建筑施工技术
2005.10
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第一章 土方工程
? 常见土方工程分类,场地平整、基坑 (槽 )与管沟
开挖、土壁支护、施工排水、降水、路基填筑以
及基坑回填等。
? 组织土方工程施工时,尽可能机械化施工,以降
低劳动强度;而且要合理安排施工计划,尽可能
避开雨季施工,否则,应作好防洪排水等准备。
此外,为了降低工程 施工费用,制定土方的合理
调配方案。
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§ 1-1 概述
?一、土方工程施工具有以下特点:
(1) 工程量大、劳动强度高。
(2) 施工条件复杂。
(3) 受场地限制。
? 二、土的分类及现场鉴别方法
在工程上,土根据开挖难易程度分为 8类,其中一
~四类土为土,五 ~八类土为岩石。其开挖难易直
接影响其施工方案、劳动量消耗和工程费用。
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§ 1-1 概述
? 三、土的性质
? 1.土的可松性:自然状态下的土经开挖后,其体积因松散而增加,以
后虽经回填压实,仍不能恢复到原来的体积,称为土的可松性。
最初可松性系数用 Ks表示,最终可松性系数用 K`s表示,即:
Ks=V2/V1; K`s= V3/ V1 ; 式中,V1——土在自然状态下的体积;
V2——土开挖后的松散体积; V3——土经回填压实后的体积。
? 2.土的天然含水量:指土中 水的质量 与 土颗粒质量 的百分比。
ω=mw/ms(%)
mw ——土的天然含水量 。 ms ——土中固体颗粒的质量。
? 3,土的渗透性:指土体被水透过的性能,它与土的密实程度有关,土的
空隙比越大,则其渗透系数越大。土的渗透性由土的渗透系数表示。
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§ 1-1 概述
? 四、土方边坡
目的:保证土体稳定,防止塌方,保证施工安全
其中 称为坡度系数
边坡的大小和坡顶有无荷载,是动载还是静载均有关
1 1:
/
h m
b b h
? ? ?土方边坡坡度
bm
h?
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§ 1-2 土方工程量的计算
? 一、基坑(槽)土方量的计算
基坑土方量的计算:
V=H( A1+4A0+A2) /6
基槽土方量的计算:
V1=L1( A1+4A0+A2) /6
V=ΣV 1+V2+ …+V n
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§ 1-2 土方工程量的计算
? 二,场地平整 土方量的计算
? (一)场地设计标高的确定
? 设计标高选择,需考虑以下因素:
? ( 1)满足生产工艺和运输的要求;
? ( 2)尽量利用地形,以减少挖方数量;
? ( 3)尽量使场地内挖填平衡,以降低土方运输费用;
? ( 4)有一定泄水坡度( ≥2‰ ),满足排水要求;
? ( 5)考虑最高洪水位的要求。
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§ 1-2 土方工程量的计算
? 场地的设计标高,可根据 挖填平衡 的原则确定。
? 1.初步计算场地设计标高
方格网法:方格的角点标高,一般根据地形图上相邻
两等高线的标高用插入法求得;无地形图时,也可在
地面用木桩打好方格网,然后用仪器直接测出。
一般说来,理想的设计标高,应该使场地的土方在平
整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡
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§ 1-2 土方工程量的计算
场地设计标高计算简图
a)地形图上划分方格; b)设计标高示意图
1—等高线; 2—自然地面; 3—设计标高平面;
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§ 1-2 土方工程量的计算
? 2.计算设计标高的调整值
? 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。
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§ 1-2 土方工程量的计算
? 3.考虑泄水坡度对设计标高的影响
? 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。
00n n x x y yH H l i H H l i l i? ? ? ? ? ;
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§ 1-2 土方工程量的计算
? (二)场地土方量的计算
? 1.方格网法:
? 1) 四个角点挖(填)方
? 2) 两个角点填方,另外两个角点挖方
? 3) 一个角点填(挖)三个角点挖(填)方
? 2,断面法, 公式法 ;累高法
? (三 )边坡土方量的计算
? 三角棱体,V=1/3A1L1 A1=1/2mh2
? 三角棱柱体,V=1/2(A1+A2)l4或 V=1/6(A1+4A0+A2)
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§ 1-2 土方工程量的计算
四角全填(全挖)
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相邻两角为挖,另两角为填
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三角填(挖),另一角挖(填)
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§ 1-2 土方工程量的计算
? (三)土方调配
? 1.土方调配原则
? ( 1)挖、填平衡和运距最短。
? ( 2)近期施工与后期利用相结合。
? ( 3)分区与全场相结合考虑。
? ( 4)尽可能与大型地下建筑的施工相结合。
? ( 5)选择恰当地调配方向、运输路线,充分发挥功效。
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§ 1-3 土方工程施工准备与基坑 (槽 )施工
? 一、施工准备及定位放线
? (一)施工准备工作,1.场地清理; 2.地面水排除
