《土方工程量计算》PPT课件.ppt

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1、第1章土石方工程,土石方的种类及现场鉴别方法场地平整土方量计算与调配排水与降低地下水土方边坡与支护土方的填筑与压实土方工程的机械化施工土石方工程常见的质量事故及处理,教学目标：通过本节课的学习，使同学们了解土石方的种类和如何鉴别，掌握土的工程性质，掌握基坑（槽）土方量的计算。教学重点：基坑（槽）土方量的计算。教学难点：土的工程性质。教学方法：多媒体。教学内容：见课件。授课时数：2节。授课时间：授课地点：202教室,1.1 概 述,一、土石方工程的种类与特点 按施工的内容和方法不同分为4种：场地平整 基坑（槽）及管沟开挖 地下工程大型土石方开挖 土石方填筑,1、场地平整 将天然地面改造成所要求的

2、设计平面时所进行的土石方施工全过程。特点：工作量大、劳动繁重、施工条件复杂。施工工艺流程：现场勘察清除地面障碍物标定整平范围设置水准基点设置方格网测量标高计算土方挖填工程量平整土方场地碾压验收,2、基坑（槽）及管沟开挖 指开挖宽度在3m以内的基槽或开挖底面积在20以内的土石方工程。特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确；土石方量少；受气候影响较大。3、地下工程大型土石方开挖 对人防工程、大型建筑物的地下室、深基础施工等而进行的地下大型土石方开挖。特点：涉及降低地下水位、边坡稳定与支护、地面沉降与位移、临近建筑物的安全与防护等一系列问题。,4、土石方填筑 是对低洼处用土石方分层填平。特点：要求严格

3、选择土质，分层回填压实。,二、土石的分类与现场鉴别方法 土的分类方法很多，作为建筑物地基的土可以分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土。在土木工程施工中，按开挖难易程度，在现行计价规范中将土分为八类（松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石），这也是确定土木工程劳动定额的依据。,土的工程分类,三、土的工程性质 1、土的天然密度（）土在天然状态下单位体积的质量（单位为N/cm3、kN/m3）。,式中 m土的总质量 V 土的天然体积,2、土的干密度（d）单位体积土中的固体颗粒的质量（单位为N/cm3、kN/m3）。,式中 ms土中固体颗粒的质量 V 土的天然体积,3、土的可

4、松性 天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍不能恢复原来的体积，这种性质称为土的可松性。可松性系数：,式中 Ks土的最初可松性系数 Ks土的最终可松性系数 V1土在天然状态下的体积 V2土被挖出后在松散状态下的体积 V3土经压（夯）实后的体积,例：某工程基坑回填土的体积为120m3，取土场地的土为四类土，试求取土的数量？,解：查土的工程分类表，四类土的最终可松性系数为1.061.09，则需取土的数量为,即挖四类土110.09113.21（m3），可回填120m3体积的基坑。,4、土的透水性 指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度一般可按达西（Darcy）定律计算：,

5、式中 v水在土中的渗流速度（m/d）I 水力梯度 K土的渗透系数（m/d）,5、土的含水量（w）指土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。,式中 mw土中水的质量 ms 土中固体颗粒经温度为 105烘干后的质量,在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度，此含水量称为最佳含水量。,6、土的密实度 用密实度表示土的紧密程度。工程上用土的干密度来反映相对紧密程度。,式中 c土的密实度（压实系数）d土的实际干密度（“环刀法”测定）d,max 土的最大干密度（击实试验测定）,四、基坑（槽）土方量计算（一）边坡坡度,mB/H，称为坡度系数,（二）基坑（槽）土方量按拟柱体体积

6、计算公式计算：,例：按下图计算基坑的挖方量,解：由拟柱体公式得：,上口面积：,坑底面积：,中间截面积：,代入上列基坑挖方量计算公式得：,小结：1.土石方工程的种类与特点；2.土石分类与现场鉴别方法；3.土的工程性质；4.基坑（槽）土方量的计算。作业：见下页。,22,作业：某建筑外墙采用毛石基础，其断面尺寸如下图所示，地基为粘土，已知土的可松性系数，试计算每100m长基槽的挖方量；若留下回填土后，余土要求全部运走，计算预留填土量及弃土量。,，,解：基槽开挖截面积按梯形计算，即：,每100m长基槽的挖方量：,基础所占的体积：,预留填方量(按原土计算)：,弃土量(按松散体积计算)：,教学目标：使同学

