建筑施工技术土方工程介绍课件PPT.ppt

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1、第一章 土方工程,、教学目的与要求：,（1）了解土的工程分类及其工程物理性质；基坑(槽)土方量计算,维护坑(槽)稳定的做法；拉锚和土层锚杆的构造及施工艺,制定土方开控的方法。了解降低地下水位的方法；集水坑降、井点降水；了解轻型井点设计及计算方法，理解轻型井点计算实例。（2）掌握场地平整的计算；土方压实的基本方法；推土机、铲运机、挖土机的特点、作业方式。,、教学重点与难点：,（1）重点：土的工程分类及其工程物理性质；支护结构破坏形成；填土质量控制；流砂产生的原因。（2）难点：场地平整相关土方量的计算方法；挖土机作业方式。,、教学内容,（1）土的工程分类及其工程物理性质；（2）基坑（槽）的土方开挖

2、；（3）土方填筑与压实；（4）土方工程的机械化施工；（5）人工降低地下水位。,第一章 土方工程,第一节 土的分类及其工程物理性质第二节 基坑（槽）的土方开挖第三节 土方填筑及压实第四节 土方工程机械化施工第五节 人工降低地下水,概述 土方工程包括土方的开挖、运输、填筑和压实等施工过程，有时还要进行排水、降水、土壁支撑等辅助工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、地下室和基坑（槽）及管沟的开挖与回填、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。,第一节 土的分类及其工程物理性质,一、土方工程施工特点二、土的工程分类三、土的工程物理性质,一、土方工程施工特点,施工面广工程量大劳动繁重施工条件复杂,

3、土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在建筑施工中按照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。,二、土的工程分类（现场鉴别）,见表1-1,二、土的工程分类,二、土的工程分类,1、土的天然含水量：水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，即式中：土中水的质量；土中固体颗粒的质量。越大，越不利。当：5%干土；=530%湿土；30%饱和土。含水率影响挖土的难易、边坡坡度、回填压实程度。,三、土的工程物理性质,土的组成:土一般是由固体颗粒(固相)、水（液 相）、空气（气相）三部分组成。,2、土的密度：在天

4、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。（1）土的天然密度,三、土的工程物理性质,式中：土的总质量；土的天然体积。,（2）土的干密度：指单位体积土中固体颗粒的质量。,式中：土中固体颗粒的质量；土的天然体积。越大，土越密实。干密度影响基坑底及回填土压实程度。干密度常用于填土夯实质量的控制指标。,三、土的工程物理性质,3、土的可松性：可松性：自然状态土经开挖后,体积增大、回填压实後,其体积仍不能恢复原状的性质。土的可松性用 可松性系数表示。即,三、土的工程物理性质,式中：土的最初可松性系数；土的最终可松性系数；土在天然状态下的体积；土被挖出后在松散状态下的体积；土经压实后的体积。

5、可松性影响平衡调配、场地设计标高、机具数量。,三、土的工程物理性质,4、土的渗透性：水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力。土的渗透性用渗透系数K表示。渗透系数是指水在单位时间内穿透土层的能力。渗流速度：,三、土的工程物理性质,5、土的孔隙比和孔隙率（补充）土的孔隙比是指土中孔隙体积与土颗粒体积之比。土的孔隙率是指土的孔隙体积与全部土的体积之比，用百分率表示,式中：e土的孔隙比；n土的孔隙比；VV土中孔隙体积，m3；VS土中的固体颗粒体积，m3；V土的总体积，m3。,三、土的工程物理性质,第二节 基坑（槽）的土方开挖,一、土方边坡二、土方量计算（基坑、基槽）三、场地平整四、土

6、壁支护五、基坑支护结构六、拉锚与土层锚杆七、土钉支护八、深基坑工程土方开挖,一、土方边坡,1、土方边坡坡度=,在开挖基坑。沟槽时，为了防止塌方，保证施工安全及边坡稳定，其边沿应考虑放坡。,边坡坡度：土方边坡的坡度以其高度与底宽之比表示,一、土方边坡,2、边坡形式：直线坡、折线坡、阶梯形,3、不放坡（直壁开挖不加支撑）的允许深度规定：密实、中密的砂土和碎石土为1m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m；硬塑、可塑粘土为1.5m；坚硬的粘性土为2m。4、深度在5m内的基坑、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）：参见表14,一、土方边坡,深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度,一、土方边坡,二、

