土方工程施工技术培训图文讲义附图丰富

土方工程1.1土的分类与工程性质

土方工程包括一切土的挖掘、运输、填筑、平整与压实等过程以及排水、降水、边坡支护等辅助工程。挖、填、运排水、降水、土壁支撑（挖要挖的安全填要填的密实）1.1.1土方工程分类与施工特点1、施工特点（1）面大量大；（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。2一般按照开挖和填筑的几何特征不同可分：1）场地平整：挖填平均厚度≯300mm的挖填或找平等土方施工过程。2）挖基槽：开挖宽度≯3m，长＞9m的土方开挖过程。3）挖基坑：开挖底面积≯20㎡，长宽比＜3的土方开挖过程。场地平整4）挖土方：指山坡切土或场地平整挖填厚度＞300mm，基槽，基坑开挖底面积＞20㎡的土方开挖过程。5）回填土：基础回填和房心回填大型基坑开挖按开挖的难易程度分为八类（表1—1）一类土（松软土）、二类土（普通土)三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）

——属一般土，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）

——属岩石，爆破开挖1.1.2、土的工程分类与工程性质1.1.2.1、土的工程分类表1—1土的工程分类土的分类

土的名称

可松性系数

开挖方法及工具

KSK’s一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用锹、锄头挖掘

二类土(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

1.14～1.281.02～1.05用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

三类土(坚土)软及中等密实粘土，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

1.24～1.301.04～1.07要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍

四类土(砂砾坚土)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

1.26～1.321.06～1.09整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤

土的分类

土的名称

可松性系数

开挖方法及工具KSK’s五类土(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

1.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(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1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(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

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖

八类土(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1.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。1.1.2.2土的工程性质1土的含水量式中：m湿——含水状态土的质量，kg；m干——烘干后土的质量，kg；mW——土中水的质量，kg；mS—固体颗粒的质量，kg。

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。土的天然密度:

在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：

2土的天然密度和干密

式中ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的总质量，kg；V—

土的体积，m3。

干密度:

土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：

式中ρd——土的干密度，kg/m3；mS——固体颗粒质量，kg；V—

土的体积，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。

3土的可松性系数土的可松性：天然土经开挖后，，其体积因松散而而增加，虽经振动动夯实，仍然不能能完全复原，土的的这种性质称为土土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即式中KS、KS′——土的最初、最终可可松性系数；V1——土在天然状态下的的体积，m3；V2——土挖出后在松散状状态下的体积，m3；V3——土经压(夯)实后的体积，m3。土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土土方体积及挖土机机械的主要参数；；土的最终可松性系数是计算填方所需挖挖土工程量的主要要参数，各类土的的可松性系数见表。1.1.2.4土的渗透性土的渗透性：指土体被水透过的的性质。土的渗透透性用渗透系数表表示。渗透系数：表示单位时间内水水穿透土层的能力力，以m/d表示；它同土的颗颗粒级配、密实程程度等有关，是人人工降低地下水位位及选择各类井点点的主要参数。土土的渗透系数见表。表1.2土的渗透系数参考考表土的名称

渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)粘土

＜0.005中砂

5.00～20.00亚

粘

土

0.005～0.10均质中砂

35～50轻亚粘土

0.10～0.50粗砂

20～50黄土

0.25～0.50圆

砾

石

50～100粉砂

0.50～1.00卵石

100～500细砂

1.00～5.001.2土方计算1.2.1基坑与基槽土方量量计算基坑土方量可按立体几何中拟拟柱体(由两个平行的平面面作底的一种多面面体)体积公式计算(图1.1)。即式中H——基坑深度，m；A1、A2——基坑上、下底的面面积，m2；A0—基坑中截面的面积积，m2。基槽土方量计算可沿长度方向向分段计算(图1.2)：式中V1——第一段的土方量，，m3；L1—第一段的长度，m。将各段土方量相加加即得总土方量：1.2.2场地平整土方计算算对于在地形起伏的的山区、丘陵地带带修建较大厂房、、体育场、车站等等占地广阔工程的的平整场地，主要要是削凸填凹，移移挖方作填方，将将自然地面改造平平整为场地设计要要求的平面。场地挖填土方量计计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地地划分成若干横截截面后，用横截面面计算公式逐段计计算，最后将逐段段计算结果汇总。。横截面法计算精精度较低，可用于于地形起伏变化较较大地区。对于地形较平坦地地区，一般采用方方格网法。方格网法计算场地地平整土方量步骤为：(1)读识方格网图方格网图由设计单单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长长a=10～40m的若干方格，与与测量的纵横坐坐标相对应，在在各方格角点规规定的位置上标标注角点的自然然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图1.3所示。(2)计算场地各个角角点的施工高度度施工高度为角点设计地面面标高与自然地地面标高之差，，是以角点设计标高为基准准的挖方或填方的的施工高度。各方方格角点的施工高度按下式计算：式中hn——角点施工高度即即填挖高度(以“+”为填，“-”为挖)，m；n—方格的角点编号号(自然数列1，2，3，…，n)。(3)计算“零点”位置，确定零线线方格边线一端施施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必必然有一不挖不不填的点，即为为“零点”(图1.4)。零点位置按下式式计算：式中x1、x2——角点至零点的距距离，m；h1、h2——相邻两角点的施施工高度(均用绝对值)，m；a—方格网的边长，，m。确定零点的办法法也可以用图解法，如图1.5所示。方法是用用尺在各角点上上标出挖填施工工高度相应比例例，用尺相连，，与方格相交点点即为零点位置置。将相邻的零零点连接起来，，即为零线。它是确定方格格中挖方与填方方的分界线。(4)计算方格土方工工程量按方格底面积图图形和表1.3所列计算公式，，逐格计算每个个方格内的挖方方量或填方量。。(5)边坡土方量计算算场地的挖方区和和填方区的边沿沿都需要做成边边坡，以保证挖挖方土壁和填方方区的稳定。边边坡的土方量可可以划分成两种种近似的几何形形体进行计算，，一种为三角棱锥体(图1.6中①～③、⑤～～⑪)，另一种为三角棱柱体(图1.6中④)。表1.3常用方格网点计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)A三角棱锥体边坡坡体积式中l1——边坡①的长度；；A1——边坡①的端面积积；h2——角点的挖土高度度；m—边坡的坡度系数数，m=宽/高。B三角棱柱体边坡坡体积两端横断面面积积相差很大的情情况下，边坡体体积式中l4——边坡④的长度；；A1、A2、A0—边坡④两端及中中部横断面面积积。C计算土方总量将挖方区(或填方区)所有方格计算的的土方量和边坡坡土方量汇总，，即得该场地挖挖方和填方的总总土方量。【例1.1】某建筑场地方格网网如图1.7所示，方格边长为20m×20m，填方区边坡坡度度系数为1.0，挖方区边坡坡度度系数为0.5，试用公式法计算算挖方和填方的总总土方量。【解】(1)根据所给方格网各各角点的地面设计计标高和自然标高高，计算结果列于于图1.8中。由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.064.55(m13.10(m)7.69(m(2)计算零点位置。从从图1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的的施工高度符号不同，说明此方格格边上有零点存在在。由公式1.10求得：1—5线x1=(20×0.1)/(0.34＋0.1)=4.55(m)2—6线x1=13.10(m)6—7线x1=7.69(m)7—11线x1=8.89(m)11—12线x1=15.38(m)将各零点标于图上上，并将相邻的零零点连接起来，即即得零线位置，如图1.8。(3)计算方格土方量。。