土石方工程的準備與輔助工作
土石方工程的準備與輔助工作,除通常所說的“三通一平”(路通、水通、電通、場
地平整)外,還包括降水與施工支護結(jié)構(gòu)等,是保證土石方工程順利進行的重要條件。
1.土方邊坡與支護結(jié)構(gòu)
開挖基坑時,當挖深不大,且敞露時間不長時,可直立壁開挖。當挖深超過一定限度則需放坡開挖,邊坡坡度(高:寬)可做成直線形、折線形或踏步形,取決于土質(zhì)種類、開挖方法、挖土深度、地面超載大小等,有參考數(shù)據(jù)供施工時采用。
當挖土深度較大,放坡不經(jīng)濟或周圍附近有設(shè)施(建筑物、地下管線、道路等)不允許放坡時,如要保持直立土壁的穩(wěn)定,則需增設(shè)基坑的支護結(jié)構(gòu),起擋土、擋水作用,并保護周圍環(huán)境,減少對相鄰設(shè)施的不利影響。
根據(jù)工程特點、基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件,基坑支護可選用排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻原狀土放坡或上述型式的組合。支護結(jié)構(gòu)選型適用條件見表17—1—1。
支護結(jié)構(gòu)選型表 表17—1—1
結(jié)構(gòu)型式 |
適用條件 |
排樁或地下連續(xù)墻 |
1. 適于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級 2. 懸特式結(jié)構(gòu)在軟土場地中不宜大干5m 3. 當?shù)叵滤簧杏诨拥桩嫊r,宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻 |
水泥土墻 |
1,基坑側(cè)壁安全等級直:為二、二級 2,水泥土樁施工范圍內(nèi)地基上承載力不宜大干150kPa 3,基坑深度不宜大干6m |
土釘墻 |
1基坑側(cè)壁安全等級官為二、三級的非軟土場地 2基坑深度不宜大于12m 3當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r,應(yīng)采取降水或截水措施 |
逆作拱墻 |
1基坑側(cè)壁安全等級宜為二、二級 2淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用 3拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/8 4基坑深度不宜大于12m 5地下水位高于基坑底面時,應(yīng)采取降水或截水措施 |
放坡 |
1基坑側(cè)壁安全等級宜為三級 2施工場地應(yīng)滿足放坡條件 3可獨立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用 4當?shù)叵滤桓哂谄履_時,應(yīng)采取降水措施 |
對支護結(jié)構(gòu)要進行強度、穩(wěn)定和變形方面的計算,三方面都需滿足要求。計算方法包括圓弧滑動簡單條分法、彈性支點法等,后者應(yīng)用較多。
在彈性支點法中,支護結(jié)構(gòu)水平荷載標準值eajk應(yīng)按當?shù)乜煽拷?jīng)驗確定。
2.地下水控制
地下水控制的設(shè)計和施工應(yīng)滿足支護結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,根據(jù)場地及周邊工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件并結(jié)合基坑支護和基礎(chǔ)施工方案綜合分析、確定。地下水控制方法可分為明排集水、降水、截水和回灌等型式單獨或組合使用。見表17—1—2。
方法名稱 |
土類 |
滲透系數(shù)(m/d) |
降水深度(m) |
水文地質(zhì)特征 | |
集水明排 |
填土、粉土、黏性土、砂土 |
7<20 |
<5 |
上層滯水或水量不大的潛水 | |
降水 |
真空井點 |
0.1-20 |
單級<6多級<20 | ||
噴射井點 |
0.1-20 |
<20 | |||
管井 |
粉土、砂土、碎石土、可溶巖、破碎帶 |
1-200 |
>5 |
含水豐富的潛水、承壓水、裂隙水 | |
截水 |
粉土、黏性土、砂土、碎石土、可溶巖 |
不限 |
不限 |
| |
回灌 |
填土、粉土、砂土、碎石土 |
0.-200 |
不限 |
|
在地下水位高的地區(qū)開挖較深的基坑,如無能擋水的支護結(jié)構(gòu),多數(shù)要降水。對軟土地區(qū)的深基坑,即便設(shè)有擋水的支護結(jié)構(gòu),基坑外的地下水不會流人基坑,但為了便于機械挖土,亦多需在挖土前進行坑內(nèi)降水,同時降水后能提高被動土壓力,有利于支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和減小變形。其中,井點降水是使用較多的地下水控制方法:在基坑開挖前,預先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量下部帶濾管的井點管,在基坑開挖前和開挖過程中,利用真空設(shè)備不斷抽取地下水,使地下水位降至坑底以下,不使地下水在基坑開挖過程中流人坑內(nèi)。
井點降水一般有輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點和深井井點等,根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件及經(jīng)濟比較等因素確定。井點管為直徑38—51mm、長5—7m的鋼管。濾管直徑常與井點管直徑相同,長度為1.0--1.7m,管壁上鉆有直徑12~19mm、呈星棋狀排列的濾孔,外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布濾網(wǎng)。
降水井宜在基坑外緣采用封閉式布置,井間距應(yīng)大于15倍井管直徑,在地下水補給方向應(yīng)適當加密;當基坑面積較大、開挖較深時,也可在基坑內(nèi)設(shè)置降水井。其深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計降水深度、含水層的埋藏分布和降水井的出水能力確定,設(shè)計降水深度在基坑范圍內(nèi)不宜小于基坑底面以下0.5m。
井點降水的涌水量按水井理論計算。根據(jù)地下水有無壓力,水井分為無壓井和承壓井。水井底部到達不透水層時稱完整井,否則稱非完整井。所以水井共分四種,即無壓完整井、無壓非完整井、承壓完整井和承壓非完整井。各種井的涌水量計算公式不同
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