,土方安全主要内容,一、认识土的工程性质 二、基坑土方施工 三、基坑支护 四、地下水控制 五、土方工程回填与夯实,土方工作的主要内容： 主要工作：挖、运、填、压（平） 准备工作：施工排、降水 辅助工作：土壁支护,思考1： 要建造一栋民用住宅楼， 第一步要做什么？,常见的土方工程： 场地平整 基坑（槽）及管沟开挖与回填 地下工程土方开挖 土方填筑,思考2： 你见过哪些土方工程？,1平整场地：平整场地是指厚度在300mm以内的挖填、找平工作。 2挖基坑：挖基坑指挖土底面积在20以内，且底长为底宽3倍以内。 3挖基槽：挖基槽指挖土宽度在3m以内，挖土长度等于或大于宽度3倍以上者. 4挖土方：挖土方指挖土宽度在3m以上，挖土底面积在20以外，平整场地厚度在300mm以外者。 5土方回填：常见的有：基础回填、室内回填、管道沟槽回填。,1.什么是场地平整？ 2.什么是基坑开挖？ 3.什么是基槽开挖？ 4.什么是土方回填？,一、土的工程性质,1.1.2 土的工程分类,1.1.2 土的工程分类,按开挖的难易程度分为八类 一类土（松软土）二类土（普通土)三类土（坚土）四类土（砂砾坚土）,机械或人工直接开挖,五类土（软石）六类土（次坚石）七类土（坚石）八类土（特坚石）,爆破开挖,二、基坑土方施工,二、基坑工程施工主要内容,1：土方的边坡 2：基（槽）坑开挖土方量计算 3：基坑土方边坡稳定 4: 基坑坍塌防治,1：土方边坡的坡度,一、土方边坡 在基坑（槽）开挖时，如果地质条件、周围条件允许，可放坡开挖；但在建筑密集的地区施工，常受场地的限制无法放坡，则需支护,m = B/H ，称为坡度系数。,土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定,1：土方边坡的坡度,边坡可做成直线形、折线形或阶梯形，土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002第6.2.3的规定执行如表1.3 。,m的确定原则： 保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。,1：土方边坡的坡度,建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定临时性挖方边坡值,基坑塌方 抢险救人,2：基坑土方边坡稳定,基坑土方边坡稳定边坡的稳定主要靠土体的内摩阻力和粘聚力来保持平衡，一旦土体失去平衡，基坑边坡土方局部或大面积坍塌或滑塌。边坡塌方会引起人身事故，也妨碍基础或基坑的施工，有时还会危及附近的建筑。,3：基坑土方边坡稳定,基坑土方边坡稳定造成边坡塌方的主要原因：（1）基坑开挖比较深，边坡过陡，使土体本身的稳定性不够，而引起塌方。尤其是土质差、开挖深、面积大的基坑，常会遇到这种情况；（2）在有地下水、地下水作用的土层开挖基坑，未采取有效的降排水措施，使土层湿化，粘聚力降低，在重力作用下失去稳定而引起塌方；,基坑土方边坡稳定造成边坡塌方的主要原因： （3）边坡顶部堆载过大，或受车辆、施工机械等外力振动影响，使边坡土体中所产生的剪应力超过土体的抗剪强度而导致塌方（4）土方开挖顺序、方法未遵守“从上往下，分层开挖，开槽支撑，先撑后挖；为防止塌方，保证施工安全，在基坑开挖超过一定深度时，土壁应做成有斜率的边坡，或对土壁进行支护以保持边坡土壁的稳定,上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌,6月27日6时左右，上海闵行区“莲花河畔小区”一栋在建13层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件。,两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力,骇人听闻的上海倒楼事件令土木人蒙羞，开发商、承包商、监理工程师和负有监管职责的政府官员将被钉在土木建设史的耻辱柱上！,边坡的留设应符合规范的要求。挖填高度高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；土的工程性质土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；施工的特点坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？ 人工作业还是机械作业？,1、 放足边坡,对坡顶有荷载（尤其是有动荷载）、使用时间长、且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数。,4：防治基坑坍塌的措施, 对可能产生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并应遵循先整治后开挖和由上至下的开挖顺序，严禁先切除坡脚或在滑坡体上弃土。,4 、完善施工技术措施, 应根据挖方深度、边坡高度和土的类别确定挖方上边缘至土堆坡脚的距离，当土质干燥密实时不小于3m，当土质松软时不小于5m。,2 、土壁支护,为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。,3、做好施工排水 防止流沙,三、基坑支护,1：土壁支护,当地质条件和周围环境不允许放坡或为防止地下水渗入基坑时，需使用如下特殊支护结构支撑土壁，以保证施工的顺利和安全，减少对周围建筑物的不利影响。土壁支撑形式应根据开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。,常用的支护结构体系,排桩式,土钉墙,喷锚支护,钢管桩,挖孔灌注桩,钢板桩,板墙式,板桩式,组合式,粉体喷射注浆桩墙,钻孔灌注桩,高压喷射注浆桩墙,深层搅拌水泥土桩墙,逆作拱墙式,边坡稳定式,排桩与板墙式,水泥挡土墙式,现浇地下连续墙,灌注桩与 水泥土桩结合,加筋水泥土围护墙,型钢横挡板,1.1 挡土灌注桩支护,适于开挖面积大、深度大于6m、不允许放坡、邻近有建（构）筑物的基坑支护。,开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。