1、建筑施工技術(shù)建筑施工技術(shù) 主講：陳玉主講：陳玉項目一：土方工程（3周）項目二：地基與基礎(chǔ)工程項目三：砌體工程（4周）項目四：鋼筋混凝土工程（4周）項目五：防水工程（2周）項目六：裝飾工程（2周）項目七：保溫節(jié)能工程（1周）項目1 土方工程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握土的種類和鑒別方法。掌握土方工程量的計算方法。了解流砂發(fā)生的條件及防止措施，掌握輕型井點布置、施工工藝。掌握常用土方施工機械性能、特點、適用范圍。正確選擇地基回填土的填方土料及填筑壓實方法。掌握土方工程冬期和雨期施工措施。掌握安全事故的預(yù)防措施?！窘虒W(xué)重點】土方調(diào)配。邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)的方法。輕型井點降水。土方的填筑與壓實。 【教學(xué)

2、難點】 表上作業(yè)法進(jìn)行土方調(diào)配。輕型井點降水。邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)。影響填土壓實的因素。1.1土方工程簡介土方工程簡介1.2土方工程量計算土方工程量計算1.3土方開挖土方開挖1.4土方的填筑與壓實土方的填筑與壓實 1.7安全事故的預(yù)防安全事故的預(yù)防1.5基坑排水基坑排水、降水方法降水方法1.6冬季施工和雨季施工措施冬季施工和雨季施工措施 土方工程是建筑工程施工中的主要工種之一。常見的土方土方工程是建筑工程施工中的主要工種之一。常見的土方工程有場地平整、基坑工程有場地平整、基坑( (基槽基槽) )與管溝開挖、地坪填土、路基填與管溝開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填等。土方工程施工包括土筑及基坑回填

3、等。土方工程施工包括土( (石石) )的挖掘、運輸、填的挖掘、運輸、填筑、平整和壓實等主要施工過程，以及排水、降水和土壁支撐筑、平整和壓實等主要施工過程，以及排水、降水和土壁支撐等準(zhǔn)備工作與輔助工作。等準(zhǔn)備工作與輔助工作。1.1.1 土方工程的施工特點土方工程的施工特點 1.工程量大，勞動強度高工程量大，勞動強度高 2.施工條件復(fù)雜施工條件復(fù)雜 3.受場地影響受場地影響11 土方工程簡介土方工程簡介基坑土方開挖基坑土方開挖1.1.2 土的工程分類與鑒別方法土的工程分類與鑒別方法 在土方工程施工中，根據(jù)土體開挖的難易程度將土在土方工程施工中，根據(jù)土體開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅土、

4、砂礫堅土、軟石、次堅分為：松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅石石、堅石、特堅石8類，前類，前4類屬于一般土，后類屬于一般土，后4類屬于類屬于巖石。巖石。見下表見下表土的工程分類土的工程分類【特別提示特別提示】 土的種類繁多，其分類方法也很多。根據(jù)土的顆粒級配或塑性指數(shù)可將土分為碎石類土(漂石土、塊石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土)、砂土(礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂)和粘性土(粘土、亞粘土、輕壓粘土)等；根據(jù)土的沉積年代，粘性土可分為老粘性土、一般粘性土、新近沉積粘性土等；根據(jù)土的工程特性，又可分出特殊性土，如軟土、人工填土、黃土、膨脹土、紅粘土等。不同的土其物理力學(xué)

5、性質(zhì)不同，只有充分掌握各類土的特性，才能正確選擇土方工程施工方法。1.1.3土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì) 1.土的含水量 土的含水量是指土中水的質(zhì)量與土的固體顆粒質(zhì)量的百分比，其計算公式為 %100%100221swmmmmm含水量影響土方含水量影響土方施工方法的選擇施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質(zhì)量回填土的質(zhì)量土的含水量超過土的含水量超過2530%，則機械化施工就困難，容易則機械化施工就困難，容易打滑、陷車打滑、陷車回填土則需有最佳含水量方能回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實，獲得最大干密度夯壓密實，獲得最大干密度快速含水量測定儀快速含水量測定儀例題：1 1、取土樣質(zhì)量取土樣

6、質(zhì)量為為250250g,g,放在烘烤箱里面烘放在烘烤箱里面烘干后土的質(zhì)量為干后土的質(zhì)量為200200g g，計算該土的含水量，計算該土的含水量，并根據(jù)含水量判斷該土的干濕程度。并根據(jù)含水量判斷該土的干濕程度。2.2.土的質(zhì)量密度（1）土的天然密度 土的天然密度，是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。它與土的密實程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計算： vm土的總體積氣水土氣水土粒mmgv如何測定土的天然密如何測定土的天然密度？度？土的密度一般用土的密度一般用“環(huán)刀法環(huán)刀法”測定測定，用一個體積已知的圓環(huán)，用一個體積已知的圓環(huán)刀切入原狀土樣中，上下端用刀削平，稱出質(zhì)量，減去環(huán)刀切入原狀土樣中，上下