方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形，土土方量为：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面为两个梯形，，土方量为：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面为三边形和五五边形，土方量为为：VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=6.9×7.69/6＝0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)方格网总填方量：：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格网总挖方量：：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)三角形五边形(4)边坡土方量计算。。如图1.9，④、⑦按三角棱棱柱体计算外，其其余均按三角棱锥锥体计算，依式1.11、1.12可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)三角棱柱体三角棱锥体V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)边坡总填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2××0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)边坡总挖方量量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)1.2.3土方调配土方调配是土方工程施施工组织设计计(土方规划)中的一个重要要内容，在平平整场地土方方工程量计算算完成后进行行。编制土方方调配方案应应根据地形及及地理条件，，把挖方区和和填方区划分分成若干个调调配区，计算算各调配区的的土方量，并并计算每对挖挖、填方区之之间的平均运运距(即挖方区重心心至填方区重重心的距离)，确定挖方各各调配区的土土方调配方案案，应使土方总运运输量最小或或土方运输费费用最少，而且便于施施工，从而可可以缩短工期期、降低成本本。土方调配的原原则：力求达到挖方方与填方平衡衡和运距最短短的原则；近近期施工与后后期利用的原原则。进行土土方调配，必必须依据现场场具体情况、、有关技术资资料、工期要要求、土方施施工方法与运运输方法，综综合上述原则则，并经计算算比较，选择择经济合理的的调配方案。。调配方案确定定后，绘制土土方调配图(如图1.10)。在土方调配配图上要注明明挖填调配区区、调配方向向、土方数量量和每对挖填填之间的平均均运距。图中中的土方调配配，仅考虑场场内挖方、填填方平衡。W为挖方，T为填方。例1．按下图计算算基坑的挖方方量解：由拟柱体体公式得：上口面积：坑底面积：中间截面积：：代入上列基坑坑挖方量计算算公式得：例2．某建筑外墙墙采用毛石基基础，其断面面尺寸如下图图所示，地基基为粘土，已已知土的可松松性系数,试计算每100m长基槽的挖挖方量；若若留下回填填土后，余余土要求全全部运走，，计算预留留填土量及及弃土量。。，。3/15/202343解：基槽开开挖截面积积按梯形计计算，即：：每100m长基槽的挖挖方量：基础所占的的体积：预留填方量量(按原土计算算)：弃土量(按松散体积积计算)：1.3土方边坡与与土壁支撑撑土壁稳定，，主要是由由土体内摩摩阻力和粘粘结力保持持平衡，一一旦失去平平衡，土壁壁就会塌方方。造成土土壁塌方的的主要原因因有：边坡过陡，，使土体本本身稳定性性不够，尤尤其是在土土质差、开开挖深度大大的坑槽中中，常引起起塌方。雨水、地下下水渗入基基坑，使土土体重力增增大及抗剪剪能力降低低，是造成成塌方的主主要原因。。基坑(槽)边缘附近大大量堆土，，或停放机机具、材料料，或由于于动荷载的的作用，使使土体产生生的剪应力力超过土体体的抗剪强强度。1.3.1土方边坡土方边坡的的坡度以挖方深度度(或填方深度度)h与底宽b之比表示(图1.11)，即土方边坡坡坡度=h/b=1/(b/h)=1∶m式中m=b/h称为边坡系系数。m越大，越平平缓当地质条件件良好、土土质均匀且且地下水位位低于基坑坑(槽)或管沟底面面标高时，，挖方边坡坡可做成直直立壁不加加支撑，但但深度不宜宜超过下列列规定：密实、中密密的砂土和和碎石类土土(充填物为砂砂土)：1.0m；硬塑、可塑塑的粉土及及粉质粘土土：1.25m；硬塑、可塑塑的粘土和和碎石类土土(充填物为粘粘性土)：1.5m；坚硬的粘土土：2m。挖土深度超超过上述规规定时，应应考虑放坡坡或做成直直立壁加支支撑。当挖地基坑坑较深或晾晾槽时间较较长时，应应根据实行行情况采取取护面措施施。常用的的坡面保护护方法有帆帆布、塑料料薄膜覆盖盖法，坡面面拉网法或或挂网。当地质条件件良好，土土质均匀且且地下水位位低于基坑坑(槽)或管沟底面面标高时，，挖方深度度在5m以内且不加加支撑的边边坡的最陡陡坡度应符符合表1.4规定。基坑(槽)或管沟挖好好后，应及及时进行基基础工程或或地下结构构工程施工工。在施工工过程中，，应经常检检查坑壁的的稳定情况况。表1.4深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡坡的最陡坡坡度土的类别

