资源简介

(共43张PPT)
模块1 地基与基础工程施工
土方工程施工
地基加固处理的方法
浅基础施工
桩基础施工
01
02
03
04
CONTENT
知识目标
●了解土方工程的施工特点，土的分类与工程性质；熟悉土方工程的分类及特征以及土的工程性质对土方施工的影响；掌握土方工程量的计算方法。
●了解土方边坡和土壁支护的基本形式以及排水与降水的基本类型；熟悉土方边坡的确定方法及影响因素，能够对造成边坡塌方和产生流沙的原因进行分析，并采取有效的防治措施；重点掌握土壁支护的构造要求和施工方法，轻型井点降水的设计与施工方法。
知识目标
●熟悉土方施工机械的性能、适用范围、作业方法，能够根据工程情况初步选择施工机械；掌握土方填土土料的选用要求、填土与压实方法及质量检查方法，能够针对填土压实的主要影响因素，确定合理的填土压实方案。
●掌握高压旋喷地基、深层搅拌地基、钢筋混凝土条形基础、钢筋混凝土预制桩、泥浆护壁成孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等的施工工艺与要求。
●了解地下连续墙、沉井等其他深基础的施工方法。
PART 01
土方工程施工
1.1.3 施工准备与辅助工作
1.审核图纸
施工单位在接到施工图纸后，应组织各专业主要人员对图纸进行学习和综合审查。核对平面尺寸及坑底标高，注意各专业图纸间有无矛盾和差错，熟悉地质水文勘查资料，了解基础形式、工程规模、结构形式、特点、工程量和质量要求，弄清地下管线、构筑物与地基的关系，进行图纸会审，对发现的问题逐条予以解决。
1.1.3 施工准备与辅助工作
清理场地包括拆除施工区域内的房屋、古墓，拆除或改建通信和电力设备、上下水道及其他建筑物，迁移树木，清除含有大量有机物的草皮、耕植土、河塘淤泥等。
2.清理场地
施工现场所需临时设施主要包括生产性临时设施和生活性临时设施。生产性临时设施主要包括混凝土搅拌站、各种作业棚、建筑材料堆场及仓库等；生活性临时设施主要包括宿舍、食堂、办公室、厕所等。
3.修筑临时设施与道路
1.1.3 施工准备与辅助工作
开工前还应修筑好施工现场内的临时道路，同时做好现场供水、供电、供气等措施。
提示
1.1.3 施工准备与辅助工作
4.土方边坡与稳定处理
土方在开挖方过程中或填方后，边坡的稳定主要是靠土体的内摩阻力和黏结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，基坑（槽）边坡土方会局部或大面积塌落或滑塌。
1）造成土壁塌方的原因
根据工程实践调查分析，造成土壁塌方的主要原因有以下几点：
（1）边坡过陡，使土体本身的稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中常会发生塌方。
（2）雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低。
（3）基坑（槽）边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。
1.1.3 施工准备与辅助工作
2）土方边坡放坡
土方边坡坡率以挖方深度（或填方深度）h与底宽b之比表示，如图1-16所示，即
土方边坡坡率=h/b=1/（b/h）=1∶m （1-18）
式中，m称为边坡系数，m=b/h。
1.1.3 施工准备与辅助工作
土方边坡的大小应根据土质条件、挖方深度或填方高度、地下水位、排水情况、施工方法、边坡留置时间的长短、边坡上部的荷载情况、相邻建筑物的情况等因素综合考虑确定。
（1）当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高，敞露时间不长且挖方深度不超过表1-4规定时，挖方边坡可做成不加支撑直壁。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（2）对于超过表1-4中规定深度的基坑（槽）开挖，根据《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB 50202—2018）的规定，临时性挖方工程的边坡坡率允许值应符合表1-5的规定。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（3）当无经验且土质均匀良好、地下水贫乏、无不良地质作用和地质环境条件简单时，边坡坡率允许值可按表1-6确定。若实际工程中出现岩质边坡，其坡率允许值可按《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）的规定取值。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（4）永久性挖方边坡坡率应按设计要求放坡，如设计无规定时，可按表1-7确定。
1.1.3 施工准备与辅助工作
