2023年绪论及土方工程中（教学课件）.ppt

土土 木木 工工 程程 施施 工工 1 1-3 3 土方工程施工土方工程施工 三、大面积深基坑支护三、大面积深基坑支护 1.深基坑支护深基坑支护 2.内支撑系统内支撑系统 3.地下结构施工工艺地下结构施工工艺 四、降排水工程四、降排水工程 1.排水与降水工艺：轻型井点、喷射井点、管排水与降水工艺：轻型井点、喷射井点、管井降水、电渗井点、深井井点；井降水、电渗井点、深井井点；2.降水设计降水设计:布孔参数；布孔参数；1 土土 木木 工工 程程 施施 工工 深基坑支护形式深基坑支护形式 1.锚喷网支护：自稳结构，充分利用岩土自稳锚喷网支护：自稳结构，充分利用岩土自稳能力完成护坡和基坑围护：锚杆索、管能力完成护坡和基坑围护：锚杆索、管等等、喷射混凝土、土钉墙；、喷射混凝土、土钉墙；2.重力挡土墙结构：以重力挡墙为主体承载完重力挡土墙结构：以重力挡墙为主体承载完成护坡和基坑围护：成护坡和基坑围护：3.重力水泥挡土式、加筋挡土墙；搅拌桩重力水泥挡土式、加筋挡土墙；搅拌桩SMW、4.板桩式支护槽钢、钢板桩、板桩式支护槽钢、钢板桩、5.排桩式支护桩墙式围护：钢筋混凝土灌排桩式支护桩墙式围护：钢筋混凝土灌注桩注桩 6.地下连续墙围护地下连续墙围护 2 土土 木木 工工 程程 施施 工工 1、土层锚杆、锚喷网及土钉墙等支护结构 根本概念 土层锚杆、喷锚网及土钉墙，它们的一端与围护墙体、喷射墙体联结、另一端锚固在土层中，用以提高地层的自承能力，和围岩一起共同承担各种外力对围护结构的作用，确保基坑围护稳定。3(a)喷锚支护结构；(b)土钉墙与喷锚网复合支护；(c)锚杆头与钢筋网和加强筋的连接 1喷射砼面层 2钢筋网层；3锚杆(土钉)；4加强筋；5锁定筋二根与锚杆双面焊接 土土 木木 工工 程程 施施 工工 1)土层锚杆土层锚杆(索索)由锚头、自由锚头、自由段、锚固由段、锚固段、锚头垫段、锚头垫片组成。锚片组成。锚固段可通过固段可通过水泥砂浆或水泥砂浆或水泥浆，将水泥浆，将竿体与地层竿体与地层粘结而形成粘结而形成锚固体。锚固体。4 图图150 土层锚杆构造图土层锚杆构造图 1挡墙；挡墙；2承托支架；承托支架；3横梁；横梁；4台座；台座；5承压垫板承压垫板；6锚具；锚具；7钢拉杆；钢拉杆；8水泥浆或砂浆锚固体；水泥浆或砂浆锚固体；9非锚非锚固段；固段；10滑动面；滑动面；D锚固体直径：锚固体直径：d拉杆直径拉杆直径 9 10 土土 木木 工工 程程 施施 工工 2)土层锚杆土层锚杆(预应力锚索预应力锚索)施工施工 锚杆体可选用钢绞线、高强钢丝、转轧螺纹钢筋等。锚固体宜设在粘性土、砂土、砂卵砾石中，对于淤泥地层应通过试验确定。土层锚杆的倾角，以1535为宜。锚杆锚固体上覆土层厚度不应小于4m；锚杆自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在滑裂面1.5m。锚杆锚固段长度不宜小于4m，且不宜大于14m；上下垂直排距2m；水平间距1.5m；5 土土 木木 工工 程程 施施 工工 3)土钉墙构造土钉墙构造 土钉墙土钉、网喷是由密集的土钉群、被加固的原位土体，喷射混凝土面层及必要的防水体系组成。土钉可以是钢筋、钢管、角钢等材料。土钉的长度一般为开挖深度的0.51.2倍(软土中为12倍)，间距1 2m；b)a)biROiW21Tujh0q21ilujTq0h6 土土 木木 工工 程程 施施 工工 3)土钉墙构造土钉墙构造 墙面坡度不宜大于1:0.1；钢筋钉钻孔70120mm，、级钢筋直径1632mm；钢管钉一般用48/3钢管；钻孔机具：螺栓钻/地质钻/锚杆钻机/洛阳铲；注浆材料 水泥浆:水灰比0.5;或水泥砂浆；水泥:砂浆配合比1:1:2,水灰比0.38 0.45 喷锚网厚度80mm，混凝土不小于C20，石子粒径15mm；网的钢筋610mm，间距150300mm；搭接300mm 坡顶和坡脚设排水措施；7 土土 木木 工工 程程 施施 工工 4)土钉、锚杆、加筋三者区别土钉、锚杆、加筋三者区别 土钉和锚杆从外表上有相似之处，但二者的机理不同，锚杆分为自由段和锚固段，锚杆受到板桩传来的轴力，传递到锚固段。