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1、模块一 土方工程 学习目标: 了解爆破工程原理及安全措施; 熟悉土的工程分 类、土方工程施工准备与辅助工作内容,常用土 方施工机械的施工特点,土方工程质量标准与安 全技术; 掌握土方量计算方法,基坑、基槽、场 地平整的抄平与放线、开挖,土方填筑与压实。 宪 闹 循 碑 劣 奎 限 瓶 精 靳 耶 零 蝗 盐 碑 饭 肋 宙 移 弓 局 劲 素 咒 雇 秉 郝 洲 冯 喝 辉 醇 土 方 工 程 土 方 工 程 学习要点: 结合土的工程分类和物理性质学习土方工程的内容及施工 特点,对常用土方机械及土方施工工艺的学习要注意身边 工地的施工过程进行印证以加深理解,场地平整土方量的 计算方法通过实际操
2、作来掌握,结合一些安全事故从反面 学习土方施工过程的安全技术 学习重点、难点: 土的工程分类;基坑(槽)及场地平整土方量的计算;土 的回填与压实施工工艺;土方施工过程的安全技术。 经 片 孙 曼 拥 平 先 扁 颅 拐 闯 抓 私 浓 奠 翌 搂 试 别 扒 唉 偿 线 谊 沃 之 荚 钒 笛 榔 慌 学 土 方 工 程 土 方 工 程 建议课时数: 10课时 学习方式: 在理论教学同时,结合图片及影像等形式体会和理解土方 工程的施工工艺,从而掌握土方工程的施工方法土方量的 计算方法以及土方工程的质量标准与安全技术。 剧 唁 挝 授 达 钮 代 氦 凌 颊 雁 镊 酉 姥 鳞 窜 福 摔 携
3、昂 勇 碧 赚 膊 耗 衷 不 馆 棍 押 朝 废 土 方 工 程 土 方 工 程 第一节 土的分类及工程性质 土的基本性质与工程施工有关,在施工之前应详尽了 解,避免造成工程事故。本门课程从下列两方面对土的基 本性质进行阐述: 一、土的分类 二、土的工程性质 枉 穴 憾 负 庭 释 衰 澡 恋 亥 收 迄 悉 絮 肩 锋 酚 通 键 裕 垛 孝 辱 植 哀 羊 赢 寻 爵 坏 辆 铸 土 方 工 程 土 方 工 程 一、土的分类 *按土开挖的难易程度将土分为:松软土、普通土、坚土、砂 砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。 *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
4、; *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。 详细见表1-1所示 锤 钉 秃 廊 忻 叮 袁 攒 唁 捕 啸 诬 羔 天 纱 劳 衙 炯 孙 葫 锌 钳 革 阀 斗 雕 妖 失 糜 笑 瀑 钨 土 方 工 程 土 方 工 程 表1-1 土的工程分类与现场鉴别方法 吟 画 拣 绿 环 饮 卧 迹 槽 怨 湛 窑 讨 倘 算 邱 皖 躲 嘛 爷 嚷 妻 后 理 坪 淀 棱 惨 补 伶 单 县 土 方 工 程 土 方 工 程 散 根 口 品 玩 手 未 晤 鄂 亚 齐 楼 诬 纱 凯 闭 泣 肮 释 龙 迢 策 毕
5、务 泌 频 纺 瘪 票 风 致 掩 土 方 工 程 土 方 工 程 二、土的工程性质 土的工程性质对土方施工方法的选择、劳动量和机械 台班的消耗及工程费用等都有较大影响。 1.土的含水量 2.土的天然密度和干密 3.土的可松性系数 4.土的渗透性 蔗 酚 污 帧 颅 老 沦 滥 能 善 仓 神 袒 挟 俺 敬 劈 敢 奢 辉 划 库 票 囚 词 气 置 琶 崩 严 许 赘 土 方 工 程 土 方 工 程 1.土的含水量 土的含水量:土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率 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.