7、端用刀削平，稱出質(zhì)量，減去環(huán)刀的質(zhì)量，與環(huán)刀的體積相比，即得到土的天然密度。刀的質(zhì)量，與環(huán)刀的體積相比，即得到土的天然密度。 （2）土的干密度土的干密度，是指土的固體顆粒質(zhì)量與土的總體積的比值，其計算公式為 Vmsd干密度對土方施工有干密度對土方施工有什么作用？什么作用？干密度工程意義：在填土壓實時，土經(jīng)過打夯，質(zhì)量不變，體積變小，干密度增加，我們通過測定土的干密度，從而可判斷土是否達(dá)到要求的密實度，從而控制填土工程的施工質(zhì)量。不同類的土，其最大不同類的土，其最大干密度是不同的；干密度是不同的；同類的土在不同的同類的土在不同的狀態(tài)下狀態(tài)下( (含水量、含水量、壓實程度壓實程度) )其干密其干密

8、度也是不同的度也是不同的 3.土的可松性 即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增加，以后即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用可松性系可松性系數(shù)數(shù) KS 表示。表示。 土的最初可松性系數(shù)土的最初可松性系數(shù)KS= V2 / V1； 土的最后可松性系數(shù)土的最后可松性系數(shù)KS= V3 / V1 。 式中：式中：V1土在天然狀態(tài)下的體積（天然密實土）；土在天然狀態(tài)下的體積（天然密實土）； V2土經(jīng)開挖后的松散體積（松土）；土經(jīng)開挖后的松散體積（松土）； V3土經(jīng)回填壓實后的體積（

9、壓實土）。土經(jīng)回填壓實后的體積（壓實土）。土的最初可松性系土的最初可松性系數(shù)數(shù)KS是計算挖掘機械是計算挖掘機械生生產(chǎn)率、運土車輛數(shù)產(chǎn)率、運土車輛數(shù)量量及棄土坑容積的重及棄土坑容積的重要要參數(shù)，最后可松性參數(shù)，最后可松性系系數(shù)數(shù)KS是計算場地平是計算場地平整標(biāo)高及填方所需整標(biāo)高及填方所需的的挖方體積等的重要挖方體積等的重要參參 數(shù)。數(shù)。 V V1 1 V V3 3 V V2 2 1 K 1 KS S K KS S312VVV土的可松性參考值例題1 1：在工地開挖一個體積為10m3的基坑，開挖后土的松散體積為15m3，經(jīng)壓實后的體積為13 m3，（1）求最初可松性系數(shù)和最終可松性系數(shù)（2）該工地有

10、一處坑洞，體積為10m3，求需要在該場地挖多少體積的天然土才能將此坑洞填滿夯實。說明：（1）計算土方量：用天然密實土的體積 V1 （2）土方運輸：用松土的體積 V2，考慮 KS （3）土方回填：用壓實土的體積 V3 ，考慮 KS 例 題2 2208m3某基坑某基坑208m3 ，現(xiàn)需回填，用，現(xiàn)需回填，用2m3 的裝載車從附近運土，的裝載車從附近運土，問需要多少車次的土？問需要多少車次的土？ （ KS=1.20 ， KS=1.04 ）答：填方用土：答：填方用土： V1 = V3/ KS=208/1.04=200m3（原狀土）（原狀土） V2 = KS V1 =1.20*200=240m3（松散土

11、）（松散土） 2m3 的裝載車運土需要車次：的裝載車運土需要車次： n=240/2=120車次車次4.土的滲透性 土的滲透性是指土體被水透過的性能。土的滲透性用滲透系數(shù)K表示，它表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，一般有試驗確定，單位以m/d表示。滲透系數(shù)與土的顆粒級配、密實程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。地下水在土中的滲流速度 V 與土的滲透系數(shù) K 和水頭梯度 i有關(guān)，地下水在土中的滲流速度可按達(dá)西公式計算： V（m/d）=Ki表表1-2土的滲透系數(shù)參考表土的滲透系數(shù)參考表土壤滲透試驗儀土壤滲透試驗儀滲透系數(shù)滲透系數(shù)K 值將直接值將直接影響降水方案的選擇影響降水方案的選

