工程管理系建筑施工技術(shù)第1頁/共129頁第一章土方工程

第2頁/共129頁第一節(jié)概述

1第二節(jié)場地平整2第三節(jié)基坑（槽）工程3第四節(jié)土方機械化施工

4本章內(nèi)容：第3頁/共129頁本章學習要求：了解土的分類，掌握土的基本物理性質(zhì)。了解土方工程的內(nèi)容及施工特點，掌握土方量計算的方法、場地設(shè)計標高確定的方法和用表上作業(yè)法進行土方調(diào)配。能了解識別基槽、深淺基坑的各種支護方法并了解其適用范圍和基坑監(jiān)測項目。理解流沙產(chǎn)生的原因，并了解其防治方法；掌握輕型井點設(shè)計并了解噴射井點、電滲井點和深井井點的適用范圍。掌握填土壓實的方法和影響填土壓實質(zhì)量的影響因素。了解常用土方機械的性能及適用范圍并能正確合理地選用。第4頁/共129頁按土的基本物質(zhì)組成按堅固性硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石第一節(jié)概述一、土的分類與現(xiàn)場鑒別方法按風化程度微風化、中等風化、強風化、全風化和殘積土漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂黏土、粉質(zhì)黏土堅硬黏土、硬塑黏土、可塑黏土、軟塑黏土、流塑黏土松散砂土、稍密砂土、中密砂土、密實砂土按密實度按狀態(tài)巖石碎石土砂土黏性土特殊土第5頁/共129頁按土開挖的難易程度分為：松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運機、推土機、挖土機施工；堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預先松土，部分用爆破的方法施工；次堅石、堅石和特堅硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法見表1.1所示。第6頁/共129頁表1.1土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場鑒別方法

KSK’s一類土(松軟土)砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用鍬、鋤頭挖掘

二類土(普通土)亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土

1.14～1.281.02～1.05用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松

三類土(堅土)軟及中等密實粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實的填筑土

1.24～1.301.04～1.07要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍

四類土(砂礫堅土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實的黃土，天然級配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石

1.26～1.321.06～1.09整個用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘

五類土(軟石)硬石炭紀粘土，中等密實的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖

1.30～1.451.10～1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅石)泥巖，砂巖，礫巖，堅實的頁巖，泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r，風化花崗巖，片麻巖1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖,部分用風鎬七類土(堅石)大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風化痕跡的安山巖、玄武巖

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖

八類土(特堅硬石))安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅實的細粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖1.45～1.501.20～1.30用爆破方法開挖第7頁/共129頁二、土的基本性質(zhì)1、土的可松性天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示，即

式中KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

V1——土在天然狀態(tài)下的體積，m3；V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3；V3——土經(jīng)壓(夯)實后的體積，m3。土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)Ks′是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)。各類土的可松性系數(shù)見表1.1所示。

第8頁/共129頁2、土的透水性土的透水性（滲透性）：指土體被水透過的性質(zhì)，用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d（米/天）表示；它同土的顆粒級配、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)。一般應(yīng)通過室內(nèi)滲透試驗或現(xiàn)場抽水試驗確定。一般土的滲透系數(shù)見表1.2所示。

第9頁/共129頁土的名稱

滲透系數(shù)(m/d)土的名稱滲透系數(shù)(m/d)黏土、亞黏土＜0.1含黏土的中砂及純細砂20～25亞砂土0.1～0.5

含黏土的純細砂及純中砂35～50含黏土的粉砂0.5～1.0純粗砂

50～75

純粉砂1.5～5.0粗砂加鵝卵石50～100含黏土的細砂10～15卵石

100～200表1.2土的滲透系數(shù)參考表

第10頁/共129頁3、土的含水量土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg；m干——烘干后土的質(zhì)量，kg；mW——土中水的質(zhì)量，kg；

mS

——固體顆粒經(jīng)溫度105℃烘干后的質(zhì)量，kg。

土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對挖土的難易、邊坡坡度、回填壓實程度等有直接的影響。第11頁/共129頁4、土的天然密度和干密度土的天然密度:指在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。干密度:指土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值。

式中ρ、ρd

——土的天然密度和干密度，kg/m3；m——土的總質(zhì)量，kg；mS——固體顆粒質(zhì)量，kg；V—

土的體積，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制。第12頁/共129頁三、土方工程的內(nèi)容及施工特點1、土方工程的內(nèi)容常見的土方工程有：場地平整、基坑（槽）的開挖、土方填筑、運輸、壓實等主要施工過程，以及場地清理、測量放線、施工排水、降水和土壁支護等準備與輔助工作。2、土方工程的施工特點土石方施工工程量大、面廣。施工條件極為復雜，多為露天作業(yè)，易受地區(qū)氣候條件影響勞動強度較大。第13頁/共129頁四、土方工程施工準備1、場地清理包括：拆除房屋、古墓，拆遷或改建通信、電力線路以及上下水道或其他建筑物，遷移樹木，去除耕植土及河塘淤泥等工作。2、排除地面水場地內(nèi)低洼地區(qū)的積水必須排除，同時應(yīng)注意雨水的排除，使場地保持干燥，便于土方施工。地面水的排除一般采用排水溝、截水溝、擋水土壩等措施。3、修筑臨時設(shè)施包括修筑臨時道路、供水，供電及停機棚與修理間等臨時設(shè)施。第14頁/共129頁第二節(jié)場地平整場地平整：就是將自然地面改造為工程所要求的設(shè)計平面。對于在地形起伏的場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方。場地挖填土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法：是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結(jié)果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。方格網(wǎng)法步驟：確定場地設(shè)計標高計算場地各點的施工高度場地挖填土方量。第15頁/共129頁方格網(wǎng)法計算場地平整土方量一、場地設(shè)計標高確定確定場地設(shè)計標高時應(yīng)考慮的因素：

滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊?。盡量利用地形，減少挖填方的數(shù)量。爭取在場地內(nèi)挖填平衡，降低運輸費。有一定的泄水坡度，滿足排水要求。如果設(shè)計文件對場地設(shè)計標高無明確規(guī)定和特殊要求，可按照下述步驟和方法確定。第16頁/共129頁a）地形圖上劃分方格；b）設(shè)計標高示意圖1—等高線；2—自然地面；3—設(shè)計標高平面；4—自然地面與設(shè)計標高平面的交線（零線）圖1-1場地設(shè)計標高計算簡圖原則：場地內(nèi)挖填平衡，即場地內(nèi)挖方總量等于填方總量。（1）在地形圖上將施工區(qū)域劃分成邊長為10~40m的若干個方格網(wǎng).1、初步計算場地設(shè)計標高H0第17頁/共129頁（2）確定各小方格角點的高程，方法：1）可用水準儀測量；2）可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得.3）可用一條透明紙帶，在上面畫6根等距離的平行線，把該透明紙帶放到標有方格網(wǎng)的地形圖上，將6根平行線的最外兩根分別對準A點和B點，這時6根等距離的平行線將A、B之間的0.5m或1m(等高線的高差)分成五等分，于是便可直接讀角點的地面標高。圖1-2插入法計算標高簡圖圖1-3插入法的圖解法h△=0.5X/L，H4=44.0+h△H4=44.34第18頁/共129頁因為場地平整前后，土方量相等式中：H0——場地設(shè)計標高的初步計算值（m）；

a——方格邊長（m）；N——方格個數(shù)；H11……H22——任一方格的四個角點的標高。從圖1－1中可知，H11系一個方格的角點標高，H12和H21均系兩個方格公共角點，它們分別在上式中要加一次、二次、因此，上式直接可改寫成下列形式:式中：H1—1個方格僅有的角點標高（m）；H2—2個方格共有的角點標高（m）；H3—3個方格共有的角點標高（m）；H4—4個方格共有的角點標高（m）第19頁/共129頁2、場地設(shè)計標高H0的調(diào)整原計劃所得的場地設(shè)計標高H0僅為一理論值，實際上，還需考慮以下因素進行調(diào)整。(1)土的可松性影響。由于土具有可松性，一般填土會有多余，需相應(yīng)地提高設(shè)計標高。設(shè)Δh為土的可松性引起設(shè)計標高的增加值，則設(shè)計標高調(diào)整后應(yīng)為：H0′

=

H0+Δh圖1-4設(shè)計標高調(diào)整示意圖（a）理論設(shè)計標高（b）調(diào)整設(shè)計標高第20頁/共129頁(2)借土和棄土的影響。由于場地內(nèi)大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及從經(jīng)濟觀點出發(fā)，將部分挖方就近棄于場外，將部分填方就近取土于場外等，均會引起挖填土方量的變化。必要時亦需調(diào)整設(shè)計標高。Q-假定按初步場地設(shè)計標高H0平整后多余或不足的土方量（m3）；n-場地方格數(shù)；a-方格邊長（m）。

第21頁/共129頁(3)泄水坡度的影響。當按調(diào)整后的同一設(shè)計標高進行場地平整時，則整個地表面均處于同一水平面；但實際由于排水的要求，場地表面需有一定的泄水坡度。因此，還得根據(jù)場地泄水坡度的要求(單面泄水或雙面泄水)，計算出場地內(nèi)各方格角點實際施工所用的設(shè)計標高。

圖1-5單向泄水坡度的場地Hn=H0″±li圖1-6雙向泄水坡度的場地Hn=H0″±lxix±lyiy式中：Hn—場地內(nèi)任一點的設(shè)計標高；l—該點至H0″-H0″中心線的距離（m）；i—場地單向泄水坡度；lx

、ly—該點沿x-x、y-y方向至場地中心線的距離；iy、ix—該點沿x-x、y-y方向的泄水坡度。第22頁/共129頁二、場地平整土方量計算1、計算場地各個角點的施工高度施工高度為角點設(shè)計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設(shè)計標高為基準的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算：式中hn——角點施工高度即填挖高度(m)，以“+”為填，“-”為挖；Hn—角點的設(shè)計標高（若無調(diào)整，即為場地的設(shè)計標高）；

n—方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。

第23頁/共129頁2、計算“零點”位置，確定零線方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”。零點位置按下式計算：圖1.7式中x1、x2——角點至零點的距離，m；h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(m)，均用絕對值；

a—方格網(wǎng)的邊長（m）。第24頁/共129頁確定零點的辦法也可以用圖解法，方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。圖1.7第25頁/共129頁3、計算方格挖填土方量（1）四方棱柱體法。①按方格底面積計算，公式如表1.3所列。②按擬柱體計算時（假設(shè)兩端為兩個平行面）則（a）角點全填或全挖第26頁/共129頁(b)角點二填或二挖(c)角點一填(挖)或三挖(填)填方部分：挖方部分：第27頁/共129頁表1.3常用方格網(wǎng)點計算公式

項目圖式計算公式一點填方或挖方(三角形)兩點填方或挖方(梯形)三點填方或挖方(五角形)四點填方或挖方(正方形)第28頁/共129頁（2）三角棱柱體法。三角棱柱體法，是將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分成兩個三角形，然后分別計算每一個三角棱柱體的土方量。

((a)全挖或全填(b)有填有挖圖1－8三角棱柱體法當三角形為全挖或全填時〔圖1－8(a)〕：第29頁/共129頁當三角形有填有挖時〔圖1－8(b)〕，則其零線將三角形分成兩部分：底面為四邊形的楔體：底面為三角形的錐體：4、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，即得該場地挖方和填方的總土方量。第30頁/共129頁三、土方調(diào)配

