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1、第二讲土方、基坑支护工程施工工艺及控制要点一、土方工程1、土方施工主要内容土方工程是建筑工程施工的主要子分部工程之一，它包括土方开挖、回填、运输等施工过程，以及排水、降水、护坡等辅助工作。根据土按开挖和回填的几何特征，土方开挖分为场地平整、挖基槽、挖基坑、挖土方等。厚度在300mm以内的挖填及找平称为场地平整。挖土宽度在3m以内，且长度等于或大于宽度3倍者称为挖基槽。挖土底面积在2011f以内，且底长为底宽3倍以内者称为挖基坑。山坡挖土或地槽宽度大于3m,坑底面积大于20ITf或场地平整挖填厚度超过300mm者称为挖土方。2、土的分类建筑施工中，按土石的坚硬程度、开挖的难易将土石分为八类。上的
2、工程分类土的分类L的级别土的名称整实系数f）开挖方法及工具一类土（松软土）1砂、亚砂土、冲积土层、种植土、泥炭（淤泥）0.5-0.6能用瞅.蜀头挖掘二类土（Ot）亚黏上：湖湿的黄土：tu市碎石、卵石的砂、种植土、填筑土和亚砂土0.6-0.8用翻头挖掘，少许用Ifi翻松三类土（）f11软及中等密实黏土:5JK黏土：粗砾：h干黄土及含侔石、卵石的黄土、亚黏土:乐实的填纵土0.81.0主要用稿.少许用用瞅、豳头挖掘.部分用撬根四类土（砂砂里土）n重黏土及自小石、卵石的黏土1相卵石：密实的黄:天然级配砂石:软泥灰岩及量白石1.0-1.5曼个用稿.少许用用傲、编头挖掘,部分用根子和大锌五类土（软石）V叫
3、硬石炭纪黏土：中等密度的页岩：泥灰岩、白里土:胶结不紧的砾岩:软的石灰岩1.54.0用墙或撬棍，大耸挖掘.部分使用爆破方法六类土（次坚石）H-K泥岩、砂岩、砾岩、坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩、风化花岗岩、片麻岩4-0*10用爆破方法开挖，部分用风镐七类土（里石）X-xm大理岩、q绿岩、中号、粗、中粒花岗岩、坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩、风化痕迹的安山岩、玄武岩1018人类土（特整石）XW-XVl安山岩、玄武岩、花岗片麻岩、坚实的细粒花岗石、闪长岩、石英岩、q长岩、库绿岩、盼岩1825以卜用爆破方法开担3、特殊性土的特性土方开挖前的准备I.作和施I：要求技术资料在开工前，建设单位
4、应向施工单位提供场地实测地形图（包括测量成果）、原有地下管线或构筑物端工图、土石方施工图以及工程地质、气煞等技术资料，以便编制施工方案，并应提供平面控制桩和水准点，作为施工测量和工程验收的依据查勘施工场摸清工程场地情况，收集施工需要的各项资料，包括施工场地地形、地貌、地质、水文、河流、气敦、运输道路、邻近道路、邻近建筑物、地下基础、管线、电缆坑基、防空洞、地面上施工范围内的障碍物和堆积物状况，供水、供电、通信情况，防洪排水系统等等,以便为施【规划和准备提供可靠的资料和数据编制施工方案研究制定现场场地整平、基坑开挖施工方案：绘制施工总平面布置图和基坑土方开图，确定开挖路线、顺序、范围、底板标高、
5、边坡坡度、排水沟、集水井位置，以及挖去的土方堆放地点：提出需用施工机具、劳动力、推广新技术计划：深基坑开挖还应提出支护、边坡保护和降水方案平整施工场地按设计或施工耍求范围和标高平整场地，将土方弃到规定弃土区：凡在施工区域内，影响工程质量的软弱土层、淤泥、腐殖土、大卵石、孤石、垃圾、树根、草皮以及不宜作填土和问填土料的稻田湿土，应分别情况采取全部挖除或设排水沟疏干、抛填块石、砂砾等方法进行妥善处理，以免影响地基承我力表1基坑（槽）和管沟不加支控的容许深度土的种类容许深度/m土的种类容许深度/Hl密实、中密的砂子和碎石类上（填充物为砂）1.OO硬塑、可塑的黏土和碎石类上（填充物为黏件土）L50硬塑
