建筑施工技术2土方工程施工

1、第第2章章 土方工程施工土方工程施工土方工程的内容：土方工程的内容：土的开挖、运输、回填、排水、降水、土壁支撑等场地平整：场地平整：厚度在300mm以内的挖填和找平挖基坑：挖基坑：挖土底面积在20m2以内，且底长为 底宽3倍以内者。挖基槽：挖基槽：挖土宽度在3m以内，且长度3宽度挖土方：挖土方：基槽宽度大于3米，坑底面积大于20m2或场地平整挖填厚度超过300mm者。2.1 概概 述述n n 打垫层前的基坑 进水的基坑 挖好了基坑的施工现场n 基槽n 基槽打垫层后的施工现场1土方工程的施工特点土方工程的施工特点n工程量大、劳动强度高。工程量大、劳动强度高。n施工条件复杂。施工条件复杂。n受场地

2、限制。受场地限制。土的组成土的组成:土颗粒、水、空气土颗粒、水、空气2土的基本性质土的基本性质土的密度：土的密度： (黏土黏土=1.82.0，砂，砂=1.62.0）土的干密度：土的干密度： 土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：mv(1)(1)swsssdmmmmmmVVVV 1ddsmv土的天然含水量土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。表达式为：表达式为： 式中：式中：m m湿湿含水状态土的质量，含水状态土的质量，kgkg； m m干干烘干后土的质量，烘干后土的质量，

3、kgkg； m mW W 土中水的质量，土中水的质量，kgkg； m mS S固体颗粒的质量，固体颗粒的质量，kgkg。 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。-100%100%(1 3)wsmmmWmm干湿干 土的可松性土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积，土的这种性质后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系

4、数表示，即称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即 式中式中 K KS S、K KS S土的最初、最终可松性系数；土的最初、最终可松性系数； V1V1土在天然状态下的体积，土在天然状态下的体积，m3m3； V2V2土挖出后在松散状态下的体积，土挖出后在松散状态下的体积，m3m3； V3V3土经压土经压( (夯夯) )实后的体积，实后的体积，m3m3。 3211(1 1)(12)ssVVKKVVn例题：已知基坑体积例题：已知基坑体积2000m2000m3 3，基础体积，基础体积1200 m1200 m3 3，土的最初可，土的最初可松性系数松性系数1.141.14，最后可松性系，最后可松性系

5、1.051.05。问应外运多少松土？。问应外运多少松土？预留夯实土：预留夯实土：2000-1200=800 m2000-1200=800 m3 3；预留原土：预留原土：800 / 1.05=762m800 / 1.05=762m3 3；外运原土：外运原土：2000-762=1238 m2000-762=1238 m3 3；外运松土：外运松土：123812381.14=1412 m1.14=1412 m3 3。 土的孔隙比和孔隙率土的孔隙比和孔隙率 孔隙比：孔隙比： 孔隙率：孔隙率：vsVeV一般情况：一般情况：n=0.51.2n=0.51.2是粘性土，是粘性土，n=0.30.9n=0.30.9

6、是砂土；是砂土；e e0.60.6是密实的低压缩性土，是密实的低压缩性土，e e1 1是疏松的高压缩性土。是疏松的高压缩性土。100%vVnV土的渗透性土的渗透性 土的渗透性：土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。 渗透系数：渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表见表1 12 2所示所示。 表表1 12 2 土的渗透系数参考表土的渗透系数参考表 土的名称土的名称 渗透系数渗透系数(m/d)(m/d) 土的名称土的名称渗透系数渗透系数(m/d)(m/d) 粘土 0

7、.005 中砂 5.0020.00 亚 粘 土 0.0050.10 均质中砂 3550 轻亚粘土 0.100.50 粗砂 2050 黄土 0.250.50 圆 砾 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 细砂 1.005.00 3、土的分类与现场鉴别方法、土的分类与现场鉴别方法在工程上，土根据开挖难易程度分为八类，其中一四类土为土，五八类土为岩石。其开挖难易直接影响其施工方案、劳动量消耗和工程费用。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。

8、n 土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法见表见表11所示所示。 表表11 土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 现场鉴别方法现场鉴别方法 K KS SKKs s一类土一类土( (松软土松软土) ) 砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥) 1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘 二类土二类土( (普通土普通土) ) 亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土 1.141.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土三类土( (坚土坚土) ) 软及中

