土方工程培训课件.ppt
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1、 概述 土方工程是建筑工程施工中主要工种之一,常见的土方工程有:场地平整、基坑(槽)的开挖、岩土爆破及运输、土方回填与夯实等主要施工过程,其中包括基坑(槽)降水、排水和边坡处理等准备与辅助工作。土方工程施工质量,直接影响基础工程乃至主体结构工程施工的正常进行。 土方工程施工p土方工程施工准备p土方工程施工工艺、技术介绍p土方工程质量通病预控与防范p土方工程施工注意事项p土方工程质量验收一、土方工程施工准备1.1土方工程施工要求 土方量少、工期短、费用省; 因地制宜编制合理的施工方案,预防流砂、管涌、塌方等事故发生,确保安全; 要求标高、断面控制准确; 土体有足够的强度和稳定性; 应尽可能采用先
2、进的施工工艺、施工组织和机械化施工。 1.2土方工程内容 包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有: 场地平整:包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。 开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝):包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。 土方回填与压实:包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。1.3土的工程分类工程中,按照土的 开挖难易程度 分类,可将土划分为分 8类16级。1.3土的工程分类1.4土的工程性质 土的质量密度天然密度-是指土在天然状态下单位体积的质量
3、,它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。干密度-是指单位体积中固体颗粒的质量,它是用以检验土压实质量的控制指标。注意:不同类的土,其最大干密度是不同的;同类的土在不同的状态下(含水量、压实程度)其密实度也是不同的。取土环刀 标准击实仪1.4土的工程性质 土的含水率W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比,以百分数表示,见下式注意:含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量; 土的含水量超过2530%,则机械化施工就困难,容易打滑、陷车, 因此回填土则需有最佳含水率方能夯压密实,获得最大干密度。221GGGW快速含水量测定仪1.4土的工程性质 土的渗透性 是指水流通过土中孔隙的难易
4、程度。渗透系数K 值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性。水在土中渗流时,水头差与渗透路程长度之比,称为水力坡度 。 地下水在土中的渗流速度 V 与土的渗透系数 K 和水头梯度 I 有关,地下 水在土中的渗流速度可按达西公式计算:V(m/d)=KI 土壤渗透试验仪1.4土的工程性质 土的可松性即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积。土经开挖后的松散体积与原自然状态下的体积之比,称为土的最初可松性系数 。土的可松性系数 KS 表示。 土的最初可松性系数KS= V2 / V1; 土的最后可松性系数K,S= V3 / V1 。 式中:V1土
5、在天然状态下的体积; V2土经开挖后的松散体积; V3土经回填压实后的体积。 注意:土的最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数,最后可松性系数K,S是计算场地平整标高及填方所需的挖方体体积等要参数。二、土方工程施工工艺、技术介绍2.1.场地平整场地设计标高H0的确定H0 的确定原则 满足生产工艺和运输的要求; 充分利用地形,分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标高; 考虑挖填平衡,弃土运输或取土回填的土方量最少; 要有合理的泄水坡度(2),满足排水要求; 考虑最高洪水位的影响。场地设计标高H0的调整 H0仅为一理论值,还应考虑以下因素进行调整,求出H,0:
6、土的可松性影响填方因土的可松性引起的填方体积增加; 场内挖方和填方的影响从经济观点出发,安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土,引起的挖填土方量的变化; 场地泄水坡度的影响单坡?双坡?2.1.场地平整场地土方量计算1、求各方格角点的施工高度hn;2、绘出零线;3、计算场地挖、填土方量;4、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。土方调配划分调配区(绘出零线) 计算调配区之间的平均运距(即挖方区至填方区土方重心的距离) 确定初始调配方案 优化方案判别 绘制土方调配图表。原则是:力求挖填平衡、运距最短、费用最省,考虑土方的利用,以减少土方的重复挖填和运输。2.2.土方开挖土方施工准备工作 踏勘现场; 熟
7、悉图纸、编制施工方案; 清除现场障碍物,平整施工场地,进行地下墓探,设置排水降水设施; 永久性控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网,设置方格网、控制桩等; 搭设临时设施、修筑施工道路; 施工机具、用料准备。边坡开挖场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时,上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m,以防塌方。边坡台阶开挖,应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时,在边坡修完后,应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通,以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。土方工程的多台阶开挖2.2.土方开挖基坑(槽)和管沟开挖 基坑开挖,上部应有排水措施
8、,防止地表水流入坑内冲刷边坡,造成塌方和破坏基土; 基坑开挖,应进行测量定位、抄平放线,定出开挖宽度,根据土质和水文情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖,坑底宽度应注意预留施工操作面; 应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定的方法和措施; 基坑开挖的一般程序:。相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序,挖土应自上而下水平分段分层进行,边挖边检查坑底宽度及坡度,每3m左右修一次坡,至设计标高再统一进行一次修坡清底; 基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序时,应预留15(人工)30cm(机械)一层土不挖,待下道工序开始前再挖至设计标高,以防止
9、持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡; 超挖后回填的松软土层持力层被雨水浸泡后留下的水渍基坑(槽)和管沟开挖 在地下水位以下挖土,应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施,降水工作应持续到基础施工完成; 雨季施工时基坑槽应分段开挖,挖好一段浇筑一段垫层; 弃土应及时运出,在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时,应与基坑上边缘保持1m以上的距离,以保证坑壁或边坡的稳定; 基坑挖完后,应组织有四方参与的基坑验槽,并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。(10)土方开挖应遵循:开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖 的原则。(11)机械开挖基坑时。基底以上应预留200300 mm 厚土
