dA第一章-土方工程课件

1、第1章 土方工程1.1 概述1.2 场地平整1.3 基坑工程1.4 土方的填筑与压实 学习要求:了解土木工程施工技术的研究方向； 掌握学习方法；熟悉施工中土的工程分类及分类依据；掌握土的可松性；熟悉原状土压实后的沉降量。 1.1 概述1.1.1 土方工程的特点 1、内容 主要：场地平整； 坑、槽开挖； 土方填筑。 辅助：施工排、降水； 土壁支撑。 2、施工特点 （1）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多。 3、施工设计应注意 （1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械； （2）合理调配土方，使总施工量最少； （3）

2、合理组织机械施工，以发挥最高效率； （4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作； （5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工； （6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。1.1.2 土的工程分类土的分类土的级别土的名称开挖方法及工具一类土松软土I砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土普通土II粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；种植土、填土用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土坚土III软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土砂砾坚土IV坚硬密实

3、的粘性土或黄土；含碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土软石VVI硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土次坚石VIIIX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、片麻岩及正长岩用爆破方法开挖，部分用风镐七类土坚石XXIII大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩用爆破方法开挖八类土特坚石XIVXVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、石英岩、辉长岩、

4、粉岩、角闪岩用爆破方法开挖1.1.2 土的工程分类按开挖的难易程度分为八类 一类土（松软土） 二类土（普通土) 三类土（坚土） 四类土（砂砾坚土） 机械或人工直接开挖 五类土（软石） 六类土（次坚石） 七类土（坚石） 八类土（特坚石）爆破开挖 1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。 V1 土在自然状态下的体积。 m3V2 土经开挖后松散状态下的体积。 m3V3 土经回填压实后的体积。 m3 最初可松性系数 1.081.5 最后可松性系数 1.011.3 用途： KS：可估算装运车辆和挖土机械 KS ：可估算填方所需挖土的数量V1V2V2 V1V

5、2V3 V1V31.1.3 土的工程性质案例 1208m3某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS=1.04 ）答：填方用土： V1 = V3/ KS=208/1.04=200m3（原状土） V2 = KS V1 =1.02*200=240m3（松散土） 2m3 的装载车运土需要车次： n=240/2=120车次2、原状土经机械压实后的沉降量 经验公式：S=P/C S原状土经机械压实后的沉降量(cm) P机械压实的有效作用力(kg/cm2) C原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表取值3、土的渗透性土体被水透过的性质，用渗透

6、系数 K 表示。K的意义：水力坡度（I=h/L）为1时，单位时间内水穿透土体的速度（V=KI） LhK的单位：m / d粘土6m，或土质不良。环状：在坑槽四周布置。 用于面积较大的基坑。(图示) 5计算涌水量Q：(环状井点系统)(1)判断井型(2)无压完整井井点计算(积分解)(3)无压非完整井群井系统涌水量计算(近似解)(1)判断井型(图)按照滤管与不透水层的关系：(见图1-19所示)完整井到不透水层非完整井未到不透水层.按照是否承压水层：(见图1-19所示)承压井或无压井 图1-19井形示意图 7井点管的埋设与使用(1)埋设方法： 水冲法：水枪、井管自身(高压水) 钻孔法：正循环钻 、反循环

7、钻、冲击钻等。(2)使用要求： 开挖前25天开泵降水； 连续抽水不间断(水量先大后小，先混后清)，注意防止堵塞。(3)注意问题： 1)真空度0.60.7大气压； 2)死管：检查、变活； 3)设观测井检查水位下降情况。(4)拔除井管： 基坑回填后；用安装卷扬机和支架拔出。 第六节填土与压实 回填土是一项很重要的工作，一些建筑物沉降过大，室内地坪和散水大面积开裂，主要原因之一就是由于回填压实没有达到设计规范要求的缘故。一、填土的要求二、土的压实方法三、填土压实的影响因素四、填土质量检查一、填土的要求填土的土料应符合设计要求:含有大量有机物、石膏和水溶性硫酸盐(含量大于5%)的土以及淤泥、冻土、膨胀

8、土等，均不应作为填方土料；以粘土为土料时，应检查其含水量是否在控制范围内，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石类土、砂土和爆破石渣可作表层以下填料，其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2/3。填土应按整个宽度水平分层进行，当填方位于倾斜的山坡时，应将斜坡修筑成12阶梯形边坡后施工，以免填土横向移动，并尽量用同类土填筑。回填施工前，填方区的积水采用明沟排水法排除，并清除杂物二、土的压实方法填土的压实方法一般有碾压、夯实、振动压实等几种。碾压法是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的，适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾、振动碾和汽胎碾。碾压机械进行大面积填方碾压，宜采用“薄填、

9、低速、多遍”的方法。夯实方法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。 图1-17 碾压机a）自行式平碾 b）拖式羊脚碾 图1-18 夯实机械a）蛙式打夯机 b）内燃打夯机 图1-19 内燃夯土机 图1-20 平板振动机 三、填土压实的影响因素 填土压实与许多因素有关，其中主要影响因素为:1.压实功2.土的含水量3.每层铺土厚度1 压实功的影响填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的关系见(见图1-24所示)。 图1-24土的密度与压实功的关系示意图 2 含水量的影响填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。 较为干燥的土

10、，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量称做最佳含水量(见图1-25所示)。各种土的最佳含水量和最大干密度见表1.7所示。 图1-25 土的干密度与含水量的关系 表1-7 土的最佳含水量和最大干密度参考表 3 铺土厚度的影响 在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小(见图1-26所示)，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验决定。

