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1、建筑施工技术 第一章 土方工程,概述,（一）建筑施工课程的研究对象和方法,（二）建筑施工规范、规程,建筑施工规范和规程由国务院有关部委批准颁发，它分为国家、专业、地方、企业四级。,第一章 土方工程,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,一、土方工程分类及施工特点,（一）工业与民用建筑工程中土方工程一般分为四类：,1.场地平整,2.基坑(槽)及管沟开挖,3.地下工程大型土方开挖,4.土方填筑,（二）土方工程的特点：,1、面广量大、劳动繁重,2、施工条件复杂,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,二、土的工程分类 （一）根据土的颗粒大小可分为： 1、岩石 2、碎石土 3、砂土 4、粉土 5、粘性土

2、 详细的分类，见岩土工程勘察规范 GB50021-2001,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,（二）根据土的开挖难易程度 分为松软土、普通土、坚土 等八大类， 参 见 教 材 第 2 页表1-1。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,表1-1 土的工程分类,续表1-1 土的工程分类,续表1-1 土的工程分类,三、土的工程物理性质 1、土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土的 固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。 mw 土中水的质量； ms 土中固体颗粒的质量,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,土的含水量测定方法： 把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100105C），直至重量

3、不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式 可计算出土的天然含水量。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,土的含水量表示土的干湿程度。 土的含水量：5%以内，干土； 530%以内，潮湿土； 大于30%，湿土。 各类土的最佳含水量如下： 砂土为8%12%； 粉土为9%15%； 粉质粘土为12%15%； 粘土为19%23%。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,工程意义： 含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。 例：测定土的含水量时，用环刀法取样，如图1-1所示。土样取出后，放在天平上称量质量300g，然后放入烘箱内进行

4、烘干，烘干后质量为250g，已知环刀自重50g， 求土的天然含水量。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,解：土中固体颗粒的质 量ms =250-50=200g 土中水的质量mw =300-250=50g 土的天然含水量：,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,2、土的密度 （1） 土的天然密度 天然密度是指土 在天 然状态下单位体积的 质量，用表示，即,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,m土体的质量； V土的天然体积。,土的密度一般用环刀法测定，用一个体积已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。,第一节 土的工程分类及其工程

5、物理性质,（2）土的干密度 土的干密度：指单位体积土中固体颗粒 的质量，用d表示， 即,mS土中固体颗粒的质量。 V土的天然体积,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度d，从而可判断土是否达到要求的密实度。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,3、土的可松性 什么是土的可松性？ 工程意义： 最初可松性系数KS 自然状态下的土，经开挖成松散状态后， 其体积的增加，用最初可松性系数表示。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,V1土在自然状态下的体积 V2土经开挖成松 散状态下的体积,第一节 土的工程

6、分类及其工程物理性质,最终可松性系数K/S 自然状态下的土，经开挖成松散状态后，回填夯实后，仍不能恢复到原自然状态下体积，夯实后的体积与原自然状态下体积之比，用最终可松性系数表示。,V3土经回填压实后的体积,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,表12 土的可松性系数,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,例.建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。 （边坡坡度1：m=1 ：0.5；Ks=1.30， K/s =1.05）,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,解：m叫边坡坡度系数，m

7、=B/H B=mH= 0.52=1 .0m 挖土体积=截面面积长,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,4、土的渗透性 土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中孔隙的难易程度。 工程意义： 土的渗透性测定： 实验室测定： 现场室测定：,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,图1-4 土的渗透性实验室测定,V=KI K渗透系数 I水力坡度 I=h/L h=H1-H2 H1高水位 H2低水位 L渗流路程,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,Q流水量 V渗流速度 A土样横截面面积,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,现场抽水试验示意图,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,对重大工程，宜采

8、用现场抽水试验以获得较准确的值，其方法如图所示。在现场设置 一抽水孔，并距抽水孔为X1、X2处设两个观测井(三者位于一直线上)，待抽水稳定后，测得 X1、X2处观测孔中的水深L1、L2，并由抽水孔中相应的抽水量Q，由下式求得K值,K值的现场抽水试验测定：,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,作业:,1-1、1-2、1-3、1-4、1-5,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,一、土方边坡,当 F f + C 时，土体就会产生滑坡。 f 摩阻力； C 粘结力，又叫内聚力； F 下滑力，由土体自重分解而来， 边坡愈陡， 下滑力F愈大。,第二节 基坑（基槽）的土方开

9、挖,土方边坡坡度以其挖方深度H与边坡底宽B之比来表示。,m = B/H ，称为边坡系数。,土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,边坡可做成直线形、折线形或阶梯形图16,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定临时性挖方边坡值,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,二、土方工程量计算,图1-7基坑土方量计算,（一）基坑土方量计算,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（二）基槽土方量计算,图1-8基槽土方量计算,1第一段土方量。 1第一段的长度。,第二节 基坑（基槽）