,深基坑的间隔式排桩支护,1.2 挡土灌注桩与土层锚杆结合支护,适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护,、邻近地基不允许有下沉位移时使用,桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆，达到强度后，安上横撑，拉紧固定，在桩中间挖土，直至设计深度。,深基坑的间隔式排桩支护,桩顶连系梁,悬臂支护桩,锚杆及横撑,1.3 土层锚杆支护,在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋，灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土层结合成抗拉锚杆，将立壁土体侧压力传至稳定土层。,适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用,基坑锚杆支护施工中,天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。,1.4 土钉墙支护,钻 孔 插筋、注浆 铺设钢筋网 喷射砼护面,土钉墙支护,1.5 钢板桩支撑,当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩两大类。,钢板桩水平支撑,U型钢板桩 插打 入土 U型板桩相互连接,1.6 内撑式支护,由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。,北京地铁熊猫环岛 车站基坑钢管支护,大型深基坑的钢管对撑支护,1.7 地下连续墙支护,地下连续墙成槽施工,先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于大面积、有地下水的深基坑施工。,SH350连续墙抓斗成槽机 三一重工,槽段的连接,导墙施工 导墙施工完 泥浆系统-泥浆池,成槽施工 钢筋笼吊装 锁口管起拔 砼浇筑,四、基坑排水和降水,1：基坑施工降水排水,一、排除地面水 一般排水沟的横断面不小于500500mm，纵向坡度一般不小于3，平坦地区不小于2，沼泽地区可降至1，施工过程中应注意保持排水沟畅通。 山坡上开挖截水沟，在平坦或低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还要修筑土堤挡水。,二、降低地下水位 1.集水井法(明排水法) （1）用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 （2）挖至地下水位时，挖排水沟设集水井抽水再挖土、沟、井 （3）要求： 排水沟：基础边线0.4米之外，地下水走向的上游。底宽300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1。 集水井：沿基坑底边角设置，间距20-40m，直径0.60.8m，井底低于坑底12m。长期用，有护壁和0.3米厚碎石压底。 水泵：离心泵、潜水泵、污水泵,2.井点降水： 开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。,降水类型及适用条件,五、土方工程回填与夯实,1.3.1 正铲挖掘机,正铲适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。主要用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成土方的挖运工作。采用正铲开挖大型基坑，应考虑工作面的大小、形状和开行通道的设置。,邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川) 日立EX3600E-6正铲挖掘机,共47页 第14页,1.3.2 反铲挖掘机,反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m，经济合理的挖土深度为35m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。,带加长臂的反铲挖掘机,共47页 第16页,反铲的开挖方式,沟端开挖法即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。,蔺家坝泵站泵站 基坑开挖现场,沟端开挖法,共47页 第17页,沟侧开挖法即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。,点击动画 反铲挖土,深基坑的 接力开挖,管沟的沟侧开挖,共47页 第18页,拉铲,拉铲,抓铲,拉铲工作示意图,点击动画 拉铲挖土,点击动画 抓铲挖土,共47页 第19页,1.4 其它土方施工机械,主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.56.1m3。, 装载机,ZL10B型装载机 (山东威力天地),共47页 第20页, 平地机,利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。,成工MGB20B平地机 平地机在平整作业,共47页 第21页,碾压法施工,本次碾压 与上次碾 压的压痕 不得重叠,“零沉降”的高铁路基 碾压施工,三轮压路机 （山推）,共47页 第34页,俗称“打夯”，是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，中国传统的“打夯”方法有木夯、石夯、飞硪等。,石 夯 飞 硪,共47页 第35页,2.2.2 夯实法,四川省委书记杜青林 与修水塘的村民打石夯,打飞硪已成为民俗表演节目,常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机适用于粘性较低的土，常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实，也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。填土厚度不大于25cm，一夯压半夯、依次夯打。,蛙式打夯机 蛙式打夯机夯实基底持力层,共47页 第36页,适用于压实沟槽内的土壤、柱子周围和在狭小空间内施工。又称“跳锤”。,冲击夯 HCD75冲击夯,共47页 第37页,