9、等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土四类土( (砂砂砾坚土砾坚土) ) 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 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 土的分类土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs五类土五类土( (软石软石) ) 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，软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分

10、使用爆破方法 六类土六类土( (次坚石次坚石) ) 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 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土七类土 ( (坚石坚石) ) 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖 八类土八类土( (特坚硬特坚硬石石) ) ) 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 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖 表表11 土的工程分类与现场鉴别方法

11、土的工程分类与现场鉴别方法1.2 土方工程量计算及土方调配土方工程量计算及土方调配 土方施工前，通常要计算土方的工程量，根据土方工程量拟定土方施工的方案，组织土方工程的施工。单土方工程的地形往往复杂，不规则，要进行精确计算比较困难。通常都是将其假设或者划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度由于实际情况相近似的方法进行计算。n一、基坑土方量的计算一、基坑土方量的计算 基坑基坑是指长宽比小于等于3的矩形土体，其土方量土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算( (图图1 11)1)。即 式中 H 基坑深度，m； A1、A2 基坑上、下底的面积，m2； A0 基坑

12、中截面的面积，m2。102(1)4)64HVAAA基槽土方量基槽土方量计算可沿长度方向分段计算( (图图1-2)1-2)： 式中V1第一段的土方量，m3； L1第一段的长度，m。 式中V1、V2 、 Vn各段的土方量，m31102(15)(46LVAAA12(16)nVVVVn二、场地平整土方计算二、场地平整土方计算（一）场地设计标高的确定（一）场地设计标高的确定n设计标高选择，需考虑以下因素： （1）满足生产工艺和运输的要求； （2）尽量利用地形，以减少挖方数量； （3）尽量使场地内挖填平衡，以降低土方运输费用； （4）有一定泄水坡度（2），满足排水要求； （5）考虑最高洪水位的要求。 场地

13、的设计标高，可根据挖填平衡的原则确定。 1.1.初步计算场地设计标高初步计算场地设计标高 方格网法：方格的角点标高，一般根据地形图上相邻两等高线的标高用插入法求得；无地形图时，也可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。 一般说来，理想的设计标高，应该使场地的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡0)4HN 0)4HN 0)4HN 0)4HN 2. 2.计算设计标高的调整值计算设计标高的调整值 所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还需考虑以 下因素进一步进行调整:（1）土具有可松性；（2）填(挖)影响；（3）边坡填挖量不等；（4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外挖填土的变

14、化。 3. 3.考虑泄水坡度对设计标高的影响考虑泄水坡度对设计标高的影响 由于排水要求，场地表面场有一定的泄水坡度。因此，还需根据场地泄水坡度的要求（单面泄水或双面泄水），计算出场地内各方格角点实际施工时的设计标高。00(18)(19)nnx xy yHHliHHl il i 单面泄水双面泄水（二）场地土方量的计算（二）场地土方量的计算 1.1.计算方格土方工程量：计算方格土方工程量： 方格网法 1）四个角点挖（填）方 2）两个角点填方，另外两个角点挖方 3）一个角点填（挖）三个角点挖（填）方 断面法；公式法; 累高法 2.2.边坡土方量的计算边坡土方量的计算 三角棱体:V=1/3A1L1 A

15、1=1/2mh2 三角棱柱体:V=1/2(A1+A2)l4 或V=l4/6(A1+4A0+A2) 3.3.计算土方总量计算土方总量 所有方格土方量和边坡土方量汇总1.2 土方工程量计算及土方调配土方工程量计算及土方调配 （a a）直线形）直线形 （b b）折线形）折线形 （c c）阶梯形）阶梯形 m = b/h ，称为边坡系数。，称为边坡系数。 11:/hmbb h土方边坡坡度4.4.场地土方量的计算场地土方量的计算(1)计算各方格角点的施工高度计算各方格角点的施工高度(2)计算零点位置计算零点位置(3)计算方格土方工程量计算方格土方工程量按方格网底面积图形和公式，计算每个方格内的挖方或填方量

