第一章-土方工程.ppt

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1、第一章第一章 土方工程土方工程学习目标：熟熟悉悉土土的的工工程程分分类类、土土方方工工程程施施工工准准备备与与辅辅助助工工作作内内容容，常常用用土土方方施施工工机机械械的的施施工工特特点点，土土方方工工程程安安全全技技术；术；掌握土方量计算方法，基坑、基槽、场地平整的抄掌握土方量计算方法，基坑、基槽、场地平整的抄平与放线、开挖，土方填筑与压实。平与放线、开挖，土方填筑与压实。学习重点、难点：土土的的工工程程分分类类；基基坑坑（槽槽）及及场场地地平平整整土土方方量量的的计计算算；土的回填与压实施工工艺；土方施工过程的安全技术。土的回填与压实施工工艺；土方施工过程的安全技术。学习方式：学习方式：在

2、在理理论论教教学学同同时时，结结合合图图片片及及影影像像等等形形式式体体会会和和理理解解土土方方工工程程的的施施工工工工艺艺，从从而而掌掌握握土土方方工工程程的的施施工工方方法法土土方方量量的的计计算算方方法法以以及及土土方方工工程程的的质质量量标标准准与与安安全全技技术术。第一节第一节概概述述土土方方工工程程是是建建筑筑工工程程施施工工的的主主要要工工程程之之一一。它它是是由由主主要施工过程和准备、辅助工作组成。要施工过程和准备、辅助工作组成。主主要要施施工工过过程程包包括括土土的的挖挖掘掘、填填筑筑和和运运输输等等过过程程；准准备与辅助工作包括备与辅助工作包括排水、降水和土壁支撑排水、降水

3、和土壁支撑。常常见见土土方方工工程程有有：场场地地平平整整、基基坑坑（槽槽）与与管管沟沟开开挖挖或回填、地坪填土及路基填筑等。或回填、地坪填土及路基填筑等。土土方方工工程程的的施施工工特特点点有有工工程程量量大大和和施施工工条条件件复复杂杂等等。本节主要介绍以下两方面的内容本节主要介绍以下两方面的内容:一、土的分类一、土的分类二、土的工程性质二、土的工程性质一、土的分类一、土的分类l按土按土开挖开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、坚土、砂砾坚土、软石、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。次坚石、坚石、特坚硬石等八类。l土和普通土可直接用铁

4、锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；土机施工；l坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；部分用爆破的方法施工；l次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。详细见表详细见表1-1所示所示表表1-1土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法二、土的工程性质二、土的工程性质土土的的工工程程性性质质对对土土方方施施工工方方法法的的选选择择、劳劳动动量量和和机机械械台班的消耗及工程费用等都有较大影响。台班的消耗及工

5、程费用等都有较大影响。（一一）土土的的组组成成：土土颗颗粒粒（固固相相），水水（液液相相）和和空空气气（气相）。（气相）。固体矿物颗粒固体矿物颗粒（固相）（固相）土中气体土中气体（气相）（气相）土中水土中水（液相）（液相）二、土的工程性质二、土的工程性质（一）土的组成（一）土的组成土颗粒水气 体气 体（二）土的物理性质（二）土的物理性质1土的天然含水量土的天然含水量2土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度3密实度密实度4土的孔隙比和孔隙率土的孔隙比和孔隙率5土的可松性与可松系数土的可松性与可松系数6土的渗透系数土的渗透系数7土的压缩性土的压缩性8原状土经机械压实后的沉降量原状土经机械压实后的

6、沉降量1土的含天然水量土的含天然水量土的天然含水量：在天然状况下，土中水的质量与固体土的天然含水量：在天然状况下，土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率，反映了土的干湿程度。颗粒质量之比的百分率，反映了土的干湿程度。式中：式中：mw土中水的质量，土中水的质量，kg；mS固体颗粒的质量，固体颗粒的质量，kg。土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。2土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度土土的的天天然然密密度度:在在天天然然状状态态下下，单单位位体

7、体积积土土的的质质量量。它它与与土土的的密密实实程程度度和和含含水水量量有有关关。土土的的天天然然密密度度按按下下式式计计算：算：式中式中:土的天然密度，土的天然密度，kg/m3；m土的总质量，土的总质量，kg；V土的总体积，土的总体积，m3。干密度干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值。用下式表示：土的固体颗粒质量与总体积的比值。用下式表示：式中式中d土的干密度，土的干密度，kg/m3；mS固体颗粒质量，固体颗粒质量，kg；在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主程度。土的干密度愈大，表示土

8、愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。3密实度密实度密实度也称压实系数，是指填土干密度与实验所得最大密实度也称压实系数，是指填土干密度与实验所得最大干密度的比值。干密度的比值。式中式中d试验所得最大干密度。试验所得最大干密度。填填土土根根据据使使用用性性质质可可分分为为承承载载土土和和非非承承载载土土，作作为为承承载载土土必必须须对对其其密密度度度度进进行行检检测测，如如果果土土体体作作为为地地基基主主要要持持力力层层范范围围以以下下，则则它它的的密密实实度度为为0.930.96；如如果果土土体体在在砖砖石石结结构构、条条形形基基