10、的土方开挖,总土方量为各段土方量之和。 12n 1、2、n各分段的土方量（m3）,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,二、 场地平整 1、什么叫场地平整? 2、基本原则： 总挖方=总填方 即场地内挖填平衡， 场地内 挖方工程量 等于填方工程量。,图1-9 场地不同 设计标高的比较,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,3、计算步骤及方法 （1）初步确定场地设计标高,图1-10场地设计标高示意图 (a)地形地图方格网 (b)设计标高示意图 1等高线； 2自然地面； 3设计地面,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,H1-为一个方格仅有的角点标高； H2-为二个方格共有的角点标高；

11、 H3-为三个方格共有的角点标高； H4- 为四个方格共有的角点标高；,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,平整后土方量 V后 = H 0a 2n H0平整后的场地标高； n方格数；,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,平整前土方量 = 平整后土方量,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（2）场地设计标高的调整 土的可松性影响,图1-11 设计标高调整计算简图 理论计算标高 调整设计标高,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,借土或弃土的影响,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,考虑泄水坡度对设计标高的影响 平整场地坡度，一般标明在图纸上，如设 计无要求，一般取不小于2的坡度，根据 设计图纸或现场情况，泄水坡度分：

12、 单向泄水 双向泄水,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,A 单向泄水 将调整后的设计标高（H/0）作为场地中心线的标高。 场地内任一点设计标高为： Hij = H/0 + L i,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,B 双向泄水 将调整后的设计标高H/0作为场地纵横方向的中心点。 场地内任一点的设计标高为 ：,Hij = H/0 + Lx iX + Ly iy,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,作业:,1-6、1-7,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（3）计算零点标出零线 计算各方格角点的施工高度 所谓施工高度，就是每一个方格角点的 挖填高度，用 hn表示。 hn = Hij - Hn h 该角点的挖

13、填高度， “+” 值表示填方“，”值表示挖方。 Hij 该角点设计标高。 H n 该角点自然地面标高。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,计算零点标出零线 方格中的土方一部分为填方，而另一部分 为挖方，这时必定存在不挖不填的点， 这样的点叫零点。 把一个方格中的所有零点都连接起来， 形成直线或曲线，这道线叫零线。 即挖方与填方的分界线。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,AOC DOB,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（4）计算土方工程量 四棱柱法 A、方格四个角点全部为 挖或填方时（图115）， 其挖方或填方体积为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,B、方格四个角点中， 部分是挖方，部分是 填方

14、时（图116）， 其挖方或填方体积分别 为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,C、方格三个角点为挖 方，另一个角点为 填方时。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,也可采用下面方法计算： A、方格四个角点全部为挖或填方时，其挖方或填方体积为：,B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时，其挖方或填方体积分别为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,三棱柱法,图1-18按地形方 格划分三角形,计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形 （图118） 每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,A、当三角形三个角 点全部为挖或填 时（图119a）

15、， 其挖填方体积为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,B、三角形三个角点 有挖有填时,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,断面法 方法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（5）边坡土方量计算 A、三角形棱锥体边坡体积（图1-21 ） 其体积为,L1边坡的长度（m）； F1边坡的端面积（m2）；,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,B、三角棱柱体边坡体积 如图（图1-21）中其体积为,第

16、二节 基坑（基槽）的土方开挖,作业:,1-8、1-9、1-10,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,4、场地平整土方量计算例题 某建筑场地地形图如图122所示， 方格网a=20m，土质为中密的砂土， 设计泄水坡度ix=3%，iy=2%,不考 虑土的可松性对设计标高的影响， 试确定场地各方格角点的设计标高， 并计算挖填土方量。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,8,9,10,12,13,14,7,图122,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,1)计算角点地面标高,用插入法求出等高线 44.044.5 间角点4的地面标高H4，,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,通常采用图解法求出各角点的地面标 高，如图124

17、。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,图124,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,2)计算场地设计标高H0,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,3)场地设计标高的调整 以场地中心点8为H0，其余各角点设计标高为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,4)计算各方格角点施工高度,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,5)计算零点，标出零线,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,6)计算土方量 四棱柱法 A、全挖全填方格,第二节 基

18、坑（基槽）的土方开挖,B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时 （图125），其挖方或填方体积分别为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填 方时（图125）,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,总挖方量 = 17.91+117+270+0.03+35.28+234.04 =674.26m3 总填方量 =136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m3,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,边坡土方量计算 首先确定边坡坡度，因场地土质系中密 的砂土，且地质条件较差，挖方区边坡 坡度采用1：1.25，填方区

