土方工程.河海大学

1、第2章 土方工程本章主要学习内容本章主要学习内容土的工程性质土的工程性质场地平整的基本原则和设计标高的确定场地平整的基本原则和设计标高的确定土方调配的基本原则和土方量的计算土方调配的基本原则和土方量的计算流沙现象产生的条件和原因及治理措施流沙现象产生的条件和原因及治理措施轻型井点的平面和高程布置及计算轻型井点的平面和高程布置及计算边坡的稳定性和支护方法边坡的稳定性和支护方法土方机械的功能和选择土方机械的功能和选择填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。填土的土质要求，影响压实的主要影响因素等。 2.1 2.1 概述概述 2.1.1 2.1.1 特点特点（1 1）面广量大、劳动繁重。面广量大、

2、劳动繁重。一个大型建设项目的施一个大型建设项目的施工，其场地平整及基础、道路。管线等的土方施工工，其场地平整及基础、道路。管线等的土方施工面积可达几至几十平方公里，土方量可达数万至数面积可达几至几十平方公里，土方量可达数万至数百万立方米。百万立方米。（2 2）施工条件复杂。施工条件复杂。土方工程多为露天作业，施工土方工程多为露天作业，施工受当地的气候条件影响大，且土的种类繁多、成分受当地的气候条件影响大，且土的种类繁多、成分复杂，工程地质及水文地质变化多，也对施工影响复杂，工程地质及水文地质变化多，也对施工影响较大。较大。（3 3）工期长。工期长。 2.1 2.1 概述概述 2.1.2 2.1

3、.2 土的工程分类土的工程分类根据开挖的难易程度根据开挖的难易程度 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。石、次坚石、坚石、特坚石。根据颗粒级配与塑性指数根据颗粒级配与塑性指数 岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。工填土。 2.1.3 2.1.3 土的工程性质土的工程性质 土的构成土的构成：固体颗粒、水和气体三部分。：固体颗粒、水和气体三部分。（1 1）土的体积：）土的体积：V=Vw+Va+VsV=Vw+Va+VsVv+VsVv+Vs （式中：（式中：VwVw水的体积，水的体积，VsVs土颗粒的

4、体积，土颗粒的体积， VaVa气体体积，气体体积，VvVv孔隙的体积。）孔隙的体积。）（2 2）土的质量：）土的质量：M=Mw+MsM=Mw+Ms （式中：（式中：MwMw水的质量，水的质量，MsMs土颗粒的质量。）土颗粒的质量。）（3 3）土的密度：）土的密度：M/VM/V（4 4）土的重度：）土的重度：gg （式中：（式中：gg重力加速度。）重力加速度。）（5 5）土的干重度：）土的干重度：d d（Ms/VMs/V）g g（6）土的可松性：土的可松性： V2V2V3V3V1V1土的最初可松性系数：土的最初可松性系数：土的最后可松性系数：土的最后可松性系数：注：注：KsKsKsKs1.01.

5、0（式中：（式中：V1V1自然状态下土的体积；自然状态下土的体积；V2V2开挖后开挖后的松散体积；的松散体积；V3V3回填压实后的体积。）回填压实后的体积。）问问 * *分类级别越小的土则可松性就越小？分类级别越小的土则可松性就越小？ * *可松性越小的土就越好挖？可松性越小的土就越好挖？ 13VVKS12VVKS掌握概念掌握概念（7 7）土的含水量）土的含水量 =W=Ww w/W/W100%100%（8）土的渗透性）土的渗透性 土体孔隙中土体孔隙中的自由水在重力作的自由水在重力作用下会透过土体运用下会透过土体运动，这种被水透过动，这种被水透过的性质称为的性质称为土的渗土的渗透性透性。掌握概念

6、掌握概念单位时间渗水量：单位时间渗水量：渗流速度：渗流速度：(H-(H-水头差水头差; ;L-L-渗流路径长度渗流路径长度; ;A-A-土体横截面积土体横截面积) )土渗透性比较土渗透性比较：粘土粉土砂土砾石粘土粉土砂土砾石2.2 2.2 场地平整土方量计算与调配场地平整土方量计算与调配场地平整主要包含三个步骤：主要包含三个步骤：u场地设计标高的确定场地设计标高的确定场地初步设计标高的计算场地初步设计标高的计算场地设计标高的调整场地设计标高的调整u土方量计算土方量计算确定零线确定零线挖填方的分界线挖填方的分界线计算各区格土方量计算各区格土方量计算挖方和填方总工程量计算挖方和填方总工程量u土方调

