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1、l普通高等教育高职高专普通高等教育高职高专“十一五十一五国家级规划教材国家级规划教材”l建筑施工技术建筑施工技术 l 课件课件l 制作人：祝军权制作人：祝军权 l 目录目录l 第一章第一章 土方工程土方工程l 第二章第二章 地基与基础工程地基与基础工程l 第三章第三章 砌体工程砌体工程l 第四章第四章 钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程l 第五章第五章 预应力混凝土工程预应力混凝土工程l 第六章第六章 结构安装工程结构安装工程l 第七章第七章 钢结构工程钢结构工程l 第八章第八章 高层建筑主体结构工程施工高层建筑主体结构工程施工l 第九章第九章 防水工程防水工程l 第十章第十章 装饰工程装饰工程l
2、第十一章第十一章 冬雨期施工冬雨期施工第一章第一章 土方工程土方工程 本章主要内容本章主要内容：l 概述概述 l 土方工程量计算土方工程量计算 l 土方工程施工准备与基坑土方工程施工准备与基坑(槽槽)施工施工 l 土方工程的机械化施工土方工程的机械化施工 l 土方回填与夯实土方回填与夯实 l 爆破工程爆破工程 l 土方工程质量验收标准与安全技术土方工程质量验收标准与安全技术l工程实践案例工程实践案例(自学自学)前言前言l土方工程是建筑工程施工中主要分部工程之一，土方工程是建筑工程施工中主要分部工程之一，任何一项建筑工程施工都是从土方工程开始。任何一项建筑工程施工都是从土方工程开始。在大型建筑工
3、程中，由于土方工程量大、施工在大型建筑工程中，由于土方工程量大、施工条件复杂、施工中受气候条件、工程地质和水条件复杂、施工中受气候条件、工程地质和水文地质条件的影响很大，因此施工前应针对土文地质条件的影响很大，因此施工前应针对土方工程的施工特点，制定合理的施工方案。在方工程的施工特点，制定合理的施工方案。在建筑工程施工中最常见的土方工程施工包括场建筑工程施工中最常见的土方工程施工包括场地平整、地下室和基坑（槽）及管沟开挖、土地平整、地下室和基坑（槽）及管沟开挖、土壁支撑、施工排水、降水、路基填筑及基坑壁支撑、施工排水、降水、路基填筑及基坑（槽）的回填土等。（槽）的回填土等。第一节第一节 概述概
4、述l本节主要内容：本节主要内容：l一、土方工程的分类及特点一、土方工程的分类及特点l二、土的分类与现场鉴别方法二、土的分类与现场鉴别方法l三、土的工程性质三、土的工程性质l四、土方边坡四、土方边坡一、土方工程的分类及特点l（一）土方工程分类（一）土方工程分类根据土方工程的施工内容与方法不同，土方工程分类根据土方工程的施工内容与方法不同，土方工程分类有以下几种：有以下几种：1.场地平整场地平整2.基坑（槽）开挖基坑（槽）开挖l长宽比长宽比3，基槽；，基槽；l长宽比长宽比3、底面积在、底面积在20以内，基坑以内，基坑3.基坑（槽）回填基坑（槽）回填l（二）土方施工特点（二）土方施工特点1.工程量大
5、，劳动强度高工程量大，劳动强度高2.施工条件复杂施工条件复杂3.受场地限制受场地限制二、土的分类与现场鉴别方法l在工程上，土根据开挖难易程度和开挖中使用在工程上，土根据开挖难易程度和开挖中使用不同的工具和方法分为八类，见表不同的工具和方法分为八类，见表1-1所示。其所示。其中中14类为土，类为土，58类为岩石。类为岩石。l土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方案，劳动量消耗和工程费用。土越硬，劳动量案，劳动量消耗和工程费用。土越硬，劳动量消耗越多，工程成本越高。消耗越多，工程成本越高。表表11 土的工程分类土的工程分类三、土的工程性质l土的工程性质对土
6、方工程施工有直接影响，也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：土的天然密度、土的可松的主要工程性质有：土的天然密度、土的可松性、土的含水量、土的渗透性、土的密实度。性、土的含水量、土的渗透性、土的密实度。l（一）土的可松性（一）土的可松性l土的可松性是指自然状态下的土经开挖后，其体积土的可松性是指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，仍不能恢复成因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来体积的性质。原来体积的性质。l土的可松性程度可用可松性系数。土的可松性程度可用可