边坡坡度(高∶宽)坡顶无荷载

坡顶有静载

坡顶有动载

中密的砂土

1∶1.001：1.251：1.50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----永久性挖方方边坡坡度度应按设计计要求放坡坡。临时性性挖方的边边坡值应符符合表1.5的规定。表1.5临时性挖方方边坡值土的类别

边坡值(高∶宽)砂土(不包括细砂、粉砂)1∶1.25～1∶1.50一般性粘土

硬

1∶0.75～1∶1.00硬、塑

1∶1.00～1∶1.25软

1∶1.50或更缓碎石类土

充填坚硬、硬塑粘性土

1∶0.50～1∶1.00充填砂土

1∶1.00～1∶1.50在基坑或沟沟槽开挖时时，常因受受场地的限限制而不能能放坡，或或放坡所增增加的土方方量很大，，或有防止止地下水渗渗入基坑要要求时，可可采用设置置土壁支撑撑或支护，，以保证施施工的顺利利和安全，，并减少对对相邻已有有建筑物等等的不利影影响。支护结构的的种类甚多多，按结构构形式可分分为排桩、、地下连续续墙、水泥泥土墙、逆逆作拱墙、、土钉墙或或采用上述述型式的组组合。1.3.2土壁支护1.3.2土壁支护开挖较窄的的沟槽横撑式支撑撑由挡土板板、楞木和和工具式横横撑组成，，用于宽度度不大、深深度较小沟沟槽开挖的的土壁支撑撑。根据挡土板板放置方式式不同，分分为水平挡土板板和垂直挡土板板两类(见图1.12)。(1)横撑式支撑撑(2)深层搅拌水水泥土桩墙墙深层搅拌水水泥土桩是是加固饱和和软土的一一种新方法法，最早用用于加固软软土地基，，近年来发发展作为防防渗墙及浅浅基坑的挡挡土支护桩桩。它由搅搅拌桩机将将水泥和土土强行搅拌拌，形成柱柱状的搅拌拌水泥土桩桩，水泥土土柱状加固固体连续搭搭接形成密密封挡墙；；兼具隔水水作用的挡挡土支护桩桩通常布置置成格栅式式要求相邻邻桩搭接不不小于20cm，格栅的截截面置换率率（加固土土面积与总总面积之比比）为0.6～0.8。它适用于于4～6m深的沿海地地区如沪、、江浙、闽闽、粤等的的软土地基基基坑，采采取卸荷方方法最大可可达7m。深层搅拌水水泥土桩墙墙墙是采用用深层搅拌拌机就地将将土和输入入的水泥浆浆强行搅拌拌,形成连续搭搭接的水泥泥土柱状加加固体挡墙墙。水泥土围护护墙优点:由于一般坑坑内无支撑撑,便于机械化化快速挖土土;具有挡土、、止水的双双重功能;一般情况下下较经济;施工中无振振动、无噪噪音、污染染少、挤土土轻微,因此在闹市区内内施工更显出优优越性。水泥土围护墙的的缺点:首先是位移相对对较大,尤其在基坑长度度大时,为此可采取中间间加墩、起拱等等措施以限制过过大的位移;其次是厚度较大大,只有在红线位置置和周围环境允允许时才能采用用,而且在水泥土搅搅拌桩施工时要要注意防止影响响周围环境。(2)深层搅拌水泥土土桩墙深层搅拌桩围护护(1)深层搅拌桩围护护(2)深层搅拌桩围护护(3)深层搅拌桩围护护(4)深层搅拌桩围护护(5)板桩式支撑特别别适用于地下水水位较高且土质质为细颗粒、松松散饱和土的支支护，可防治流流砂现象产生。。板桩支撑作用：使地下水在土中中的渗流路线延延长，减小了动动水压力，从而而可预防流砂的的产生；板桩支撑既挡土土又防水，特别别适于开挖较深深、地下水位较较高的大型基坑坑；可以防止基坑附附近建筑物基础础下沉。(3)板桩式支撑打入板桩的质量量要求：板桩位置在板桩桩的轴线上，板板壁面垂直，保保证平面尺寸准准确和垂直度；；封闭式板桩墙要要求封闭合拢；；埋置达到规定深深度要求，有足足够的抗弯强度度和防水性能。。钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。平板桩(图1.13(.a.))防水和承受轴向向压力性能良好好，易打入地下下，但长轴方向向抗弯强度较小小；波浪式板桩（图1.13(.b.)）的防水和抗弯弯性能都较好，，施工中多采用用。钢板桩施工板桩施工要正确选择打桩桩方法、打桩机机械和流水段划划分，以保证打打设后的板桩墙墙有足够的刚度度和防水作用。。钢板桩打入法一一般分为单独打入法、双层围檩插桩法法和分段复打法。钢板桩单独打入入法适用于桩长小于于10m，且工程要求不不高的钢板桩支支撑施工。A打桩方法的选择择双层围檩插桩法法是在桩的轴线两两侧先安装双层层围檩(一定高度的钢制制栅栏)支架后，将钢板板桩依次锁口咬合全全部插入双层围围檩间。详见图1.14。分段复打法是在在板桩轴线一侧侧安装好单层围围檩支架，将10～20块钢板桩拼装组组成施工段插入入土中一定深度，，形成一段钢板板桩墙，即屏风风墙。详见图1.15。B合理划分流水段段施工流水段的划划分应使板桩墙墙面垂直，满足足墙面支撑安装装要求，有利于于封闭合拢，使使行车路线短。。C钢板桩打设准备备工作E钢板桩的拔除D钢板桩的打设钢板桩、围檩支支架的矫正修理理按施工图放板桩桩的轴线进行测测标高，作为控控制板桩入土深深度的依据。桩锤不宜过重，，以防桩头因过过大锤击而产生生纵向弯曲。准确安装好围檩檩支架。SW桩(1)SW桩(2)槽钢钢板桩支撑撑(1)槽钢钢板桩支撑撑（4）土钉支护土钉墙由被加固固土体、放置在在土中的土钉体体和喷射砼面板板组成，形成一一个以土挡土的的重力式挡土墙墙。土钉墙自上而下下施工，靠土钉钉的相互作用形形成复合整体作作用。土层锚杆适用于于地下水低于土土坡开挖段或降降水措施后使地地下水位低于开开挖层的情况，，但其失效影响响较大，不适用用于没有临时自自稳能力的淤泥泥、饱和软弱土土层。施工工艺：开挖挖工作面喷喷射砼设设置土土钉铺铺设钢钢筋网设设置排水系系统在基坑开挖坡面面，用机械钻孔孔或洛阳铲成孔，孔内放钢钢筋并注浆，在在坡面安装钢筋筋网，喷射C20厚80～200mm厚的混凝土，使使土体、钢筋与与喷射混凝土面面板结合，成为为深基坑土钉支支护，如图1.30所示。基坑坡面可以竖竖直90°，也可是80°左右，土钉长度度按计算确定。。适宜于地下水水位以上或经降降水措施后的杂杂填土、普通粘粘土或非松散性性的砂土，在我我国北方、南方方应用都较普遍遍。基坑深度一一般在15m以下，国内资料料表明土钉支护护已做到18m。图1.30土钉实例洛阳铲洛阳铲简单说只只是一种工具，，一般的使用者者可以掌握大概概的使用方法，，但是具体说来来，传统上的洛洛阳铲，主要指指的是特定的运运用一定方法使使用洛阳铲的人人。这些人一般般世代相传，过过去在职业盗墓墓者口中有老洛洛阳铲的说法，，指的就是这些些经验丰富的使使用者，但是由由于一些原因，，这些世代相传传的老洛阳铲在在现代几乎绝迹迹了。洛阳铲的的主要用途是可可以将地下的土土层没有改变的的提出样本，从从土色上看出老老土、活土、土土层年代以及结结构来判断地下下情况，在考古古发掘时，很大大因素靠的是个个人经验，也有有传说老洛阳铲铲可以用嘴尝出出土壤情况里判判断地下的墓葬葬分布。由于破破坏小，对环境境没有什么要求求，甚至在一些些极端情况下，，勘测效果要好好于一些电气化化的勘查设备。。除考古之外，，洛阳铲也可用用于建筑业。洛洛阳的探工曾用用洛阳铲为宜洛洛煤矿成功地打打过百米深孔。。

