土木工程施工

null土木工程施工土木工程施工大连民族学院土木建筑工程学院第一章 土方工程第一章 土方工程 土方工程包括一切土的挖掘、填筑和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。在土木工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。  土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。因此，在组织土方工程施工前，应详细分析与核对各项技术资料（如地形图、工程地质和水文地质勘察资料、地下管道、电缆和地下构筑物资料及土方工程施工图等），进行现场调查并根据现有施工条件，制订出技术可行经济合理的施工设计方案。null1.1.1 土的工程分类土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类（表1-1），这也是确定土木工程劳动定额的依据。 null 表1-1 土的分类null1.1.2 土的工程性质土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性，原状土经机械压实后的沉降量等；此外还有：渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。 nullnull式中:   S——原状土经机械压实后的沉降量（ cm）；                                     P——机械压实的有效作用力(MPa)；          C——原状土的抗陷系数(MPa) （教材表1-1-2）1.2 场地平整1.2 场地平整大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平整。场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。场地设计标高应满足 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 、生产工艺及运输、排水及最高洪水水位等要求，并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。1.2 场地平整1.2 场地平整大连地区的填海工程土方量是巨大的。1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.1场地竖向规划设计1.2.2 场地平整土方量的计算1.2.2 场地平整土方量的计算null场地平整土方量计算步骤   1. 场地设计标高确定后，求出平整的场地各角点的施工高度Hi。　　     2. 确定“零线”的位置。确定“零线”的位置有助于了解整个场地的挖、填区域分布状态。　　     3. 然后按每个方格角点的施工高度算出填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样即得到整个场地的填、挖土方总量。null方格网零线及零点的确定 零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为0。零线的确定 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点（0）的位置（下图），将各相邻的零点连接起来即为零线。 如不需计算零线的确切位置，则绘出零线的大致走向即可。  零线确定后，便可进行土方量的计算。方格中土方量的计算有两种方法：“四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”。 null课堂计算题：根据给定的个角点标高，计算场地设计标高null常用方格网计算土方量 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 null1.3 基坑工程1.3 基坑工程1.3.1 土方边坡及其稳定1.3.1 土方边坡及其稳定1.3.1 土方边坡及其稳定1.3.1 土方边坡及其稳定1.3.1 土方边坡及其稳定1.3.1 土方边坡及其稳定施工中，土方放坡坡度的留设应考虑: 土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件因素。 当地下水水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑或管沟，如敞露时间不长，在一定限度内可挖成直壁不加支撑。 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。 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。null1.3.1 土方边坡及其稳定1.3.1 土方边坡及其稳定土体的下滑使土体中产生剪切应力。引起下滑力增加的因素主要有： 1）坡顶上堆物、行车等荷载； 2）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； 3）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： 1）气候的影响使土质松软；2）土体内含水量增加而产生润滑作用；3）饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。1.3.2 土壁支护1.3.2 土壁支护1.3.2 土壁支护1.3.2 土壁支护支撑所承受的荷载为土压力。土压力的分布不仅与土的性质、土坡高度有关，且与支撑的形式及变形亦有关。