2.1 基坑支护的类型（教案）-《地基与基础工程施工》同步精品课堂（高教版-第2版）

《地基与基础工程施工》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务2.1 基坑支护的类型 授课教师 学时数 2 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据《国家职业教育改革实施方案》文件精神，教材改革是三教改革的重要抓手。 如何突破传统教材的约束，增加教材的可视化，在专业课程中植入职业道德教育、专业素养教育等，编写适合中职教育的专业教材。 背景分析 《地基与基础工程施工》是中等职业学校建筑工程施工专业的一门专业核心课程，其功能在于让学生从整体上对地基与基础工程的主要施工过程、安全技术要求及质量验收要求有初步认识，具备建筑工程施工专业中地基与基础工程施工的基本职业能力，并为后续其他专门化课程的学习做好准备。 本课程适应以职业行动为导向的教学法实施，以地基与基础工程施工内容和过程为主线，按照地基与基础工程施工的一般流程将工作任务分解为土方开挖及回填施工、基坑工程施工、地基处理、浅基础工程施工、桩基础工程施工等项目，有利于学生循序渐进地从整体上认识和掌握地基与基础工程施工的主要内容与过程。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 具备良好的团队理念和合作意识，树立正确的价值观和行为规范。培养学生独立思考，严谨的工作作风。 熟悉支护结构的适用条件；掌握放坡的特点；熟悉填单一土钉墙的构造。 能够依据现场条件，合理的选择支护结构类型。 学习任务 描述 掌握基坑支护形式及其适用条件；掌握放坡的特点； 熟悉填单一土钉墙的构造及其特点。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 基坑支护形式及其适用条件；放坡的特点。 教学难点 基坑支护形式及其适用条件。 教学难点突破方法 利用现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置了两个学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级提升，实现重难点突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《地基与基础工程施工》，主编：侯广贤，2023年06月第2版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识点复习与回顾（5分钟） [知识点复习与回顾]（5分钟） 提问问题：进入冬季施工的条件？填土压实的影响因素？常用的填土压实方法？ 提出问题，认真回答问题。 接收并回顾上节课内容，对上节课内容进行归纳总结，温故而知新。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.检查学生对上节课内容的掌握程度，实时把控本节课教学内容的设计。 新课 导入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。查看并记住本节任务的学习目标。 2.分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（15分钟） [探索新知] （15分钟） 基坑支护是指基坑开挖时，为了保证坑壁稳定，保护地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。 基坑支护形式的选取主要取决于基坑开挖深度、场地条件、周边环境[邻近既有建（构）筑物、市政道路、管线]、场地水文地质条件等因素，应综合分析，合理选择。常见的支护结构有放坡、重力式水泥土墙、单一土钉墙、微型桩复合土钉墙、悬臂式支挡结构和锚拉式支挡结构等。常见支护结构的适用条件见表2-1。 基坑支护设计时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，按表2-2采用支护结构的安全等级。 老师课前搜集资料，结合表格内容讲解基坑支护形式及适用条件。 学生认真做好笔记，及时举手提问。 在做笔记的过程中强化学生的理解力和记忆力。 学习 新知（40分钟） [学习新知] （40分钟） 一、放坡 放坡是指为了防止土壁塌方，确保施工安全，当挖方超过一定深度时，其边沿放出的边坡，如图 2-4 所示。 场地允许、土质条件较好的地区，宜优先选用天然放坡；开挖深度大于4m应采用多级放坡，多级放坡应设置平台，如图2-5所示；软土地区大面积放坡开挖的基坑，边坡表面应设置钢筋网片护坡面层；若开挖面在地下水位之下，坡顶和平台处应采取井点降水措施，提高坡体稳定性，如图2-6所示；坡顶应设置挡水坎或排水沟，防止坑外积水流入坑内，侵蚀坡体。 与其他支护类型相比，放坡具有以下特点： （1）方便开挖，施工工期较短。由于采用放坡开挖，不需要施工支护结构，仅需进行土方开挖工作，施工速度较有支护结构的施工方法更快。 （2）放坡开挖适用范围有限。当地质条件较好时，放坡开挖可适用的开挖深度较大；在软土地区，放坡开挖不适用于深基坑。 （3）一般放坡开挖位移较大，对周边环境的影响较大，当对周边环境保护要求较高时，不适合采用。 二、重力式水泥土墙 重力式水泥土墙是以水泥系材料为固化剂，通过高压旋喷或搅拌机械将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡土墙，如图2-7所示。 重力式水泥土墙是无支撑自立式挡土墙，依靠墙体自重、墙底摩擦力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体，以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。 重力式水泥土墙适用于软土地层中开挖深度不超过 7 m、对周围环境保护要求不高的基坑；当基坑周边1-2倍开挖深度范围内存在对沉降和变形敏感的建筑物时，应慎用。 与其他支护类型相比，重力式水泥土墙具有以下特点： （1）有效利用原位土体，较为经济。 （2）施工操作简单，且施工时无振动、无噪声、无泥浆，对环境影响较小。 （3）坑内无支撑，便于机械化施工，施工速度较快。 （4）墙体具有隔水防渗性能。 （5）占用坑外空间较大，变形较大。 老师结合图片，认真讲解放坡及重力式水泥土墙的特点。 