目前只只有洛阳附近的的五家探铲厂手手工制造。用洛阳铲人工开开挖土钉孔土钉墙与工作面面开挖土钉与钢筋网连连接喷射土钉墙混凝凝土为了保持基坑干干燥，防止由于于水浸泡发生边边坡塌方和地基基承载力下降，，必须做好基坑坑的排水、降水水工作，常采用用的措施是集水水井降水（排水水）法和井点降降水法。1.4降水1.4.1集水井降水（明明沟排水法）明沟排水法是一一种设备简单、、应用普遍的人人工降低水位的的方法。施工方法法是，开开挖基坑坑或沟槽槽过程中中，遇到到地下水水或地表表水时，，在基础础范围以以外地下下水流的的上游，沿坑底底的周围围开挖排排水沟，，设置集集水井，，使水经经排水沟沟流入井井内，然然后用水水泵抽出出坑外(见图1.16)。集水井降降水适用于水流较较大的粗粗粒土层层的排水水、降水水，也可可用于渗渗水量较较小的粘粘性土层层降水，，但不适适宜于细细砂土和和粉砂土土层，因因为地下下水渗出出会带走走细粒而而发生流砂现象。flash动画1、集水井井及排水水沟的布布置上游，基基础范围围0.4m以外1）排水沟沟设置排水沟底底宽应不不少于0.3m，沟底设设有0.3％～0.5％的纵坡坡，在在开挖阶阶段，排排水沟深深度应始始终保持持比挖土土面低0.3～0.4m。2、集水井井的设置置集水井应应设置在在基础范范围以外外的边角角处。间间距应根根据水量量大小、、基坑平平面形状状及水泵泵能力确确定，一一般为20～40m。3．水泵性性能与选选用(1)离心泵泵体是由由泵壳、、泵轴及及叶轮等等主要部部件组成成，其管管路系统统包括滤滤网与底底阀、吸吸水管及及出水管管等

图1-19离心泵工作简图1－泵壳；2－泵轴；3－叶轮；4－滤网与底阀；5－吸水管；6－出水管(2)潜水泵潜水泵是是由立式式水泵与与电动机机组合而而成，工工作时完完全浸在在水中。。水泵装在在电动机机上端，，叶轮可可制成离离心式或或螺旋桨桨式；电电动机设设有密封封装置。。图1－20潜水泵工工作简图图1－叶轮；；2－轴；3－电动机机；4－进水口口；5－出水胶胶管；6－电缆1）流流砂现象象及其危危害（1）流砂现现象：粒径很小小、无塑塑性的土土壤，在在动水压压力推动动下，极极易失去去稳定，，而随地地下水一一起流动动涌入坑坑内，这这种现象象称为流流砂现象象。（2）流砂现现象的危危害：土失去承承载力，，引起塌塌方，土土边挖边边冒，难难以施工工。4、流砂及及其防治治原因：内内因和外外因（1）内因：：取决于于土的性性质，当当土的孔孔隙比大大、含水水量大、、粘粒含含量少、、粉粒多多、渗透透系数小小、排水水性能差差等均产产生流砂砂现象。。流砂现象象极易发发生在细砂、粉粉砂和亚亚粘土中。（2）外因：：动水压压力2）产产生流砂砂的原因因（1）、原则则：一是是减小或或平衡动动水压力力；二是是截住地地下水流流；三是是改变动动水压力力的方向向。（2）、方法法：1）枯水期期施工2）打板桩桩3）水中挖挖土4）人工降降低地下下水位5）地下连连续墙法法6）抛大石石块，抢抢速度施施工。3）防防治流砂砂的方法法井点降水水：基坑开挖挖前，在在基坑四四周预先先埋设一一定数量量的滤水管(井)，在基坑坑开挖前前和开挖挖过程中中，利用用抽水设设备不断断抽出地地下水，，使地下下水位降降到坑底底以下，，直至土土方和基基础工程程施工结结束为止止。井点降水有两类：：一类为轻型井点(包括电渗井点与喷喷射井点)；另一类为管井井点(深井泵)。对不同的土质应采采用不同的降水形形式，表1.6为常用的降水形式式。1.4.2井点降水法表1.6降水类型及适用条条件

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10-2～10-5

3～66～12喷射井点10-3～10-6

8～20电渗井点＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5

＞10一轻型井点轻型井点(图1.17)就是沿基坑周围或或一侧以一定间距距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井井点管上部与总管管连接，利用抽水水设备将地下水经经滤管进入井管，经总管管不断抽出，从而而将地下水位降至至坑底以下。适用范围（1）土壤的渗透系数数K=0.1～50m/d的土层中；（2）降水深度一般为为：单级轻型点为为3-6m；多级轻型点为6～12m。flash动画1、轻型井点设备设备主要有：管路系统抽水系统滤管（38或51mm）井点管（38或51mm）5～7m弯联管（橡胶或者者塑料）总管（100～127mm无缝钢管，每段长长4m，短接头，间距0.8m或1.2m）真空泵设备W5，W6射流泵设备（离心心泵）flash动画滤管(图1.18)为进水设备，其构构造是否合理对抽抽水设备影响很大大。直径38或51mm长1.0～1.5无缝钢管单排布置双排布置环状布置2、轻型井点布置1）、平面布置轻型井点的布置当基坑或沟槽宽度度小于6m，水位降低深度不不超过5m时，可用单排线状状井点布置在地下下水流的上游一侧侧，两端延伸长度度一般不小于沟槽槽宽度(图1.19)。如宽度大于6m或土质不定，渗透透系数较大时。面积较大的基坑宜宜用环状井点(图1.20)；为便于挖土机械械和运输车辆出入入基坑，可不封闭闭，布置为U形环状井点。当一级井点系统达达不到降水深度时时，可采用二级井井点，即先挖去第第一级井点所疏干干的土，然后在基基坑底部装设第二二级井点，使降水水深度增加（图1.21）。在考虑到抽水设备备的水头损失以后后，井点降水深度度一般不超过6m。井点管的埋设深深度H(不包括滤管)按下式计算（见书上图）：式中H1——井点管埋设面至基基坑底的距离，m；h——基坑中心处坑底面面(单排井点时，为远远离井点一侧坑底底边缘)至降低后地下水位位的距离，一般为为0.5～1.0m；I——地下水降落坡度；；环状井点为1/10，单排线状井点为为1/4；L——井点管至基坑中心心的水平距离(单排井点中为井点点管至基坑另一侧侧的水平距离)，m。2）、高程布置3．轻型井点计算（1)井型判定图1-29水井的分类（a）无压完整井；（b）无压非完整井（c）承压完整井（d）承压非完整井（2）涌水量计算①无压完整涌水量量

