《土方开挖简》PPT课件.ppt

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1、任务二任务二 基坑开挖基坑开挖 主 讲 人:张 蓓 建建 筑筑 施施 工工 技技 术术基坑开挖的主要工作过程基坑开挖的主要工作过程 开挖尺寸开挖尺寸 定位放线定位放线 土方工程量土方工程量 基坑开挖基坑开挖 验验 槽槽边坡稳定措施边坡稳定措施2.1土方边坡土方边坡2.2确定开挖尺寸确定开挖尺寸2.3土方量计算土方量计算2.4定位放线定位放线2.5基坑开挖施工基坑开挖施工2.6验槽验槽2.1土方边坡土方边坡在开挖基坑、沟槽或在开挖基坑、沟槽或填筑路堤时，为了防填筑路堤时，为了防止塌方，保证施工安止塌方，保证施工安全及边坡稳定，其边全及边坡稳定，其边沿应考虑放坡。土方沿应考虑放坡。土方边坡的坡度以

2、其高度边坡的坡度以其高度h与底宽与底宽b之比表示，之比表示，即即边坡形式边坡形式(a)直线型边坡；直线型边坡；(b)折线型边坡；折线型边坡；(c)阶梯型边坡；阶梯型边坡；称为坡度系数称为坡度系数根据土方和爆破工程施工及验收规范的规定，当根据土方和爆破工程施工及验收规范的规定，当地下水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑地下水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑（槽）或管沟，且敞露时间不长时，可作（槽）或管沟，且敞露时间不长时，可作直立壁（不直立壁（不放坡）不加支撑放坡）不加支撑，但挖方深度不宜超过下列规定：，但挖方深度不宜超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石土为密实、中密的砂土和碎石土为1

3、m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m；硬塑、可塑粘土为硬塑、可塑粘土为1.5m；坚硬的粘性土为坚硬的粘性土为2m。施工过程中，应经常检查槽壁的稳定情况。基施工过程中，应经常检查槽壁的稳定情况。基坑（槽）或管沟挖好后，应及时进行基底混凝土坑（槽）或管沟挖好后，应及时进行基底混凝土垫层施工及地下结构施工。垫层施工及地下结构施工。当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方深度在基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方深度在5m以以内且不加支撑的边坡的最陡允许坡度见下表。内且不加支撑的边坡的最陡允许坡度见下

4、表。深度在深度在5m内的基坑（槽）、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）内的基坑（槽）、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）土的土的类别类别边边坡坡度（坡坡度（h：b）坡坡顶顶无荷无荷载载坡坡顶顶有静有静载载坡坡顶顶有有动载动载中密的砂土中密的砂土l 1.00l 1.251 1.50中密的碎石中密的碎石类类土（填充物力砂土）土（填充物力砂土）1 0.751 1.001 1.25硬塑的粉土硬塑的粉土1：0.671 0.751 1 00中密的碎石中密的碎石类类土土（填充物（填充物为为粘性土）粘性土）1 0.501 0.671 0.75硬塑的粉硬塑的粉质质粘土、粘土粘土、粘土1 0.331 0.501 0.67

5、老黄土老黄土1 0.101 0.251 0.33软软土（土（经经井点降水后）井点降水后）1 1.00注：注：1、静载指堆土或堆放材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。、静载指堆土或堆放材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。静载或动载距挖方边缘的距离在静载或动载距挖方边缘的距离在0.8m以外，且堆土和堆放材料以外，且堆土和堆放材料 高度不超过高度不超过15m：2、当有成熟施工经验时，可不受本表限制。、当有成熟施工经验时，可不受本表限制。永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡，临时性挖方永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡，临时性挖方的边坡值应符合下表的规定的边坡值应符合下表的规定1 1、影响边坡稳

