01土方工程_1 课件(共48张PPT)-《建筑施工技术》同步教学(清华大学出版社)

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01土方工程_1 课件(共48张PPT)-《建筑施工技术》同步教学(清华大学出版社)

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(共48张PPT)
第一章 土方工程
概述
土方边坡与土壁支护
排水与降水
土方机械与开挖
土方填筑
1.1 概述
1.施工分类
主要:场地平整; 坑、槽开挖; 土方填筑。
辅助:施工排、降水; 土壁支撑。
2.施工特点
(1)面广量大、劳动繁重;
天津117大厦基坑土方量200万m3
劳动强度大,人力施工效率低、工期长;
(2)施工条件复杂。受地质、水文、气侯影响大,不确定因素多。
1.1.1、土方工程的特点与施工要求
2.施工要求
(1)尽可能采用机械化或半机械化施工,以减轻体力劳动、加快施工进度。
(2)要合理安排施工计划,尽量避开冬、雨期施工。
(3)统筹安排,合理调配土方,降低施工费用,减少运输量和占用农田。
(4)在施工前要做好调查研究,拟定合理的施工方案和技术措施。
1.1.2、土的工程分类及性质
1.土的工程分类
按开挖的难易程度分为八类:
一类土(松软土)、二类土(普通土)
三类土(坚土)、 四类土(砂砾坚土)
——机械或人工直接开挖
五类土(软石)、六类土(次坚石)
七类土(坚石)、八类土(特坚石)
——爆破开挖
2.土的工程性质
1)土的质量密度
天然密度 :一般 =16~20KN/m3
干密度 d:是检测填土密实程度的指标。(105℃,烘干3~4h)
2)土的含水量
天然含水量 ω=(G湿-G干)/G干
影响着:开挖、行车(25~30%陷车)、边坡稳定
最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量(击实试验、手握经验确定)。
3.土的渗透性
土体被水透过的性质,用渗透系数K表示。
K的意义:水力坡度(I=Δh/L)为1时,水穿透土体的速度(V=KI) 。
L
Δh
K的单位:m / d 。
粘土:K< 0.1,
粗砂:K=50~75,
卵石:K=100~200
用途:降低水位方法,
回填。
4.土的可松性
——自然状态下的土经开挖后,体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复。
最初可松性系数 KS=V2 /V1 1.08~1.5
最后可松性系数 KS’=V3 /V1 1.01~1.3
V1 ——土在自然状态下的体积。
V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。
V3 ——土经回填压实后的体积。
用途:开挖、运输、存放,挖土回填,预留回填松土
1.1.3 土方边坡坡度
边坡坡度
m——坡度系数。m=B/H
i=tgα=H/B=1:(B/H)=1:m
土方边坡坡度确定一定要合理,以满足安全和经济方面的要求。土方开挖时,若边坡太陡,容易造成土体失稳而生发塌方事故;若边坡太缓,将造成土方量增加,甚至会影响到邻近建筑物的使用和安全。
α
H
B
1.1.4.土方施工的准备工作
(1)制定施工方案,绘制施工平面布置图,编制施工进度计划。
(2)场地清理。包括清理地面及地下各种障碍。
(3)排除地面水。采用排水沟,必要时还需设置截水沟、挡水土坝等防洪设施。
(4)修筑好临时道路及供水、供电等临时设施。
(5)做好材料、机具、物资及人员的准备工作。
(6)设置测量控制网,进行建筑物的定位放线。
(7)做好边坡稳定、基坑(槽)支护、降低地下水位等辅助工作。
T < C
T――土体下滑力。下滑土体的分力,受坡上荷载、雨水、静水压力影响。
1. 边坡稳定的条件
C――土体抗剪力。由土质决定,受气候、含水量及动水压力影响。
2. 确定边坡大小的因素(主要6个方面):
土质、开挖深度、开挖方法、留置时间、排水情况、坡上荷载(动、静、无)
或者说:土体的稳定条件是:在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。
1.2.1、土方边坡
1.2 土方边坡与土壁支护
Q
T
C
滑坡面
深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度:
3. 边坡护面措施:
覆盖法,挂网法,挂网抹面法,土袋、砌砖压坡法,喷混凝土法等。
土的类别 边坡坡度(高:宽)
坡顶无荷载 坡顶有静载 坡顶有动载
中密的砂土 1 :1 1:1.25 1:1.5
中密的碎石类砂土 1:0.75 1:1 1:1.25
硬塑的粉土 1:0.67 1:0.75 1:1
中密的碎石类粘土 1:0.5 1:0.67 1:0.75
基坑边坡护面方法示意图
(d)土袋或砌石压坡护面
(c)钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面
(a)薄膜或砂浆覆盖
(b)挂网或挂网抹砂浆护面
当地质条件和周围环境不允许放坡时使用。
1. 沟槽支护
常用横撑式支撑——适用于较窄且施工操作简单的管沟、基槽。
(1)水平衬板式:
断续式――深度3m内;
连续式――深度5m内。
( 2)垂直衬板式 (右下图)
深度不限
1.2.2、土壁支护
2. 基坑支护
1)土钉墙与喷锚支护——属边坡稳定型支护。
(1)土钉墙支护
作用:土钉与土体形成复合体,提高边坡稳定性和超载能力,增强土体破坏延性;
特点:结构简单,施工简便,费用低,对邻近建筑物影响小。分层分段施工,阶段不稳定性。
适用于:地下水位以上的杂填土、粘性土、非松散砂土。边坡坡度1:0.1~0.5。
基坑深度≯12m;增加预应力锚杆时≯15m。
工艺过程:挖土→喷射混凝土→打孔→插筋、注浆→铺放、压固钢筋网→喷射混凝土→挖下层土
土钉墙支护构造立面图
土钉墙支护构造剖面
土钉
喷射混凝
土面层
连接件
可能滑坡面
挡水台
以打入钢管做土钉的土钉墙
先做的两步土钉墙
用螺旋钻打孔
用洛阳铲打孔
插入土钉钢筋并注浆
将土钉钢筋与钢筋网外的加强筋焊接固定
喷射混凝土墙体
复合土钉墙支护(土钉墙+锚杆)
土钉墙支护
加锚杆的复合土钉墙构造
加锚杆及槽钢梁的复合土钉墙
(2)喷锚网支护(喷锚支护)
形式似土钉墙,但土钉以锚杆代替,通过锚杆的拉力使边坡稳定。
特点:结构简单,安全可靠;施工简单、不占工期、费用较低。
适用于:稳定土层、地下水位低,无流砂或淤泥质土层;
开挖深度≯18m(硬塑土可放宽;风化岩、页岩等深度不限)。
喷锚支护构造
大连胜利广场喷锚支护
4)板桩挡墙
① 钢板桩
② 型钢+挡板
3) 排桩挡墙
钻孔、挖孔灌注桩
2)水泥土挡墙
水泥土挡墙(深层搅拌或旋喷)
劲性水泥土挡墙
5)板墙式: 地下连续墙
水泥土桩挡墙
抗渗、挡土,适用5m-7m深基坑。
劲性水泥土桩挡墙(SMW工法):抗渗、挡土,适用8m-10m深基坑。
深层搅拌与插入H型钢
锚杆护坡桩支护结构施工现场
冠梁
槽钢腰梁
护坡桩
锚杆拉筋
砂浆面层
泛利大厦挡土支护结构构造
远洋大厦挡土支护结构构造
U型钢板桩挡墙
具有挡土、止水功能
U型钢板桩挡墙(围堰)
液压打拔桩机打入
U型钢板桩挡墙(围堰)
起吊就位
振动沉入
U型钢板桩、 劲性水泥土桩挡墙,加钢管横撑
U型钢板桩挡墙
插了H型钢的水泥土桩挡墙
水泥土桩挡墙
某大桥锚碇施工的地下连续墙
6)挡墙的支撑形式
(1)悬臂式――基坑深度≯5m;
(2)斜撑式――基坑内有支设位置;
(3)锚拉式――在滑坡面外设置锚桩;
(4)锚杆式――地面上有障碍或基坑深度大;
(5)坑内水平撑式――土质较差或坑周围地上、地下有障碍,角部,…(对撑、角撑、桁架支撑、圆形支撑、环梁拱形支撑)
H≤5m
(0.33~0.5)H
H≤12m
H≤20m
45o+φ/2
45o-φ/2
H≤30m
上海世博中心(99m×414m)C区北侧、东侧采用
H型钢水泥土墙+坑内钢管斜抛撑围护结构
1)斜(抛)撑实例
基坑C区北侧支护结构典型剖面详图
冠梁
双槽钢腰梁
护坡桩
锚杆拉筋
桩间挂网喷砂浆
2)锚杆实例
工字钢腰梁与锚杆锚头
螺旋钻成孔
锚杆的成孔方法
套管压水钻进成孔
地质钻成孔
液压钻成孔
锚杆拉筋及注浆管
锚杆孔内注浆
锚杆张拉(注浆体强度达到75%以上)
拉筋非锚固段的防腐、隔离处理——涂油、套管
a.型钢支撑
3.内撑式实例
b.钢管支撑——加劲水泥土桩挡墙+钢管横撑、角撑。先撑后挖
地下连续墙与坑内钢筋混凝土支撑的布置
第一道支撑
c.钢筋混凝土支撑——
上海世博文化中心
挖土及第二道支撑施工
上海世博文化中心
d.围檩(环梁)支撑——上海中心大厦:直径约130m的环状地下连续墙,墙厚1.2m,深50m。图为开挖中的围檩(环梁)施工

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