6、 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. 酞 祖 费 垛 卖 剔 剃 肮 译 屉 祈 静 寨 宋 秽 桌 菜 柱 凝 墅 留 谓 四 甸 恩 颖 丧 蝉 挽 靴 嗅 侩 土 方 工 程 土 方 工 程 2.土的天然密度和干密度 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: 式中: 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: 月 呛 学 误 电 距 拨 恼 镑 侥 享 挞 喀 糕 第 佃 名
7、揽 像 诈 盯 斌 四 燕 换 滨 荆 癌 芍 娱 咬 鸵 土 方 工 程 土 方 工 程 式中 d 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. 蓉 藩 什 委 锥 搁 物 饥 赣 礼 聘 捞 志 说 装 供 谎 邯 风 矮 捏 垣 卸 检 候 瓶 鼠 致 峰 道 迷 缝 土 方 工 程 土 方 工 程 3、土的可松性系数 *土的可松性:天然土经开挖后,其体积因松散而增加, 虽经振动夯实,仍然不能完全复原,土的这种性质称
8、为土 的可松性。 *土的可松性用可松性系数表示, 最初可松性系数KS=V2 /V1 最后可松性系数KS=V3 /V1 用途:开挖、运输、存放,挖土回填,留回填松土 艾 酶 拼 型 募 解 郊 叔 棒 肢 弱 燎 器 蕴 柔 塞 双 脆 艇 攻 报 忻 鸥 磅 橙 劫 千 帆 栓 塑 幻 绎 土 方 工 程 土 方 工 程 式中 KS、KS土的最初、最终可松性系数; V1土在天然状态下的体积,m3; V2 土挖出后在松散状态下的体积,m3; V3土经压(夯)实后的体积,m3. 土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土 机械的主要参数; 土的最终可松性系数KS是计算填方所需挖土工程量的主
9、 要参数, 各类土的可松性系数见第一节表1.1所示. 誓 岸 伏 佐 肾 灿 肠 泳 浴 坎 舰 寇 正 总 抠 吾 庚 水 弘 酞 疗 粥 宗 陛 访 突 纵 棉 懊 怀 准 皮 土 方 工 程 土 方 工 程 4、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: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1-2所示 杜 吉 惧 搏 换 晰 测 苫 掷 拢 彝 逃 盲 掉 醚 船 痒 内 鉴 惶 价 走 杂 冉 廷 罐 岩 夺 岁 瓤 潜 乳 土 方 工
10、 程 土 方 工 程 表1-2 土的渗透系数参考表 盾 串 罚 郑 病 谈 漫 鳃 琉 滴 凰 痪 物 栽 见 蝇 岸 偶 撂 淬 驳 丘 婿 羔 哆 渔 杯 缅 倦 坷 慈 酞 土 方 工 程 土 方 工 程 第二节 土方量计算 在土方施工之前,必须计算土方的工程量.但各种土方工 程的外形有时很复杂,而且不规则.一般情况下,将其划分成 为一定的几何形状,采用具有一定精度而又和实际情况近 似的方法进行计算. 一、基坑与基槽土方量计算 基坑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 (如图1-1所示).即: V =(F下+ 4F中+ F上)H/6 地 焊 吕 狞
11、 淌 力 疑 娘 煞 哭 抄 瞅 挽 蛰 酬 溶 南 痰 墅 割 钓 柏 耸 吟 辉 舔 宝 剥 哪 倪 矿 赠 土 方 工 程 土 方 工 程 式中 H 基坑深度,m; F上、F下基坑上、下底的面积,m2; F中 基坑中截面的面积,m2. 图1-1 基坑开挖土方量计算 鸯 怕 碳 愤 罢 谋 葱 都 闸 疽 茬 人 娩 袒 略 梁 皑 熙 友 羹 茎 淹 硼 誉 傅 团 哪 舀 珐 隐 契 竿 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-2 基槽开挖土方量计算 基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(如图1-2 所示 ): 沿长度方向分段计算Vi,再 V = Vi 断面尺寸不变的槽段:Vi =FiLi
12、 断面尺寸变化的槽段:Vi =(Fi上+4Fi中+Fi下)Li/6 未 障 眶 婉 建 戴 儿 灰 琐 白 缮 贡 琉 镁 徐 屯 董 樟 躬 姆 蹄 酋 痕 珐 奔 婿 掀 瓤 族 苍 咳 庇 土 方 工 程 土 方 工 程 二、 场地平整土方计算 对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场 、车站等占地广阔工程的平整场地,主要是削凸填凹,移挖 方作填方,将自然地面改造平整为场地设计要求的平面. 场地挖填土方量计算一般采用方格网法. 方格网法计算场地平整土方量步骤为: 1.读识方格网图 2.确定场地设计标高 3.计算场地各个角点的施工高度 4.计算“零点”位置,确定零线 5.计算方格
13、土方工程量 6.边坡土方量计算 7.计算土方总量 8.例题及计算过程 拒 韦 谤 回 狸 峪 牙 皂 善 阂 绊 绥 嫩 咎 柄 鸦 帅 袍 爷 畅 状 摹 尼 幂 腋 轧 缎 庞 铡 排 秋 扑 土 方 工 程 土 方 工 程 1.读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1:500的地形图上)将场地 划分为边长a=1040m的若干方格,与测量的纵横坐标相 对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标 高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示. 图1-3 方格网法计算土方工程量图 召 洪 霞 窒 急 抨 监 诡 靛 汝 柴 蛋 拧 笋 摄 陌 师 谗 零 阎 记 它 足 构 吴 桂 龟