由于沟槽的支护多为随挖、随铺、随撑，支撑构件的刚度不同，撑紧的程度又难以一致，故作用在支撑上的土压力不能按库仑或朗肯土压力理论计算。实测资料表明，作用在横撑式支撑上的土压力的分布很复杂，也很不规则。工程中通常按下图所示几种简化图形进行计算。支撑计算土压力null重力式水泥土墙支护结构水泥土搅拌桩（或称为深层搅拌桩）支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩）。用于支护结构的水泥土其水泥掺量通常12%~15%（单位土体的水泥掺量与土的重力密度之比），水泥土的强度可达0.8～1.2MPa，其渗透系数很小，一般不大于10～6cm/s。由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙，它既具有挡土作用，又兼有隔水作用。它适用于4～6m深的基坑，最大可达7～8m。nullnull重力式水泥土墙支护结构水泥土墙通常布置成格栅式，格栅的置换率（加固土的面积：水泥土墙的总面积）为0.6～0.8。墙体的宽度b、插入深度hd根据基坑开挖深度h估算，一般b=(0.6～0.8)h，hd=（0.8～1.2）h 水泥土墙 １—搅拌桩；２—插筋；３—面板 null水泥土墙的设计 水泥土重力式支护结构的设计主要包括整体稳定、抗倾覆稳定、抗滑移稳定、位移等，有时还应验算抗渗、墙体应力、地基强度等。 右图为水泥土支护结构的计算图式。nullnull1. 整体稳定 整体稳定安全系数一般取1.2~1.5 2.  抗倾覆稳定 抗倾覆安全系数，一般取1.3~1.5 3. 抗滑移稳定 抗倾滑移定安全系数，取1.2~1.3 4. 位移计算 null水泥土搅拌桩的施工1—主机；2—机架；3—灰浆拌制机；4—集料斗；5—灰浆泵；6—贮水池； 7—冷却水泵；8—道轨；9—导向管；10—电缆；11—输浆管；12—水管 null水泥土搅拌桩的施工工艺 搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺 “一次喷浆、二次搅拌”施工流程 a)定位；b)预埋下沉；c)提升喷浆搅拌；d)重复下沉搅拌；e)重复提升搅拌；f)成桩结束 null板式支护结构 nullnull挡墙系统常用的材料有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩及地下连续墙等。 钢板桩有平板形和波浪形两种(下图 )。钢板桩之间通过锁口互相连接，形成一道连续的挡墙。由于锁口的连接，使钢板桩连接牢固，形成整体，同时也具有较好的隔水能力。钢板桩截面积小，易于打入。U形、Z形等波浪式钢板桩截面抗弯能力较好。钢板桩在基础施工完毕后还可拔出重复使用。a) 平板式   b) 波浪式 nullnull相当梁法 null相当梁法 null相当梁法 ——板墙部分计算nullnull支撑拉锚系统设计null钢板桩施工板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用，且板桩墙面平直，以满足基础施工的要求，对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。（教材自学三种方法） 钢板桩施工演示null支护结构的破坏null(1) 整体失稳 在松软地层中，当基坑平面尺寸较大，由于作为支护结构的板桩墙插入深度不够，或施工时几何形状和相互连接不符合要求，支撑位置不当，支撑与围檩系统结合不牢等原因，板桩墙产生位移过大的前倾或后仰，导致基坑外土体大滑坡，支护结构系统整体失稳破坏。 (2) 基坑隆起 在软弱的粘性土层中开挖基坑，当基坑内的土体不断挖去，板桩墙内外土面的高差等于墙外在基坑开挖水平面上作用一附加荷载。挖深增大，荷载亦增加。若墙体入土深度不足，则会使基坑内土体大量隆起，基坑外土体过量沉陷，支撑系统应力陡增，导致支护结构整体失稳破坏。 (3) 管涌及流砂(流土) 含水砂层中的基坑支护结构，在基坑开挖过程中，板桩墙内外形成水头差，当动水压力的渗流速度超过临界流速或水力梯度超过临界梯度时，就会引起管涌及流砂现象。基坑底部和墙体外面大量的砂随地下水涌入基坑，导致地面坍陷，同时使墙体产生过大位移，引起整个支护系统崩坍。 有时，开挖面下有薄不透水层，薄不透水层下是一层有承压水头的砂层，当薄不透水层抵挡不住水头压力，在渗流作用下被切割成小块脱离原位(流土)，也会造成支护结构的崩坍破坏。null (4) 支撑强度不足或压屈 当设置的支撑间距过大或数量太少，强度不足或刚度不够时，在较大的侧向土压力作用下，发生支撑破坏或压屈，引起板桩墙变形过大，导致支护结构破坏。 (5) 墙体破坏 墙体强度不够或连接构造不好，在土压力、水压力作用下，产生的最大弯矩超过墙体抗弯强度，产生强度破坏。 (6) 支护结构平面变形超过限度 由于支护结构平面变形过大，或是降水造成周围土体沉降，使基坑外围的土体发生垂直或水平位移。有时，这种变形对支护结构本身尚未带来妨碍和危害，但对邻近建筑物或地下管线造成有害影响，造成建筑物下沉、倾斜、开裂，造成上、下水管、煤气管、供电和通讯电缆变形、张紧或断裂。在城市中开挖较深的基坑，这个问题越来越突出，由此造成的事故不少，必须引起充分重视。null基坑支护结构监测 基坑工程监测是基坑工程设计的必要部分。无数工程实践证明，基坑支护结构的设计与施工实际情况是有差异的，这是由于工程地质土层的复杂性和离散性，勘察所得数据往往难以准确代表全部土质的实际情况；设计人员在设计计算时选用有关参数和假设也各有差异；施工工况与设计工况也不完全相符，因此就造成设计结果与施工实际有差异，此时监测信息就显示其重要性。因此，基坑工程必须进行监测。（1）基坑工程监测的目的 ①.收集施工过程中的信息，确保基坑工程的安全和质量。 ②.收集施工过程中的信息，对基坑周围环境进行有效保护。 ③.