的工程性質(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%1/6/202310自然狀態下下的土,經經開挖后,其體積因因松散而增增加,以后后雖經回填填壓實,仍仍不能恢復復成原來的的體積.土土的這種性性質稱為可可松性.土的可松性性大小用可可松性系數數表示:式中:Ks———最初可松松性系數;Ks’———最終終可松性系系數;V1——土在自自然狀態下下的體積(天然密實實土)；V2——土經開開挖后松散散狀態下的的體積(松松土)；V3——土經回回填壓實后后的體積(壓實土)。V1<V3<V21<KS′<KS(三)土的的可松性:312VVV12/28/202211說明：（1）計算土土方量：用用天然密實實土的體積積V1（2）土方方運輸：用用松土的體積積V2，考慮KS（3）土方方回填：用用壓實土的體體積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土的可松性性系數12/28/202212土體孔隙中中的自由水水在重力作作用下會產產生流動,土體被水透透過的性質質稱為滲透透性.土的滲透透性是土的的水力學主主要性質之之一.(四)土的的滲透性: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(m/h,m/d)為一比例系數,當I

=1.0時,V=Kh1-h2LhL12/28/202213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滲透系數數K經驗驗近似值值12/28/202214四、土方方邊坡和和土方量量計算:(一)邊邊坡令:m=m———邊坡坡系數1:m=H:B=1:m———邊邊坡坡坡度BHHBBH坡寬坡角坡肩坡頂坡底坡高邊坡各部位名稱12/28/2022151、邊坡坡形式12/28/2022162、一般般要求: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