7、松性系数。土的可松性系数土的可松性系数lKs 土的最初可松性系数；土的最初可松性系数；lKs 土的最终可松性系数；土的最终可松性系数；lV1 土在天然状态下的体积；土在天然状态下的体积；lV2 土经开挖后的松散体积；土经开挖后的松散体积；lV1回填所需的天然状态下的土体积；回填所需的天然状态下的土体积；lV3 土经回填压实后的体积。土经回填压实后的体积。（二）土的天然含水量l土的天然含水量：土中水的质量与土土的天然含水量：土中水的质量与土颗粒质量的百分比。颗粒质量的百分比。l式中：式中：l 土的天然含水量（土的天然含水量（%）；）；lmw土中水的质量（土中水的质量（kg）；）；lms土中固体颗
8、粒的质量（土中固体颗粒的质量（kg）。）。l最佳含水量：用同样的夯实机具，可使回最佳含水量：用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度时的含水量。填土达到最大的密实度时的含水量。（三）土的渗透性l土的渗透性是指土体被水透过的性质。土的渗透性是指土体被水透过的性质。l土的渗透性用渗透性系数表示，即单位时间内土的渗透性用渗透性系数表示，即单位时间内水穿透土层的能力，一般由实验确定，常见土水穿透土层的能力，一般由实验确定，常见土的渗透性系数见表的渗透性系数见表12所示。所示。四、土方边坡l土方边坡的坡度以其土方边坡的坡度以其高度高度h与与底宽度底宽度b之比来表之比来表示。示。l边坡可以做成直线形边
9、坡、阶梯形边坡及折线边坡可以做成直线形边坡、阶梯形边坡及折线形边坡。形边坡。图图1-1 土方放坡形式土方放坡形式土方边坡坡度土方边坡坡度l土方土方边边坡坡度坡坡度=h/b=1/（b/h）=1：m lm=b/h称称为为坡度系数坡度系数。即当边坡高度为。即当边坡高度为h时，时，边坡宽度为边坡宽度为bmh。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）第二节 土方工程量计算l本节主要内容：本节主要内容：l一、基坑（槽）土方量的计算一、基坑（槽）土方量的计算l二、场地平整土方量计算二、场地平整土方量计算1.基坑土方量计算基坑土方量计算l基坑
10、：是指长宽比基坑：是指长宽比3的矩形土体。的矩形土体。l其土方量按立体几何中棱柱体（由两个平行的其土方量按立体几何中棱柱体（由两个平行的平面作底的一种多面体）的体积公式计算。平面作底的一种多面体）的体积公式计算。基坑土方量计算公式基坑土方量计算公式2基槽土方量计算l基槽的土方量可以沿长度方向分段后，再用同基槽的土方量可以沿长度方向分段后，再用同样方法计算，如图样方法计算，如图13所示。所示。二、场地平整土方量计算l（一）场地设计标高确定（一）场地设计标高确定l确定设计标高时应考虑的因素：确定设计标高时应考虑的因素：满足生产工艺和运输的要求；满足生产工艺和运输的要求；尽量利用地形，以减少挖方数量
11、；尽量利用地形，以减少挖方数量；场内的挖方与填方能达到相互平衡（面积大、地形场内的挖方与填方能达到相互平衡（面积大、地形又复杂时则例外），以降低土方运输费用；又复杂时则例外），以降低土方运输费用；有一定的泄水坡度（有一定的泄水坡度（2），满足排水要求；），满足排水要求；考虑最高洪水位的要求。考虑最高洪水位的要求。1.初步计算场地设计标高l将地形图划分方格。每个方格的角点标高，将地形图划分方格。每个方格的角点标高，一般根据地形图上相邻两等高线的标高，用一般根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得；在无地形图时，在地面用木桩插入法求得；在无地形图时，在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。
12、打好方格网，然后用仪器直接测出。图图1-4 场地设计标高计算简图场地设计标高计算简图1.初步计算场地设计标高（续1）l理想的设计标高，应使场地内的土方在平整前理想的设计标高，应使场地内的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡，即：和平整后相等而达到挖方和填方的平衡，即：l式中：式中：lH0所计算的场地设计标高（所计算的场地设计标高（m）；）；la方格边长；方格边长；N方格数；方格数；lH11H12任一方格的四个角点的标高。任一方格的四个角点的标高。1.初步计算场地设计标高（续2）l考虑同一个角点在计算中用到的次数，则：考虑同一个角点在计算中用到的次数，则：l式中：式中：lH1一个方格仅