6、定的因素影响边坡稳定的因素土方边坡在一定条件下，局部或一定范围内沿某一滑动面土方边坡在一定条件下，局部或一定范围内沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性，这就是向下和向外移动而丧失其稳定性，这就是边坡失稳边坡失稳现象。现象。影响边坡稳定的因素很多，一般情况下，边坡失去稳定发影响边坡稳定的因素很多，一般情况下，边坡失去稳定发生滑动，可以归结为生滑动，可以归结为土体抗剪强度低或切应力土体抗剪强度低或切应力增加。引起增加。引起土体抗剪强度降低的原因有：土体抗剪强度降低的原因有：1）气候：由于气候的影响，使土质松软。）气候：由于气候的影响，使土质松软。2）粘土中的夹层因浸水面产生润滑作用。）粘土中的

7、夹层因浸水面产生润滑作用。3）饱和水的细砂，粉砂因振动而液化等）饱和水的细砂，粉砂因振动而液化等。2 2、引起土体内切应力增加的原因引起土体内切应力增加的原因 1）高度或深度增加，切应力增加。）高度或深度增加，切应力增加。2）边坡上面荷载（静、动）增加，尤其是有动荷载时。）边坡上面荷载（静、动）增加，尤其是有动荷载时。3）浸水一方面使土体自重增加，另一方面水在）浸水一方面使土体自重增加，另一方面水在 土体中渗流土体中渗流产生一定的动水压力。产生一定的动水压力。4）土体竖向裂缝中的水（地下水）产生静水压力。）土体竖向裂缝中的水（地下水）产生静水压力。开挖深度较大的基坑，应对土方边坡作稳定分析。开

8、挖深度较大的基坑，应对土方边坡作稳定分析。关于边稳定分析与计算可参考土力学方面的专著。关于边稳定分析与计算可参考土力学方面的专著。2.2确定开挖尺寸确定开挖尺寸p需确定的开挖尺寸有：需确定的开挖尺寸有：长、宽、深度（高）长、宽、深度（高）p深度确定：深度确定：1）设计基础埋深）设计基础埋深 2）室内地坪标高）室内地坪标高 3）地基持力层位置）地基持力层位置基槽开挖宽度的计算基槽开挖宽度的计算：(1)(1)不放坡，不加挡土板支撑不放坡，不加挡土板支撑 (2)不放坡，但要留工作面不放坡，但要留工作面 一一般般，当当基基槽槽(坑坑)底底在在地地下下水水位位以以上上时时，每每边边留留出出工工作作面面宽

9、宽度度为为300300mmmm，基基槽槽放放灰灰线线尺尺寸寸为：为：式中 d基础放灰线宽，mm；a基础底宽，mm；c工作面宽(一般取300mm)(3)(3)留工作面并加支撑留工作面并加支撑 当当基基础础埋埋置置较较深深，场场地地又又狭狭窄窄不不能能放放坡坡时时，为为防防止止土土壁壁坍坍塌塌，必必须须设设置置支支撑撑。此此时时，放放灰灰线线尺尺寸寸除除考考虑虑基基础础底底宽宽、工工作作面面宽宽外外，还还需需加加上上支支撑所需尺寸撑所需尺寸(一般为一般为100100mm)mm)。放坡放坡 如果基槽深度超如果基槽深度超过过土方和爆破工程施工及土方和爆破工程施工及验验收收规规范的范的规规定定时时，即使

10、土，即使土质质良好且无地下水良好且无地下水，亦需根，亦需根据挖土深度和土质情况放坡。放灰线尺寸为据挖土深度和土质情况放坡。放灰线尺寸为 式中式中 b b 放坡宽度，放坡宽度，b=mhb=mh；m m 坡度系数；坡度系数；h 基槽开挖深度。基槽开挖深度。(1.16)2.3土方量计算土方量计算土石方工程的外形通常很复杂而且不规则土石方工程的外形通常很复杂而且不规则一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，采用具有一定精度而又和实际情况近似的形状，采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。方法进行计算。基坑土方量可按立体几何中棱柱体（由两个平行

11、的基坑土方量可按立体几何中棱柱体（由两个平行的平面为底的一种多面体）体积公式计算（图平面为底的一种多面体）体积公式计算（图12），），即即 （1-8）式中：式中：H基坑深度，基坑深度，m；A1、A2基坑上、下底面积，基坑上、下底面积，m2；A0基坑中截面面积，基坑中截面面积，m2。图图1-3基坑土方量计算基坑土方量计算 基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分段后，再用同样的方法计算（图段后，再用同样的方法计算（图13）：（19）式中：式中：V1第一段的土方量，第一段的土方量，m3；L1第一段的长度，第一段的长度，m。将各段土方量相加即得总土方量：将各段土方量相加即