7、配的规划土方调配的规划2.2.1 2.2.1 场地设计标高的确定场地设计标高的确定 （1 1）场地设计标高的确定原则：）场地设计标高的确定原则：主要考虑因素主要考虑因素: :满足工艺和运输的要求满足工艺和运输的要求尽量利用地形，减少挖填方量尽量利用地形，减少挖填方量场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少场地内挖、填方平衡，土方运输总费用最少有一定的泄水坡度（有一定的泄水坡度（0.0020.002），满足排水要），满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。求，并考虑最大洪水水位的影响。挖、填土方量平衡挖、填土方量平衡关键关键 （2 2）初步计算场地设计标高）初步计算场地设计标高4321043241

8、HHHHNH2 21 13 34 4NHHHHHNiiiii4)(143210方格网方格网满足挖填方平衡满足挖填方平衡的平均高度的平均高度 （3 3）场地设计标高的调整）场地设计标高的调整 1 1）土可松性的影响）土可松性的影响问：问：* *土的可松性导致场地设计标高的提高？土的可松性导致场地设计标高的提高？ * *调整场地设计标高应采用最后可松性系数？调整场地设计标高应采用最后可松性系数？ 2）场内和场外挖、填土的影响）场内和场外挖、填土的影响问：问：以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？设计标高以上的填方工程设计标高以上的填方工程设计标高以下的挖方

9、工程设计标高以下的挖方工程就近从场外挖土就近从场外挖土就近弃土于场外就近弃土于场外小结：小结：填土量大，场地设计标高提高；填土量大，场地设计标高提高； 挖土量大，场地设计标高降低。挖土量大，场地设计标高降低。 3）泄水坡度对场地设计标高的影响）泄水坡度对场地设计标高的影响注：注：设计无要求时，泄水坡度设计无要求时，泄水坡度0.002。 2.2.2 2.2.2 土方量计算土方量计算 1 1）计算各角点的施工高度）计算各角点的施工高度 施工高度：施工高度：“+”+”填；填；“-”-”挖挖 2 2）确定）确定“零线零线” “ “零点零点”方格边界上施工高方格边界上施工高 度为度为0 0的点。的点。

10、“ “零线零线”“零点零点”所连成的线。所连成的线。 问：问：* * “ “零线零线”是否是挖填区的分界线？是否是挖填区的分界线？ * * “ “零线零线”是否是一条连续的线？是否是一条连续的线？ * * 假设场地无限大，假设场地无限大，“零线零线”是否封闭？是否封闭？ * * 在一个场地上是否会有多条在一个场地上是否会有多条“零线零线” ” ？nnnHHh自然标高设计标高 3 3）计算方格网内的土方量）计算方格网内的土方量u全挖全填全挖全填u两个角点为挖，另两个角点为填：两个角点为挖，另两个角点为填： A.A. B. B.u一个角点为挖，另三个角点为填一个角点为挖，另三个角点为填 A A.

11、. B B. .)443212hhhhaV（)(43222412122 . 1hhhhhhaV)(44124322324 . 3hhhhhhaV)(643413424hhhhhaV4432123 . 2 . 1)22(6VhhhhaV注：注：h hi i均为均为正值。正值。4 4）计算场地边坡的土方量）计算场地边坡的土方量坡度系数坡度系数：m=b/h 2.2.3 2.2.3 土方调配土方调配u 土方调配的原则土方调配的原则挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运距挖方量与运距的乘积之和尽可能最小。的乘积之和尽可能最小。近期施工和远期利用相结合。近期施工

12、和远期利用相结合。分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高的填方区。的填方区。尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重复挖、填复挖、填和运输。和运输。案案例例场地平整土方量计算与调配步骤回顾场地平整土方量计算与调配步骤回顾计算场地设计标高计算场地设计标高调整场地设计标高确定零线计算各方格挖填土方量挖填方平衡划分网格根据土的可松性调整根据泄水坡度调整，等计算各角点施工高度后定零线土方调配 2.3 2.3 排水和降低地下水排水和降低地下水 主要内容：主要内容：排除地面水和降低地下水排除地