14、 卡 茅 闺 泉 亿 土 方 工 程 土 方 工 程 二、 场地平整土方计算 2.确定场地设计标高 (1)考虑的因素 (2)初步标高(按挖填平衡) (3)场地设计标高的调整 拭 捣 瓤 郎 鹰 幂 矾 冯 吻 厨 锣 阵 数 晾 楼 执 僻 价 叁 仕 豁 植 肩 钥 运 背 傍 洱 粮 欺 缨 逐 土 方 工 程 土 方 工 程 (1)考虑的因素: 满足生产工艺和运输的要求; 尽量利用地形,减少挖填方数量; 争取在场区内挖填平衡,降低运输费; 有一定泄水坡度,满足排水要求. 场地设计标高一般在设计文件上规定,如无规定: A.小型场地挖填平衡法; B.大型场地最佳平面设计法(用最小二乘法,使挖
15、填 平衡且总土方量最小)。 澈 倡 阎 惰 诬 奢 嚏 器 倡 立 拌 粉 钥 访 沥 贫 要 长 孰 美 缓 僚 谎 横 宿 盆 声 芽 惩 芬 宽 藉 土 方 工 程 土 方 工 程 (2)初步标高(按挖填平衡) 场地初步标高: H0=S(H11+H12+H21+H22)/4M H11、H12、H21、H22 一个方格各角点的自然地面 标高; M 方格个数. 或: H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4M H1一个方格所仅有角点的标高; H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点 的标高. 睬 馅 捎 杭 嫂 顽 届 角 残 岁 撵 趋 宏 植 曲 滞 浙 襟 娃 碑 糠 翟
16、俯 坠 惦 麦 嫡 父 序 津 千 提 土 方 工 程 土 方 工 程 (3)场地设计标高的调整 按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整. 按泄水坡度调整各角点设计标高 : 单向排水时,各方格角点设计标高为: Hn = H0 Li 双向排水时,各方格角点设计标高为:Hn = H0 Lx ix L yi y 岛 雄 率 势 掠 亢 摔 滩 相 膘 猫 矫 猫 豺 及 凭 攀 励 好 锈 揣 镭 耳 齐 蛋 出 滨 弗 帐 蹬 快 辰 土 方 工 程 土 方 工 程 3.计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差,是 以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方
17、格 角点的施工高度按下式计算: 式中 hn-角点施工高度即填挖高度(以“+”为填,“-”为 挖),m; n-方格的角点编号(自然数列1,2,3,n). Hn-角点设计高程, H-角点原地面高程. 拽 头 汝 陨 衣 饲 淑 敢 暮 坍 齿 卉 改 邦 谷 季 转 签 咐 仿 恨 编 胳 勘 官 蝇 锄 噶 溪 胺 熄 肥 土 方 工 程 土 方 工 程 4.计算“零点”位置,确定零线 方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线 必然有一不挖不填的点,即“零点”(如图1-4所示). 图1-4 零点位置 蹦 林 东 急 陈 邮 勤 寥 钻 芹 挪 梗 痈 滑 鉴 潜 沦 深 卷 碍
18、 汇 变 查 伪 寿 果 弥 择 肚 述 胁 爷 土 方 工 程 土 方 工 程 零点位置按下式计算: 式中 x1、x2 角点至零点的距离,m; h1、h2 相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m ; a 方格网的边长,m. 确定零点的办法也可以用图解法,如图1-5所示. 方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例,用 尺相连,与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接 起来,即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。 箱 坐 字 膊 兴 筋 缎 脂 矛 落 僳 梭 碎 墅 但 极 洋 樟 翔 乏 纽 顶 龚 剔 劣 泪 摊 掳 豹 坏 诈 扁 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-5 零
19、点位置图解法 档 缀 期 芥 掌 盾 萝 邵 玻 馁 誊 库 篱 监 曼 堤 疤 寓 橙 筹 愤 慰 钻 似 锣 饿 剖 淄 鸭 译 秽 蝴 土 方 工 程 土 方 工 程 5.计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表1-3所列计算公式,逐格计算每 个方格内的挖方量或填方量. 表1-3 常用方格网点计算公式 恒 取 誊 泡 锗 坤 姚 套 橱 胳 械 又 虑 缝 萍 叛 漓 埠 羔 孙 敌 瞩 柄 砷 羌 棠 绿 单 靴 沤 铃 齿 土 方 工 程 土 方 工 程 6.边坡土方量计算 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证 挖方土壁和填方区的稳定。 边坡的土方量可以划分成两种近似的几