12、得总土方量：（110）式中：式中：V1、V2、Vn各分段的土方量，各分段的土方量，m3。定定位位：在在基基础础施施工工之之前前根根据据建建筑筑总总平平面面图图设设计计要要求求，将将拟拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。定定位位一一般般用用经经纬纬仪仪、水水准准仪仪和和钢钢尺尺等等测测量量仪仪器器，根根据据主主轴轴线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上。线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上。房房屋屋外外墙墙轴轴线线测测定定后后，根根据据建建筑筑平平面面图图将将内内部部纵纵横横的的所所有有轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小

13、钉标识出来。轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小钉标识出来。2.4.1 2.4.1 定位定位 2.4 定位放线定位放线放线：房房屋屋定定位位后后，根根据据基基础础的的宽宽度度、土土质质情情况况、基基础础埋埋置置深深度度及及施施工工方方法法，计计算算确确定定基基槽槽(坑坑)上上口口开开挖挖宽宽度度，拉拉通通线线后后用用石石灰灰在在地地面面上画出基槽上画出基槽(坑坑)开挖的上口边线即放线开挖的上口边线即放线2.4.2 2.4.2 放线放线 放线步骤放线步骤p测设轴线控制桩：测设轴线控制桩：基槽外基槽外2-3m或轴线延长线的或轴线延长线的固定固定建筑物建筑物p测设龙门板：测设龙门板：1）钉龙门桩：）钉

14、龙门桩：基槽外基槽外1-1.5m 2）测设）测设+0.000标高标高 3）钉龙门板）钉龙门板 4）设轴线钉）设轴线钉 5）检测）检测 6）设置施工标志）设置施工标志2.4.3抄平抄平抄平抄平就是看是否在一个水平面上，即标高相同就是看是否在一个水平面上，即标高相同在基坑壁上测设离基坑壁底设计标高为某一整数的在基坑壁上测设离基坑壁底设计标高为某一整数的水平桩，如水平桩，如0.5m,1m2.5 2.5 基槽基槽(坑坑)土方开挖土方开挖 p基槽基槽(坑坑)开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两种形式。种形式。p开开挖挖基基槽槽(坑坑)应应按按规规定定的的尺尺寸寸，合合

15、理理安安排排开开挖挖顺顺序序和分和分层进层进行，行，且连续施工。且连续施工。p土土方方开开挖挖的的顺顺序序、方方法法必必须须与与设设计计工工况况一一致致，并并遵遵循循“开开槽槽支支撑撑，先先撑撑后后挖挖，分分层层开开挖挖，严严禁禁超超挖挖”的原则。的原则。开挖施工要点及注意问题开挖施工要点及注意问题1 1应根据地下水位、机械条件、进度要求等合理选用施工机应根据地下水位、机械条件、进度要求等合理选用施工机应根据地下水位、机械条件、进度要求等合理选用施工机应根据地下水位、机械条件、进度要求等合理选用施工机械械械械 ；2 2土方开挖应绘制土方开挖图土方开挖应绘制土方开挖图土方开挖应绘制土方开挖图土方

16、开挖应绘制土方开挖图 ；3 3基底标高不一时，可采取先整片挖至一平均标高，然后再基底标高不一时，可采取先整片挖至一平均标高，然后再基底标高不一时，可采取先整片挖至一平均标高，然后再基底标高不一时，可采取先整片挖至一平均标高，然后再挖个别较深部位挖个别较深部位挖个别较深部位挖个别较深部位 ；也可分段施工，先深后浅。；也可分段施工，先深后浅。；也可分段施工，先深后浅。；也可分段施工，先深后浅。4 4基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清坡

17、；坡；坡；坡；5 5挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础一侧或地下车库坡道部位作为运输通道，以减少挖土一侧或地下车库坡道部位作为运输通道，以减少挖土一侧或地下车库坡道部位作为运输通道，以减少挖土一侧或地下车库坡道部位作为运输通道，以减少挖土量量；6.6.软土地基或在雨期施工时，大型机械在坑下作业，需软土地基或在雨期施工时，大型机械在坑下作业，需软土地基或在雨期施工时，大型机械在坑下作业，需软土地基或在雨期施工时，大型机械在坑下作业，