学生跟上老师的思路，及时整理笔记； 抽取学生回答老师的提问； 通过直观教学法，结合图片进一步激发学生的兴趣，有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三、单一土钉墙 单一土钉墙是指由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群，喷射的混凝土面层及原位土体所组成的支护结构，如图2-8所示。 1.土钉 土钉是指放置于原位土体中的细长杆件，是土钉墙支护结构中的主要受力构件。常用的土钉有： （1）钻孔注浆型土钉（钢筋土钉） 先用钻机在土体中成孔，成孔后植入杆体（一般采用HRB400 或 HRB500 钢筋，如图 2-9 所示），然后沿全长注水泥浆或水泥砂浆。 这种土钉适用地层广，抗拔力较高，造价低，质量较可靠，是最常用的土钉类型。 （2）打入注浆型土钉（钢管土钉） 在钢管中部及尾部设置注浆孔，如图2-10所示，直接将钢管打入土中后压灌水泥浆形成土钉。 这种土钉适用于成孔困难的淤泥及淤泥质土、各种填土和砂土。造价比钻孔注浆型土钉略高。 2.面层 面层通常是先在坑壁上铺设钢筋网，并将其与土钉连接在一起，然后在其上喷射混凝土制上作而成的，如图 2-11 所示。 单一土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后的一般黏性土、弱胶结砂土及人工填土等。基坑的开挖深度一般不宜超过 12 m，且对周边环境保护要求不高。 与其他支护类型相比，单一土钉墙具有以下特点： （1）能有效利用土体的自稳能力，将土体作为支护结构的一部分，结构合理。 （2）施工设备及工艺简单，对基坑形状适应性强，经济性较好。 （3）坑内无支撑，坑内施工作业面较大，有利于土方的开挖。 （4）施工所需场地小，基本不占用场地内的空间。 （5）施工速度快，一般与土方开挖交替进行。 （6）墙面密封性好，可防止雨水冲刷。 （7）土钉一般较长，占用坑外地下空间较大。 四、微型桩复合土钉墙 微型桩复合土钉墙是指将土钉墙与微型桩支护有机组合在一起而成的土钉墙，如图 2-12所示。 微型桩一般为小直径混凝土桩、钢管、型钢等，直径或等效直径宜为100~300 mm，间距宜为0.5~2m，嵌固深度不宜小于2 m。微型桩具有良好的超前支护作用。 微型桩复合土钉墙适用于土体强度较低、侧壁土体自立性较差的浅基坑开挖工程，一般基坑开挖深度不宜超过 7 m。 微型桩复合土钉墙除具有单一土钉墙的全部优点外，又拓展了应用范围，主要表现在以下几点。 （1）与单一土钉墙相比，对土层的适应性更强，除一般土层外，也可用于杂填土、新近填土、砂砾石层、软土等。 （2）增加了支护深度，有利于基坑的稳定等。 五、悬臂式支挡结构 悬臂式支挡结构是指不带内支撑和拉锚的支护结构，悬臂式排桩支挡结构如图 2-13所示。 悬臂式支挡结构依靠足够的入土深度和支护结构的抗弯能力来维持基坑壁的自身稳定性和支护结构自身的安全。施工较简便且无支撑占用施工空间，便于坑内土体开挖及地下结构的施工。悬臂式支挡结构可以采用不同的挡土结构，主要有排桩、钢板桩等。 与其他支护类型相比，悬臂式支挡结构具有以下特点： （1）结构简单、施工方便、成本低、平面布置灵活。 （2）对开挖深度特别敏感，易产生较大的变形，一般宜用于开挖深度不大于6m，基坑周边环境对支护结构位移限制不严格的基坑。 六、锚拉式支挡结构 锚拉式支挡结构是将受拉杆件（锚杆或锚索）的一端（锚固段）固定在开挖基坑的稳定地层中，另一端与工程构筑物相连接（如钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等），以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力维持构筑物（或土层）的稳定，如图 2-14 所示。 锚拉式支挡结构适用于场地狭小且需要深开挖的基坑，或周边有严格控制位移的建（构）筑物和地下管线基坑，但基坑周围必须有设置锚杆的空间。 锚杆（索）锚固段不宜设置在软土及松散填土层中。 与其他支护类型相比，锚拉式支挡结构具有以下特点： （1）施工对岩土体扰动小，可通过施加预应力有效控制变形。 （2）锚杆（索）的作用部位、方向、间距可以根据需要灵活调整。 （3）能够提供开阔的施工空间，方便土方开挖和主体结构施工。 （4）锚杆（索）施工机械和设备的作业空间小，适合各种地形和场地。 主要讲解单一土钉墙、复合土钉墙和悬臂式支挡结构的特点。 学生做笔记，在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 抽取学生回答老师的提问； 课下积极查阅资料，扩大自己的知识面。 学生再练习（6分钟） 4、 分配任务：（6分钟） （思政导入：科学严谨、认真的学习态度，培养学生独立思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题： ①悬臂式支挡结构的特点？ ②重力式水泥土墙的特点？ ③支护结构的安全等级划分？ 2）、每组派出代表回答老师提问 3）、学生分组相互评价 4）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（6分钟） 教师总结（6分钟） （引入思政教育：科学严谨、认真、独立思考的学习态度） 通过对本章的学习，理解了基坑支护的类型，结合相关图片及理论的学习，完成课后练习，为下节课的主要内容奠定了基础。 布置下节课任务（5分钟） 布置下节课任务（5分钟） 预习下节课内容 布置 作业（10分钟） [完成作业] （10分钟） 1.基坑支护形式的选择依据? 2.放坡的特点？ 3.单一土钉墙中土钉的类型？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 通过采用小组讨论分组法、 自主阅读法，书本相结合的方式，能达到教学效果，在各组提问中，回答问题的正确率为95%，大多数学生能够掌握放坡的特点，熟悉支护结构的适用条件，能够依据现场条件，合理的选择支护结构类型。 七、教学反思 教学反思 通过老师“教”与学生“学”的互动过程，使学生掌握放坡的特点，依据现场条件，合理的选择支护结构类型；以学生学习为主，以教为辅的理论学习模式，培养学生的整体分析和思考能力，让学生全程参与整个教学过程，为之后的学习打下基础。 教师分配任务 学生分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$