16、。按方格网底面积图形和公式，计算每个方格内的挖方或填方量。 平均高度法：计算图形底面积乘以平均施工高度而得出。平均高度法：计算图形底面积乘以平均施工高度而得出。 如：二点填方或挖方（梯形）如：二点填方或挖方（梯形）12121212;hhxa xahhhhnnhHH()( 12)248()( 34)248hbcaVabc hhhbeaVabe hh挖填(4)边坡土方量的计量边坡土方量的计量111 13VAl1）三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如）三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如）计算公式）计算公式 式中：式中： 2）三棱柱体边坡体积）三棱柱体边坡体积： 三棱柱体边坡体积如三棱柱体边坡体

17、积如）计算公式：）计算公式： 12442AAVl当两端横端面面积相差很大的情况当两端横端面面积相差很大的情况44( 1 4 02)6lVAAA21hA 222（mh ） mh22四角全填（全挖）相邻两角为挖，另两角为填三角填（挖），另一角挖（填）表1.3 常用方格网点计算公式 项 目图 式计算公式一点填方或挖方(三角形) 两点填方或挖方(梯形) 三点填方或挖方(五角形) 四点填方或挖方(正方形) 32312366hbchVbca hV当b=a=c时， =1324()()248()()248hbcaVabc hhhdeaVade hh22123()25()25hbcVahhhbca221234(

18、)44aaVhhhhh【例1.1】某建筑场地方格网如图某建筑场地方格网如图1.71.7所示，方格边长为所示，方格边长为20m20m20m20m，填方区边坡坡度系数为，填方区边坡坡度系数为1.01.0，挖方区边坡坡度，挖方区边坡坡度系数为系数为0.50.5，试用公式法计算挖，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。方和填方的总土方量。 【解】 (1) 根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图图1.81.8中。 由公式1.81.8得： h h1 1=251.50-251.40=0.10=251.50-251.40=0.10 h h2 2=251.44-251.25=0.19=251

19、.44-251.25=0.19 h h3 3=251.38-250.85=0.53=251.38-250.85=0.53 h h4 4=251.32-250.60=0.72=251.32-250.60=0.72 h h5 5=251.56-251.90=-0.34=251.56-251.90=-0.34h h6 6=251.50-251.60=-0.10=251.50-251.60=-0.10 h h7 7=251.44-251.28=0.16=251.44-251.28=0.16 h h8 8=251.38-250.95=0.43=251.38-250.95=0.43 h h9 9=251.

20、62-252.45=-0.83 h=251.62-252.45=-0.83 h1010=251.56-252.00=-0.44=251.56-252.00=-0.44 h h1111=251.50-251.70 =-0.20 h=251.50-251.70 =-0.20 h1212=251.46-251.40=0.06=251.46-251.40=0.06(2) (2) 计算零点位置。计算零点位置。从从图图1.81.8中可知，中可知，1 15 5、2 26 6、6 67 7、7 71111、11111212五条方格边两端的施工高度符号不五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在

21、。同，说明此方格边上有零点存在。 求得：求得： 1 15 5线线 x x1 1=4.55(m)=4.55(m) 2 26 6线线 x x1 1=13.10(m)=13.10(m) 6 67 7线线 x x1 1=7.69(m)=7.69(m) 7 71111线线 x x1 1=8.89(m)=8.89(m) 11111212线线 x x1 1=15.38(m)=15.38(m) 将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如得零线位置，如图图1. .8。 (3) (3) 计算方格土方量。方格计算方格土方量。方格、底面为正方形，土方底面为正

22、方形，土方量为：量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格方格底面为两个梯形，土方量为：底面为两个梯形，土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 方格方格、底面为三边形和五边形，土方量为：底面为三边形和五边形，土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51

23、.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格网总填方量：方格网总填方量： VV(+)(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3 3) ) 方格网总挖方量：方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)(4) (4) 边坡土方量计算边坡土方量计算。如图如图1.91.9，、按三角棱按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算， 依式 1.11、1.12 可得

24、： V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3) V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 边坡总填方量：边坡总填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01 =13.29(m3) 边坡总挖方量：边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 三、土方调配三、土方调配u土方调

25、配原则土方调配原则n力求达到挖、填平衡和运距最短的原则；力求达到挖、填平衡和运距最短的原则；n土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则；土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则；采取分区与全场结合来考虑的原则；采取分区与全场结合来考虑的原则；n土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工结合；土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工结合；n选择适当的调配方向、运输路线，使土方选择适当的调配方向、运输路线，使土方 机械和运输车辆的功效能得到充分发挥。机械和运输车辆的功效能得到充分发挥。n好土用在回填质量要求高的地方。好土用在回填质量要求高的地方。u土方调配图表的编制土方调配图表的编制划分调配