13、有的角点标高（一个方格仅有的角点标高（m）；）；lH2两个方格共有的角点标高（两个方格共有的角点标高（m）；）；lH3三个方格共有的角点标高（三个方格共有的角点标高（m）；）；lH4四个方格共有的角点标高（四个方格共有的角点标高（m）。）。2计算设计标高的调整值l上上式式所所计计算算的的设设计计标标高高，纯纯系系一一理理论论数数值值，实实际际中中还还需考需考虑虑以下因素以下因素进进行行调调整整:（1）由由于于土土具具有有可可松松性性，必必要要时时应应相相应应地地提提高高设设计标计标高；高；（2）由由于于设设计计标标高高以以上上的的各各种种填填方方工工程程用用土土量量而而影影响响设设计计标标高高
14、的的降降低低，或或者者由由于于设设计计标标高高以以下下的的各各种挖方工程的挖土量而影响种挖方工程的挖土量而影响设计标设计标高的提高；高的提高；（3）由由于于边边坡坡填填挖挖方方土土方方量量不不等等（特特别别是是坡坡度度变变化大化大时时）而影响）而影响设计标设计标高的增减；高的增减；（4）根根据据经经济济比比较较结结果果，而而将将部部分分挖挖方方就就近近弃弃土土于于场场外外，或或将将部部分分填填方方就就近近取取土土于于场场外外而而引引起起挖挖填填土方量的土方量的变变化后需增减化后需增减设计标设计标高。高。3.考虑泄水坡度对设计标高的影响l（1）单向泄水）单向泄水l用计算出的设计标高用计算出的设计
15、标高H0，作为场地中心线的标高，如，作为场地中心线的标高，如图图15所示。场地内任一点的设计标高则为：所示。场地内任一点的设计标高则为：式中：式中：Hn任意一点的设计标高（任意一点的设计标高（m）；）；l该点至该点至H0的距离（的距离（m）；）；i场地泄水坡度（不小于场地泄水坡度（不小于2）；）；该点比该点比H0点高则取点高则取“”号，反之取号，反之取“”号。号。图图1-5 单向泄水坡度的场地、图单向泄水坡度的场地、图1-6双向泄水坡度的场地双向泄水坡度的场地3.考虑泄水坡度对设计标高的影响（续）l（2）双向泄水）双向泄水lH0为场地中心点标高，场地内任意一点的设计为场地中心点标高，场地内任意
16、一点的设计标高为：标高为：l式中：式中：lx、ly该点于该点于x-x、y-y方向距场地中心线的距离；方向距场地中心线的距离；ix、iy该点于该点于x-x、y-y方向的泄水坡度。方向的泄水坡度。（二）场地土方量计算l1方格网法方格网法l方格边长主要取决于地形变化的复杂程度，通常方格边长主要取决于地形变化的复杂程度，通常采用采用20m。根据每个方格角点的自然地面标高和。根据每个方格角点的自然地面标高和实际采用的设计标高，算出相应的角点填挖高度，实际采用的设计标高，算出相应的角点填挖高度，然后计算每一个方格的土方量（大规模场地土方然后计算每一个方格的土方量（大规模场地土方量的计算可使用专门的土方工程
17、量计算表），这量的计算可使用专门的土方工程量计算表），这样即可得到整个场地的挖、填土方总量。样即可得到整个场地的挖、填土方总量。l场地各方格的土方量一般可分为三种不同类型进场地各方格的土方量一般可分为三种不同类型进行计算：行计算：l（1）全挖或全填；）全挖或全填；l（2）两挖两填；）两挖两填；l（3）三挖（填）一填（挖）。）三挖（填）一填（挖）。（1）全挖全填方格土方量计算）全挖全填方格土方量计算 V挖方或填方体积挖方或填方体积,m3；h1、h2、h3、h4方格角方格角点填挖高度，均用绝对点填挖高度，均用绝对值，值，m。l若若a=20m，h用用cm表示，表示，则上式可写为：则上式可写为：（2）
18、两挖两填方格土方量计算）两挖两填方格土方量计算l填方部分：填方部分：l挖方部分：挖方部分：（3）三挖（填）方格土方量计算）三挖（填）方格土方量计算一点部分：一点部分：三点部分：三点部分：例题例题l（1）初步设计标高（场地平均标高）（场地平均标高）lH0=（H1+2 H2+3 H3+4 H4）/4M =70.09+71.43+69.10+70.70+2（70.40+70.95+69.71+）+4（70.17+70.70+69.81+70.38）/（49）=70.29（m）【例】某建筑场地方某建筑场地方格网、地面标高如图格网、地面标高如图,格边长格边长a a=20m=20m。泄水坡。泄水坡度度i
