第一章-土方工程3

1、2022-6-141建筑施工技术2022-6-142工程项目管理绪论工程项目管理绪论2022-6-1432022-6-1442022-6-1452022-6-146绪论1、课程的目的、性质和任务 建筑施工技术是“建筑工程”专业的一门重要专业技术课程。本课程主要研究建筑工程中各工种施工工艺、方法以及常用的工程机械、工具等，阐明工程质量要求及安全技术措施。本学科涉及的理论面广，实践性、法规性强，而且施工技术发展迅速。课程教学的目的和任务是使学生掌握建筑工程施工技术的基础知识、基本理论和决策方法，使学生具有解决建筑工程施工技术和施工组织计划问题的初步能力，并具备一定的实践操作技能，把学生培养成为理论

2、知识与实践技能相结合的高级职业技术人才。2、课程教学基本要求注重培养学生分析问题、解决问题的能力； 提高掌握和使用各类施工规范的能力；具备完成各项施工措施设计的能力；培养理论联系实际的能力；有主要工种（砌筑、立模、钢筋加工邦扎）实际操作的能力。2022-6-147土方工程是建筑工程的先导工程，是建筑施工主要的工种工程之一。它的施工过程包括土的开挖、爆破、运输、填筑、平整和压实。工业与民用建筑工程中土方工程一般分为四类： 1.场地平整 2.基坑(槽)及管沟开挖 3.地下工程大型土方开挖 4.土方填筑第一章 土方工程 2022-6-148第一节 概述 土方工程是指：土的挖掘、填筑、运输等过程，以及

3、土方施工中的排水、降水、土壁支撑等施工准备和辅助工程等过程。 常见的土方工程包括：场地平整，基槽、基坑、管沟等的土方开挖，地坪、路基填筑，基坑回填土等施工过程。2022-6-149土方工程的施工特点 1、影响因素多：土石方的种类多、土石方成分复杂、人类活动造成土石方的变化。 2、施工条件复杂：地形、地物、水文、气候 3、工程量大、面广：管沟、基坑、基槽、人防、地下工程、水下挖土等； 4、劳动强度大、费时多：人工开挖、机械开挖、爆破开挖； 5、质量要求高：1）开挖的长、宽、高尺寸；2）开挖的位置；3）开挖的高程；4）土方的稳定性；5）槽、坑底的承载力2022-6-1410一、土的工程分类 根据土

4、的开挖难易程度开挖难易程度将土分为八类。 第一类为松软土，其开挖方法用锹、锄头挖掘。 第二类为普通土，一般用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松后开挖。 第三类为坚土，主要用镐，少许用锹、锄头开挖，部分须用撬棍。 第四类为砂砾坚土，其开挖一般先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分须用锲子及大锤。 第五类为软石，须用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法开挖。 第六类为次坚石，须用爆破方法开挖，部分用风镐。 第七类为坚石，须用爆破方法进行开挖。 第八类为特坚石，须用爆破方法进行开挖。2022-6-1411表表11 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土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可

5、松性系数 现场鉴别方法现场鉴别方法 K KS SK Ks s一类土一类土( (松软土松软土) ) 砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥) 1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘 二类土二类土( (普通土普通土) ) 亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土 1.141.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土三类土( (坚土坚土) ) 软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土四类土( (砂砂砾坚土砾坚土)

6、) 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 1.1 概概 述述2022-6-1412土的分类土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs五类土五类土( (软石软石) ) 硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法 六类土六类土( (次坚石次坚石) ) 泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩 1.301.45 1.101.

7、20 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土七类土 ( (坚石坚石) ) 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖 八类土八类土( (特坚硬特坚硬石石) ) ) ) 安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖 2022-6-1413二、土的工程性质 土的工程性质对土方工程的施工将会产生直接的影响，土的工程性质主要包括：土的密度、土的可松性、土的含水量、土的渗透性等性质。 土的基本组成：固相、气

8、相、液相2022-6-1414(一）土的密度、表观密度、堆积密度 1、密度（真密度）绝密状态 注意： 1）单位体积 2）绝密状态 2、表观密度（视密度）自然状态 1）没有经过扰动 2）环刀取样干燥称重 3、堆积密度（视在密度）堆放状态 vm实体 m” m mVsVvV气体水2022-6-1415（二）密实度材料固体物质充实的程度固体所占体积百分率 100 % 100% 100% 1)主要应用于填土压实的检测。 2）现场取样VVsDomm0 2022-6-1416（三）孔隙率P =P- 材料的孔隙率VV-空隙体积V-材料总体积 vVV2022-6-1417二、土的可松性土的可松性：土具有可松性即