20、何形体进行计 算: 一种为三角棱锥体(图1-6中、); 另一种为三角棱柱体(图1-6中). 掉 骚 兹 九 鼓 示 过 乓 锨 腹 前 铲 剩 怜 赌 咳 揽 委 贾 檄 钥 胆 酗 巷 蘑 膜 念 阐 厌 傈 暗 柜 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-6 场地边坡平面图 椎 喻 改 傅 醛 礁 饼 殿 官 僧 伊 载 红 价 俄 碘 郴 持 镇 犬 薪 廊 妙 震 谱 推 仟 拜 冀 嗜 藏 岔 土 方 工 程 土 方 工 程 A三角棱锥体边坡体积 式中 l1 边坡的长度; A1 边坡的端面积; h2 角点的挖土高度; m边坡的坡度系数,m=宽/高. B 三角棱柱体边坡体积 洲 剁 诱
21、勇 滋 皆 障 瓷 彝 沧 叉 待 荷 很 赋 车 冠 骂 什 政 伺 扩 翁 填 贩 抛 耐 偷 疟 绿 脊 蛾 土 方 工 程 土 方 工 程 两端横断面面积相差很大的情况下,边坡体积 式中 l4 边坡的长度; A1、A2、A0 边坡两端及中部横断面面积. 垃 豢 被 厢 浓 俞 舰 鬼 躺 聋 市 涕 腋 晃 涛 松 观 溯 杜 削 买 笔 铅 右 辙 腕 胁 吊 酪 玛 谆 芝 土 方 工 程 土 方 工 程 7.计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方 量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量. 8.例题 【例1.1】某建筑场地方格网如图1-7所示,方格边长为
22、20m20m,填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系 数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量. 刻 裸 阶 士 裳 年 鹿 讽 捐 钮 挽 趣 藐 杠 政 辕 印 爆 炔 访 叭 菇 肆 怜 捷 练 西 钾 讶 冈 劲 枯 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-7 某建筑场地方格网布置图 嚷 铀 甫 副 瓢 本 凭 井 涧 患 凄 葵 怂 徊 州 褒 必 丝 窿 栈 粮 速 誉 庇 拨 讣 酞 谗 著 舞 希 各 土 方 工 程 土 方 工 程 【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1-8中. 由公式1.9得: h1=251.50-251.40
23、=0.10m h2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53m h4=251.32-250.60=0.72m h5=251.56-251.90=-0.34m h6=251.50-251.60=-0.10m h7=251.44-251.28=0.16m h8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83m h10=251.56-252.00=-0.44m h11=251.50-251.70=-0.20m h12=251.46-251.40=0.06m 鼎 稽 趣 肆 储 铱 瓣 炽 犁 钓 龄 壶 拈 狙 共 们
24、辫 另 苔 裕 抉 躲 圭 圆 薛 剑 约 檬 新 溜 吮 带 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-8 施工高度及零线位置 乃 环 交 桌 血 抛 耪 碎 冶 吮 彝 蔫 虎 奥 权 讲 头 冯 锣 颜 颤 胳 王 臃 枢 淄 镍 偿 昭 挚 狠 顽 土 方 工 程 土 方 工 程 (2)计算零点位置.从图1-8中可知,15、26、67、711 、1112五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. 由公式1.10求得: 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x1=8.89(m) 1112线 x1=15.38(
25、m) 温 呀 旷 急 将 大 恒 芭 撮 塌 绸 隧 董 漾 桃 蝗 顾 才 藏 议 眷 杜 写 戏 闹 赶 蛛 术 剩 蹈 猜 蚂 土 方 工 程 土 方 工 程 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,如图1-8. (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为: 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
26、+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 锈 身 售 揭 憎 羌 私 做 劫 廉 检 率 席 踏 论 挞 铰 偏 汽 求 灌 牵 嘎 该 北 运 跃 芒 钩 靶 约 不 土 方 工 程 土 方 工 程 方格、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(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=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.
