[工學]第一章土方工程(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 或者說土體的穩定條件是： 在土體的重力及外部荷載作用下所產生的 剪應力小于土體的抗剪強度。 滑坡面 T C Q 四、施工中如何放坡 放坡的條件 ?場地足夠大，周邊環境簡單 m―― 坡度系數 。 m＝ B/H （ 2）邊坡形式： 斜坡、折線坡、踏步（臺階）式 （ 3）最陡坡度規定 ：土質均、水位低、時間短、 5m深以內。下表 i=tgα =H/B=1:(B/H)=1:m α 放邊坡 （ 1）邊坡坡度： H B 土壁支護 橫撐式支撐 a) 間斷式水平擋土板支撐； b) 垂直擋土板支撐 1— 水平擋土板； 2—立柱； 3—工具式橫撐； 4—垂直擋土板； 5—橫楞木； 6—調節螺絲 一 .基槽、管溝支護 支護形式 橫撐式土壁支撐 （ a） （ b） 如何設計 （ a） （ b） （ c） 支撐計算土壓力 （ a）密砂；（ b）松砂；（ c）粘土 傳力途徑： 土壓力 擋土板 立柱 橫撐 如何施工 隨挖、隨鋪、隨撐 選型 斷續式 ―― 深度 3m內； 連續式 ―― 深度 5m內； （ 2）垂直襯板式： （構造） 深度不限 適用于：較窄且施工操作簡單的管溝、基槽 （ 1）水平襯板式： 適用條件： ? 建筑物 ? 地下管線 ? 地下水 兩個功能： ? 擋土 ? 止水 支護類型： ? 支護型 —支護結構作為受力構件 ? 加固型 —加固土體強度 二 . 基坑支護 H≤5m (～ )H H≤12m H≤30m H≤20m 45o+φ/2 45o－ φ/2 懸臂式 斜撐式 拉錨式 錨桿式 水平支撐式 （一）重力式支護結構 （水泥攪拌樁） ? 適用條件： 淤泥質土、粘土、素填土； ? 支擋高度： 一般 4~6m， 最大 7~8m； ? 加固深度： 12－ 18m； ? 特點： 無需支撐拉錨； 施工簡單，速度快、造價低； 能擋土、擋水。 H≤5m (～ )H 重力式 工程應用 工程概況： 該工程為某水廠送水泵房吸水井和水泵室基坑工程，其外邊緣尺寸分別為 ；開挖深度自室外自然地面標高至坑底分別為 ；吸水井與水泵室距離為 ，吸水井東面有DN1820和 DN2220兩條管道通過，西、北面為道路和臨建，水泵室東、南、西面為空曠地。 吸水井 水泵室 地質條件 根據地質勘察報告，從室外地面自上而下可分為： 回填土層： 厚 ～ ，松散狀； 粉質粘土層 ： 厚 ～ ，呈可塑～硬塑狀態； 淤泥層： 厚 ～ ，呈流塑狀態，屬高壓縮性土層； 中粗砂層； 厚 ～ ，主要成分為石英質中砂、粗砂組成，含少許礫石，間或夾淤泥或粘土薄層，局部地區相變為中砂，均勻性較差； 淤泥層： 厚 ～ ，呈流塑狀態，含有機質及大量貝殼碎屑，為超高壓縮性土層； 場內地下水位標高 為室外自然地面標高下 。 基坑支護方案選擇 在吸水井 東西北 三面采用 水泥攪拌樁 ，水泵室 東西南三面則進行 放坡 開挖。 吸水井 水泵室 基坑支護方案經濟性分析 水泥土樁 圍護無須支撐，既能擋土又成為隔水帷幕，工程造價較低，施工工期短，穩定性好，適用于處理淤泥，淤泥質土，粉土和含水量較高且地基承載力標準值不大于120kPa的粘性土等地基基坑圍護結構。 水泥攪拌樁的設計 深層攪拌水泥土樁 設計，參照以往類似工程經驗，充分考慮土體側向壓力及墻頂周圍的施工荷載，按重力式擋墻進行設計并驗算抗傾覆和側向位移。 （二）板式支護結構 （ a）斜撐式；（ b）錨拉式；（ c）錨桿式；（ d）內撐式 1－擋墻； 2－圍檁（連梁）； 3－支撐； 4－斜撐； 5－拉錨； 6－錨桿； 7－先施工的基礎； 8－支承柱 （ a） （ b） （ c） （ d） ? 板式支護結構： 擋墻系統和支撐系統 ? 支撐系統的形式 支撐系統： 大型鋼管、 H型鋼、格構式、混凝土 拉錨系統： 鋼筋、鋼索、型鋼、土錨桿 ? 支護結構常用的幾種形式 ? （ 1）樁墻 — 錨桿支護結構（ 土層錨桿支護 ） 土層錨桿構造圖 1－擋墻； 2－承托支架； 3－橫梁； 4－臺座； 5－承壓墊板； 6－錨具； 7－鋼拉桿； 8－水泥漿或砂漿錨固體； 9－非錨固段； 10－滑動面； D－錨固體直徑： d－拉桿直徑 9 10 適用條件： 基坑深度大 場地狹窄。 