土钉全长通过灌浆体和土层的摩擦力对土层起加固作用，全长受力状态是变化的。土钉一般不施加预应力，锚杆可施加预应力。土钉墙和加筋挡土墙有类似，但是前者原位土体加筋技术，上部加筋受力最大，后者是回填加筋，下部筋受力最大。8 土土 木木 工工 程程 施施 工工 喷锚网支护构造喷锚网支护构造 喷锚网支护是逐层逐段开挖，随挖随支护，因此必须满足逐层施工稳定性要求;(滑移稳定性)应考虑两个高预应力锚杆之间的土体会产生拉应力；因此在预应力锚杆之间设置非预应力锚杆；墙面坡度不宜大于1:0.1；钢筋钉钻孔80 150mm；钻孔机具：螺栓钻/地质钻/锚杆钻机/洛阳铲；注浆材料 水泥浆:水灰比0.5;或水泥砂浆；水泥:砂浆配合比1:1:2,水灰比0.38 0.45 喷锚网厚度100 200mm，混凝土不小于C20，石子粒径15mm。钢筋网6mm钢筋200mmX200mm；面层要养护，到达强度后进行锚杆的预应力施工 9 土土 木木 工工 程程 施施 工工 土钉土钉+锚杆锚杆+喷射砼联合支护图片喷射砼联合支护图片1 10 土钉墙 土土 木木 工工 程程 施施 工工 土钉土钉+锚杆锚杆+喷射砼联合支护图片喷射砼联合支护图片2 11 土层锚杆 土土 木木 工工 程程 施施 工工 2、重力式挡土墙结构、重力式挡土墙结构 12 图141 水泥土墙的一般构造 a水泥土墙剖面；b连续式劲性水泥土墙平面；c格栅式平面布置 1搅拌桩；2插筋；3面板；4H型钢；4 1 a c 土土 木木 工工 程程 施施 工工 13 施工方法：深层搅拌桩:传统的双轴搅拌机：水泥浆+土 见图 新的多轴搅拌机:水泥浆+空气+土 旋喷桩桩:SMW工法工法是Soil-Mixing Wall的简称，最早由日本成幸工业株式会社开发成功。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。土土 木木 工工 程程 施施 工工 e)f)c)d)a)b)14 A定位 B 钻沉 C 提升搅拌 D 重复下沉搅拌 E 重复提升搅拌 F 成桩结束 SMW工法 土土 木木 工工 程程 施施 工工 SMW 工法 15 水泥土置换率0.60.8；基坑围护：开挖深度5时，厚度B=(0.60.8)h，嵌入深度hd=(0.81.2)h。坑底加固、格栅长宽比不宜大于2；搅拌桩之间的搭接100 200mm；土土 木木 工工 程程 施施 工工 水泥搅拌挡土土墙照片 16 土土 木木 工工 程程 施施 工工 17 图147 型钢桩横档板支护 1一型钢桩；2一横向挡土板；3木楔 3、板桩围护结构1型钢横挡板挡墙 土土 木木 工工 程程 施施 工工 18 图1-48 常用钢板桩截面形式(a)一字形钢板桩；(b)U形板桩(拉森Larssen板桩)（a）2钢板桩 土土 木木 工工 程程 施施 工工 19 图146 挡土灌注桩支护形式 a间隔式；b双排式；c连续式 1挡土灌注桩；2连系梁圈梁；3前排桩；4后排桩 4、排桩式挡墙、排桩式挡墙 土土 木木 工工 程程 施施 工工 悬臂式排桩支护应用悬臂式排桩支护应用-照片照片1 灌注桩与钢筋混凝土内支撑系统 20 土土 木木 工工 程程 施施 工工 灌注桩排桩灌注桩排桩 灌注桩与钢支撑 21 土土 木木 工工 程程 施施 工工 5、地下连续墙、地下连续墙 22 土土 木木 工工 程程 施施 工工 地下连续墙 23 具有防渗、截水、承重、挡土、抗滑等综合功能；施工振动噪音小、易于管理，适应性强。