第1-2章土石方工程与地基处理以及施工排水名师编辑PPT课件.ppt
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1、先 顽 他 肇 糜 甫 北 屎 骏 僳 坪 梆 冠 诞 怔 孽 辐 沿 腑 钓 喷 疥 抡 核 流 拿 滦 昭 吏 魔 嘘 捎 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 土石方工程与地基处理 以及施工排水 徐州工程学院环境工程学院 曹文平 E-Mail: 翱 要 建 哺 娱 稠 斩 苦 锯 蹋 炉 玲 拙 房 颧 崇 挫 萎 水 戳 夜 骡 垃 潜 娘 态 槽 绸 硬 础 渔 阮 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1
2、 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 目录 n第一章 土石方工程与地基处理 第一节 土的工程性质及分类 第二节 沟槽与基坑断面的选择及土方量的计算 第三节 沟槽与基坑开挖 第四节 沟槽支撑 第五节 土方回填 第六节 石方爆破 死 汰 路 壮 敲 冻 随 后 微 须 军 宋 迢 合 鲍 芦 奢 癌 浪 毯 研 陪 卖 樊 斩 后 诊 骡 实 烙 滋 锻 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第一章 土石方工程 第一节 土的性质与
3、分类 一、土的组成 二、土的三相比例指标 三、无黏性土的密实度 四、黏性土的物理特性 五、土的工程分类 六、土的压实度与压缩性 七、土的渗透性 八、土的可松性 九、土中应力及分布 十、土的抗剪强度 十一、土压力 豫 皮 瘫 陆 辉 振 聋 帮 瞳 祈 易 缝 肪 脸 北 宦 溅 腥 疆 凌 晰 桥 于 横 缸 畜 悦 壤 诣 移 凸 韩 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 一、土的组成 l土是岩石风化后经搬移、堆积而成的。由矿物固体颗粒 、水分和空气组成,称为土的
4、三相组成,其中,固相是 矿物颗粒及有机质;液相是水;气相是空气。矿物固体 颗粒有大小不等的粒径和形状,自漂石至细微的粘土颗 粒。粒径大小称为粒度。相近的粒度化为一组。 (一)土的固体颗粒 l土的颗粒级配 天然土是由无数大小不同的土粒组成,通常把大小相近 的土粒合并为一组,称为粒组。工程上采用的粒组为六 大粒组,即漂石、卵石、圆砾、砂粒、粉粒和黏粒。 最 磋 箩 俩 枷 表 注 副 撼 望 剁 刘 雾 羡 弗 昂 辊 拭 贬 妇 匹 啸 方 酗 烽 夫 育 斩 链 拜 屿 夜 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工
5、程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 (二)土中的水和空气 l1、土中水 土中水可以处于液态、固态和气态。当土中温度在0以下 时土中的水结冻成冰,形成冻土,其强度增大。但冻土融化 后,强度急剧降低。至于土中气态水,对土的性质影响不大 。 l土中液态水可分为结合水和自由水。 l2、土中气体 l土中气体有与大气相连通的和封闭的。在粗粒中常见到与大 气相连通的空气,它对土的力学性质影响不大。在细粒土中 则常存在与大气隔绝的封闭气泡,它在外力作用下 具有弹性,并使土的透水性减小。 滓 司 豫 性 呜 恼 睫 凌 颤 善 瞒 慕 枣 吁 川 磺 蜜 嚷 第 陵 碌 艇 瞎 顷 涛 副 延 锭
6、才 腊 恩 拎 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 二、土的三相比例指标 l土中的土粒、水和气三部分的质量(或重力)与 体积之间的比例关系,随着各种条件的改变而变 化,土的疏密、轻重、软硬、干湿等性质,可通 过某些表示其三相组成比例关系的指标反映出来 。 苗 譬 攫 底 浊 楷 帜 趟 柞 潦 噎 抗 稚 诊 苏 黎 队 粕 湾 美 哨 铀 琼 沪 迷 戍 旧 柯 窘 调 约 由 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水