19、边坡坡度采用 1：1.50，场地四个角点的挖填方宽度 为：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,角点5挖方宽度 0.931.25=1.16米 角点15挖方宽度 0.381.25=0.48米 角点1挖方宽度 0.391.5=0.59米 角点11挖方宽度 0.971.5=1.46米,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,挖方区边坡土方：,挖方区边坡土方合计： 24.11立方米,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,填方区边坡土方量：,填方区边坡土方量合计： 33.05立方米,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,场地及边坡土方 量总计: 挖方 674.26+24.11=698.37 填方

20、 679.27+33.05=712.32,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,作业:,1-11、1-12,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,5、建筑地基基础工程施工质量验 收规范GB50202-2002对土方开 挖的有关规定：,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,表14 土方开挖工程质量检验标准,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,四、土壁支护,土壁支撑根据基坑（槽）的宽度及深度大小采用不同形式,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,五、基坑支护结构 支护结构包括挡墙与支撑(拉锚)两部分。 按受力不同可分： 重力式支护结构 非重力式支护结构 边坡稳定式支护,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（一）重力式支护墙类型

21、1、深层搅拌法水泥土桩挡墙,深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（一）重力式支护墙类型 1、深层搅拌法水泥土桩挡墙,深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,深层搅拌法利用的固化剂：,水泥浆 水泥砂浆,水泥的掺量为加固土重的715，水泥砂浆的配合比为1：1或 1：2。,第二节 基坑（基槽）的土

22、方开挖,A、深层搅拌机 中心管喷浆方式： 适用于多种固化剂。,叶片喷浆方式：,只能使用纯水泥浆而不能采用其它固化剂,B、深层搅拌法施工,深层搅拌水泥土桩挡墙的施工工艺流程,（1）定位 （2）预拌下沉 （3）制备水泥浆 （4）提升、喷浆、搅拌 （5）重复上下搅拌 （6）清洗、移位,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,图1-31 施工工艺流程 （a)定位；（b)预搅下沉；（c)喷浆搅拌上升； （d)重复搅拌下沉；（e)重复搅拌上升；(f)完毕,C、深层搅拌水泥土桩挡墙材料要求及截面形状 宜用425号水泥，掺灰量应不小于10%，以1215%为宜， 横截面： 宜连续，形成封闭的实体（图132） 或格状结构

23、（图133）。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,图1-32深层搅拌水泥土桩挡墙 （格壮连续壁）,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,D、提高深层搅拌水泥土桩挡墙 支护能力的措施,（1）卸荷 （2）加筋 （3）起拱 （4）挡墙变厚度,E、工程实例,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,又叫高压喷射注浆法 旋喷桩挡墙是利用工程钻机钻孔至设计标高后，将钻杆从地基深处逐渐上提，同时利用安装在钻杆端部的特殊喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在地基中形成直径均匀的圆柱体。该固化后的圆柱体称为旋喷桩。桩体相连形成帷幕墙，用

24、作支护结构。,2、旋喷桩挡墙,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,1、H 型钢支柱挡板支护挡墙 2、钢板桩,（二）非重力式支护墙类型,（1）槽形钢板桩,由槽钢正反扣搭接组成。槽钢长68M，型号由计算确定。由于其抗弯能力较弱，用于深度不超过4M的基坑，顶部设一道支撑或拉锚。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（2）热轧锁口钢板桩 型式有：U型 、 Z型(又叫 “波浪型” 或“拉森型”、一字型 （又叫平板桩）、 组合型,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（3）单锚钢板桩常见的工程事故及其原因：,1）钢板桩的入土深度不够,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,2）钢板桩本身刚度不足

25、,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,3）拉锚的承载力不够或长度不足,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,单锚钢板桩设计的“三要素”：,入土深度 锚杆拉力 和截面弯矩,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（4）钢板桩的施工 钢板桩打设前的准备工作 （A）钢板桩的检验与矫正 1)表面缺陷矫正 2)端部矩形比矫正 3)桩体挠曲矫正 4)桩体扭曲矫正 5)桩体截面局部变形矫正 6)锁口变形矫正,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（B）导架安装 亦称：“施工围檩”,图1-38 导架及屏风打入法,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,C）沉桩机械的选择 (2)钢板桩的打设 钢板桩打设方式选择 (A)单独打入法 (B)屏风式

26、打入法 (图138 ) 钢板桩的打设 钢板桩的拔除 钢板桩施工实例,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,3、钢筋水泥 桩排桩挡墙,在地面上用钻孔机械成孔，浇筑混凝土，混凝土硬化形成桩。常用直径500-1000毫米,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,4、地下连续墙 常用厚度为500-800毫米,（1）地下连续墙施工工艺原理,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（2）地下连续墙的适用范围,优点： 1）适用于各种土质 2）施工时振动小、噪音低 3）在建筑物、构筑物密集地区可以施工，对临近的结构和地下设施没有什么影响