9、础础和和独独立立基基础础范范围围下下，则则它它的的密密实实度度应应大大于于0.96。4土的孔隙比和孔隙率土的孔隙比和孔隙率孔隙比是土的孔隙体积与固体体积之比。孔隙比是土的孔隙体积与固体体积之比。式中式中Vv土的孔隙体积（土的孔隙体积（m3）孔隙率是指土的孔隙体积与总体积之比的百分率。孔隙率是指土的孔隙体积与总体积之比的百分率。5土的可松性系数土的可松性系数土土的的可可松松性性：天天然然土土经经开开挖挖后后，其其体体积积因因松松散散而而增增加加，虽虽经经振振动动夯夯实实，仍仍然然不不能能完完全全复复原原，土土的的这这种种性性质质称称为为土土的可松性。土的可松性用可松性系数表示的可松性。土的可松性

10、用可松性系数表示最初可松性系数最初可松性系数KS=V2/V1最后可松性系数最后可松性系数KS=V3/V1V1土在天然土在天然状态下的体积（状态下的体积（m3）；）；V2土挖出后在松散状态下的体积（土挖出后在松散状态下的体积（m3）；）；V3土经回填压（夯）实后的体积（土经回填压（夯）实后的体积（m3）。）。用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土。6土的渗透系数土的渗透系数土的渗透系数表示单位时间内水穿透土层的能力，以土的渗透系数表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示。根据土的渗透系数不同，可分为透水性土（如表示。根据土的渗透系数不同，可分

11、为透水性土（如砂土）和不透水性土（如粘土）。它同土的颗粒级配、密砂土）和不透水性土（如粘土）。它同土的颗粒级配、密实程度等有关，它影响施工降水和排水速度，是人工降低实程度等有关，它影响施工降水和排水速度，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表土的渗透系数见表1-2所示。所示。表1-2土的渗透系数参考表7土的压缩性土的压缩性松土经填压后会压缩，一般松土的压缩性见表松土经填压后会压缩，一般松土的压缩性见表13。8原状土经机械压实后的沉降量原状土经机械压实后的沉降量原状土经机械往返压实或经其它压实措施后，会产生原状土经机械往返压实或经其它压实措

12、施后，会产生一定的沉陷。根据不同土质，其沉陷量一般在一定的沉陷。根据不同土质，其沉陷量一般在330cm之之间。可按下述经验公式计算。间。可按下述经验公式计算。SP/C式中式中S原状土经机械压实后的沉降量（原状土经机械压实后的沉降量（cm）；）；P机械压实的有效作用力（机械压实的有效作用力（MP8）；）；C原状土的抗陷系数（原状土的抗陷系数（MPa）（可按表）（可按表14取值）取值）。场场地地平平整整就就是是将将施施工工区区域域内内高高低低不不平平的的自自然然地地面面，通通过过开开挖挖和和填填筑筑达达到到施施工工所所需需要要的的设设计计标标高高。所所以以，在在场场地地平平整整前前要要确确定定：场

13、场地地设设计计标标高高，土土方方开开挖挖和和回回填填的的工工程程量量以及土方的调配方案。以及土方的调配方案。一一场地设计标高的确定场地设计标高的确定如如设设计计文文件件对对场场地地设设计计标标高高无无明明确确规规定定和和特特殊殊要要求求。可可先先得得出出场场地地的的初初步步设设计计标标高高。确确定定场场地地初初步步设设计计标标高高的的目的目的是使场地内的挖土方量和填土方量相同。是使场地内的挖土方量和填土方量相同。（一）划分方格网（一）划分方格网根据现场地形图划分成若干个边长为根据现场地形图划分成若干个边长为l0m50m（通（通常为常为2040m）的方格网。）的方格网。第二节第二节场地平整土方量

14、计算和调配场地平整土方量计算和调配（二）确定场地初步设计标高的一般方法（二）确定场地初步设计标高的一般方法通过每个交点的自然标高计算每个方格的平均标高通过每个交点的自然标高计算每个方格的平均标高H11、H12、H13、H14每一个方格各角点的自然标高，每一个方格各角点的自然标高，由上式可计算出场地初步设计标高由上式可计算出场地初步设计标高上式也可写为上式也可写为H1个方格所仅有角点的标高；个方格所仅有角点的标高；H2、H3、H4分别为分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。两个、三个、四个方格共用角点的标高。二二场地平整土方量计算场地平整土方量计算（一）确定角点施工高度（即挖方或填方的高度）

15、（一）确定角点施工高度（即挖方或填方的高度）在得知各方格角点的自然标高和设计标高后，可按下在得知各方格角点的自然标高和设计标高后，可按下式计算各方格角点的施工高式计算各方格角点的施工高度。施工高度为角点设计地面度。施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差标高与自然地面标高之差Hn=Hs-Hz式中式中Hn角点的施工高度，得值为角点的施工高度，得值为“”即为填，即为填，“”为挖（为挖（m）Hs角点的设计标高（角点的设计标高（m）；）；Hz角点的自然标高角点的自然标高（m）。）。（二）确定零线（二）确定零线方格边线一端施工高程为方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为，若另一端为“-”，则，则沿