9、自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即 天然状态下的土 松散状态下的土 V1 土方开挖 V2松散状态下的土 夯实状态下的土 V2 土方回填 V3（1）最初可松性系数Ks（2）最终可松性系数Ks3211(11)(12 )ssVVKKVV2022-6-1418 土的可松性系数 土的类别土的类别 KSKS/土的类别土的类别KSKS/一类土1.081.171.011.03四类土1.261.451.061.20二类土1.141.241.021.05五类土1.301.501.101.30三类土1.241.301.041.07六类土1

10、.451.501.281.302022-6-1419例1例题例题1：计算图示条形基础：计算图示条形基础40m长度的挖土量？若留下长度的挖土量？若留下回填土后，余土用每辆可装运回填土后，余土用每辆可装运2.5m3的运土汽车全部的运土汽车全部运走，试计算预留土方量和运土车次？（基槽两端不运走，试计算预留土方量和运土车次？（基槽两端不放坡，放坡，Ks1.25，Ks1.04）图1 基础大样图2022-6-1420解：解：V1（挖土体积）=1.8X1.7X40=122.4m3V3（回填体积）=1.8X1.7X40-【1.5X0.5+（0.45X1.2）】X40=70.8m3由KsV3V1 V1*=70.

11、8/1.04=68.08m3 运土土方量V1* *=122.4-68.08=54.32m3（自然土） 运土土方量V2* *=54.32X1.25=67.9m3 运土车次=54.32X1.25/2.5=27.16=27车 答：需运27 车。2022-6-1421三、土的天然含水量三、土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。表达式为：百分比。表达式为： 式中：式中：m m湿湿含水状态土的质量，含水状态土的质量，kgkg； m m干干烘干后土的质量，烘干后土的质量，kgkg； m mW W 土中水的质量，土中水的质量，kgkg；

12、 m mS S固体颗粒的质量，固体颗粒的质量，kgkg。 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。-100%100%(1 3)wsmmmWmm干湿干2022-6-1422四、土的渗透性四、土的渗透性 土的渗透性：土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。 2022-6-1423四、土的渗透性四、土的渗透性 土的渗透性：土的渗透性：是指土体被水透过的性质。用渗透系数K来表示。VKI ihL V水在土中的渗流速度； i水力坡度； h水

13、头差； L渗流路程。2022-6-1424表表1 12 2 土的渗透系数参考表土的渗透系数参考表 土的名称土的名称 渗透系数渗透系数(m/d) (m/d) 土的名称土的名称 渗透系数渗透系数(m/d) (m/d) 粘土 0.005 中砂 5.0020.00 亚 粘 土 0.0050.10 均质中砂 3550 轻亚粘土 0.100.50 粗砂 2050 黄土 0.250.50 圆 砾 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 细砂 1.005.00 渗透系数：渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井

14、点的主要参数。土的渗透系数见表见表12所示所示。 2022-6-1425第二节 场地平整 场地平整就是将自然地面改造成人们所需要的设计平面的施工过程。 场地平整包括：场地设计平面的确定、挖填土方量的计算、土方调配等。 场地平整基本要求：（1）场地设计标高应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水水位等要求，（2）力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。 2022-6-14262022-6-1427一、场地平整设计平面的确定 设计标高确定的一般方法是按如下步骤计算的： 划分场地方格网； 计算或实测各角点的原地形标高； 计算场地设计标高； 泄水坡度调整。2022-6-1428 1、划分场地平整方格网

15、划分场地平整方格网： a1040m。2022-6-14292、确定方格网各角点的自然地面标高 确定方法：实测法、插入法（计算法、图解法）xlhhhhhhABxxA-4=+=插入法：2022-6-1430 3、计算场地平整初步设计标高H0 H0（H1 2H2 3H3 4H4）4NH1仅属于一个方格的角点自然地面标高之和；H2仅属于二个方格的角点自然地面标高之和；H3仅属于三个方格的角点自然地面标高之和；H4仅属于四个方格的角点自然地面标高之和； N方格网数2022-6-14310)4HN 0)4HN 2022-6-14324、设计标高的调整所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还需考虑以下因素进一

16、步进行调整:（1）土具有可松性；（2）填(挖)影响；（3）边坡填挖量不等；（4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外挖填土的变化。5、根据场地泄水坡度计算方格各角点的设计标高Hn：由于排水要求，场地表面场有一定的泄水坡度。因此，还需根据场地泄水坡度的要求（单面泄水或双面泄水），计算出场地内各方格角点实际施工时的设计标高。 (1)单向泄水 HnH0ixLx (2)双向泄水 HnH0ixLxiyLy2022-6-1433二、场地平整土方量地计算 1、计算方格各角点的施工高度hn： hnHnH “”为填方；“”为挖方；“0”为不挖不填的点称零点。 2、确定零点和零线 连接零点确定零线 插入法确