19、ix x=2=2，i iy y=3=3，不考虑土的可松性的不考虑土的可松性的影响，确定方格各角影响，确定方格各角点的设计标高点的设计标高。70.09l（2）按泄水坡度调整设计标高：lHn=H0 Lx ix L yi y；lH1=70.29302+303=70.32H2=70.29102+303=70.36H3=70.29+102+303=70.40其它见图70.09（二）场地土方量计算l1、计算各方格角点的施工高度 hn：hn=HnHn l即：即：hn=该角点的设计标高该角点的设计标高自然地面标高（自然地面标高（m）lh1=70.3270.09=0.23（m）；）；l正值为填方高正值为填方高度
20、。度。h2=70.3670.40=0.04（m）；负值为挖方高度70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44l 2、确定零线（挖填分界线）插入法、比例法找零插入法、比例法找零点点 零点连线零点连线70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3
21、270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.09（三）场地平整边坡土方量计算（三）场地平整边坡土方量计算l边坡的土方量可以划分为边坡的土方量可以划分为近似近似的三角棱锥体（如体积的三角棱锥体（如体积13，511），和三角棱柱体（如体积），和三角棱柱体（如体积4）。）。（1）三角棱锥体边坡体积（2）三角棱柱体边坡体积）三角棱柱体边坡体积边坡平面轮廓尺寸图（场地边坡平面轮廓尺寸图（场地1：1000，边坡，边坡1：100）（五）土方调配（
22、五）土方调配l1.土方调配的原则土方调配的原则（1）应力求达到挖、填平衡和运距最短的原则。）应力求达到挖、填平衡和运距最短的原则。（2）土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的）土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。原则。（3）土方调配应采取分区与全场相结合来考虑的原）土方调配应采取分区与全场相结合来考虑的原则。则。（4）土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工）土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。相结合。（5）选择恰当的调配方向、运输路线，使土方机械）选择恰当的调配方向、运输路线，使土方机械和运输车辆的功效能得到充分发挥。和运输车辆的功效能得到充分发挥。图图1-20 土方
23、调配图土方调配图l（a）场地内挖、填）场地内挖、填平衡的调配图，箭头平衡的调配图，箭头上面的数字表示土方上面的数字表示土方量（量（m3），箭头下面，箭头下面的数字表示运距；的数字表示运距；l（b）有弃土和借土）有弃土和借土的调配图，箭头上面的调配图，箭头上面的数字表示土方量的数字表示土方量（m3），箭头下面的，箭头下面的数字表示运距数字表示运距2.土方调配图表的编制土方调配图表的编制l（1）划分调配区）划分调配区l（2）求出每对调配区之间的平均运距）求出每对调配区之间的平均运距l（3）画出土方调配图）画出土方调配图l（4）列出土方量平衡表）列出土方量平衡表三、土方的调配：l在施工区域内，挖方、
24、填方或借、弃土的综合协调。在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。l 1、要求：l 总运输量最小；总运输量最小；l 土方施工成本最低。土方施工成本最低。l 2、步骤：l（1）找出零线，画出挖方区、填方区；l（2）划分调配区 l 注意：l 1）位置与建、构筑物协调，且考虑开、施工顺序；）位置与建、构筑物协调，且考虑开、施工顺序；l 2）大小满足主导施工机械的技术要求；）大小满足主导施工机械的技术要求；l 3）与方格网协调，便于确定土方量；）与方格网协调，便于确定土方量；l 4）借、弃土区作为独立调配区。）借、弃土区作为独立调配区。划分调配区示例：划分调配区示例：l（3）找各挖、填方区间的平
25、均运距（即土方重心间的距离）（即土方重心间的距离）l 可近似以几何形心代替土方可近似以几何形心代替土方体积重心体积重心（4）列挖、填方平衡及运距表）列挖、填方平衡及运距表挖填B1B2B3挖方量A150 70100500A2704090500A36011070500A48010040400填方量80060050019000000A1A2A3A4B2B3B1（5 5）调配）调配 方法：最小元素法就近调配。方法：最小元素法就近调配。顺序：先从运距小的开顺序：先从运距小的开 始，使其土方量最大。始，使其土方量最大。填方量填方量 填填挖挖B1B2B3挖方量挖方量A1500 50 70100500A270