7、土方量计算（基坑、基槽）,三、场地平整,四通一平：通水、通电、通路、通讯、,场地平整通常是挖高填低。就是将自然地面经人工或机械施工改造成我们所要求的设计平面。场地平整步骤：确定场地设计标高 计算场地各点的施工高度 计算挖填方土方量 确定平整调配方案 选择土方机械拟定施工方案,三、场地平整,设计步骤:（1）初步确定场地设计标高 a、划分方格网 a=1050m或a=20m b、确定方格网各角点实际标高 根据地形等高线 确定设计标高：,1、确定场地设计标高,（2）调整场地设计标高 土的可松性影响,总挖方体积为：,总填方体积为：,场地设计标高调整为：,（2）调整场地设计标高,取土或弃土的影响 H,（2

8、）调整场地设计标高,泄水坡度的影响,（2）调整场地设计标高,方格网划分 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，一般为20m20m 或40m40m。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)。,场地各个角点的施工高度计算 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),确定零点、零线、划分挖填区 方格边线

9、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，即为“零点”。,2、场地及边坡土方量的计算,（1）方格网法,计算零点位置按下式：,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。,2、场地及边坡土方量的计算,（1）方格网法,（1）方格网法,计算各方格中土方量：,（1）方格网法,四角棱柱A、角点全填或全挖,B、角点二填或二挖,（1）方格网法,四角棱柱C、角点一填(挖)或三挖(填)填方部分：,挖方部分：,三角棱柱体积计算(略),二、场地土方计算 公式,2、场地及边坡土方量的计算,所求土方量为:,（2）断面法（地形不

10、平的情况下）,2、场地及边坡土方量的计算,（3）边坡土方量计算,三棱柱边坡体积(当两端断面面积相差很大时),三棱锥边坡体积,（3）边坡土方量计算,四、土壁支护,作用：建筑密集地区；防止地下水渗入基坑 形式：木挡板横撑式：水平挡土板、断续式 粘性土、挖掘深度3；、连续式 潮湿土、散粒土5。垂直挡土板 松散或湿度很高的土，深度不限。,五、基坑支护结构,作用：挡土；挡水 分类：重力式支护结构 深层搅拌水泥土桩、旋喷桩幕墙；非重力支护结构 悬壁式、内撑式、坑外锚拉式；边坡稳定式结构 土钉墙、档土墙,五、基坑支护结构,1、重力式支护墙类型（1）深层搅拌水泥土桩挡墙 原理：特制进入土层深处，深层搅拌和喷水

11、泥固化剂与地基土原位拌合成水泥土桩，桩相互搭接成壁状挡墙 适用：任何平面形状的基坑另外深度大时可加筋 适用于软土区,五、基坑支护结构,（2）旋喷桩挡墙 原理：钻杆钻孔，提杆喷水泥浆固化剂，与地基土成小泥土桩、桩连成帷幕墙。适用：同上且用狭窄地区,五、基坑支护结构,2、非重力式支护墙类型（1）型钢支柱挡板支护挡墙 原理：支柱打入土中，支柱间设木挡板 适用：土质好，地下水位较低地区（2）钢板桩 原理：钢桩打入土中，挡土挡水适用：软土地基,钢板桩截面形式：,2、非重力式支护墙类型,（3）钢筋混凝土桩排桩挡墙 桩类型：钻孔灌注桩、沉管灌注桩、挖孔灌注桩 适用：钻孔桩 h713基坑，深基坑支护 6001

12、100 沉管桩：h10以下 500800 挖孔桩：单层地下室 8001200,2、非重力式支护墙类型,（4）地下连续墙 适用：深度大，地下结构层数多的深基础,钢筋混凝土桩排桩挡墙桩布置形式,3、支撑系统类型,分类：基坑内支撑 钢支撑、钢筋混凝土支撑；基坑外拉锚 顶部拉锚、土层拉锚（1）钢结构支撑 特点：拚拆方便、重复使用、变形大、支肋小，间距小，影响挖土 分类：钢管支撑；H型钢支撑,3、支撑系统类型,（2）钢筋混凝土支撑 特点：刚度大变形小；但形成支撑慢 分类：对撑；角撑；圆形支撑；桁架式支撑 构造：C30 以上、截面、腰梁、支撑,4、支护结构破坏形式,（1）非重力式支护强度破坏（2）非重力式

