4土方开挖与回填841

任务四：土方开挖与回填任务四：土方开挖与回填（一）土方开挖方案（一）土方开挖方案 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深基坑工程无支护的开挖多为放坡开 挖。挖。 要求地下水位必须位于坑底一下。要求地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（二）土方开挖注意事项（二）土方开挖注意事项1 1基坑开挖的时空效应基坑开挖的时空效应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 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）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用分层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；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。稳定与变形的问题。小结小结: 1. 开挖方案开挖方案 2.2.开挖注意事项开挖注意事项 一、土料选择土料选择 二、二、填筑要求填筑要求 三、三、填土的压实方法填土的压实方法 四、四、影晌填土压实质量的因素影晌填土压实质量的因素 五、五、土方回填工程验收土方回填工程验收一、土料选择一、土料选择 选择填方土料应符合设计要求。如设计无要选择填方土料应符合设计要求。如设计无要求时，应符合下列规定：求时，应符合下列规定： 1. 1. 碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意）和爆破石碴，可用作表层以下的填料；单位同意）和爆破石碴，可用作表层以下的填料；2. 2. 含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；料； 3. 3. 碎块草皮和有机质含量大于碎块草皮和有机质含量大于8 8的土，仅的土，仅 用于无压实要求的填方工程；用于无压实要求的填方工程；4. 4. 淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；可用于填方中的次要部位；5. 5. 含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用，但含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。6. 6. 碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的径不得超过每层铺填厚度的2/32/3（当使用振动（当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的辗时，不得超过每层铺填厚度的3/43/4）。铺填）。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块（漂）石填料的最大粒径不应超殊工程时，块（漂）石填料的最大粒径不应超过设计要求。过设计要求。返回返回二、填筑要求二、填筑要求1. 1. 施工要求施工要求 填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。对于重要的填方工程或围、铺土厚度和压实遍数等参数。对于重要的填方工程或采用新型压实机具时，上述参数应通过填土压实试验确定。采用新型压实机具时，上述参数应通过填土压实试验确定。 填土时应先清除基底的树根、积水、淤泥和有机杂物，填土时应先清除基底的树根、积水、淤泥和有机杂物，并分层回填、压实。并分层回填、压实。 填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。大的填料。 填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。较小的填料封闭。 填方施工应接近水平的分层填筑。当填方位于倾斜的地面填方施工应接近水平的分层填筑。当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑以防填土横向时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑以防填土横向移动。移动。 分段填筑时，每层接缝处应作成斜坡形，辗迹重叠分段填筑时，每层接缝处应作成斜坡形，辗迹重叠0.50.51.0m1.0m。上、下层错缝距离不应小于。上、下层错缝距离不应小于1m1m。2. 2. 填土压实的质量检查填土压实的质量检查检查标准检查标准 控制干密度控制干密度d d； 规定压实系数规定压实系数c c。 利用填土作为地基时，设计规范规定了各种结构类型、利用填土作为地基时，设计规范规定了各种结构类型、各种填土部位的压实系数值。各种填土的最大干密度乘以各种填土部位的压实系数值。各种填土的最大干密度乘以设计的压实系数即得到施工控制干密度。设计的压实系数即得到施工控制干密度。 填土压实后的实际干密度，应有填土压实后的实际干密度，应有9090以上符合设计要以上符合设计要求，其余求，其余1010的最低值与设计值的差，不得大于的最低值与设计值的差，不得大于0.08g/cm0.08g/cm3 3，且差值应较为分散。，且差值应较为分散。结构类型结构类型填土部位填土部位压实系数压实系数c 控制含水量（）控制含水量（）砌体承重结构砌体承重结构和框架结构和框架结构在地基主要受力层范围在地基主要受力层范围内内0.97opop+ +2 2在地基主要受力层范围在地基主要受力层范围以下以下0.95排架结构排架结构在地基主要受力层范围在地基主要受力层范围内内0.96在地基主要受力层范围在地基主要受力层范围以下以下0.94表表1-6 压实填土的质量控制压实填土的质量控制注：注：1 、压实系数、压实系数c为压实填土的控制干密度为压实填土的控制干密度d与最大干密度与最大干密度dmax的的 比值，比值，op+2 为最优含水量；为最优含水量； 2 、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于 0.94。返回返回三、填土的压实方法三、填土的压实方法 填土压实方法有填土压实方法有碾压法碾压法、夯实法夯实法和和振振动法动法三种，此外还可利用运土工具压实三种，此外还可利用运土工具压实。1. 1. 