12、擇和涌水量計算的準(zhǔn)確和涌水量計算的準(zhǔn)確性性土壤滲透試驗儀土壤滲透試驗儀1.2土方工程量的計算土方工程量的計算1.2.11.2.1 基坑與基槽土方量的計算基坑與基槽土方量的計算 1.1.基坑土方量計算基坑土方量計算( (所謂基坑是指長寬比所謂基坑是指長寬比33的矩形土體）的矩形土體）土方量計算土方量計算的基本方法有的基本方法有平均高度法平均高度法 和和平均斷面法平均斷面法 兩種。兩種。平均高度法平均高度法 四方棱柱體法：四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于a 的方格的方格網(wǎng)，每個方格網(wǎng)的土方體積網(wǎng)，每個方格網(wǎng)的土方體積 V 等于底面積等于底面積 a2 乘四個

13、角點高度的平乘四個角點高度的平均值，即：均值，即：)(443212hhhhaV方格網(wǎng)土方量計算方格網(wǎng)土方量計算則可采取則可采取平均高度平均高度法法（四方棱柱體法四方棱柱體法和和三角棱柱體法三角棱柱體法） 三角棱柱體法：三角棱柱體法：將每一將每一個方格順地形的等高線沿對角線個方格順地形的等高線沿對角線劃分為兩個三角形，然后分別計劃分為兩個三角形，然后分別計算每一個三角棱柱體的土方量。算每一個三角棱柱體的土方量。平均斷面法 基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計算可采用平均斷面法?；印⒒?、管溝、路堤的土方量計算可采用平均斷面法。即：即：)4(6201AAAHV2.基槽土方量基槽土方量基槽土方量計算可

14、沿長度方向分段后，按照上述同樣的方法計算，如圖1.2所示。即V1=16L(A1+4A0+A2) 式中 V1第一段的土方量，m3；L1第一段的長度，m。將各段土方量相加，即得總土方量為V=V1+V2+Vn 式中V1，V2，Vn各段土方量，m3。 1.2.2 場地平整土方量的計算場地平整土方量的計算建筑場地往往處在凹凸不平的自然地貌上，工程開工之前必須建筑場地往往處在凹凸不平的自然地貌上，工程開工之前必須挖高填低將場地整平。場地整平前，要確定場地設(shè)計標(biāo)高，計挖高填低將場地整平。場地整平前，要確定場地設(shè)計標(biāo)高，計算填挖土方工程量，確定土方平衡調(diào)配方案，選擇土方施工機算填挖土方工程量，確定土方平衡調(diào)配

15、方案，選擇土方施工機械，擬定施工方案。械，擬定施工方案。場地平整就是將天然地面平整成施工要求的設(shè)計平面。場地平整就是將天然地面平整成施工要求的設(shè)計平面。場地平整土方量的計算方法有場地平整土方量的計算方法有方格網(wǎng)法方格網(wǎng)法和和斷面法斷面法兩種。兩種。1方格網(wǎng)法1）場地設(shè)計標(biāo)高的確定確定場地設(shè)計標(biāo)高時應(yīng)考慮以下因素：滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝及運輸?shù)囊?；盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；場地內(nèi)的挖、填土方量力求平衡，使土方運輸費用最少；有一定的排水坡度，滿足排水要求。 確定場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個最佳方案比較，選擇一個

16、最佳方案。步驟： （1）初步計算場地設(shè)計標(biāo)高 1 1） 劃分方格網(wǎng)劃分方格網(wǎng) 方格網(wǎng)邊長方格網(wǎng)邊長a 可取可取1050m，常用常用20m、40m；挖填平衡原則即挖填平衡原則即場地內(nèi)土方的絕場地內(nèi)土方的絕對體積在平整前對體積在平整前、后相等、后相等2 2） 確定各方格網(wǎng)角點高程確定各方格網(wǎng)角點高程 水準(zhǔn)儀實測；水準(zhǔn)儀實測； 利用地形圖上相鄰兩等高線利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用的高程，用插入法插入法求得。求得。 用插入法求得用插入法求得 H13=251.70 按每一個方格的角點的計算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點為按每一個方格的角點的計算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點為幾個方格共有的情況，確定設(shè)計標(biāo)