13、面水和降低地下水2.3.1 2.3.1 排除地面水排除地面水 一般采用一般采用“疏疏”，“堵堵”，“挡挡”的办的办法。法。 “ “疏疏”设置排水沟；设置排水沟； “ “堵堵”截水沟；截水沟； “ “挡挡”修筑土堤。修筑土堤。 2.3.2 2.3.2 降低地下水降低地下水 主要方法：主要方法：集水坑降水法和井点降水法。集水坑降水法和井点降水法。 2.3.2.12.3.2.1集水坑降水法（即明排水法）集水坑降水法（即明排水法）u集水坑的设置要求集水坑的设置要求设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底设置在基础范围以外，地下水走向的上游，以防止坑底的土颗粒流失。的土颗粒流失。直径或宽度：直径

14、或宽度：0.6-0.8m0.6-0.8m；间距：间距：20-40m20-40m。深度：随挖土加深而加深，深度：随挖土加深而加深，低于挖土面低于挖土面0.7-1m0.7-1m，基坑底，基坑底面下面下1-2m1-2m。构造：底部设构造：底部设300300厚碎石滤厚碎石滤水层或水层或100100厚砾石上部厚砾石上部100100厚厚粗砂。粗砂。u主要抽水设备主要抽水设备离心泵和潜水泵离心泵和潜水泵集水坑降水集水坑降水 2.3.2.2 2.3.2.2 流沙及其防治流沙及其防治 （1 1）流沙产生的条件）流沙产生的条件 当土质为细沙或粉沙，又采用集水坑降水时，基坑一旦开当土质为细沙或粉沙，又采用集水坑降水

15、时，基坑一旦开挖到地下水位以下（约挖到地下水位以下（约0.50.5米），坑底下的土有时会形成流动米），坑底下的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流沙。状态，随地下水一起涌入坑内，就形成流沙。 重要概念后果：后果：施工条件恶化施工条件恶化地基完全丧失地基完全丧失承载能力承载能力附近建筑物沉附近建筑物沉降，倾斜。降，倾斜。流沙流沙 （2 2）流沙形成原因）流沙形成原因u内因内因土质问题土质问题均匀均匀：颗粒级配中，土的不均匀系数小于：颗粒级配中，土的不均匀系数小于5 5。粘性差粘性差：土的颗粒组成中，粘粒含量：土的颗粒组成中，粘粒含量1010，粉粒含量粉粒含量75%75%土松土松：

16、天然空隙比：天然空隙比0.750.75水多水多：含水量：含水量30%30% 因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥因此，流砂易在粉土、细砂、粉砂和淤泥土中发生。土中发生。 u外因外因与土重作用相反的动水压力与土重作用相反的动水压力动水压力的性质动水压力的性质：作用方向与水流方向相同；作用方向与水流方向相同；与水力坡度和水头差成正比；与水力坡度和水头差成正比；与渗透路径成反比。与渗透路径成反比。实际上就是渗流力，水施于单位土体内实际上就是渗流力，水施于单位土体内 土颗粒上的拖曳力土颗粒上的拖曳力土的浸水容重土的浸水容重 浮重度浮重度动水压力动水压力021vDflhhGjij （3 3）管涌冒砂）管

17、涌冒砂 定义定义基坑底位于不透水层，其下为承压基坑底位于不透水层，其下为承压蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托力蓄水层，当覆盖土的重力小于承压水的托力时，发生管涌冒砂现象。时，发生管涌冒砂现象。rhHw（4 4）流沙的防治）流沙的防治 原则：治砂必先治水原则：治砂必先治水u减小或平衡动水压力减小或平衡动水压力强挖并抛大石块强挖并抛大石块水下挖土法水下挖土法u减小水位差，使动水压力作用方向向下减小水位差，使动水压力作用方向向下人工降低地下水位人工降低地下水位u截断地下水流。截断地下水流。设止水帷幕设止水帷幕u加长渗透路径加长渗透路径打钢板桩打钢板桩 2.3.2.3 2.3.2.3 井点降水井点