1、土方調(diào)配目的是在使土方運輸量或土方運輸成本最低的條件下，確定填、挖方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量，已達到縮短工期和提高經(jīng)濟效益的目的。2、土方調(diào)配原則1）挖填方基本平衡，減少重復倒運；2）挖填方量與運距的乘積之和盡可能最小，即總土方運輸量或運輸費用最?。?）好土應(yīng)用在回填密實度要求較高的地區(qū)；4）取土或棄土應(yīng)盡量不占或少占農(nóng)田；5）分區(qū)調(diào)配應(yīng)與全場調(diào)配相協(xié)調(diào)，避免只顧局部平衡、任意挖填而破壞全局平衡；6）調(diào)配應(yīng)與地下構(gòu)筑物的施工相結(jié)合，地下設(shè)施的填土應(yīng)留土后填；7）選擇恰當?shù)恼{(diào)配方向、運輸路線，土方運輸無對流和亂流現(xiàn)象并便于極具調(diào)配、機械化施工。第31頁/共129頁3、土方調(diào)配方案的編制

任務(wù)及步驟：劃分調(diào)配區(qū)計算各調(diào)配區(qū)的土方量計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運距確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案

繪制土方調(diào)配圖第32頁/共129頁（1）劃分土方調(diào)配區(qū)在場地平面圖上先劃出挖、填區(qū)的分界線(零線)，然后在挖方區(qū)和填方區(qū)適當?shù)胤謩e劃出若干個調(diào)配區(qū)。劃分時應(yīng)注意以下幾點：①劃分應(yīng)與建筑物的平面位置相協(xié)調(diào)，并考慮開工順序、分期開工順序。②調(diào)配區(qū)的大小應(yīng)滿足土方機械的施工要求。③調(diào)配區(qū)范圍應(yīng)與場地土方量計算的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，一般可由若干個方格組成一個調(diào)配區(qū)。④當土方運距較大或場地范圍內(nèi)土方調(diào)配不能達到平衡時，可考慮就近借土或棄土，一個借土區(qū)或一個棄土區(qū)可作為一個獨立的調(diào)配區(qū)。(2)計算各調(diào)配區(qū)的土方量，并將它標注于圖上。(3)求出每對調(diào)配區(qū)之間的平均運距平均運距即挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)土方重心的距離。因此，求平均運距，需先求出每個調(diào)配區(qū)的土方重心。其方法如下：第33頁/共129頁第34頁/共129頁所有填挖方調(diào)配區(qū)之間的平均運距均需一一計算，并將計算結(jié)果列于土方平衡與運距表內(nèi)。當填、挖方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠，采用自行式鏟運機或其他運土工具沿現(xiàn)場道路或規(guī)定路線運土時，其運距應(yīng)按實際情況進行計算。（4）用“表上作業(yè)法”求解最優(yōu)調(diào)配方案最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用“表上作業(yè)法”求解。（5）繪制土方調(diào)配圖調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如圖1.9)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對挖填之間的平均運距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場內(nèi)挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方。第35頁/共129頁

圖1.9第36頁/共129頁第三節(jié)基坑（槽）工程一、土方開挖（一）定位與放線1、房屋定位在基礎(chǔ)施工之前根據(jù)建筑總平面圖設(shè)計要求，將擬建房屋的平面位置和零點標高在地面上固定下來。定位一般用經(jīng)緯儀、水準儀和鋼尺等測量儀器，根據(jù)主軸線控制點，將外墻軸線的四個交點用木樁測設(shè)在地面上(圖1.10、圖1.11)。房屋外墻軸線測定后，根據(jù)建筑平面圖將內(nèi)部縱橫的所有軸線都一一測出，并用木樁及樁頂面小釘標識出來。第37頁/共129頁圖1.10建筑物定位示意圖第38頁/共129頁圖1.11建筑物定位施工圖第39頁/共129頁2、放線1）基槽（坑）放線房屋定位后，根據(jù)基礎(chǔ)的寬度、土質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋置深度及施工方法，計算確定基槽(坑)上口開挖寬度，拉通線后用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線(圖1.12)。圖1.12基槽（坑）放線示意圖第40頁/共129頁2）柱基放線在基坑開挖前，從設(shè)計圖紙上查對基礎(chǔ)的縱橫軸線編號和基礎(chǔ)施工詳圖，根據(jù)柱子的縱橫軸線，用經(jīng)緯儀在矩形控制網(wǎng)上測定基礎(chǔ)中心線，同時在每個柱基中心線上，測定基礎(chǔ)定位樁，每個基礎(chǔ)的中心線上設(shè)置四個定位樁，其樁位離基礎(chǔ)開挖線的距離為0.5~1.0m。若基礎(chǔ)之間的距離不大，可每隔1~2個或幾個基礎(chǔ)打一定位樁，但兩個定位樁的間距不超過20m為宜，以便拉線恢復中間柱基的中線。樁頂上釘一釘子，標明中心線的位置。然后按施工圖上柱基的尺寸和按邊坡系數(shù)確定的挖土邊線的尺寸，放出基坑上口挖土灰線，標出挖土范圍（如圖1.13）。3）大開挖大基坑開挖，根據(jù)房屋控制點用經(jīng)緯儀放出基坑四周的挖土邊線第41頁/共129頁圖1.13柱基

放線示意圖第42頁/共129頁3、基槽開挖寬度的計算：1)不放坡，不加擋土板支撐2)不放坡，但要留工作面

一般，當基槽(坑)底在地下水位以上時，每邊要留出工作面寬度(圖1.14)，則基槽放灰線尺寸為：

式中d——基礎(chǔ)放灰線寬，mm；a——基礎(chǔ)底寬，mm；c—工作面寬(一般磚基礎(chǔ)為：200mm；漿砌毛石、條石基礎(chǔ)為150mm；混凝土基礎(chǔ)支模為：300mm；基礎(chǔ)垂直面做防水層：800mm(防水面層)。）圖1.14第43頁/共129頁3)留工作面并加支撐

當基礎(chǔ)埋置較深，場地又狹窄不能放坡時，為防止土壁坍塌，必須設(shè)置支撐。此時，放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。第44頁/共129頁4)放坡

