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地基处理及边坡支护工程桩基工程一、土方边坡稳定1.土方边坡稳定的概念在基坑（槽）土方开挖到一定的深度或填土填筑到一定的高度后,由土体内的摩擦力和内聚力产生的抗滑力（土的抗剪强度）大于或等于土体自重或作用在土体上的外荷载对土体产生的下滑力时,土体不滑动，称土方边坡稳定或土壁稳定。基坑工程（1）内因：边坡坡度太陡2.边坡失稳（塌方）的原因（2）外因：•①降低了土体的抗剪强度；•②土体内剪应力的增加大于了土体的抗剪强度。基坑工程一、土方边坡稳定（2）外因：•①降低了土体的抗剪强度:a.气候的影响使土质松软.b.土中的粘土夹层因浸水而产生润滑作用.c.土中饱和的液砂、粉沙，因施工机械产生的振动而液化.基坑工程2.边坡失稳（塌方）的原因一、土方边坡稳定（2）外因：•②土体内剪应力的增加大于了土体的抗剪强度.a.边坡上荷载增加.b.下雨使土的含水量增加，一方面使土的自重增加,另一方面水在土中的渗透产生了动水压力.c.土体裂缝或缝隙中浸水产生静水压力.基坑工程2.边坡失稳（塌方）的原因一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）、放足土方边坡（2）、设置支撑（护）基坑工程一、土方边坡稳定一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）.放足土方边坡土方边坡的大小是用土方边坡坡度表示：•土方边坡坡度是指在土方工程施工中，为保持土体的稳定，防止塌方，挖土的深度或填方填筑高度超过一定限值时，均应根据土质条件在其开挖土方的边沿或填方的边沿做成一定角度的斜坡。基坑工程m：放坡系数H：挖土深度B：边坡宽度HBm一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）放足土方边坡基坑工程在土方施工中习惯用边坡系数表示•边坡的高度为H•边坡的宽度为m×H•休止角的正切表示边坡坡度(休止角又叫安息角：是土体在一定范围内保持稳定的坡角。)①边坡坡度确定的原则:•挖土方量最少.（经济）•施工安全，保证土体稳定②边坡留置形式：a.直槽（不放坡开挖）b.斜坡式（大开槽或全放坡开挖）c.混合式：包括半放坡式、踏步式和折线式一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）放足土方边坡基坑工程②边坡留置形式：a、直槽（不放坡开挖）适用于土质的湿度正常的土层中开挖基坑（槽）或管沟但敞露时间不长，深度不超过如下规定时：砂土和碎石土1m轻亚粘土1.25m粘土1.5m坚硬的粘土2.0m一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）放足土方边坡基坑工程一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）放足土方边坡基坑工程②边坡留置形式：b.斜坡式（大开槽或全放坡开挖）•适用于土的湿度、土质条件较好且地下水位低于基底的基坑槽、管沟土方开挖。土的类别人工挖土并将土抛于槽、坑或沟的上边机械挖土在槽坑沟底挖土在槽坑沟上边挖土轻亚粘土1：0.671：0.51：0.75亚粘土1：0.51：0.331：0.75粘土1：0.331：0.251：0.67中密碎石土1：0.671：0.51：0.75一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）放足土方边坡基坑工程②边坡留置形式：c.混合式：包括半放坡式、踏步式和折线式•适用于周围环境允可，土质条件较好、地下水位低、开挖深度较深的坑槽、管沟土方开挖③土方边坡坡度大小考虑的因素a开挖土方的土质情况b开挖深度c开挖方法d排水情况e土方工程的重要性和留置时间的长短一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（1）放足土方边坡基坑工程基坑基槽、管沟土壁支护结构的主要作用是支撑（护）土壁，保证其稳定。按支护结构受力状态分：横撑式支撑（护）悬臂式支护结构板桩式支护结构-----支撑式支护结构重力式支护结构开挖土方断面的大小分:基槽、管沟土壁支护基坑土壁支护一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（2）设置支撑（护）基坑工程①基槽、管沟土壁支护•横撑式土壁支撑根据挡板受力的不同分为：a.