18、降水 （1 1）井点降水的类型和适用范围）井点降水的类型和适用范围 在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设在基坑开挖前，预先在基坑周围或在基坑内设置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽置一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。水，使地下水位降至基坑以下并稳定后才开挖基坑。 （2 2）轻型井点设备）轻型井点设备 包括：包括：管路系统和抽水设备组成。管路系统和抽水设备组成。u管路系统管路系统包括：井点管、滤管、弯联管和总管等：包括：井点管、滤管、弯联管和总管等： 滤管滤管38385050， L=120mmL=120mm钢管，上开直径为钢管，上

19、开直径为12121919的透水孔。的透水孔。井点管井点管直径为直径为38385050，L=5L=57m 7m 的无缝钢管，一般长的无缝钢管，一般长度为度为6m6m。总管总管直径为直径为100100127127，L=4m L=4m 的无缝钢管，每隔的无缝钢管，每隔0.80.8或或1.2m1.2m有一个连接孔。有一个连接孔。弯连管弯连管一般用钢管，塑一般用钢管，塑料管，常用塑料管。料管，常用塑料管。 井点管井点管总管总管弯连管轻型井点降水系统轻型井点降水系统（2 2）轻型井点）轻型井点设备设备u抽水系统抽水系统抽水原理抽水原理 地下水（气）在真空地下水（气）在真空度的作用下，进入水气度的作用下，进

20、入水气分离器，然后水由抽水分离器，然后水由抽水机抽出，气由真空泵抽机抽出，气由真空泵抽出，不断循环，从而降出，不断循环，从而降低地下水位。低地下水位。设备设备 真空泵、抽水机、水真空泵、抽水机、水气分离器等气分离器等。 （3 3） 轻型井点布置轻型井点布置 一般按照：单排、双排、环形布置。一般按照：单排、双排、环形布置。 1 1）单排井点布置）单排井点布置中部中部地下水上游地下水上游大于基坑宽大于基坑宽透水层透水层HHhi L 16m降水降水6m降水降水5m3）二级轻型井点）二级轻型井点n 南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水

21、，辅以管井井点降水，放坡大开二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。挖，挂网喷浆护坡。第一级第二级u2 2）涌水量的计算）涌水量的计算单井涌水量的计算单井涌水量的计算达西线性渗透定律达西线性渗透定律 涌水量涌水量= =渗透系数渗透系数过水断面积过水断面积水力坡度水力坡度即：即：Q=KAIQ=KAI l 对于无压完整井：对于无压完整井：式中：式中：HH含水层厚度（含水层厚度（m m）；）；hh井内水深（井内水深（m m） RR抽水影响半径（抽水影响半径（m m）；）；rr水井半径（水井半径（m m）；）； SS水井内水位降低值，水井内水位降低值，S SH-hH-h。dmrR

22、SSHKQ/lglg2366. 13A A圆柱表面圆柱表面积积 (4)(4)轻型井点计算轻型井点计算 主要计算内容主要计算内容：基坑涌水量（：基坑涌水量（Q Q）、井点管数量）、井点管数量(n)(n)、 井距（井距（D D）等。）等。u1)1)井的形式井的形式 地下水表地下水表面具有一面具有一定水压定水压群井群井x x0 0R Rrx0单井单井R RAX 0群井涌水量的计算群井涌水量的计算l对于无压完整群井：对于无压完整群井：0lnln)2366. 1XRSSHKQ（HKSR95. 1环状轻型井点环状轻型井点假想半径假想半径0lnln)2366. 1XRSSHKQ（0 0有效影响深有效影响深度

23、度l无压非完整群井涌水量无压非完整群井涌水量 完整井的公式完整井的公式 非完整井的公式非完整井的公式00lnln)2366. 1XRSSHKQ（注：注：H H0 0HHu3 3）井点管数量（）井点管数量（n n）和间距（）和间距（D D）的确定）的确定 nQq 11 .DLn式中：式中：q q单根井点管最大出水量；单根井点管最大出水量； d d滤管直径。滤管直径。避免相邻井点管相避免相邻井点管相互干扰互干扰问：问：渗透系数小，则井点管间距小？渗透系数小，则井点管间距小？ 井点管间距越小，则降水效果越好？井点管间距越小，则降水效果越好？ 若计算结果若计算结果D15d（应增大（应增大q q，减小，