6、、口J塑的粉质黏土及粉土1.25堂硬的黏土2.004、土方开挖的施工准备工作5、土方开挖放坡不加支撑的容许深度表2永久性工构造物挖方的边坡坡度挖土性质边坡坡度在大然湿度、层理均匀、不易膨胀的黏土、粉质黏土和砂土（不包括细砂、粉砂）内挖方深度不超过3m1：LOOL1.25土质同匕深度为312m1：L251：1.50卜燥地区内上质结构未经破坏的卜燥黄上及类黄上，深度不超过121：0.101：1.25当土质为天然湿度、构造均匀，水文地质条件良好（即不会发生坍塌、移动、松散或不均匀下沉），且无地下水时，开挖基坑可不必放坡，采取直立开挖不加支护，但挖方深度应按表1的规定，基坑宽应稍大于基础宽。如超过表2
7、的规定的深度，但不大于5m时，应根据土质和施工具体情况进行放坡，以保证不塌方，其最大容许坡度按表3采用。放坡后基坑上口宽度由基础底面宽度及边坡坡度来决定，坑底宽度每边应比基础宽出3050cm,以便于施工操作。6、深基坑开挖6.1开挖方案选择基坑工程设计方案的第一步是选择开挖方案，不同的开挖方法适用于不同的场合，不同的的开挖方法对围护结构和支撑体系也提出不同的要求。基坑开挖方法首先可分为放坡开挖和有围护开挖两类，在有围护开挖中又可分为无支撑开挖和有支撑开挖两类，有支撑开挖方法按照开挖在平面和立面上的不同安排又可以分为中心岛开挖、沟壕式开挖、逆作法（或半逆作法）开挖等不同的方法。（1）放坡开挖放坡
8、开挖的直接费用最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期也比较短，如果条件允许，放坡开挖应该是首选的方案。决定采用放坡开挖的因素主要是周围场地和开挖深度的限制。比如：放坡需要占用比较大的场地，在城市建设区往往没有这个条件；由于坡体不可避免地会产生一定的位移，如果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形，亦常常限制了放坡开挖方法的采用。开挖深度也是一个制约条件，但开挖深度是相对于垂力式挡墙近力式挡墙是依靠自身的币；力维持其稳定的围护结构，由于UJ以采用价格比较低廉的水泥土等材料制作，是一种比较经济的方案。在开挖深度不大(如软土地区不大于67m),环境对位移的要求可
9、允许有50mm左右偏差的条件下，它是首选方案，但更力式挡墙的宽度比较大，在地下室外墙与红线之间的距离过小时就很难设置宽度较大的重力式挡墙悬臂式挡墙慈臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定的围护结构，由于围护结构承受比较大的弯矩，需要采用钢筋混凝土材料。当重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时，悬臂式挡墙就能克服这个缺点，可以在1.52m的狭窄范围内设置悬臂式挡墙，但悬臂式挡墙的位移比较大，难以满足周边环境的严格要求，同时在开挖深度较大时墙身弯矩很大，因此适用的开挖深度也不大。使用条件不当时可发生围护结构的损坏或严垂影响环境的事故锚固式挡墙锚固式挡墙是依靠锚杆传递的拉力来维持其稳定的围护结构
10、，对于深基坑可以采用多道锚杆的方式来平衡土压力，因而可以适用于开挖得很深的基坑.锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两种，拉锚常用丁钢板桩顶部的锚固，或作为辅助的锚固措旅：土层锚杆要求具有比较好的土质条件，同时还必须有足够开阔的场地条件或者容许锚杆伸入红线以外的土层中.在软土地区，由于土层缺乏足够的锚固力而很少采用锚杆，如将锚杆锚固在很深的砂层中，则锚杆的长度很长，也就不是一个经济的方案土质而言的，如土质比较好，坡度可以比较陡，占用场地也比较小，深度限制就不那么明显；在软土地区，由于土质软弱，放坡开挖深度就不能太深，对于软土中的放坡开挖，有的认为只要坡度足够平坦就能保持放坡基坑的稳定，其实，这是一
