基坑开挖与回填课件.ppt

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1、任务四：土方开挖与回填,（一）土方开挖方案,1.无支护结构的基坑开挖 深基坑工程无支护的开挖多为放坡开 挖。要求地下水位必须位于坑底一下。2.有支护结构的基坑开挖（1）盆式开挖（2）岛式开挖（3）条状开挖（4）区域开挖,（二）土方开挖注意事项,1基坑开挖的时空效应2先撑后挖，严禁超挖3防止坑底隆起变形过大4防止边坡失稳5防止桩位移和倾斜 6对邻近建（构）筑物及地下设施的保护,1.5 土方开挖与回填土方开挖机械按挖土机工作装置的不同，可分为正铲挖土机、反铲挖土机、拉铲挖土机和抓铲挖土机。1、正铲挖土机,适用范围：开挖高度大于2m的干燥基坑或土丘。,挖土特点：前进向上，强制切土；挖掘力大，生产率高

2、。能开挖停机面以上的松散土、普通土、次坚土、坚土。,挖土方式：根据开挖路线与运输工具相对位置的不同,2、反铲挖土机,适用范围：适用于开挖停机面以下6.5m深度以内的土方。也可分层开挖，但当地下水位较高时，需配合基坑内的降水工作进行开挖，以保证停机面干燥，不致使机械沉陷。,挖土特点：后退向下，强制切土。挖掘力比正铲小。,挖土方式：根据挖土机与基坑相对位置分为两类。,3、拉铲挖土机,适用范围：适用于开挖大而深的基坑或水下挖土。,挖土特点：后退向下，自重切土。挖掘深度和半径均较大，但挖掘力小，只能开挖一至二类土，且工效低。,挖土方式：开挖方式与反铲挖土机相识，分为沟端开挖和沟侧开挖。,4、抓铲挖土机

3、,适用范围：适用于开挖窄而深的基坑（槽）、深井或水中淤泥。,挖土特点：直上直下，自重切土。挖掘力较小，只能开挖一至二类土，其抓铲能在回转半径范围内开挖基坑任意位置的土方，并可在任意高度上卸土。,时间效应：,在基坑开挖过程中，基坑支护结构的变 形、基坑周边地层的位移和沉降会随时间推 移继续发展，直到稳定或引起基坑变形过大 而破坏为止，这就是基坑开挖过程中的时间 效应。,空间效应,基坑支护结构的变形、周边地层的移动与分层、分块开挖的空间几何尺寸、支护挡墙无支撑暴露面积以及是否均衡开挖等各因素都相互关联，分层、分块的空间几何尺寸越大、支护挡墙无支护暴露面积越大，支护结构变形就越大；开挖顺序中的对称性

4、越差，变形也越大，这就是基坑开挖过程中的空间效应。,深基坑工程中考虑时空效应的基坑开挖参数（时间参数、空间参数）和施工顺序的确定应满足以下要求：,（1）减少开挖过程中的土体扰动范围，采 用分层分块开挖且其空间几何尺寸能 最大限度地限制支护墙体的变形和坑 周土体的位移与沉降；,（2）尽量缩短基坑开挖卸荷后无支护暴露时间；（3）满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑受力均衡；（4）可靠而合理地利用土体自身在开挖过程中控制位移的潜力，安全、经济地解决基坑工程中稳定与变形的问题。,一、回填土料选择,选择填方土料应符合设计要求。如设计无要求时，应符合下列规定：1.碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单

5、位同意）和爆破石碴，可用作表层以下的填料；2.含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；,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工程；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，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；5.含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。,6.碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3（当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的3/4）。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块（漂）石填料的最大粒径不应

6、超过设计要求。,返回,二、填筑要求,1.施工要求 填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。对于重要的填方工程或采用新型压实机具时，上述参数应通过填土压实试验确定。填土时应先清除基底的树根、积水、淤泥和有机杂物，并分层回填、压实。,填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。填方施工应接近水平的分层填筑。当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑以防填土横向移动。

7、分段填筑时，每层接缝处应作成斜坡形，辗迹重叠0.51.0m。上、下层错缝距离不应小于1m。,三、填土的压实方法,填土压实方法有碾压法、夯实法和振动法三种，此外还可利用运土工具压实。,1.碾压法,碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、大型车间的室内填土等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土；羊足碾只能用来压实粘性土；气胎碾对土壤碾压较为均匀，故其填土质量较好。,平滚碾,羊角碾,轮胎碾,按碾轮重量，平滚碾又分为轻型（5t以下）、中型（8t以下）和重型（10t）三种。轻型平滚