24、减小n n，增大，增大D D，以满足，以满足D15dD15d）（5 5）轻型井点抽水设备的选择）轻型井点抽水设备的选择u真空抽水设备：真空抽水设备：W5W5、W6W6W5W5型：总管长度不大于型：总管长度不大于100m100mW6W6型：总管长度不大于型：总管长度不大于120m120m真空泵抽水过程中的最低真空度真空泵抽水过程中的最低真空度式中：式中：hh降水深度（降水深度（m m）；）； hh水头损失，近似取水头损失，近似取1-1.5m1-1.5mu射流泵设备射流泵设备QJD-60QJD-60、QJD-90QJD-90、JS-45JS-45其排水量分别为：其排水量分别为：60m3/h,90m

25、3/h,45m3/h,60m3/h,90m3/h,45m3/h,总管长度不大于总管长度不大于50m50m。)(10hhhku水泵水泵 一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸一般选用单级离心泵，其型号根据流量、吸水扬程、与总扬程确定。水扬程、与总扬程确定。水泵的流量应比基坑涌水量大水泵的流量应比基坑涌水量大10%-20%10%-20%，水泵，水泵的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之的吸水扬程，要大于降水深度和各项水头损失之和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。和，总扬程应大于吸水扬程与出水扬程之和。多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井多层井点系统中，下层井点的水泵应比上层井点的总扬程

26、要大，以免中途接力。点的总扬程要大，以免中途接力。一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透一般一台真空泵配一台水泵作业，当土的渗透系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。系数和涌水量较大时，也可采用两台水泵。（6 6）轻型井点的施工）轻型井点的施工 施工内容包括：施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、准备工作、井点系统埋设、 使用与拆除。使用与拆除。u准备工作准备工作 材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）；砂滤料等）； 排水沟的开挖；排水沟的开挖； 标高观测及防止沉降的措施；标高观测及防止沉降的措施； 设置水位观测孔。设置水位观测孔。u井

27、点埋设井点埋设u挖井点沟槽挖井点沟槽u排放总管排放总管u埋设井点管埋设井点管u用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。u井点管埋设的方法井点管埋设的方法冲水管冲孔冲水管冲孔钻孔钻孔l直接利用井点管水冲下沉；直接利用井点管水冲下沉；l以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。以带套管的水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔每根井点管沉没后应检验其渗水性能：井点管与孔壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内壁之间填砂滤料时，管口应有泥浆水冒出，或向管内灌水时，能很快下渗。灌水时，能很快下渗。第一组井点系

28、统安装完毕后应进行抽水试验，检查第一组井点系统安装完毕后应进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。管路接头质量、井点出水状况、抽水设备运转情况等。降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取降水过程中应对建筑物进行沉降观测，必要时采取防护措施防护措施 2.4 2.4 土方边坡和支护土方边坡和支护 土壁稳定主要依靠土体的土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度抗剪强度来维持平衡来维持平衡 土体抗剪强度来源于土体的土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）内摩擦力和粘结力（内聚力） 土体塌方的本质土体塌方的本质剪应力剪应力 抗剪强度抗剪强度 其主要原因其主要原因开挖过深、土

29、质较差、放坡太小，水的侵开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合原因。入以及支护较弱等综合原因。 防止土体塌方的主要措施防止土体塌方的主要措施放坡及支撑等放坡及支撑等。2.4.1 2.4.1 土方边坡坡度和边坡稳定土方边坡坡度和边坡稳定u 1 1）土方边坡）土方边坡 即放坡宽度即放坡宽度b=b=坡度系数坡度系数m m开挖深度开挖深度h h 确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深度、使用情况（堆载）、使用时间等。深度、使用情况（堆载）、使用时间等。bh坡度hmhbmb ,坡度系数：u2 2）边坡稳定）边坡稳定边坡稳定边坡

