2017年造价工程师土建计量讲义：开挖槽段

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　　土建计量讲义：泥浆循环

　　泥浆循环分为正循环及反循环两种。

　　泥浆正循环施工法是从地面向钻管内注入一定压力的泥浆，泥浆压送至槽底后，与钻切产生的泥渣搅拌混合，然后经由钻管与槽壁之间的空腔上升并排出槽外，混有大量泥渣的泥浆水经沉淀、过滤并作适当处理后，可再次重复使用，这种方法由于泥浆的流速不大，所以出渣率较低。

　　泥浆反循环是将新鲜泥浆由地面直接注入槽段，槽底混有大量土渣的泥浆用砂石泵将其从钻管内孔抽吸到地面。反循环排渣法有三种方式，即空气排渣法、泵举反循环和泵吸反循环。前两种方法较常用，反循环的出渣率较高，对于较深的槽段效果更为显著。

　　土建计量讲义：开挖槽段

　　(1)单元槽划分。地下连续墙施工前，需预先沿墙体长度方向划分好施工的单元槽段。单元槽段的最小长度不得小于挖土机械挖土工作装置的一次挖土长度(称为一个挖掘段)。单元槽段宜尽量长一些，以减少槽段的接头数量和增加地下连续墙的整体性，又可提高其防水性能和施工效率。但在确定其长度时除考虑设计要求和结构特点外，还应考虑以下各方面因素：

　　1)地质条件：当土层不稳定时，为防止槽壁坍塌，应减少单元槽段的长度，以缩短挖槽时间。

　　2)地面荷载：若附近有高大的建筑物、构筑物，或邻近地下连续墙有较大的地面静载或动载时，为了保证槽壁的稳定，亦应缩短单元槽段的长度。

　　3)起重机的起重能力：由于一个单元槽段的钢筋笼多为整体吊装(钢筋笼过长时可水平分为两段)，所以应根据起重机械的起重能力估算钢筋笼的重量和尺寸，以此推算单元槽段的长度。

　　4)单位时问内混凝土的供应能力：一般情况下一个单元槽段长度内的全部混凝土宜在4h内一次浇筑完毕，所以可按4h内混凝土的最大供应量来推算单元槽段的长度。

　　5)泥浆池(罐)的容积：泥浆池(罐)的容积应不小于每一单元槽段挖土量的二倍，所以该因素亦影响单元槽段的长度。

　　此外，划分单元槽段时还应考虑接头的位置，接头应避免设在转角处及地下连续墙与内部结构的连接处，以保证地下连续墙有较好的整体性;单元槽段的划分还与接头形式有关。一般情况下，单元槽段的长度多取3～8m，但也有取lOm甚至更长的情况。

　　(2)挖槽方法。地下连续墙挖槽常见的方法有多头钻施工法、钻抓斗施工法和冲击式施工法。

　　1)多头钻施工法。多头钻挖槽机主体由多头钻和潜水电动机组成。挖槽时用钢索悬吊，采用全断面钻进方式，可一次完成一定长度和宽度的深槽。施工槽壁平整，效率高，对周围建筑物影响小，适用于黏性土、砂质土、砂砾层及淤泥等土层。

　　2)钻抓式施工法。钻抓式钻机由潜水钻机、导板抓斗机架、轨道等组成。抓斗有中心提拉式和斗体推压式两种。钻抓斗式挖槽机构造简单，出土方便，能抓出地层中障碍物，但当深度大于15m及挖坚硬土层时，成槽效率显著降低，成槽精度较多头挖槽机差，适用于黏性土和N值小于30的砂性上，不适用于软黏土。

　　3)冲击式施工法。冲击式钻机由冲击锥、机架和卷扬机等组成，主要采用各种冲击式凿井机械，适用于老黏性土、硬土和夹有孤石等地层，多用于排桩式地下连续墙成孔。其设备比较简单，操作容易。但工效较低，槽壁平整度也较差。桩排对接和交错接头采取间隔挖槽施工方法。

　　土建计量讲义：导墙作用

　　1)作为挡土墙。在挖掘地下连续墙沟槽时，导墙起到支挡上部土压力，防止槽口崩塌的作用。为防止导墙在土、水压力的作用下产生位移，一般在导墙内侧每隔1m左右加设上、下两道木支撑;如附近地面有较大荷载或有机械运行时，可在导墙内每隔20～3Om设一道钢板支撑。