13、支护稳定性破坏（3）重力式支护结构强度破坏,六、拉锚与土层锚杆,分类：拉锚、坑外地表设置、锚杆、坑内沿坑壁设置 适用：较密实沙土、土粉、硬塑及坚硬粘性土层或岩石层 环境：底下埋设物不允许损伤，慎用；周围有地面，地下构筑物，限用,（一）拉锚 组成 围护桩、拉杆、锚固体,桩式地面拉锚：拉杆水平浅埋地表 板式地面拉锚：拉杆钻孔斜置,(二)、土层锚杆,1、锚杆支护体系构造组成：A、支护挡墙：钢板桩、灌注桩、地连墙 B、腰梁及托架：把由挡墙传来荷载，传给锚杆 C、锚杆：锚头、拉杆、锚固体,(二)、土层锚杆,(二)、土层锚杆,2、土层锚杆类型,(二)、土层锚杆,3、土锚的承载能力（极限抗拔力）拉杆的极限抗

14、拉强度，拉杆与锚固体间的极限握裹力s 锚固体与土体间的极限侧阻力,(二)、土层锚杆,4、土层锚杆施工(1)准备(2)钻孔 钻孔机具：冲击式钻孔机、螺旋式钻孔机 钻孔方法：螺旋钻孔干作法 适用于地下水位以上的粘 土、粉质粘土、沙土 压水钻进成孔法：软硬土都适用 扩孔方法：机械扩孔、爆炸扩孔、水利扩孔、压浆扩孔,（3）拉杆制作安装 拉杆除锈、油、防腐处理 拉杆制作：拉杆长度=设计长度+张拉长度（4）注浆形成锚固段、防腐蚀、改善周围土体力学性能载力更大 材料：水泥 425号以上普硅水泥；水泥浆：水灰比 0.40.45；水泥沙浆：灰沙比 1:11:1.2,水灰比 注浆方法：一次注浆法；二次注浆法（5）

15、张拉、锁定,(二)、土层锚杆,5、土层锚杆实验：基本实验 验收实验,七、土钉支护,构造：适用：开控支护，天然边坡支护 类型：钻孔注浆型、打入型、射入型,八、深基坑工程土方开挖,（一）开挖方法（二）开挖注意事项,（一）开挖方法,1、无支护结构基坑开挖(放坡开挖)特点：占地面积大，适用四周场地开阔，周围无临近建筑物、地下管线和道路,（一）开挖方法,2、有支护结构基坑开挖 盆式开挖 先挖中间，后挖四周 特点：挡墙的无支撑，暴露时间短，开挖速度慢，适用较密支撑 岛式开挖 先挖四周，后挖中心 特点：速度快，挡墙受荷时间长，适用无支撑或边 桁架大空间支护,（二）开挖注意事项,1、基坑开挖的时空效应 2、先

16、撑后挖，严禁超挖 3、防止坑底隆起变形 4、防止边坡失稳 5、防止位移和倾斜 6、对邻近建筑物及地下设施保护,第三节 土方填筑及压实,一、土料要求二、填筑要点三、填土的压实方法四、影响压实质量因素,一、土料要求,碎石土类、爆破石渣：表层下填料，粒径不超过2/3层厚，大块料不集中。沙土：表层以下碎块草皮：含有机质土 无压实要求时淤泥、淤泥质土 一般不做填料 盐渍土：不含盐晶、盐块、含盐植物的根茎,二、填筑要点,1、施工要求 填不同类土料时，透水性大的在下，透水性小 的在上，以免形成水囊 填土位于斜坡时，将坡挖成阶梯状，分层填筑 2、填土压实的质量检查,三、填土的压实方法,1、碾压法 平滚碾：粘性

17、或非粘性土 羊足碾：粘性土 适用大面积填土 气胎碾：压土质量好 2、夯实法 分类：土夯、挖式打夯机、火力夯、夯土机 适用：小面积回填土、较厚土层 3、振动法 适用：非粘性土,四、影响压实质量因素,1、压实法：含水率一定时，越大，压实功越大当，当，不再起作用。所以，不少土23遍；亚砂土34遍；亚粘土、粘土56遍 2、含水量：最佳含水量 过干，颗粒的厚阻力大，不易压实，故洒水湿润 过湿，水占地体，故翻松晾干，吸水处理,第四节 土方工程机械化施工,一、推土机二、铲运机三、单头挖土机,一、推土机,分类：索式、油压式 特点：操作灵活、运转方便、速度快、能缓缓坡 适用：场地平整、清理、平沟坑、挖浅基坑；1