16、其边线必然有一不挖不填的点，即沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零点零点”（如图1-2所示）。图图1-2零点位置计算图零点位置计算图零点位置按下式计算：零点位置按下式计算：式中式中x1、x2角点至零点的距离，角点至零点的距离，m；h1、h2相邻两角点的施工高度（均用绝对值），相邻两角点的施工高度（均用绝对值），m；a方格网的边长，方格网的边长，m。零点位置图解法零点位置图解法图图13方格网法计算土方工程量方格网法计算土方工程量（三）计算各方格的挖填土方量（三）计算各方格的挖填土方量也可利用近似公式计算挖填方量：也可利用近似公式计算挖填方量：（I）当方格为全挖或全填时。方格内的挖或填的土方）当方

17、格为全挖或全填时。方格内的挖或填的土方量可由下式算得：量可由下式算得：式中式中a方格网的边长；方格网的边长；H1，H2，H3，H4方格角点的施工高度。方格角点的施工高度。（2）当方格内为部分填（）当方格内为部分填（+）部分挖（）部分挖（-）时）时三、三、土方调配土方调配土方的调配，即对土的场内利用、外运和场外取土三者之土方的调配，即对土的场内利用、外运和场外取土三者之间的关系进行综合协调的处理。间的关系进行综合协调的处理。土方调配的目的：是在土方调配的目的：是在总运输量总运输量最小、土方施工费用最小最小、土方施工费用最小和运输成本最小的前提下，确定土方调配的方案和数量。以求和运输成本最小的前提

18、下，确定土方调配的方案和数量。以求缩短工期，降低成本。缩短工期，降低成本。土方调配的原则：土方调配的原则：（1）力求挖填平衡，就近调配的原则，使）力求挖填平衡，就近调配的原则，使挖方量与运距的挖方量与运距的乘积乘积之和尽可能最小，即土方运输量或费用最小；之和尽可能最小，即土方运输量或费用最小；（2）考虑）考虑近期施工和后期利用近期施工和后期利用想结合的原则、分区与全场想结合的原则、分区与全场想结台的原则，以避免重复挖运和场地混乱；想结台的原则，以避免重复挖运和场地混乱；（3）合理布置分区线，选择恰当的调配方向和）合理布置分区线，选择恰当的调配方向和运输路线运输路线的的原则，使土方机械和运输车辆

19、的性能得到充分发挥；原则，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥；（4）好土好土用在回填质量要求高的地区的原则。用在回填质量要求高的地区的原则。土方调配图土方调配图第三节第三节基坑（槽）施工土方量计算基坑（槽）施工土方量计算一一坡度系数坡度系数基坑、（槽）施工时，经常采用放坡的形式，边坡可基坑、（槽）施工时，经常采用放坡的形式，边坡可以作成直线形、折线形或踏步形，如图以作成直线形、折线形或踏步形，如图14。坡度系数坡度系数土方边坡坡度土方边坡坡度二二基坑（槽）施工土方量计算基坑（槽）施工土方量计算根据设计要求或施工方案计算出挖土方量。根据设计要求或施工方案计算出挖土方量。（一）基坑土方量计算（

20、一）基坑土方量计算基坑土方量可按立体几何中拟柱体（由两个平行的平基坑土方量可按立体几何中拟柱体（由两个平行的平面作底的一种多面体）体积公式计算（如图面作底的一种多面体）体积公式计算（如图1-5所示所示）。即：即：V=（F1+4F0+F2）h/6式中式中h基坑深度，基坑深度，m；F1、F2基坑上、下底的面积，基坑上、下底的面积，m2；F0基坑中截面的面积，基坑中截面的面积，m2。图图1-1基坑开挖土方量计算基坑开挖土方量计算（二）基槽土方量的计算（二）基槽土方量的计算基槽土方量计算可沿长度方向分段计算（如图基槽土方量计算可沿长度方向分段计算（如图1-6所所示示）：）：第四节第四节土方工程施工前的

21、准备和辅助工作土方工程施工前的准备和辅助工作一一土方工程施工前的准备工作土方工程施工前的准备工作1现场障碍清除，包括上空、地面和地下各种障碍。现场障碍清除，包括上空、地面和地下各种障碍。2排除地面水；排除地面水；3修修筑筑临临时时设设施施。内内容容包包括括施施工工用用水水（临临水水）、施施工工用用电电（临临电电）、施施工工道道路路（临临时时便便道道）以以及及施施工工用用房房（临临房房）等等临临时时设设施；施；4做做好好材材料料、机机具具及及土土方方机机械械的的形形备备和和试试运运转转的的工工作作及及其其它它进进场准备工作；场准备工作；5做好土方工程测量、放线工作；做好土方工程测量、放线工作；6