26、区划分调配区计算土方量计算土方量计算调配区间的平均运距计算调配区间的平均运距确定土方最有调配方案确定土方最有调配方案绘制土方调配图绘制土方调配图n213施工准备及辅助工作施工准备及辅助工作n1施工现场准备施工现场准备n(1)场地清理场地清理n1）地面以上的场地清理：拆迁或改建通讯、电力设）地面以上的场地清理：拆迁或改建通讯、电力设备（电杆、高压线等）。备（电杆、高压线等）。n2）地面的场地清理：拆除房屋，迁移树木，去除耕）地面的场地清理：拆除房屋，迁移树木，去除耕植土及河塘淤泥等。植土及河塘淤泥等。n3）地面以下的场地清理：拆迁或改建通讯、电力设）地面以下的场地清理：拆迁或改建通讯、电力设备（

27、地下埋设部分），拆除或改建上下水管道及其它备（地下埋设部分），拆除或改建上下水管道及其它各种管道。各种管道。n(2)排除地面水n 场地内低洼地区的积水必须排除，同时应注意雨水的排除，使场地保持干燥，以利土方施工。地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。n 应尽量利用自然地形来设置排水沟，使水直接排至场外，或流向低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁，其横断面和纵向坡度应根据最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5m0.5m，纵向坡度一般不小于3。平坦地区，如出水困难，其纵向坡度不应小于2。，沼泽地区可减至1。场地平整过程中，要注意排水沟保持畅通，必要时

28、应设置涵洞。n(3)修建临时设施n根据施工现场的实际需要，修建临时办公室、宿舍、食堂、厕所、仓库等；修筑临时道路；布置临时水电管线及安全防护设施。2土方边坡保护土方边坡保护n土方开挖过程中及开挖完毕后，基坑(槽)边坡土体由于自重产生的下滑力在土体中产生剪应力，该剪应力主要靠土体的内摩阻力和内聚力平衡，一旦土体中力的体系失去平衡，边坡就会塌方。n 造成边坡塌方的原因有两方面，其一是土体剪应力增加。如坡顶堆物、行车等荷载；基坑边坡太陡；开挖深度较大；雨水或地面水渗入土中，使土的含水量增加而使土的自重增加；地下水的渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。其二是土的抗剪强度（土

29、体的内摩阻力和内聚力）降低。如本身土质较差或因气候影响使土质变软；土体内含水量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。 n图2.12 防止边坡土体塌方原理示意图基坑(槽)边坡线边坡土体滑移线外加压力（土壁支撑）n土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽b之比表示，即n 土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1 mn 式中m=b/h称为边坡系数。 当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：n 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m；n 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土： 1.25m；n 硬

30、塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)： 1.5m； n 坚硬的粘土： 2m。 n挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。 n基坑(槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。n当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实行情况采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或挂网。n当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内且不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表表1.4规定。 表1.4 深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度 土的类别 边坡坡度(高宽) 坡顶无荷载

31、坡顶有静载 坡顶有动载 中密的砂土 11.00 1：1.251：1.50中密的碎石类土(充填物为砂土) 1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土 1：0.671：0.751：1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土) 1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉质粘土、粘土 1：0.331：0.501：0.67老黄土1：0.101：0.251：0.33软土(经井点降水后) 1：1.00- 永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方的边坡值应符合表表1. .5的规定。 表1.5 临时性挖方边坡值 土的类别 边坡值(高宽) 砂土(不包括细砂、粉砂) 1 1.251 1.50 一般性粘土 硬

32、 1 0.751 1 .00硬、塑 1 1.001 1.25 软 1 1.50或更缓 碎石类土 充填坚硬、硬塑粘性土 1 0.501 1.00 充填砂土 1 1.001 1.50 永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方的边坡值应符合表表1. .5的规定。 表1.5 临时性挖方边坡值 土的类别 边坡值(高宽) 砂土(不包括细砂、粉砂) 1 1.251 1.50 一般性粘土 硬 1 0.751 1 .00硬、塑 1 1.001 1.25 软 1 1.50或更缓 碎石类土 充填坚硬、硬塑粘性土 1 0.501 1.00 充填砂土 1 1.001 1.50 3 3 土壁支撑土壁支撑 土壁支撑形

