土方工程施工要点PPT.ppt
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1、土方工程施工要点,1 土方开挖 2 施工排水3 边坡稳定与土壁支护,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。,1.1 土方施工准备工作,土方工程施工要点,踏勘现场 编制方案 场地清理 场地测量,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
2、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,1.3 基坑(槽)和管沟开挖,1 土方开挖,基坑开挖,应进行测量定位、抄平放线,定出开挖深度和宽度,注意坑底宽度预留的施工操作面。,根据工程地质水文情况、开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定基坑是直立或放坡开挖,或为保持土壁稳定应采取的土壁支护的方法和措施。,基坑的切线开挖,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2节),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
3、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,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!,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
4、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。,四方参与基坑验槽,2 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。,施工排水可分为集水井降水和井点降水两种。,土方工程施工要点,集水井降水:明排水法,井点降水,轻型井点 喷射井点 电渗井点管井
5、法深井泵法,降水方法适用的降水深度和土的种类,2 施工排水,降水方法和设备的选择根据土层的渗透系数、要求降水的深度、工程特点,经过技术经济比较后确定。,无压层间水:如果水未充满此含水层,水无压力。承压层间水:如果水充满此含水层,水有压力。,潜水:从地表算起第一层不透水层以上含水层中所含的水,无压力层间水:夹于两个不透水层之间含水层中所含的水。,2.1 地下水的种类和性质,2.1.1 地下水的种类,2 施工排水,不透水层,潜水位,潜水,承压水,动水压力:水在土中渗流时对单位体积土体的压力。,动水压力和水力坡度、水位差成正比,与渗流路线长度成反比。,GD动水压力,KN/m3,方向与水流方向相同w水
6、的重力密度I水力坡度,等于水位差除以渗流路线长度h/L,动水压力容易引起“流沙现象”,2.1.2 地下水流的基本性质,2.1 地下水的种类和性质,在细砂或粉砂土层的基坑开挖时,地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定,随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后,土完全丧失承载力,土体边挖边冒,施工条件极端恶化,基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。,2.1.3 流砂现象,广佛地铁桂城站基坑出现流砂,地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场,2.1 地下水的种类和性质,产生流砂现象的原因有内因和外因:内因:取决于土的性质,当土的孔隙比大、含水量大
7、、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此,流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中,但是否发生流砂现象,还取决于一定的外因条件。,产生流砂的原因:,流砂基坑满目狼籍,外因:是地下水在土中渗流所产生的动水压力的大小。GD(土的浮重)时,就会推动土壤失去稳定,形成流砂现象。,2.1 地下水的种类和性质,流砂的防治,防治原则:“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途径一是减小或平衡动水压力;二是截住地下水流;三是改变动水压力的方向。,防治方法:,枯水期施工法:枯水期地下水位较低,基坑内外水位差小,动水压力小,就不易产生流砂。打板桩:将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度
8、,可以截住水流或增加渗流长度、改变动水压力方向,从而达到减小动水压力的目的。,2.1 地下水的种类和性质,水中挖土:即不排水施工,使坑内外的水压相平衡,不致形成动水压力。如沉井施工,不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。,人工降低地下水位法:即采用井点降水法截住水流,不让地下水流入基坑,不仅可防治流砂和土壁塌方,还可改善施工条件。,抢挖并抛大石块法:分段抢挖土方,使挖土速度超过冒砂速度,在挖至标高后立即铺竹、芦席,并抛大石块,以平衡动水压力,将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。,此外,采用地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、土壤冻结法等,都可以阻止地下水流入基坑,防止流砂发生。,2
9、.1 地下水的种类和性质,强行施工,流砂支挡,2.1 地下水的种类和性质,2.2 集水井降水,一般采用截、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 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2040m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,2.2 集水井降水,普通明沟与集水井排水法,分层
10、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,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,点击动画明沟与集水井排水,分层明沟排水法,2.2 集水井降水,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,2.2 集水井降水,2.3 井点降水,在含水丰富的土层中
11、开挖大面积基坑时,明沟排水法难以排干大量的地下涌水,当遇粉细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象,不仅基坑无法挖深,还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷,严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。,2 施工排水,地下室电梯井局部二次降水,全基坑轻型井点降水,2.3.1 井点降水的作用,防止地下水涌入坑内,防止边坡由于地下水的渗流而引起的 塌方,使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力,因此防止了坑底的管涌,2.3 井点降水,降水后,使板桩减少了横向荷载,消除了地下水的渗流,也就防止了 流砂现象,降低地下水位后,还能使土壤固结,增加地基土的承载能 力,
12、2.3.1 井点降水的作用,2.3.2 井点降水的种类,轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内,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。,轻型井点,适用于渗透系数为0.150m/d的土层中。降水深度为:单级井点36m,多级井点612m,2.3 井点降水,喷射井点,适用于开挖深度较深、降水深度大于8m,土渗透系数为350m/d的砂土或渗透系数为0.13m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。,2.3 井点降水,在井点管内设特制喷射器,用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气,形成水气射流,将地下水抽出排走。其降水深度可达820m。,电渗井点,电渗井点以井点管作阴极
13、,打入的钢筋作阳极,通入直流电后,土颗粒自阴极向阳极移动,水则自阳极向阴极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。,适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的 施工降水,2.3 井点降水,管井井点,2.3 井点降水,管井填充滤料 管井抽排水 PVC简易管井,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),适用于降水深度35m、渗透系数为20200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。,
14、如需降水深度较大,可采用深井井点,适用于降水深度15m、渗透系数为10250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。,2.3 井点降水,管井井点降水,2.3.3 轻型井点降水,点击井点降水动画,一、轻型井点的设备,由管路系统(滤管、井点管、弯联管及总管)和抽水设备(真空泵、离心泵和水气分离器)组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图:,2.3 井点降水,三、轻型井点的设计及计算,井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。,设计内容:井点系统的平面布置和高程布置;计算涌水量;确定井管数量及井距;校核水位降低数值;选择抽水设备等。,二、轻型井点的埋设程序,排放总管埋设井点
15、管用弯联管将井点与总管接通安装抽水设备。,2.3.3 轻型井点降水,(1)轻型井点的平面布置,双排布置:当基坑(槽)宽度6m时应采用。,单排布置:当基坑(槽)宽度 6m、降水深度5m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧,两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。,B,2.3.3 轻型井点降水,环型或U 型布置:当基坑面积较大时,应采用环型布置(考虑施工机械进出基坑时宜采用U 型布置)。,采用双排、环型或U型布置时,位于地下水上游一排的井点间距应小些,下游井点的间距可大些。如采用U形布置,则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。,2.3.3 轻型井点降水,(2)轻型井点的高程布置,井点管
16、埋置深度H(不包括滤管),可按下式计算:,H,H1:井点管埋置面至基坑底面的距离(m);h:基坑轴线上降低后的地下水位至基坑底的距离,一般0.5 mi:地下水降落坡度,单排井点取1/5,环形井点取1/10;L:环状井点:井点管至基坑轴线的水平距离(短边)(m);单排井点:井点管至基坑对边的水平距离(m),2.3.3 轻型井点降水,在确定井点管埋置深度时,还应考虑井点管露出地面0.20.3m,滤管必须埋在透水层内。轻型井点降水深度一般不大于6m。当一级井点达不到降水深度要求时,则可采用二级、三级井点。,地下室三级井点降水,2.3.3 轻型井点降水,涌水量Q:单位时间内通过某过水断面的水流量。单位
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