3）防止边坡塌方的主要措施
（1）严格按规范的要求正确留置边坡，放足边坡。在土方开挖过程中，应随时观察边坡土体的变化情况，边挖边检查，每3 m左右修坡一次。对于较深、较大的基坑开挖，应设置观察点，并对土体的平面位移和沉降变化做好记录，以便及时与设计单位联系，研究相应的补救措施，确保边坡的稳定。
（2）在基坑（槽）边缘堆置土方、建筑材料，或者运输工具和机械通过时，应与基坑（槽）边缘保持一定的安全距离，一般距基坑（槽）上边缘不少于2 m，堆置高度不应超过1.5 m。在垂直的坑壁上，此安全距离还应适当加大。对于软土地基，不宜在基坑边上堆置弃土。
（3）做好基坑（槽）周围的地面排水和防水工作，严防雨水、施工用水等地面水浸入边坡土体。在雨季施工时，应更加注意检查边坡的稳定性，必要时可加设支撑。
（4）基坑（槽）开挖后，可采用塑料薄膜覆盖、水泥砂浆抹面、挂网抹面、喷浆、砌石压坡等方法进行边坡坡面防护，防止边坡失稳。
1.1.3 施工准备与辅助工作
5.基坑（槽）支撑
当深基坑（槽）开挖采用放坡无法保证施工安全或由于施工场地狭小无放坡条件时，一般采用支护结构对土壁进行支撑，以保证基坑（槽）的土壁稳定。
基坑（槽）支护结构主要由围护结构和撑锚两部分组成。其主要作用是支撑土壁，同时还兼有不同程度的挡水作用。
基坑（槽）支护结构的类型较多。根据支护结构的受力状态，基坑（槽）支护结构可分为横撑式支撑、板桩式支护结构、重力式支护结构，其中，板桩式支护结构又分为悬臂式支护结构和支撑式支护结构。根据工作机理和围护墙的形式，基坑（槽）支护结构可分为如图1-17所示类型。
1.1.3 施工准备与辅助工作
水泥土挡墙式主要依靠其自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下采取措施后也可局部加设支撑；横撑式、排桩式与板墙式通常由围护墙、支撑（或土层锚杆）及防渗帷幕等组成；土钉支护由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。现结合实际工程介绍几种常用的支护结构类型。
1）横撑式支撑
横撑式支撑主要用于开挖较窄的沟槽，一般根据挡土板的设置方向不同，分为水平挡土板支撑和垂直挡土板支撑两类，如图1-18所示。水平挡土板支撑又分为断续式和连续式两种。
1.1.3 施工准备与辅助工作
横撑式支撑的适用范围见表1-8。
采用横撑式支撑时，应随挖随撑，支撑要牢固。施工中应经常对支撑进行检查，如有松动、变形等现象时，应及时加固或更换。支撑的拆除应按回填顺序依次进行，多层支撑应自下而上逐层拆除，随拆随填。
1.1.3 施工准备与辅助工作
2）深层搅拌水泥土墙
深层搅拌水泥土墙是通过深层搅拌机就地将水泥浆和土强制搅拌，制成水泥土桩，相互连续搭接形成的水泥土柱状加固体挡墙。其水泥土加固体的渗透系数不大于10-7 cm/s，既能挡土，又能止水防渗，属于重力式支护结构，一般适用于软土地区深度不大于7 m的基坑工程。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（1）构造要求。水泥土墙通常布置成格栅式（见图1-19），相邻桩搭接长宽不小于200 mm，截面的置换率（加固土的面积/水泥土墙的总面积）为0.6～0.8。墙体的宽度b和插入深度hd根据坑深、土层分布及其物理力学性能、周围环境情况、地面荷载等计算确定。当基坑开挖深度h≤5 m时，可按经验取b＝（0.6～0.8）h，hd＝（0.8～1.2）h。
支护结构的水泥土加固体多采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥，水泥掺量通常为12%～14%（水泥质量与加固土体质量的比值），水泥浆的水灰比不大于0.45，水泥土围护墙的28 d龄期强度应不低于0.8 MPa，未达到设计强度前不得进行基坑开挖。
1.1.3 施工准备与辅助工作
1.1.3 施工准备与辅助工作
（2）水泥土墙的验算。水泥土墙的验算内容见表1-9。现主要介绍抗倾覆稳定验算和抗滑动稳定验算。
1.1.3 施工准备与辅助工作
①抗倾覆稳定验算。如图1-20所示，对C点的平衡力矩为Eaha=Gb/2+Ephp，则抗倾覆安全系数为：
Kq=≥1.5 （1-19）
式中，G为挡土墙的自重（kN）；b为挡土墙的宽度（m）；Ea、Ep分别为主动土压力和被动土压力（kN）；ha、hp分别为主动土压力的力臂和被动土压力的力臂（m）。
1.1.3 施工准备与辅助工作
②抗滑动稳定验算。由于水泥土的重度接近土的重度，所以不做计算，抗滑动安全系数为：
Kh=≥1.3 （1-20）
式中，μ为基底的摩擦系数；其他符号意义同前。
（3）深层搅拌水泥土墙的施工。深层搅拌水泥土墙的施工工艺、机械设备及施工方法详见1.2.3节的内容。
1.1.3 施工准备与辅助工作
3）土钉支护