土土 木木 工工 程程 施施 工工 钢筋混凝土系统：钢筋砼顶圈梁、钢筋砼围檩、钢筋砼支撑、受力柱和桩等；钢结构系统：钢围檩、钢支撑、受力柱和桩；混合系统；支撑系统的结构：单层结构、多层结构、竖向斜撑结构；钢结构系统和钢筋混凝土系统的比较：钢：强度高，拆卸方便、重复施工，预应力；砼：形状多变、支撑刚度大变形小，无松弛；不能预加轴力，不能重复使用，撤除麻烦；24 三、内支撑系统三、内支撑系统 6、基坑支撑系统：土土 木木 工工 程程 施施 工工 钢筋混凝土支撑系统 实例1 25 内支撑实例 土土 木木 工工 程程 施施 工工 钢筋混凝土支撑系统 实例 2 26 土土 木木 工工 程程 施施 工工 -对撑体系 27 钢支撑系统 土土 木木 工工 程程 施施 工工 钢结构桁架式支撑系统 28 土土 木木 工工 程程 施施 工工 钢-混凝土组合支撑 29 土土 木木 工工 程程 施施 工工 钢-混凝土组合支撑 30 土土 木木 工工 程程 施施 工工 7、基坑开挖工艺、基坑开挖工艺 正作法：在基坑围护结构的保护下，进行基坑开挖，然后地下主体结构由下往上施工，直至地面；逆作法：以基坑围护墙和工程桩及其受力柱作为垂直承载构件，将主体结构的梁板作为支撑系统，采用地上与地下结构同时施工，或地下结构由上而下的施工方法称为逆作法施工；逆作施工分为全逆作、半逆作或敞开式逆作两种方法；地下结构施工工法的选择要结合围护结构和地下主体结构两个方面来设计；31 土土 木木 工工 程程 施施 工工 1、无内支撑基坑开挖：放坡及无内支撑的开挖。32 7、地下结构施工工艺、地下结构施工工艺 土土 木木 工工 程程 施施 工工 7、地下结构施工工艺、地下结构施工工艺 2、有内支撑基坑开挖：见右图：33 (a)浅层挖土、设第一层支撑；(b)第二层挖土；(c)设置第二层支撑(d)开挖第三层 注：盖挖法 土土 木木 工工 程程 施施 工工 7、地下结构施工工艺、地下结构施工工艺 3、盆式和岛式开挖基坑 34 1边坡留土；2 根底底版3 挡墙4 支撑5 坑底 图 盆式开挖(a)挖中心土；(b)中心地下结构施工；(c)边缘土开挖及支撑(d)边缘地下结构施工 土土 木木 工工 程程 施施 工工 35 在地表作业完成挡土墙结构后，以定型的预制标准覆盖结构置于挡土结构上，维持交通等需要，往下反复进行开挖和支撑，直至设计标高，依次由下而上，施工主体结构和防水措施，最后回填土和恢复管路系统，恢复道路。8、盖挖法、盖挖法 土土 木木 工工 程程 施施 工工 盖挖逆作施工工艺 36 目的：1减少地层沉降，2及早恢复路面 本卷须知：1仍然需要少量增加预应力横撑；2中层楼板需要悬吊或支撑；土土 木木 工工 程程 施施 工工 盖挖逆作施工工艺 37 单层墙防水结构难做，双层结构防水结构较好 土土 木木 工工 程程 施施 工工 逆作法的优点 缩短工期；减少对地面环境的干扰；结构设计更合理；例如抗浮设计要求降低；降低工程造价；技术难度增加；逆作法开挖时的支撑系统包括主体结构墙体和梁板等构件。-盖挖法；土土 木木 工工 程程 施施 工工 39 一、排水一、排水 排水方法如下图，采用集水沟、集水井集水，排水方法如下图，采用集水沟、集水井集水，然后由水泵排出。排水沟截面为然后由水泵排出。排水沟截面为0.3m0.5m、坡、坡度为度为3；集水井直径；集水井直径0.60.8m、间距、间距2040m；所；所用水泵有离心泵、潜水泵等。用水泵有离心泵、潜水泵等。排水适用条件为粗粒土层或粘性土层。排水适用条件为粗粒土层或粘性土层。2-5 排降水工程排降水工程 集水井降水图 1-排水沟；2-集水井；3-水泵 四、降排水工艺和设计 土土 木木 工工 程程 施施 工工 40 二、降水二、降水 流砂概念：当基坑槽、竖井、隧道等地下工流砂概念：当基坑槽、竖井、隧道等地下工程的挖土挖到地下水位以下，而土质又是细砂和程的挖土挖到地下水位以下，而土质又是细砂和粉砂，假设采用明排水的方法疏干，那么底下面粉砂，假设采用明排水的方法疏干，那么底下面的土会形成流动状态，并随地下水涌入开挖区，的土会形成流动状态，并随地下水涌入开挖区，这种现象叫流砂。这种现象叫流砂。危害：流砂可造成边坡塌方、附近建筑物构筑危害：流砂可造成边