33、式应根据开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。v 横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。v 根据挡土板放置方式不同，分为水平挡土板和垂直挡土板两类(见图见图1. .12)。 (1) (1) 横撑式支撑横撑式支撑(2) (2) 板桩式支撑板桩式支撑 板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流砂现象产生。 板桩支撑作用：v使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压力，从而可预防流砂的产生；v板桩支撑既挡土又防水，特别适于开挖较深、地下水位较高的大型基坑；v可以防止基坑附近建筑物基础

34、下沉。 打入板桩的质量要求：v板桩位置在板桩的轴线上，板壁面垂直，保证平面尺寸准确和垂直度；v封闭式板桩墙要求封闭合拢；v埋置达到规定深度要求，有足够的抗弯强度和防水性能。 v钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。v平板桩(图图1.13(.a.)1.13(.a.)防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小；v波浪式板桩（图图1.13(.b.)1.13(.b.)）的防水和抗弯性能都较好，施工中多采用。 钢板桩施工 板桩施工板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分，以保证打设后的板桩墙有足够的刚度和防水作用。钢板桩打入法一般分为单独打入法、双层围檩插桩法和分段复打法。 钢

35、板桩单独打入法适用于桩长小于10m，且工程要求不高的钢板桩支撑施工。A 打桩方法的选择双层围檩插桩法是在桩的轴线两侧先安装双层围檩(一定高度的钢制栅栏)支架后，将钢板桩依次锁口咬合全部插入双层围檩间。详见图图1.141.14。分段复打法是在板桩轴线一侧安装好单层围檩支架，将1020块钢板桩拼装组成施工段插入土中一定深度，形成一段钢板桩墙，即屏风墙。详见图图1.151.15。B 合理划分流水段 施工流水段的划分应使板桩墙面垂直，满足墙面支撑安装要求，有利于封闭合拢，使行车路线短。 C 钢板桩打设准备工作 E 钢板桩的拔除 D 钢板桩的打设 钢板桩、围檩支架的矫正修理 按施工图放板桩的轴线进行测标

36、高，作为控制板桩入土深度的依据。 桩锤不宜过重，以防桩头因过大锤击而产生纵向弯曲。 准确安装好围檩支架。 为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明沟排水法和井点降水法。 4 4 降低地下水位降低地下水位 明沟排水法明沟排水法 明沟排水法是一种设备简单、应用普遍的人工降低水位的方法。施工方法是，开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外(见图见图1.161.16)。明沟排水法适用于水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用于渗

37、水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。 v流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。 流砂现象流砂现象v如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。其方法有：如条件许可，尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡； 采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。 n井点降水：基坑开挖前，在基坑四

38、周预先埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为止。 n井点降水有两类：一类为轻型井点(包括电渗井点与喷射井点)；另一类为管井点(深井泵)。 n对不同的土质应采用不同的降水形式，表表1.61.6为常用的降水形式。 井点降水法井点降水法 表1.6 降水类型及适用条件 适合条件降水类型渗透系数(cm/s) 可能降低的水位深度(m) 轻型井点多级轻型井点 10-210-5 36612 喷射井点 10-310-6 820 电渗井点 10-6 宜配合其他形式降水使用 深井井管 10-5 10 (1) 轻型井点轻型

39、井点 轻型井点(图图1.171.17)就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。 轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.150m/d的土层中；降低水位深度：一级轻型井点36m，二级井点可达69m。 n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、弯联管及总管等。 滤管(图图1. .18)为进水设备，其构造是否合理对抽水设备影响很大。 轻型井点的布置 v当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长

40、度一般不小于沟槽宽度(图图1. .19)。 v在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算(图图1.19(b)1.19(b)： 式中 H1井点管埋设面至基坑底的距离，m； h基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.51.0m； i地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4； L井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。 1H +h+iLH (1.14)v如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点(图图1

41、. .20)；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。 v当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加（图图1.211.21）。 轻型井点的安装 v轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。 v准备工作包括井点设备、动力、水泵及必要材料准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以及防止附近建筑沉降的措施等。v埋设井点系统的顺序：根据降水方案放线、挖管沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设备、试抽。 v井点管的埋设一般用水冲法施工，分为冲孔(图图1.

