第1章土石方工程.ppt

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1、v基本要求：基本要求：v1、掌握各主要工种工程的施工工艺，工艺原理和施工中的关键环节；v2、掌握拟定施工方案的基本方法，并了解各种施工方案在技术上的可能性和经济上的合理性；v3、有解决实际问题的能力；v4、对现行施工规范和质量标准有所了解。 第一章第一章土石方工程土石方工程1-1土的工程分类及性质土的工程分类及性质土方工程一般包括土方工程一般包括场地平整、基坑（槽）、管沟场地平整、基坑（槽）、管沟和地下建筑物的开挖、回填和地下建筑物的开挖、回填工程等工程等1、场地平整场地平整（1）概念：在地面上挖填，使场地平整为符合设概念：在地面上挖填，使场地平整为符合设计标高要求的平面（一般还有一定泄水坡度

2、的要求）计标高要求的平面（一般还有一定泄水坡度的要求）（2）施工方法：应采用机械化或半机械化的施工）施工方法：应采用机械化或半机械化的施工方法（推土机、铲运机等）。方法（推土机、铲运机等）。（3）施工特点：面积大，土方工程量大）施工特点：面积大，土方工程量大v2、基坑（槽）、管沟施工基坑（槽）、管沟施工（1）概念：在地面以下开挖条形基础概念：在地面以下开挖条形基础的基槽、地下管道的沟槽以及独立柱基的基槽、地下管道的沟槽以及独立柱基础的基坑（有时多个独立柱基础之间距础的基坑（有时多个独立柱基础之间距离很近，可一次开挖成基槽）离很近，可一次开挖成基槽）（2）施工方法：可采用人工或机械挖施工方法：可

3、采用人工或机械挖土。尽量采用中小型土方机械以提高劳土。尽量采用中小型土方机械以提高劳动生产率，降低工程成本。（推土机、动生产率，降低工程成本。（推土机、单斗挖土机）。单斗挖土机）。3、回填工程、回填工程v（1）概念：在地面以上填筑路基、堤坝等构）概念：在地面以上填筑路基、堤坝等构筑物。筑物。v（2）施工方法：一般采用机械化施工）施工方法：一般采用机械化施工1.1.1土石方工程施工特点土石方工程施工特点v1、面大量大，劳动繁重、面大量大，劳动繁重v2、施工条件复杂、施工条件复杂v应合理选择土方机械，尽量组织机械化施应合理选择土方机械，尽量组织机械化施工、缩短工期，降低工程成本工、缩短工期，降低工

4、程成本v1.1.2土的工程性质土的工程性质v1、土的密度、土的密度v土的天然密度土的天然密度土在天然状态土在天然状态下单位体积的质量下单位体积的质量v土的干密度土的干密度d d单位体积土中固单位体积土中固体颗粒的质量体颗粒的质量v2、土的含水量、土的含水量（1）、定义：土中所含的水与土固体颗粒间）、定义：土中所含的水与土固体颗粒间的质量比，以百分数表示的质量比，以百分数表示（2）大小表示：）大小表示：W=(G-G2)/G2100% G1含水状态时土的质量 G2烘干后土的质量（3）土的含水量的影响：对土方边坡稳定性、）土的含水量的影响：对土方边坡稳定性、填土压实质量、土方施工机械的选择有影响。填

5、土压实质量、土方施工机械的选择有影响。v3、土的渗透性、土的渗透性v（）（）定义：指水在土体中渗透的性能，以定义：指水在土体中渗透的性能，以渗透系数渗透系数“K”表示表示v（）渗透产生：土体孔隙中的自由水在重力（）渗透产生：土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动。渗流的大小与土的渗透性作用下会发生流动。渗流的大小与土的渗透性及渗流路径有关。及渗流路径有关。v（）水力坡度（）水力坡度（I）：）：I=h/LP3v 渗透系数渗透系数K当水力坡度当水力坡度I等于等于1时的渗透时的渗透速度速度v即为渗透系数即为渗透系数K(m/d)4、土的可松性、土的可松性v（）定义：（）定义：P3v（）土的可松性大小