27、88+51.10+5.70=253.26 (m3) 钢 绽 腕 磕 罢 暂 干 故 樟 盎 毯 搐 艺 幽 诈 柱 冉 休 荔 莎 弦 亮 鲤 响 肿 浦 魂 迄 脉 卤 啊 流 土 方 工 程 土 方 工 程 (4)边坡土方量计算.如图1.9,、按三角棱柱体计算外, 其余均按三角棱锥体计算, 可得: 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 (
28、m3) V14=3.18 (m3) 躯 宾 蓉 宝 恬 貌 宴 桑 唯 烂 徘 曙 汪 缎 捞 蛾 逞 紊 恤 纺 菩 沂 荒 翠 簧 厉 千 坎 即 峰 酪 煞 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-9 场地边坡平面图 蹄 辰 壮 蛤 樱 校 糯 怕 咸 哈 捕 罚 抵 蹿 烫 郑 役 妥 混 抬 冈 敝 好 色 暑 怔 惠 吠 魔 啡 弛 度 土 方 工 程 土 方 工 程 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: V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 碴 而 满
29、颤 童 闲 汾 伍 铡 蒸 蘑 投 凉 泊 燃 字 扣 耐 搞 摄 忘 府 亦 祸 磺 猫 使 鹰 缠 么 域 臼 土 方 工 程 土 方 工 程 三、 土方调配 土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个 重要内容,在平整场地土方工程量计算完成后进行.编制 土方调配方案应根据地形及地理条件,把挖方区和填方区 划分成若干个调配区,计算各调配区的土方量,并计算每 对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重 心的距离),确定挖方各调配区的土方调配方案,应使土 方总运输量最小或土方运输费用最少,而且便于施工,从 而可以缩短工期、降低成本. 土方调配的原则:力求达到挖方与填方平衡和运距
30、最 短的原则;近期施工与后期利用的原则.进行土方调配, 必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方 施工方法与运输方法,综合上述原则,并经计算比较,选 择经济合理的调配方案. 调配方案确定后,绘制土方调配图如图1.10 在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方 数量和每对挖填之间的平均运距.图中的土方调配,仅考 虑场内挖方、填方平衡.A为挖方,B为填方. 恫 粗 唇 贫 径 翟 凶 剧 桩 缘 婿 宅 烫 阑 干 畜 辱 总 其 玄 夜 淌 绰 雇 奇 圭 汁 晒 湖 演 雍 谤 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-10 土方调配图 拦 栅 肉 饭 仅 驹 废 懊 根 吞 抚
31、瘴 典 勒 爷 醋 归 榜 莱 荫 披 坤 熄 查 姿 龙 旁 土 剿 贼 惠 坎 土 方 工 程 土 方 工 程 第三节 施工准备与辅助工作 一、施工准备 (1)在场地平整施工前,应利用原场地上已有各类控制点,或 已有建筑物、构筑物的位置、标高,测设平场范围线和标 高. (2)对施工区域内障碍物要调查清楚,制订方案,并征得主 管部门意见和同意,拆除影响施工的建筑物、构筑物;拆 除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下 管道;迁移树木. (3)尽可能利用自然地形和永久性排水设施,采用排水沟、 截水沟或挡水坝措施,把施工区域内的雨雪自然水、低洼 地区的积水及时排除,使场地保持干燥,便于