水平挡土板式横撑式支撑（见下左图）b.垂直挡土板式横撑式支撑（见下右图）1.水平挡土板2.立柱3.工具式横撑4.垂直挡土板5.横楞木6.调节螺栓a.水平挡土板式横撑式支撑：间断式•间断式或断续式水平挡土板横撑式支撑适合开挖土方的土质条件为湿度小的粘性土，其开挖的深度不超过3m.①基槽、管沟土壁支护横撑式土壁支撑连续式•连续式水平挡土板横撑式支撑适合开挖土方的土质条件为土质松散、湿度大,开挖的深度可为5m.a.水平挡土板式横撑式支撑：①基槽、管沟土壁支护横撑式土壁支撑b.垂直挡土板式横撑式支撑：挖土深度不限①基槽、管沟土壁支护横撑式土壁支撑②基坑支护A.板桩式支护结构•板桩支护结构是在基坑土方开挖施工前,沿基坑开挖土方的边沿将设计的板桩打入到开挖基坑土方深度以下的土层中，支护土方开挖后土坡的稳定。板桩支护结构由两大系统组成：•挡墙系统•支撑或拉锚系统一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（2）设置支撑（护）基坑工程板桩结构简图如下:•支撑系统一般采用大型钢管、H型钢或格构式钢支撑；•拉锚系统一般用钢筋、钢索、型钢或土锚杆；•支撑或拉锚系统与挡墙系统通过围檩、压顶梁等连接成整体；单支点板桩支护失败的原因：①、板桩的入土深度不够，在土压力作用下，板桩的入土部分走动而出现坑壁滑坡；单支点板桩支护失败的原因：②、支撑或拉锚的强度不够，受土压力作用，支撑或拉锚断裂破坏；单支点板桩支护失败的原因：③、拉锚的锚固长度不足，锚锭失去作用而使土体滑动;单支点板桩支护失败的原因：④、板桩本身刚度不够，在土压力作用下失稳弯曲；单支点板桩支护失败的原因：⑤、板桩位移过大，造成周边环境土的破坏。在板桩设计时,根据开挖的深度、土质条件、支护结构的布置,应解决设计好板桩的•入土深度；•截面弯矩；•支点反力；•拉锚长度；•板桩位移（板桩设计的“五要素”）②基坑支护B.重力式支护结构、土钉墙、土层锚杆等深层水泥搅拌桩支护结构其原理：•通过搅拌桩机械在基坑土方开挖需要支护的位置，钻入到土层中一定的深度；•搅拌桩机械将水泥和土强行搅拌，形成柱状的水泥加固土（水泥搅拌桩，增加土体的强度）；•由于水泥土柱状加固体连续，搭接形成的重力墙，使其土体有挡土支护的能力,保证其土体的稳定；•这种深层水泥土墙适用于软土土质的地区基坑开护支护，其深度可达7m左右。一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（2）设置支撑（护）基坑工程②基坑支护B.重力式支护结构、土钉墙、土层锚杆等土钉墙支护结构：•在基坑土方的开挖过程中，随着开挖深度的增加，为保证土壁稳定防止塌方。每开挖到一定的深度，将支护用的土钉用施工机械（空压机带动的空气锤）置入到土体中一定深度；•并在土壁面上布设钢筋网和土钉连接成一体，再喷射砼面层；•每开挖一层,就置入土钉、布设钢筋网、喷射砼而形成的土壁支护。一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（2）设置支撑（护）基坑工程②基坑支护B.重力式支护结构、土钉墙、土层锚杆等土层锚杆支护结构：当基坑的开挖深度较深，而土质又较差时，开挖到一定深度，用钻孔机械（钻机）在土壁上按设计要求布置的位置钻孔（钻孔深度可达100m以上），然后按设计要求制作的拉杆（粗钢筋钢丝束、钢绞线）安放就位，灌浆在土层中形成一段锚固头；待锚固体达到设计的强度后，用张拉机具张拉拉杆到设计要求的拉力值，并锚固在土壁上设计布置的支护结构受力杆件上（围檩）形成的土壁支护结构。一、土方边坡稳定3.防止土方边坡失稳（保证土方边坡稳定）的措施（2）设置支撑（护）基坑工程一方面：施工条件恶化，产生水下挖土,给土方施工带来困难，如在土质较差的土层中施工，还会发生流砂现象，造成土壁失稳塌方。另一方面：当挖到设计标高后，由于水的搅动会降低地基土的承载力。目的：地下水排走后，基坑土方的开挖不带水作业，从而改善了施工条件，防止边坡塌方和地基土承载力的降低，使坑底保持干燥，保证土方施工的正常进行和安全。二、施工排水、降水基坑工程选择原则：基坑开挖深度不深，降水深度较小其土层较好，无流砂时采用重力降水,否则采用强制降水。