2.2 土钉墙支护结构施工（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2.2 土钉墙支护结构施工 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 具备主动思考、虚心请教、改革创新意识。培养学生科学严谨、认真的学习精神。 掌握土钉墙支护结构施工工艺流程；熟悉土钉墙支护结构施工要点；熟悉基坑支护雨期施工注意事项。 能够依据土钉墙支护结构施工工艺流程，团队间完成施工。 学习任务 描述 掌握土钉墙支护结构施工工艺流程；熟悉土钉墙支护结构施工要点； 熟悉基坑支护雨期施工注意事项及质量验收标准。 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 土钉墙支护结构施工工艺流程；土钉墙支护结构施工要点。 教学难点 土钉墙支护结构施工工艺流程。 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：基坑支护形式的选择依据？放坡的特点？单一土钉墙中土钉的类型？ 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（35分钟） [探索新知] （35分钟） 一、施工工艺流程 施工准备→开挖工作面→清理坡面→喷射第一层混凝土面层→土钉定位→成孔→安设土钉→注浆→铺设钢筋网→设置排水构造（安装泄水管）→喷射第二层混凝土面层→养护→开挖下一层工作面，重复以上工作直到完成。 二、施工要点 1.施工准备 （1）熟悉施工图，了解周围地下障碍物、管线的位置，工程的质量要求及施工中的监控内容。 （2）确定基坑开挖线、轴线定位点、水准点、变形观测点等，并加以妥善保护。 （3）土钉支护宜在已排除地下水的条件下进行施工，应采取合理的降排水措施。 （4）编写施工组织设计，周密安排土方开挖、出土、支护施工等工序，使支护与开挖密切配合，力争达到连续快速施工。 （5）按照施工方案选择合适的施工机具，如锚杆钻机、洛阳铲、混凝土喷射机、注浆泵等。 2.开挖工作面 （1）基坑要按设计要求分层分段开挖，分层厚度应与土钉竖向间距一致，严禁超挖；水平分段长度宜为10~20 m；坡率（高宽比）宜取 1：0.7~1：0.3。 （2）开挖后应及时封闭临空面，应在24 h内完成土钉安设和混凝土面层喷射；在淤泥质地层中开挖时，应在 12 h 内完成土钉安设和混凝土面层喷射。 （3）上一层土钉注浆完成后，应至少间隔48 h方可开挖下一层土方。 3.清理坡面 土方开挖后，基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡，以达到设计规定的坡度，并将坡面残留的土块、岩屑等松散物质清理干净。 4.喷射第一层混凝土面层 每层开挖后应尽快做好面层，即对修整后的边壁喷上一层薄混凝土或砂浆。若土层地质条件较好，可省去该面层。 5.土钉定位 土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并做出标记编号，一般土钉的水平和竖向间距宜为1~2 m。 6.成孔 应根据土层性状及孔深，采用人工挖孔或机械钻孔。通常情况下，孔深<6m时，宜采用人工洛阳铲挖孔，如图2-15所示；孔深≥6m时，宜采用机械钻孔，如图2-16所示。 孔径宜为70-120 mm，倾角宜为5°-20°，孔深可为土钉长度加300 mm。土钉成孔允许偏差应符合表 2-3 的要求。 7.安设土钉 （1）钢筋土钉宜选用HRB400或HRB500钢筋，钢筋直径多为16~32 mm。应沿钢筋周边焊接居中支架，居中支架（图2-17）宜采用φ6~8 mm的钢筋或厚度3~5 mm的扁铁弯成，间距宜为1.5~2.5 m。钢筋土钉保护层厚度不宜小于20 mm。注浆导管与钢筋土钉虚扎，以便注浆完成后回收。 钢筋土钉使用前应调直、除锈、除污。 （2）钢管土钉外径不宜小于 48 mm，壁厚不宜小于 3 mm。钢管注浆口应设置在钢管末端l/2~2l/3 范围内（l为钢管土钉的总长度），每个注浆截面的注浆孔宜取 2 个，且应对称布置，注浆孔的孔径宜取5~8 mm，注浆孔外应设置保护倒刺，钢管头部应加工成尖锥状并封闭，土钉安设完成后应进行质量验收。 8.注浆 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清理干净。 注浆应采用两次注浆工艺，第一次灌注水泥砂浆，注浆量不应小于钻孔体积的1.2倍。第一次注浆初凝后，方可进行第二次注浆。第二次灌注水泥浆，注浆量为第一次注浆量的30%~40%，注浆压力为0.4~0.6 MPa，浆液配合比应符合表2-4的要求，浆液强度等级不应低于 M10。 水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆或水泥砂浆应在初凝前用完。 注浆时应采用底部注浆方式，注浆导管底端至孔底的距离不宜大于200 mm，注浆的同时将导管匀速缓慢拔出，直至注满，如图2-18所示。注浆过程中注浆导管口应始终埋在浆体表面以下，以保证孔中气体能全部逸出，注浆后，当浆液液面下降时，应进行补浆。 对于钢管土钉，应从钢管空腔内向土层压注水泥浆，注浆压力不应低于0.6 MPa，注浆量应满足设计要求。注浆顺序宜从管底向外分段进行，最后封孔。 9.铺设钢筋网 钢筋网宜在喷射第一层混凝土面层后铺设，钢筋与坡面的间隙不宜小于20 mm。