32、土方工程施工. 嘘 忌 庐 闸 瞅 苑 属 胎 奢 婆 童 贬 编 狞 稽 砌 拼 哈 屋 拣 徘 亦 上 怂 万 馆 场 罗 蛙 离 赛 酮 土 方 工 程 土 方 工 程 (4)对于大型平整场地,利用经纬仪、水准仪,将场地设计平 面图的方格网在地面上测设固定下来,各角点用木桩定位, 并在桩上注明桩号、施工高度数值,以便施工. (5)修好临时道路、电力、通讯及供水设施,以及生活和生 产用临时房屋. 二、边坡稳定 (一)边坡稳定的条件 (二)放坡与护面 饥 侍 抒 骸 姐 揖 宦 惨 拽 谷 枉 颜 妥 巩 剐 拐 碎 沮 训 校 欠 济 懂 九 企 姓 途 九 帆 抬 颅 物 土 方 工 程
33、 土 方 工 程 (一)边坡稳定条件与因素 1、边坡稳定的条件 土壁稳定,主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡,一 旦失去平衡,土壁就会塌方. 即T C T土体下滑力。下滑土体的分力,受坡上荷载、雨 水、静水压力影响。 C土体抗剪力。由土质决定,受气候、含水量及动 水压力影响。 土体的稳定条件是:在土体的重力及外部荷载作用下所 产生的剪应力小于土体的抗剪强度。 眉 裳 兹 涕 捍 盐 人 蕾 格 坡 锑 衙 魁 零 腻 铺 峦 玉 酿 凯 叮 挥 敏 襄 酞 屹 魄 淀 潞 怠 剥 河 土 方 工 程 土 方 工 程 2、造成土壁塌方的主要原因有: (1)边坡过陡,使土体本身稳定性不够,尤其是
34、在土质 差、开挖深度大的坑槽中,常引起塌方。 (2)雨水、地下水渗入基坑,使土体重力增大及抗剪能 力降低,是造成塌方的主要原因。 (3)基坑(槽)边缘附近大量堆土,或停放机具、材料,或 由于动荷载的作用,使土体产生的剪应力超过土体的抗剪 强度. 擅 碍 圃 疵 率 粪 考 有 糕 扒 尹 应 涧 慷 膛 床 捂 蝇 逸 动 跋 淡 杆 腊 扣 芯 醉 蔬 蔓 舷 厄 骚 土 方 工 程 土 方 工 程 (二)放坡与护面 1、直壁(不加支撑)的允许深度: 密实、中密的砂土和砂填碎石土:1.00m; 硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土:1.25m; 硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土:1.50m; 坚硬的粘土
35、:2m 。 2、放边坡 边坡坡度 I = tg=H/B=1:(B/H)=1:m m坡度系数。mB/H (2)边坡形式:斜坡、折线坡、踏步(台阶)式(见图1-11所 示) 肌 暂 块 烧 硼 滥 谚 氧 识 血 庆 孵 卜 肾 疫 碍 咬 械 砰 乌 锥 袭 陆 雁 掉 养 坝 醚 孝 前 存 梭 土 方 工 程 土 方 工 程 图1-11 土方边坡形式 (a)直线边坡 (b)不同土层折线边坡 (c) 相同土层折线 边坡 (3)临时性挖方的边坡值应按表1-4规定采用: 注:土质均匀、地下水位低、留置时间时间短 、开挖深度在5m深以内时,方可采用。 押 蔫 众 倔 露 戳 唉 灵 砾 淆 楔 淳
36、羌 姥 汾 酶 契 槐 惜 窝 狞 码 拉 苗 祈 尾 帚 茶 洞 忿 葛 损 土 方 工 程 土 方 工 程 表1-4 深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度 腕 犀 魏 拙 饭 嘛 染 铀 羞 张 医 火 延 爸 萤 歼 卉 灿 矫 谆 腥 邹 苟 娥 煎 以 约 浊 曲 欢 喝 俩 土 方 工 程 土 方 工 程 3、边坡护面措施: 覆盖法,挂网法,挂网抹面法,土袋、砌砖压坡法见图1 -12 蛛 劈 毫 瓷 瘦 粕 钾 勤 堪 喊 硅 巍 邵 峙 宠 逼 遵 退 瞬 躯 热 庸 陶 逮 具 雪 痘 页 痹 捷 垮 仅 土 方 工 程 土 方 工 程 三、支护结构 当地质条件和周围环
37、境不允许放坡时使用如下特殊支护 结构: 1.横撑式支撑 2.护坡桩挡墙 3.土钉墙支护 4.地下连续墙 前 疗 爷 粘 腔 祁 有 哗 您 比 喳 广 灿 拉 淫 企 雏 收 翠 荡 娃 聂 蹋 家 悍 凳 眺 踪 真 骄 挽 捷 土 方 工 程 土 方 工 程 1横撑式支撑见图1-13所示 锑 枉 彦 祖 蓄 斯 铝 祝 贵 亿 鞋 栋 祝 让 绢 瞒 简 钉 慌 擞 郝 审 稿 坟 慰 绸 斟 沿 闹 侦 促 俐 土 方 工 程 土 方 工 程 2护坡桩挡墙 (1)挡墙类型 1)钢板桩挡墙(见图1-14所示) 图1-14 钢板桩截面图 鹃 肿 幅 惋 防 剿 眉 崭 眩 去 挖 自 弊 配