18、3类土、经济、远距100米、4060米。,一、推土机,施工方法：下坡推土：借自重，增加推土能力，适用于狭长场地；并列推土：23台机平排，增大推土量，适用于大面 积场地；槽形推土：一条作业线重复运行，增大推土量；多铲集运：多次铲土，一次推送，缩短运时，硬质土,二、铲运机,分类：自行式，拖式，索式，油压式 特点：操作灵活，速度快，生产率高，费用低 适用：开挖大基坑、填筑堤坝，路基。含水量不超 过去时27一三类土。,二、铲运机,（一）、运行路线：（如图1-33）（二）、施工方法：1、下坡铲土法：借自重 2、跨铲法：形成土槽 增加铲量 3、助铲法：与推土机协作业,三、单斗挖土机,分类：正铲、反铲、拉铲

19、、抓铲、机械式、液压式（一）正铲挖土机 特点：前进向前，强制切土，卸土（侧面，后面）（二）反铲挖土机 特点：后退向下，强制切土，挖掘力比正铲小 作业方式：沟端，沟侧,（三）拉铲挖土机 特点：后退向下，自重切土（四）挖土机，与汽车配套计算 1、挖土机数：,2、自卸汽车配合计算：,第五节 人工降低地下水,一、坑降水集水法二、井点降水三、轻型井点降水,第五节 人工降低地下水,影响：地下水渗入基坑，挖土困难；边坡塌方；地基浸水，影响可载力 方法：集水坑降水；轻型井点降水,一、集水坑降水法,方法：沿坑壁边缘设排水沟、隔段设集水井、由 水泵将井中水抽出坑外。构造：,一、集水坑降水法,1、水坑设置 平面：设

20、在基础范围外，地下水上游 排水沟：宽0.20.3m 深0.30.6 沟底设纵坡 0.2%0.5%始终比挖面低0.40.5m 集水坑：宽径0.6，土面0.71.0m，防边坡失稳,一、集水坑降水法,2、泵选用 离心泵：抽水原理 潜水泵：特点：体积小、质量轻、移动方便、安装简单、不需引力3、运用粗粒土层和降水量小粘性土,一、集水坑降水法,4、流砂及其防治 现象：挖坑时，坑底下的土随水涌入坑内，边挖边冒，无法挖深 流砂发生的条件：A、层中有厚度250mm的粉土砂土层 B、土的含水率30%或孔隙率43%C、粘粒含量75%D、砂土渗透系数、排水性差,原因分析 内部条件：细砂、粉砂、亚砂土 外部条件：地下水

21、及动力压力的大小和方向；地下水渗流对单位土体内骨架产生的压力；单位土骨架对地下水阻力；力平衡方程。防流砂措施 A、枯水期施工 B、抛大石块法 C、打钢板桩法D、水下挖土法 E、人工降低地下水位法 F、地下连续墙,二、井点降水,方法：基坑周围埋设点管，地下水流入管中，抽水设备抽出坑外。分类：轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点、电路井点。,二、井点降水,1、轻型井点：,二、井点降水,2、喷射井点：布置：坑宽10m 时，单排布置；大面积基坑，环形布置；井点间距，坑宽10m时，双排布置 3、电渗井点 4、管井井点 5、深井井点,三、轻型井点降水,1、轻型井点设备 2、轻型井点布置（1）平面布置 沟

22、坑宽6,或土质不良：双排布置 坑面积大，环形布置。,三、轻型井点降水,（2）高程布置：一般H6m；当H6m时，降低总管平台面标高。一级轻型井点达不到深度要求时，二级布置 3、轻型井点计算（具体详见教材）,三、轻型井点降水,4、轻型井点的施工（1）施工工艺 放线定位 铺设总管 冲孔 安井点管、填砂砾填料、上部粘土密封弯联管连井点管与总管 安抽水设备试抽水 观测地下水位变化。,三、轻型井点降水,（2）井点管埋设：冲孔 埋设（3）井点管使用：连续抽水、双电源防断电 出水规律：“先大后小”，“先混后清”。,、本章小结：本章重点掌握土的工程性质（土的可松性）、土方填筑与压实的方法、流砂现象及其防止措施。了解土方工程的机械化施工方法。,人工挖孔灌注桩,一、概述二、施工工艺三、施工注意事项四、小结,