17、定零点：21121hhahx+=2022-6-14343、计算场地填挖土方量 场地土方量的计算，是先计算方格网中各方格的挖（填）土方量，然后进行汇总得到整个场地的挖（填）土方量。 各方格的土方量计算，是根据方格角点的施工高度按四棱柱法或三棱柱法计算 四棱柱法计算将方格分为三种情况：全挖全填方格、两挖两填方格、三挖一填（或三填一挖）方格。2022-6-1435（1）全挖全填方格方格四个角点全部为挖（或填）的方格，土方量为：)(443212hhhhaV2022-6-1436（2）两挖两填方格 方格相邻两角点为挖，另两点为填。其土方量为：)(4)(44124322324 . 33222412122

18、. 1hhhhhhaVhhhhhhaV+=+=填方量：挖方量：2022-6-1437（3）三挖一填（三填一挖）方格方格的三个角点为挖，另一角点为填。（或方格的三个角点为填，另一角点为挖）其土方量为：4432123 . 2 . 143413424)-22(6)(6VhhhhaVhhhhhaV+=+=挖方量：填方量：2022-6-1438（4）场地边坡土方量 场地四周边坡土方量计算，是在场地角点边坡宽度确定后，绘出边坡平面轮廓尺寸图，近似的按三棱锥体和三棱柱体的体积计算。2022-6-1439作业二 某建设场地（如图所示），设计方格边长为20m，试计算： 1、按挖填平衡的原则，确定场地平整初步设计

19、标高H0。 2、当iy2时，确定方格各角点的设计标高和施工高度。 3、计算该场地平整的填挖土方量。2022-6-1440作业图作业图2022-6-1441三、土方调配 土方调配是对挖土的利用、堆弃和填土的取得三者之间关系进行的综合协调处理，使土方工程施工费用少，施工方便，工期短。 土方调配的原则：应力求使场地内填挖平衡、运距最短、费用最省；考虑土方的利用，减少土方的重复挖填和运输；便于近期和后期施工和改土造田、支援农业生产。 确定土方调配方案： （一）划分调配区； （二）计算调配区之间的平均运距； （三）确定最优调配方案。 最优调配方案的确定方法：数理分析法、表上作业法。2022-6-1442

20、（一）初始调配方案的编制 初始调配方案的编制方法采用“最小元素法”。2022-6-1443最小元素法选最小平均运距为40的土方交换格，如A4、B3。挖 方 区填 方 区T1T2T3挖方量（m2）2704090500W36011070500W48010040040400填方量（m2）800600500 190019002022-6-1444挖 方 区填 方 区T1T2T3挖方量（m2）2705004090500W36011070500W48010040040400填方量（m2）800600500 190019002022-6-1445挖 方 区

21、填 方 区T1T2T3挖方量（m2）W15005070100500W2705004090500W33006010011010070500W48010040040400填方量（m2）800600500 190019002022-6-1446（二）最优方案的判别 第一步：计算位势数cij：cijuivj 填方区挖方区位势T1T2T3 vjuiv150v2100v360W1u10050W2u260040W3u3100600110070W4u4200402022-6-1447 第二步：计算检验数：ijcijuivj 检验数ij应满足：ij0 填方区挖方区位势T1T2T3 vjuiv150v2100v3

22、60W1u1005070+100W2u260+70040+90W3u3100600110070W4u420+80+1000402022-6-1448（三）方案的调整 第一步：在所有负检验数中选一个（一般先小后大），如本例计算中c12，将它所对应的变量x12作为调整对象。 第二步：确定x12的闭合回路 填方区挖方区位势T1T2T3 vjuiv150v2100v360W1u1005070+100W2u260+70040+90W3u3100600110070W4u420+80+1000402022-6-1449挖方区填方区T1T2T3A1500 x12A2500A3300100A42022-6-14

23、50 第三步：在x12的闭合回路中，沿闭合回路任意方向前进，选出各奇数转角数字最小的一个（如本例中为“100”），将其由x32调整到x12方格中。挖方区填方区T1T2T3A1500100A2500A3300 x32A42022-6-1451 第四步：将闭合回路中其它奇数转角的数字减去“100”，偶数转角的数字加上“100”，使填挖土方量仍然保持平衡，并得到新的土方调配方案。 填方区挖方区位势T1T2T3挖方量（m2） vjuiv150v270v360W1u104005010070+100500W2u230+7050040+90500W3u3104006011010070500W4u420+80