17、高幾個方格共有的情況，確定設(shè)計標(biāo)高H0的實用公式為：的實用公式為：)432(4143210HHHHnH3 3）按挖填平衡確定設(shè)計標(biāo)高）按挖填平衡確定設(shè)計標(biāo)高式中：式中： n 方格網(wǎng)數(shù)；方格網(wǎng)數(shù)； H1 一個方格僅有的角點標(biāo)高；一個方格僅有的角點標(biāo)高； H2 兩個方格共有的角點標(biāo)高；兩個方格共有的角點標(biāo)高； H3 三個方格共有的角點標(biāo)高；三個方格共有的角點標(biāo)高； H4 四個方格共有的角點標(biāo)高。四個方格共有的角點標(biāo)高。（2）場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整按以上步驟求得的按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應(yīng)考慮僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出H0： 土的可松性影響土的可松性影

18、響填方因土的可松性引填方因土的可松性引起的填方起的填方體積增加體積增加；必要時可相應(yīng)的提高設(shè)計標(biāo)必要時可相應(yīng)的提高設(shè)計標(biāo)高。高。 場內(nèi)挖方和填方的影響場內(nèi)挖方和填方的影響由于邊坡挖填由于邊坡挖填方量不等或從經(jīng)濟(jì)觀點出發(fā)，安排的部分挖方就方量不等或從經(jīng)濟(jì)觀點出發(fā)，安排的部分挖方就近棄土和部分填方就近場外取土，引起的近棄土和部分填方就近場外取土，引起的挖填土挖填土方量的變化方量的變化；需相應(yīng)的增減設(shè)計標(biāo)高。需相應(yīng)的增減設(shè)計標(biāo)高。 場地泄水坡度的影響場地泄水坡度的影響單坡？雙坡？需單坡？雙坡？需根據(jù)場地泄水坡度的要求，計算出場地內(nèi)各方格根據(jù)場地泄水坡度的要求，計算出場地內(nèi)各方格角點實際施工時所采用的

19、設(shè)計標(biāo)高。角點實際施工時所采用的設(shè)計標(biāo)高。 由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計標(biāo)高，故考慮土由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場地設(shè)計標(biāo)高調(diào)整為：的可松性后，場地設(shè)計標(biāo)高調(diào)整為： VWVTH0V ,WV ,TH ,0h理論設(shè)計標(biāo)高理論設(shè)計標(biāo)高 調(diào)整設(shè)計標(biāo)高調(diào)整設(shè)計標(biāo)高土的可松性影響土的可松性影響hHH0,0,) 1(sTswFwKFKVh 場地設(shè)計標(biāo)高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)觀點出發(fā)，常會將部分挖方就近棄于場外，或就近于場外取土用于部分填方，均會引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場地設(shè)計標(biāo)高。 20,0NaQHH場內(nèi)挖方和填方的影響場內(nèi)挖方

20、和填方的影響式中：式中： Q場地根據(jù)場地根據(jù)H0平整后多余或不足的土方量。平整后多余或不足的土方量。其設(shè)計標(biāo)高調(diào)整值按下式計算： 調(diào)整后的設(shè)計標(biāo)高是一個水平面的標(biāo)高，而實際施工中要調(diào)整后的設(shè)計標(biāo)高是一個水平面的標(biāo)高，而實際施工中要根據(jù)泄水坡度的要求根據(jù)泄水坡度的要求( (單坡泄水或雙坡泄水單坡泄水或雙坡泄水) )計算出場地內(nèi)計算出場地內(nèi)各方各方格網(wǎng)角點實際設(shè)計標(biāo)高格網(wǎng)角點實際設(shè)計標(biāo)高。場地泄水坡度的影響場地泄水坡度的影響 場地為單坡泄水時場地為單坡泄水時，場地內(nèi)任場地內(nèi)任意點的設(shè)計標(biāo)高則為：意點的設(shè)計標(biāo)高則為：式中：式中：l 該點至設(shè)計標(biāo)高該點至設(shè)計標(biāo)高H，0的距離的距離； i 場地泄水坡度（

21、不小于場地泄水坡度（不小于2）。liHHn,0場地單向泄水坡度示意圖場地單向泄水坡度示意圖 場地為雙坡泄水時，場地內(nèi)任意點的設(shè)計標(biāo)高則為：yyxxnililHH,0式中：式中：lx、ly該點沿該點沿X-X、Y-Y方向方向 距場地中心線的距離；距場地中心線的距離； ix、iy場地沿場地沿X-X、Y-Y方向方向 的泄水坡度。的泄水坡度。公式中正負(fù)號的取值：公式中正負(fù)號的取值：計算角點在計算角點在H，0之上取之上取“”，反之取，反之取“”場地雙向泄水坡度示意圖2）計算各方格角點的施工高度（填挖高度）劃分方格網(wǎng)并計算各方格角點的施工高度hn=角點設(shè)計標(biāo)高Hn自然地面標(biāo)高H 若若hn為正值則為正值則該點