根据监测成果，检查设计所采取的各种假设和参数的正确性，并为改进设计、提高工程整体水平提供依据。null基坑支护结构监测 （2）监测单位应按设计要求制定监测大纲，其内容应包括： ①.按设计要求确定的监测项目。 ②.各测点布置的平面、立面图。 ③.各监测项目所使用的仪器设备型号及其精度要求，以及观测方法。 ④.各监测项目按提供信息的需要确定观测频率(即x次/d，或次/xd)。 ⑤.根据施工的不同进度，明确各项目观测的起止日期，或按形象进度的节点确定起止点。 注意收取正确的初始数据。 ⑥.各监测项目的报警值。null基坑支护结构监测 （3）基坑工程监测项目 ①.围护墙顶水平位移。用经纬仪和前视固定点形成测量基线，测量墙顶各测点和基线距离变化，精度为1mm。 ②.孔隙水压力。用埋设孔隙水压力计的方法监测，精度不低于1kPa。 ③.土体侧向变形。用测斜仪测试，精度1mm。放坡开挖时监测土坡稳定；有支护开挖时监测墙后土体水平位移和土体稳定性。 ④.墙体变形。在墙体内预埋测斜管，用侧斜监测墙体变形，精度为1mm。 ⑤.围护墙体土压力。用预埋在围护墙后和墙前入土段围护墙上的土压力计测试。 ⑥.支撑轴力。用安装在支撑端部的轴力计测试。 ⑦.坑底隆起。埋设分层沉降管，用沉降仪监测不同深度土体在开挖过程中的隆起变形，精度不低于1mm。 ⑧.地下水位测试。用设置水位管的方法测试，水位计的标尺最小读数为1mm . ⑨.锚杆拉力。在锚杆上安装钢筋计，精度不低于1/100(F·S)。 ⑩.基坑周边地面建筑的沉降和倾斜度。用经纬仪和水准仪测量，沉降测量精度不低于1mm。 ⑾.基坑周围地下管线的垂直和水平位移，通常在管线接头位置安装测点，用经纬仪和水准仪测量，测试精度不低于1mm。 ⑿.  围护墙顶和立柱沉降监测。用水准仪监测，精度不低于1mm。1.3.3 降水1.3.3 降水null降低地下水位的方法有集水井降水法和井点降水法。集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。当基坑开挖较深，又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时，基坑内降水也多采用集水井降水法。如降水深度较大，或土层为细砂、粉砂或软土地区时，宜采用井点降水法降水但仍有局部区域降水深度不足时，可辅以集水井降水。无论采用何种降水方法，均应持续到基础施工完毕，且土方回填后方可停止降水。 nullnull2）构造四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基坑范围内设置盲沟排水。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔20~40m设置一个。 3）设置 集水坑的直径或宽度一般为0.6~0.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.7~1.0m。坑壁可用竹、木材料等简易加固。当基坑挖至设计标高后，集水坑底应低于基坑底面1.0~2.0m，并铺设碎石滤水层（0.3m厚）或下部砾石（ 0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。null井点降水——井点降水原理井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。 井点降水原理示意图null井点降水的作用null井点降水的类型 nullnullnullnull轻型井点的设计 1）设计的基础资料 轻型井点布置和计算      井点系统布置应根据水文地质资料、工程要求和设备条件等确定。一般要求掌握的水文地质资料有：地下水含水层厚度、承压或非承压水及地下水变化情况、土质、土的渗透系数、不透水层的位置等。要求了解的工程性质主要有：基坑（槽）形状、大小及深度，此外尚应了解设备条件，如井管长度、泵的抽吸能力等。null轻型井点的设计 null轻型井点的设计 3）高程布置      高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离，可按下式计算（图）：式中： h——井点管埋深（m）； h1——总管埋设面至基底的距离（m）； Δh——基底至降低后的地下水位线的距离（m）； i ——水力坡度； L——井点管至水井中心的水平距离，当井点管为单排布置时，L为井点管至对边坡角的水平距离（m）。null4）涌水量计算 （1）水井分类 确定井点管数量时，需要知道井点管系统的涌水量。井点管系统的涌水量根据水井理论进行计算。 根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。 当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由面），称为无压井； 当水井布置在承压含水层中时（含水层中的水充满在两层不透水层间，含水层中的地下水水面具有一定水压），称为承压井。 当水井底部达到不透水层时称为完整井，否则称为非完整井，各类井的涌水量计算方法都不同。轻型井点的设计 null4）涌水量计算 （2）无压完整井涌水量计算 轻型井点的设计 单井 群井 R——为单井的降水影响半径（m）； r——为单井的半径（m）。 K——土的渗透系数（m/d）。 H——含水层厚度（m）。 S——水井处水位降落高度（m）。 X0——井点管围成的水井半径（m）。null4）涌水量计算 无压非完整井涌水量计算 轻型井点的设计 H0——有效含水层深度。null4）涌水量计算 轻型井点的设计 4）涌水量计算 null4）涌水量计算 轻型井点的设计 4）涌水量计算 抽水影响半径，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。