碾压法碾压法 碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。 碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、大碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、大型车间的室内填土等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非型车间的室内填土等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土；羊足碾只能用来压实粘性土；粘性土；羊足碾只能用来压实粘性土；气胎碾对土壤碾压较为均匀，故其填土质量较好。气胎碾对土壤碾压较为均匀，故其填土质量较好。平滚碾平滚碾羊角碾羊角碾轮胎碾轮胎碾 按碾轮重量，平滚碾又分为轻型（按碾轮重量，平滚碾又分为轻型（5t5t以以下）、中型（下）、中型（8t8t以下）和重型（以下）和重型（10t10t）三种。）三种。 轻型平滚碾压实土层的厚度不大，但土层轻型平滚碾压实土层的厚度不大，但土层上部可变得较密实，当用轻型平滚碾初碾后，上部可变得较密实，当用轻型平滚碾初碾后，再用重型平滚碾碾压，就会取得较好的效果。再用重型平滚碾碾压，就会取得较好的效果。如直接用重型平滚碾碾压松土，则形成强烈的如直接用重型平滚碾碾压松土，则形成强烈的起伏现象，其碾压效果较差。起伏现象，其碾压效果较差。 2. 2. 夯实法夯实法 夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。在小型土方工程中应用最广。人工打夯人工打夯机械打夯机械打夯蛙式打夯机蛙式打夯机 夯实法的优点是可以夯实较厚的土层。采用夯实法的优点是可以夯实较厚的土层。采用重型夯土机（如重型夯土机（如1t1t以上的重锤）时，其夯实厚度以上的重锤）时，其夯实厚度可达可达1 11.5m1.5m。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等夯土工具，其夯实厚度则较小，一般均在夯土工具，其夯实厚度则较小，一般均在200 mm200 mm以内。以内。3. 3. 振动法振动法 振动法是将重锤放在土层的表面或内部，振动法是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于振实非粘性土效对位移达到紧密状态。此法用于振实非粘性土效果较好。果较好。 近年来，又将碾压和振动结合而设计和制造近年来，又将碾压和振动结合而设计和制造出振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。出振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。 振动压路机振动压路机返回返回四、影晌填土压实质量的因素四、影晌填土压实质量的因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：影响因素为： 1. 1. 压实功压实功 2. 2. 土的含水量土的含水量 3. 3. 每层铺土厚度每层铺土厚度1. 1. 压实功的影响压实功的影响 填土压实后的密度与压实机械在其上所施加填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土的含水量一定，在开始的功有一定的关系。当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度急剧增加，待到接近土的最大压实时，土的密度急剧增加，待到接近土的最大密度时，压实功虽然增加许多，而土的密度则变密度时，压实功虽然增加许多，而土的密度则变化甚小。实际施工中，对于砂土只需碾压或夯击化甚小。实际施工中，对于砂土只需碾压或夯击2 23 3遍，对亚砂土只需遍，对亚砂土只需3 34 4遍，对亚粘土或粘土遍，对亚粘土或粘土只需只需5 56 6遍。遍。2. 2. 含水量的影响含水量的影响 在同一压实功的作用在同一压实功的作用下，填土的含水量对压质量下，填土的含水量对压质量有直接影响。土在最佳含水有直接影响。土在最佳含水量的条件下，使用同样的压量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的密实功进行压实，所得到的密度最大（图度最大（图1 12828）。）。 各种土的最佳含水量和各种土的最佳含水量和最大干密度可参考表最大干密度可参考表1 16 6。表表1 16 6 土的最优含水量和最大干密度参考表土的最优含水量和最大干密度参考表项项次次土的种土的种类类变动范围变动范围最佳合水量最佳合水量%最大干密度（最大干密度（g/cm3）1砂土砂土8121.801.882粘土粘土19231.581.703粉质粘粉质粘土土12151.851.954粉土粉土16221.611.80注：注：1表中土的最大干密度应根据现场实际达到的数字为准。表中土的最大干密度应根据现场实际达到的数字为准。 2一般性的回填可不作此项评定。一般性的回填可不作此项评定。 3. 3. 铺土厚度的影响铺土厚度的影响 土在压实功的作用下，土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐其应力随深度增加而逐渐减小（图减小（图1 12929），其影），其影响深度与压实机械、土的响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。最性质和含水量等有关。最优的铺土厚度应能使土方优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少。压实而机械功耗费最少。可按照表可按照表1 16 6选用。选用。表表1- 6 1- 6 填方每层的铺土厚度和压实遍数填方每层的铺土厚度和压实遍数压实机具压实机具每层铺土厚度每层铺土厚度/mm每层压实遍数每层压实遍数/遍遍平碾平碾20030068丰足碾丰足碾200350816蛙式打夯机蛙式打夯机20025034推土机推土机20030068拖拉机拖拉机200300816人工打夯人工打夯不大于不大于20034注：人工打夯时，土块粒径不应大于注：人工打夯时，土块粒径不应大于50 mm。返回返回五、土方回填工程验收五、土方回填工程验收 土方回填工程检验批质量验收土方回填工程检验批质量验收 返回返回 作业：作业：1. 1. 分析流沙形成的原因及防治的方法分析流沙形成的原因及防治的方法2. 2. 解释土的最佳含水量概念解释土的最佳含水量概念