24、10040040400填方量（m2）800600500 190019002022-6-1452 第五步：用位势法重新检验新调配方案，检验数均满足：ij0，则该方案为最优方案。 计算总运输量： z400501007050040400601007040040 94000（m3m）2022-6-1453（四）土方调配图 由上述调配方案，绘制土方调配图。2022-6-14542022-6-1455作业三 试用“表上作业法”确定该土方调配（如下表）的最优调配方案。挖 方 区填 方 区T1T2T3T4挖方量（m3）W115020018024010000W2701401101704000W315022012

25、02004000W4100130801601000填方量（m3）1000700020009000 19000190002022-6-1456第三节 土方边坡及支护2022-6-1457一、土方边坡 土方直壁开挖深度规定，土方和爆破工程施工及验收规范（GBJ20183）。 表112 保证土方边坡稳定，防止土方边坡塌方的方法： 土方边坡坡度是以土方边坡的高度H与坡的底宽B之比表示。 土方边坡坡度：iHB1:m 土方边坡坡度系数：mBH2022-6-1458 施工中除应正确确定边坡，还要进行护坡，以防边坡发生滑动。土坡的滑动一般是指土方 边坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性

26、。边坡失稳往往是在外界不利因素影响下触动和加剧的。这些外界不利因素导致土体下滑力的增加或抗剪强度的降低。 土体的下滑使土体中产生剪应力。引起下滑力增加的因素主要有：坡顶上堆物、行车等荷载；雨水或地面水渗入土中使土的含水量提高而使土的自重增加；地下水渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。引起土体抗剪强度降低的因素主要是：气候的影响使土质松软；土体内含水量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。（一）影响边坡稳定的因素（一）影响边坡稳定的因素2022-6-1459（二）边坡坡度（二）边坡坡度 土方开挖需要考虑边坡稳定。 边坡可做成直线形直线形、折线形折线形或踏

27、步形踏步形（如图 ）。 土方边坡坡度以其高度 H 与其底宽度 B 之比表示 土方边坡坡度 = （） 式中， m = B/H ，称为坡度系数。 2022-6-1460（三）边坡开挖措施（三）边坡开挖措施 在挖方前，应检查定位放线、做好地面排水和降低地下水位工作，合理安排土方运输车的行走路线及弃土场。 边坡开挖时，应由上往下开挖，依次进行。弃土应分散处理，不得将弃土堆置在坡顶及坡面上。当必须在坡顶或坡面上设置弃土转运站时，应进行坡体稳定性验算，严格控制堆栈的土方量。边坡开挖后，应立即对边坡进行防护处理。施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统，并随时观测周围的环

28、境变化。 土方开挖工程的质量检查主控项目是开挖基坑的标高、长度、宽度以及边坡，此外还应检查表面平整度、基底土性等。 2022-6-1461二、基槽（坑）的支护 基槽（坑）支护的作用：支撑土壁、隔水； 基槽（坑）支护的类型： 1、橫撑式支撑 2、板、桩支护结构 3、重力式挡土墙2022-6-14621、横撑式支撑 横撑式支撑也称压杆式支撑：根据挡土板的设置方向有：水平挡土板支撑、垂直挡土板支撑；根据挡土板的设置方式有：连续支撑、断续支撑。2022-6-14632、板桩支护结构、板桩支护结构 板桩支护结构常有：悬臂式、支撑式。 板桩支护结构的组成：挡墙系统、支撑（或拉锚）系统。2022-6-146

29、4（1）挡墙系统 挡墙材料：型钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土灌注桩、地下连续墙等。 钢板桩有平板式和波浪式。2022-6-1465（2）支撑系统 支撑系统一般采用：大型钢管、H型钢或格构式钢支撑、现浇钢筋混凝土（如图）2022-6-1466钢板桩是一种较老的基坑支护，适用于软土、淤泥质土、松散砂土及地下钢板桩是一种较老的基坑支护，适用于软土、淤泥质土、松散砂土及地下水多地区。钢板桩的种类很多，基本上分为平板与波浪形板桩两类，每类中水多地区。钢板桩的种类很多，基本上分为平板与波浪形板桩两类，每类中又有多种形式。平板桩又有多种形式。平板桩(图图1.26槽钢和图槽钢和图1.27a一字型截面一