18、需铺垫钢板或铺路基箱垫道；铺垫钢板或铺路基箱垫道；铺垫钢板或铺路基箱垫道；铺垫钢板或铺路基箱垫道；7.7.对某些面积不大、深度较大的基坑，应尽量不开或少对某些面积不大、深度较大的基坑，应尽量不开或少对某些面积不大、深度较大的基坑，应尽量不开或少对某些面积不大、深度较大的基坑，应尽量不开或少开坡道；开坡道；开坡道；开坡道；8.8.机械开挖机械开挖机械开挖机械开挖,应由深而浅，基底及边坡应预留一层应由深而浅，基底及边坡应预留一层应由深而浅，基底及边坡应预留一层应由深而浅，基底及边坡应预留一层200200300mm300mm厚土层厚土层厚土层厚土层,用人工清底、修坡、找平用人工清底、修坡、找平用人工

19、清底、修坡、找平用人工清底、修坡、找平 ；人工开挖，；人工开挖，；人工开挖，；人工开挖，保留保留保留保留150-300mm150-300mm厚土层厚土层厚土层厚土层9.9.坑边堆土及时清运防止坍塌，堆土坑边堆土及时清运防止坍塌，堆土坑边堆土及时清运防止坍塌，堆土坑边堆土及时清运防止坍塌，堆土0.8m0.8m以外高以外高以外高以外高 1.5m1.5m。10.10.地下水位需降至基坑底地下水位需降至基坑底地下水位需降至基坑底地下水位需降至基坑底0.5m0.5m以下时，方可开挖。以下时，方可开挖。以下时，方可开挖。以下时，方可开挖。当当基基槽槽(坑坑)挖挖到到离离坑坑底底0.50.5m m左左右右时

20、时，根根据据龙龙门门板板上上标标高高及及时时用用水水准准仪仪抄抄平平，在在土土壁壁上上打打上水平桩，作为控制开挖深度的依据。上水平桩，作为控制开挖深度的依据。深基坑开挖深基坑开挖 1.1.无支护结构的基坑开挖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。水位必须位于坑底一下。2.2.有支护结构的基坑开挖有支护结构的基坑开挖 （1 1）盆式开挖）盆式开挖 （2 2）岛式开挖）岛式开挖 （3 3）条状开挖）条状开挖 （4 4）区域开挖）区域开挖深基坑开挖深基坑开挖开挖注意事项开挖注意事项1 1基坑开挖的时空效应基

21、坑开挖的时空效应2 2先撑后挖，严禁超挖先撑后挖，严禁超挖3 3防止坑底隆起变形过大防止坑底隆起变形过大4 4防止边坡失稳防止边坡失稳5 5防止桩位移和倾斜防止桩位移和倾斜 6 6对邻近建（构）筑物及地下设施的保护对邻近建（构）筑物及地下设施的保护时间效应：时间效应：在基坑开挖过程中，基坑支护结构的变在基坑开挖过程中，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而破坏为止，这就是基坑开挖过程中的时间 效应。效应。空间效应空间效应

22、 基坑支护结构的变形、周边地层的移动与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越差，变形也越越大；开挖顺序中的对称性越差，变形也越大，这就是基坑开挖过程中的空间效应。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深基坑工程中考虑时空

23、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（时间参数、空间参数）和施工顺序的确定应满足以下要求：足以下要求：（1 1）减少开挖过程中的土体扰动范围，采用分层）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；护墙体的变形和坑周土体的位移与沉降；（2 2）尽量缩短基坑开挖卸荷后无支护暴露时间；）尽量缩短基坑开挖卸荷后无支护暴露时间；（3 3）满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑受）满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑受力均衡；力均衡；（4 4）可靠而合理地利用土体自身在开