26、500 40 90 500A3300 60100 110100 70500A480100 400 40400800600 5001900结果结果：所得运输量较小，但不一定是最优方案。：所得运输量较小，但不一定是最优方案。（总运输量（总运输量97000m3-m)（6）画出调配图）画出调配图（略）（略）l3、调配方案的优化（线性规划中（线性规划中表上作业法）表上作业法）l （1）确定初步调配方案（如上）（如上）l 要求：有几个独立方程土方量要填几个格，即应有几个独立方程土方量要填几个格，即应填填m+n-1个格，不足时补个格，不足时补“0”。l如例中：如例中：m+n1=3+41=6，已填，已填6个格
27、，满个格，满足。足。l （2）判别是否最优方案l 用位势法求检验数用位势法求检验数 ij，若所有，若所有 ij 0，则方案为最，则方案为最优解。优解。ij=Cij Ui Vj l 1）求位势Ui和Vj：l 位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）同时减去的数，目的是使有调配数字的格检验数为零，同时减去的数，目的是使有调配数字的格检验数为零，而对调配方案的选取没有影响。而对调配方案的选取没有影响。计算方法：平均运距（或单方费用）计算方法：平均运距（或单方费用）Cij =Ui+Vj挖挖 填填位势数位势数B1B2B3位势数位势数Ui Vj v1=50A
28、1500 5070100A2705004090A3300 60 10011010070A480100400 40l 设设 U1=0，则V1=C11U1=500=50；U3=C31V1=6050=10；V2=11010=100；v2=100U2=-60U3=10U4=-20U1=0v3=602）求空格的检验数ij l ij=Cij Ui Vj ;l 11=500500（有土）（有土）;13=10006040;21=70(60)5080;挖挖 填填B1B2B3UiVjV1=50V2=100V3=60A1U1=0070100A2U2=-6070090A3U3=10000A4U4=-20801000位
29、势数位势数5060110404070求检验数表l结论：表中表中 12为为负值，不是最优方案。应对初始方案进行调整。，不是最优方案。应对初始方案进行调整。（三）方案调整 调整方法：闭回路法。调整顺序：从负值最大的格开始。l1)1)找闭回路找闭回路l 沿水平或垂直方向前进，遇适当的有数字的格转弯，直至沿水平或垂直方向前进，遇适当的有数字的格转弯，直至回到出发点。回到出发点。l2）调整调配值）调整调配值l 从空格出发，在奇从空格出发，在奇数次转角点的数字中，数次转角点的数字中，挑最小的土方数调到挑最小的土方数调到空格中。且将其它奇空格中。且将其它奇数次转角的土方数都数次转角的土方数都减、偶数次转角的
30、土减、偶数次转角的土方数都加这个土方量，方数都加这个土方量，以保持挖填平衡。以保持挖填平衡。(400)(100)(400)(0)X12填方量填方量 填填挖挖B1B2B3挖方量挖方量A1 500A2 500A3300 400 500A4 400800600 50019004005005001005001005003）再求位势及空格的检验数 位势数位势数挖挖 填填B1B2B3Ui VjA1A2A3A4506011040407080100707010090V1=50V2=70V3=60U1=0U2=30U3=10U4=20000000+50+50+30+50+40+60l 由于所有的检验数由于所有的
31、检验数 ij 0，故该方案已为最优，故该方案已为最优方案。方案。l 若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部 ij 0而得到最优解。而得到最优解。（4 4）绘出调配图）绘出调配图：（包括调运的流向、数量、运距）。（包括调运的流向、数量、运距）。A1A2A3A4B1B2B3m3ml（5）求出最优方案的总运输量：40050100705004040060100704004094000m3-m。第三节第三节 土方工程施工土方工程施工l本节主要内容本节主要内容l一、施工准备及定位放线一、施工准备及定位放线l二、土壁稳定二、土壁稳定l三、基坑开挖与支护三、基坑开