30、字型截面)承受轴向应力的性承受轴向应力的性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小，常用于能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小，常用于4m以下深度的较浅以下深度的较浅基坑或基槽，一般采用悬臂式板桩即依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳基坑或基槽，一般采用悬臂式板桩即依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳定或顶部设一道支撑或拉锚。定或顶部设一道支撑或拉锚。 图图1.26 槽钢钢板桩截面型式槽钢钢板桩截面型式 图图1.27 常用锁口的钢板桩截面型式常用锁口的钢板桩截面型式(a) 一字型截面一字型截面 2022-6-1467 波浪式板桩，尤其是波浪式板桩，尤其是“拉森拉森”式钢板桩式钢板桩(图图1

31、.27b)抗弯性能都较好，施工应用较抗弯性能都较好，施工应用较多。它有悬臂式板桩和有锚板桩两类，前者一般适用深度多。它有悬臂式板桩和有锚板桩两类，前者一般适用深度10m以下的基坑，后者以下的基坑，后者则可达则可达16m的基坑深度。有锚板桩是在板桩墙后设柔性系杆（如钢索、土锚杆的基坑深度。有锚板桩是在板桩墙后设柔性系杆（如钢索、土锚杆等）或在板桩墙前设刚性支撑（如大型型钢、钢管）加以固定。当基坑特别宽大等）或在板桩墙前设刚性支撑（如大型型钢、钢管）加以固定。当基坑特别宽大或基坑内不允许有刚性支撑阻拦时，则可设置柔性系杆。或基坑内不允许有刚性支撑阻拦时，则可设置柔性系杆。 图图1.27 常用锁口的

32、钢板桩截面型式常用锁口的钢板桩截面型式 (b) U型截面型截面 2022-6-1468“拉森拉森”式钢板桩支护式钢板桩支护2022-6-1469 作用：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：特点：土体稳定性好，位移小，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：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7090 。 工艺过程：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。3土钉墙支护土钉墙支护3土钉墙支护土钉墙支护2022-6-1470 在基坑开挖坡面，用机械钻孔在基坑开挖坡面

33、，用机械钻孔或洛阳铲成孔，孔内放钢筋并或洛阳铲成孔，孔内放钢筋并注浆，在坡面安装钢筋网，喷注浆，在坡面安装钢筋网，喷射射C20厚厚80200mm厚的混凝厚的混凝土，使土体、钢筋与喷射混凝土，使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合，成为深基坑土钉土面板结合，成为深基坑土钉支护，如图支护，如图1.30所示，所示，基坑坡面可以竖直基坑坡面可以竖直90，也可是，也可是80左右，土钉长度按计算确定。左右，土钉长度按计算确定。 适宜于地下水位以上或经降水适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土，在我国北方、非松散性的砂土，在我国北方、南方应用都较普遍，基坑深度

34、一南方应用都较普遍，基坑深度一般在般在6m以下。复合土钉可做到以下。复合土钉可做到10m深甚至以上。深甚至以上。图1.30 土钉实例 2022-6-14711、钻孔、钻孔2、安放钢筋或钻花钢管、安放钢筋或钻花钢管3、灌浆、灌浆4、绑扎钢筋网、绑扎钢筋网5、喷射混凝土、喷射混凝土2022-6-14722022-6-1473在成孔困难较软弱土中所用的钢管钉在成孔困难较软弱土中所用的钢管钉2022-6-14744、地下连续墙定义、地下连续墙定义 地下连续墙（地下连续墙（diaphragm wall panel trench，slurry trench，slurry wall，continuous d

35、iaphragm wall，cut-off wall等）开挖技等）开挖技术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工，连续墙施工，20世纪世纪5060年代该项技术在西方发达国家及前苏联得年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。由于目前挖槽机到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。由于目前挖槽机械发展很快，与之相适应的挖槽工法层出不穷；有不少新的

36、工法已经械发展很快，与之相适应的挖槽工法层出不穷；有不少新的工法已经不再使用膨润土泥浆；墙体材料已经由过去以混凝土为主而向多样化不再使用膨润土泥浆；墙体材料已经由过去以混凝土为主而向多样化发展；不再单纯用于防渗或挡土支护，越来越多地作为建筑物的基础，发展；不再单纯用于防渗或挡土支护，越来越多地作为建筑物的基础，所以很难给地下连续墙一个确切的定义所以很难给地下连续墙一个确切的定义1。一般地下连续墙可以定义。一般地下连续墙可以定义为为1：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（

37、水）、挡深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。土和承重功能的连续的地下墙体。2022-6-1475地下连续墙施工流程地下连续墙施工流程修修筑筑导导墙墙2022-6-1476导墙制作导墙制作导墙作用：在地下连续墙成槽前，应浇筑导墙及施工便道，导墙制作导墙作用：在地下连续墙成槽前，应浇筑导墙及施工便道，导墙制作必须做到精心施工，导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的轴线和标必须做到精心施工，导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的轴线和标高，导墙的作用是为成槽设备导向、存储泥浆稳定液位、维护上部土高，导墙的作用是为成槽设备导向、存储泥浆稳定液位、维护上部土