22、根根据据土土方方施施工工做做好好施施工工组组织织设设计计：包包括括土土方方工工程程辅辅助助工工作作的的设设计计和和准准备备工工作作，如如开开挖挖形形式式和和方方法法的的确确定定，边边坡坡稳稳定定的的措措施施基基坑坑（槽槽）支支护护形形式式的的确确定定和和设设计计，降降低低地地下下水水位位方方案案的的确确定定和计算等。和计算等。二二边坡稳定边坡稳定边边坡坡土土体体滑滑动动一一般般是是指指土土方方边边坡坡在在一一定定范范围围内内整整体体地地沿某一滑动面向下和向外移动，使边坡失稳，俗称沿某一滑动面向下和向外移动，使边坡失稳，俗称塌方塌方。造造成成边边坡坡失失稳稳的的原原因因往往往往是是由由于于外外界

23、界不不利利因因素素导导致致的的土体土体剪应力增加剪应力增加或土体自身的或土体自身的抗剪强度降低抗剪强度降低。造造成成土土体体剪剪应应力力增增加加的的情情况况主主要要有有：坡坡顶顶有有堆堆物物、行行车车等等荷荷载载；雨雨水水或或地地面面水水渗渗人人士士中中使使土土的的含含水水量量提提高高而而使使土土体体自自重重增增加加；地地下下水水渗渗流流对对土土体体产产生生一一定定的的动动水水压压力力；土体竖向裂缝中土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。的积水产生侧向静水压力等。导导致致土土体体自自身身抗抗剪剪强强度度降降低低的的因因素素主主要要有有：气气候候的的因因素素使使土土质质松松散散；土土体体内内含

24、含水水量量增增加加产产生生的的润润滑滑作作用用使使土土体体内摩阻力降低；饱和的细砂、粉砂土质受振动而液化等。内摩阻力降低；饱和的细砂、粉砂土质受振动而液化等。三三土壁支护土壁支护土壁支护指对土壁支撑（拉锚）和围护。土壁支护指对土壁支撑（拉锚）和围护。土壁支护主要形式有：坡面保护、土钉墙、横撑式支土壁支护主要形式有：坡面保护、土钉墙、横撑式支撑、板桩支护、重力式围护、地下连续墙等。撑、板桩支护、重力式围护、地下连续墙等。（一）坡面保护（简称护坡）：（一）坡面保护（简称护坡）：基坑（槽）开挖至一定深度后。在边坡表面喷射细石基坑（槽）开挖至一定深度后。在边坡表面喷射细石混凝土（内宜配置钢丝网），使土

25、体表面形成整体。适用混凝土（内宜配置钢丝网），使土体表面形成整体。适用于有条件放坡且开挖不深的基坑（槽）。于有条件放坡且开挖不深的基坑（槽）。（二）土钉墙：（二）土钉墙：在在基基坑坑表表面面喷喷射射混混凝凝土土并并安安放放钢钢筋筋网网片片形形成成壁壁面面混混凝凝土土墙墙；在在土土体体中中植植筋筋、注注浆浆形形成成土土钉钉，并并与与混混援援土土墙墙有有效效连接成整体的一种土壁支护形式。连接成整体的一种土壁支护形式。1土土钉钉墙墙的的工工艺艺流流程程：开开挖挖工工作作面面，修修整整边边坡坡一一喷喷射射第第一一层层混混凝凝土土一一钻钻孔孔安安设设土土钉钉、注注浆浆，安安设设连连接接件件一一绑绑扎扎钢

26、钢筋筋网网，喷喷射射第第二二层层混混凝凝土土一一开开挖挖下下一一工工作作面面一一设设置置坡坡顶顶、坡面和坡脚的排水系统。坡面和坡脚的排水系统。2土钉墙的构造要求：土钉墙的构造要求：3土钉墙施工土钉墙施工4质量检验质量检验（三）横撑式支撑（三）横撑式支撑当地质条件和周围环境不允许放坡时使用如下特殊当地质条件和周围环境不允许放坡时使用如下特殊支护结构：支护结构：横撑式支撑横撑式支撑板桩支护结构板桩支护结构水泥土墙支护结构水泥土墙支护结构 挡挡土土板板水水平平放放置置,中中间间留留出出间间隔隔,并并在在两两侧侧同同时时对对称称立立竖竖枋枋木木,再再用用工工具具式式或或木木横横撑撑上上下下顶顶紧紧。适

27、适于于能能保保持持直直立立壁壁的的干干土土或或天天然然湿湿度度的的粘粘土土类类土土,地地下下水水很很少少,深度在深度在3m3m以内。以内。挡挡土土板板水水平平连连续续放放置置,不不留留间间隙隙,然然后后两两侧侧同同时时对对称称立立竖竖枋枋木木,上上下下各各顶顶一一根根撑撑木木端端头头加加木木楔楔顶顶紧紧；适适用用于于较较松松散散的的干干土土或或天天然然湿湿度度的的粘粘土土类类土土,地地下下水水很很少少,深度为深度为3 35m5m。挡挡土土板板垂垂直直放放置置,连连续续或或留留适适当当间间隙隙,然然后后每每侧侧上上下下各各水水平平顶顶一一根根枋枋木木,再再用用横横撑撑顶顶紧紧；适适于于土土质质较