7、们掌握场地平整的步骤和土方量的计算，初步了解土方调配的含义。教学重点：场地平整土方量的计算。教学难点：场地平整设计标高的调整。教学方法：多媒体。教学内容：见课件。授课时数：2节。授课时间：授课地点：202教室,五、场地平整土方量计算与调配 1、场地设计标高的确定 2、场地设计标高的调整 3、场地土方量的计算 4、场地边坡土方量的计算,1、场地设计标高的确定 考虑因素：1）满足生产工艺和运输的要求；2）尽量利用地形，减少挖方、填方数量；3）场地内挖方、填方平衡，土方运输总费用最少；4）有一定的表面泄水坡度（2），满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。场地设计标高一般应在设计文件上规定，若设计文

8、件无规定时，通常采用挖、填土方量平衡法。,“挖、填土方量平衡法”确定场地设计标高的步骤：1）划分方格网，方格边长一般采用1040m 2）确定各方格角点的标高（实测法、图解法）3）初步计算场地设计标高,式中 H0-所计算的场地设计标高（m）a-方格边长（m）N-方格数 H11H12H21H22-任一方格四个角点标高（m）,式中 H0-所计算的场地设计标高（m）H1-一个方格仅有的角点标高（m）H2H3H4-分别为两个方格、三个方格和四个方格共有的角点标 高（m）N-方格数,试初步计算该图的场地设计标高,2、场地设计标高的调整 土的可松性影响 场内挖方和填方的影响 场地泄水坡度的影响,土的可松性影

9、响（填土多余，需提高设计标高）,因,总的填方体积为：,此时，填方区的标高也应与挖方区一样，提高 即：,当,时，,故考虑了土的可松性后，场地设计标高调整为：,场内挖方和填方的影响弃土于场外、从场外取土回填等情况。场地设计标高的调整值 为：,其中：Q-场地根据平衡后多余或不足的土方量。,场地泄水坡度的影响 泄水坡度有单面泄水、双面泄水 单面泄水：场地内只有一个方向排水；双面泄水：场地内只有两个方向排水，且互相垂直。,场地有单面泄水坡度时，场地内任意一点的设计标高：,场地有双面泄水坡度时，场地内任意一点的设计标高：,式中 Hn-场地内任一角点的设计标高（m）H0-场地中心的标高（m）lx，ly-计算

10、点沿x，y方向距场地中心点的距离（m）ix，iy-场地在x，y方向的泄水坡度-由场地中心点沿x，y方向指向计算点时，若其方向与ix，iy反向取+号，同向则取-号,3、场地平整土方量的计算1）求各方格角点的施工高度2）确定“零线”，即挖方、填方的分界线 在相邻角点施工高度为一 挖一填的方格边线上，用插入 法求出零点位置，将各相邻的 零点连接起来就为零线。,式中：角点的施工高度，以“+”为填土，“”为挖土 角点的设计标高（考虑泄水坡度）；角点的自然地面标高。,3、场地平整土方量的计算3）计算方格土方工程量a）方格四角均为填或挖（全挖或全填的方格）其土方量,式中 V填方或挖方体积（m3）h1h2h3

11、h4 方格角点填（挖）土高度绝对值（m）a方格边长（m）,b）方格相邻两角点为挖方，另两点为填方（两挖和两填的方格）,其填方部分的土方量为：,挖方部分的土方量为：,c）方格三个角点为挖方（或填方）（三挖一填或相反的方格）,其一个角点部分的土方量为：,三个角点部分的土方量为：,当b=c=a时，,4、场地边坡土方量的计算1）三角棱锥体体积（如）,式中l边坡长度（m）A边坡端面积（m2）h角点施工高度（m）m边坡的坡度系数,4、场地边坡土方量的计算2）三角棱柱体体积（如）当A1，A2相差很大时,式中l边坡长度（m）A1A2A0边坡两端面及中间断面的横断面面积（m2）,5、场地平整土方量计算示例1 某