42、.22(a)和埋管(图图1.22(b)两个过程 。轻型井点使用 v轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。 v井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查。 v地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。 5降水对周围影响及防止措施降水对周围影响及防止措施n在弱透水层和压缩性大的粘土层中降水时，由于地下水流失造成的地下水位下降、地基自重应力增加和土层压缩等原因，会产生较大的地面沉降，又由于土层的不均匀性和降水后地下水位呈漏斗曲线，四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂n因此，在建筑物附

43、近进行井点降水时，为防止降水影响或损害区域内的建筑物，就必须阻止原有建筑物下地下水的流失。 n为达到此目的，除可在降水区域和原有建筑物之间的土层中设置一道固体抗渗屏幕外，还可用回灌井点补充地下水的办法来保持地下水位。即在降水井点和原有建筑物之间打一排井点，向土层灌入足够数量的水，以形成一道隔水帷幕，使原有建筑物下的地下水位保持不变或降低较少。这样，就能防止因降水而造成的地面沉降，或至少可以减少沉降值。n回灌井点是防止井点降水损害周围建筑物的一种经济，简便、有效的办法，它能将井点降水对周围建筑物的影响减少到最小程度。为确保基坑施工的安全和回灌的效果，回灌井点与降水井点之间应保持一定的距离，一般不

44、宜小于6m。n为了观测降水及回灌后四周建筑物、管线的沉降情况及地下水位的变化情况，必须设置沉降观测点及水位观测井，并定时测量记录，以便及时调节灌、抽量，使灌、抽基本达到平衡，确保周围建筑物或管线等的安全。1 1 常用土方施工机械和施工特点常用土方施工机械和施工特点 1.1 1.1 推土机推土机 s按行走的方式，可分为履带式推土机和轮胎式推土机。 s履带式推土机附着力强，爬坡性能好，适应性强；s轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。 s目前，我国生产的履带式推土机有东方32100、T-120、黄河220等；轮胎式推土机有TL160等。 （一）特点（一）特点多用于场地清和理和平整、开挖深度多用于场地清

45、和理和平整、开挖深度1.5m1.5m以内以内的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、挖土机的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、挖土机工作等。工作等。推土机可以推挖一推土机可以推挖一- -三类土，运距在三类土，运距在100m100m以内以内的平土或移挖作填，宜采用推土机，尤其是当的平土或移挖作填，宜采用推土机，尤其是当运距在运距在30-60m30-60m之间，最有效，即效率最高。之间，最有效，即效率最高。（二）作业方法及提高生产率的措施（二）作业方法及提高生产率的措施推土机可以完成铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶推土机可以完成铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。推土机的主要作业方法：行程。

46、推土机的主要作业方法：1.1.下坡推土法下坡推土法方法：方法：在斜坡上，推土机顺下坡方向切土与堆运，借在斜坡上，推土机顺下坡方向切土与堆运，借助于机械助于机械 本身向下的重力作用切土，增大切土深度和本身向下的重力作用切土，增大切土深度和运间，可提高生产率运间，可提高生产率30%-40%30%-40%，但坡度不宜超过，但坡度不宜超过1515度。度。适用：适用：半挖半填地区推土丘、回填沟、渠时使用。半挖半填地区推土丘、回填沟、渠时使用。2.2.并列推土法并列推土法方法：方法：平整较大面积场地时，可采用平整较大面积场地时，可采用2-32-3台推土机并列台推土机并列作作 业（业（1530cm1530c

47、m），以减少土体漏失量，提高效率），以减少土体漏失量，提高效率20%20%。 适用：适用：大面积场地平整及运送土用。大面积场地平整及运送土用。 3.3.多刀送土多刀送土适用：适用：适于运送距离较远，而土质又比较坚硬，或适于运送距离较远，而土质又比较坚硬，或长距离分段送土时采用。长距离分段送土时采用。4.4.槽形推土法槽形推土法方法：方法：推土机重复多次在一条作业线上切土和推土，推土机重复多次在一条作业线上切土和推土，使地面逐渐形成一条浅槽，再反复在沟槽中进行推使地面逐渐形成一条浅槽，再反复在沟槽中进行推土，以减少土从铲刀两侧漏散，可增加土，以减少土从铲刀两侧漏散，可增加10%-30%10%-3