11、种误解，放坡开挖的基坑稳定性不仅是指坡面的稳定，也包括坑的稳定，坡度足够平坦只能保持坡面稳定，但无法避免深层的滑动。若开挖深度过大，不管坡面多平坦,仍然可能发生整体失稳。采用放坡开挖方案时，如整体稳定性得到保证，但因受场地限制,只能取用较陡的坡度；如坡面的稳定性不能得到保证时，则可采用土钉墙的方案。土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自立式挡土墙，而是属于坡面加固处理的一种方法，通过加强土体共同受力的方式来保持坡面的稳定性，属于自承支护体系。如果坑底土质比较差，整体稳定性不足，则土钉墙的方案就不能采用。(2)无支撑开挖当不能采用放坡开挖方案时，必须选用围护结构以支承坑外的土体。在可能的条件下，应
12、尽可能采用无支撑开挖的方案，因为这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件，便于挖土、运土以及地下室的施工，同时，也比较经济。实现无支撑开挖有以下几种方法：(3)有支撑的开挖在不具备采用土层锚杆条件的场地，深基坑只能采取有支撑开挖的方案，但是深基坑的平面尺寸一般都比较大，给支撑的设置带来了困难。由于支撑和挖土的工序互相制约，形成许多各具特色的支护开挖方案，1）分层开挖分层支护法：这是最基本的方法，按照结构受力分析和便于施工的原则确定每道支撑的位置，在深度方向分层挖土及支撑设置交替施工。设计时要按照上述工况进行分别验算，施工时要严格按照设计规定的程序实施，才能保证围护结构的稳定性和控制变形。在平面上按
13、设定的挖土及设置支撑流程由一侧向另一侧推进，也可以由中部向两侧推进。对于软土地区环境要求特别严格的基坑工程，为了尽可能减少围护结构的变形，将每一层开挖和支撑所需的时间压缩在规定的很短时间内，例如对钢支撑规定开挖后必须在24h内支撑完毕，对混凝土支撑放宽到48h。2）中心岛法：对于平面面积很大的基坑，采用分层开挖、分层支护的方法，在技术和经济上都不太合理。由于支撑的长度很长，为了增大支撑刚度，需要加大支撑截面和侧向支撑，使支撑的造价很高，而且每一层平面的挖土量也很大，前后延续的时间比较长，这就需要在平面上加以划分。中心岛法是平面划分的一种考虑，它结合将厚底板分设后浇带的划分，将平面分成两个部分，
14、中心部分先施工，此时先施工的面积比较小，而且具有放坡的余地，可以在坑内按照放坡办法施工，在中心部分浇注底板以及地下室的部分结构（如核心筒、剪力墙或柱）以后，再分层开挖四周的留土，分层将支撑连接到已建成的底板或地下室的构件上去。当基础平面长宽比较接近且设计采用环形边撑或角撑时，由于基坑中间留有大面积无支撑空间，则宜采用预留中心土墩的方法，即先挖周边支撑下的土方，最后挖中心土墩的土方。此时，不仅土方开挖方便，且有利于多台挖土机接驳运土，见图2-8。组合型的开挖方案在方案设计时，可以根据工程的具体情况将上述几种方法加以组合，以发挥各自的优点，形成最经济合理的方案。可以在立面上组合,如图2-5所示，也
15、可以在平面上组合。7、回填土方工程7.1、回填土料的要求7.1-1一般要求1）填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑。如采用不同土填筑时，应将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下，不得将各种土混杂在一起使用，以免填方内形成水囊。2）当填土位于倾斜的山坡上时，应将斜坡挖成阶梯状，以防填土横向位移。3）填土必须具有一定的密实度，以避免建筑物的不均匀沉陷。4）土的最优含水量和最大干密度应符合设计或规范要5）民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2001强制性条文4.2.7规定：当一类民用建筑工程场地土壤中氨浓度大于或等于50000Bqm3,或土壤表面氨析出率大于或等于0.3Bq/m2.s时，应进行工程场地土壤中的镭-226、社-232、钾-40比活度测定。当测定结果表明内照指数（IRa）大于1.0或外照指数（IY）大于1.3时,工程场地土壤不得作为工程回填土使用。7.1.2无限制使用的土料1）碎石类土、砂土和爆破石渣，可用作表层以下填土土料。2）含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填土土料。3）采用碎石类土或爆破石渣作填料时