不適用條件： 無法施工錨桿 錨桿施工困難 缺點： 造價高 施工工藝： 定位 → 鉆孔 → 安放拉桿 → 注漿 → 張拉錨固 土層錨桿構造 ? 組成 ：錨頭、拉桿、錨固體 ? 最上層錨桿覆土 ≥4m ? 錨桿傾角 易為 15176。 ～ 25176。 ? 錨桿層數 可設一層或多層 ? 錨桿垂直水平間距： ≥2m、 9 10 ? 適用條件 ： 適用廣，無法采用錨桿時。 ? 缺點： 支撐設在基坑內，影響主體施工； 支撐系統龐大，工程量大、造價高。 （ 2）樁墻 — 內支撐支護結構 ? 樁墻 — 內支撐支護結構的施工 ? 作用： 形成復合體，提高穩定性； ? 特點： 施工簡便，費用低，對鄰近建筑物影響小。 ? 適用于： 地下水位以上的雜填土、粘性土、非松散砂土。邊坡坡度 1: 。 ? 工藝過程： 上層土釘完成 → 土釘定位 → 鉆機定位 → 打孔 → 插筋、注漿 → 鋪 放、壓固鋼筋網 → 噴射混凝土 →挖下層土 ? （錄象） （ 3）土釘墻支護（噴錨網支護） 土釘墻構造 ? 土釘墻坡度： ≤1:； ? 砼面層： 強度 ≥ C20，厚度 ≥ 80mm； 鋼筋 d＝ 6～ 10mm，間距宜為 150～ 300mm； ? 土釘鋼筋： 直徑 16～ 32mm，鉆孔直徑宜為 70～ 120mm； 水平垂直間距 ～ ； 土釘長度 ～ 。 ? 作用： 防滲、擋土，地下室外墻的一部分； ? 適用于： 深基坑，土質差，地下水位高；鄰近有建（構）筑物； ? 優、缺點： 剛度大、環保；造價高，施工難； ? 施工工藝： 挖槽 → 清底 → 下鋼筋籠 → 鋼筋連接 → 澆筑砼 （ 4）地下連續墻 支護方式 主要特點 適用條件 質量 工期 造價 放坡 降低土壓力，經常使用 土質均勻、地下水低、場地簡單、坑深 5米 較好 短 低 土釘墻 施工簡單，對臨近建筑影響小 雜填土、粘性土、砂土。坡度 70~90度 較好 較短 較低 水泥攪拌樁 無震動，無噪音、無需拉錨 加固淤泥質土、粘土，坑深 5米左右 好 較短 較低 樁墻 錨桿 適用不同深度基坑，工程經驗多 臨近無地下障礙，非淤泥質土 好 較長 較高 樁墻 內支撐 不同深度基坑，支撐復雜 任何土質，地上地下有障礙 好 較長 高 地下連續墻 是地下室的一部分，防水、放滲 坑深大、土質差、緊臨建筑物 好 長 高 各種支護形式的優劣分析 【 工程概況 】 某工程地上 30層 , 地下 3層 。 地下開挖 深度 15m ，局部達17m 。南面有 9層民宅為鉆孔灌注樁基礎 (直徑 340)，樁長為 11m~ 13m， 西面有多層飯店和民宅，為人工挖孔樁基礎，樁長約 15m，這些建筑物離基坑很近。東北面有市政道路，四周市政給、排水、電纜等管線。 工程實例 1 【 地質條件 】 上部為沖擊土、殘積土，下部為沉積巖。 【 水文條件 】 地下水位埋深為 ～ 。 基坑支護方案選擇： 機械鉆孔樁擋墻 ：樁徑 ，樁長 20米。 人工挖孔樁擋墻 ：樁徑 ，樁長 20米。 土釘墻 ：挖深 15米左右，局部 17米。 方案 機械鉆孔樁擋墻 人工挖孔樁擋墻 土釘墻 工程量 3156m3 4885m3 3370m3 造價 1150萬元 800萬元 630萬元 工期 180天 110天 120天 質量 澆注水下砼，質量較難控制。 樁與樁之間接縫防滲漏較難處理 質量較易控制，整體防滲漏效果較好 環境 對環境污染較大 基本無污染 無污染 安全 工人在地面操作較安全 在較深樁孔內施工，對人身安全有影響 有一定風險 基坑支護方案比較 某工程主體建筑為 3 棟 22 層的商用樓 , 高 75. 00m , 裙樓 6 層 ,高 29. 00m , 地下 1層 . 總建筑面積約為 68501m2,地下總建筑面積為 8296m2, 基坑占地面積約 5000m2, 平面形狀近似矩形 , 如圖所示?；又苓厡嶋H最大開挖深度為～ 。由于地下水豐富 , 因此應慎重考慮基坑的支護問題。 西 南 東 市政管網 離基坑 5米左右 北 工程實例 2 序號 巖性 重度 (KN m 2) 凝聚力 C ( kPa) 內摩擦力 Φ 1 雜填土 2 粘土 3 粉質粘土 4 粉砂粘土 5 粉砂 0 支護設計參數表 基坑特點： 基坑開挖面積較大 周邊環境復雜 地