48、0%的推的推土量。槽的深度以土量。槽的深度以1m1m左右为宜，槽与槽之间的土坑左右为宜，槽与槽之间的土坑宽约宽约50cm50cm。适用：适用：推土层较厚，运距较远的情况。推土层较厚，运距较远的情况。（三）推土机生产率计算（三）推土机生产率计算P Ph h= =3600q3600qt tv vk ks s(m(m3 3/h)/h)小时生产率小时生产率P Ph h台班生产率台班生产率P Pd d P Pd d=8p=8ph hk kB B2 2 铲运机铲运机 （一）特点（一）特点铲运机的特点是能综合完成铲土、运土、平土或填土等全部铲运机的特点是能综合完成铲土、运土、平土或填土等全部土方施工工序，对

49、行驶道路要求较低；操纵灵活、运转方便，土方施工工序，对行驶道路要求较低；操纵灵活、运转方便，生产率高，在土方工程中常应用用于大面积场地平整。生产率高，在土方工程中常应用用于大面积场地平整。（二）开行路线（二）开行路线铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。空载回驶行程。1.1.小环形开行路线小环形开行路线（一个循环只完成一次铲土和卸土）适于（一个循环只完成一次铲土和卸土）适于长长100m100m内填土高内填土高15m15m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等工程采用。工程采用。2.

50、2.大环行开行路线大环行开行路线（一个循环完成多次铲土和卸土）（一个循环完成多次铲土和卸土）适于工作面很短（适于工作面很短（50-100m50-100m）和填不高）和填不高(0.1-1.5m)(0.1-1.5m)的路堤、路的路堤、路堑、基坑以及场地平整等工程采用。堑、基坑以及场地平整等工程采用。3.“8”3.“8”字形开行路线字形开行路线（一个循环完成两次铲土和卸土）（一个循环完成两次铲土和卸土）适于开挖管沟、沟边卸土或土坑较长（适于开挖管沟、沟边卸土或土坑较长（300-500m300-500m）的侧向取）的侧向取土、填筑路基以及场地平整等工程采用土、填筑路基以及场地平整等工程采用4.4.锯齿

51、形开行路线锯齿形开行路线（一个循环完成多次铲土和卸土）（一个循环完成多次铲土和卸土）适于工作地段很长（适于工作地段很长（500m500m以上）的路堤、堤坝修筑时采用。以上）的路堤、堤坝修筑时采用。（两侧高、中间低）（两侧高、中间低）铲运机铲运机（三）作业方法（三）作业方法1 1、下坡铲土法、下坡铲土法：适于斜坡地形大面积场地平整或推土适于斜坡地形大面积场地平整或推土 回填沟渠用。回填沟渠用。2 2、跨铲法：、跨铲法：较坚硬的土铲土回填或场地平整。较坚硬的土铲土回填或场地平整。3 3、助铲法：、助铲法：地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型 场地平整。（

52、铲土机场地平整。（铲土机+ +推土机）推土机）（四）铲运机生产率计算（四）铲运机生产率计算P Ph h= =3600qk3600qkc ct tc ck ks s(m(m3 3/h)/h)小时生产率小时生产率P Ph h台班生产率台班生产率PdPd P Pd d=8p=8ph hk kB B3 3 单斗挖土机单斗挖土机单斗挖土机按工作装置不同，可分为单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲正铲(动画动画) 、反铲反铲(动画动画) 、拉铲拉铲(动画动画)和和抓铲抓铲(动画动画)四种。四种。 单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。液压式两类

53、。液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，易实易实现自动化。现自动化。(1) (1) 正铲挖土机正铲挖土机 v正铲挖土机的工作特点是前进行驶，铲斗由下向上强正铲挖土机的工作特点是前进行驶，铲斗由下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高；适用于开挖含水量制切土，挖掘力大，生产效率高；适

54、用于开挖含水量不大于不大于27%27%的一至三类土，且与自卸汽车配合完成整的一至三类土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业；可以挖个挖掘运输作业；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。掘大型干燥基坑和土丘等。 v正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆的正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同，挖土和卸土的方式有相对位置的不同，挖土和卸土的方式有以下两种：以下两种： 正向挖土，侧向卸土正向挖土，侧向卸土正向挖土，反向卸土正向挖土，反向卸土(2)(2) 反铲挖土机反铲挖土机v反铲挖土机的工作特点是机械后退行驶，铲斗由上而下反铲挖土机的工作特点是机械后退行驶，铲斗由上而下强制切土