直壁不加加支撐挖挖方深度度12/28/202217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(經井點降水后)1:1.00深度在5m內內的基坑(槽槽)、管溝邊坡的最最陡坡度12/28/202218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臨時性挖方邊邊坡坡度值12/28/202219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干燥地區內土質結構未經破壞的干燥黃土及類黃土,深度不超過12m1:0.10～1:1.25在碎石土和泥灰巖土內的挖方,深度不超過12m,根據土的性質、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構筑物挖方的的邊坡坡度12/28/2022203、、穩穩定定分分析析采用用““簡簡單單條條分分法法””.又稱稱瑞瑞典典條條分分法法或或費費蘭蘭紐紐斯斯(Fellenius)法法.K==Mr式中中:Ms=ω·eMr=τ·L··R抗滑滑力力矩矩MsｅαRGωCD0BAτ結論論:當當K>1.0表表示示邊邊坡坡穩穩定定當K=1.0表表示示邊邊坡坡處處于于極極限限平平衡衡狀狀態態當K<1.0表表示示邊邊坡坡不不穩穩定定邊坡坡穩穩定定分分析析簡簡圖圖滑動動力力矩矩L=R*α12/28/2022214.影影響響土土方方邊邊坡坡穩穩定定的的因因素素內在在因因素素：：（（1））抗抗剪剪強強度度：：摩摩阻阻力力和和內內聚聚力力（（2））剪剪力力：：自自重重和和外外荷荷載載外外在在因因素素：：（（1））地地下下水水、、雨雨水水、、施施工工用用水水或或生生活活污污水水滲滲入入邊邊坡坡（（2））邊邊坡坡上上部部荷荷載載過過大大（（大大量量堆堆土土、、堆堆料料、、停停放放機機具具））（（3））土土質質條條件件、、邊邊坡坡留留置置時時間間5.思思考考題題:(1)為為什什么么粘粘土土的的土土方方邊邊坡坡穩穩定定性性好好?(2)為為什什么么雨雨后后邊邊坡坡容容易易塌塌方方?12/28/2022221.2場場地地平平整整施施工工場地地平平整整:就就是是將將天天然然地地面面改改造造成成我我們們所所需需要要的的設設計計平平面面.它包包括括:確確定定場場地地設設計計標標高高、、計計算算土土方方量量、、土土方方調調配配、、選選擇擇土土方方施施工工機機械械、、擬擬定定施施工工方方案案.一、、場場地地設設計計標標高高的的確確定定考慮慮因因素素：：（1））生生產產工工藝藝與與運運輸輸；；（2））地地形形；；（3））挖挖填填方方平平衡衡；；（4））泄泄水水坡坡度度。。(如如設設計計無無要要求求，，一一般般應應向向排排水水溝溝方方向向作作成成不小小于于2‰‰的的坡坡度度)方法法:方方格格網網法法(在在地地形形圖圖上上劃劃分分方方格格網網,邊邊長長a為為10m20m40m)(一一)初初步步確確定定場場地地設設計計標標高高原則則：：場場地地內內挖挖填填方方平平衡衡,并并盡盡量量減減少少土土方方工工程程量量.12/28/202223方法法采采用用““方方格格網網法法””1.將將場場地地劃劃分分為為邊邊長長為為a的方方格格(一一般般取取a=20m).2.測測定定各各角角點點的的地地面面標標高高3.計計算算設設計計標標高高H0H0計算示意圖12/28/202224假設設設設計計平平面面為為水水平平面面。。根據據挖挖、、填填方方平平衡衡，，則則式中中：：H1———1個個方方格格僅僅有有的的角角點點標標高高；；H2———2個個方方格格共共有有的的角角點點標標高高；；H3———3個個方方格格共共有有的的角角點點標標高高；；H4———4個個方方格格共共有有的的角角點點標標高高；；12/28/202225(二二)設設計計標標高高H0的調調整整1.考考慮慮土土的的可可松松性性而而提提高高設設計計標標高高調整整前前：：VW=VT調整后后：V′T=K′′SV′W由于:V′W=VW-FW*?hV′T=VT+FT*?h得:12/28/202226式中:VW——按按理理論標標高計計算出出的總總挖方方體積積;FW,FT——按按理理論標標高計計算出出的挖挖方區區,填填方區區的總總面積積.調整后后設計計標高高:H0′=H0+h12/28/2022272.考考慮泄泄水坡坡度的的調整整泄水坡坡度i=≥≥2‰hL(1)單向向泄水水:Hn=H0′±i··L如:H10=H0′-i··0.5a(2)雙向向泄水水:Hn=H0′±ix·Lx±iy·Ly如:H10=H0′-ix·0.5a-iy·0.5aaaaaaaH0H0H0H10H1011ii(a)aaaaaayyH0H10H1011ixi(b)iy22H0iyH10xx場地泄泄水坡坡度示示意圖圖(a)單向向泄水水;(b)雙向向泄水水12/28/202228二、場地土土方量計算算:(一)角點施施工高度hn:hn=Hn-Hn’=設計標標高-地面面標高hn為角點的挖挖、填方高高度—“+”為填填方高度“-”為挖挖方高度角點編號地面標高施工高度設計標高(二)確定零零線:零線——即即挖、填方方區的分界界線零點位置:X=ah1h1+h2h1ACODBh2xa零點位置計計算12/28/202229(三)土方方量計量:1.全挖或或全填: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(全填填)方格兩挖兩填方方格12/28/2022303.三挖一一填(或三三填一挖):填方:V4=挖方:V1,2,3=(2h1+h2+2h3-h4)+V44.一挖一一填挖方:V1=a2h116a26h43(h4+h1)(h4+h3)a26h3aah2h1h4h1h2a三挖一填(或三填一一挖)方格格一挖一填方方格a12/28/202231三、幾點點說明:(一)設設計標高高的確定定(二)設設計標高高的調整整(三)場場地土方方量計算算(四)土方方調配12/28/2022321.3建建筑筑基坑支支護建筑基坑坑(buildingfoundationpit)———為進行行建筑物物(包括括構筑物物)基基礎與地地下室的的施工所所開挖的的地面以以下空間間.基坑支護護(retainingandprotectingforfoundationexcavation)——為為保證地地下結構構施工及及基坑坑周邊環環境的安安全,對基基坑側壁壁及周邊邊環境采采用的支擋擋、加固固與保護護措施.12/28/202233一、基基坑支護護的作用用:擋土和截截水,保保證基坑坑側壁的的穩定.二、基坑坑支護的的設計原原則:(一)分分類:1.承載載能力極極限狀態態2.正常常使用極極限狀態態12/28/202234(二)基坑側側壁安全等級級基坑側壁安全全等級及重要要性系數安全等級破壞后果Υ0一級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響很嚴重1.10二級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響一般1.00三級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環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.

