土方工程施工技术.ppt

土 方 工 程 l本章要求 1. 了解土方工程施工特点 ；掌握土方量的计算 、场地平整施工的竖向规划设计 。 2. 3. 熟悉常用土方机械的性能和使用范围 。 4. 掌握填土压实的要求和方法 。 l本章重点： 土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖 向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方 、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法 及施工控制。 l本章难点： 利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型 井点的计算，影响填土压实的因素。 概述 土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施 工过程，有时还要进行排水、降水、等准备工 作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场 地平整、土方开挖、回填土等。 土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁 重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受 气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较 大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极 为复杂。 l土的分类 土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的 沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类 等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度 将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳 动定额的依据（详见下表）。 类别 土的名称 开挖方法 可松性系数 Ks Ks 第一类 （松软土） 砂，粉土，冲积砂土层，种植土 ，泥炭（淤泥） 用锹、锄头 挖掘 1.081.17 1.011.04 第二类 （普通土） 粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎 石、卵石的砂，种植土，填筑土 和粉土 用锹、锄头 挖掘，少许用 镐翻松 1.141.28 1.021.05 第三类 （坚土） 软及中等密实粘土，重粉质粘土 ，粗砾石，干黄土及含碎石、卵 石的黄土、粉质粘土、压实 的填 筑土 主要用镐，少许用锹、锄 头，部分用撬棍 1.241.30 1.041.07 第四类 （砾砂坚土） 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 先用镐、撬棍，然后用锹挖 掘，部分用锲子及大锤 1.261.37 1.061.09 第五类 （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，软的石灰岩 用镐或撬棍、大锤，部分用 爆破方法 1.301.45 1.101.20 第六类 （次坚石） 泥岩，砂岩，砾岩，坚实 的页岩 、泥灰岩，密实的石灰岩，风化 花岗岩、片麻岩 用爆破方法，部分用风镐 1.301.45 1.101.20 第七类 （坚石） 大理岩，辉绿 岩，玢岩，粗、中 粒花岗岩，坚实 的白云岩、砾岩 、砂岩、片麻岩、石灰岩，风化 痕迹的安山岩、玄武岩 用爆破方法 1.301.45 1.101.20 第八类 （特坚石） 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 用爆破方法 1.451.50 1.201.30 土的工程分类 l土的工程性质 土的工程性质对土方工程施工有直接影响， 也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。 土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、 密实度、抗剪强度、土压力等。 土具有可松性即自然状态下的土，经过开挖后 ，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍 不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示， 即 土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔 隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑 开挖至地下水位以下，地下水在土中渗透时受到 土颗粒的阻力，其大小与土的渗透性及地下水渗 流路线长短关。 最初可松性系数最初可松性系数 最后可松性系数最后可松性系数 1.1 土方量的计算 1.1.1基坑、基槽、土方量的计算 土方量可按拟柱体积的公式算： 式中 V土方工程量，H，F1，F2如下图所示。 F1、F2分别为基坑的上下底面积， F0为中截面面积， a）基坑土方量计算； b）基槽、土方量计算 1.1.2场地平整土方量的计算 在场地平整土方工程施工之前，通常要计算 土方的工程量。但土方外形往往复杂，不规则 ，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下 ，可以按方格网将其划为一定的几何形状，并 采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法 进行计算。其计算步骤如下： 划分方格网计算各角点的地面标高计算 各角点的设计标高计算各角点的施工高度 计算零点、绘出零线计算各方格内的挖填方 体积统计挖、填方量调整设计标高 工程实例：计算方格网零点及其零线 零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施 工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工 高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出（下 图）方格边线上零点的位置，再将各相邻的零点连 接起来即得零线。 1.2 土方工程量事故的原因及其防治 在基坑（基槽）施工过程中，可能会发生 边坡塌方或流砂，将会影响工程的正常进行，延 误工期，甚至造成人身事故，所以需要采取相应 的防治措施。 边坡塌方：边坡塌方的原因； 防治塌方的措 施 流砂：产生流砂的成因； 流砂的防治措施 1.4 土方的填筑与压实 l 影响填土压实因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素 为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。 l 填土压实的质量控制。 选择好填土的材料。控制适宜的含水量。 填土的压实要达到一定的密实度的要求. 填土的压实度用压实系数来表示： l 填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实等几 种。 1.5 土方工程机械化施工 l 推土机 推土机适于推挖一至三类土。用于平整场地，移 挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中 土方、等。推土机的作业效率与运距有很大关系， 下表为直铲作业时的经济运距。 行走装置机 型经济运距（m）备 注 履带式 大 型 中 型 小 型 50l00（最远l50） 60100（最远120） 50 上坡用小值 下坡用大值 轮胎式 5080（最远150） 推土机推土机 挖掘机 土方开挖一般均采用挖掘机施工，对大型的、较 浅的基坑有时也可采用堆土机。挖掘机按行走方式分 为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和 液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、 1.5m3、2.5m3等多种。挖掘机利用土斗直接挖土， 因此也称为单斗挖土机，按土斗作业装置分为正铲、 反铲、抓铲及拉铲，使用较多的是前三种。 正铲 正铲挖掘机外型如下图-1所示。它适用于开 挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整 个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适用于开 挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土 。一般用于大型基坑工程，也可用于场地平整 施工。 反铲 反铲挖掘机外型如下图-2所示。适用于开挖 一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面 以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m 的基坑，经济合理的挖土深度为35m。反铲也 需要配备运土汽车进行运输。 抓铲 抓铲挖掘机外型如下图-3所示。对施工面 狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得 理想效果，也可用于场地平