28、较松松散散或或湿湿度度很很高高的的土土,地下水较少地下水较少,深度不限。深度不限。沟槽上部设连续或水平支撑沟槽上部设连续或水平支撑,下部设连下部设连续或垂直支撑；续或垂直支撑；适于沟槽深度较大适于沟槽深度较大,下部有含水土层情下部有含水土层情况况 （四）板桩支护结构（四）板桩支护结构板板桩桩支支护护结结构构由由两两大大系系统统组组成成：挡挡墙墙系系统统和和支支撑撑（或或拉锚）拉锚）系统、悬臂式板桩支护结构则不设支撑（或拉锚）系统、悬臂式板桩支护结构则不设支撑（或拉锚）。1挡挡墙墙系系统统常常用用的的材材料料有有型型钢钢、钢钢板板桩桩、钢钢筋筋混混凝凝土土灌注桩、地下连续墙等，少量采用木材。灌注

29、桩、地下连续墙等，少量采用木材。2支支撑撑（拉拉锚锚）系系统统：支支撑撑系系统统一一般般采采用用大大型型钢钢管管、H型钢或格构式钢支撑也可采用现浇混凝土支撑。型钢或格构式钢支撑也可采用现浇混凝土支撑。钢板桩截面图钢板桩截面图H型钢桩挡墙型钢桩挡墙H型钢桩截面图型钢桩截面图钻孔灌注桩、人工挖孔桩挡墙钻孔灌注桩、人工挖孔桩挡墙桩基防护图桩基防护图深层搅拌水泥土桩、旋喷桩防护图深层搅拌水泥土桩、旋喷桩防护图（2）锚固形式挡墙）锚固形式挡墙锚固形式防护图锚固形式防护图 不不沿沿挡挡土土位位置置预预先先打打入入钢钢轨轨、工工字字钢钢或或H H型型钢钢桩桩,间间距距1 11.5m,1.5m,然然后后边边挖

30、挖方方,边边将将3 36cm6cm厚厚的的挡挡土土板板塞塞进进钢钢桩桩之之间间挡挡土土,并并在在横横向向挡挡板板与与型型钢钢桩桩之之间间打打入入楔楔子子,使使横横板板与与土土体体紧紧密密接接触触。适适于于地地下下水水位位较较低低,深深度度不不很很大大的的一一般般粘粘性性或或砂砂土土层层中中应应用。用。在在开开挖挖基基坑坑的的周周围围打打钢钢板板桩桩或或钢钢筋筋混混凝凝土土板板桩桩,板板桩桩入入土土深深度度及及悬悬臂臂长长度度应应经经计计算算确确定定,如如基基坑坑宽宽度度很很大大,可可 加加水水平平支支撑撑；适适于于一一般般地地下下水水、深深度度和和宽宽度度不不很很大大的的粘粘性性或或砂砂土土层

31、层中中应应用用。在在开开挖挖的的基基坑坑周周围围打打钢钢板板桩桩,在在柱柱位位置置上上打打入入暂暂设设的的钢钢柱柱,在在基基坑坑中中挖挖土土,每每下下挖挖3 34m,4m,装装上上一一层层构构架架支支撑撑体体系系,挖挖土土在在钢钢构构架架网网格格中中进进行行,亦亦可可不不预预先先打打入钢柱入钢柱,随挖随接长支柱。随挖随接长支柱。适适于于在在饱饱和和软软弱弱土土层层中中开开挖挖较较大大、较较深基坑深基坑,钢板桩刚度不够时采用。钢板桩刚度不够时采用。在在开开挖挖基基坑坑的的周周围围,用用钻钻机机钻钻孔孔,现现场场灌灌注注钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩,达达到到强强度度后后,在在基基坑坑中中间间用用机机械

32、械或或人人工工挖挖土土,下下挖挖1m1m左左右右装装上上横横撑撑,在在桩桩背背面面装装上上拉拉杆杆与与已已设设锚锚桩桩拉拉紧紧,然然后后继继续续挖挖土土至至要要求求深深度度。在在桩桩间间土土方方挖挖成成外外拱拱形形，使使之之起起土土拱拱作作用用。如如基基坑坑深深度度小小于于6m,6m,或或邻邻近近有有建建筑筑物物,亦亦可可不不设设锚锚拉拉杆杆,采采取取加加密密桩桩距距或或加加大大桩桩径径处处理理适适于于开开挖挖较较大大、较较深深（6m6m）基基坑坑,临临近近有有建建筑筑物物,不不允允许许支支护护,背面地基有下沉、位移时采用。背面地基有下沉、位移时采用。同同挡挡土土灌灌注注桩桩支支撑撑,但但在在