12/28/202235基坑變形的監監控值(mm)基坑等級圍護結構墻頂位移監控值圍護結構墻體最大位移監控值地面最大沉降監控值一級基坑3050

30二級基坑608060三級基坑80100100.12/28/202236(三)設計內內容1.基坑支護結構構均應進行承承截能力極限限狀態的計算算；2.對于安全全等級為一級級及對支護結結構變形有限限定的二級建筑基坑坑側壁,尚尚應對基坑周周邊環境及支支護結構變形進行驗算算.3.地下水控控制計算和驗驗算.12/28/202237三、基坑支護結結構的選型型:支護結構水泥土擋墻墻式排樁與板墻墻式邊坡穩定式式深層攪拌水水泥土樁墻墻高壓旋噴樁樁墻板樁式排樁式板墻式組合式逆作拱墻式式土釘墻噴灌支護鋼板樁混合土板樁樁型鋼橫擋板板鋼管樁、預預制混凝土土樁鉆孔灌筑樁樁挖孔灌筑樁樁現澆地下連連續墻預制裝配式式地下地下下連續墻加筋水泥土土樁（SWM工法法)高應力區加加筋水泥土土墻12/28/202238支護護結結構構選選型型表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.當地下水位高于基坑底面時,宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續墻水泥土墻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.當地下水位高于基坑底面時,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.當地下水位高于基坑底面時,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.當地下水位高于坡腳時時,應采用降水措施12/28/202239四、、水平平荷荷載載標標準準值值的的計計算算:(一一).對對于于碎碎石石土土及及砂砂土土：：1.當當計計算算點點位位于于地地下下水水位位以以上上時時：：2.當當計計算算點點位位于于地地下下水水位位以以下下時時：：式中中————第第i層層的的主主動動土土壓壓力力系系數數，，；———作作用用于于深深度度處處的的豎豎向向應應力力標標準準值值，，———三三軸軸試試驗驗,確確定定的的第第i層層土土固固體體不不排排水水（（快快））剪剪粘粘聚聚力力標標準準值值；；———三三軸軸試試驗驗確確定定的的第第i層層土土固固體體不不排排水水（（快快））剪剪內內摩摩擦擦角角標標準準值值；；———計計算算點點深深度度；；———計計算算參參數數，，當當＜＜h時，，取取，，當當≥≥h時，，取取h；———基基坑坑外外側側水水位位深深度度；；———計計算算系系數數，，當當≤≤h時，，取取1，，當當＞＞h時，，取取零零；；———水水的的重重度度。。2-=aiikaiajkajkKcKes-=2(45)tgk2aiiKj°kijiKakajskicjzjmjzjzjzwahwahwahwahwg0wphz()()[]wawawawaakakaka2ghsijjiiijjKhmhzKcKe---+-=hdhwahZjajkejz12/28/202240(二二)、、對對于于粉粉土土及及粘粘性性土土：：(三三)、、當當按按以以上上規規定定計計算算的的基基坑坑開開挖挖面面以以上上水水平平荷荷載載標準準值值小小于于零零時時，，應應取取零零。。2-=aiikaiajkajkKcKes(四四)、、豎豎向向應應力力標標準準值值的的計計算算:1k0krkkassss++=j12/28/2022411.自自重重豎豎向向應應力力:(1)計計算算點點位位于于基基坑坑開開挖挖面面以以上上時時:式中中:————深深度度Zj以以上上土土的的加加權權平平均均天天然然重重度度。。jj·zmrkgs=rksjmg(2)計計算算點點位位于于基基坑坑開開挖挖面面以以下下時時:·hrkgs=h

m

式中中:————開開挖挖面面以以上上土土的的加加權權平平均均天天然然重重度度。。gh

m

12/28/2022422.地面面附加荷荷載引起起的豎向向應力:oks00kq=soks0q12/28/2022433.地面面局部荷荷載引起起的豎向向應力:Iks10011k2bbbq+=sIks1q1b0b45o45o45o12/28/202244五、水平平抗力標標準值的的計算:(一)對對于砂土土及碎石石土:式中———作作用于基基坑底面面以下深深度Zj處的豎向向應力標標準值;——第i層的的被動土土壓力系系數；(二)對對于粉土土及粘性性土：(三)基基坑底面面豎向應應力標準準值:()()wpwppkpkpkp12gsijiiijjKhzKcKe--++=kpjs+=2(45)tgk2piiKj°iKpiiijjKcKepkpkpkp2+=sjj·zmpjkgs=式中———深深度Zj以上土的的加權平平均天然然重度。。gj

