第1章土石方工程.ppt

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1、建筑施工,基本要求：1、掌握各主要工种工程的施工工艺，工艺原理和施工中的关键环节；2、掌握拟定施工方案的基本方法，并了解各种施工方案在技术上的可能性和经济上的合理性；3、有解决实际问题的能力；4、对现行施工规范和质量标准有所了解。,第一章 土石方工程,1-1 土的工程分类及性质 土方工程一般包括场地平整、基坑（槽）、管沟和地下建筑物的开挖、回填工程等 1、场地平整（1）概念：在地面上挖填，使场地平整为符合设计标高要求的平面（一般还有一定泄水坡度的要求）（2）施工方法：应采用机械化或半机械化的施工方法（推土机、铲运机等）。（3）施工特点：面积大，土方工程量大,2、基坑（槽）、管沟施工（1）概念：

2、在地面以下开挖条形基础的基槽、地下管道的沟槽以及独立柱基础的基坑（有时多个独立柱基础之间距离很近，可一次开挖成基槽）（2）施工方法：可采用人工或机械挖土。尽量采用中小型土方机械以提高劳动生产率，降低工程成本。（推土机、单斗挖土机）。,3、回填工程（1）概念：在地面以上填筑路基、堤坝等构筑物。（2）施工方法：一般采用机械化施工,1.1.1 土石方工程施工特点 1、面大量大，劳动繁重 2、施工条件复杂 应合理选择土方机械，尽量组织机械化施工、缩短工期，降低工程成本,1.1.2 土的工程性质 1、土的密度 土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量 土的干密度d单位体积土中固体颗粒的质量,2、土的含水

3、量（1）、定义：土中所含的水与土固体颗粒间的质量比，以百分数表示（2）大小表示：W=(G-G2)/G2 100%G1含水状态时土的质量 G2烘干后土的质量（3）土的含水量的影响：对土方边坡稳定性、填土压实质量、土方施工机械的选择有影响。,3、土的渗透性（）定义：指水在土体中渗透的性能，以渗透系数“K”表示（）渗透产生：土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动。渗流的大小与土的渗透性及渗流路径有关。（）水力坡度（I）：I=h/L P3 渗透系数K当水力坡度I等于1时的渗透速度v即为渗透系数K(m/d),4、土的可松性（）定义：P3（）土的可松性大小可以用可松性系数表示。P4 表14 最初可松性系

4、数：Ks=V2/V1 最终可松性系数：Ks=V3/V1 V1土在自然状态下的体积 V2土在开挖后松散状态下的体积 V3土在回填压实后压实状态下的体积（）土的可松性影响：开挖后再回填，体积发生变化,V1,V2,V3,1.1.3土的工程分类：1、根据土的颗粒级配或塑性指数分类2、根据土的沉积年代分类3、根据工程特点分类4、根据土的开挖难易程度的分类（四类：松软坚硬）：P1表11,1.2 场地平整,1.2.1 土方边坡、土方边坡坡度=H/B=1/(B/H)=1:m m=B/H，m称为坡度系数、形式（直线形、阶梯形、折线形）、影响土方边坡大小的因素：土质、挖方深度或填方高度、地下水位、排水情况、施工方

5、法、边坡留置时间、边坡上部荷载情况、相邻建筑的情况等因素。,m=B/h,1.2.2场地平整施工 场地平整前，要确定场地的设计标高，计算挖方和填方的土方量，确定土方调配方案，选择土方机械，拟定施工方案。,一、场地设计标高的确定1、初步计算场地设计标高H0的确定 步骤：、划分方格网（边长为a，常为1050m）、求各方格点的地面标高（各角点的高程）H、按挖填方平衡原则计算,或可改为,2、场地设计标高的调整（1）土的可松性影响 土有可松性，需要提高设计标高，设h为土的可松性引起设计标高的增加值。场地设计标高的调整为：,3、最后确定场地各方格角点的设计标高 要考虑场地泄水坡度的影响 场地任意一个方格角点

6、的设计标高为：Hn=H0L*i L该方格角点至场地中心线的距离（米）i场地泄水坡度（不小于0.2）,二、场地平整土方量计算 通常有方格网法和断面法两种（一）平均高度法1、四方棱柱体法 方格四角点全部为填方或挖方,方格的相邻两角点、为挖方、另两角点、为填方：挖方部分土方量：填方部分土方量：,平均高度法,方格的三角点、为挖方，另一角点 为填方。则填方的土方量为：填方的土方量为：,（二）断面法,（1）、近似计算（2）、较精确计算,土方工程量计算方法使用注意,1、在地形平坦地区可将方格划分大一些，采用四方棱柱体法计算2、在地形起伏较大地区可将方格划分小一些，采用三角棱柱体法计算3、当采用平均断面法计算

7、基槽、管沟或路基土方量时,场地边坡土方量的计算,步骤：1、标出四个角点A、B、C、D填挖高度和零点位置;2、根据土质确定填挖边坡率m1、m2;3、算出四个角点的放坡宽度，如A点=m1 ha,D点=m2 hd;4、绘出边坡图5、计算边坡土方量四个角点按正方锥体：AB、CD两边按平均断面法：AC、BD两边按三角锥体法,1.3土方开挖 一、排水降水（明排水法和人工降低地下水法）1、集水坑降水法 是一种简易的降水方法 但对软土或土层中含有 时，不宜使用。因为容易导致边坡塌方和流砂现象，并使基底土结构遭受破坏。,细砂、粉砂或淤泥层,泵：离心泵：扬程、吸水扬程 潜水泵：扬程,2、流砂及其防治（一）流砂的发