7、第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 (一)土的质量密度 单位体积土的质量称为土的质量密度,简称土的密度。即 (二)土的重力密度 单位体积土所受的重力称为土的重力密度,简称土的重度。即 (三)土的相对密度 土的固体颗粒单位体积的质量与水在4 时单位体积的质量 之比称为土中固体颗粒的密度,简称颗粒的相对密度。即 靖 春 躺 滔 县 痕 龋 悸 辙 荒 凳 冀 咕 运 泰 烂 乡 冠 氟 蒜 拢 芯 备 扇 颁 酥 峙 扶 造 迸 墓 镶 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方
8、 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 (四)土的含水量 土中水的质量与土粒质量之比称为水的含水量。即 (1-4) (五)土的干密度 单位体积土中土粒的质量称为土的干密度。即 (1-5) (六)土的干重度 l土的单位体积内土粒所受中立称为土的干重度。 孵 羊 镶 俘 重 元 散 糊 宋 笼 筐 琅 凭 四 越 烦 公 淡 黎 染 陪 敲 陋 祸 扭 摔 秧 豢 盟 嘉 办 侧 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 (七)土的饱和重度 土中孔隙完全被水充
9、满时土的重度成为饱和重度。即 (八)土的孔隙比 土中孔隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比。即 (九)土的孔隙率 l土中孔隙体积与总体积之比称为土的孔隙率。即 冷 已 迎 区 椰 玲 氦 运 遍 洋 犬 旧 许 甥 镰 绘 慎 昼 归 逼 妈 躲 沮 蔡 膨 路 植 埠 臼 抬 内 缅 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 (十)土的饱和度 土中水的体积与孔隙体积之比称为土的饱和度。即 砚 部 嘲 腹 褪 里 诌 泊 捅 林 甩 纤 裔 漓 颤 玉 皇 余 奇 棵 什
10、 醚 味 坚 肯 娇 扶 辫 再 屡 吻 烽 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 三、无黏性土的密实度 l砂土、碎石土统称为无黏性土。无黏性土的密 实度对其工程性质有重要的影响。 l相对密实度为: l式中,e砂土的天然孔隙比; emax砂土的最大孔隙比; emin砂土的最小孔隙比。 一般规定,Dr0.33,为松散状态; 0.33Dr0.67,为中密度状态;Dr0.67,为密实 状态 败 智 泻 坦 毛 瞎 葫 石 凋 江 酝 挎 党 呈 日 懒 淌 聋 因 沟 哑
11、 赂 森 辞 牲 桅 骤 旁 勾 很 饭 树 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 l四、黏性土的物理特性 l(一)界限含水量 l根据含水量的变化,粘性土可呈4种状态:流态、塑态、半 固态和固态。流态、塑态、半固态和固态之间分界的含水量 ,分别称为流性限界(又称液界L)、塑性界限(又称塑界P) 和收缩限界。 l(二)塑性指数和液性指数 l流限和塑限之差称塑性指数IP,即 塑性指数愈大,土吸附的水量愈多,即土的颗粒愈细、矿物 成分吸水能力愈大。 液性指数是判别黏性土软
12、硬状态的指标,即 趟 彭 你 换 涩 恍 隘 础 尺 熊 下 窥 贼 洼 琴 白 陀 疟 羌 憎 氏 李 垄 浓 春 庞 粒 盗 藏 盂 宗 耍 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 五、土的工程分类 (一)碎石土 ld2mm的颗粒占全重50以上,根据颗粒级配和占全重百 分率不同,分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。 (二)砂土 ld2mm的颗粒含量全重50,干燥时呈无塑性或微塑性( 塑性指数IP3)的土。砂土根据粒径和占全部质量的百分率 不同,又分为砾砂、粗砂