m

ojzwphzkpje12/28/202245一字相相間排排列一字搭搭接排排列一字相相接排排列交錯相相接排排列交錯相相間排排列鋼筋水水泥混混凝土土灌注注樁排排布置置形式式六、鉆鉆孔灌灌注混混凝土土排樁樁支護護.(一)平面面布置置:12/28/202246(二)豎向向布置置:排樁(pilesinrow)———以某種種樁型型按隊隊列式式布置置組成成的基基坑支支護結結構.冠梁(topbeam)———設置在在支護護結構構頂部部的鋼鋼筋混混凝土土連梁梁.腰梁(middlebeam)———設置在在支護護結構構頂部部以以下傳傳遞支護結結構與與錨桿桿或內內支撐撐點力的鋼鋼筋混混凝土土梁或或鋼梁梁.dhh冠梁腰梁排樁12/28/202247(三)構造造要求:懸壁式排樁樁結構樁徑徑不宜小于于600mm,樁間距應根根據排樁受受力及樁間間土穩定條條件確定.(四)施工工要求:平面位置≤≤50mm垂直度≤≤0.5%12/28/202248(五)懸臂臂式排樁嵌嵌固深度計計算:∑M0=0hp∑Epj-1.2goha∑Eai≥0式中∑∑Epi——樁、墻底以以上的基坑坑內側各土層水平平抗力標標準值的epjk合力之和;hp——合力∑Epj作用點至樁樁、墻底的的距離;∑Eai——樁、墻底以以上的基坑坑外側各土層水平平荷載準準值的eaik合力之和;ha——合力∑Epj作用點至樁樁、墻底的的距離;1.2———分項系數.要求:hd≥0.3hohdphEp2∑EpjEp1∑EaiEa2Ea1Ea3Ea4hah懸壁式支護護結構嵌固固深度計算算簡圖12/28/202249(六六)抗抗滲滲要要求求:hd≥1.2g0(h-hwa)ohdhwah滲透透穩穩定定計計算算簡簡圖圖12/28/202250七、、土土釘釘墻墻支支護護土釘釘墻墻(soilnailingwall)————采采用用土土釘釘加加固固的的基基坑坑側壁壁土土體體與與護護面面等等組組成成的的支支護護結結構構.(一一)組組成成和和構構造造:1.土土釘釘:鋼鋼筋筋或或鋼鋼管管,長度度=(0.5～～1.2)h,間間距距宜宜為為1～～2m,與水水平平面面夾夾角角宜宜為為5oo～～20oo2.鋼鋼筋筋網網:鋼鋼筋筋直直徑徑宜宜為為6～～10mm,間距距宜宜為為150～～300mm.3.噴噴射射混混凝凝土土:強強度度等等級級不不宜宜低低于于C20,面面層層厚厚度度不不宜宜小小于于80mm.12/28/202251(二二)特特點點:1.安安全全可可靠靠2.可可縮縮短短基基坑坑施施工工工工期期3.施施工工機機具具簡簡單單,易易于于推推廣廣4.經經濟濟效效益益較較好好(三)土釘抗抗拉承載力計計算:單根土釘抗拉拉承載力計算算:1.25g0Tjk≤Tuj式中:Tjk——第j根土土釘受拉荷載載標準值.12/28/202252Tjk=ζeajksxjszj/cosaj式中:ζ——荷載折減系數數.eajk——第j個土釘位位置處的基坑坑水平荷載標標準值;sxj·szj——第j根土釘與與相鄰土釘的的平均水平、、垂直間距距;aj——第j根土釘與與水平面的夾夾角.12/28/202253式中:———土釘抗拉拉力分項系數數,取1.3;dnj——第j根土釘錨固體體直徑;qsik——土釘穿過過第i層土土土體與錨固固體極限摩阻阻力標準值;li——第j根土土釘在直線破破裂面外穿越越第i穩定定土體內的長長度,破裂面與與水平面的夾夾角為.Tuj=πdnj∑qsikligs1gs2β+qnβ21liTujh（β+jk）/2土釘抗拉承載載力計算簡圖圖1—噴射混凝凝土面層;2—土釘釘kjTuj——第j根土釘抗抗拉承載力設設計值:12/28/202254(四)施工1.分類:(1)鉆孔注漿型型土釘(2)打入型型土釘(3)射入型土土釘2.施工工藝藝:基坑開開挖→→噴射射底層層混凝凝土→→鉆孔孔安設設土釘釘→注注漿漿→綁綁扎鋼鋼筋網網→噴噴射面面層混混凝土土→坡坡面設設置12/28/202255八、鋼鋼板樁樁支護護(一)分類類:單錨(h=4～10m)有錨板板樁無錨板板樁-----懸懸臂臂板樁樁(h<4m)多錨(h>10m)淺埋板板樁深埋板板樁等彎矩矩布置置等反力力布置置12/28/202256(二)截面面:1.平平板式式;2.波浪浪式;3.Z型斷斷面12/28/202257(三)鋼板板樁的的破壞壞方式式:1.板板樁底底端向向外移移動2.板板樁彎彎曲破破壞3.