建筑工程施工技术项目土方工程专题讲座PPT.ppt

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1、1.1 土的基本知识土的基本知识1.2 场地平整及土方量调配场地平整及土方量调配1.3 土方边坡及支护土方边坡及支护1.5 施工排水与降水施工排水与降水 1.4 基坑（槽）土方量计算及开挖基坑（槽）土方量计算及开挖任务任务1.6 土方填筑与压实土方填筑与压实 1.7 土方机械选择和车辆配套计算土方机械选择和车辆配套计算 1.8 土方工程质量验收与安全技术土方工程质量验收与安全技术 按土开挖的难易程度将土分为：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。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；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

2、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。土的工程分类与现场鉴别方法见表见表1.11.1所示所示。1 1.1.1.1.1 土的分类与鉴别土的分类与鉴别 表表1.1 土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘 二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土 1.141.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石

3、，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土(砂砾坚土)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，软泥灰岩及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 sK土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs五类土(软石)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，软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法 六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石

4、灰岩，风化花岗岩，片麻岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖 八类土(特坚硬石)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、辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖 土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。1.1.2 1.1.2 土的工程性质土的工程性质 一、一、土的含水量土的含水量 -100%100%wsmmmWmm干湿干式

5、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，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.1)土的天然密度土的天然密度:在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：二、二、土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度 mV式中土的天然密度，kg/m3；m 土的总质量，kg；V 土的体积，m3。(1.2)干密度干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：sdmV式中d土的干密度，kg/m3；mS 固体颗粒质量，kg；V 土的体积，m

6、3。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。(1.3)三、三、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，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数可松性系数表示，即 21sVKV31sVKV(1.4)(1.5)土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表见表1.1所示所示。四、四、土的渗透性土的渗透性土的渗透性土的渗

7、透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。渗透系数：渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d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参数。土的渗透系数见表见表1.2所示所示。表1.2 土的渗透系数参考表 土的名称 渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)粘土 0.005 中砂 5.0020.00 亚 粘 土 0.0050.10 均质中砂 3550 轻亚粘土 0.100.50 粗砂 2050 黄土 0.250.50 圆 砾 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 细砂 1.005.00 粗砂夹卵石50 100 场

8、地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。方格网法计算场地平整土方量步骤为：(1)读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图如图1.31.3所示所示。(2)计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖

9、方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：nnhHH(1.9)+表示需填，-表示需挖(3)计算“零点”位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图图1.4)1.4)。零点位置按下式计算：1112ahXhh2212ahXhh(1.10)(4)计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表表1 1-2 2所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。(5)边坡土方量计算 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体(图图1.61.

10、6中、)，另一种为三角棱柱体(图图1.61.6中)。已知：场地设计标高为100，方格网边长为10m，各角点自然地面标高如下图，计算场地土方量。102105104 100106103104102102103103105102103102104102（-2）V1 105（-5）V2104（-4）V3100（0）V4106（-6）V5103（-3）V6104（-4）V7102（-2）102（-2）V8103（-3）103（-3）V9105（-5）98103（-3）102（-2）104（-4）1、计算各角点的施工高度2、判断是否有零点3、选择公式计算每个方格网土方量V1=10*10*(-2-5-0-6

11、)/4=-325mV2=10*10*(-5-4-6-3)/4=-450mV3=10*10*(-4-2-3-2)/4=-300mV4=-300mV5=-350mV6=-275mV7=-275mV8=-325mV9=-350mV=V1+V2+V9=-2950mX10-x4/2=(10-x)/xX=3.3343.33A三角棱锥体边坡体积11 113VAl(1.11)B三角棱柱体边坡体积 两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 12442AAVl44102(4)6lVAAAC C计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。(1.12)(1.

12、13)土壁稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就会塌方。造成造成土壁塌方的主要原因土壁塌方的主要原因有：有：(1)边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。(2)雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。(3)基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度 一、一、土方边坡土方边坡 土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度)h与底宽b之比表示(图图1.11)，即 土方边坡坡度=h/b=1/(b/h)=1m 式中 m=b/h 称为边坡系数。当地质条件

13、良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：v 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m；v 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：1.25m；v 硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：1.5m；v 坚硬的粘土：2m。挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。基坑放坡坡度较大，施工期和暴露时间较长，为防止基坑边坡因气温变化或失水而风化或松散等，应采取一定边坡保护措施，以保证基坑边坡稳定。常见方法有：薄膜覆盖或砂浆覆盖法 挂网或挂网抹面法 喷射混凝土或混凝土护面法 土袋或砌石压坡法 挂网或挂网抹面法 喷射混凝

14、土或混凝 土护面法二、二、基坑及管沟支护基坑及管沟支护 土壁支撑形式应根据开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。v 横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。v 根据挡土板放置方式不同，分为水平挡土板和垂直挡土板两类(见图见图1.12)。(1)(1)横撑式支撑横撑式支撑三、基坑支护三、基坑支护 支护结构一般有具有挡土、止水功能的围护结构和维持围护结构平衡的支撑结构组成。1、水泥土挡墙式（1）深层搅拌水泥土桩以水泥作为固化剂，通过机械，将图与水泥强制搅拌形成水泥土，使软土硬化成整体性，具有一定强度的挡土、防渗墙。深

15、搅桩施工（2）旋喷桩 钻机钻孔后，钻杆逐渐上提，利用钻杆上的喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，胶结硬化后形成直径均匀的圆柱体。2 2、板桩式支撑、板桩式支撑 板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流砂现象产生。v钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。v平板桩(图图1.13(1.13(a)a)防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小；v波浪式板桩（图图1.13(1.13(b)b)）的防水和抗弯性能都较好，施工中多采用。钢板桩施工 钢板桩施工 钢筋混凝土排桩 常见的有钻孔灌注桩和人工挖孔桩 不具备挡水功能 人工挖孔桩 地下连续

16、墙 采用泥浆护壁放钢筋笼浇筑混凝土 大跨度时采用内支撑 采用逆作法施工 3.边坡稳定式 土钉墙 钢筋或钢管（钢丝束）锚杆（锚索）+喷射混凝土护面 起主动嵌固作用1 1.4.1 .4.1 基坑与基槽土方量计基坑与基槽土方量计算算 基坑土方量基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算(图图1.1.1)。即102(4)6HVAAA(1.6)基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图图1.2)：1102(4)6LVAAA将各段土方量相加即得总土方量：12nVVVV(1.7)(1.8)1.4.21.4.2土方量开挖土方量开挖 开挖程序：放线确定开挖顺序开挖修整边坡清底验槽开挖 放线：放基坑（槽）上口边线 确定开挖顺序：合理顺序 开挖：预留1530cm用人工修筑 清底：人工开挖预留土层 验槽：检查与勘查设计资料是否相符 开挖 为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明沟排水法和井点降水法。1.5.1 1.5.1 明沟排水法明沟排水法 明沟排水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的方法。施工方法是，