图1-30环形井点涌水量计算简图

(a)无压完整井；(b)无压非完整井

(m3／d)式中K——渗透系数(m／d)，应由实验测定，，表1－12仅供参考；H——含水层厚度(m)；S——水位降低值(m)；R——抽水影响半径(m)，取：x0——环形井点的假想半半径(m)：F——基坑周围井点管所所包围的面积(m2)。②无压非完整井涌水水量(m3／d)有效深度H0值表表1－12S’／(S’＋l)0.20.30.50.8H01.3(S’＋l)1.5(S’＋l)1.7(S’＋l)1.85(S’＋l)注：表中S’为井管内水位降低低深度；l为滤管长度。③承压完整井涌水量量承压完整井环形井井点涌水量计算公公式为式中M——承压含水层厚度(m)；K、R、x0、S——与公式(1-22)相同。：：(m3／d)（3)确定井点管管数量与井井距①单井最大大出水量单井的最大大出水量q，主要取决决于土的渗渗透系数、、滤管的构构造与尺寸寸，按下式式确定：式中d——滤管直径(m)；l——滤管长度(m)；K——渗透系数(m／d)。(m3／d)②最少井数井点管的最最少根数nmin，按下式计计算：式中1.1——备用系数，，考虑井点点管堵塞等等因素。其其它符号同同前。③最大井距式中L——总管长度(m)；(根)(m)确定井点管管间距时，，还应注意以下几点：：(a)井距过小时时，彼此干干扰大，影影响出水量量，因此井井距必须大大于15倍管径。(b)在渗透系数数小的土中中井距宜小小些，否则则水位降落落时间过长长。(c)靠近河流处处，井点宜宜适当加密密。(d)井距应能与与总管上的的接头间距距相配合。。根据实际采采用的井点点管间距，，最后确定定所需的井井点管根数数。一般多采用用真空泵井点抽水设设备，型号号为W5、W6型其中W5型总管长度度≤100m，井点管数数量为80根；W6型总管长度度≤120m，井点管数数量为100根。离心泵根根据涌水量量和扬程。。两台，轮轮换备用（4）抽水设备备选择5)轻型井点施施工准备工作：：设备动动力水水源监监测测措施井点系统埋埋设：冲孔孔（钻孔)埋管灌灌砂封封口井点系统使使用：试试抽检检查查调调整运运行井点出水规规律：先大后小，，先浑后清清拆除：回回填填管井井点的的布置管井与排水水总管射流泵井点点设备6）轻型井点点系统设计计示例某基础工程程需开挖如如图1-25所示的基坑坑，基坑底底宽10m，长15m，深4.1m,边坡为1：0.5。地质资料料为：天然然地面下有有0.5m厚的粘土层层；7.4m厚的极细砂砂层，再下下面为不透透水的粘土土层。试按按轻型井点点降水系统统设计。①井点系统统布置该基坑底面面积10×15m2，放坡后，，上口（+5.2m处）面积为为13.7××18.7m2，考虑井管管距基坑边边缘1m，则井管所所围成的平平面面积为为15.7××20.7m2,由于其长、、宽比小于于5，故按环状状井点布置置。基坑中心降降水深度S=5.00-1.50+0.50=4.00(m)故按一级井井点设计。。表层为粘土土，为使总总管接近地地下水位，，可挖去0.4m，在+5.20m标高处布置置井点系统统。取井管管外露0.2m，则6m长的标准井井管埋入土土中5.8m；而要求埋埋深=（5.2-1.5）+0.5+(1/10)×15.7/2=4.99m，小于实际埋埋深5.8m，故高程布布置符合要要求。②有效抽水影影响深度H0（无压非完完整井）取滤管长，，井点点管中水位位降落，，则求得1.85××(5.6+1.2)=12.6m，，但实际际含水层厚厚度。故取，按按无压完完整井计算算涌水量。。③总涌水量计计算假定求得K=30m/d，已知井点点管所围成成的面积F=15.7×20.7m2,则：基坑的假想想半径：抽水影响半半径：总涌水量：：④计算井管数数量一根井管的的出水水量为：井点管数量量：（（根）取取63根井点管的平平均间距：：取1.2m实用井点管管数量为：：根。二、喷射井井点当基坑开挖挖较深，降降水深度要要求较大时时，可采用用喷射井点点降水。其其降水深度度可达8～20m，可用于渗渗透系数为为0.1～50m／d的砂土、淤淤泥质土层层。喷射井点施施工顺序是是：安装水水泵设备及及泵的进出出水管路；；铺设进水水总管和回回水总管；；沉设井点点管(包括灌填砂砂滤料)，接通进水水总管后及及时进行单单根试抽、、检验；全全部井点管管沉设完毕毕后，接通通回水总管管，全面试试抽，检查查整个降水水系统的运运转状况及及降水效果果。图1-35喷射井点设备及平面布置简图