8、生与防治（）流砂现象 土处于流动状态，随水流出（）流砂对工程影响 土边挖边冒，无法施工，边坡塌方（）产生流砂原因 动水压力大于土粒浸水密度 多发生于：细砂、粉砂、亚砂土,为单位土体的阻力,当动水压力的方向（与水流方向一致）与土的重力方向相反时，若动水压力土的浸水密度时，土颗粒处于悬浮状态，并随水涌入基坑，即发生流砂现象。（4）基底隆起,（5）防治流砂的原则和途径及措施 防治流砂的原则：治流砂必治水 防治流砂的措施：抢挖法 打板桩法 水下挖土法 人工降低地下水位法 地下连续墙法 地壤冻结法,3、人工降低地下水位（1）人工降低地下水位的目的（2）井点的分类（轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、

9、深井井点）（一）轻型井点法降低地下水位A、方法B、设备：井点管、集水总管、抽水设备、,（1）、井点管：a、构造：无缝管（上端）滤管（下端）b、滤管的作用及要求（2）集水总管 a、构造：防漏水 b、与井点管的连接（3）、抽水设备 a、类型 干式真空泵、射流泵 b、各类轻型井点配用 功率和带动的井点管根数,C、轻型井点布置（1）影响轻型井点布置的因素（2）布置 平面布置（单排、环形）高程布置：HH1+h+IL（米）,D、轻型井点系统计算一、涌水量计算（1）、水井分类、根据其井点是否达到不透水层（完整井、非完整井）、根据地下水有无压力分（承压井、非承压井）,（2）、无压完整井涌水量计算 Q无压完整井

10、涌水量（m3/d）K渗透系数（m/d）H含水层厚度（m）S水位降低值m：基坑中心处的水位降低值 R环形轻型井点抽水影响半径m X0环形轻型井点假想半径m F 环形轻型井点井点管包围的面积,（3）无压非完整井井点系统涌水量计算 注意：抽水影响深度 的确定：（4）对于承压完整井井点系统涌水量计算 M承压含水层的厚度（m）,（2）根数：（3）间距：D=L/n（4）间距要求（5）抽水设备选择（6）轻型井点的安装与使用（a）顺序（b）井点管埋没 A、方法（用冲水管冲孔、直接利用井点管水下沉法）B、冲孔中注意问题 C、使用,井点管数量及井距单根井点管最大出水量：,4、井点降水对邻近建筑物的影响和预防措施（

11、1）回灌井点法（2）设置止水帷幕法（3）减缓降水速度法,1.5 填土压实,（一）、土料选择与填筑方法、土料选择 2、填筑方法（二）、填土压实方法（碾压法、夯实法、振动压实法）、碾压法（1）、概念（2）、适用：多用于大面积填土工程（3）、机械：（光面碾（压路机）、羊足碾和气胎碾）、夯实法（1）、概念（2）、适用：用于小面积填筑，优点是可压实较厚的土层且可以夯实粘土性和非粘土性土（3）、机械：夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机,（三）填土压实的质量标准：压实后的土实际干密度 用实验测出。实验取样时的取样方法。根据各种填料的最大干密度乘以其压实系数（查表）求得。各种填料的最大干密度宜采用击实试验确定 或用

12、公式,（四）土料选择和填筑要求 土料选择：好土 填筑要求：分层填筑、同类土 透水性好的置下层,（五）、影响填土压实质量的因素（1）、土的含水量：最优含水量（P44）为什么？（2）、铺土厚度 是多少？（3）、压实功：先轻压后重压 慢压，规定遍数,1-6 土方工程机械化施工一、推土机施工、组成：拖拉机和推土铲刀、行走方式：轮胎式、履带式、铲刀操纵机构方式（）索式：铲刀借本身自重切入土中，在硬土中切土深度较小（机械操纵）（）液压式：用油压操纵，能使铲刀强制切入土中，切土深度较大。4、推土机的特点：操纵灵活、运转方便、工作面较小，功率较大，行使快，易于转移，能爬300左右的缓坡，用途很广。,5、适用范

13、围6、提高推土机的生产率方法（1）、下坡堆土法（2）、分批集中，一次推送法（3）、并列推土法（4）、槽形推土法,二、铲运机施工1、铲运机的特点：能综合完成挖土、运土、平土或填土等全部土方施工工序 2、铲运机的开运路线）环形路线）“8”字形路线）锯齿形路线,三、单斗挖土机施工,、单斗挖土机的分类）根据其工作装置分：正铲、反铲、抓铲、拉铲 2）根据操纵方式分：液压传动、机械传动,（一）、正铲挖土机,、适用及特点（“前进向上，强制切土”）、挖土方式（）正向挖土，后方卸土（）正向挖土，侧向卸土、工作面（正、侧）4、正铲挖土的开行通道（二）、反铲挖土机1、适用及特点（“后退向下，强制切土”）2、开行方式（）沟端开行（2）沟侧开行,（三）、拉铲挖土机、适用及特点（“后退向下，自重切土”）（四）、抓铲挖土机适用及特点（“直上直下，自重切土”）,1.6.3 土方工程机械化施工选择 原则：合理使用土方机械、提高效率 1、制定土方机械选用方案依据：工程类型、规模 现场情况、水文地质情况 现有机械 工期要求2、挖土机与汽车的配套计算 以挖土机为主导机械,第一章：学了什么？,2、场地平整：标高、土方量计算,3、排水、降水、流砂 轻型井点降水系统的设计,4、填土与压实,5、土方机械的选择,1、土的分类及性质,