27、。 4）可在各种复杂条件下进行施工 5）放渗性能好 6)可采用“逆筑法”施工。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（3）“逆筑法”施工,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（三）拉锚,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,作业:,1-13、1-14,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（四）土层锚杆,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（1） 土层锚杆的发展与应用 (2) 土层锚杆的构造,锚固支护结构的土层锚杆；通常由锚头、锚头垫座、支护结构、钻孔，防护套管，拉杆(拉索)，锚固体、锚底板(有时无)等组成（图151）。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（3）土层锚杆的类型 1）一般灌

28、浆锚杆。 2）高压灌浆锚杆(又称预压锚杆) 3）预应力锚杆 4）扩孔锚杆,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（五） 支护结构的破坏形式 非重力式支护结构(亦称柔性支护结构） 破坏形式有：强度破坏和稳定性破坏。 1非重力式支护结构的强度破坏 （1）拉锚破坏或支撑压曲图（157a） （2）支护墙底部走动（157b） （3）支护墙的平面变形过大或弯曲破坏 （157c） 2、 非重力式支护结构的稳定性破坏 （1）墙后土体整体滑动失稳（157d） （2）坑底隆起（157e） （3）管涌（157f）,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,2、 重力式支护结构的破坏亦包括强度 破坏和

29、稳定性破坏两方面。 其强度破坏只有水泥土抗剪强度不足， 产生剪切破坏，稳定性破坏包括以下 几类： （1）倾覆 （2）滑移 （3）土体整体滑动失稳 （4）坑底隆起 （5）管涌,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,六、基坑槽和管沟开挖,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,基坑开挖程序一般是： 测量放线切线分层开挖 排降水修坡整平 留足预留土层,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,七、基槽检验与处理,1、观察验槽 表1一10 验槽观察内容,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,2、钎探,钎探方法，将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内，根据每打入一定深度的锤击次数，间接的判断地基土质的情况。打钎分人工和机械两种方法。,

30、第二节 基坑（基槽）的土方开挖,(1)钢钎的规格和数量 人工打钎时，钢钎用直径为2225毫米的钢筋制成，钎尖为600尖锥状，钎长为1.82.0米，见图160。打钎用的锤重为3.64.5磅，举锤高度约5070厘米，将钢钎垂直打入土中，并记录每打入土层30厘米的锤击数。用打钎机打钎时，其锤重约10千克，锤的落距为50厘米，钢钎为直径25毫米，长1.8米,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（2）钎孔布置和钎探深度 表111 钎孔布置,注：对于较软弱的新近沉积粘性土和人工杂填土的地基，钎孔间距应不大于1.5米,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,（3）钎探记录和结果分析 表112 钎探记录表,第二节 基坑（

31、基槽）的土方开挖,3、夯探,八、深基坑工程土方开挖 土方开挖方案,1无支护结构的基坑开挖 2有支护结构的基坑开挖,(1)盆式开挖。 (2)岛式开挖。,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,作业:,1-15,第二节 基坑（基槽）的土方开挖,第三节 土方填筑与压实,一、土料选择,选择填方土料应符合设计要求 碎石类土、砂土和爆破石碴，可用作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；碎块草皮和有机质含量大于8的土，仅用于无压实要求的填方工程；淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用，但填

32、料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。,碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的23(当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的34)。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块(漂)石填料的最大粒径不应超过设计要求。,第三节 土方填筑与压实,二、填筑要求 1施工要求,填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。,第三节 土方填筑与压实,2填土压实的质量检查 填土压实的质量是以压实系数c控制

33、。,第三节 土方填筑与压实,注：1、压实系数c为压实填土的控制干密度d与最 大干密度dmax的比值，wop为最优含水量； 2、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土， 压 实系数不应小于0.94。,压实填土的最大干密度和最优含水量，宜采用击实试验法确定，当无试验资料时，最大干密度可按下式计算：,第三节 土方填筑与压实,dmax分层压实填土的最大干密度； 经验系数，粉质粘土取0.96，粉土取0.97； w水的密度； ds土粒相对密度。 W0p填土的最优含水量。,第三节 土方填筑与压实,当填料为碎石或卵石时，其最大干密度可取2.02.2t/m3 。,三、填土的压实方法 1、碾压法 适用范围：主要