? (二)定位放线,1.建筑物定位; 2.放线
? 二、土壁稳定(土体内摩阻力和粘结力保持平衡)
(一)土壁塌方原因:边坡过陡;堆物过重;水渗入土体。
(二) 采取措施:放足边坡;适当堆物;做好排水。
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基坑:
? 民用与工业建筑:浅基坑,规模小,易施工,
问题少
? 高层建筑:大面积深基坑,规模大,工期长,
问题多
? 条基:深 1~ 3m,直立土坑壁
? 柱基:深多为 2~ 3m,深度较大时采用放坡法
基坑
浅基坑
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1、横撑式支撑:
开挖较窄的沟槽。
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(三)大面积深基坑支护
? 1.支护特点 2,一些先进施工技术
? ① 主要支护方法,钢板
桩、柱列式钢筋砼桩、
连续墙等,对方形或圆
形基坑采用拱圈。
? ②利用深层搅拌法加固
基坑四周土体
? ③逆作法施工技术日益
被重视


? 地下连续墙
? 柱列式灌注桩
? 土锚杆
? 土钉墙






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1.地下连续墙
? 地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地
下结构层数多的深基坑的施工非常有利。
? 优点:结构整体性好,刚度大,可作防渗墙,形状灵活
? 缺点:需用专用机械,成本较高
? NOTE:
分段施工
接头严密
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2,柱列式灌注桩
? 以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身
弯距的挡土结构
? 优点:可使用钻孔机械,按通常灌注柱施工
? 缺点:整体性能较差,无防水能力
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3,土层锚杆
? 土层锚杆是一种埋
入土层深部的受拉
杆件,它一端与构
筑物相连,另一端
锚固在土层中。
? 钻孔-安放拉杆-
灌浆-养护-安装
锚头-张拉锚固和
挖土
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3.7 土钉墙及土锚杆
? 土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射
砼面板组成,形成一个以土挡土的重力式挡土墙。
? 土钉墙自上而下施工,靠土钉的相互作用形成复合
整体作用。
? 土层锚杆适用于地下水低于土坡开挖段或降水措施
后使地下水位低于开挖层的情况,但其失效影响较
大,不适用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱
土层。
? 施工工艺:开挖工作面 喷射砼 设置土钉
铺设钢筋网 设置排水系统
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土钉墙
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四、施工排水
? 采用方法:
1、明沟排水法
2、人工降低地下水位法
轻型井点
喷射井点
电渗井点
管井井点
渗井井点
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明沟排水法
? 当基地挖至地下水位以下时,沿基坑四周挖一定坡度
的排水沟,设置集水井,使地下水沿沟流入井内,然
后用水泵抽走( 动画 )
? 特点:明排水法构造简单(其 由集水井、排水沟和水
泵组成 ),施工成本低,应尽可能采用。
? 优点,方法简单、经济,对周围影响小,应用较广。
? 缺点,当涌水量较大、水位差较大或土质为细砂或粉
砂,有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。
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(二)人工降低地下水位
? 在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定
数量的滤水管,利用抽水设备连续不断的
抽水,使地下水位降至基底以下,直至基
础施工完毕为止。
? 1、一般轻型井点设备
管路系统:滤管、井点管、弯联管、总管。
抽水设备:真空泵、离心泵、水气分离器。
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轻型井点的布置依据
? 依据:
? ①、水文地质资料,H、承压或非承压、土质,K等
? ②、工程性质:基坑(槽)形状、大小及深度。
? ③、设备条件:井管长度、泵的抽吸能力。
? 轻型井点布置内容,
? ①、平面布置:确定井点布置的形式、总管长度、井点管
数量、水泵数量及位置。
? ②、高程布置:确定井点管的埋置深度。
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? 布置和计算步骤,
? 单排布置,适用于基坑、槽 B< 6m,且 H≤5m的
情况,井点管应布置在地下水的上游一侧,两端延
伸长度不宜小于坑、槽的宽度 B。
? 双排布置,适用于基坑 B > 6m或土质不良情况。
? 环形布置,适用于大面积基坑。
确定平面布置 高程布置 计算井点管数量 调整
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? 高程计算公式,h ≥h1+△ h+ iL
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(a)水井的分类:
总管及井点管数量的计算
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涌水量的计算
? 无压完整井:
? 无压不完整井:有效深度 H0,当 H0> H时,仍取 H;
S`—井点管处水位降低值( S+iL)
? 承压完整井:
? H—含水层厚度; S—水位降低值;
y0—环状井点的假想半径; A—环状井点包围的面积
0
0
0
( 2 )
1,3 6 6 ; 1,9 5
l g l g
5
H s s
Q K R s H K
Ry
Ay
?