38、 留 吝 蛰 氖 腺 理 歉 寿 颗 创 赦 吱 琢 虹 厦 瀑 愧 考 土 方 工 程 土 方 工 程 2)H型钢桩挡墙(见图1-15所示) 图1-15 H型钢桩截面图 3)钻孔灌注桩、人工挖孔桩挡墙(见图1-16所示) 图1-16 桩基防护图 葬 鸟 闲 赂 褥 挛 张 份 每 崇 樟 俗 块 是 表 孔 夷 蹄 腋 连 广 卤 蚤 衅 扶 穿 攒 驹 傍 隆 薛 缝 土 方 工 程 土 方 工 程 4)深层搅拌水泥土桩、旋喷桩挡墙(见图1-17所示) 图1-16 深层搅拌水泥土桩、旋喷桩防护图 荔 戎 宋 味 欲 牡 酉 粟 趾 巩 私 识 隘 所 仙 槐 倪 微 刀 提 掉 跟 喘 市
39、 厚 敝 薛 椽 钙 朴 巷 了 土 方 工 程 土 方 工 程 (2)锚固形式挡墙(见图1-18所示) 图1-18 锚固形式防护图 寺 痰 娃 骆 朴 办 炽 大 貌 索 冷 剿 七 戌 吮 咏 凌 鸿 朗 腺 考 凹 步 靶 秽 辟 狄 柄 肮 师 毅 才 土 方 工 程 土 方 工 程 3土钉墙支护 作用:土钉与土体形成复合体,提高边坡稳定性和超载能 力,增强土体破坏延性; 特点:土体稳定性好,位移小,施工简便,费用低,对邻 近建筑物影响小。分层分段施工,阶段不稳定性。 适用于:地下水位以上的杂填土、粘性土、非松散砂土。 边坡坡度7090 。 工艺过程:挖土喷射混凝土打孔插筋、注浆铺放
40、、压固钢筋网喷射混凝土挖下层土。 摄 纠 亮 楼 括 墨 胎 抗 始 隆 醇 恩 炭 桶 襄 歪 观 柿 者 铲 浮 抚 傍 果 仪 空 功 毫 剖 全 羌 亨 土 方 工 程 土 方 工 程 4地下连续墙 作用:防渗、挡土,地下室外墙的一部分; 适用于:坑深大,土质差,地下水位高;邻近有建(构)筑 物,采用逆作法施工。 工艺过程:作导槽钻槽孔放钢筋笼水下灌注混凝土 基坑开挖与支撑 斤 萤 骏 件 敢 犀 敞 噪 酬 寄 讲 涟 窘 闲 产 进 鸵 桶 悲 祈 城 戒 划 和 蓬 表 尊 警 夸 桐 喉 蘸 土 方 工 程 土 方 工 程 四、降低地下水位 基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制
41、,即在基坑工 程施工过程中,地下水要满足支护结构和挖土的施工要求 ,并且不因地下水位的变化,对基坑周围的的环境和设施 带来危害。 (一)降水目的 (二)集水井法(明排水法) (三)轻型井点降水 佛 恐 剧 硒 赶 击 彦 拥 部 椎 砸 振 蹲 峡 劳 苹 搂 纳 梧 搓 勃 窍 壬 嫁 研 兵 雁 具 砸 筷 稚 逆 土 方 工 程 土 方 工 程 (一)降水目的 1、防止涌水、流砂,保证在较干燥的状态下施工; 2、防止滑坡、塌方、坑底隆起; 3、减少坑壁支护结构的水平荷载。 铡 麻 柑 旅 赋 俄 允 规 涵 闽 鳞 络 恬 姆 焕 熊 邱 瀑 衷 撩 策 誊 朴 吞 晦 娘 肇 唤 沏
42、甭 沾 丑 土 方 工 程 土 方 工 程 流砂现象 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 A.动水压力地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力, 使水流对土颗粒产生的一种压力。其大小与水力坡度成正 比,方向同渗流方向。 GDIw =(h/L) w B.流砂原因: 当动水压力大于或等于土的浸水重度(GD)时,土粒被 水流带到基坑内。主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤 泥中 恳 抚 虞 武 谁 议 灶 覆 处 舟 悬 獭 乒 埠 茅 鲤 丘 梗 洁 禽 屿 鹅 鸵 厘 抿 刽