55、，用于开挖停机面以下的一至三类土，适用于强制切土，用于开挖停机面以下的一至三类土，适用于挖掘深度不大于挖掘深度不大于4m4m的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、含水量较大的及地下水位以下的土壤开挖。含水量较大的及地下水位以下的土壤开挖。 v反铲挖土机的开行方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。反铲挖土机的开行方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。 沟端开挖沟端开挖: :反铲挖土机停在沟端，向后退着挖土。反铲挖土机停在沟端，向后退着挖土。 沟侧开挖沟侧开挖: :挖土机在沟槽一侧挖土，挖土机移动方向挖土机在沟槽一侧挖土，挖土机移动方向与挖土方向垂直。与挖土方向垂直。(3) (3) 拉铲

56、挖土机拉铲挖土机 拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗由上而下，后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗由上而下，靠自重切土，可以开挖一、二类土壤的基坑、基槽和管靠自重切土，可以开挖一、二类土壤的基坑、基槽和管沟等地面以下的挖土工程，特别适用于含水量大的水下沟等地面以下的挖土工程，特别适用于含水量大的水下松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与反铲相似，可松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与反铲相似，可沟端开挖，沟端开挖，也可沟侧开挖。也可沟侧开挖。(4) (4) 抓铲挖土机抓铲挖土机 抓铲挖土机主要用于开挖土质比较松软，

57、施工面比抓铲挖土机主要用于开挖土质比较松软，施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程，特别适于水下挖土。较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施工。土质坚硬时不能用抓铲施工。 土方挖运机械的选择及配套计算土方挖运机械的选择及配套计算（一）土方挖运机械的选择（一）土方挖运机械的选择1.1.依据：依据：基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等。求以及土方机械的特点等。 2.2.要求：要求：合理选择挖方机械，以充分

58、发挥机械效率，节省机合理选择挖方机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。械费用，加速工程进度。3.3.要点：要点： 1 1）当地形起伏不大，坡度在）当地形起伏不大，坡度在2020度以内，挖填平整度以内，挖填平整土方的面积较大，土的含水量适当，平均运距短土方的面积较大，土的含水量适当，平均运距短（一般在（一般在1km1km以内）时，采用铲运机较为合适。以内）时，采用铲运机较为合适。（地形起伏不大，运距（地形起伏不大，运距1km1km）2 2）地形起伏较大的丘陵地带，一般挖土高度在）地形起伏较大的丘陵地带，一般挖土高度在3m3m以上，运输距离以上，运输距离超过超过1km1km，工程量

59、较大且又集中时，可采用下述三种方式进行挖土，工程量较大且又集中时，可采用下述三种方式进行挖土和运土。（地形起伏较大，运距和运土。（地形起伏较大，运距1km1km）。）。 4.4.原则：（含水量、运距、深度）原则：（含水量、运距、深度） 土的含水量较小，可结合运距长短、挖掘深浅，分别采用推土土的含水量较小，可结合运距长短、挖掘深浅，分别采用推土机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。位较高，又不采位较高，又不采用降水措施，或土质松软，可能造成正铲挖土机和铲运机陷车时，用降水措施，或土质松软，可能造成正铲挖土机和铲运机陷车时，则采用反铲，拉铲或抓铲挖

60、土机配合自卸汽车较为合适，挖掘尝深则采用反铲，拉铲或抓铲挖土机配合自卸汽车较为合适，挖掘尝深度见有关机械的性能表。度见有关机械的性能表。（二）配套计算（二）配套计算挖土机数量的计算挖土机数量的计算N N= =t tc ck ks s挖土机的数量挖土机的数量 N N台班产量台班产量P Pd d T T8 83600qK3600qKc cK KB B(m(m3 3/ /台班台班) )Q QT TC CK K1 1P Pd d运输车辆的计算运输车辆的计算t t土方开挖方式与机械选择土方开挖方式与机械选择 (1) (1) 平整场地常由土方的开挖、运输、填筑和压实等工序完成。平整场地常由土方的开挖、运输