?
??
?
??矩形基坑(L,B ):
0
2,73 lg lgMsQK Ry? ?
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应用上述公式时先要确定 y0,R,K
第一步:确定 y0
当 L:B≤5时, 环形布置的井点可近似作为圆形处理, 利 用面
积相等原则, 将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径 。
第二步:确定 R
抽水影响半径 R,与土的渗透系数, 含水层厚度, 水位降低
值及抽水时间等因素有关 。
第三步:确定 K
渗透系数 K 值对计算结果影响较大 。 K值的确定可用现场抽
水试验或实验室测定 。 对重大工程, 宜采用现场抽水试验以
获得较准确的值 。
涌水量的计算步骤
)(95.1 mHKSR ?
0 Ay ??
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4、轻型井点的施工:
施工过程:包括井点系统的埋设、安装、运行及拆除等。
( 1)准备工作:井点设备、动力、水源及必要材料的准
备,排水沟开挖,附近建筑物的标高观测及防止沉降措施
( 2)井点系统的埋设:
埋设井点的程序:先排放总管,再埋设井点管,用
弯联管将井点与总管接通,然后安装抽水设备。
井点管的埋设方法:水冲法(分冲孔、埋管两过程)
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注意事项:
① 冲孔深度宜比滤管底
深 0.5m左右。
②保证井点管与孔壁
间填筑沙滤层的质量。
③井点填砂后,须用粘
土封口,以防漏气。
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( 3)使用及拆除:
?井点系统全部安装完毕后,需进行试抽,以检查有
无漏气现象。
?正常的排水是 细水长流,出水澄清 。
?抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常,以及
检查观测井中水位下降情况。
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( 4)井点回灌:
目的:消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷
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§ 1-4土方工程的机械化施工
? 一、土方机械的主要性能
? 二、机械选择:基坑情况、作业环境、气候季节、机械配套等
正铲,前进向上,强制切土
反铲,后退向下,强制切土
拉铲,后退向下,自重切土
抓铲,直上直下,自重切土





推土机:独立完成挖土、运土、卸土;
经济运距 100 m内,效率最高 60m
铲运机:独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整;
经济运距 600~1500 m,效率最高 800m
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§ 1-5 土方回填与压实
? 一、土料选择:符合设计要求,以保证强度和稳定性,尽量采用同
类土,否则应分层夯填,且透水性大的置于下部。
? 二、压实方法:碾压法、振动压实法、夯实法
? 三、影响填土压实因素:
1.土的含水量:手捏成团、落地开花
2.铺土厚度:最优厚度范围与压实机具有关
3.压实功的影响:合理选择压实遍数
四、质量检查:压实系数
ρd -用击实试验确定,ρdmax-“环刀法”或灌砂(水)法测定
d
c
d m a x
)= ??
?
土的控制干密度(
最大干密度( )
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§ 1-6 爆破施工
? 起爆方法:火花起爆、电力起爆、导爆索起爆
? 破坏作用圈:介质距爆破中心越近,破坏越大
? 爆破方法:裸露药包爆破、浅孔爆破、药壶爆破、
拆除爆破 药包
压缩圈
破坏圈
震动圈
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