30、稳定抗剪强度抗剪强度 剪应力剪应力土体塌方土体塌方剪应力剪应力 抗剪强度抗剪强度剪应力的增加剪应力的增加外力外力l边缘堆土或机械；边缘堆土或机械；l水侵入边坡，使土的含水量增加；水侵入边坡，使土的含水量增加；l地下水产生的动水压力；地下水产生的动水压力；l土体内水的静压力等。土体内水的静压力等。抗剪强度降低抗剪强度降低外因转换为内因外因转换为内因l由于受风化作用使土质变松；由于受风化作用使土质变松；l土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；土受地下水的侵蚀而产生润滑作用；l饱和细，粉沙受振动而液化。饱和细，粉沙受振动而液化。 2.4.2 2.4.2 基坑无支护开挖基坑无支护开挖 常用于深度不大且土质较

31、好的基坑，常用于深度不大且土质较好的基坑，应是施工条件允许应是施工条件允许时首选的开挖方式时首选的开挖方式。无支护开挖无支护开挖 直立壁开挖直立壁开挖 放坡开挖放坡开挖天然自立边坡开挖天然自立边坡开挖人工加固边坡开挖人工加固边坡开挖深度深度5m5m无支撑边坡无支撑边坡2.4.3 2.4.3 人工加固边坡人工加固边坡为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖为保护土质边坡的稳定、坚固，常对开挖坡面采取一定的加固措施进行护坡。坡面采取一定的加固措施进行护坡。常用的边坡加固方法常用的边坡加固方法 水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、堆置水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、堆置砂砂( (土土) )包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或

32、挂网包护坡、塑料膜覆盖，喷浆或挂网喷射混凝土等。喷射混凝土等。 经以上边坡加固方法处理过的边坡即经以上边坡加固方法处理过的边坡即称为人工加固边坡。称为人工加固边坡。 水泥砂浆抹面水泥砂浆抹面常用于保护易风化的软质岩石、老常用于保护易风化的软质岩石、老粘性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一般作粘性土及破碎岩石边坡坡面的稳定，一般作303050mm50mm厚厚水泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双水泥砂浆抹面。如用于一般土质边坡，常沿坡面打入双向间距向间距1.0m1.0m左右长左右长1 11.5m1.5m的的级螺纹钢筋级螺纹钢筋( (直径直径101016mm)16mm)以加强砂浆面层与坡面土

33、体的连结。以加强砂浆面层与坡面土体的连结。 浆砌片石护坡浆砌片石护坡对各种土质或岩石边坡，为防止风化对各种土质或岩石边坡，为防止风化剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡度应小于剥落或滑坍，可采用浆砌片石护坡，坡度应小于 10.510.5，竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑一定高竖直边坡也可采用红砖砌筑。也可在坡脚处砌筑一定高度的浆砌片石或红砖墙，用于反压及挡土。度的浆砌片石或红砖墙，用于反压及挡土。 叠置砂叠置砂( (土土) )袋护坡袋护坡对已发生或将要发生滑坍失稳或对已发生或将要发生滑坍失稳或变形较大的边坡，常用叠置砂袋或土袋变形较大的边坡，常用叠置砂袋或土袋( (草袋或土工织物草袋或

34、土工织物袋袋) )，置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用。，置于坡脚或坡面，具有排水反压，抗滑稳定的作用。 塑料薄膜覆盖护坡塑料薄膜覆盖护坡在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄在坡面铺设抗拉或防水的塑料薄膜膜( (土工布土工布) )，其上覆盖素土、砂土、砂浆抹面等，对坡，其上覆盖素土、砂土、砂浆抹面等，对坡面进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。面进行防水、防风化、防坡面土流失的加固处理。2.4.4 2.4.4 土壁支护土壁支护 工程特点、开挖深度工程特点、开挖深度采用土壁支护应根据采用土壁支护应根据 地质条件、地下水位地质条件、地下水位 临近建筑物的情况临近建筑物的情况 施工方法施工方法

35、要求：牢固可靠；经济合理；确保安全要求：牢固可靠；经济合理；确保安全 钢（木）支撑钢（木）支撑 板桩板桩常用方法：常用方法： 灌注桩灌注桩 深层搅拌桩深层搅拌桩 地下连续墙地下连续墙u （1 1）板桩支护）板桩支护 l 作用作用连续板桩既可挡土，又可挡水连续板桩既可挡土，又可挡水。当开挖当开挖的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，如的基坑较深，地下水位较高且有可能发生流砂时，如果未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构果未采用井点降水方法，则宜采用连续板桩支护结构l 类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。类型：木板桩；钢筋混凝土板桩；钢板桩等。1 1）钢木混合式板桩）钢木混合式板桩