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，且两层钢筋网位置应错开。 钢筋网一般现场制作，如图 2-19所示，宜采用HPB300 钢筋，直径宜为6-10 mm，钢筋间距宜取150-250 mm，网格允许误差±10 mm；钢筋网宜焊接或绑扎搭接而成，钢筋网搭接长度不应小于300 mm，焊接长度不应小于钢筋直径的10倍。 同一排土钉钉头应通过加强钢筋进行相互连接，加强钢筋不宜少于2 根，如图2-20 所示。过加强钢筋直径宜取14-20 mm，钢筋网与加强钢筋交接部应应绑扎搭接或焊接，加强钢筋应在4压紧钢筋网后通过连接筋与钉头焊接（或通过其他方式与钉头连接），如图2-21所示。 钢筋网在坡顶向外延伸一段距离，用通长钢筋压顶固定，如图 2-22 所示，喷射混凝土后形成护顶。 10.设置排水构造（安装泄水管） 水是土钉墙支护结构最为敏感的问题。不但要在施工前做好降排水工作，还要充分考虑土钉墙支护结构工作期间水的影响，所以应设置排水构造。 （1）土钉墙宜在已排除地下水的条件下施工，应采取的排水措施包括地表排水、支护内部排水和基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。 （2）基坑顶部四周可做散水和排（截）水沟，坑内应设置排水沟和集水井，并与边壁保留0.5~1m 的距离，如图2-23所示，集水井内积水应及时抽出。 （3）基坑侧壁有透水层或渗水层时，可在面层上做泄水孔，即按间距1.5~2m，均布插设长0.4~0.6 m，直径不小于 40 mm 的塑料排水管，外管口略向下倾斜，外端伸出支护面层，管壁上半部分可钻些透水孔，管中填满粗砂或圆砾作为滤水材料，以防土颗粒流失，如图2-24所示。 11.喷射第二层混凝土面层 （1）宜选用早强型水泥；细骨料宜选用中粗砂，含泥量应小于3%；粗骨料宜选用粒径不大于20 mm 的级配砾石；水泥与骨料（砂、石子）的质量比宜取 1：4.5~1：4，砂率宜取 45%~55%，水灰比宜取0.4~0.5；混凝土的强度不应低于C25。 （2）应优先选用湿喷工艺，采用干喷工艺时应采取降低粉尘的措施。 （3）喷射混凝土作业应分段依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于 40 mm，一般以50~80 mm为宜。面层厚度超过 100 mm时，应分两次喷射，在上一层混凝土终凝后即喷下一层，一般间隔2~4 h。喷射时，应先清除接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水加以湿润。混凝土面层接缝处宜喷成45°斜面，以方便搭接。 为保证喷射混凝土厚度均匀，可在边壁上隔一定距离打入垂直短钢筋段作为厚度标志。 （4）喷射时，喷头与受喷面应垂直，距离宜控制在0.6~1.5 m，如图2-25所示。 12.养护喷射混凝土终凝2h后，应及时喷水养护，一般养护3~7d。 老师课前搜集资料，结合图片和表格内容讲解土钉墙支护的流程以及施工要点。 学生认真做好笔记，及时举手提问。 通过直观教学法，结合图片进一步激发学生的兴趣；在做笔记的过程中强化学生的理解力和记忆力。 学习 新知（20分钟） [学习新知] （20分钟） 三、基坑支护的雨期施工 水是影响基坑稳定的重要因素，所以必须做好基坑支护的雨期施工。 （1）对工人进行专门的雨期施工安全教育，提高安全意识。 （2）及时收集天气预报信息，注意天气变化。 （3）维护基坑四周的截（排）水沟及场内排水沟，做到有组织排水，并安排好抽水设备，防止场地内积水。 （4）土钉堆放场地要平整，每隔两米垫枕木架起土钉，用塑料布覆盖。要准备足量塑料布对水泥进行覆盖，防止水泥受潮结块而报废。 （5）派专人昼夜值班，并准备好抢险材料和人力，时刻准备排除险情。 （6）雨后对所有用电设备及电线、电杆做全面检查，发现问题及时处理。 （7）密切关注监测单位对雨后边坡的沉降和位移及周围建筑物的沉降监测，并与雨前记录数据进行分析比较，发现问题及时采取措施处理。 四、质量检验标准 土钉墙在施工中及完成后，应进行质量检验，检验标准应符合表2-5的规定。 老师举例讲解雨期施工注意事项，结合表格认真讲解质量验收标准。 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土钉墙支护工艺流程？ ②土钉墙支护施工前需要做哪些准备？ ③土钉墙支护雨期施工应提前采取哪些措施？ 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，理解了土钉墙支护工艺流程及注意事项，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.土钉墙支护的养护条件? 2.如何对土钉墙支护结构进行注浆？ 3.简述土钉墙质量验收标准中有哪些检查项目？ 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土钉墙支护结构施工工艺流程，熟悉土钉墙支护结构施工要点，能够依据土钉墙支护结构施工工艺流程，团队间完成施工。 七、教学反思 教学反思 通过老师“教”与学生“学”的互动过程，使学生掌握土钉墙支护结构施工工艺流程，熟悉土钉墙支护结构施工要点；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 $$