錨錨碇系系統破破壞32145（a））（b））（c））板樁樁破破壞壞情情況況（a））板樁樁底端端向外外移動動;(b)板樁樁彎曲曲破壞壞;(c)錨碇碇系統統破壞壞1———板樁樁;2———拉拉桿;3———錨碇碇;4———堆堆土;5———破壞壞面12/28/202258(四四)鋼鋼板板樁樁設設計計的的““三三要要素素””:1.板板樁樁入入土土深深度度hd2.板板樁樁截截面面彎彎矩矩M3.錨錨桿桿拉拉力力Rt(五五)適適用用范范圍圍:軟弱弱土土層層及及地地下下水水位位較較高高的的基基坑坑.12/28/202259九、、土土層層錨錨桿桿支支撐撐:土層層錨錨桿桿(soilanchor)————由由設設置置鉆鉆孔孔內內、、端端部部伸伸入入穩穩定定土土層層中中的的鋼鋼筋筋或或鋼鋼絞絞線線與與孔孔內內注注漿漿體體組組成成的的受受拉拉桿桿體體..(一一)錨錨桿桿構構造造:組成成:錨錨頭頭、桿桿體體和和漿漿體體.錨桿桿長長度度=自自由由段段L1+錨錨固固段段L212/28/202260(二)錨錨桿分類類:1.按使使用要求求:2.按承承力方式式:臨時性錨錨桿永久性錨錨桿摩擦型支承型(擴擴孔型)2.按施施工方式式:普通型(非非預應力力型)預應力型型12/28/202261(三)錨錨桿布置置:1.錨桿桿層數:錨桿桿上下排排垂直間間距不宜宜小于2m,錨桿桿錨固體上上覆土層層厚度不不宜小于于4m.2.水平平間距:水平平間距不不宜小于于1.5m.3.傾角角:宜為為15oo～25o,且且不宜大大于45o.12/28/202262(四)錨錨桿計算算:錨桿承載載力計算算應符合合下式規規定:式中:Td——錨錨桿水平平拉力設設計值：：Td=1.25g0TcTc———錨錨桿水平平拉力計計算值；；θ——錨錨桿與水水平面的的傾角;Nu———錨桿桿軸向受受拉承截截力設計計值:q·cosudNT￡12/28/202263(五)錨桿桿施工:1.施工工藝:定位→→鉆孔→安安放桿體→→灌漿→養養護→(張張拉)錨固固1.鉆孔干作業鉆進法水作業鉆進法2.要求:錨桿鉆孔孔水平方向向孔距在垂垂直方向誤誤差不宜大大于100mm,偏斜度度不應大于于3%3.灌漿一次灌漿法二次灌漿法12/28/2022641.4地地下水控制制地下水控制制(groundwatercontrolling)———為保證證支護結構構施工、基基坑挖土、、地下室室施工及基基坑周邊環環境安全而而采取的排排水、降水水、截水水或回灌措措施.方法名稱土類滲透系數(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不限地下水控制制方法適用用條件12/28/202265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12/28/202266一、集水明排排:(一)構造要要求:12/28/202267（二）、水泵泵的選擇: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12/28/202268（三）、涌水水量計算:V≥1.5Q式中:V——基基坑的排水量量Q——基基坑的總涌水水量12/28/202269二、流砂及其防防治:流砂現象:當當基坑開挖到到地下水位以以下時,有時時坑底土會進入流動狀狀態,隨地下下水涌入基坑坑.(一)動水壓壓力:GDGD21動力壓力原理理圖(a)水在土土中滲流的力力學現象;(b)動力壓壓力對地基土土的影響1、2-土顆顆粒bρwh2Fh1h2ρwh1FbaaTLFL12/28/202270∑X=0wwILhhTrr=-=21wrh1F-wrh2F-TLF=0得:動水壓壓力GD:流動中中的地地下水水對土土顆粒粒產生生的壓壓力.GD=-T=-Iwr12/28/202271（二二））流流砂砂發發生生的的條條件件:式中中:----土土的的浸浸水水密密度度(浮浮密密度度);----土土的的重重力力密密度度;----水水的的密密度度.GD≥=-wrˊrrˊrrrw12/28/202272(三三)、流流砂砂的的防防治治:1.途途徑徑:(1)減小小或或平平衡衡動動水水壓壓力力.(2)改改變變動動水水壓壓力力的的方方向向.(3)截截斷斷地地下下水水流流.2.