土方工程施工技术讲义讲稿(内容详细,附图丰富).ppt

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1、1本章应掌握本章应掌握:土的工程性质、基坑土土的工程性质、基坑土方量计算、土方的回填与压实；熟悉土方量计算、土方的回填与压实；熟悉土方工程施工的内容、基坑工程的降排水方工程施工的内容、基坑工程的降排水的方法；了解土的分类，地下水等。的方法；了解土的分类，地下水等。2做好土方工程的意义做好土方工程的意义 随着科学、经济及人口的发展，节约占用土随着科学、经济及人口的发展，节约占用土地资源，发展越来越多的高层和超高层的建地资源，发展越来越多的高层和超高层的建筑。筑。在基础工程施工中，特别是大型高层、超高在基础工程施工中，特别是大型高层、超高层工程基础施工中，土方工程尤为重要，影层工程基础施工中，土方

2、工程尤为重要，影响响工期工期和和投资投资的重要因素。的重要因素。例如：津汇广场例如：津汇广场 ：土方量：土方量1515万万m m3 3，工期，工期4444天，天，挖掘机挖掘机6 6辆，运土车辆，运土车6060辆。辆。3 场地平整场地平整 基坑、基槽及管沟、隧道和路堤的开挖与填筑。基坑、基槽及管沟、隧道和路堤的开挖与填筑。1 1.1.1.1.1 施工内容施工内容 1 1.1.2.1.2 施工特点施工特点 面大量广、劳动繁重面大量广、劳动繁重(尽量采用机械化施工)；施工条件复杂、露天作业、气候影响大施工条件复杂、露天作业、气候影响大 工程地质和水文条件影响大工程地质和水文条件影响大41 1.1.3

3、.1.3 土的分类土的分类 按土开挖的难易程度按土开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；土，部分用爆破的方法施工；次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分类与开挖土的工

4、程分类与开挖方法方法见表见表1.1所示所示。5表表1.1 1.1 土的工程分类与开挖方法土的工程分类与开挖方法土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 开挖方法及工具开挖方法及工具 K KS SKKs s一类土一类土(松软土松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭泥炭(淤泥淤泥)1.081.081.171.17 1.01.01 11.031.03 能用锹、锄头挖掘能用锹、锄头挖掘 二类土二类土(普通土普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土土 1.

5、141.141.281.28 1.01.02 21.051.05 用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松少许用镐翻松 三类土三类土(坚土坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.241.301.30 1.01.04 41.071.07 要用镐，少许用锹、要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锄头挖掘，部分用撬棍撬棍 四类土四类土(砂砂砾坚土砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，卵石，密实

6、的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石软泥灰岩及蛋白石 1.261.261.321.32 1.01.06 61.091.09 整个用镐、撬棍，整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤分用楔子及大锤 sK6土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 开挖方法及工具开挖方法及工具K KS SKKs s五类土五类土(软石软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩软的石炭岩 1.31.30 01.45 1.45 1.101.101.20 1.20 用镐或撬棍、大锤

7、用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆挖掘，部分使用爆破方法破方法 六类土六类土(次坚石次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩岗岩，片麻岩 1.31.30 01.45 1.45 1.101.101.20 1.20 用爆破方法开挖用爆破方法开挖,部分用风镐部分用风镐 七类土七类土 (坚石坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩安山岩、玄武岩 1.3

8、1.30 01.45 1.45 1.101.101.20 1.20 用爆破方法开挖用爆破方法开挖 八类土八类土(特坚硬特坚硬石石)安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.41.45 51.50 1.50 1.201.201.30 1.30 用爆破方法开挖用爆破方法开挖 7土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。比的百分率。1.1.4 1.1.4 土的工程性质土的工程性质 1 1 土的含水量土的含水量 -100%10

9、0%wsmmmWmm干湿干式中：m湿含水状态土的质量，kg；m干烘干后土的质量，kg；mW 土中水的质量，kg；mS固体颗粒的质量，kg。土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.1)82 2 土的可松性系数土的可松性系数 土的可松性：土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质的这种性质称为土的可松性。称为土的可松性。土的可松

10、性用土的可松性用可松性系数可松性系数表示，即表示，即 21sVKV31sVKV式中 KS、KS土的最初、最终可松性系数；V1土在天然状态下的体积，m3；V2土挖出后在松散状态下的体积，m3；V3土经压(夯)实后的体积，m3。(1.4)(1.5)9理解理解:思考：思考：V1V1、V2V2、V3V3的关系？的关系？应用：应用：（1 1）土的最初可松性系数是计算现场存土、车辆装运土方体）土的最初可松性系数是计算现场存土、车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；积及挖土机械的主要参数；（2 2）土的最终可）土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数。参数。