6、可以用可松性系数表示。（）土的可松性大小可以用可松性系数表示。P4表表14最初可松性系数：最初可松性系数：Ks=V2/V1最终可松性系数：最终可松性系数：Ks=V3/V1V1土在自然状态下的体积土在自然状态下的体积V2土在开挖后松散状态下的体积土在开挖后松散状态下的体积V3土在回填压实后压实状态下的体积土在回填压实后压实状态下的体积（）土的可松性影响：开挖后再回填，体积发生变（）土的可松性影响：开挖后再回填，体积发生变化化V1V2V3v1.1.3土的工程分类：土的工程分类：v1、根据土的颗粒级配或塑性指数分类根据土的颗粒级配或塑性指数分类v2、根据土的沉积年代分类根据土的沉积年代分类v3、根据

7、工程特点分类根据工程特点分类v4、根据土的开挖难易程度的分类（四类：根据土的开挖难易程度的分类（四类：松软松软坚硬）：坚硬）：P1表表111.2场地平整场地平整1.2.1土方边坡土方边坡、土方边坡坡度、土方边坡坡度=H/B=1/(B/H)=1:m m=B/H，m称为坡度系数称为坡度系数、形式（直线形、阶梯形、折线形）、形式（直线形、阶梯形、折线形）、影响土方边坡大小的因素：土质、挖、影响土方边坡大小的因素：土质、挖方深度或填方高度、地下水位、排水情方深度或填方高度、地下水位、排水情况、施工方法、边坡留置时间、边坡上况、施工方法、边坡留置时间、边坡上部荷载情况、相邻建筑的情况等因素。部荷载情况、

8、相邻建筑的情况等因素。 m=B/hv1.2.2场地平整施工场地平整施工v场地平整前，要确定场地的设计标高，场地平整前，要确定场地的设计标高，计算挖方和填方的土方量，确定土方调配方计算挖方和填方的土方量，确定土方调配方案，选择土方机械，拟定施工方案。案，选择土方机械，拟定施工方案。v一、一、场地设计标高的确定场地设计标高的确定1、初步计算场地设计标高、初步计算场地设计标高H0的确定的确定步骤：步骤：、划分方格网（边长为、划分方格网（边长为a，常为，常为1050m）、求各方格点的地面标高（各角点的高程）、求各方格点的地面标高（各角点的高程）H、按挖填方平衡原则计算、按挖填方平衡原则计算NHHHHH

9、4222112110NHHHHH443243210或可改为或可改为 v2、场地设计标高的调整场地设计标高的调整（1）土的可松性影响）土的可松性影响土有可松性，需要提高设计标高，设土有可松性，需要提高设计标高，设h为为土的可松性引起设计标高的增加值。土的可松性引起设计标高的增加值。场地设计标高的调整为：场地设计标高的调整为：SWTSWKFFKVh1hHH003、最后确定场地各方格角点的设计标高、最后确定场地各方格角点的设计标高要要考虑场地泄水坡度的影响考虑场地泄水坡度的影响场地任意一个方格角点的设计标高为：场地任意一个方格角点的设计标高为：Hn=H0L*iL该方格角点至场地中心线的距离（米）该方

10、格角点至场地中心线的距离（米）i场地泄水坡度（不小于场地泄水坡度（不小于0.2）二、二、场地平整土方量计算场地平整土方量计算通常有方格网法和断面通常有方格网法和断面法两种法两种（一）平均高度法（一）平均高度法1、四方棱柱体法、四方棱柱体法方格四角点全部为填方方格四角点全部为填方或挖方或挖方432124hhhhaV方格的相邻两角点方格的相邻两角点、为挖方、另两角点为挖方、另两角点、为填方：为填方：挖方部分土方量：挖方部分土方量：填方部分土方量：填方部分土方量：3224112224hhhhhhaV3234142224hhhhhhaV1h3h2h4h平均高度法v方格的三角点方格的三角点、为挖方，另一

11、角点为挖方，另一角点为为填方。填方。v则填方的土方量为：则填方的土方量为：v填方的土方量为：填方的土方量为：432144326hhhhhaV4432123 . 2 . 1226VhhhhaV1h4h3h2h（1）、近似计算（2）、较精确计算212FFLV20146FFFLV土方工程量计算方法使用注意土方工程量计算方法使用注意1、在地形平坦地区可将方格划分大一些，采用四方棱柱体法计算2、在地形起伏较大地区可将方格划分小一些，采用三角棱柱体法计算3、当采用平均断面法计算基槽、管沟或路基土方量时 32221122FFLFFLV场地边坡土方量的计算场地边坡土方量的计算v步骤：步骤：1、标出四个角点、标