33、桩桩顶顶不不设设锚锚桩桩锚锚杆杆,而而是是挖挖至至一一定定深深度度,每每隔隔一一定定距距离离向向桩桩背背面面斜斜下下方方用用锚锚杆杆钻钻机机打打孔孔,安安放放钢钢筋筋锚锚杆杆,用用水水泥泥压压力力灌灌浆浆,达达到到强强度度后后,安安上上横横撑撑,拉拉紧紧固固定定,在在桩桩中中间间进进行行挖挖土土,直直至至设设计计深深度度。如如设设2 23 3层层锚锚杆杆,可可挖挖一一层层土土,装装设设一一次次锚锚杆杆 适适于于大大型型较较深深基基坑坑,施施工工期期较较长长,邻邻近近有有高高层层建建筑筑,不不允允许许支支护护,邻邻近近地地基基不不允允许许有有任任何何下下沉位移时采用。沉位移时采用。将将挡挡土土灌

34、灌注注桩桩在在平平面面布布置置上上由由单单排排桩桩改改为为双双排排桩桩,呈呈对对应应或或梅梅花花式式排排列列,桩桩数数保保持持不不变变,双双排排桩桩的的桩桩径径d一一般般为为400600mm,排排距距L为为（1.53）d,双双排排桩桩顶顶部部设设圈圈梁梁使使其其成成为为整整体体刚刚架架结结构构。亦亦可可在在基基坑坑每每侧侧中中段段设设双双排排桩桩,而而在在四四角角仍仍采采用用单单排排桩桩。采采用用双双排排桩桩支支护护可可使使支支护护整整体体刚刚度度增增大大,桩桩的的内内力力和和水水平平位位移移减减小小,提提高高护护坡坡效效果果.适适于于基基坑坑较较深深,采采用用单单排排混混凝凝土土灌灌注注桩桩

35、挡土挡土,强度和刚度均不能胜任时使用。强度和刚度均不能胜任时使用。在在开开挖挖的的基基坑坑周周围围,先先建建造造混混凝凝土土或或钢钢筋筋混混凝凝土土地地下下连连续续墙墙,达达到到强强度度后后,在在墙墙中中间间用用机机械械或或人人工工挖挖土土,直直至至要要求求深深度度。对对跨跨度度、深深度度很很大大时时,可可在在内内部部加加设设水水平平支支撑撑及及支支柱柱。用用于于逆逆作作法法施施工工,每每下下挖挖一一层层,把把下下一一层层梁梁、板板、柱柱浇浇筑筑完完成成,以以此此作作为为地地下下连连续续墙墙的的水水平平框框架架支支撑撑,如如此此循循环环作作业业,直直到到地地下下室室的的底底层层全全部部挖挖完完

36、土土,浇浇筑筑完完成成。适适于于开开挖挖较较大大、较较深深（10m）、有有地地下下水水、周周围围有有建建筑筑物物、公公路路的的基基坑坑,作作为为地地下下结结构构的的外外墙墙一一部部分分,或或用用于于高高层层建建筑筑的的逆逆作作法法施施工工,作作为为地下室结构的部分外墙。地下室结构的部分外墙。在在开开挖挖基基坑坑的的周周围围先先建建造造地地下下连连续续墙墙支支护护,墙墙中中部部用用机机械械配配合合人人工工开开挖挖土土方方至至锚锚杆杆部部位位,用用锚锚杆杆钻钻机机在在要要求求位位置置钻钻孔孔,放放入入锚锚杆杆,进进行行灌灌浆浆,待待达达到到强强度度,装装上上锚锚杆杆横横梁梁,或或锚锚头头垫垫座座,

37、然然后后继继续续下下挖挖至至要要求求深深度度,如如设设23层层锚锚杆杆,每每挖挖一一层层装装一一层层,采采用用快快凝凝砂砂浆浆灌灌浆浆。适适于于开开挖挖较较大大、较较深深（10m）、有有地地下下水水的的大大型型基基坑坑,周周围围有有高高层层建建筑筑,不不允允许许支支护护有有变变形形、采采用用机机械械挖挖方方、要求有较大空间、不允许内部设支撑时采用。要求有较大空间、不允许内部设支撑时采用。在在基基坑坑周周围围打打板板桩桩或或设设挡挡土土灌灌注注桩桩,在在内内侧侧放放坡坡挖挖中中间间部部分分土土方方到到坑坑底底,先先施施工工中中间间部部分分结结构构至至地地面面,然然后后再再利利用用此此结结构构作作