土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新技术，即基坑开挖时，逐层在坡面上使用较密排列的钻孔注浆钉或击入钉，与土体形成复合体，并在土钉坡面上设置钢筋网，喷射混凝土，使土体、土钉群与混凝土面板结合为一体，增强了土体破坏延性，提高了边坡整体稳定和承受坡顶超载能力。土钉支护也称为喷锚支护或土钉墙，如图1-21所示。
土钉支护主要适用于地下水位以上或经降水后的杂填土、普通黏性土或非松散性的砂土，基坑侧壁安全等级为二、三级，基坑开挖深度不大于12 m的土壁支护。
由于其经济、可靠、施工简便、快速，已在我国得到广泛使用。
提示
1.1.3 施工准备与辅助工作
(1)土钉支护的组成。除土体外，土钉支护通常由土钉、面层和排水系统三部分组成。土钉支护的构造与土体特性、支护面的坡角、支护的功能（临时性或永久性支护）、环境安全要求等因素有关。
①土钉。土钉的类型很多，一般有钻孔注浆钉、击入钉、注浆击入钉、高压喷射注浆击入钉、气动射入钉等。通常使用钻孔注浆钉，其主要参数如下：
a.土钉钢筋一般采用直径16～32 mm的带肋钢筋。
b.土钉长度一般为基坑开挖深度的0.5～1.2倍，顶部土钉长度应不小于0.8倍的基坑深度。
c.土钉的水平间距和竖向间距宜为1～2 m。土钉的竖向间距应与每步开挖深度相对应。沿面层布置的土钉密度不应低于每6 m2一根。
1.1.3 施工准备与辅助工作
d.土钉钻孔的向下倾角宜为0°～20°，当利用重力向孔中注浆时，倾角不宜小于15°。当上层为软弱土层时，可适当加大倾角。
e.土钉孔径一般为70～120 mm。
f.注浆材料的强度等级不低于M10，水泥浆或水泥砂浆的强度不宜低于20 MPa。水泥宜采用32.5级的普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比宜为0.5；水泥砂浆的配合比宜为1∶1～1∶2（质量比），水灰比宜为0.38～0.45。
1.1.3 施工准备与辅助工作
②面层。面层主要由钢筋网和喷射混凝土组成，厚度宜为80～200 mm，常用100 mm。钢筋网一般采用直径6～10 mm的光圆钢筋，间距为150～300 mm。当面层厚度大于120 mm时，宜设置两层钢筋网，上下段钢筋网的搭接长度应大于300 mm。喷射混凝土的强度等级不低于C20，3 d龄期强度不低于10 MPa，施工配合比应通过试验确定，水泥宜采用32.5级的普通硅酸盐水泥，粗骨料的最大粒径不大于12 mm，水灰比不大于0.45。
当支护面层有较大侧压力时，宜将土钉做成螺纹端，通过螺母、垫板与面层连接，也可采用短钢筋焊接固定。
土钉支护的混凝土面层宜插入基坑底部以下300～400 mm，在基坑顶部也宜设置宽度为1～2 m的混凝土护顶。
提示
1.1.3 施工准备与辅助工作
③排水系统。土钉支护宜在排除地下水的条件下施工，应采取的排水措施包括地表排水、支护内部排水及基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。基坑顶部四周可做散水和排水沟，坑内应设置排水沟和集水坑，并与边壁保留0.5～1.0 m的距离，集水坑内的积水应及时抽出。如基坑侧壁水压较大，可在支护面层的背部插入长度400～600 mm、直径不小于40 mm的水平导水管（间距为1.5～2.0 m），外端伸出支护面层，以便将混凝土面层后的积水排出。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（2）土钉支护的计算。土钉支护的计算主要包括：土钉支护的整体稳定性验算、土钉计算、喷射混凝土面层的设计计算及土钉与面层的连接计算等。
（3）土钉支护的施工。土钉支护施工前，应做好基坑支护施工组织设计，周密安排支护施工与基坑土方开挖、出土等工序的关系，在施工场地外确定水准基点和变形观测点，做好地表和地下降排水措施等准备工作。
1.1.3 施工准备与辅助工作
1
2
3
4
5
基坑开挖、修坡
钻孔
插入土钉钢筋
注浆
绑扎钢筋网、喷射混凝土
1.1.3 施工准备与辅助工作
6.降低地下水位
1）集水井降水法
集水井降水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低地下水位的方法。在开挖基坑或沟槽过程中，当基底挖至地下水位以下时，沿坑底周围开挖一定坡度的排水沟，设置集水井，使地下水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外，如图1-22所示。
1.1.3 施工准备与辅助工作
2）井点降水法
井点降水法是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备不断地抽出地下水，使地下水位降到基底以下，直至基础施工完毕。由于基坑在土方开挖过程中保持干燥，所以从根本上消除了流沙现象。同时，土层水分排出后，还能使土密实，增加地基土的承载力。在基坑开挖时，土方边坡也可陡些，从而减少了挖方量。