38、体稳定和防止土体坍落。关键要求是必须座于原状土上。体稳定和防止土体坍落。关键要求是必须座于原状土上。导墙施工顺序：平整场地导墙施工顺序：平整场地测量放样测量放样挖槽挖槽浇筑导墙垫层砼浇筑导墙垫层砼钢筋钢筋绑扎绑扎立模板立模板浇筑砼浇筑砼养护养护设置横向支撑设置横向支撑施工便道。整个地下施工便道。整个地下连续墙导墙分为多段施工，每段施工长度连续墙导墙分为多段施工，每段施工长度60m左右。导墙接缝采用错左右。导墙接缝采用错缝搭接，并且与地下墙接缝错开，由预留的水平钢筋连接起来，使导缝搭接，并且与地下墙接缝错开，由预留的水平钢筋连接起来，使导墙成为整体。墙成为整体。地下连续墙施工第一步地下连续墙施工

39、第一步修筑导墙修筑导墙2022-6-1477地下连续墙施工第一步地下连续墙施工第一步修筑导墙修筑导墙导导墙墙放放线线导导墙墙开开挖挖钢筋绑扎钢筋绑扎2022-6-1478地下连续墙施工第一步地下连续墙施工第一步修筑导墙修筑导墙导导墙墙支支模模导导墙墙混混凝凝土土浇浇筑筑2022-6-1479地下连续墙施工第二步地下连续墙施工第二步成槽机成槽成槽机成槽苏苏州州金金泰泰35成成槽槽机机开开挖挖2022-6-1480地下连续墙施工第三步地下连续墙施工第三步钢筋笼吊装钢筋笼吊装钢筋笼平台及钢筋对焊钢筋笼平台及钢筋对焊钢筋笼制作过程钢筋笼制作过程钢筋笼起吊钢筋笼起吊钢筋笼制作完成钢筋笼制作完成2022-

40、6-1481地下连续墙施工第三步地下连续墙施工第三步钢筋笼吊装钢筋笼吊装钢筋笼起钢筋笼起吊吊钢筋笼入钢筋笼入槽槽2022-6-1482地下连续墙施工第四步地下连续墙施工第四步混凝土浇筑混凝土浇筑2022-6-1483地下连续墙施工第五步地下连续墙施工第五步拔出接头管拔出接头管定位定位徐徐拔出徐徐拔出2022-6-14845、重力式围护结构 重力式围护结构是由搅拌桩机将水泥和土强行搅拌，形成柱状的水泥土搅拌桩，水泥土柱状加固体连续、搭接形成重力挡墙，具有挡土、隔水支护能力。2022-6-1485第四节 施工排水和降水2022-6-1486 在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被

41、切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥。 2022-6-1487一、地表水的拦截 排水沟 拦水坝2022-6-1488二、集水井降水 概念：动画12022-6-1489三、流砂现象及其防治 当基槽（坑）的开挖深度低于地下水位，土质组成为细

42、砂或粉砂时，如采用集水井降水，坑底下面的土有时会形成流动状态，随地下水一起涌入到基坑中，这种现象称为流砂现象。 流沙发生的原因：动水压力。2022-6-1490流砂的防治 流砂防止的途径：一是减小或平衡动水压力；二是设法使动水压力方向向下；三是截断地下水流。 流砂防止的方法：（1）枯水期施工；（2）抛大石块法；（3）打钢板桩法；（4）水下挖土法；（5）人工降低地下水位；（6）设置地下连续墙。2022-6-1491四、井点降低地下水位 井点降低地下水位常用的方法有：轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点、电渗井点等。 各种井点适用的范围：井点类别土层渗透系数（md）降低水位深度（m）单层轻型井点

43、0.15036多层轻型井点0.150612喷射井点0.150820电渗井点0.10据选用井点确定管井井点2020035深井井点10250152022-6-1492（一）轻型井点的组成 轻型井点主要由管路系统和抽水设备组成， 1、管路系统包括：井点管、滤管、弯联管、集水总管等组成。2022-6-1493轻型井点全貌图2022-6-1494 井点管滤管2022-6-14952、轻型井点的抽水设备、轻型井点的抽水设备 抽水设备包括：集水箱（过滤箱、水气分离器等）、真空泵、离心泵等组成。动画22022-6-1496（二）轻型井点的布置 1、轻型井点的平面布置 单排 、双排、U型、环型2022-6-14