34、用于大面积填土。 常用碾压工具： （1）平碾： 适用于碾压粘性和非粘性土。,两轮两轴式（图161） 三轮两轴式（图162）。,第三节 土方填筑与压实,第三节 土方填筑与压实,（2）羊足碾： 它是碾轮表面上装有许多羊蹄形的 碾压凸脚（图163），一般用拖拉 机牵引作业。 不宜用于无粘性土、砂及面层的压 实。一般羊足碾适用于压实中等深度 的粉质粘土、粉土、黄土等。,第三节 土方填筑与压实,第三节 土方填筑与压实,2、夯实法 主要用于小面 积的回填土。 夯实 机具类型较多， 有木夯、石夯、 蛙式打夯机 （图164）,第三节 土方填筑与压实,HCD70型打夯机 产地 ：成都 尺寸： 300 x 280

35、(mm) 重量 ：70Kg,第三节 土方填筑与压实,MM 120 SR 打夯机,多用途工务机械 设备，装有两套 独立的牵引系统 （铁路和公路）、 旋转塔楼和起重 臂，它通过了意。 大利铁路局（FS） 和法国铁路局 （SNCF）的审查 验证。,第三节 土方填筑与压实,3、振动法,四、影响填土压实质量的 因素 （一）压实功的影响,第三节 土方填筑与压实,（二）含水量的影响,土的最优含水量和最大干密度参考表(表114 ),第三节 土方填筑与压实,（三）铺土厚度的影响,表1-5 填方每层的铺土厚度和压实遍数,第三节 土方填筑与压实,第四节 土方工程机械化施工,一、 推土机 1、组成： 拖拉机 推土铲刀

36、 2、行走方式 履带式 轮胎式 3、铲刀操纵方式 钢丝绳操纵 液压操纵 4、特点：操纵灵活，运转方便，所需 工作面较小，功率大，行驶快，易 于转移，能爬300左右的缓坡。,5、适用范围：多用于清理场地，平整土地，开挖深度不大的基坑，填平沟槽以及配合铲运机、挖土机等工作。此外，在推土机后面，可安装松土装置，破松硬土或冻土，也可以拖挂羊足碾，进行土方压实工作。 推土机可以推挖一三类土，推送距离宜在100米以内，以运距在50米以内经济效果最好。,第四节 土方工程机械化施工,TY220履带式推土机,移山-TY220履带式推土机参照日本小松制作所D85A-18先进技术生产的大马力推土机。,第四节 土方工

37、程机械化施工,6、施工方法, 下坡推土法 分批集中一次推土法 并列推土法 槽形推土法 铲刀上附加侧板,第四节 土方工程机械化施工,7、推土机的生产率 水平推土每小时生产率,q 每次推土量(m3) KS土的最初可松性系数； TV从推土开始到将土送至填土地点循环延续时间（秒）,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,推土机的台班生产率 Qd = 8 Qh KB (m3/台班) KB 时间利用系数（取0.720.75) 上坡推土 推土机功率乘以相应坡度系数 = 1015% 坡度系数 0.92 = 1525% 坡度系数 0.88 = 25%以上 坡度系数 0.80,二、铲运机,铲运机是

38、一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗，在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。,第四节 土方工程机械化施工,1、种类： 拖式铲运机 自行式铲运机 2、铲斗操纵方式 钢丝绳操纵 液压操纵 3、特点 因为能综合完成挖土、运土、卸土和 平土工作，因而管理简单，效率高， 运转费用低，对行使道路要求较低。,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,4、适用范围适用于地形起伏不大，坡度在150以内的大面积场地平整；开挖大型基坑；填筑堤坝和路基，可挖运含水量不超过27%的一三类土。不

39、适用于砾石土、冻土和沼泽地区施工。对于硬土需用松土机预松后才能开挖。自行式铲运机适用于运距8003500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m的范围内生产效率最高。拖式铲运机适用于运距在80800m的土方工程施工，而运距在200350 m时效率最高。,第四节 土方工程机械化施工,5、开行路线 环形路线 8字形路线,第四节 土方工程机械化施工,提高铲运机生产率的措施下坡铲土法跨铲法助铲法,第四节 土方工程机械化施工,7、铲运机的生产率 小时生产率 q 铲斗容量（m3） Tc 从挖土开始至卸土完毕的循环 延续时间（秒）； K c 铲斗装土的充盈系数， （一般砂土 075，其它土08510

40、）； KS 土的最初可松性系数。台班产量 Q d= 8 Qh KB（m3/台班） KB 时间利用系数，取0.650.75；,第四节 土方工程机械化施工,三、 单斗挖土机,第四节 土方工程机械化施工,1、 正铲挖土机 适用于开挖高度大于2米的无地下 水的干燥基坑及土丘等。其挖土特点是：“前进向上、强制切土”。其挖掘能力大，生产率高，能开挖停机面以上的一 四类土。但需汽车配合运土。 正铲挖土机的作业方式 正向挖土，侧向卸土（图173(a)） 正向挖土，后方卸土（图173(b)）,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,2、反铲挖土机,第四节 土方工程机械