32、挖与支护l四、施工排水四、施工排水一、施工准备及定位放线一、施工准备及定位放线l（一）施工准备工作（一）施工准备工作l1.场地清理场地清理l2.地面水排除地面水排除l（二）定位与放线（二）定位与放线l1.建筑物定位建筑物定位 l2.放线放线龙门板与控制装示意图龙门板与控制装示意图二、土壁稳定二、土壁稳定l土壁稳定主要是土体内摩阻力和粘结力来保持土壁稳定主要是土体内摩阻力和粘结力来保持平衡，当土体失去平衡，土壁就会引起塌方。平衡，当土体失去平衡，土壁就会引起塌方。l（一）土壁塌方的原因（一）土壁塌方的原因l（1）边坡过陡，土体本身稳定性不够而产生塌方；）边坡过陡，土体本身稳定性不够而产生塌方；l
33、（2）基坑上边缘附近堆物过重，使土体中产生的）基坑上边缘附近堆物过重，使土体中产生的剪应力超过土体的抗剪强度；剪应力超过土体的抗剪强度；l（3）地面水及地下水渗入边坡土体，使土体的自）地面水及地下水渗入边坡土体，使土体的自重增大，抗剪能力降低，从而产生塌方。重增大，抗剪能力降低，从而产生塌方。（二）防止边坡塌方的措施（二）防止边坡塌方的措施l1.放足边坡放足边坡l2.在边坡上堆土方或材料以及动荷载作用在边坡上堆土方或材料以及动荷载作用l3.作好排水工作作好排水工作三、基坑开挖与支护三、基坑开挖与支护l基坑开挖分两大类：基坑开挖分两大类：l一是民用与工业建筑多为一是民用与工业建筑多为浅基坑，浅基
34、坑，工程规模小，易于工程规模小，易于实施，问题较少。实施，问题较少。l二是高层建筑地下部分深度多在二是高层建筑地下部分深度多在515m之间，宽度在之间，宽度在20m以上，工程规模较大，施工工期较长，常遇地下以上，工程规模较大，施工工期较长，常遇地下水及软土，问题较多，造价较高，这类基坑称为水及软土，问题较多，造价较高，这类基坑称为大面大面积深基坑积深基坑。l基坑的支护结构基坑的支护结构除承受基坑周围土体的天然土、除承受基坑周围土体的天然土、水压力外，还主要承受基坑开挖时，由于基坑中水压力外，还主要承受基坑开挖时，由于基坑中土体的挖除而产生的卸荷所引起的土压力和水压土体的挖除而产生的卸荷所引起的
35、土压力和水压力的变化，并将这些压力传递到支撑，与支撑构力的变化，并将这些压力传递到支撑，与支撑构件一起形成基坑施工时的支护体系。件一起形成基坑施工时的支护体系。（一）浅基坑开挖（一）浅基坑开挖l浅基坑开挖有条基开挖及柱基开挖两种情况浅基坑开挖有条基开挖及柱基开挖两种情况l设备基础情况较复杂，有的面积大，埋深可达设备基础情况较复杂，有的面积大，埋深可达10m，有的与柱基相近，其中较困难的问题在于室内施工。有的与柱基相近，其中较困难的问题在于室内施工。当设备基础与柱基距离很近时，必须考虑柱基的安全当设备基础与柱基距离很近时，必须考虑柱基的安全及下沉，拉开距离不小于及下沉，拉开距离不小于2h，h为两
36、基础埋深的为两基础埋深的高差，如图高差，如图1-23所示。所示。（一）浅基坑开挖（续）（一）浅基坑开挖（续）l同时坡顶离原有基础外缘距离不小于同时坡顶离原有基础外缘距离不小于12m，按深度，按深度大小确定，也不得将弃土压在原有基础上，当放坡条大小确定，也不得将弃土压在原有基础上，当放坡条件难以保证，就必须采用板桩支护，或连续墙及柱列件难以保证，就必须采用板桩支护，或连续墙及柱列桩。基坑开挖不仅要考虑边坡的稳定，还要确保槽底桩。基坑开挖不仅要考虑边坡的稳定，还要确保槽底土层不被扰动。浮土必须清除，验槽必不可少，验槽土层不被扰动。浮土必须清除，验槽必不可少，验槽的目的在于补充勘测不足。的目的在于补
37、充勘测不足。l影响基坑施工因素影响基坑施工因素很多。对浅基础来说，重要的问题很多。对浅基础来说，重要的问题是防止基坑曝晒或泡水。雨季施工坑内外都要及时排是防止基坑曝晒或泡水。雨季施工坑内外都要及时排水，被水泡后的软泥要清除彻底。基础施工完成后立水，被水泡后的软泥要清除彻底。基础施工完成后立即回填夯实，以保证基础在水平方向的稳定性。即回填夯实，以保证基础在水平方向的稳定性。（二）土壁支护l在开挖较窄的沟槽时，多用木挡板横撑式土壁在开挖较窄的沟槽时，多用木挡板横撑式土壁支撑。横撑式土壁支撑根据挡土板设置的不同，支撑。横撑式土壁支撑根据挡土板设置的不同，分为水平挡土板式和垂直挡土板式，如图分为水平挡