36、 适用适用埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅；埋深较浅的黏土，沙土层，地下水位较浅； 注意注意-软土地基要慎用。软土地基要慎用。2)2)工字钢工字钢(H(H型钢型钢) )衬板支护结构衬板支护结构n适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。地基中较难施工。n挖深挖深25m25m。 传力机理：传力机理：土的侧压力土的侧压力衬板衬板工工字钢桩字钢桩导导梁（或顶撑梁（或顶撑或拉锚）。或拉锚）。3 3）钢板桩支护）钢板桩支护l 由带锁口或钳口的热

37、轧型钢制成，既能挡土又能挡由带锁口或钳口的热轧型钢制成，既能挡土又能挡水。适用于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的深水。适用于较弱地基土及地下水位较高，水量较多的深基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。基坑工程，在砂砾及密实砂土中施工困难。l挖深挖深15m15m。问：问：哪个哪个截面刚度截面刚度最大，哪最大，哪个最小？个最小？最小最小最大最大4 4）钢板桩支护）钢板桩支护l特点特点打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又打设方便，重复使用，承载力大，既可挡土，又可挡水等；可挡水等；l分类分类无锚板桩无锚板桩( (悬臂式板桩悬臂式板桩)悬臂长度一般不超过悬臂长度一般不超过5m5m；有锚板桩有

38、锚板桩-板桩上部用拉锚或顶撑加以固定板桩上部用拉锚或顶撑加以固定, ,又分为单又分为单锚和多锚，常用单锚板桩。锚和多锚，常用单锚板桩。l单锚板桩设计要素：单锚板桩设计要素：入土深度、截面弯距、锚杆拉力入土深度、截面弯距、锚杆拉力。l主要破坏形式：主要破坏形式：入土深度不够入土深度不够本身强度、刚度不够本身强度、刚度不够拉锚承载力或长度不够拉锚承载力或长度不够5 5）钢筋混凝土板桩）钢筋混凝土板桩n传统支护结构，企口榫接有传统支护结构，企口榫接有较好防水作用。厚可达较好防水作用。厚可达500mm500mm，总费用低。已向，总费用低。已向薄壁工字形方向发展大截面薄壁工字形方向发展大截面如如5005

39、00500mm500mm以上，壁厚以上，壁厚100100120mm120mm，腹板预制后在，腹板预制后在现场浇成整体。在两工字形现场浇成整体。在两工字形板桩间钻孔注浆堵漏。板桩间钻孔注浆堵漏。n挖深挖深10m10m。n适用软土、一般粘性土。适用软土、一般粘性土。u（2 2）灌注桩支护结构）灌注桩支护结构n应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成桩墙式支护结构，以抵抗不同条件下侧向水、土压力。桩墙式支护结构，以抵抗不同条件下侧向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁( (帽梁帽梁) )，使支护桩

40、共同工作，提高整体性。使支护桩共同工作，提高整体性。 1 1）稀疏排桩）稀疏排桩仅挡土仅挡土, ,不可挡水不可挡水 应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。 2 2）稀疏排桩加水泥砂浆抹面）稀疏排桩加水泥砂浆抹面可挡土、挡水可挡土、挡水 稀疏排桩间距稀疏排桩间距S S较大时用。桩净距一般较大时用。桩净距一般1.0m1.0m以内，以以内，以0.60.60.8m0.8m为宜。为宜。基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工分层施工。3 3）连续排桩）连续排桩 灌注桩连续排列。排列方式有多种，图中黑色桩灌注桩连续排列。排列方式

41、有多种，图中黑色桩为素混凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无为素混凝土桩，或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。筋桩。问：问：能否既可挡土，又可挡水？能否既可挡土，又可挡水？挡水挡水挡土挡土4 4）双排式双排式( (或框架式或框架式) )灌注桩支护灌注桩支护仅挡土仅挡土 灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构灌注桩双排布置，用盖板连接形成门式刚架结构。5 5）连拱式支护结构）连拱式支护结构仅可挡土仅可挡土l新型的大直径与小直径桩的组合结构，拱的矢高新型的大直径与小直径桩的组合结构，拱的矢高f=(1/4f=(1/41/2)L1/2)L。l桩顶用钢筋混凝土圈梁桩顶用钢筋混凝土圈梁( (即盖