如果基槽深度超過《土方和爆破工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定時，即使土質(zhì)良好且無地下水，亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況，參照表1.5放坡。放灰線尺寸為(圖1.15)：式中b——放坡寬度，b=mh；m——坡度系數(shù)；h—基槽開挖深度。圖1.15第45頁/共129頁（二）土方邊坡與土壁支撐土壁的穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩擦阻力和粘結(jié)力來保持平衡，一旦土體失去平衡，土體就會塌方，這不僅會造成人身安全事故。同時會影響工期，有時還會危及附近的建筑物。造成土壁塌方的原因主要有：①邊坡過陡，使土體的穩(wěn)定性不足導致塌方；尤其是在土質(zhì)差，開挖深度大的坑槽中。②雨水、地下水滲入土中泡軟土體，從而增加土的自重同時降低土的抗剪強度，這是造成塌方的常見原因。③基坑上口邊緣附近大量堆土或停放機具、材料，或由于行車等動荷載，使土體中的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強度。④土壁支撐強度破壞失效或剛度不足導致塌方。為了防止塌方，保證施工安全，在基坑(槽)開挖時，可采取放坡和做土壁支撐的措施第46頁/共129頁1、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(圖1.16)，即

土方邊坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m

式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。圖1.16第47頁/共129頁放坡規(guī)定：

1）當?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，其挖土深度不超過（表1-4）中的規(guī)定的允許深度是，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐。

表1.4基坑（槽）或管溝不加支撐時的允許深度項次土的種類允許深度/m1密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)1.002硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)粘土1.253硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)1.504堅硬的粘土2.00第48頁/共129頁2）當?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1.5規(guī)定。土的類別

邊坡坡度(高∶寬)坡頂無荷載

坡頂有靜載

坡頂有動載

中密的砂土

1∶1.001：1.251：1.50中密的碎石類土(充填物為砂土)1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土

1：0.671：0.751：1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土

1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.101：0.251：0.33軟土(經(jīng)井點降水后)1：1.00----表1.5深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）第49頁/共129頁3）永久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計要求放坡。使用時間較長的臨時性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.6的規(guī)定。表1.6使用時間較長臨時性挖方邊坡值第50頁/共129頁2、土壁支護基坑（槽）開挖，若受土質(zhì)與周圍場地條件限制不能按規(guī)定放坡或放坡開挖所增加的土方量太大，則可采用直立邊坡加支護的施工方法。（1）基槽支護土壁支撐根據(jù)基坑（槽）及其深度和平面寬度大小可采用不同的形式。在開挖較窄的溝槽時，多用木擋板橫撐式土壁支撐，由擋土板、楞木和工具式橫撐組成（圖1.17）。擋土板放置方式不同水平擋土板垂直擋土板斷續(xù)式連續(xù)式用于較潮濕的或散粒的黏土，，地下水很少，深度為3~5m用于松散的和濕度很高的土，地下水較少，挖土深度不限。混合式擋土板用于溝槽深度較大、下部有含水層的情況適于能保持立壁的干土或天然濕度的黏土類土，地下水很少、深度在3m以內(nèi)第51頁/共129頁圖1.17第52頁/共129頁（2）基坑支護作用：確保支護結(jié)構(gòu)能起擋土作用，基坑邊坡保持穩(wěn)定；確保相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路、地下管線的安全，不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害；滿足本工程地下結(jié)構(gòu)施工的要求。按受力分類：重力式支護結(jié)構(gòu)：深層攪拌水泥土圍護墻、高壓旋噴樁墻、SWM工法圍護墻

非重力支護結(jié)構(gòu)：型鋼橫擋板圍護墻、剛板樁、鋼筋混凝土樁、地下連續(xù)墻邊坡穩(wěn)定式結(jié)構(gòu)：土釘墻第53頁/共129頁1）深層攪拌水泥土圍護墻原理：是采用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌,形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻（圖1.18）。優(yōu)點：由于一般坑內(nèi)無支撐,便于機械化快速挖土;具有擋土、止水的雙重功能;一般情況下較經(jīng)濟;施工中無振動、無噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區(qū)內(nèi)施工更顯出優(yōu)越性。缺點：位移相對較大,尤其在基坑長度大時；厚度較大,只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環(huán)境。適用條件：H≤6m的任何平面形狀的基坑，另外深度大時可加筋。第54頁/共129頁圖1.18第55頁/共129頁2）高壓旋噴樁原理：是利用高壓經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體,相互搭接形成排樁,用來擋土和止水。優(yōu)點：施工占地少、振動小、噪音較低。缺點：容易污染環(huán)境，成本較高，對于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。適用條件：H≤6m的任何平面形狀的基坑；狹窄施工區(qū)域或貼近已有基礎(chǔ)施工時。第56頁/共129頁3）SWM（SoilMixingWall）工法圍護墻（日本）原理：以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。優(yōu)點：施工不擾動鄰近土體，不會產(chǎn)生鄰近地面下沉、房屋傾斜、道路裂損及地下設(shè)施移位等危害；有可靠的止水性；可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強度60MPa以下的巖層應(yīng)用；可成墻厚度550～1300mm（常用厚度600mm）；成墻深度較大（目前最大深度為65m,視地質(zhì)條件尚可施工至更深）；所需工期較其他工法為短；廢土外運量遠比其他工法少。第57頁/共129頁4）型鋼橫擋板圍護墻由工字鋼和橫擋板組成，再加上為鄰、支撐等形成支護體系。原理：將工字鋼或H型鋼沿擋土位置預先打入，間距為1.0~1.5m，然后邊挖方，邊將3~6cm厚的擋土板塞入型鋼樁之間擋土，在橫向擋板與型鋼之間打入楔子，使橫板與土體緊密接觸。優(yōu)點：施工成本低，沉樁易，噪聲低，振動小，是最常見的一中簡單經(jīng)濟的支護方法。缺點：不能止水，易導致周邊地基產(chǎn)生下沉（凹）。適用條件：適用適用土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)。第58頁/共129頁5）鋼板樁鋼板樁是最常用的一種板樁圍護墻。鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼，常用的有Z形、波浪形（拉爾森式）、一字形、組合形（見圖1.19）等。優(yōu)點：材料質(zhì)量可靠，在軟土地區(qū)打設(shè)方便，施工速度快而且簡便；有一定的擋水能力，可多次重復使用。缺點：一般鋼板樁的剛度不夠大，用于較深的基坑時支撐工作量較大，否則變形較大；在透水性較好的土層中不能完全擋水；拔出時易帶土，如處理不當回引起土層移動，可能危害周圍的環(huán)境。適用情況：周圍環(huán)境要求不甚高的深不超過4米（波浪形5~8米）的基坑。第59頁/共129頁圖1.19第60頁/共129頁第61頁/共129頁6）鉆孔混凝土灌注樁原理：利用鉆孔機械鉆出樁孔，并在孔中澆筑混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。樁類型：鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、挖孔灌注樁。優(yōu)點：施工無噪聲、無振動、無擠土，剛度大，抗彎能力強，變形小。缺點：間隔排列，不具備止水功能，地下水位高時，需另做擋水帷幕。適用情況：