11、天然的土天然的土V1开挖开挖松散松散V2Ks回填压实回填压实密实密实V3Ks，103 3 土的渗透性土的渗透性土的渗透性土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。透系数表示。V=KI=KV=KI=K*h/Lh/L渗透系数：渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/dm/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。参数。土的渗透系数土的渗透系数见表见表1.2所示所示。11表表1.2 土

12、的渗透系数参考表土的渗透系数参考表 土的名称土的名称 渗透系数渗透系数(m/d)土的名称土的名称渗透系数渗透系数(m/d)粘土粘土 0.005 中砂中砂 5.0020.00 亚亚 粘粘 土土 0.0050.10 均质中砂均质中砂 3550 轻亚粘土轻亚粘土 0.100.50 粗砂粗砂 2050 黄土黄土 0.250.50 圆圆 砾砾 石石 50100 粉砂粉砂 0.501.00 卵石卵石 100500 细砂细砂 1.005.00 12 定义：天然状态下的土，能够保持倾斜的能力。定义：天然状态下的土，能够保持倾斜的能力。表示方式：表示方式：令令B/H=m，则，则 边坡的坡度：边坡的坡度：1：m

13、影响因素：土质、深度、开挖方法、边坡留置时间长影响因素：土质、深度、开挖方法、边坡留置时间长短等。短等。4 4 土方的边坡坡度土方的边坡坡度131 1.2.1.2.1 基坑与基槽土方量计算基坑与基槽土方量计算 基坑土方量基坑土方量可按立体几何中拟柱体可按立体几何中拟柱体(由两个平行的由两个平行的平面作底的一种多面体平面作底的一种多面体)体积公式计算体积公式计算(图图1.1.1)。即。即 102(4)6HVAAA式中 H 基坑深度，m；A1、A2基坑上、下底的面积，m2；A0 基坑中截面的面积，m2。(1.6)14基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图图1.2)：1102(4)6LVAAA式中V

14、1第一段的土方量，m3；L1 第一段的长度，m。将各段土方量相加即得总土方量：12nVVVV(1.7)(1.8)15 某建筑物基础的垫层尺寸为某建筑物基础的垫层尺寸为404020m20m，自然地面，自然地面标高为标高为-0.4m-0.4m，垫层底皮标高为，垫层底皮标高为-4.4m-4.4m，场地土为，场地土为二类土（二类土（Ks=1.20Ks=1.20，Ks=1.02Ks=1.02），开挖时允许四，开挖时允许四面放坡，放坡坡度为面放坡，放坡坡度为1 1：0.50.5，地下静止水位标高，地下静止水位标高为为-1.4m-1.4m，试问：，试问：土方开挖量是多少？（土方开挖量是多少？（a=0a=0、

15、b=0.4b=0.4、c=0.3c=0.3）若自然地坪以下基础体积为若自然地坪以下基础体积为1000m1000m3 3，其余空间，其余空间用原土回填，应预留多少回填土。用原土回填，应预留多少回填土。（3 3）若多余土方外运，采用）若多余土方外运，采用15m315m3运输车，须运运输车，须运多少趟多少趟例题例题：16作业 某建筑物基础的垫层尺寸为某建筑物基础的垫层尺寸为505030m30m，自然，自然地面标高为地面标高为-0.4m-0.4m，垫层底皮标高为，垫层底皮标高为-2.4m-2.4m，场地土为二类土场地土为二类土（KsKs、KSKS自己确定自己确定)开挖开挖时允许四面放坡，放坡坡度为时允

16、许四面放坡，放坡坡度为1 1：0.50.5，地，地下静止水位标高为下静止水位标高为-1.4m-1.4m，试问：，试问：土方开挖量是多少？（土方开挖量是多少？（a+b+ca+b+c=1.0m=1.0m）若建筑物若建筑物0.000.00至自然地面高度范围内至自然地面高度范围内外形轮廓尺寸为外形轮廓尺寸为48.848.828.8m28.8m，0.000.00以以下建筑物体积为下建筑物体积为1000m1000m3 3，其余空间用原土，其余空间用原土回填，应预留多少回填土？回填，应预留多少回填土？171 1.2.2.2.2 场地平整土方计算场地平整土方计算 （大纲不要求）对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。面。场地挖填土方量计算有场地挖填土方量计算有方格网法方格网法和和横截面法横截面法两种。两种。对对于地形较平坦地区，一般采用方格网于地