11、若无试验依据应符合表1.6的规定。 图1-26压实作用沿深度的变化 表1-6填土施工时的分层厚度及压实遍数 填土压实后必须要达到密实度要求，填土密实度以设计规定的控制干密度d(或规定的压实系数)作为检查标准。土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数，即可计算出填土控制干密度d的值。 土的实际干密度可用“环刀法”测定。填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合表1.7的规定。 表1-7 填土工程质量检验标准 补充基坑(槽)施工一、房屋定位二、放线三、基槽开挖宽度的计算四、基槽(坑)土方开挖1基槽(坑)开挖深度控制2基槽(坑)

12、开挖中注意事项3验槽房屋定位：在基础施工之前根据建筑总平面图设计要求，将拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。定位一般用经纬仪、水准仪和钢尺等测量仪器，根据主轴线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上(图1.29)。 房屋外墙轴线测定后，根据建筑平面图将内部纵横的所有轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小钉标识出来。1 房屋定位 放线：房屋定位后，根据基础的宽度、土质、基础埋置度及施工方法，计算确定基槽(坑)上口开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上画出基槽(坑)开挖的上口边线即放线。 2 放线 基槽开挖宽度的计算： (1)不放坡，不加挡土板支撑 (2) 不放坡，但要留工作面 一般，当基

13、槽(坑)底在地下水位以上时，每边留出工作面宽度为300mm(图1.31)，基槽放灰线尺寸为： 式中 d 基础放灰线宽，mm； a 基础底宽，mm； c 工作面宽(一般取300mm)(1.15)(3) 留工作面并加支撑 当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍塌，必须设置支撑。此时，放灰线尺寸除考虑基础底宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸(一般为100mm)。 (4) 放坡 如果基槽深度超过土方和爆破工程施工及验收规范的规定时，即使土质良好且无地下水，亦需根据挖土深度和土质情况，参照表1.5放坡。放灰线尺寸为(图1.32)： 式中 b 放坡宽度，b=mh； m 坡度系数； h 基槽开

14、挖深度。 (1.16)3 基槽(坑)土方开挖 基槽(坑)开挖有人工开挖和挖掘机开挖两种形式。开挖基槽(坑)应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进行，且连续施工。土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。(1) 基槽(坑)开挖深度控制 当基槽(坑)挖到离坑底0.5m左右时，根据龙门板上标高及时用水准仪抄平，在土壁上打上水平桩，作为控制开挖深度的依据。 (2) 基槽(坑)开挖中注意事项 在开挖基槽(坑)之前，应检查龙门板、轴线桩有无松动现象，并根据设计图纸校核基础轴线的位置、尺寸及水准点的标高等。 基槽(坑)、管沟的挖土应分层进行。 在施工过

15、程中，基槽(坑) 边堆置土方不应超过设计荷载。基槽(坑)土方施工中及雨后，应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方可继续施工。 基槽(坑)开挖时，要加强垂直高度方向的测量，防止超挖，防止搅动基底土层。 对特大型基坑，应分区分块挖至设计标高，分区分块及时浇筑垫层。土方开挖施工中，若发现古墓及文物等，要保护好现场，并立即通知文物管理部门，经查看处理后方可施工。(3) 验槽 基槽(坑)开挖完毕并清理好以后，在垫层施工以前，施工单位应会同勘察、设计单位、监理单位、建设单位一起进行现场检查并验收基槽，通常称为验槽。 验槽(坑)的主要内容和方法如下：核对基槽(坑)的位

16、置、平面尺寸、底标高。 核对基槽(坑)土质和地下水情况。 空穴、古墓、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。对整个基槽(坑)底进行全面观察，注意土的颜色是否一致，土的坚硬程度是否一样，有无软硬不一或弱土层，局部的含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。 补充二：爆破工程爆破在土木工程施工中应用较广，如石方开挖、施工现场树根和障碍物的清除、冻土开挖、场地平整以及清除旧的建筑物或构筑物等，都需要采用爆破。一、爆破原理 二、爆破材料三、爆破药包量计算四、爆破安全措施一、爆破原理炸药引爆后，由原来体积很小的炸药，经过化学变化，在极短的时间内，由固

17、体状态转变为气体状态，体积增加数百倍甚至数千倍，同时产生很高的温度和巨大的冲击力，使周围的介质受到程度不同的破坏，这就叫做爆破。(一)爆破作用圈(二)爆破漏斗 爆破时距离爆破中心近的，受到的破坏就大；远的，受到的破坏就小。通常将爆破影响的范围分为以下几个爆破作用圈(见图1-27所示)：1.压缩圈2.抛掷圈3.破坏圈4.振动圈 图1-27爆破作用圈 当埋设在地下的药包爆炸后，地面就会出现一个爆破坑，一部分炸碎了的介质被抛至坑外，一部分仍坠落在坑内。形成爆破漏斗。（见图1-29所示）爆破漏斗有以下几个参数：图1-29 爆破漏斗 四、爆破安全措施1、装药必须用木棒把炸药轻轻压入炮眼，严禁使用金属棒。2、眼深度超过4m时，须用两个雷管起爆；如深度超过10m，则不得用火花起爆。3、在雷雨天气，禁止装药、安装电雷管。工作人员应立即离开装药地点。4、爆破警戒范围，裸露药包、深眼法、洞室法不小于400m；炮眼法、药壶法不小于200m。警戒范围立好标志，并有专人警戒。5、如遇瞎炮(1)可用木制或竹制工具将堵塞物轻轻掏出，另装入雷管或起爆