22、為填方，該點為填方， hn為負(fù)值則為負(fù)值則為為 挖方。挖方。土方方格網(wǎng)圖例土方方格網(wǎng)圖例 角點編號角點編號 施工高度施工高度 hn 1- 0.72 43.24 42.52自然地面標(biāo)高自然地面標(biāo)高 H 設(shè)計標(biāo)高設(shè)計標(biāo)高 Hn3）計算零點位置 零線位置的確定：先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“ + ”、“ ”中的零點，將相鄰兩零點連接起來即為零線（填方區(qū)與挖方區(qū)的分界線）。 式中：式中：X1、X2角點至零點的距離角點至零點的距離(m)； h1、h2相鄰兩角點的施工高度相鄰兩角點的施工高度(m)，均用絕對值；，均用絕對值； a方格網(wǎng)的邊長方格網(wǎng)的邊長(m).(m).零點的位置按下式計算：ahhhxa

23、hhhx21222111零點位置計算示意h1+0.30h2-0.200551010h7h8+0.7-0.10用尺量出用尺量出h10.3的刻度的刻度用尺量出用尺量出h20.2的刻度的刻度兩點連線與兩點連線與方格的交點方格的交點為零點為零點用尺量出用尺量出h80.1的刻度的刻度用尺量出用尺量出h70.7的刻度的刻度兩點連線與兩點連線與方格的交點方格的交點為零點為零點兩零點連線兩零點連線即為零線即為零線 為省略計算，亦可用為省略計算，亦可用圖解法直接求出零點位置。即用尺在各直接求出零點位置。即用尺在各角點標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點即為零點位置。見下角點標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點即

24、為零點位置。見下圖：圖： 4）計算方格土方量 “零線”求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計算各方格的挖、填土方量了。5）邊坡土方量計算11131lAV 1l1A（1）三角棱錐體邊坡體積三角棱錐體邊坡體積，計算公式如下：三角棱錐體邊坡的長度，m； 三角棱錐體邊坡的端面積，m2。（2）三角棱柱體邊坡體積三角棱柱體邊坡體積，計算公式如下：42142lAAV 當(dāng)兩端橫斷面面積相差很大時，邊坡體積按下式計算：式中 l4三角棱柱體邊坡的長度，m；A1，A2、A0三角棱柱體邊坡兩端及中部橫斷面面積，m2。6）計算土方總量 將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場

25、地挖方和填方的總土方量。2.斷面法斷面法沿場地取若干個相互平行的斷面，可利用地形圖或?qū)嶋H測量定出，將所取的每個斷面(包括邊坡斷面)劃分為若干個三角形和梯形，如圖所示，則面積為某一斷面面積為若d1=d2=dn=d,則Ai=d(hl+h2+hn)設(shè)各斷面面積分別為A1，A2，Am，相鄰兩斷面間的距離依次為L1，L2，Lm-1，則所求的土方體積為V=11232121222mmmLAALAALAA用斷面法計算土方量，邊坡土方量已包括在內(nèi)。1.2.3 土方調(diào)配土方調(diào)配1.土方調(diào)配原則(1)力求達(dá)到挖方與填方基本平衡和運距最短。(2)近期施工與后期利用相結(jié)合。(3)應(yīng)分區(qū)與全場相結(jié)合。 (4)盡可能與大型

26、建筑物的施工相結(jié)合。 (5)選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向和運輸路線，使土方機械和運輸車輛的功效得到充分發(fā)揮。2.土方調(diào)配方案的編制 土方調(diào)配方案的編制，應(yīng)根據(jù)施工場地地形及地理條件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個調(diào)配區(qū)，計算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，然后確定各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案。土方調(diào)配的最優(yōu)方案，應(yīng)使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，工期短、成本低，而且便于施工。1.3 土方開挖土方開挖1.3.1 施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備（1）場地清理（2）排除地面積水（3）測設(shè)地面控制點（4）修筑臨時設(shè)施1.3.2 土壁穩(wěn)定土壁穩(wěn)定1.土壁塌方的原因 根據(jù)工程

27、實踐調(diào)查分析，造成土壁塌方的主要原因有以下幾點：(1)土質(zhì)差，邊坡過陡，土體自身穩(wěn)定性不夠，引起土壁塌方。(2)地面雨水及地下水滲入基坑，使土體重力增大、抗剪能力降低，造成土體坍塌。(3)基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強度，從而產(chǎn)生塌方。2.土方邊坡 土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度)h與底寬b之比表示，即土方邊坡坡度=h/b=l/(b/h)=1：m ，式中，m=b/h,稱為邊坡系數(shù)。 土方邊坡的大小主要與土質(zhì)、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間長短、邊坡附近各種荷載狀況及排水情況有關(guān)。當(dāng)土質(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于