在抽水2~5d后，水位降落漏斗基本稳定，此时抽水影响半径可近似地按下式计算： null4）涌水量计算 轻型井点的设计 4）涌水量计算 （3）井点管数量计算 井点管最少数量由下式确定：式中，q为单根井管的最大出水量，由下式确定： 式中，d——为滤管直径（m）null4）涌水量计算 null轻型井点施工 轻型井点施工 null轻型井点施工 轻型井点施工 3）连接与试抽       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。开始抽水后不希望停抽。时抽时停，滤网易堵塞，也容易抽出土粒，使水混浊，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。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，如果有较多井点管发生堵塞，影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔出重埋。 4）井点运转与监测 包括：井点运转管理           井点监测 5）井点拆除       地下室或地下结构物竣工后并将基坑进行回填土后，方可拆除井点系统，拔出井点管多借助于倒链、起重机等。所留孔洞用砂或土塞，对地基有防渗要求时，地面下2m可用粘土填塞密实。另外，井点的拔除应在基础及已施工部分的自重大于浮力的情况下进行，且底板混凝土必须要有一定的强度，防止因水浮力引起地下结构浮动或破坏底板。null井点降水对周围环境的不利影响及防治措施 一、井点降水的不利影响       井点管埋设完成开始抽水时，井内水位开始下降，周围含水层的水不断流向滤管，在无承压水等环境条件下，经过一段时间之后，在井点周围形成漏斗状的弯曲水面，即所谓“降水漏斗”，这个漏斗状水面逐渐趋于稳定，一般需要几天到几周的时间，降水漏斗范围内的地下水位下降以后，就必然会造成地面固结沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因而所产生的沉降也是不均匀的。在实际工程中，由于井点管滤管滤网和砂滤层结构不良，把土层中的粘土颗粒、粉土颗粒甚至细砂同地下水一同抽出地面的情况是经常发生的，这种现象会使地面产生的不均匀沉降加剧，造成附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。null井点降水对周围环境的不利影响及防治措施 二、防范井点降水不利影响的措施        由于井点降水对引起周围地层的不均匀沉降，但在高水位地区开挖深基坑又离不开降水措施，因此一方面要保证开挖施工的顺利进行，另一方面又要防范对周围环境的不利影响，即采取相应的措施，减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成的影响。 （一）、在降水前认真做好对周围环境的调研工作 （二）、合理使用井点降水，尽可能减少对周围环境的影响 （三）、降水场地外侧设置挡土帷幕，减少降水影响范围 （四）、降水场地外缘设置回灌水系统 null井点降水对周围环境的不利影响及防治措施 null作业： 某车间地下室平面尺寸见图2-16a，坑底标高为-4.5m，根据地质钻探资料，自然地面至-2.5m为亚黏土层，渗透系数K=0.5m/d，-2.5m以下均为粉砂层，渗透系数K-4m/d，含水层深度不明，为了防止开挖基坑时发生流砂现象，故采用轻型井点降低地下水位的 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 。为了使邻近建筑物不受影响，每边放坡宽度不应大于2m，试根据施工方案，进行井点系统的平面及高程布置。 1.4 土方开挖、填筑与压实1.4 土方开挖、填筑与压实null土方机械性能null土方机械性能null土方机械性能null土方机械性能null土方机械性能null土方机械性能null土方填筑与压实土料的选用与处理： 填方土料应符合设计要求，保证填方的强度与稳定性，选择的填料应为强度高、压缩性小、水稳定性好、便于施工的土、石料。如设计无要求时，应符合下列规定： （1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3）可用于表层下的填料。 （2）含水量符合压实要求的粘性土，可为填土。在道路工程中粘性土不是理想的路基填料，在使用其作为路基填料时必须充分压实并设有良好的排水设施。 （3）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。 （4）淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理含水量 符合压实要求，可用于填方中的次要部位。 填土应严格控制含水量，施工前应进行检验。当土的含水量过大，应采用翻松、晾晒、 风干等方法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材料、打石灰桩等措 施；如含水量偏低，则可预先洒水湿润，否则难以压实。null土方填筑与压实null土方填筑与压实null土方填筑与压实null土方填筑与压实——影响填土压实的因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。 填方每层的铺土厚度和压实遍数 null土方填筑与压实——填土压实的质量检查 填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求。密实度要求一般由设计根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定 。公路土质路基压实度