(a)喷射井点设备简图；(b)喷射扬水器原理图；(c)喷射井点平面布置

1－喷射井管；2－滤管；3－进水总管；4－排水总管；5一高压水泵；6－集水池；7－水泵；8－内管；9－外管；10－喷嘴；11混合室；12－扩散管；13－压力表（c）（b）（a）三、管井井井点管井井点就就是沿基坑坑每隔一定定距离设置置一个管井井，每个管管井单独用用一台水泵泵不断抽水水来降低地地下水位。。在土的渗渗透系数大大(20～200m／d)的土层中，，宜采用管管井井点。。管井井点的的设备主要要是由管井井、吸水管管及水泵组组成。图1-36管井井点(a)钢管管井；；(b)混凝土管管管井1一沉砂管；；2一钢筋焊接接骨架；3－滤网；4－管身；5－吸水管；；6－离心泵；；7—小砾石过滤滤层；8－粘土封口口；9－混凝土实实管；10－无砂混凝凝土管；11—潜水泵；12一出水管（a）（b）四、深井井井点当要求井内内降水深度度超过15m时，可在管管井中使用用深井泵抽抽水。这种种井点称为为深井井点点（或深管管井井点））。深井井井点一般可可降低水位位30～40m，有的甚至至可达百米米以上。常用的深井井泵有两种种类型。一种是深井井潜水泵，，另一种是电电动机安装装在地面上上，通过传传动轴带动动多级叶轮轮工作而排排水。五、电渗井井点电渗井点是是在轻型或或喷射井点点中增设电电极而形成成，主要用用于渗透系系数小于0.1m／d的土层。所谓电渗井井点，一般般与轻型井井点或喷射射井点结合合使用，是是利用轻型型井点或喷喷射井点管管本身作为为阴极，一一金属棒（（钢筋、钢钢管、铝棒棒等）作为为阳极。通通入直流电电（采用直直流发电机机或直流电电焊机）后后，带有负负电荷的土土粒即向阳阳极移动（（即电泳作作用），而而带有正电电荷的水则则向阴极方方向集中，，产生电渗渗现象。在在电渗与井井点管内的的真空双重重用下，强强制粘土中中的水由井井点管快速速排出，井井点管连续续抽水，从从而地下水水位渐渐降降低。