12、出四个角点A、B、C、D填挖高度和零点位置填挖高度和零点位置;2、根据土质确定填挖边坡率、根据土质确定填挖边坡率m1、m2;3、算出四个角点的放坡宽度，如、算出四个角点的放坡宽度，如A点点=m1ha,D点点=m2hd;4、绘出边坡图、绘出边坡图5、计算边坡土方量、计算边坡土方量四个角点按正方锥体：四个角点按正方锥体：AB、CD两边按平均两边按平均断面法：断面法：AC、BD两边按三角锥体法两边按三角锥体法321213131aaaAhmhhmVabbaabBAABlhhmlFFV22142aoaaoaAOlhmlhmV2121612311.3土方开挖土方开挖 （明排水法和人工降低地下水法）（明排水

13、法和人工降低地下水法） 1、集水坑降水法集水坑降水法是一种简易的降水方法是一种简易的降水方法但对软土或土层中含有但对软土或土层中含有时，时，不宜使用。不宜使用。因为容易导致边坡塌方和流砂现象，并使基因为容易导致边坡塌方和流砂现象，并使基底土结构遭受破坏。底土结构遭受破坏。细砂、粉砂或淤泥层细砂、粉砂或淤泥层v泵：泵：v离心泵：扬程、吸水扬程离心泵：扬程、吸水扬程v潜水泵：扬程潜水泵：扬程2、流砂及其防治、流砂及其防治（一）流砂的发生与防治（一）流砂的发生与防治v（）（）流砂现象流砂现象v 土处于流动状态，随水流出土处于流动状态，随水流出v（）（）流砂对工程影响流砂对工程影响v 土边挖边冒，无法

14、施工，边坡塌方土边挖边冒，无法施工，边坡塌方v（）（）产生流砂原因产生流砂原因v动水压力大于土粒浸水密度动水压力大于土粒浸水密度v多发生于：细砂、粉砂、亚砂土多发生于：细砂、粉砂、亚砂土为单位土体的阻力wDLhhTG21Tv当动水压力的方向（与水流方向一致）与土当动水压力的方向（与水流方向一致）与土的重力方向相反时，若动水压力的重力方向相反时，若动水压力土的浸水密度土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随水涌入基坑，即时，土颗粒处于悬浮状态，并随水涌入基坑，即发生流砂现象。发生流砂现象。v（4）基底隆起）基底隆起（5）防治流砂的原则和途径及措施防治流砂的原则和途径及措施防治流砂的原则：治流砂必

15、治水防治流砂的原则：治流砂必治水防治流砂的措施：防治流砂的措施：抢挖法抢挖法打板桩法打板桩法水下挖土法水下挖土法人工降低地下水位法人工降低地下水位法地下连续墙法地下连续墙法地壤冻结法地壤冻结法3、人工降低地下水位、人工降低地下水位（1）人工降低地下水位人工降低地下水位的目的的目的（2）井点的分类（轻型井）井点的分类（轻型井点、喷射井点、电渗井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、管井井点、深井井点）点）（一）（一）轻型井点法降低地轻型井点法降低地下水位下水位vA、方法、方法vB、设备：井点管、设备：井点管、集水总管、抽水设备、集水总管、抽水设备、（1）、井点管：）、井点管：a、构造：、构

16、造：无缝管（上端）无缝管（上端）滤管（下端）滤管（下端） b、滤管的作用及要求、滤管的作用及要求（2）集水总管）集水总管a、构造：防漏水、构造：防漏水b、与井点管的连接、与井点管的连接（3）、抽水设备）、抽水设备a、类型、类型干式真空泵、射流泵干式真空泵、射流泵b、各类轻型井点配用、各类轻型井点配用功率和带动的井点管根功率和带动的井点管根数数C、轻型井点布置、轻型井点布置v（1）影响轻型井点布置的因素）影响轻型井点布置的因素v（2）布置）布置v平面布置（单排、环形）平面布置（单排、环形）v高程布置高程布置：HH1+h+IL（米）（米）D、轻型井点系统计算轻型井点系统计算一、涌水量计算一、涌水量计算（1）、水井分类）、水井分类、根据其井点是否达到不透水层（完整井、非完整井）根据其井点是否达到不透水层（完整井、非完整井） 、根据地下水有无压力分（承压井、非承压井）根据地下水有无压力分（承压井、非承压井）v（2）、无压完整井涌水量计算）、无压完整井涌水量计算vvQ无压完整井涌水量（无压完整井涌水量（m3/d）vK渗透系数（渗透系数（m/d）vH含水层厚度（含水层厚度（m）vS水位降低值水位降