鉆孔樁：h7~13m的基坑，深基坑支護φ600—1100mm沉管樁：h10ｍ以下,

φ500—800mm挖孔樁：單層地下室φ800—1200mm第62頁/共129頁7）地下連續(xù)墻（詳見第二章）原理：是于基坑開挖前，利用各種挖槽機械，借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B（水）、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體。優(yōu)點：對周圍環(huán)境影響小，能緊鄰建筑物等進行施工；剛度大、整體性好，變形小；防滲性能好（由于墻體接頭形式和施工方法的改進，使地下連續(xù)墻幾乎不透水）；可用于逆做法施工；占地少，可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間。缺點：

如果施工方法不當或施工地質(zhì)條件特殊，可能出現(xiàn)相鄰墻段不能對齊和漏水的問題；地下連續(xù)墻如果用作臨時的擋土結(jié)構(gòu)，比其它方法所用的費用要高些。適用情況：各種深基礎(chǔ)。第63頁/共129頁8）土釘墻原理：由天然土體通過土釘墻就地加固并與噴射砼面板相結(jié)合，形成一個類似重力擋墻（圖1.20）以此來抵抗墻后的土壓力；從而保持開挖面的穩(wěn)定，這個土擋墻稱為土釘墻。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。優(yōu)點：成土釘復合體、顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力；施工設(shè)備簡單，由于釘長一般比錨桿的長度小的多，不加預應(yīng)力所以設(shè)備簡單；隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或少占單獨作業(yè)時間，施工效率高，占用周期短；施工不需單獨占用場地，對現(xiàn)場狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時顯示其優(yōu)越性；土釘墻成本費較其他支護結(jié)構(gòu)顯著降低；施工噪音、振動小，不影響環(huán)境；土釘墻本身變形很小，對相鄰建筑物影響不大。適用情況：非軟土場地；基坑深度不大于12m；地下水位高于基坑底面時，應(yīng)采取降水或截水措施。施工工序：（初噴底層砼）鉆孔放筋注漿綁鋼筋網(wǎng)噴第二層砼（面層）第64頁/共129頁圖1.20第65頁/共129頁第66頁/共129頁第67頁/共129頁（三）驗槽基坑挖至基底設(shè)計標高并清理后，施工單位必須會同勘察、設(shè)計、建設(shè)(或監(jiān)理)等單位共同進行驗槽，合格后方能進行基礎(chǔ)工程施工。1、驗槽目的（1）檢驗勘察成果是否符合實際通常勘探孔的數(shù)量有限，布設(shè)在建筑物外圍輪廓線4角與長邊的中點。基槽全面開挖后，地基持力層土層完全暴露出來，首先檢驗勘察成果與實際情況是否一致？勘察成果報告的結(jié)論與建議是否正確和切實可行？地基土層是否到達設(shè)計時由地質(zhì)部門給的數(shù)據(jù)的土層，是否有差別，如有不相符的情況，應(yīng)協(xié)商解決，修改設(shè)計方案，或?qū)Φ鼗M行處理等措施。（2）基礎(chǔ)深度是否達到設(shè)計深度，持力層是否到位或超挖，基坑尺寸是否正確，軸線位置及偏差、基礎(chǔ)尺寸是否符合設(shè)計要求，基坑是否積水，基底土層是否被攪動。

第68頁/共129頁2、驗槽的主要內(nèi)容不同筑物對地基的要求不同，基礎(chǔ)形式不同，驗槽的內(nèi)容也不同，主要有以下幾點：(1)根據(jù)設(shè)計圖紙檢查基槽的開挖平面位置、尺寸、槽底深度；檢查是否與設(shè)計圖紙相符，開挖深度是否符合設(shè)計要求；(2)仔細觀察槽壁、槽底土質(zhì)類型、均勻程度和有關(guān)異常土質(zhì)是否存在，核對基坑土質(zhì)及地下水情況是否與勘察報告相符；(3)檢查基槽之中是否有舊建筑物基礎(chǔ)、古井、古墓、洞穴、地下掩埋物及地下人防工程等；(4)檢查基槽邊坡外緣與附近建筑物的距離，基坑開挖對建筑物穩(wěn)定是否有影響；(5)檢查核實分析釬探資料，對存在的異常點位進行復核檢查。第69頁/共129頁3、驗槽的方法主要采用觀察法，對于基底以下的土層不可見部位，要輔以釬探進行。（1）觀察法1）觀察槽壁、槽底的土質(zhì)情況，驗證基槽開挖深度，初步驗證基槽底部土質(zhì)是否與勘察報告相符，觀察槽底土質(zhì)結(jié)構(gòu)是否被人為破壞。2）基槽邊坡是否穩(wěn)定，是否有影響邊坡穩(wěn)定的因素存在，如地下滲水、坑邊堆載或近距離擾動等(對難于鑒別的土質(zhì)，應(yīng)采用洛陽鏟等手段挖至一定深度仔細鑒別)。3）基槽內(nèi)有無舊的房基、洞穴、古井、掩埋的管道和人防設(shè)施等。如存在上述問題，應(yīng)沿其走向進行追蹤，查明其在基槽內(nèi)的范圍、延伸方向、長度、深度及寬度。4）在進行直接觀察時，可用袖珍式貫入儀作為輔助手段。第70頁/共129頁（2）釬探基礎(chǔ)開挖達到設(shè)計標高后，按規(guī)定對基礎(chǔ)底面以下的土層進行探察，探察是否存在坑穴、古墓、古井、防控掩體及地下埋設(shè)物等。（1）鋼釬（圖1.21（a））方法：用錘將鋼釬打入土中一定深度，從錘擊數(shù)量和入土難易程度判斷土的軟硬程度，如鋼釬急劇下降，說明該處有空洞或墓穴。釬孔的間距、布置方式和深度，要根據(jù)基坑的大小、形狀、土質(zhì)等確定。（2）洛陽鏟（圖1.21（c））方法：根據(jù)洛陽鏟入土難易程度判斷土的軟硬程度。（3）探孔根據(jù)土質(zhì)和建筑物重要性決定釬探深度，一般為3~7米，淺探只要探到天然土層以下0.5米處即可。（4）夯探方法：采用人工夯，在基槽內(nèi)部按照一定順序依次夯探，根據(jù)聲音來確定基槽內(nèi)部有無墓穴、坑洞等現(xiàn)象，如果存在墓穴等現(xiàn)象，夯探得聲音很沉悶，與一般土層聲音不一樣。第71頁/共129頁圖1.21基坑釬探（a）