图1－37电渗井点

1一井点管；2一电极；3－直流电源1.5土方机械和机机械化施工1.5.1.2推土机一、推土机用用途、分类和和型号1．推土机用途途推推土机是土方方工程施工的的主要机械之之一，它是一一种多用途的的自行式土方方工程机械，，它能铲挖并并移运土壤。。推土机操纵灵灵活，运转方方便，所需工工作面较小，，行驶速度快快，易于转移移，能爬30度左右的缓坡坡，因此应用用范围较广。。多用于场地地清理和平整整、开挖深度度1．5m以内的基坑，，填平沟坑，，以及配合铲铲运机、挖土土机工作等。。此外，在推推土机后面可可安装松土装装置，破、松松硬土和冻土土，也可拖挂挂羊足碾进行行土方压实工工作。推土机机可以推挖一一～三类土，，四类土以上上需经预松后后才能作业，，经济运距100m以内，效率最最高为60m2．推土机分类类(1)按行走装置推推土土机按其行走走装置分为履带式推土机机和轮胎式推土机两大类。履履带式推土机机接地比压较较小，附着牵牵引力大，爬爬坡能力强，，但行驶速度度低，适用于于条件较差的的地带作业；；轮胎式推土土机行驶速度度快，灵活性性好，但接地地比压较大，，附着性能较较差，适用于于经常变换工工地和良好土土壤作业。(2)按铲刀操纵机机构按按铲刀的操操纵机构不同同，有液压操纵和机械操纵(索式)两种。索式推推土机的铲刀刀借自身自重重切人士中，，在硬土中切切土深度较浅浅；液压式推推土机由于用用液压操纵，，能使铲刀强强制切入硬土土或冻土层中中，切土深度度较大，并可可调整推土板板的角度，铲铲刀升降灵活活，因此，液液压推土机被被广泛应用。。轮胎式推土机机(3)按传动方式按按传传动方式不同同又分为机械传动式推土机、液力机械传动动式推土机和全液压传动式式推土机。机机械传动动式推土机结结构简单、维维修方便，但但牵引力不能能适应外阻力力变化；液力力机械传动式式推土机车速速和牵引力可可随着外阻力力变化而变化化，操纵便利利，作业效率率高，但制造造成本高，维维修较难；全全液压传动式式推土机作业业效率高，操操纵灵活，转转向性能好，，但工地维修修较难，制造造成本高，适适用于大功率率推土机对大大型土方作业业。当前，随随着液压技术术的提高，已已有了较广泛泛地推广和应应用。3．推土机型号号目前，我国生生产的推土机机有：T—180、T-240、T-320、TL180、TL210、TYl60、TY220、TY320型和TSY220型等数种。推推土机的分类类表示方法见见表5—1。1.5.1.2铲运机按行走方式分分为牵引式铲运机机和自行式铲运机机；按铲斗操纵纵系统分，有有液压操纵和机械操纵两种。1铲运机的适用用范围1）性能：铲、、装、运、卸卸土、填筑、、压实。2)适用范围：大大面积的场地地平整，开挖挖大型基坑、、沟槽，以及及填筑路基、、堤坝。铲运机的铲斗斗容量为2.5～8m3,自行式铲运机机的经济运距距为800～1500m。自行式铲运机机CL9自行式铲运机机2、助铲法：根据填、挖方方区分布情况况，结合当地地具体条件，，合理选择运运行路线，提高生产产率。一般有有环形路线和“8”字形路线两种形式。环形路线见图1.23“8”字形路线见图1.241.5.1.3单斗挖土机单斗挖土机按按工作装置不不同，可分为为正铲、反铲、、拉铲和抓铲铲四种(图)。单斗挖土机按按其操纵机构构的不同，可可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖挖土机的优点点是能无级调速速且调速范围围大；快速作作业时，惯性性小，并能高高速反转；转转动平稳，可可减少强烈的的冲击和振动动；结构简单单，机身轻，，尺寸小；附附有不同的装装置，能一机机多用；操纵纵省力，易实实现自动化。正铲、反铲、、拉铲和抓铲铲1正铲挖土机（1）正铲的性能能及适用范围围1、性能：一般般只用于开挖挖停机面上的的土体，需要要设置进出口口通道。挖土特点：“向前向上上，强制切土土”2、适用：土质较好、、无地下水的地区区工作。（2）正铲挖土和卸土土的方式正向挖土、后方卸卸土和正向挖土、、侧向卸土（3）正铲挖土机的工工作面及开行通道道挖土机在停机点所所能开挖的土方面面称为工作面。正向挖土、侧向卸卸土正向挖土、后方卸卸土2反铲挖土机（1）反铲的性能及适适用范围1、反铲挖土机是开开挖停机面以下的的土体，不需设置置进出口通道。2、适用：开挖小型基基坑、基槽和管沟沟。尤其适用于开开挖独立柱基，以以及泥泞的或地下下水位较高的土体体。3、一般反铲的最大大挖土深度为4－6m，经济合理的挖土土深度为3－5m。反铲也需要配备备运土汽车进行运运输。（2）反铲挖土机的开开行方式沟端开行和沟侧开开行沟端开行沟侧开行3拉铲挖土机（1）拉铲的构成拉铲可以由起重机机上悬吊铲斗直接接改装而成（2）拉铲的性能及适适用范围拉铲挖土时，依靠靠土斗自重及拉索索拉力切土，卸土土时斗齿朝下，利利用惯性，较湿的的粘土也能卸净。。但其开挖的边坡坡及坑底平整度较较差，需更多的人人工修坡（底）。。适用：开挖大型基基坑、基槽和管沟沟。也可开挖水下下和沼泽地带的土土壤。（2）拉铲挖土机的开开行方式沟端开行和沟侧开开行4抓铲挖土机（1）抓铲的构成抓铲一般由正、反反铲挖土机更换工工作装置而成，也也可以由履带式起起重机改装而成。。（2）适用：开挖独立柱柱基的基坑和沉井井，最适宜于水中中挖土。1.土方工程的类型及及规模。2.施工现场周围环境境及水文地质情况况。3.现有机械设备条件件。4.工期要求。1.5.2土方机械的选择1.6土方的填筑与压实实1.6.1填土的要求填土的土料应符合合设计要求。含有大量有机物、、石膏和水溶性硫硫酸盐(含量大于5%)的土以及淤泥、冻冻土、膨胀土等，，均不应作为填方方土料；以粘土为土料时，，应检查其含水量量是否在控制范围围内，含水量大的的粘土不宜作填土土用；一般碎石类土、砂砂土和爆破石渣可可作表层以下填料，其最大粒径不不得超过每层铺垫垫厚度的2/3。填土应按整个宽度度水平分层进行，，当填方位于倾斜斜的山坡时，应将将斜坡修筑成1∶2阶梯形边坡后施工，以免填填土横向移动，并并尽量用同类土填填筑。回填施工前，填方方区的积水采用明明沟排水法排除，，并清除杂物。1.6.2土的压实方法填土的压实方法一一般有碾压、夯实、振动压实等几种。碾压法是靠沿填筑面滚动动的鼓筒或轮子的压力压实填土土的，适用于大面面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾、振动碾碾和汽胎碾。碾压机械进行大面面积填方碾压，宜宜采用“薄填、低速、多遍遍”的方法。夯实方法是利用夯