24、挖过程中控）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定与变形的问题。2.6 2.6 验槽验槽 基基槽槽(坑坑)开开挖挖完完毕毕并并清清理理好好以以后后，在在垫垫层层施施工工以以前前，施施工工单单位位应应会会同同勘勘察察、设设计计单单位位、监监理理单单位位、建建设设单单位位一一起起进进行行现现场场检检查查并并验验收收基基槽槽，通通常常称为验槽。称为验槽。验槽前的准备工作验槽前的准备工作p察看结构说明和地质勘察报告，对比结构设计所用察看结构说明和地质勘察报告，对比结构设计所用的的地基承载力、持力层地基承

25、载力、持力层与报告所提供的是否相同；与报告所提供的是否相同；p询问、察看询问、察看建筑位置是否与勘察范围相符建筑位置是否与勘察范围相符；p察看场地内是否有察看场地内是否有软弱下卧层软弱下卧层；p 场地是否为特别的不均匀场地、是否存在勘察方要场地是否为特别的不均匀场地、是否存在勘察方要求进行特别处理的情况，而设计方没进行处理；求进行特别处理的情况，而设计方没进行处理；p要求建设方提供场地内是否有地下管线和相应的地要求建设方提供场地内是否有地下管线和相应的地下设施下设施 2.6.2无法验槽的情况无法验槽的情况p基槽底面与设计标高相差太大；基槽底面与设计标高相差太大；p基槽底面坡度较大，高差悬殊；基

26、槽底面坡度较大，高差悬殊；p槽底有明显的机械车辙痕迹，槽底土扰动明显；槽底有明显的机械车辙痕迹，槽底土扰动明显；p槽底有明显的机械开挖、未加人工清除的沟槽、铲槽底有明显的机械开挖、未加人工清除的沟槽、铲齿痕迹。齿痕迹。p现场没有详勘阶段的岩土工程勘察报告或附有结构现场没有详勘阶段的岩土工程勘察报告或附有结构设计总说明的施工图阶段的图纸。设计总说明的施工图阶段的图纸。2.6.32.6.3验槽的主要内容验槽的主要内容p核核对对基槽基槽(坑坑)的位置、平面尺寸、坑底的位置、平面尺寸、坑底标标高。高。p核核对对基槽基槽(坑坑)土土质质和地下水情况。和地下水情况。p空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物

27、的位置、深度、空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。形状。p对对整个基槽整个基槽(坑坑)底底进进行全面行全面观观察，注意土的察，注意土的颜颜色是否一致，色是否一致，土的土的坚坚硬程度是否一硬程度是否一样样，有，有无软硬不一或弱土层，局部的无软硬不一或弱土层，局部的含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。p验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。2.6.4推迟验槽的情况推迟验槽的情况p设计所使用承载力和持力层与勘察报告所提供不符；设计所使用承载力和持力层与勘察报告所提供

28、不符；p场地内有软弱下卧层而设计方未说明相应的原因；场地内有软弱下卧层而设计方未说明相应的原因；p场地为不均匀场地，勘察方需要进行地基处理而设场地为不均匀场地，勘察方需要进行地基处理而设计方未进行处理。计方未进行处理。2.6.5验槽方法验槽方法p验槽方法通常主要采用验槽方法通常主要采用观察法观察法为主，而对于基底以为主，而对于基底以下的土层不可见部位，要先辅以钎探法配合共同完下的土层不可见部位，要先辅以钎探法配合共同完成。成。p钎探：钎探：将钢钎打入土层，根据一定进尺所需的击数将钢钎打入土层，根据一定进尺所需的击数探测土层情况或粗略估计土层的容许承载力的一种探测土层情况或粗略估计土层的容许承载力的一种简易的探测方法。简易的探测方法。p工艺流程：工艺流程：绘制钎点平面布置图绘制钎点平面布置图放钎点线放钎点线 就位打钎就位打钎 记录锤击数记录锤击数拔钎拔钎 盖孔保护盖孔保护 验收验收灌砂灌砂2.1土方边坡土方边坡2.2确定开挖尺寸确定开挖尺寸2.3土方量计算土方量计算2.4定位放线定位放线2.5基坑开挖施工基坑开挖施工2.6验槽验槽小结小结THE END 建建 筑筑 施施 工工 技技 术术