鋼釬（b）

基坑釬探示意圖（c）

洛陽鏟第72頁/共129頁第73頁/共129頁二、基坑排水為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是集水井降水法和井點降水法。（一）集水井降水法方法：在開挖基坑或溝槽時，沿坑底的周圍或中央開挖排水溝，設(shè)置集水井，使水在重力作用下經(jīng)排水溝流入集水井區(qū)，然后用水泵抽出坑外(見圖1.22)。適用于：降水深度較小且地層中無流砂時。水坑設(shè)置：平面：設(shè)在基礎(chǔ)范圍外，地下水上游排水溝：寬0.2～0.3m深0.3～0.6溝底設(shè)縱坡0.2%～0.5%始終比挖面低0.4～0.5m集水坑：寬徑0.6，土面0.7～1.0m，防邊坡失穩(wěn)第74頁/共129頁圖1.22第75頁/共129頁（二）流砂的形成與防治1、流砂現(xiàn)象當開挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細砂或粉砂時，如果采用集水井法降水，當挖至地下水位以下時，坑底下面的土會形成流動狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。2、流砂產(chǎn)生的原因主要是水在土體中滲流所產(chǎn)生的動水壓力作用的結(jié)果。動水壓力（滲透力）：水在土中流動的過程中將受到土阻力的作用，使水頭逐漸損失。同時，水的滲透將對土骨架產(chǎn)生拖曳力，導致土體中的應(yīng)力與變形發(fā)生變化。這種滲透水流作用對土骨架產(chǎn)生的拖曳力稱為滲透力（動水壓力）。水頭差越大，動水壓力越大，而滲透路程越長，動水壓力越小。當動水壓力等于或大于土的浸水浮重度時，土粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土的抗剪強度等于零，土粒能隨著滲流水一起流動。第76頁/共129頁3、流砂的防治辦法原則：治流砂必治水途徑：消除、減小或平衡動水壓力具體措施：①利用枯水期施工，以便減小坑內(nèi)外水位差，減小動水壓力。②打鋼板樁將鋼板樁沿基坑周圍打入坑底一定深度，增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的滲透路線，減小動水壓力，防止流砂發(fā)生。③水下挖土就是不排水施工，使坑內(nèi)外水壓相平衡，使其無發(fā)生流砂的條件，一般深井挖土均采用此法。④設(shè)地下連續(xù)墻以供承重、護壁，并達到截水防止流砂的發(fā)生。⑤人工降低地下水采用輕型井點、管井井點等進行的方法進行土方施工，使動水壓力方向向下，增大土粒間的動力，從而有效地制止流砂現(xiàn)象發(fā)生⑥拋大石塊、快速施工如在施工過程中發(fā)生局部或輕微的流砂現(xiàn)象，可組織人力分段搶挖，時挖土速度超過冒砂速度，挖至標高后，立即鋪設(shè)蘆席并拋大石塊，增加動水壓力。第77頁/共129頁（三）井點降水井點降水：基坑開挖前，在基坑四周預先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水井(管)，在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，從根本上解決地下水涌入坑內(nèi)的問題，直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。井點降水有兩類：一類為輕型井點(包括電滲井點與噴射井點)；另一類為管井點(深井泵)。對不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式，表1.7為常用的降水形式。第78頁/共129頁表1.7

降水類型及適用條件

適合條件井點類型滲透系數(shù)(m/d)降低的水位深度(m)輕型井點一級輕型井點0.1~503～6多級輕型井點0.1~50視井點級數(shù)而定噴射井點0.1~508～20電滲井點＜0.1視選用的井點而定深井井管20~200＞10第79頁/共129頁1、輕型井點輕型井點(圖1.23)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點管上部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。（1）輕型井點設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。濾管(圖1.24)為進水設(shè)備，通常采用1.0~1.5m、直徑￠38mm或￠50mm的無縫鋼管。其構(gòu)造是否合理對抽水設(shè)備影響很大。井點管為直徑￠38mm或￠50mm、長5~7m的鋼管，上端用彎聯(lián)管與總管相連。集水總管為直徑￠100~￠127mm的無縫鋼管，每段長4m，裝有與井點管的短接頭，間距為0.8或1.2m。

第80頁/共129頁圖1.23圖1.24第81頁/共129頁（2）輕型井點的布置影響布置的因素：基坑平面形狀及尺寸、基坑深度、土質(zhì)、地下水位的高低及流向、降水深度等因素。當基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過5m時，可用單排線狀井點布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度(圖1.25)。圖1.25第82頁/共129頁在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點降水深度一般不超過6m。井點管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計算(圖1.25(b))：式中H1——井點管埋設(shè)面至基坑底的距離，m；h——基坑中心處坑底面(單排井點時，為遠離井點一側(cè)坑底邊緣)