方方法法:（1））搶搶挖挖法法；；（（2））打打鋼鋼板板樁樁法法；；（3））水水下下挖挖土土法法；；（（4））在在枯枯水水季季節節開開挖挖基基坑坑；；（5））地地下下連連續續墻墻法法；；（（6））用用井井點點法法降降低低地地下下水水位位；；12/28/202273(四四)、冒冒砂砂現現象象:H·ρw>h·ρ式中中:H————壓壓力力水水頭頭(m);h————坑坑底底不不透透水水層層厚厚度度(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12/28/202274三、降水水:作用:消消除流流砂現象象、穩穩定土方方邊坡、、加速速土的固結結.(一)、真空井井點:(輕型型井點)12/28/2022751、井點設設備:(1)管管路系統統:井點管：直徑50mm，長5m、、6m或或7m的的鋼管濾管管：直徑同同井點管管，長1m、1.2m、1.5m總管管：直徑100～127mm，每每段4m，接頭間距距0.8m彎聯管：硬塑料料透明管管(2)排排水設備備:真空泵設設備：真空泵泵、離心心泵、水水氣分離離箱射流泵設設備：射流器器、離心心泵、循循環水箱箱765432181000～1500濾管構造造1-鋼管管;2-管壁上上小孔;3-纏纏繞的鐵鐵絲;4-細濾濾網;5-粗濾濾網;6-粗鐵鐵絲保護護網;7-井點點管;8-鑄鐵鐵頭12/28/2022762、井點點布置置:(1)平面面布置置:①單排井點點：基坑上口口寬度B<6m，降水深深度≤5m要求：布置置在地下水水上游一側側，兩端伸伸出基坑≥≥B②環形井點點：基坑面積積較大井點管距離離基坑壁≥≥1m12/28/20227712/28/20227812/28/202279（2））高高程程布布置置:井點點管管露露出出地地面面200～300mm，，濾濾管管宜宜埋埋在在透透水水層層內內。。井點點管管的的埋埋設設深深度度（不不包包括括濾濾管管））HA≥H1+h+ILH1———井井點點管管埋埋置置面面至至基基坑底底面面的的距距離離(m)；；h———基坑坑底底面面至至降降低低后后的地地下下水水位位線線的的距距離，，一一般般≮≮0.5mI———水水力力坡坡度度，，單單排排井井點點取取1/4，，環環形形井井點點取取1/10；；L———環環狀狀井井點點：：井井點點管管至至基基坑坑中中心心的的水水平平距距離離(短短邊邊)(m)單單排排井井點點：：井井點點管管至至基基坑坑對對邊邊的的水水平平距距離離(m)A12/28/202280A12/28/202281井點管長度=HA+0.2(m)當井點管的長長度不能滿足足降水要求時時,可采采用:①降低井點管的埋設面;②采用多級井點.3.涌水量計計算:涌水量Q;單單位時間內通通過某過水斷斷面的水流量量(m3/h,m33/d).采用“水井理理論”.12/28/202282井的類型：┏無壓井：：無壓完整井井、無壓非完完整井┗承壓井：承承壓完整井、、承壓非完整整井12/28/202283（1））無無壓完完整井井根據裘裘布依依定律律:dxdyxyKp2=Q式中:ω——過過水斷斷面;v——滲滲流速速度;v=K·II=Q=ω·v=ω·K·Ixypω=2dxdy得:hH12/28/202284分離變變量：：兩兩邊積積分：：代入:π=3.14lnN=2.3lgN得:得:上式為為無壓壓完整整井單單井涌涌水量量計算算公式式.12/28/202285考濾群群井的的互相相影響響,井點點系統統的涌涌水量量按下下式計計算:式中：y——群井范圍內內任一計算算點處降低低后的地下下水位高度度，m；x1、x2…xn——計算點至各各井井點的的距離，m。n——單井的數量量Hsy基坑R213nXnX1X2X3A12/28/202286若:x1=x2=………=xn=x0代入:y=H-S得:得:上式為無壓壓完整井井井點系統涌涌水量計算算公式.0lglg366.1XRy2H2KQ--=式中：K———滲透系系數，m/d；S——水位位降低值，，m；；R——環狀狀輕型井點點的抽水影影響半徑，，近似取，m；x0——環狀井井點的假想想半徑，當當矩形基坑坑L/B≤≤5，取，，m；F——環狀狀輕型井點點管包圍的的面積。p/0Fx=12/28/202287式中：H0——抽水影影響深度，，m。按下下表計算。。抽水影響深深度H0注:表表中S′為為井點管內內水位降低低值;l為濾管長長度當計算出的的H0>H(實際際含水層厚厚度)，取取H0=HS′S′+l0.20.30.50.8H01.3(S′+l)1.5(S′+l)1.7(S′+l)1.85(S′+l)（2）無壓壓非完整井井:RH0sY0基坑Hh0lS’12/28/202288（3）承壓壓完整井:0lglg2.73XRMSKQ-=（4）承承壓非完完整井:0lglg2.73XRMSKQ-=l+0.5rM2M

