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土木工程施工 东南大学土木工程学院施工教研室 土木工程施工 第2章 土方工程 2.1.3 土的工程性质 土的构成：固体颗粒、水和气体三部分。 （1）土的体积：V=Vw+Va+Vs＝Vv+Vs （式中：Vw—水的体积，Vs—土颗粒的体积， Va—气体体积，Vv—孔隙的体积。） （2）土的质量：M=Mw+Ms （式中：Mw—水的质量，Ms—土颗粒的质量。） （3）土的密度：ρ＝M/V 南京玄武湖隧道施工城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。 （6）轻型井点的施工 施工内容包括：准备工作、井点系统埋设、 使用与拆除。 准备工作 材料准备（井点设备、施工机具、动力、水源、砂滤料等）； 排水沟的开挖； 标高观测及防止沉降的措施； 设置水位观测孔。 井点埋设 挖井点沟槽 排放总管 埋设井点管 用弯连管与总管相连，安排抽水设备，试抽水。 2)工字钢(H型钢)衬板支护结构 适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑，水位高时要先降水。在软土地基中要慎用，卵石地基中较难施工。 挖深＜25m。 5）钢筋混凝土板桩 传统支护结构，企口榫接有较好防水作用。厚可达500mm，，总费用低。已向薄壁工字形方向发展大截面如500×500mm以上，壁厚100～120mm，腹板预制后在现场浇成整体。在两工字形板桩间钻孔注浆堵漏。 挖深10m。 适用软土、一般粘性土。 （2）灌注桩支护结构 应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成桩墙式支护结构，以抵抗不同条件下侧向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁(帽梁)，使支护桩共同工作，提高整体性。 1）稀疏排桩—仅挡土,不可挡水 应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂现象发生。 2）稀疏排桩加水泥砂浆抹面—可挡土、挡水 稀疏排桩间距S较大时用。桩净距一般1.0m以内，以0.6～0.8m为宜。基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工。 工程实例 南京火车站综合楼地下室两层，采用稀疏排桩方案，挖深9m。 可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等，既可挡土又可止水，其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用于软土地区（淤泥质土，地基承载力＜120kPa粘性土）的深基坑工程，挖深＜8m。 工程实例 工程实例 隧道的陆地段采用SMW工法作基坑支护 轮胎式推土机 直铲推土机的固定式推土铲 拖式铲运机 反铲挖掘机 轮胎式压路机 振动冲击夯 南京玄武湖隧道土方工程施工 玄武湖隧道为南京市规划的“经五纬九”路网的重要组成部分。 东起新庄立交二期，西起模范马路，全长2.66KM，暗埋段2.23KM，设计宽32M，双向六车道。 湖底隧道 玄武湖隧道由新庄立交穿入玄武湖、古城墙、中央路、过芦席营路口，在南京工业大学附近出地面。 2.5 土方机械化施工 主要土方施工机械: 推土机、铲运机、单斗挖土机、压实机械等。 2.5.1 主要土方机械的特点与施工方法 （1）推土机 特点—切土、推土和卸土； 分类 行走装置：履带式和轮式推土机 操作方式：机械式和液压式操纵。 铲刀安装方式：固定式推土机和回转式推土机。 履带式推土机 回转式铲刀 （a）铲刀平斜 （b）铲刀侧倾 （2）铲运机 特点—挖土、运土、卸土和平土； 分类 运行方式：拖式和自行式 操作方式：钢丝绳操纵式和液压式操纵。 卸土方式：强制式、半强制式和自由卸土。 自行式铲运机 （3）单斗挖土机 2.4 土方边坡和支护 土壁稳定主要依靠土体的抗剪强度来维持平衡。 土体抗剪强度来源于土体的内摩擦力和粘结力（内聚力）。 土体塌方的本质—剪应力?抗剪强度 其主要原因—开挖过深、土质较差、放坡太小，水的侵入以及支护较弱等综合原因。 防止土体塌方的主要措施—放坡及支撑等。 2.4.1 土方边坡坡度和边坡稳定 1）土方边坡 即放坡宽度b=坡度系数m×开挖深度h 确定坡度的大小应考虑：土质情况、包括地下水、开挖深度、使用情况（堆载）、使用时间等。 2）边坡稳定 边坡稳定——抗剪强度?剪应力 土体塌方——剪应力?抗剪强度 剪应力的增加——外力 边缘堆土或机械； 水侵入边坡，使土的含水量增加； 地下水产生的动水压力； 土体内水的静压力等。 抗剪强度降低——外因转换为内因 由于受风化作用使土质变松； 土受地下水的侵蚀而产生润滑作用； 饱和细，粉沙受振动而液化。 2.4.2 基坑无支护开挖 常用于深度不大且土质较好的基坑，应是施工条件允许时