38、支支承承向向板板桩桩（灌灌注注桩桩）支支水水平平横横顶顶撑撑,挖挖除除放放坡坡部部分分土土方方,每每挖挖一一层层支支一一层层水水平平横横顶顶撑撑,直直到到设设计计深深度度,最最后后再再建建该该部部分分结结构构。适适于于开开挖挖较较大大、较较深深的的基基坑坑,支支护护桩桩刚刚度度不不够够,又又不允许设置过多支撑时用不允许设置过多支撑时用。在在基基坑坑周周围围打打板板桩桩或或设设挡挡土土灌灌注注桩桩,在在内内侧侧放放坡坡挖挖中中间间部部分分土土方方到到坑坑底底,并并先先施施工工好好中中间间部部分分基基础础,再再从从基基向向桩桩上上方方支支斜斜顶顶撑撑,然然后后再再把把放放坡坡的的土土方方挖挖除除,

39、每每挖挖一一层层,支支一一层层斜斜撑撑,直直至至坑坑底底,最最后后建建该该部部分分结结构构。适适于于开开挖挖较较大大、较较深深基基坑坑、支支护护桩桩刚刚度度不不够够、坑内不允许设置过多支撑时用。坑内不允许设置过多支撑时用。（五）水泥土桩墙支护结构（五）水泥土桩墙支护结构深深层层搅搅拌拌水水泥泥土土桩桩是是加加固固饱饱和和软软土土的的一一种种新新方方法法，最最早早用用于于加加固固软软土土地地基基，近近年年来来发发展展作作为为防防渗渗墙墙及及浅浅基基坑坑的的挡挡土土支支护护桩桩。它它由由搅搅拌拌桩桩机机将将水水泥泥和和土土强强行行搅搅拌拌，形形成成柱柱状状的的搅搅拌拌水水泥泥土土桩桩，水水泥泥土土

40、柱柱状状加加固固体体连连续续搭搭接接形形成成密密封封挡挡墙墙；兼兼具具隔隔水水作作用用的的挡挡土土支支护护桩桩通通常常布布置置成成格格栅栅式式要要求求相相邻邻桩桩搭搭接接不不小小于于20cm，格格栅栅的的截面置换率（加固土面积与总面积之比）为截面置换率（加固土面积与总面积之比）为0.60.8。墙体宽度墙体宽度B，插入深度，插入深度D根据基坑开挖深度根据基坑开挖深度h0估算。估算。利利用用深深层层搅搅拌拌水水泥泥土土桩桩的的良良好好止止水水性性能能作作帷帷幕幕，与与灌灌注注桩桩（钻钻孔孔灌灌注注桩桩、沉沉管管灌灌注注桩桩或或人人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩）的的挡挡土土性性能能结结合合起起来来，可可

41、以以支支护护较较深深的的基基坑坑。同同时时基基坑坑四四周周地地下下水水被被封封闭闭，仅仅在在基基坑坑内内降降水水排排水水，即即可可开开挖挖土土方方。深深层层搅搅拌拌水水泥泥土土桩桩与与挡挡土土灌灌注注桩桩结结合合支支护护是是软软土土、普普通通粘粘土土及及地地下下水水位位较较高高地地区区深深基基坑坑支支护护的的主主要要方方法法，其其应应用用是是止止水水挡挡土土支支护护结结构构中中较较广广泛泛的的。它它有有悬悬臂臂桩桩和和有有锚锚桩桩两两类类，前前者者一一般般适适用用深深度度7m以以下下的的基基坑坑，后后者者则则可可达达18m的的基基坑坑深深度度。有有锚锚桩桩是是在在桩桩后后设设柔柔性性系系杆杆（

42、如如钢钢索索、土土锚锚杆杆等等）或或在在桩桩前前设设刚刚性性支支撑撑（如钢筋混凝土大梁、型钢、钢管）加以固定。（如钢筋混凝土大梁、型钢、钢管）加以固定。四四施工降排水施工降排水降降排排水水分分为为重重力力降降水水（集集水水井井、明明渠渠）和和强强制制降降水水（人人工工降降低低地地下下水水位位）两两类类。在在一一般般的的土土方方工工程程中中采采用用较较多的是集水井降水和轻型井点降水。多的是集水井降水和轻型井点降水。集集水水井井降降水水一一般般适适用用于于降降水水深深度度较较小小且且地地层层为为粗粗粒粒土土层层或或粘粘性性土土的的基基坑坑（槽槽）降降水水；如如涌涌水水量量较较大大，水水位位差差较较

43、大大或或土土质质为为细细砂砂或或粉粉砂砂，有有产产生生流流砂砂、边边坡坡塌塌方方及及管管涌涌等等可可能能时时，往往往往来来用用井井点点降降水水法法，当当采采用用井井点点降降水水，仍仍有有局局部地段降水不够可辅以集水井降水。部地段降水不够可辅以集水井降水。降水目的降水目的:1、防止涌水、流砂，保证在较干燥的状态下施工；、防止涌水、流砂，保证在较干燥的状态下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、减少坑壁支护结构的水平荷载。、减少坑壁支护结构的水平荷载。（一）（一）集水井降水法集水井降水法流砂现象流砂现象如果动水压力等于或大于土的浮重度如果动水压力等于或大于土的浮重度,