41、化施工,反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其挖掘能力比正铲小，能开挖停机面以下的一三类土，亦可用于地下水位较高的土方开挖，适用于开挖停机面以下6.5米深以内的土方。挖土时可用汽车配合运土，也可弃土于坑槽附近,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,反铲挖土机的作业方式有： 沟端开挖： 工作面宽度可达1.3R（单面装土）或1.7R(双面装土), 沟侧开挖（图1-77）,第四节 土方工程机械化施工,第四节 土方工程机械化施工,3、拉铲挖土机,其特点是：“后退向下，自重切土”。 能开挖停机面以下的一二类土 适用于开挖大型基坑及水下挖土、 填筑路基、修筑堤坝等。,第四节

42、土方工程机械化施工,4、抓铲挖土机,其挖土特点是：“直上直下，自重切土”。,第四节 土方工程机械化施工,其挖掘力较小，只能开挖停机面以下一二类土，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中 淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。 在软土地基的地区，常用于开挖基坑、沉井等。,第四节 土方工程机械化施工,5、单斗挖土机的生产率,第四节 土方工程机械化施工,小时生产率 ： P1 = 60 q n Kc/K s (m 3/ h ) q 土斗容量（立方米）； n 每分钟挖土次数 ； n =60/t t 挖土机每次循环延续时间（秒），即每挖一斗的时间，对W-100正铲挖土机为2540秒，对W-100拉铲

43、挖土机为4560秒； KC 土斗的充盈系数，一般取0.81.1； KS 土的最初可松性系数； KB 工作 时间利用系数，一般为0.60.8。,第四节 土方工程机械化施工,6、挖土机与汽车的配套计算,（1）挖土机数量 N 挖土机数量主要根据土方量、 工期确定,第四节 土方工程机械化施工,P挖土机台班生产率 Q 土方量（立方米）； T 工期（工作日）； C 每天工作班； K时间利用系数，一般取 0.80.9。,（2）自卸汽车数量N 1 自卸汽车数量应保证挖土机连续工作。 N 1= Ta/ t1 （辆）,第四节 土方工程机械化施工,Ta 自卸汽车每一运土循环的延续时间（分钟）； Ta = t 1 +

44、 2L/Vc +t 2 +t 3 t 1自卸汽车每次装车时间（分钟）； t1 = n t n 自卸汽车每车装土次数 n = Q1 Ks/qKc. r Q1 自卸汽车的载重量（10KN）； r 土的重度，一般取17KN/立方米； L 运土距离（米）；,第四节 土方工程机械化施工,VC重车与空车的平均速度（米/分钟）； t 2自卸汽车卸土时间（分）， 一般为1分； t3自卸汽车操纵时间（分）， 包括停放等待、待装、等车、 让车等，一般取23分种。 Ks土的可松行系数； Kc土斗充盈系数，取0.81.1；,第四节 土方工程机械化施工,作业:,1-16、1-17、1-18、1-19,第四节 土方工程机

45、械化施工,一、排除地面水,第五节 人工降低地下水位,一般排水沟的横断面不小于500500mm，纵向坡度一般不小于3，平坦地区不小于2，沼泽地区可降至1，施工过程中应注意保持排水沟畅通。 山坡上开挖截水沟，在平坦或低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还要修筑土堤挡水。,二、降低地下水 （一）集水坑降水法 又叫集水井降水法，明排法。,第五节 人工降低地下水位,1、集水坑的设置,第五节 人工降低地下水位,（1）形式：圆形或方形。 （2）设置范围：基础边线0.4米之外，地下水走向的上游。 （3）数量、间距：根据涌水量大小，基坑平面形状尺寸，水泵抽水能力确定，一般2040米设置一个。 （4）直径或宽度

46、：一般0.60.8米。 （5）集水井深度：随挖土深度增加而增加，保持低于挖土工作面0.71.0米，当基坑挖至设计标高后，保持井底低于坑底12米，在井底铺设0.3米厚碎石滤水层，井壁用竹、木等材料加固，以防井壁坍塌。,2、排水沟的设置,第五节 人工降低地下水位,排水沟底宽一般不小于300毫米，并留有不小于3%的坡度，排水沟比基坑底低至少300400毫米。,3、水泵的性能及选用,第五节 人工降低地下水位,（1）离心泵,特点：抽水量大、吸水扬程小，但总扬程大。 组成：泵壳、泵轴、叶轮、吸水管、出水管。 主要性能： 流量 扬程 吸水扬程 总扬程 功率,流量：是指水泵单位时间内的 出水量。 扬程：是指水