8、碾压实土层的厚度不大，但土层上部可变得较密实，当用轻型平滚碾初碾后，再用重型平滚碾碾压，就会取得较好的效果。如直接用重型平滚碾碾压松土，则形成强烈的起伏现象，其碾压效果较差。,2.夯实法,夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。,人工打夯,机械打夯,蛙式打夯机,夯实法的优点是可以夯实较厚的土层。采用重型夯土机（如1t以上的重锤）时，其夯实厚度可达11.5m。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等夯土工具，其夯实厚度则较小，一

9、般均在200 mm以内。,3.振动法,振动法是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于振实非粘性土效果较好。近年来，又将碾压和振动结合而设计和制造出振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。,振动压路机,返回,四、影晌填土压实质量的因素,填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：1.压实功 2.土的含水量 3.每层铺土厚度,1.压实功的影响,填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度急剧增加，待到接近土的最大密度时，压实功虽然增加许多，而土的密度则变化甚小。实际施工中，对于砂土只需碾

10、压或夯击23遍，对亚砂土只需34遍，对亚粘土或粘土只需56遍。,2.含水量的影响,在同一压实功的作用下，填土的含水量对压质量有直接影响。土在最佳含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的密度最大（图128）。各种土的最佳含水量和最大干密度可参考表16。,表16 土的最优含水量和最大干密度参考表,注：1表中土的最大干密度应根据现场实际达到的数字为准。2一般性的回填可不作此项评定。,3.铺土厚度的影响,土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小（图129），其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少。可按照表16选用。,表1-6 填方每层

11、的铺土厚度和压实遍数,注：人工打夯时，土块粒径不应大于50 mm。,返回,换土垫层法：密实法：表层密实法、重锤夯实法、强夯法、阵 冲挤密桩法、土（灰土、二灰土)桩法、夯实水泥土桩法等置换法：碎石桩法、石灰桩法、CFG桩法胶结法：静压注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅 拌法排水固结法：堆载预压法、真空预压法、降低地下 水法等加筋法：土工织物法、加筋土法、土锚、土钉、树 根桩法,第二节、地基处理方法,密实法是借助于机械、夯锤或爆破产生的振动和冲击使土的孔隙比减小，或在地基内打砂桩、碎石桩、土桩或灰土桩，挤密桩间土体而达到处理目的。其中主要有重锤夯实法、强夯法、振冲挤密法以及砂桩、土桩或灰土桩挤密法等

12、，可用于处理无粘性土、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土等地基，但振冲挤密法的适用范围一般只限于砂土和粘粒含量较低的粘性土。,置换法是用砂、碎石、矿渣或其它合适的材料置换地基中的软弱或不良土层，夯压密实后作为基底垫层，或用上述材料填筑成一根根桩体，由桩群和桩间土组成复合地基，从而达到处理目的。常用于处理软弱地基。从经济合理考虑，开挖置换法一般适用于处理浅层地基（深度通常不超过3m）。,胶结法是靠压力传送或利用电渗原理，把含有胶结物质并能固化的浆液灌入土层，使其渗入土的孔隙或充填土岩中的裂缝和洞穴中，或者把很稠的浆体压入事先打好的钻孔中，借助于浆体传递的压力挤密土体并使其上抬，达到加固或处理目的。其适用性与灌浆方法和浆液性能有关，一般可用于处理砂土、砂砾石、湿陷性黄土及粘性土等地基。,排水固结法是采用预压、降低地下水位、电渗等方法促使土层排水固结，以减少地基的沉降和不均匀沉降，提高承载力。主要用于处理软弱粘性土地基。,加筋法是在土中埋设土工聚合物（即土工织物）或拉筋，形成加筋土或各种复合土工结构，或沿不同方向设置直径为75mm-250mm的桩，形成树根状桩群，即所谓树根桩，以减小地基沉降，提高地基承载力或增强土体稳定性。土工聚合物还可起到排水、反滤和隔离作用。在地基处理中，加筋法可用于处理软弱地基。,钢板桩打入,