28、基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方邊坡可做成直立土壁而不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定：密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)黏土：l.25m；硬塑、可塑的黏土和碎石類土(充填物為性黏土)：1.5m；堅硬的黏土：2m。挖土深度超過上述規(guī)定時，應(yīng)考慮放坡或做成直立土壁加支撐。 基坑(槽)或管溝挖好后，應(yīng)及時進(jìn)行基礎(chǔ)工程或地下結(jié)構(gòu)工程施工。在施工過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。當(dāng)挖基坑較深或晾槽時間較長時，應(yīng)根據(jù)實際情況采取護(hù)面措施，如帆布覆蓋法、塑料薄膜覆蓋法、坡面拉網(wǎng)法或掛網(wǎng)法等。 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方深度

29、在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1-4的規(guī)定。3土壁支撐土壁支撐形式應(yīng)根據(jù)開挖深度和寬度、土質(zhì)和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進(jìn)行選擇和設(shè)計。 （1）橫撐式支撐 橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成。根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類，如圖l.16所示。主要用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。 橫撐式支撐 1-水平擋土板 2-豎楞木 3-工具式橫撐 4-垂直擋土板 5-橫楞木（2）板樁式支撐 板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質(zhì)為細(xì)顆粒、松散飽和土的支護(hù)，可防治流砂現(xiàn)象的發(fā)生。板樁種類很多，有木板樁、鋼板樁及鋼筋混凝土板樁等，其中鋼板樁應(yīng)用

30、最廣。 鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。平板樁防水和承受軸向壓力性能良好，易打入地下，但長軸方向抗彎強度較小。波浪式板樁的防水和抗彎性能都較好，施工中多采用，如圖所示。圖1.17 鋼板樁示意圖1.3.3土方機械化施工 土方工程施工包括：土方開挖、運輸、填筑和壓實等。由于土方工程量大，勞動繁重，施工時應(yīng)盡量采用機械化施工，以減輕繁重的體力勞動，加快施工進(jìn)度。 1.推土機施工 推土機由拖拉機和推土鏟刀組成。按鏟刀的操縱機構(gòu)不同，推土機分為鋼索式和液壓式兩種。目前使用的主要是液壓式。2.鏟運機施工 鏟運機是一種能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、場地平整的土方施工機械。按行走方式分為牽引式鏟運機和

31、自行式鏟運機，按鏟斗操縱系統(tǒng)可分為有液壓操縱和機械操縱兩種。 3.單斗挖土機施工 單斗挖土機是土方開挖常用的一種機械。按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟4種，如圖所示 單斗挖土機工作裝置類型 （1）正鏟挖土機 正鏟挖土機的工作特點是：前進(jìn)行駛，鏟斗由下向上強制切土，挖掘力大，生產(chǎn)效率高。適用于開挖停機面以上一三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)，可用于挖掘大型干燥的基坑和土丘等。 正鏟挖土機的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運輸車輛相對位置的不同，可分為正向挖土、反向卸土和正向挖土、側(cè)向卸土兩種。 （2）反鏟挖土機 反鏟挖土機的工作特點是：機械后退行駛，鏟斗由上而下強制切土。挖土能力

32、比正鏟小。用于開挖停機面以下的一三類土，適用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽和管溝開挖，也可用于濕土、含水量較大及地下水位以下的土壤開挖。 反鏟挖土機的開挖方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種。溝端開挖，挖土機停在溝端，向后倒退挖土，汽車停在兩旁裝土，開挖工作面寬。溝側(cè)開挖，挖土機沿溝槽一側(cè)直線移動挖土，挖土機移動方向與挖土方向垂直，此法能將土棄于距溝較遠(yuǎn)處，但挖土寬度受到限制。（3）拉鏟挖土機 拉鏟挖土機工作時利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼絲繩進(jìn)行挖土或卸土，鏟斗由上而下，靠自重切土?？梢蚤_挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝，特別適用于含水量較大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟挖土