47、泵能扬水的高度 轴功率：是指水泵在一定的流 量和扬程的情况下，电 动机传给水泵轴上的功 率，也称泵的输入功率 N = KQH/101.3 12 （KW）,第五节 人工降低地下水位,工作原理：叶轮高速旋转时， 所产生的离心力，将轮中心 的水甩出而形成真空，基坑 内的水在大气压力作用下不 断从吸水管内上升进入水泵。,第五节 人工降低地下水位,离心泵的选择：,第五节 人工降低地下水位,主要根据流量和扬程。离心泵的位置按扬程选，离心泵的数量按流量选。,2B19表示水泵进水口直径2英寸，总扬程19m，1英寸=25.4mmm。,离心泵的型号：,要先向泵体与吸水管内灌满水，排除空气，然后开泵抽水，离心泵在使

48、用中要防止漏气和杂物堵塞。,第五节 人工降低地下水位,离心泵的安装,要特别注意吸水管接头不漏气及吸水口至少应在水面以下0.5m，以免吸入空气，影响水泵正常运行。,离心泵的使用,（2）潜水泵,第五节 人工降低地下水位,优点 组成 常用潜水泵流量15100立方米/小时，扬程3.525米 潜水泵的使用：,（二）流砂的发生与防治,第五节 人工降低地下水位,当采用集水井降水法开挖基坑，当基坑开挖到地下水位以下时，有时坑底土会成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂现象。,1、流砂现象,2、流砂对工程的危害 发生流砂现象时，基底土完全丧失承载力，土边挖边冒，施工条件恶化，严重时会造成塌方。如果附近有

49、建筑物，就会因地基被掏空而使建筑物下沉，倾斜甚至倒塌。,第五节 人工降低地下水位,3、流砂发生的原因,第五节 人工降低地下水位,第五节 人工降低地下水位,则上式可写成：T = I rw rw水的重度 F土体截面面积； T 土体单位阻力； L 土柱长。,根据作用与反作用定律，水在土中渗流时，受到土体的阻力T，同时左端的水对土体有一作用力，叫动水压力。这两个力大小相等方向相反，属作用力与反作用力的关系。若动水压力用GD表示，则GD = - T = - I r w,第五节 人工降低地下水位,（1）动水压力与水力坡度成正比，即水位差 h1h2愈大，则动水压力GD愈大，而渗透路程L愈大，则动水压力GD愈

50、小。（2）动水压力的作用方向与水流方向相同。,由此可知：,第五节 人工降低地下水位,若P f + GD则土体是稳定的。 如果P P f = r土 1 r W1 = r土 rW = r/ W r土 土的重度； rW 水的重度（10KN/m3)； r/W 土的有效重度； 1 单位土体的体积为1 。,即动水压力大于或等于土的有效 重度，土颗粒处于悬浮状态，土 粒能随着渗流的水一起流动进入 基坑，发生流砂现象。,第五节 人工降低地下水位,具有下列性质的土，就有可能发生流砂现象：,第五节 人工降低地下水位,（1）土的颗粒组成中，粘粒含量小于10%，粉粒（粒径为0.0050.05MM)含量大于75%； (

51、2)颗粒级配中,土的不均匀系数小于5； (3)土的天然孔隙比大于75%； (4)土的天然含水量大于30%。,流砂现象易在粉土、细砂、粉砂及淤 泥土中发生。一般工程经验是：在可 能发生流砂的土质处，当基坑挖深超 过地下水位线0.5M左右，就要注意流 砂的发生。,第五节 人工降低地下水位,4、流砂的防治,第五节 人工降低地下水位,防治流砂的途径有三：一是减少或平衡动水压力；二是设法使动水压力方向向下。三、截断地下水流。,具体措施,第五节 人工降低地下水位,（1）抢挖法。 （2）打钢板桩法。 （3）水下挖土法。 （4）人工降低地下水位法 （5）枯水期施工 （6）地下连续墙法,作业:,1-20、1-2

52、1、1-22,第五节 人工降低地下水位,（二）井点降水法,表116各类井点的适用范围,第五节 人工降低地下水位,1、轻型井点,动画,第五节 人工降低地下水位,（1）轻型井点设备 1）管路系统 管路系统包括滤管、井点管、 弯连管和总管。,第五节 人工降低地下水位,第五节 人工降低地下水位,A、滤管 作用：防止孔壁坍塌，使地下水通过滤管孔流入井点管内，同时把泥沙阻隔在井点管外，使抽出的地下水的含泥量不超过允许值。 构造：,B、井点管,第五节 人工降低地下水位,一般采用直径50mm的钢管，长57m，也有采用直径38mm的钢管，上端用弯连管与总管相连，下端配有长1.01.5m的滤管。它的作用是抽取地下