44、972、轻型井点的高程布置轻型井点的高程布置，即计算井点管埋深：Hh1hiL h 一般取0.51m。 i水力坡度：单排布置i1415；双排布置i17；环形布置i110.2022-6-1498（三）轻型井点的计算 1、井点系统涌水量计算：计算涌水量依据水井的类型来确定，水井类型为：无压完整井、无压非完整井、承压完整井、承压非完整井。2022-6-1499a、无压完整井涌水量计算 H含水层厚度（m）； S井中水位降低值（m）； R抽水影响半径（m）； X0环状井点系统假想半径（m）； F环状井点系统包围的面积（m2）；-95. 1lg-lg)-2(366. 100FxKHSRxRSSHKQ=202

45、2-6-14100b、无压非完整井涌水量计算 无压非完整井井点系统涌水量仍可按上式计算，但式中H应换成有效抽水影响深度H0。H0由下表确定，当算得H0大于实际含水层厚度H时，仍取H值。S（S l）0.20.30.50.8H01.3（S l）1.5（S l）1.7（S l）1.85（S l）2022-6-14101c、承压完整井涌水量计算 M承压含水层厚度（m）。0lg-lg73. 2xRKMSQ =2022-6-141022、井点管数量与井距 井点管最小根数n： Q井点系统涌水量（m3d） ； q单根井点管最大出水量（m3d），按下式计算； d滤管内径（m）； l滤管长度（m）。 井点管的平均

46、距离D为： L集水总管长度（m）；（根） 1 . 1qQn =)/(6533dmKdlq=)(mnLD =2022-6-14103（四）轻型井点降水施工工艺 轻型井点的施工程序为：排放总管埋设井点管用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备试运行正式抽水 动画3 2022-6-14104井点管的埋设 水冲法 （a）冲孔 （b）埋管）埋管2022-6-14105冲孔2022-6-14106埋管2022-6-14107填砂2022-6-14108封口2022-6-14109（五）井点降水的环境保护 井点降水的回灌井点2022-6-14110作业四 某基坑底面积为35m20m。深4.0m，地下水位在地面

47、下1m，不透水层在地面下9.5m，地下水为无压水，渗透系数K15md，基坑边坡坡度为10.5，现拟用轻型井点系统降低地下水位，试求： （1）绘制井点系统的平面和高程布置图。 （2）计算涌水量、井点管数和间距。2022-6-14111第五节 土方施工机械化 常用的土方施工机械：推土机、铲运机、挖掘机、平地机等。2022-6-14112一、推土机 推土机推土机是一种在拖拉机前端悬装上推土刀的铲土运输机械。作业时，机械向前开行，放下推土刀切削土壤，碎土堆积在刀前，待逐渐积满以后，略提起推土刀，使刀刃贴着地面推移碎土，推到指定地点以后，提刀卸土，然后调头或倒车返回铲掘地点。由于推土机牵引力大，生产率高

48、，工作装置简单牢固，操纵灵便，能进行多种作业，应用甚为广泛。2022-6-14113（一）推土机的组成2022-6-141142022-6-14115 推土机的适用范围：一一三三类土方。用于平整场地，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方、修路开道等。推土机的作业效率与运距有很大关系，一般推运距离在100m以内，以4060m效率最高。（二）推土机的适用性2022-6-14116（三）推土机的作业方式 推土机作业以切土和推运土方为主，切土时应根据土质情况，尽量采用最大切土深度在最短距离（610m）内完成，以便缩短低速行进的时间，然后直接推运到预定地点。 2022-6-14117（四）

49、提高推土机工作效率的方法（四）提高推土机工作效率的方法（1）下坡推土；（2）并列推土；（3）分批集中一次推送；（4）槽形推土；（5）铲刀加侧板。2022-6-141182022-6-141192022-6-14120二、铲运机 铲运机铲运机是种利用铲斗铲削土壤，并将碎土装入铲斗进行运送的铲土运输机械，能够完成铲土、装土、运土、卸土和分层填土、局部碾实的综合作业。适用于铁路，道路、水利、电力等工程平整场地工作。铲运机具有操纵简单，不受地形限制，能独立工作，行驶速度快，生产效率高等优点。其适用一至三类土，如铲削三类以上土壤时，需要预先松土。 2022-6-14121（一）铲运机的组成（一）铲运机的