10、层由人工清底,以避免 超挖和基底土层遭受扰动。2.3.土壁支护保持边坡稳定的基本条件是,在土体重力及外部荷载作用下产生的 剪应力 小于土体的抗剪强度 。一般基坑的支护方法有:斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法 等,施工时按适用条件进行选择。 简易支护:仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用 斜柱支撑先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶,挡土板内侧回填土夯实。 锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板,柱桩上端用拉杆拉紧,挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横(斜)撑时使
11、用2.3.土壁支护深基坑支护深基坑支护的基本要求: 确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定; 确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全,不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害; 通过排水降水等措施,确保基础施工在地下水位以上进行。2.3.土壁支护深基坑支护(1)挡土灌注桩支护开挖前在基坑周围设置砼灌注桩,桩的排列有间隔式、双排式和连续式,桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。适于开挖面积大、深度大于6m、不允许放坡、邻近有建(构)筑物的基坑支护。深基坑的间隔式排桩支护2.3.土壁支护深基坑支护(2 2)土层锚杆支护在立壁土层上钻(掏)孔至要求深度,孔内放入钢筋,灌入水泥
12、砂浆或化学浆液,使之与土层结合成抗拉锚杆,将立壁土体侧压力传至稳定土层。基坑锚杆支护施工中适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护,、邻近地基不允许有下沉位移时使用深基坑的间隔式排桩支护桩顶连系梁悬臂支护桩锚杆及横撑2.3.土壁支护深基坑支护(3)挡土灌注桩与土层锚杆结合支护桩顶不设锚桩锚杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑、拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度。2.3.土壁支护深基坑支护(4)土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)就地加固并与喷射砼面板相结合,形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力,保持开挖
13、面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。土钉墙支护 钻 孔 插筋、注浆 土钉墙支护 铺设钢筋网土钉墙支护 喷射砼护面:按土钉墙支护的构造要求,其面层喷射混凝土的厚度及强度等级到少应为80mm ,C20 2.3.土壁支护深基坑支护(5)钢板桩支撑当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时,采用板桩作为支护结构,既可挡土、防水,还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩两大类。钢板桩水平支撑2.4.施工排水基坑开挖时,流入坑内的地下水和地表水如不及时排除,会使施工条件恶化、造成土壁塌方,亦会降低地基的承载力。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。明排水法:一般采用
14、截、疏、抽 的方法。 截:在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤,以拦截雨水、潜水流入施工区域;疏:在施工范围内设置纵横排水沟,疏通、排干场内地表积水;抽:在低洼地段设置集水、排水设施,然后用抽水机抽走。2.4.施工排水 明沟与集水井排水 在基坑的一侧或四周设置排水明沟,在四角或每隔2030m设一集水井,排水沟始终比开挖面低0.40.5m,集水井比排水沟低0.51m,在集水井内设水泵将水抽排出基坑。 适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水。普通明沟与集水井排水法2.4.施工排水 分层明沟排水 当基坑开挖土层由多种土层组成,中部夹有透水性强的砂类土时,为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡
15、,宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。 适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水.2.4.施工排水 深层明沟排水 当地下基坑相连,土层渗水量和排水面积大,为减少大量设置排水沟的复杂性,可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟,其余部位设置边沟或支沟与主沟连通,通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。 适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水.深层明沟排水法2.4.施工排水(1)轻型井点 轻型井点是沿基坑四周将井点管道路线埋入蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,将地下水位降至基坑底以下。 适用于渗透系数为0.150m/d的土层中。每一级轻型井点的
16、降水深度,一般不超过 m。 轻型井点管插入井孔后,需填灌粗砂或砾石滤水层,上部用粘土封口,其封口的作用是 防止漏气 。(2) 管井井点 管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定,一般间距1050m,最大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),型井点的平面布置形式有 单排 、 双排 、 环形 。适用于降水深度35m、渗透系数为20200m/d的基坑中施工降水。 管井填充滤料 管井抽排水2.5.土方回填填土压实的影响因素较多,主要有 压实功 、 土的含水量 及 每层铺土厚度 。(1)碾压法 适用于大面
17、积的场地平整和路基、堤坝工程,用压路机进行填方压实时,填土厚度不应超过2530cm,碾压遍数一样,碾轮重量先轻后重,碾压方向应从两边逐渐压向中央,每次碾压应有1525cm的重叠。 压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”.本次碾压与上次碾压的压痕不得重叠2.5.土方回填(2)夯实法 俗称“打夯”,是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机,适用于粘性较低的土,常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实,也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。填土厚度一般为25cm,一夯压半夯、依次夯打。 蛙式打夯机夯实基底持力层 冲击夯 适用于压实沟槽内的土壤、柱子周围
18、和在狭小空间内施工。2.5.土方回填(3)振动压实法适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械是振动压路机、平板振动器。双钢轮驱动振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高,适用于各类土壤的压实,是大型土石方压实的首选设备。 双钢轮振动压路机 单钢轮振动压路机2.6.回填土压实土料要求填方土料应符合设计要求,设计无规定时应符合以下规定: 碎石类土、砂土和爆破石渣(粒径不大于每层铺厚的2/3),可用于表层以下的填料; 含水量符合压实要求的粘性土,可用作各层填料; 碎块草皮和有机质含量大于8%的土,仅用于无压实要求的填方; 淤泥和淤泥质土,一般不能用作填料,但在软土或沼泽地区,经过含水量处理符合压
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