33、機相似，有溝端開挖、溝側(cè)開挖兩種。（4）抓鏟挖土機 抓鏟挖土機主要用于開挖土質(zhì)比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽和沉井等工程，特別適于水下挖土。土質(zhì)堅硬時不能用抓鏟施工。4.壓實機械 根據(jù)土體壓實機理，壓實機械可分為沖擊式、碾壓式和振動壓實機械三大類。（1）沖擊式壓實機械 沖擊式壓實機械主要有蛙式打夯機和內(nèi)燃式打夯機兩類。（2）碾壓式壓實機械 按行走方式不同，碾壓式壓實機械可分為自行式壓路機和牽引式壓路機兩類。自行式壓路機常用的有光輪壓路機和輪胎壓路機。自行式壓路機主要用于土方、礫石、碎石的回填壓實及瀝青混凝土路面的施工。牽引式壓路機的行走動力一般采用推土機(或拖拉機)牽引，常用的有光面碾、

34、羊足碾。光面碾用于土方的回填壓實，羊足碾適用于粘性土的回填壓實，不能用在砂土和面層土的壓實。（3）振動壓實機械 振動壓實機械是利用機械的高頻振動，把能量傳給被壓土，降低土顆粒間的摩擦力，在壓實能量的作用下，達(dá)到較大的密實度。按行走方式不同，振動壓實機械分為手扶平板式振動壓實機和振動壓路機兩類。手扶平板式振動壓實機主要用于小面積的地基夯實。振動壓路機按行走方式分為自行式和牽引式兩種。振動壓路機的生產(chǎn)效率高，壓實效果好，能壓實多種性質(zhì)的土，主要用在工程量大的大型土方工程中。 1.3.4 土方開挖方式與機械選擇1.場地平整 場地平整有土方的開挖、運輸、填筑和壓實等工序。地勢較平坦、含水量適中的大面積

35、平整場地，選用鏟運機較適宜；地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進(jìn)行挖土、運土，在填方區(qū)配備推土機平整及壓路機碾壓施工；挖填方高度不大，運距在100m以內(nèi)時，采用推土機施工，靈活、經(jīng)濟(jì)。2.基坑開挖 單個基坑和中小型基礎(chǔ)基坑，多采用抓鏟挖土機和反鏟挖土機開挖。抓鏟挖土機適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑。反鏟挖土機適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。 3.基槽、管溝開挖 在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝，宜采用反鏟挖土機挖土。如果水中取土或開挖土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。如果土

36、質(zhì)干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機或鏟運機施工。4.整片開挖 基坑較淺，開挖面積大，且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機開挖。若基坑內(nèi)土體潮濕，含水量較大，則采用拉鏟或反鏟挖土機作業(yè)。5.柱基礎(chǔ)基坑、條形基礎(chǔ)基槽開挖 對于獨立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽，可采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運土。1.4.1 土料填筑的要求 碎石類土、砂土和爆破石碴，可用作表層以下的填料，當(dāng)填方土料為黏土?xí)r，填筑前應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)。含水量大的黏土不宜作為填土用。含有大量有機質(zhì)（超過8）的土，吸水后容易變形，承載能力降低。含水溶性硫酸鹽大于5的土，在地下

37、水的作用下，硫酸鹽會逐漸溶解消失，形成孔洞，影響土的密實性。這兩種土以及淤泥、凍土、膨脹土等均不應(yīng)作為填土。 填土應(yīng)分層進(jìn)行，并盡量采用同類土填筑。如采用不同土填筑時，應(yīng)將透水性較大的土層置于透水性較小的土層之下，不能將各種土混雜在一起使用，以免填方內(nèi)形成水囊。 碎石類土或爆破石碴作填料時，其最大粒徑不得超過每層鋪土厚度的2/3，使用振動碾時，不得超過每層鋪土厚度的3/4，鋪填時，大塊料不應(yīng)集中，且不得填在分段接頭或填方與山坡連接處。1.4 土方的填筑與壓實土方的填筑與壓實1.4.2 填土壓實方法 填土壓實方法一般有碾壓法、夯實法和振動壓實法 。1.碾壓法 碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實土壤，

38、使之達(dá)到所需的密實度，此法多用于大面積填土工程。碾壓機械有光面碾(壓路機)、羊足碾和氣胎碾。光面碾對砂土、粘性土均可壓實；羊足碾需要較大的牽引力，且只宜壓實粘性土氣胎碾在工作時是彈性體，其壓力均勻，填土壓實質(zhì)量較好。 還可利用運土機械進(jìn)行碾壓，也是較經(jīng)濟(jì)合理的壓實方案，施工時使運土機械行駛路線能大體均勻地分布在填土面積上，并達(dá)到一定的重復(fù)行駛遍數(shù)，使其滿足填土壓實質(zhì)量的要求。 碾壓機械壓實填方時，行駛速度不宜過快，一般平碾控制在2km/h，羊足碾控制在3km/h，否則會影響壓實效果。2.夯實法 夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，主要用于小面積回填。夯實法分人工夯實和機械夯實兩種。常用