50、组成 铲运机由铲斗（工作装置）、行走装置、操纵机构和牵引机等组成 2022-6-14122铲运机工作过程1、放下铲斗，打开斗门，向前开行，斗前刀片切削土壤，碎土进入铲斗并装满（图a）；2、提起铲斗，关上斗门，进行运土（图b）；3、到卸土地点后打开斗门，卸土，并调节斗的位置，利用刀片刮平土层（图c）；4、卸土完毕，返回。2022-6-14123（三）铲运机的行驶路线 a）环形路线； b）环形路线； c）大环形路线； d）8字型路线 2022-6-141242022-6-141252022-6-14126三、单斗挖掘机 单斗挖掘机：正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机、抓铲挖掘机。2022-6-14

51、127（一）正铲挖掘机 正铲挖掘机正铲挖掘机一般用于开挖停机面以上的一四类土方。且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。一般用于大型基坑工程，也可用于场地平整施工。 2022-6-141281、正铲挖掘机的组成2022-6-141292、作业方式正向挖土侧向卸土（图a）；正向挖土背后卸土（图b）2022-6-14130装载机2022-6-141312022-6-14132（二）反铲挖掘机 反铲挖掘机反铲挖掘机适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m的基坑，经济合理的挖土深度为35m

52、。反铲也需要配备运土汽车进行运输。 2022-6-141331、反铲挖掘机的组成、反铲挖掘机的组成2022-6-14134 加长臂反铲式挖土机 2022-6-141352、作业方式、作业方式 沟端开挖；沟端开挖； 沟测开挖；沟测开挖； 并列开挖。并列开挖。2022-6-14136（三）抓铲挖掘机 对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果，也可用于场地平整中的土堆与土丘的挖掘。抓铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业。 2022-6-141371、抓铲挖掘机的组成、抓铲挖掘机的组成2022-6-141382、作业方式、作业方式 抓铲挖土

53、时，通常立于基坑一侧进行，对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土。抓挖淤泥时，抓斗易被淤泥“吸住”，应避免起吊用力过猛，以防翻车。 2022-6-14139（四）拉铲挖掘机 拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土，也可用于大型场地平整、填筑路基、堤坝等。 2022-6-141401、拉铲挖掘机的组成、拉铲挖掘机的组成2022-6-141412、作业方式、作业方式 拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土时斗齿朝下，利用惯性，较湿的粘土也能卸净。但其开挖的边坡及坑底平整度较差，需更多的人工修坡（底）。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。 2022-6

54、-14142（五）挖掘机与运土车辆的配套 挖掘机的工作效率：Qh60qnK Qh挖掘机工作小时生产率（m2h）； q挖掘机斗容量（m2）； n每分钟挖土次数； n60Tp Tp挖掘机每次循环作业时间（s）； K系数，一般取0.60.87。 单斗挖掘机台班生产率：Qd8QhKB KB工作时间利用系数，取0.60.8； Qd挖掘机台班生产率（m2台班） 自卸汽车配备台数挖掘机台班产量汽车台班产量2022-6-14143四、土方施工机械的选择2022-6-14144 图图1.63 1坡道；坡道； 2枕木垛枕木垛 图图1.62 接力式挖土示意接力式挖土示意 1.4.2 土方挖运机械选择和机械挖土的注意

55、事项土方挖运机械选择和机械挖土的注意事项接力式挖土是利用两台或三台挖土接力式挖土是利用两台或三台挖土机分别在基坑的不同标高处同时挖机分别在基坑的不同标高处同时挖土。适合某些面积不大、深度较大土。适合某些面积不大、深度较大的基坑，即基坑内本身开坡道有困的基坑，即基坑内本身开坡道有困难，此法可避免将载重汽车开进基难，此法可避免将载重汽车开进基坑装土、运土作业。坑装土、运土作业。接力式挖土后挖土机搭枕木垛开出接力式挖土后挖土机搭枕木垛开出基坑或牵引拉出，如坡度过陡也可基坑或牵引拉出，如坡度过陡也可用吊车吊运出坑。用吊车吊运出坑。2022-6-14145图图 1.64 基坑挖土方式基坑挖土方式（a）放坡开挖（）放坡开挖（b）直立壁无支撑开挖（）直立壁无支撑开挖（c）直立壁内支撑开挖（）直立壁内支撑开挖（d）直立壁土锚开挖）直立壁土锚开挖 1.4.3基坑土方开挖方式基坑土方开挖方式2022-6-14146盆式开挖顺盆式开挖顺序序2022-6-14147图图1.66 岛式开挖及支撑的施工顺序示意图岛式开挖及支撑的施工顺序示意图2022-6-141482022-6-141492022-6-141502022-6-141512022-6-14152第六节 土方的填筑与压实2022-6-14153一、土方填筑前的准备 1、地表土层的处理： 2、地下设施的验收：2022-