-lM··4.井點點管數量量計算與與間距確確定單根井點點管的最最大出水水量:(m3/d)式中:d——濾濾管直徑徑(m)l——濾濾管長度度(m)12/28/202289井點管根根數井點管間間距式中:L———總管長長度，m。在確定井井點管間間距時，，還應注注意以下下幾點：：a.井井距不能能過小，，否則彼彼此干擾擾大，影影響出水水量，因因此井距必須須大于5d。b.在在總管拐拐彎處及及靠近河河流處，，井點管管宜適當當加密。。c.在在滲透系系數小的的土中，，考慮到到抽水使使水位降降落的時時間比較長，，宜使井井距縮小小。d.間間距應與與總管上上的接頭頭間距相相配合。。(根)12/28/2022905.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、真空度最低真空度(hk)：離心泵：流量（1.5Q）、吸水揚程（≥hA+Δh）6.施工工:安裝順序序:排放放總管→埋設井井點管→→用彎聯聯管連接接→安裝裝抽水設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12/28/202291(1).井點管管的埋設設方法：：水沖法┏┏（a））用沖水水管沖孔孔后，沉沉設井點點管；┗（b））射水法法：直接接利用井井點管水水沖下沉沉。要求：孔孔徑≮300mm，深深度≥濾濾管底+0.5m套管法、、鉆孔孔法B.砂濾濾層：干干凈粗砂砂填至濾濾管頂以以上1～1.5mC.封口口：埋設設面下0.5～1.0m粘土封封口D.試抽抽：漏氣氣、死井井(2)使使用：連續抽水水（先大大后小，，先混后后清）(3)拔拔除：砂土填實實（抗滲滲時按要要求處理理）A12/28/202292(二)噴射井井點:1.分類噴水井點噴氣井點2.組成:噴射井點、高高壓水泵、管管路系統..3.工作原理理:高壓水經內外管環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12/28/202293