降水的方法：重力降水强制降水二、施工排水、降水基坑工程1、集水井降水（又称明沟排水法、明排水法）•是在基坑或沟槽土方开挖时，在坑底设置集水井、并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外（详见后附图）.1.排水沟2.集水井3.抽水泵4.地下水水位线5.降水后的地下水位线2、井点降水（人工降低地下水位）井点降水就是在基坑土方开挖前；预先在基坑开挖范围外并离一定距离埋设一定数量的滤水管（井）；在基坑土方开挖前和开挖过程中,利用真空原理（抽水设备）,将地下水不断抽出,使地下水位降低到坑底设计标高以下。轻型井点组成1-井点管2-滤管3-集水总管4-弯联管5-水泵房6-原地下水位7-降低后地下水位环形井点布置简图(a)平面布置；(b)高程布置1一总管；2一井点管；3一抽水设备二级轻型井点1－第一层井点管；2－第二层井点管当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加基坑工程井点降水的作用：二、施工排水、降水•基础是建筑构筑物的底下部分，是重要的受力构件。根据其埋设深度通常分为浅基础和深基础。•而在深基础中常用的是桩基础。•桩基础是由若干个沉入土中的单桩在其顶部用承台联结起来的一种深基础。•它具有承载能力大，抗震性能好，沉降量小等特点。•桩基础是一种常用的深基础形式，当天然土层土质不良，不能满足建筑物的压力，土质的持力层较深，往往采用桩基础来满足建筑物的压力。A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识1.桩基础的构成A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识1.桩基础的构成承台工程量根据A.D混凝土及钢筋混凝土工程中的“桩承台基础”列项、计算。土质级别•土壤级别的划分应根据工程地质资料中的土层构造和土壤物理、力学性能的有关指标，参考纯沉桩时间确定。•凡遇有砂夹层者，应首先按砂层情况确定土级。无砂层者，按土壤物理力学性能指标并参考每米平均纯沉桩时间确定。•用土壤力学性能指标鉴别土壤级别时，桩长在12m以内，相当于桩长的三分之一的土层厚度应达到所规定的指标。•12m以外，按5m厚度确定。全国统一基础定额中的土壤级别分为一级土和二级土。A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识2.计算打桩工程量时，应事先确定的资料土质级别内容土壤级别一级土二级土砂夹层砂层连续厚度砂层中卵石含量1m－1m15%物理性能压缩系数孔隙比0.020.70.020.7力学性能静力触探值动力触探系数50125012每米纯沉桩时间平均值2min2min说明桩经外力作用较易沉入的土，土壤中夹有较薄的砂层桩经外力作用较难沉入的土，土壤中夹有不超过3m的连续厚度砂层A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识2.计算打桩工程量时，应事先确定的资料确定施工方法、工艺流程；采用的机型及桩；土壤泥浆的运距。A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识2.计算打桩工程量时，应事先确定的资料A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识3.桩的分类按承台与地面位置；按桩的设置效应；按桩施工方法；按断面形状；按承载性状类型；A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识3.桩的分类按承台与地面位置：A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识3.桩的分类按桩的设置效应：•挤土桩：实心的预制桩，下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入的过程中都要将桩位处的土大量排挤开。这种成桩方法以及在成桩过程中产生的此种挤土效应的桩称为挤土桩。•非挤土桩：指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩，如钻孔灌注桩。A.B桩与地基基础工程一、桩基础工程的基本知识3.桩的分类按桩施工