38、土板式和垂直挡土板式，如图124（a）、（）、（b）所示。前者又可分为断续式和）所示。前者又可分为断续式和连续式。连续式。l断续式水平挡土板支撑在湿度小的粘性土及挖断续式水平挡土板支撑在湿度小的粘性土及挖土深度小于土深度小于3m时采用；连续式水平挡土板支撑时采用；连续式水平挡土板支撑用于较潮湿的或散粒的土，挖土深度可达用于较潮湿的或散粒的土，挖土深度可达5m。垂直挡土板支撑用于松散的和湿度很高的土，垂直挡土板支撑用于松散的和湿度很高的土，挖土深度不限。挖土深度不限。图图1-24 横撑式支撑横撑式支撑（三）大面积深基坑支护（三）大面积深基坑支护l箱基：主要解决承载力不足问题，住宅建筑多箱基：主要
39、解决承载力不足问题，住宅建筑多采用箱基，埋深约采用箱基，埋深约5m。l商业建筑地下部分，一般采用框架柱厚筏结构。商业建筑地下部分，一般采用框架柱厚筏结构。地下两层，埋深地下两层，埋深10m左右。左右。l（1）由于场地狭窄，放坡法使用条件受到限制，）由于场地狭窄，放坡法使用条件受到限制，目前主要的支护方法为钢板桩、柱列式钢筋混凝土目前主要的支护方法为钢板桩、柱列式钢筋混凝土桩、连续墙等。桩、连续墙等。l（2）利用深层搅拌法（或注浆法）加固基坑四周）利用深层搅拌法（或注浆法）加固基坑四周土体，使其成为具有低强度的防水帷幕，或直接用土体，使其成为具有低强度的防水帷幕，或直接用做护坡；或与钢筋混凝土柱
40、列桩连用，组成防水支做护坡；或与钢筋混凝土柱列桩连用，组成防水支挡结构代替造价较高的连续墙；挡结构代替造价较高的连续墙；l（3）逆作法施工技术日益被重视。）逆作法施工技术日益被重视。图图1-25 深基坑支护示意图深基坑支护示意图图图1.26逆作法施工程序图逆作法施工程序图1.地下连续墙（简称连续墙）地下连续墙（简称连续墙）l地下连续墙直接在地下利用大型机械挖槽，然后浇灌地下连续墙直接在地下利用大型机械挖槽，然后浇灌成钢筋混凝土墙体。壁厚成钢筋混凝土墙体。壁厚40120cm，挖掘深度一般，挖掘深度一般为为3040m，最多达，最多达120m。开始用于防渗，逐渐发展。开始用于防渗，逐渐发展到地下室挡
41、土，目前已将挡土与地下室墙合一。到地下室挡土，目前已将挡土与地下室墙合一。l优点是结构整体性好、刚度大，壁厚超过优点是结构整体性好、刚度大，壁厚超过60cm即可即可防渗，可在狭窄地区不用放坡完成各种形状的地下挡防渗，可在狭窄地区不用放坡完成各种形状的地下挡土墙。可做成直线的，也可做成加肋的，或做成墙柱土墙。可做成直线的，也可做成加肋的，或做成墙柱合一的形式。施工无燥声。挖深愈大，优越性愈显著。合一的形式。施工无燥声。挖深愈大，优越性愈显著。l缺点是需用专用机械、成本较高。缺点是需用专用机械、成本较高。连续墙施工的注意事项连续墙施工的注意事项l在挖槽在挖槽过过程中程中为为保保证证槽壁不塌，需采取
42、两条措施：槽壁不塌，需采取两条措施：l第一，泥第一，泥浆护浆护壁。壁。l第二，槽第二，槽长长不能不能过长过长，过长过长可能可能发发生槽壁坍塌。生槽壁坍塌。2.柱列式灌注桩柱列式灌注桩l柱列式灌注桩是以直径为柱列式灌注桩是以直径为80120cm的钢筋混的钢筋混凝土灌注桩为立柱，配合土锚杆或横向支撑以凝土灌注桩为立柱，配合土锚杆或横向支撑以减少桩身弯矩的挡土结构。减少桩身弯矩的挡土结构。l优点：可使用钻孔机械，按通常灌注桩施工方优点：可使用钻孔机械，按通常灌注桩施工方法施工。在地下水位较低时还可用人工挖孔，法施工。在地下水位较低时还可用人工挖孔，施工简便，造价较低，无燥声。施工简便，造价较低，无燥
43、声。l缺点：整体性能较差，无防水能力。因此必须缺点：整体性能较差，无防水能力。因此必须在桩顶做断面较大的圈梁，以增强其整体性。在桩顶做断面较大的圈梁，以增强其整体性。3.土锚杆土锚杆l土层锚杆，简称土锚杆，土层锚杆，简称土锚杆，是在地面或深开挖的地是在地面或深开挖的地下室墙面或基坑立壁未下室墙面或基坑立壁未开挖的土层钻孔，达到开挖的土层钻孔，达到设计深度后，在孔内放设计深度后，在孔内放入钢筋或其他抗拉材料，入钢筋或其他抗拉材料，灌入水泥浆使土层结合灌入水泥浆使土层结合成为抗拉力强的锚杆。成为抗拉力强的锚杆。l土锚杆的组成：土锚杆的组成：头部连头部连接、拉杆、锚固体。接、拉杆、锚固体。3.土锚杆
44、（续）土锚杆（续）l施工机械：冲击式钻机、旋转式钻机及旋转式冲击钻施工机械：冲击式钻机、旋转式钻机及旋转式冲击钻机等。机等。l锚杆承受拉力，一般采用螺纹钢、钢绞线等强度高、锚杆承受拉力，一般采用螺纹钢、钢绞线等强度高、延伸率大、疲劳强度高的材料。永久性锚杆尚需进行延伸率大、疲劳强度高的材料。永久性锚杆尚需进行防腐处理。防腐处理。l土锚杆的施工程序为：土锚杆的施工程序为：钻孔钻孔安放拉杆安放拉杆灌浆灌浆养护养护安装锚头安装锚头张拉锚固和挖土。张拉锚固和挖土。l锚杆与支撑锚杆与支撑两者的作用相同。锚杆便于施工开挖，但两者的作用相同。锚杆便于施工开挖，但造价较高；支撑便于监测，易于控制，施工开挖较困