42、板即盖板) )相连接，基坑较深时相连接，基坑较深时可加可加1 12 2道横肋梁以增强拱截面的整体性，可省去内道横肋梁以增强拱截面的整体性，可省去内支撑或土层锚杆。支撑或土层锚杆。6 6）挡土与阻水组合排桩支护结构挡土与阻水组合排桩支护结构 可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，既可挡土又可止水既可挡土又可止水，其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用，其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用于软土地区（淤泥质土，地基承载力于软土地区（淤泥质土，地基承载力120kPa120kPa粘性土）粘性土）的深基坑工程，挖深的深基坑工程，挖深8m8m。u（3 3）重力式水泥

43、土挡墙）重力式水泥土挡墙格栅式水泥土挡墙构造要求格栅式水泥土挡墙构造要求 墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于纵向长度的纵向长度的1/4； 挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙挡墙的转角处宜采用圆弧形实墙(实体式实体式)。 纵向墙体与拉结格构墙搭接均应不小于纵向墙体与拉结格构墙搭接均应不小于150mm，作，作为止水结构的纵向搭接应不小于为止水结构的纵向搭接应不小于200mm。 挡墙宽度一般取开挖深度的挡墙宽度一般取开挖深度的0.60.8倍，墙体在基坑倍，墙体在基坑底面下的嵌固深度取开挖深度的底面下的嵌固深度取开挖深度的0.81倍。倍。 根据基坑条件可

44、做成变阶宽度和深度，也可成拱。根据基坑条件可做成变阶宽度和深度，也可成拱。 为加强整体性，挡墙可插入毛竹为加强整体性，挡墙可插入毛竹(大头直径不小于大头直径不小于100mm，长度，长度4m左右左右)，墙顶应设置钢筋混凝土压顶，墙顶应设置钢筋混凝土压顶(地圈梁地圈梁)，厚度取，厚度取200mm，配，配12200双层双向。双层双向。 在可能的情况下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路在可能的情况下，宜将压顶与基坑周围的混凝土路面或地面连成一体面或地面连成一体。u（4 4）深层搅拌桩）深层搅拌桩深层搅拌桩施工质量要求深层搅拌桩施工质量要求桩位准确、桩体垂直桩位准确、桩体垂直放线误差放线误差20mm20mm

45、就位误差就位误差50mm50mm成桩误差成桩误差100mm100mm水泥浆不得离析水泥浆不得离析水灰比水灰比0.4-0.60.4-0.6，水泥浆停置时间不超过水泥浆停置时间不超过2h2h，不得离析，不得离析确保水泥搅拌桩的强度与均匀性确保水泥搅拌桩的强度与均匀性搅拌下沉速度不超过搅拌下沉速度不超过0.7m/min0.7m/min喷浆提升速度不超过喷浆提升速度不超过0.5m/min0.5m/min确保加固体的连续性确保加固体的连续性相邻桩间施工间隔不超过相邻桩间施工间隔不超过24h24hu （5 5）土层锚杆）土层锚杆1 1）土层锚杆构造）土层锚杆构造锚头锚头 一般由锚具、台座和腰梁等组成。一般由锚具、台座和腰梁等组成。自由段自由段 位于土体主动滑裂面内的部分位于土体主动滑裂面内的部分。 由锚筋、隔离套、定位板由锚筋、隔离套、定位板( (器器) )及水泥及水泥砂浆等构成。定位板砂浆等构成。定位板( (器器) )一般用硬塑料或铁板一般用硬塑料或铁板、钢筋等制成。、钢筋等制成。锚固段锚固段 位于土体主动滑裂面以外位于土体主动滑裂面以外，由锚筋、定位器、锚固体由锚筋、定位器、锚固体构成。锚固段是用水泥砂浆或水泥浆将锚筋与土体粘结在构成。锚固段是用水泥砂浆或水泥浆将锚筋与土体粘结在一起的锚固体。一起的锚固体。锚头锚