44、则土粒失去自则土粒失去自重，处于悬浮状态，土的重，处于悬浮状态，土的抗剪强度抗剪强度等于零，土粒能随着渗等于零，土粒能随着渗流的水一起流动这流的水一起流动这种现象就叫种现象就叫“流砂现象流砂现象”。（1）流砂产生的原因）流砂产生的原因（2）易产生流砂的土）易产生流砂的土（3）管涌现象）管涌现象（4）流砂的防治方法）流砂的防治方法减小动水压力（板桩等增加减小动水压力（板桩等增加L）；或平衡动水压力）；或平衡动水压力（抛石块、水下开挖、泥浆护壁）；改变动水压力的方向（抛石块、水下开挖、泥浆护壁）；改变动水压力的方向（井点降水）。（井点降水）。具体措施有：具体措施有：安排枯水期施工；安排枯水期施工；

45、抛大石块抛大石块截水法截水法水下挖土水下挖土人工降低地下水位人工降低地下水位此外，在含有大量地下水土层或沼泽地区施工时，还此外，在含有大量地下水土层或沼泽地区施工时，还可以采用土壤冻结法等。可以采用土壤冻结法等。（二）人工降低地下水位（二）人工降低地下水位人人工工降降低低地地下下水水位位可可使使基基坑坑挖挖土土始始终终保保持持干干燥燥状状态态；使使动动水水压压力力向向下下，从从根根本本上上防防止止流流砂砂；使使土土体体密密实实，增增加加地地基基土土的的承承载载能能力力顾顾可可使使基基坑坑开开挖挖时时，适适当当改改陡陡边边坡坡，从从而而减减少少挖挖土土方方量量。但但降降水水会会使使附附近近的的地

46、地基基土土壤壤产产生生一一定定的的沉降，施工时应予以注意。沉降，施工时应予以注意。人人工工降降低低地地下下水水位位的的方方法法有有：轻轻型型井井点点、喷喷射射井井点点、管井井点及深井井点等。管井井点及深井井点等。1轻型井点轻型井点（1）轻型并点的设备：轻型并点的设备主要由管路系统）轻型并点的设备：轻型并点的设备主要由管路系统和抽水设备组成。和抽水设备组成。（2）轻型井点布置）轻型井点布置（3）轻型井点计算）轻型井点计算轻轻型型井井点点计计算算主主要要包包括括：涌涌水水量量计计算算、井井点点管管数数和和间间距确定、抽水设备的选用。距确定、抽水设备的选用。井井点点系系统统的的涌涌水水量量按按水水井

47、井理理论论进进行行计计算算。根根据据地地下下水水有有无无压压力力，水水井井可可分分为为承承压压井井和和无无压压并并。根根据据井井底底是是否否达达到不透水层，水井可分为完整井和非完整井。到不透水层，水井可分为完整井和非完整井。（4）轻型井点施工）轻型井点施工2喷射井点喷射井点当当基基坑坑开开挖挖较较深深或或降降水水超超过过6m，土土层层渗渗透透系系数数为为0.12.0m/d的的弱弱透透水水层层时时，可可采采用用喷喷射射并并点点，其其降降水水深深度度可可达达20m。3深井井点深井井点深深井井井井点点降降水水是是将将抽抽水水设设备备放放置置在在深深井井中中进进行行抽抽水水来来降降低低地地下下水水位位

48、。适适用用于于抽抽水水量量大大，较较探探的的砂砂类类土土层层，降降水水深可达深可达50m以内。以内。4降水对周围建筑的影响降水对周围建筑的影响轻轻型型井井点点使使用用时时，影影响响半半径径可可达达百百米米甚甚至至数数百百米米。在在弱弱透透水水层层和和压压缩缩性性大大的的粘粘土土层层中中降降水水，会会使使地地下下水水位位下下降降，地地基基自自重重应应力力增增加加和和土土层层压压缩缩等等原原因因会会导导致致较较大大的的地地面面沉沉降降；又又由由于于土土层层的的不不均均匀匀性性和和降降水水后后地地下下水水位位呈呈漏漏斗斗曲曲线线，会使邻近建筑产生不均匀沉降。会使邻近建筑产生不均匀沉降。一一常用土方施

49、工机械常用土方施工机械1、推土机、推土机2、铲运机、铲运机3、挖掘机、挖掘机单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。抓铲四种。单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。两类。第五节第五节土方工程机械化施工土方工程机械化施工液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附

50、有不同烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。的装置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。（1）正铲挖掘机）正铲挖掘机（2）反铲挖掘机）反铲挖掘机（3）拉铲挖掘机）拉铲挖掘机（4）抓铲挖掘机）抓铲挖掘机1推土机推土机推推土土机机适适用用一一至至三三类类土土。多多用用于于场场地地清清理理与与平平整整、地地势势造造型型、开开挖挖深深度度不不大大于于1.5m的的基基坑坑，移移挖挖作作填填，回回填填土土方方、推推筑筑堤堤坝坝、土土方方压压实实以以及及贴贴挖挖土土机机的的工工作作。推推土土机机的的推运距离宜在推运距离宜在100m以内，最佳效率是运距为