45、造价较高；支撑便于监测，易于控制，施工开挖较困难。决定的因素还是开挖深度、土质强弱、周围有无难。决定的因素还是开挖深度、土质强弱、周围有无建筑或管道等。建筑或管道等。4.土钉墙土钉墙l土钉加固技术是在土体内嵌土钉加固技术是在土体内嵌入一定长度和分布密度的土入一定长度和分布密度的土钉体。与土共同作用，用以钉体。与土共同作用，用以弥补土体自身强度的不足。弥补土体自身强度的不足。l土钉墙适用于地下水低于土土钉墙适用于地下水低于土坡开挖段或经过降水措施后坡开挖段或经过降水措施后使地下水位低于开挖层的情使地下水位低于开挖层的情况。况。l土钉技术的局限性：施工时土钉技术的局限性：施工时一般要先开挖土层一般
46、要先开挖土层12m深，深，土体须要有一定的土体须要有一定的“粘聚力粘聚力”，否则需先进行灌浆处理。，否则需先进行灌浆处理。另外，土钉墙施工时要求坡另外，土钉墙施工时要求坡面无水渗出。面无水渗出。土钉墙的施工操作程序土钉墙的施工操作程序l（1）施工准备）施工准备l1）了解内容与要求）了解内容与要求l2）排除地下水）排除地下水l3）确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变）确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等，并妥善保护形观测点等，并妥善保护l4）制定基坑支护施工组织设计）制定基坑支护施工组织设计l5）选用材料）选用材料l6）施工机具准备）施工机具准备（2）土钉墙支护结构施工工艺）土
47、钉墙支护结构施工工艺1）开挖工作面。）开挖工作面。2）喷射混凝土。）喷射混凝土。3）设置土钉。）设置土钉。4）铺设钢筋网。）铺设钢筋网。5）设置排水系统。）设置排水系统。（四）基坑开挖应注意的问题（四）基坑开挖应注意的问题u（1）对基坑周围情况的调查应当认真进行，如果有不允）对基坑周围情况的调查应当认真进行，如果有不允许任何沉降及水平位移的要求时，必须满足侧向位移控制许任何沉降及水平位移的要求时，必须满足侧向位移控制设计要求，对横向支撑或锚杆的安装质量要严格把关。设计要求，对横向支撑或锚杆的安装质量要严格把关。u（2）进行邻近房屋沉降观测及水平位移观测，目的在于）进行邻近房屋沉降观测及水平位移
48、观测，目的在于及早发现异常情况，分析原因，及时采取措施。及早发现异常情况，分析原因，及时采取措施。u（3）大面积基坑开挖时间较长，容易引起边坡失稳。）大面积基坑开挖时间较长，容易引起边坡失稳。u（4）基坑面积过大时，对底板混凝土采取分段边挖边浇）基坑面积过大时，对底板混凝土采取分段边挖边浇筑。筑。u（5）在基坑施工过程中以及基础施工完成前，降水工作）在基坑施工过程中以及基础施工完成前，降水工作不能停止。不能停止。u（6）随时观察挖土与地裂之间的关系。）随时观察挖土与地裂之间的关系。四、施工排水四、施工排水l在土方开挖过程中，当基坑（槽）底面位于地在土方开挖过程中，当基坑（槽）底面位于地下水位以
49、下时，土的含水层被切断，地下水会下水位以下时，土的含水层被切断，地下水会不断地渗入基坑。雨季施工时，地面水也会流不断地渗入基坑。雨季施工时，地面水也会流入基坑，为了保证施工的正常进行，施工排水入基坑，为了保证施工的正常进行，施工排水常采用明沟排水法、流砂现象及其防治和人工常采用明沟排水法、流砂现象及其防治和人工降低地下水位法。降低地下水位法。l（一）明沟排水（一）明沟排水l明沟排水法是在基坑（槽）开挖过程中，当明沟排水法是在基坑（槽）开挖过程中，当基底挖至地下水位以下时，沿基坑四周挖一基底挖至地下水位以下时，沿基坑四周挖一定坡度的排水沟，设集水井，使地下水沿沟定坡度的排水沟，设集水井，使地下水
50、沿沟流入井内，然后用水泵抽走。（流入井内，然后用水泵抽走。（图图1-33）图图1-33 明沟排水明沟排水（二）流砂现象及其防治（二）流砂现象及其防治l当基底挖至地下水位以下时，有时坑底土会成当基底挖至地下水位以下时，有时坑底土会成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂现象。流砂现象。l发生流砂现象时，土完全丧失承载力，工人难发生流砂现象时，土完全丧失承载力，工人难以立足，土边挖边冒，难以达到设计深度，流以立足，土边挖边冒，难以达到设计深度，流砂严重时会引起基坑边坡塌方，附近建筑物因砂严重时会引起基坑边坡塌方，附近建筑物因地基被掏空而下沉、倾斜，甚至