53、水。,C、弯连管 D、总管 采用直径为100127MM的无缝钢管，分节制成，每节长4M，其上装有与井点管连接的短接头，间距0.81.2M。,A、真空泵抽水设备,第五节 人工降低地下水位,2）抽水设备,真空泵抽水设备通常由真空泵一台，离心泵两台（一台备用），气水分离器一台，组成一套，并制成定型产品。 干式真空泵 湿式真空泵,第五节 人工降低地下水位,(动画),射流泵抽水设备的工作原理：,第五节 人工降低地下水位,射流泵抽水设备，由离心泵、射流器、循环水箱等组成。 其工作原理,（2）轻型井点的布置,第五节 人工降低地下水位,1）平面布置：单排 双排 环形 封闭式 非封闭式（U）形 A、单排 基坑宽

54、度6M，降水深度不大于5M，可采用单排井点。把井点布置在地下水上游一侧，两端延伸长度不小于基坑宽度,第五节 人工降低地下水位,B、双排,第五节 人工降低地下水位,基坑宽度6M，降水深度6M或土质不良时，可采用双排井点，在实际施工中不常用。,C、环行,第五节 人工降低地下水位,基坑面积较大时，采用环行井点，在四周转角处，井点管要适当加密分为封闭式和非封闭式。当采用非封闭式环行井点，开口方向应在地下水下游一侧。 图1-86,第五节 人工降低地下水位,井点管的埋设深度：H H1 + h + I L （1-37） H1 井点管埋置面至基坑底部的距离（M）； h 基坑底面至降低后的地下水位线的距离（M）

55、；双排井点为基坑中心线处，单排井点为远离井点一侧基坑边缘处，一般取0.51.0M； I 水力坡度，单排井点取1/4，双排及环行井点取1/10。 L 井点管至基坑中心的水平距离（单排井点为基坑另一边的距离）。,第五节 人工降低地下水位,2）高程布置,井点管露出地面为0.20.3M，在任何 情况下，滤管必须埋在透水层内。 总管布置标高宜接近原地下水位线， 水泵轴心标高宜与总管平齐或略低于 总管，总管应具有0.250.5%坡度，坡 向泵房，在降水深度不大，真空泵抽 吸能力富裕时，总管与抽水设备也可 放在天然地面上,第五节 人工降低地下水位,第五节 人工降低地下水位,图188 二级轻 型井点,（3）轻

56、型井点的计算,第五节 人工降低地下水位,1）涌水量的计算 水井的分类（教材第50页图1-48） 无压完整井 图189(a)图1-48(a) 无压非完整井 图1-89(b)图1-48(b) 承压完整井 图1-89（c）图1-48（c） 承压非完整井 图1-89（d）图1-48（d）,第五节 人工降低地下水位,第五节 人工降低地下水位,自井轴至漏斗外缘的水平距离，称为抽水影响半径R。,第五节 人工降低地下水位,式中：Q 井点系统的涌水量 （立方米/天）； K 渗透系数（立方米/天）；,H 含水层厚度（M）； S 水位降低值（M）； x0 环状井点的假想半径，对于矩 行基坑的长宽比不大于5时， 可近

57、似看作圆环；,第五节 人工降低地下水位,F 环形井点所包围的面积(平方米)。,B、无压非完整井,第五节 人工降低地下水位,式中H换成有效影响深度H0 ，H0 值系经验数值 ，可参考表 1 17 （教材第51页表1-9） 计算，当算得H0大于实际含水层厚度H时，则仍取H值，表1-8中S /表示原地下水位线到滤管上部之距，L表示滤管长度。,无压非完整井环行井点系统的涌水量计算公式：,第五节 人工降低地下水位,表 11 7 抽水影响深度H0,第五节 人工降低地下水位,注：表中s/为井点管内水位降低值， 单位m；为 M 承压含水层厚度（M）； K、R、X0、S意义与上式相同。,D、承压非完整井环行井点系统 的涌水量计算：,第五节 人工降低地下水位,r 井点管半径； 2）确定井点管数量与间距,A、单井井点的最大出水量q,第五节 人工降低地下水位,q 单井井点的最大出水 量（立方米/天）；d 滤管直径（M）；L 滤管长度（M）；K 渗透系数(m/d)。,B、井点管数量 n = 1.1 Q/q 1.1备用系数，考虑井点 管堵塞等因素。 C、井点管间距 D= L / n L总管长度（M）。,第五节 人工降低地下水位,井距不能太小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，因此，井距必须大于 5d；在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则，井距较大时，水位降落时间