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12/28/2022944.井點計算算:(1)高壓泵泵工作水流量量:Q1=n·qα式中:Q1——高壓水泵泵的工作水流流量(m3/h);n——噴射射井點管根數數;α——排水流流量與工作水水流量之比值值,，查表表;q——噴射射井點出水量量(m3/h).12/28/202295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(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噴射射井井點點設設計計出出水水量量12/28/202296(1)高高壓壓泵泵工工作作水水壓壓力力:P1=Hβ式中中:P1———高高壓壓水水泵泵的的工工作作水水壓壓力力(m);H————噴噴射射井井點點所所需需的的揚揚程程(m);β————揚揚程程與與工工作作水水壓壓力力之之比比值值,,查查表表.排水水量量與與工工作作水水流流量量比比值值

系數土的滲透系數/(m·d?1)αβK<10.80.225K≤501.00.25K>501.20.3012/28/2022971.5土方方工程程的施施工一、土土方的的填筑筑與壓壓實:(一)土料料的選選擇:首首先應應采用用原回回填.(二)填筑筑方法法:分層層填土土、分分層壓壓實.(三)壓實實方法法: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12/28/20229812/28/202299蛙式打夯機1-夯頭;2-夯架;3-三角帶;4-底盤12/28/202210012/28/2022101(四)影響響壓實實質量量的因因素:1.含含水量量:最優含含水量量———使填土土壓實實獲得得最大大密實度度時土土的含含水量量.12/28/2022102項次土的種類變動范圍項次土的種類變動范圍最優含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)最優含水量/%(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土的最優優含水量量和最大大干密度度參考表表12/28/20221032.壓壓實功(壓實遍遍數)12/28/20221043.鋪土厚厚度填土施工時的的分層厚度和和壓實遍數壓實機械每層鋪土厚度(mm)每層壓實遍數平碾250~3006~8振動壓實機250~3503~4柴油打夯機200~2503~4人工打夯<2003~412/28/2022105（五）填土壓壓實的質量標標準:1.壓實系數數——土的施施工控制干密密度與土的最最大干密度的的比值.0.9基礎四周或兩側一般回填土一般工程0.94～0.97在地基主要持力層范圍內簡支結構和排架結構>0.96在地基主要持力層范圍內砌體承重結構和框架結構0.85一般堆放物件場地回填土0.9室內地坪、管道地溝回填土0.91～0.93在地基主要持力層范圍以下0.93～0.96在地基主要持力層范圍以下壓實系數λc填土部位結構類型填土壓實系數rmaxrl最大干密度施工控制干密度壓實系數dc=d12/28/20221062.

實際干干密度:

實際干密度

ρ0=ρ1+0.01ω式中:ρ——土的天天然密度;ω——土的含含水量.3.檢查:實際干密度ρ0≥控制干密度度ρd,則壓實合格格;實際干密度度ρ0<控控制干密度度ρd,則壓實實不合格。。12/28/2022107二、施工機機械:(一)推土土機:(1)推推土機的特點(2)適適用范圍：：場地清理理、場地平平整、開挖挖深度不大的基坑坑以及回填填作業等。。(3)經經濟運距30—60m(4)最最大運距100m(5)提提高效率的的方法12/28/2022108(二)鏟運運機:是一種能夠夠獨立完成成鏟土、、運土、卸卸土、填填筑和壓實實的施工機機械.

C4-7型自行式鏟運機

1-駕駛室;2-前輪;3-中央樞架;4-轉向油缸;5-轅架;6-提斗油缸;7-斗門;8-鏟斗;9-斗門油缸;10-后輪;11-尾架鏟運機作業示意圖(a)鏟土;(b)卸土12/28/2022109(三)單斗斗挖土機:1.正鏟挖挖土機12/28/2022110(1)特特點點：：前前進進向向上上，，強強制制切切土土，開開挖挖停停機機面面以以上上的的ⅠⅠ～Ⅳ類類土土(2)適適用用范范圍圍：：開開挖挖高高度度3m以以上上的的干干燥燥基基坑坑(3)作作業業方方式式A.正正向向挖挖土土，，側側向向卸卸土土；；B.正正向向挖挖土土，，后后方方卸卸土土。。(4)工工作作面面：：12/28/20221112.反反鏟鏟挖挖土土機機12/28/202211212/28/2022113(1)特點：：后退向下，，強制切土。開挖停機面面以下的Ⅰ～～Ⅲ類土(2)適用范范圍：開挖深深度4m左右右的基坑、基基槽和管溝及及含水量大的土.(3)作業方方式：溝端開開挖——后退退向下，強制制切土溝側開挖12/28/202211412/28/202211512/28/20221163.拉鏟挖