　　2)作为测量的基准。

　　3)作为重物的支承。导墙既是挖槽机械轨道的支承，又是搁置钢筋笼、接头管等重物的支承，有时还要承受其他施工设备的荷载。

　　4)存储泥浆。导墙内可存蓄泥浆，以稳定槽内泥浆的液面。泥浆液面应始终保持在导墙顶面以下20cm处，并高于地下水位1.Om以上，使泥浆起到稳定槽壁的作用。

　　土建计量讲义：地下连续墙的缺点

　　1)每段连续墙之间的接头质量较难控制，往往容易形成结构的薄弱点。

　　2)墙面虽可保证垂直度，但比较粗糙。尚须加工处理或做衬壁。

　　3)施工技术要求高，无论是造槽机械选择、槽体施工、泥浆下浇筑混凝土、接头、泥浆处理等环节，均应处理得当，不容疏漏。

　　4)制浆及处理系统占地较大，管理不善易造成现场泥泞和污染。

　　由于地下连续墙优点多，适用范围广，广泛应用在建筑物的地下基础、深基坑支护结构、地下车库、地下铁道、地下城、地下电站及水坝防渗等工程中。

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　　土建计量讲义：地下连续墙的优点

　　1)施工全盘机械化，速度快、精度高，并且振动小、噪声低，适用于城市密集建筑群及夜间施工。

　　2)具有多功能用途，如防渗、截水、承重、挡土、防爆等，由于采用钢筋混凝土或素混凝土，强度可靠，承压力大。

　　3)对开挖的地层适应性强，在我国除溶岩地质外，可适用于各种地质条件，无论是软弱地层或在重要建筑物附近的工程中，都能安全地施工。

　　4)可以在各种复杂的条件下施工，如美国110层世界贸易中心的地基，过去曾为河岸，地下埋有码头等构筑物，用地下连续墙则易处理;广州白天鹅宾馆基础施工，地下连续墙呈腰鼓状，两头狭中间宽，形状虽复杂也能施工。

　　5)开挖基坑无需放坡，土方量小，浇混凝土无需支模和养护，并可在低温下施工，降低成本，缩短施工时间。

　　6)用触变泥浆保护孔壁和止水，施工安全可靠，不会引起水位降低而造成周围地基沉降，保证施工质量。

　　7)可将地下连续墙与“逆作法”施工结合起来，地下连续墙为基础墙，地下室梁板作支撑，地下部分施工可自上而下与上部建筑同时施工，将地下连续墙筑成挡土、防水和承重的墙，形成一种深基础多层地下室施工的有效方法。

　　土建计量讲义：深基坑土方开挖施工

　　深基坑挖土是基坑工程的重要部分，直接影响着工程质量进度。基坑的土方开挖工艺，主要分为放坡挖土、中心岛式(也称墩式)挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者无支护结构，后三者皆有支护结构。采取哪种形式，主要根据基坑的深浅、维护结构的形式，地基土岩性，地下水位及渗水量，开挖设备及场地大小、周围环境等情况决定。

　　1.放坡挖土

　　放坡开挖通常是最经济的挖土方案。当基坑开挖深度不大(软土地区挖深不超过4m，地下水位低的土质较好地区挖深亦可较大)、周围环境又允许，经验算能确保土坡的稳定性时，均可采用放坡开挖。基坑采用机械挖土，坑底应保留200～300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土扰动。待挖至设计标高后，应清除浮土，经验槽合格后，及时进行垫层施工。

　　开挖深度较大的基坑，当采用放坡挖土时，宜设置多级平台分层开挖，每级平台的宽度不宜小于1.5m.对土质较差且施工工期较长的基坑，对边坡宜采用钢丝网水泥喷浆或用高分子聚合材料覆盖等措施进行护坡。在地下水位较高的软土地区，应在降水达到要求后再进行土方开挖，宜采用分层开挖的方式进行开挖，分层挖土厚度不宜超过2.5 m.挖土时要注意保护工程桩，防止碰撞或因挖土过快、高差过大使工程桩受侧压力而倾斜。如有地下水，放坡开挖应采取有效措施降低坑内水位和排除地表水，严防地表水或坑内排出的水倒流回渗入基坑。

　　2.中心岛式挖土

　　中心岛式挖土适用于大型基坑，支护结构的支撑形式为角撑、环梁式或边桁(框)架式，中间具有较大空间，此时可利用中间的土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土，这样可以加快挖土和运土的速度。中心岛(墩)式挖土，中间土墩的留土高度、边坡的坡度、挖土层次与高差都要经过仔细研究确定。由于在雨季遇有大雨土墩边坡易滑坡，必要时边坡需加固。挖土应分层开挖，多数是先全面挖去第一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。开挖多用反铲挖土机，如基坑深度大则用向上逐级传递的方式进行装车外运。

　　整个的土方开挖顺序，必须与支护结构的设计工况严格一致。要遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。同一基坑内当深浅不同时，土方开挖宜先从浅基坑处开始，如条件允许可待浅基坑处底板浇筑后，再挖基坑较深处的土方。当两个深浅不同的基坑同时挖土时，土方开挖宜先从较深基坑开始，待较深基坑底板浇筑后，再开始挖较浅基坑的土方。当基坑底部有局部加深的电梯井、水池等，如深度较大宜先对其边坡进行加固处理后再进行开挖。

　　3.盆式挖土

　　盆式挖土是先开挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。这种挖土方式的优点是周边的土坡对围护墙有支撑作用，有利于减少围护墙的变形;缺点是大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运。

　　盆式挖土周边留置的土坡其宽度、高度和坡度大小均应通过稳定验算确定。如留的过小，对围护墙支撑作用不明显，失去盆式挖土的意义。如坡度太陡边坡不稳定，在挖土过程中可能失稳滑动，不但失去对围护墙的支撑作用，影响施工，而且有损于工程桩的质量。

　　盆式挖土需设法提高土方上运的速度，对加速基坑开挖起很大作用。

　　土建计量讲义：稳定土类基层施工

　　1)水泥稳定土基层的施工

　　现行规范规定：高速公路和一级公路的稳定土基层，应采用集中厂拌法施工。

　　2)石灰稳定土基层的施工。

　　3)工业废渣基层施工

　　4)沥青稳定土基层施工。沥青稳定混合料的拌和有人工和机械两种，关键在拌和与碾压。沥青稳定土碾压可采用胎轮式压路机碾压，也可采用钢轮压路机碾压，但应选用轻型或中型，且只压一遍即可，否则会出现裂缝和推移。碾压后再过2～3天复压1～2遍效果最佳。