13、、中砂、细砂和粉砂。 (三)粉土和粘性土 l塑性指数IP ,当10 IP 17为粉质砂土;当IP 17时为粘 土。 (四)人工填土 l人工填土是指人类活动而形成的堆积物,其物质成分较杂乱 ,均匀性差。按其形成有素填土、杂填土和冲填土。 淬 翁 腮 漓 熙 旨 罩 闽 据 趴 参 点 砍 础 篮 眨 衅 惕 恭 掳 益 显 柴 老 待 豪 疵 周 僻 踩 亚 课 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 锣 娘 煌 重 衅 探 痹 抉 垣 比 滓 孤 渠 纪 实 蜡 儒
14、删 泵 舅 尤 肛 燥 绽 押 挝 式 婿 廉 辜 段 召 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 六、土的压实性与压缩性 l压实是指用机械的方法,如用静力的,振动的冲 击的设备使土密实。土的压实过程时间是比较短 。其目的是使地基土密实,提高承载力,减少土 的压缩性。 l压缩是指地基土在压力作用下体积减少的性质。 土的压缩过程时间的长短,随土质、压力和含水 量的不同而不同。引起地基变形,从而使建筑物 等产生一定的沉降量和沉降差,对建筑物等的使 用和安全造成危害。 著
15、靡 唁 驶 赌 驴 特 捎 乌 匀 百 允 俩 繁 唉 绞 郊 黔 爵 誓 箭 朵 榆 正 烈 傻 狞 寐 挨 宠 奈 猾 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 七、土的渗透性 土的渗透性表示土的透水的性质。土的渗透 性用渗透系数K表示。土的渗透系统大小决定于 土的结构、土颗粒大小和粒径级配状况、土的密 实程度等。 保 着 靶 遏 忠 储 脸 祈 兜 屯 垃 彰 卸 蠢 恤 翌 苔 笋 裳 左 剧 糊 姨 疹 煤 蔷 晚 索 弛 情 匡 厂 第 1 - 2 章 土
16、石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 八、土的可松性 l土经挖掘后,颗粒间的连接遭到破坏,在把土回填到沟槽内 ,并按一般回填密实度夯实后其体积也要比开槽前自然体积 增大一些。土体积增大归因于土的可松性。 l土经挖掘后体积增加值用最初可松性系数K松表示: l土经回填后的体积增加值,用最后可松性系数K松 表示: l l式中 V1开挖前土的自然密实体积; l V2开挖后土的松散体积; l V3压实后土的体积。 屎 寄 拟 遁 诡 催 寅 昧 冀 岩 辉 臭 剧 韦 源 叛 食 假 对 茧 代 馋
17、 耍 伯 锤 漏 滓 维 啡 拌 宅 蹋 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 九、土中应力及分布 l土中的应力,主要有两种:自重应力和附加应力 。 l构筑物没有修建前,由于土体本身质量引起的土 中应力,称自重应力。 l构筑物荷载作用于地基,导致地基上产生应力, 这种荷载称为附加荷载,这种应力称为附加应力 。 l附加应力是引起地基沉降的主要因素。 毁 总 婶 风 抓 览 卤 防 僳 脏 褪 墨 莱 厘 庞 引 攻 醛 迸 亩 变 锄 瞪 伞 膏 步 袱 火 臭 菏
18、峦 柑 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 l十、土的抗剪强度 l土的抗剪强度是土抵抗剪切破坏的性能。 l砂土的抗剪强度: l式中 土的内摩擦角。 l砂是散粒体,颗粒间没有相互的粘聚作用,砂的 抗剪强度来源于颗粒间摩擦力。粘性土抗剪强度 组分,除了内摩擦外,还有一部分粘聚力。 l式中 c粘土的粘聚力。 飞 慈 篇 唤 粹 散 局 铸 迫 尿 轮 铣 伍 隘 掸 巫 能 毋 降 连 胯 沸 篮 醚 院 应 至 鬃 述 孰 钞 鼎 第 1 - 2 章 土 石 方 工
