监理和施工人员必看的施工技术课件.ppt

第一章土方工程 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 掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法 基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理 3 熟悉常用土方机械的性能和使用范围 4 掌握填土压实和路堤填筑的要求和方法 5 自学爆破施工的基本概念及常用爆破方法 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 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 土壁支撑等准备工作 在建造工程中 最常见的土方工程有 场地平整 基坑 槽 开挖 地坪填土 路基填筑及基坑回填土等 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 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 土的工程分类 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 3基坑降水 在基坑开挖过程中 当基底低于地下水位时 由于土的含水层被切断 地下水会不断地渗入坑内 雨期施工时 地面水也会不断流入坑内 如果不采取降水措施 把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低 不仅会使施工条件恶化 而且地基土被水泡软后 容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降 另外 当基坑下遇有承压含水层时 若不降水减压 则基底可能被冲溃破坏 因此 为了保证工程质量和施工安全 在基坑开挖前或开挖过程中 必须采取措施 控制地下水位 使地基土在开挖及基础施工时保持干燥基坑降水的方法有集水坑降水和井点降水法 1 3 1集水井坑降集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层 当基坑开挖较深 又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时 基坑内降水也多采用集水井降水法 在井点降水仍有局部区域降水深度不足时 也可辅以集水井降水 1 3 2井点降水井点降水有两个类型 轻型井点和管井 一般可根据渗透系数 降水深度 设备条件和经济比较来确定 可参照下表 各种井点的适用范围 1 3 3轻型井点降水系统轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成 管路系统包括 滤管 井点管 弯联管及总管 见下图 轻型井点设备1 地面 2 水泵 3 总管 4 井点管 5 滤管 6 降落后的水位 7 原地下水位 8 基坑底 滤管构造1 钢管 2 管壁上的孔 3 塑料管 4 细滤网5 粗滤网 6 粗铁丝保护网 7 井点管 8 铸铁头 干式真空泵工作原理1 滤管 2 井点管 3 弯联管 4 集水总管 5 过滤室 6 水气分离器 7 进水管 8 副水气分离器 9 放水口 10 真空泵 11 电动机 12 循环水泵 13 离心水泵 轻型井点设计轻型井点设计包括 井点系统的平面布置 井点系统的高程布置 涌水量计算 确定井点管的数量根据基坑 槽 形状 轻型井点可采用单排布置 双排布置 环形布置 当土方施工机械需进出基坑时 也可采用U形布置 如下图 a 单排布置 b 双排布置 c 环形布置 d U形布置 井点的平面布置 1 4土方的填筑与压实 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 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 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 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 修路开道等 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 推土机 铲运机 铲运机 挖掘机基坑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4 6m的基坑 经济合理的挖土深度为3 5m 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 也可用于场地平整中的土堆与土丘的挖掘 抓铲还可用于挖取水中淤泥 装卸碎石 矿碴等松散材料 抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业 拉铲拉铲挖掘机外型如下图 4所示 拉铲适用于一至三类的土 可开挖停机面以下的土方 如较大基坑 槽 和沟渠 挖取水下泥土 也可用于大型场地平整 填筑路基 堤坝等 1 2 3 4 1 6爆破工程 爆破就是炸药引报后在极短时间内产生激烈的化学反应 爆破时释放出大量的高温 高压气体 冲击和压缩周围的介质 使其受到不同程度的破坏 爆破由于速度快 费用低而被广