至降低后地下水位的距離，一般為0.5～1.0m；i——地下水降落坡度；環(huán)狀井點為1/10，單排線狀井點為1/4；

L——井點管至基坑中心的水平距離(單排井點中為井點管至基坑

另一側(cè)的水平距離)，m。第83頁/共129頁寬度大于6m或土質(zhì)不定，滲透系數(shù)較大時，宜用雙排井點，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(圖1.26)；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)狀井點圖1.26第84頁/共129頁當一級井點系統(tǒng)達不到降水深度時，可采用二級井點，即先挖去第一級井點所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級井點，使降水深度增加（圖1.27）。圖1.27第85頁/共129頁（3）輕型井點的安裝輕型井點的施工分為準備工作及井點系統(tǒng)安裝。1）準備工作包括井點設(shè)備、動力、水泵及必要材料準備，排水溝的開挖，附近建筑物的標高監(jiān)測以及防止附近建筑沉降的措施等。2）埋設(shè)井點系統(tǒng)的順序根據(jù)降水方案放線定位挖管溝布設(shè)總管沖孔沉井點管埋砂濾層上部粘土封口彎聯(lián)管連接井點管與總管安裝抽水設(shè)備試抽。井點管的埋設(shè)一般用水沖法施工，分為沖孔(圖1.28(a))和埋管(圖1.28(b))兩個過程。第86頁/共129頁圖1.28第87頁/共129頁（4）輕型井點使用輕型井點運行后，應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水，時抽時停，濾網(wǎng)容易堵塞，出水渾濁并引起附件建筑物由于土顆粒流失而沉降、開裂，同時由于中途停抽，使地下水回升，也可能引起邊坡塌方等事故。井點淤塞，一般可以通過聽管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動，正常工作的井管手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺。地下基礎(chǔ)工程(或構(gòu)筑物)竣工并進行回填土后，停機拆除井點排水設(shè)備。第88頁/共129頁2、噴射井點適用范圍：當基坑開挖較深，降水深度要求大于6m時，采用一般輕型井點不能滿足要求，采用多級井點又不經(jīng)濟是，可以采用噴射井點，其降水深度可達20m。原理：噴射井點降水是在井點管內(nèi)部裝設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內(nèi)管向噴射器輸入高壓水（噴水井點）或壓縮空氣（噴氣井點）形成水氣射流，將地下水經(jīng)井點外管與內(nèi)管之間的縫隙抽出排走。第89頁/共129頁3、電滲井點適用范圍：在深基礎(chǔ)工程施工中,有時會遇到滲透系數(shù)小于0.1m/d的土層,這類土含水量大,壓縮性高,穩(wěn)定性差。由于土粒間微小孔隙將水保持在孔隙內(nèi)，單靠用真空吸力的一般降水方法效果不佳，此時，必須采用電滲井點降水。原理：井點管作陰極，在其內(nèi)側(cè)相應(yīng)地插入鋼筋或鋼管做陽極，通入直流電后，在電場的作用下，使土中的水流加速向陰極滲透，流向井點管。第90頁/共129頁4、管井井點適用條件：土的滲透系數(shù)大（20~200m/d）、地下水量大的土層中。方法：管井井點就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵不斷抽水來降低水位。5、深井井點當降水超過15m時，在管井井點采用一般的潛水泵和離心泵滿足不了降水的要求，可加大管井深度，改采用深井泵即深井井點來解決。深井井點一般可降低水位30--40m，有的甚至可以達到100m以上。第91頁/共129頁6、井點降水對鄰近建筑物的影響和預防措施（1）影響井點降水會導致周圍的建筑物基礎(chǔ)下沉、房屋開裂。（2）防止措施回灌井點法：在降水井點與需要保護的原建筑物間設(shè)置一排井點。在降水的同時，回灌井點向土層內(nèi)流入適量的水，使原建筑物下保持原有的地下水位，防止或減少由于井點降水導致原建筑物的沉降或沉降程度。設(shè)置止水帷幕法：降水井點區(qū)域與原建筑物之間設(shè)置一道止水帷幕，使基坑外地下水的滲流路線延長，從而原建筑物的地下水位基本保持不變。減緩降水速度法：減緩井點的降水速度，防止土顆粒隨水流流出，可采取加長井點，調(diào)小離心泵，根據(jù)土的檢驗改換濾網(wǎng)，加大砂濾層厚度等措施，防止抽水過程中帶出土顆粒。第92頁/共129頁三、基坑、基槽土方量計算1、基坑土方量計算按立體幾何中的擬柱體（由兩個平行的平面做底的一種多面體）體積公式計算（見圖1.29）。圖1.29基坑土方量計算式中H——基坑深度（m）。

A1、A2——基坑上下兩底面積（m2）。

A0——基坑中截面面積（m2）。第93頁/共129頁2、基槽土方量計算基槽的土方量可以沿長度方向分段后，再用擬柱體計算（見圖1.30）。圖1.30基槽土方量計算式中V1、

V2…、Vn——各分段的土方量（m3）。式中V1——第一段的土方量（m3）。

L1——第一段的長度（m）。1將各段土方量相加即得總土方量：第94頁/共129頁四、土方填筑1、土粒選擇填方土料應(yīng)符合設(shè)計要求，如設(shè)計無要求時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）碎石類土、砂土和爆破石渣（粒徑不大于每層鋪厚的2/3）可用于表層下的填料；

2）含水量符合壓實要求的粘性土，可用作各層填料；

3）碎塊草皮和有機質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無壓實要求的填方；

4）淤泥和淤泥質(zhì)土一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過處理使含水量符合壓實要求后，可用于填方中的次要部位；