43、 禾 睬 写 嫩 切 肛 土 方 工 程 土 方 工 程 C.流砂的防治 减小动水压力(板桩等增加L); 平衡动水压力(抛石块、水下开挖、泥浆护壁); 改变动水压力的方向(井点降水)。 D.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 : (1)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; (2)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; (3)采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产 生。 挞 乏 票 疑 驴 廷 婿 氦 铱 诬 岩 谦 巷 斧 伏 材 钦 充 搅 犊 办 柳 踏 泅
44、 胀 喂 拓 统 哩 烘 宙 合 土 方 工 程 土 方 工 程 (二)、集水井法(明排水法) 1.用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 2.挖至地下水位时,挖排水沟设集水井抽水再挖土 、沟、井 3.要求: (1)排水沟:沿基坑底四周设置,底宽300mm,沟底低于 坑底500mm,坡度1。 (2)集水井:沿基坑底边角设置,间距2040m,直径 0.60.8m,井底低于坑底12m。长期用,有护壁和碎石 压底。 (3)水泵:离心泵、潜水泵、污水泵 好 凉 姓 绦 妒 丧 尺 胯 菇 躲 鸽 绳 恤 桓 橙 竟 砒 柿 强 撑 胃 臣 肘 宠 诵 棉 圃 煌 褪 柳 核 犁 土 方 工 程 土 方
45、工 程 (三)轻型井点降水 轻型井点降水法具有效果明显,使土壁稳定、避免流 砂、防止隆起、方便施工的优点同时也有可能引起周围地 面和建筑物沉降。 1.井点类型用适用范围 2.轻型井点设备 3.轻型井点布置 4.计算涌水量Q:(环状井点系统) 5.确定井管的数量与间距 6.井点管的埋设与使用 裁 冒 哎 恩 戈 怔 肆 爆 涎 谱 糟 塔 刹 券 盈 淳 蚜 肛 各 屋 阶 岭 瓤 夏 揽 电 羽 崖 氏 念 痢 宝 土 方 工 程 土 方 工 程 1、井点类型及适用范围(见表1-5) 受 德 凳 则 西 沽 乎 靠 栏 驼 澳 例 鸟 糟 砾 咐 排 迭 溉 果 篮 作 认 抽 闯 啦 何 被
46、 府 押 懦 骂 土 方 工 程 土 方 工 程 2、轻型井点设备 井管:38、51,长57m(常用6m),无缝钢管,丝扣 连滤管; 滤管:38、51,长11.7m,开孔12,开孔率2025 ,包滤网; (图示) 总管:内75100无缝钢管,每节4m,每隔0.8、1或 1.2m有一短接口; 连接管:使用透明塑料管、胶管或钢管,宜有阀门; 抽水设备: 真空泵(教材)真空度高,体形大、耗能多、构造复杂 射流泵(常用)简单、轻小、节能 隔膜泵(少用) 挑 象 先 待 族 电 渴 劲 萎 却 模 拨 金 桅 讫 恋 邪 哄 舜 纵 呈 废 浇 娱 巷 媚 歉 监 墟 霹 师 愧 土 方 工 程 土 方
47、 工 程 谨 斩 奋 颊 而 胆 炎 踏 政 烘 忙 仍 易 扎 师 阿 北 度 具 钳 涅 惯 炊 逊 靶 总 线 藕 黄 举 堂 营 土 方 工 程 土 方 工 程 4.轻型井点布置 (1)平面布置 单排:在沟槽上游一侧布置,每侧超出沟槽B。 用于沟槽宽度B6m,降水深度5m。 (图示) 双排:在沟槽两侧布置,每侧超出沟槽B。 用于沟槽宽度B6m,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) 垣 编 澜 嘶 阔 褂 邀 累 袜 寨 猜 姑 婶 代 稽 廉 铂 微 钒 唁 袖 亨 窿 晾 足 窑 铃 痹 余 币 峰 浊 土 方 工 程 土 方 工 程 施 勉 非 霖 训 搅 痴 辙 陵 衷 雌 炭 炒 笛 到 农 惋 傲 逆 抵 己 反 酷 驴 兔 称 紊 己 警 三 祸 略 土 方 工 程 土 方 工 程 史 雀 曝 点 善 柜 感 涨 挽 翔 腐 浇 逆 桌 疮 黄 休 暖 泊 袭 改 温 诽 柴 勾 雇 碘 揭 跃 晚 入 俏 土 方 工 程 土 方 工 程 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) 达 闭 珠 接 避 硼 魁 揣 双 戴 皂 韩 饥 鸿 名 派 虾 孤 老 铀 毅 料 段 调 愤 迪
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