3-2基坑土方开挖ppt课件.ppt

,建筑施工技术,3-1基坑土方开挖,第1章土方工程,1土方开挖,踏勘现场；熟悉图纸、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。,土方施工准备工作,第2讲土方工程施工要点,共60页第1页,踏勘现场编制方案场地清表场地测量,1、不放坡不加支撑：2、不放坡但加支撑3、放坡不加支撑4、放坡加支撑5、基坑支护：,土方开挖有以下几种情况：,什么是边坡系数？,合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设边坡，是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m，即：,第1讲土方规划,式中m=b/h，称为坡度系数。其意义为：当边坡高度已知为h时，其边坡宽度则等于mh。,共46页第9页,要记住呦！,密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质黏土1.25m；硬塑、可塑的黏土和碎石类土（充填物为黏性土）1.5m；坚硬的黏土2.0m。,密撑,疏撑,临时性挖方的边坡值,边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的工程性质及工程特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。临时性挖方边坡可按下表确定：,2土方边坡,共46页第10页,深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）,当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)底面标高时,挖方深度在5m以内,不加支撑的边坡可按下表确定：,2土方边坡,共46页第11页,（1）、放坡放坡起点放坡系数,放坡起点深度是对不同类别土质，超过该深度需进行放坡。表中的数据为每挖深1米的放坡系数K。,11,K1h1+K2h2+K3h3,H,K=,=(0.332+0.255+0.103)/10=0.22,已知某基础开挖深度H=10m。其中表层土为一、二类土，厚h1=2m，中层土为三类土，厚h2=5m，下层土为四类土，厚h3=3m。采用正铲挖土机在坑底开挖。试确定其坡度系数。,12,b-毛石基础底宽c-工作面,等高放大脚（不等高放大脚）,工作面：因施工需要所增加的工作面积叫增加工作面，简称工作面。,13,基础施工所需工作面宽度表,14,从哪里开始放坡,15,1.2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。,1土方开挖,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,共60页第2页,预防土方塌方事故,挖土要从上而下逐层挖掘，坚决严禁掏挖这个可非常非常的重要啦！,17,1.3基坑（槽）和管沟开挖,基坑开挖，上部应有排水措施，防止地表水流入坑内冲刷边坡，造成塌方和破坏基土。(施工排水的内容详见第3节),1土方开挖,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。(土壁支护的内容详见第2节),基坑的切线开挖,共60页第3页,基坑开挖的一般程序：测量放线切线分层开挖排降水修坡整平留足预留土层等。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。,1.3基坑（槽）和管沟开挖,大型工程基坑施工全景图,共60页第4页,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，以防止持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡。,1.3基坑（槽）和管沟开挖,超挖后回填的松软土层,持力层被雨水浸泡后留下的水渍,这两种情况都是基坑土方施工要避免出现的!,共60页第5页,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；,1.3基坑（槽）和管沟开挖,基坑挖完后，应组织有业主、设计、勘察、监理五方参与的基坑验槽，并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。,五方参与基坑验槽,共60页第6页,2土壁支护,土壁的稳定主要是由土体内磨擦阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故、影响工期，有时还会危及附近的建(构)筑物。,边坡过陡；雨水、地下水渗入基坑；基坑上口边缘堆载过大；土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。,2.1造成土壁塌方的原因,第2讲土方工程施工要点,共60页第7页,基坑塌方抢险救人,边坡的留设应符合规范的要求。挖填高度高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；土的工程性质土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；施工的特点坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？人工作业还是机械作业？,2.2防治塌方的措施,放足边坡,对坡顶有荷载（尤其是有动荷载）、使用时间长、且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数。,2土壁支护,共60页第8页,土壁支护,为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。,2.2防治塌方的措施,基槽支护,基(沟)槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。根据挡土板的不同，分为水平挡土板及垂直挡土板两类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑；,共60页第9页,间断式水平挡土板支撑,对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。,2.2防治塌方的措施,连续式水平挡土板支撑,共60页第10页,垂直挡土板式支撑,一般基坑的支护方法,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,2.2防治塌方的措施,仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用,仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的基坑使用,共60页第11页,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，挡土板内侧填土夯实。,斜柱支撑,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。,2.2防治塌方的措施,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）撑时使用,共60页第12页,做好施工排水防止流砂,施工排水的内容将在第3节专门讨论。,对可能产生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并应遵循先整治后开挖和由上至下的开挖顺序，严禁先切除坡脚或在滑坡体上弃土。