39、的夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機。適用于夯實砂性土、濕陷性黃土、雜填土以及含有石塊的填土。3.振動壓實法 振動壓實法是將振動壓實機械放在土層表面，借助振動機械使壓實機械振動，土顆粒在振動力的作用下發(fā)生相對位移而達(dá)到緊密狀態(tài)。這種方法用于振實非粘性土效果較好。 1.4.3 填土壓實的影響因素 填土壓實的質(zhì)量與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素有壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 1.壓實功的影響2.含水量的影響 在同一壓實功條件下，填土的含水量對壓實質(zhì)量有直接影響。較為干燥的土，由于顆粒之間的摩阻力較大，因而不易壓實。當(dāng)含水量超過一定限度時，土顆粒之間孔隙由水填充而呈飽和狀態(tài)，也不易壓實。

40、當(dāng)土的含水量適當(dāng)時，水起潤滑作用，土顆粒之間的摩阻力減少，壓實效果好。每種土都有其最佳含水量。土在這種含水量的條件下，使用同樣的壓實功進(jìn)行壓實，所得到的密度最大。 工地簡單檢驗黏性土含水量的方法一般是以“手握成團(tuán)，落地開花”為適宜。 過濕翻松、晾曬、摻入干土；過干灑水濕潤、增加壓實功；3.鋪土厚度的影響 土在壓實功的作用下，其應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，其影響深度與壓實機械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實機械壓土?xí)r的作用深度，但其中還有最優(yōu)土層厚度的問題，鋪得過厚，要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實度。鋪得過薄，則也要增加機械的總壓實遍數(shù)。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使土方壓實而機械的功耗費最少。

41、壓實作用沿深度的變化壓實作用沿深度的變化 每層鋪土厚度與壓實遍數(shù)1.5.1 集水井降水法（明溝排水法） 集水井降水法是一種設(shè)備簡單、應(yīng)用普遍的人工降低地下水位的方法。在開挖基坑或溝槽過程中，當(dāng)基底挖至地下水位以下時，沿坑底周圍開挖一定坡度的排水溝，設(shè)置集水井，使地下水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外。（抽水工作應(yīng)持續(xù)到基礎(chǔ)工程施工完畢進(jìn)行回填土?xí)r才能停止 ）1.5 基坑排水、降水方法基坑排水、降水方法 集水井降水法適用于土質(zhì)情況適用于土質(zhì)情況較好、地下水量較好、地下水量不大的基坑排水不大的基坑排水1.5.2 井點降水法 井點降水法是在基坑開挖前，在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，在

42、基坑開挖前和開挖過程中，利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止的方法。通過這種方法，可使基坑挖土始終保持干燥狀態(tài)，從根本上消除流砂現(xiàn)象。同時，由于土層水分排出，還能使土體密實，增大地基承載力，土方邊坡也可陡些，從而減少挖方量。 井點降水的方法有輕型井點、電滲井點、噴射井點、管井井點及深井井點等。（一般輕型井點應(yīng)用廣泛） 1.輕型井點降水設(shè)備 輕型井點降水是沿基坑四周或一側(cè)以一定間距將井點管(下端為濾管)埋人蓄水層內(nèi)，井點管上端通過彎聯(lián)管與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，使原有地下水位降至坑底以下。 2.輕型井點布置（1）

43、平面布置 當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，且水位降低深度不超過5m時，可采用單排線狀井點，布置在地下水流的上游一側(cè)，其兩端延伸長度一般以不小于基坑(槽)寬度為宜，如圖所示。 如基坑寬度大于6m或土質(zhì)不良，土的滲透系數(shù)較大時，宜采用雙排井點。 基坑面積較大時，宜采用環(huán)狀井點，如圖所示，為便于挖土機械和運輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點（2）高程布置 輕型井點降水深度一般不大于輕型井點降水深度一般不大于6m。井點管埋置深度。井點管埋置深度H( (不包括不包括濾管濾管) )，可按下式計算：，可按下式計算：iLhHH1 如如H 值小于降水深度值小于降水深度6m時，則可用一級井點；時，則可用一級井點； 當(dāng)當(dāng)H 值稍大于值稍大于6m時，如時，如降低井點管的埋置面可滿足降水降低井點管的埋置面可滿足降水深度要求時，仍可用一級井點降深度要求時，仍可用一級井點降水；水； 在確定井點管埋置深度時，還應(yīng)考慮井點管露出地面0.20.3m，濾管必須埋