目前，国内常用的井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。不同类型的井点降水法可参考表1-10选用。
1.1.3 施工准备与辅助工作
1.1.3 施工准备与辅助工作
轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管（见图1-24）为进水设备，采用长度为1.0～1.5 m、直径为38～55 mm的无缝钢管，管壁上钻有直径为12~18 mm的梅花形滤孔。管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用3～5孔/m2黄铜丝布或生丝布，外层为粗滤网，采用0.8～1孔/m2铁丝丝布或尼龙布。为使水流通畅，在管壁与滤网间用铁丝或塑料管隔开，滤网外面再绑一层粗铁丝保护网，滤管下端为一铸铁塞头，滤管上端与井点管用螺套连接。井点管采用直径为38～51 mm、长度为5～7 m 的钢管。集水总管采用直径为100~127 mm的钢管，每段长4 m，其上装有与井点管连接的间距为0.8 m或1.2 m的短接头。总管与井点管用90°弯头连接，或用塑料管连接。抽水设备由真空泵、离心泵和集水箱等组成。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（2）轻型井点的布置。轻型井点根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度与要求等进行布置。
①平面布置。当基坑或沟槽宽度小于6 m，且降水深度不超过5 m时，可采用单排线状井点。井点布置在地下水流向的上游一侧，其两端的延伸长度一般不宜小于基坑（槽）的宽度，如图1-25所示。如果基坑（槽）的宽度大于6 m或土质不良、土的渗透系数较大，宜采用双排井点。当基坑面积较大时，宜采用环状井点（见图1-26），为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置成U形环状井点。
1.1.3 施工准备与辅助工作
1.1.3 施工准备与辅助工作
1.1.3 施工准备与辅助工作
井点管与基坑壁的距离一般不小于0.7～1.0 m，以防局部发生漏气。井点管的间距应根据土质、降水深度、工程性质等确定，一般采用0.8～1.6 m。
一套抽水设备的负荷长度（集水总管长度）一般为100～120 m。
当采用多套抽水设备时，井点系统要分段，每段长度应大致相等。
提示
1.1.3 施工准备与辅助工作
②高程布置。在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6 m。井点管的埋设深度H（不包括滤管）可按式（1-21）计算：
H=H1+h+iL （1-21）
式中，H1为井点管埋设面至基坑底的距离（m）；h为基底（单排线状井点时，为远离井点一侧坑底边缘）至降低后的地下水位的距离，一般为0.5～1.0 m；i为地下水降落坡度，环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；L为井点管至基坑中心的水平距离（单排线状井点时，为井点管至基坑另一侧的水平距离，m）。
1.1.3 施工准备与辅助工作
当一级井点系统达不到降水深度要求时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加，如图1-27所示。
（3）轻型井点的施工。轻型井点的安装是根据降水方案，先布设总管，再埋设井点管，然后用弯联管连接井点管与总管，最后安装抽水设备。
1.1.3 施工准备与辅助工作
井点管的埋设一般用水冲法，分为冲孔和埋管两个过程，如图1-28所示。冲孔时，利用起重设备将冲管吊起，并插在井点的位置上，开动高压水泵将土冲松，冲管则边冲边沉。
冲孔要垂直，直径一般为300 mm，以保证井管四壁有一定厚度的砂滤层，冲孔深度宜比滤管底深0.5 m左右，以防冲管拔出时部分土颗粒沉于底部而触及滤管。
井孔冲成后，随即拔出冲管，插入井点管。井点管与井壁之间应立即用粗砂灌实，距地面1.0~1.5 m深处，然后用黏土填塞密实，防止漏气。
1.1.3 施工准备与辅助工作
（4）轻型井点的使用。轻型井点使用时，应连续抽水。井点淤塞一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查，若发现问题，应及时排除隐患，确保施工正常进行。
轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.1～50 m/d的土层降水，一级轻型井点的降水深度为3～6 m，二级井点的降水深度可达6～9 m。

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