,完善施工技术措施,应根据挖方深度、边坡高度和土的类别确定挖方上边缘至土堆坡脚的距离，当土质干燥密实时不小于3m，当土质松软时不小于5m。,坡顶堆土的最小距离,共60页第13页,2土壁支护,边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水。,高达530m的边坡锚固,共60页第14页,2土壁支护,边坡支护,支撑垛防治边坡崩塌,大石加固崩塌防治,共60张第15张,2土壁支护,边坡简易护理,边坡主动防护网,石笼网护坡石笼网护岸,漓江石笼护岸,共60张第16张,2土壁支护,宜万铁路岩崩滑坡事故,2007年11月20日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000m3。施工人员1死1伤2失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。,2土壁支护,岩崩滑坡事故现场全景,岩石崩塌处崩塌的巨石,客车被埋,车上有乘客31人,共60页第17页,2.3深基坑的支护,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。,上海环球金融中心基础施工,地铁车站的深基坑支护,共60页第18页,2土壁支护,常用的支护结构体系,排桩式,土钉墙,喷锚支护,钢管桩,挖孔灌注桩,钢板桩,板墙式,板桩式,组合式,粉体喷射注浆桩墙,钻孔灌注桩,高压喷射注浆桩墙,深层搅拌水泥土桩墙,逆作拱墙式,边坡稳定式,排桩与板墙式,水泥挡土墙式,现浇地下连续墙,灌注桩与水泥土桩结合,加筋水泥土围护墙,型钢横挡板,共60页第19页,2.3深基坑的支护,地铁站施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩钢管内撑支护方案。,钢筋混凝土压顶梁,第一道钢管内撑,钻孔灌注桩排桩,粉沙土,型钢腰梁,高层建筑基础施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩混凝土梁内撑支护方案。,钻孔灌注桩支护,基坑第一道钢筋混凝土梁内撑,第二道钢内撑,钢管内支撑的优点是施工速度快，装拆方便；缺点是支撑的刚度略差，基坑支护结构易变形。多道钢内撑有助于控制支护结构变形。,钢筋混凝土梁内支撑的优点是刚度大，经济性好，能有效控制基坑变形；缺点是施工时间长（混凝土达到设计强度需时间），拆除不便（凿除或爆破）。,水泥土内插型钢（SMW工法）支护结构,水泥土搅拌桩用于地下水丰富的江苏、上海和浙江等地的基坑工程施工中的止水帷幕。,基坑开挖深度在6m左右，采用水泥土搅拌桩作为支护结构兼止水，插入的H型钢能增加桩的抗弯承载力，插入水泥土的H型钢周边涂减摩剂，可抽拔出重复使用。,插入水泥土的H型钢,土方工程施工,点击基坑支护动画,土方工程施工,点击基坑施工动画,南京玄武湖隧道工程施工梁洲段的土壁支护采用了土钉支护结构。,钻孔，插入钢筋或螺旋管，灌浆，形成土钉,天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)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、注浆铺设钢筋网喷射砼护面,土钉墙支护,2.3深基坑的支护,共60页第23页,点击播放视频,挡土灌注桩支护,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。,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。,深基坑的间隔式排桩支护,共60页第20页,2.3深基坑的支护,挡土灌注桩与土层锚杆结合支护,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,桩顶不设锚桩、拉杆，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。,深基坑的间隔式排桩支护,共60页第21页,桩顶连系梁,悬臂支护桩,锚杆及横撑,2.3深基坑的支护,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。,适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用,基坑锚杆支护施工中,2.3深基坑的支护,共60页第22页,点击,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,U型钢板桩插打入土U型板桩相互连接,2.3深基坑的支护,共60页第24页,钢板桩支护既挡土又止水，悬臂钢板桩支护结构的刚度小。钢板桩拔桩时，易带土造成邻近房屋不均匀沉降。,钢板桩支护,内撑式支护,由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。,北京地铁熊猫环岛车站基坑钢管支护,大型深基坑的钢管对撑支护,共60页第25页,2.3深基坑的支护,发电厂车间内开挖设备基础的大型深基坑，采取有效的钢管内撑支护方案，避免影响已建厂房。,钢管内撑,制作深基坑砼构架,构架支护下挖桩间土方,构架支护下逆作法施工,共60页第26页,2.3深基坑的支护,地下连续墙支护,地下连续墙成槽施工,先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于大面积、有地下水的深基坑施工。,SH350连续墙抓斗成槽机三一重工,槽段的连接,共60页第27页,2.3深基坑的支护,点击动画,导墙施工导墙施工完泥浆系统-泥浆池,成槽施工钢筋笼吊装锁口管起拔砼浇筑,2.3深基坑的支护,共60页第28页,钢板桩支护,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。常用的钢板桩为U型钢板桩，又称拉森钢板桩。,U型钢板桩,钢板桩水上围堰,2.4深基坑支护,共70页第27页,无锚板桩,从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。打法简便、快速，但单块打入易向一边倾斜，累计误差不易纠正,壁面平直度也较难控制。仅在桩长10m、工程要求不高时采用。又称单独打入法。,钢板桩入土U型板桩的相互连接,无锚板桩的单独打入法,2.4.5钢板桩支护,共70页第28页,深基坑边坡支护坍塌事故,杭州地铁塌陷事故,2008年11月15日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75m的路面坍塌并下陷15m。行驶中的11辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。,共60页第30页,2土壁支护,共60页第31页,2土壁支护,事故附近的房屋已被全部推倒,陷落的车辆被吊起,清理塌陷现场,事故造成21人死亡，经济损失约1.5亿元，是中国地铁建设史上最惨痛的事故。,共60页第32页,2土壁支护,上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌,6月27日6时左右，上海闵行区“莲花河畔小区”一栋在建13层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件。,共60页第33页,2土壁支护,共60页第34页,2土壁支护,共60页第35页,2土壁支护,两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力,骇人听闻的上海倒楼事件令土木人蒙羞，开发商、承包商、监理工程师和负有监管职责的政府官员将被钉在土木建设史的耻辱柱上！