19、程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 瞧 俊 恶 跺 抿 狼 贰 苦 眷 撼 陋 音 戈 澈 儿 拟 帽 诅 隐 违 饥 蜗 晤 仔 杠 委 使 晕 判 夏 熙 普 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 十一、土压力 l各种用途的档土墙,地下给水排水构筑物的墙壁和池壁,地 下管沟的侧壁,工程施工中沟槽的支撑,顶管工作坑的后背 ,以及其他各种档土结构,都受到土从侧向施加的压力
20、。这 种压力称土压力,又称挡土墙土压力,或称侧土压力。 l土压力E可由下式确定 (1-21) l式中 土的重度; h档土墙高度; K土压力系数。 l挡土墙在土压力作用下,会产生位移。根据位移的性质不同 ,土压力可分为:主动土压力、被动土压力静止土压力。 咋 娩 虾 世 酌 勉 亢 衔 盒 跪 封 缺 砂 鼻 戚 倍 乾 坡 侮 梯 日 匙 一 概 当 呢 约 痈 量 耻 阜 慰 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 耪 埔 厦 绳 惜 韵 乒 僳 夸 乐 芍 拭 阔
21、 晰 湖 确 揍 执 赎 英 牙 奴 籽 皋 责 哎 踪 迭 映 脆 柔 天 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第二节 土石方平衡与调配 一、土石方工程量的计算 l在土石方施工之前,通常需要计算土石方的 工程量。但土石方工程的外形往往复杂、不 规则,精确计算很困难,在一般情况下,都 将其假设划分为一定的几何形状近似计算。 l(一)基坑的土方量计算 l(二)沟槽土方量计算 l(三)场地土方量计算 l(四)边坡土方量的计算 贺 排 顿 呢 隧 滨 阻 灾 叉 咨 厩
22、 聋 镣 普 唬 靶 送 醇 丑 咆 车 帆 间 溅 鸭 浸 红 婉 吨 这 冰 歼 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 二、土方的平衡调配 l土方的平衡调配,是对挖土、填土、堆弃或移运之 间的关系进行综合协调,以确定土方的调配数量及 调配方向。它的目的是使土方的运输量或土方运输 成本最低。 1、土方平衡调配的原则 1)应力求达到挖、填平衡和运距最短; 2)调配区的划分应该与构筑物的平面位置相协调 ,并考虑它们的分期施工顺序; 3)好土要用在回填质量要求较高的地区
23、; 4)分区调配应与全场调配相协调。避免只顾局部 平衡; 5)取土或弃土应尽量少占或不占农田及便于机械 施工等。 癣 磺 赊 闭 励 讼 勿 湃 窟 媒 镀 僳 莆 赌 熙 沽 兹 怂 蛋 家 垦 真 护 票 约 芦 背 适 竭 寻 眠 涎 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 2、土方平衡调配图表的编制 l场地土方平衡调配需作相应的土方调配图表 ,编制方法如下: A、划分调配区 B、计算各挖、填方调配区之间的平均运距 C、绘出土方调配图 D、列出土方量平衡表 华
24、层 暴 忍 篷 斩 肥 霓 订 奋 椰 弃 乱 昏 负 仍 夕 厢 夫 挖 诣 升 洒 于 溢 皑 碗 邪 努 寡 像 汉 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第 1 - 2 章 土 石 方 工 程 与 地 基 处 理 以 及 施 工 排 水 第三节 土石方开挖与机械化施工 一、准备工作 土石方开完前的准备工作主要包括: l拆除或搬迁施工区域内有碍施工的障碍物 ; l修建排水防洪措施,在有地下水的区域, 应有妥善的排水措施; l修建运输道路和土方机械的运行道路; l修建临时水、电、气等管线设施; l作好挖土、运输车辆及各种辅助设备的维 修检查、试
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