5）有水溶性硫酸鹽大于5%的土，不能用作回填土，在地下水作用下，硫酸鹽會逐漸溶解流失，形成孔洞，影響土的密實性。

6）凍土、膨脹性土等不應(yīng)作為填方土料。第95頁/共129頁2、填筑要求填土可以采用人工和機械填土，要求如下：填土應(yīng)分層進行，并盡量采用同類土填筑。換土回填時，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。當填方位于傾斜的山坡上時，應(yīng)將斜坡挖成階梯狀，以防填土橫向移動。回填基坑和管溝時，應(yīng)從四周或兩側(cè)均勻地分層進行，以防基礎(chǔ)和管道在土壓力作用下產(chǎn)生偏移或變形?；靥钜郧?，應(yīng)清除填方區(qū)的積水和雜物，如遇軟土、淤泥，必須進行換土回填。在回填時，應(yīng)防止地面水流入，并預留一定的下沉高度(一般不得超過填方高度的3%)。第96頁/共129頁3、填土壓實方法填土的壓實方法一般有：碾壓、夯實、振動壓實。對于大面積填土工程，多采用碾壓壓實。對較小面積的填土工程，則宜用夯實機具進行壓實。（1）碾壓法原理：是利用機械滾輪的壓力壓實土壤，使之達到所需的密實度。碾壓機械有平碾、羊足碾和氣胎碾。平碾又稱光碾壓路機(如圖1.31所示)，適于壓實砂類土和黏性土，適用土類范圍較廣；羊足碾(如圖1.32所示)只能用來壓實粘性土壤；氣胎碾(如圖1.33所示)對土壤壓力較為均勻，故其填土質(zhì)量較好。用碾壓法壓實壤土時，鋪土應(yīng)均勻一致，碾壓遍數(shù)要一樣，碾壓方向應(yīng)從填土區(qū)的兩邊逐漸壓向中心，每次碾壓應(yīng)有15～20cm的重疊。碾壓機械進行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。第97頁/共129頁（a）（b）圖1.32羊足碾圖1.31平碾（光輪壓路機）圖1.33氣胎碾第98頁/共129頁（2）夯實法原理：是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土。夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機等。優(yōu)點：夯實機械具有體積小、質(zhì)量小、對土適應(yīng)性強等特點。適用：較厚土層，在工程量小或作業(yè)面受限制的條件下尤為適用。（3）振動壓實法原理：是將振動壓實機放在土層表面，借助振動機構(gòu)使壓實機振動土顆粒，土的顆粒發(fā)生相對位移而達到緊密狀態(tài)。適用：非粘性土。第99頁/共129頁4、影響填土壓實的主要因素填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。（1）

壓實功的影響填土壓實后的密度與壓實機械在其上所施加功的關(guān)系見圖1.34。

當土的含水量一定，在開始壓實時，土的密度急劇增加，待接近土的最大密度時，壓實功雖然增加許多，而土的密度則變化很小。實際施工中，在壓實機械和鋪土厚度一定的條件下，壓實一定的遍數(shù)即可，過多的增加壓實遍數(shù)對提高土的密度作用不大。圖1.34第100頁/共129頁（2）含水量的影響填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實)遍數(shù)和質(zhì)量。較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當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)，也不能壓實。當土具有適當含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量(圖1.35)。各種土的最佳含水量和最大干密度見表1.8所示。

第101頁/共129頁（3）鋪土厚度的影響在壓實功作用下，土中的應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小(圖1.36)，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質(zhì)和含水量等因素有關(guān)。

鋪土過厚，下部土體所受壓實作用力小于土體本身的粘結(jié)力和摩擦力，土顆粒不能相互移動，無論壓實多少遍，填方也不能被壓實；鋪土過薄，則下層土體壓實次數(shù)過多，而受剪切破壞。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使填方壓實而機械的功耗費最小。對于重要填方工程，其達到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度等應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和壓實機械在施工現(xiàn)場的壓實試驗決定。若無試驗依據(jù)應(yīng)符合表1.9的規(guī)定。第102頁/共129頁圖1.35圖1.36第103頁/共129頁表1.8土的最佳含水量和最大干密度參考表項次土的種類變動范圍最佳含水量(%)(質(zhì)量比)最大干密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉質(zhì)粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.80表1.9填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù)壓實機具分層厚度(mm)每層壓實遍數(shù)平碾250～3006～8振動壓實機250～3503～4柴油打夯機200～2503～4人工打夯＜2003～4第104頁/共129頁5、壓實質(zhì)量檢驗填土壓實后必須要達到密實度要求，填土密實度以設(shè)計規(guī)定的控制干密度ρd(或規(guī)定的壓實系數(shù)λc)作為檢查標準。

壓實系數(shù)λc：土的控制干密度與最大干密度之比。填土控制干密度ρd：土的最大干密度乘以規(guī)范規(guī)定或設(shè)計要求的壓實系數(shù)。土的實際干密度可用“環(huán)刀法”測定。當土的實際干密度ρ0≥

ρd，則壓實合格；當ρ0

＜ρd則壓實不夠，應(yīng)采取相應(yīng)措施，提高壓實質(zhì)量。第105頁/共129頁第四節(jié)土方施工機械一、推土機推土機是土方工程施工的主要機械之一，是在履帶式拖拉機上安裝推土板等工作裝置而成的機械。常用推土機的發(fā)動機功率有45、75、90、120（kW）等數(shù)種。推土板有索式和液壓操縱兩種1、分類按行走的方式履帶式推土機輪胎式推土機強行駛速度快，靈活性好附著力強，爬坡性能好，適應(yīng)性第106頁/共129頁第107頁/共129頁2、優(yōu)點操縱靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需工作面較小、行駛速度快、能爬30°左右的緩坡3、適用場地平整、清理、平溝坑、挖淺基坑；1－3類土。4、施工方法下坡推土（圖1.37（a））：順地面坡度沿下坡方向切土和推土，借自重，增加推土能力，適用于狹長場地。并列推土（圖1.37（b））：2～3臺機平排，增大推土量，適用于大面積場地。槽形推土（圖1.37（c））：多次在一條作業(yè)線上工作，使地面形成一條淺槽，以減少從鏟刀兩側(cè)散漏，增大推土量。多鏟集運（圖1.37（d））：多次鏟土，一次推送，縮短運時，適用于硬質(zhì)土。第108頁/共129頁(c)槽形推土(a)下坡推土法(b