12、建筑场地地形图和方格网（边长a=20.0m）布置如下图所示。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。,图例,图例,解：1）计算各角点的施工高度（以“+”为填方，“”为挖方）,0.10,0.19,0.53,0.72,-0.34,-0.10,图例,解：1）计算各角点的施工高度（以“+”为填方，“”为挖方）,0.10,0.19,0.53,0.72,-0.34,-0.10,0.16,0.43,-0.83,-0.44,-0.20,0.06,图例,2）确定“零线”，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。,1-5线上：,

13、即零点距角点1的距离为4.55m。,2-6线上：,即零点距角点2的距离为13.10m。,6-7线上：,即零点距角点6的距离为7.69m。,图例,2）确定“零线”，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。,7-11线上：,即零点距角点7的距离为8.89m。,11-12线上：,即零点距角点11的距离为15.38m。,3）计算方格土方量以+为填方，-为挖方,方格、底面为正方形，土方量为：,3）计算方格土方量以+为填方，-为挖方,方格底面为两个梯形，土方量为：,3）计算方格土方量以+为填方，-为挖方,方格、底面为三边形和五边形，土方量为：,3）计算方格土方量以+为填方

14、，-为挖方,方格、底面为三边形和五边形，土方量为：,3）计算方格土方量以+为填方，-为挖方,方格、底面为三边形和五边形，土方量为：,3）计算方格土方量以+为填方，-为挖方,方格网总填方量：,方格网总挖方量：,4）边坡土方量计算,如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：,4）边坡土方量计算,如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：,4）边坡土方量计算,如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：,4）边坡土方量计算,如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：,4）边坡土方量计算,如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：,边坡总填方量

15、：,边坡总挖方量：,4）边坡土方量计算,6、场地平整土方量计算示例2 某建筑场地地形图和方格网（边长a=20.0m）布置如下图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度ix=0.3%，iy=0.2%。试确定场地设计标高（不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡），计算各方格挖、填土方量。,图例,解：1）计算场地设计标高H0,图例,2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心o）为H0，得各角点标高：,ix=0.3%,iy=0.2%,9.44,9.50,9.56,9.62,9.40,9.46,9.52,9.58,o,图例,2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心o）为

16、H0，得各角点标高：,ix=0.3%,iy=0.2%,9.44,9.50,9.56,9.62,9.40,9.46,9.52,9.58,9.36,9.42,9.48,9.54,9.32,9.38,9.44,9.50,o,图例,3）计算各角点的施工高度（以“+”为填方，“”为挖方）,ix=0.3%,iy=0.2%,9.44,9.50,9.56,9.62,9.40,9.46,9.52,9.58,9.36,9.42,9.48,9.54,9.32,9.38,9.44,9.50,-0.01,-0.25,-0.58,-1.09,+0.29,+0.03,-0.16,-0.69,+0.56,+0.26,+0.0

17、7,-0.32,+0.67,+0.47,+0.30,-0.02,o,图例,4）确定“零线”，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。,ix=0.3%,iy=0.2%,1-5线上：,即零点距角点1的距离为0.67m。,2-6线上：,即零点距角点2的距离为17.86m。,6-7线上：,即零点距角点7的距离为16.84m。,7-11线上：,即零点距角点7的距离为13.91m。,11-12线上：,即零点距角点12的距离为16.41m。,15-16线上：,即零点距角点16的距离为1.25m。,图例,5）计算各方格土方工程量以(+)为填方，()为挖方,ix=0.3%,iy

18、=0.2%,（1）全填或全挖方格,图例,5）计算各方格土方工程量以(+)为填方，()为挖方,ix=0.3%,iy=0.2%,（2）两挖两填方格,图例,5）计算各方格土方工程量以(+)为填方，()为挖方,ix=0.3%,iy=0.2%,（3）三填一挖或三挖一填方格,图例,5）计算各方格土方工程量以(+)为填方，()为挖方,ix=0.3%,iy=0.2%,（3）三填一挖或三挖一填方格,将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：478.5（m3）填方：454.9（m3）,六、土方调配 土方调配工作一般在土方工程量计算完毕即可进行。目的是方便施工，并且在土方总运输量（m

19、3m）最小或土方运输成本（元）最低的条件下，确定填、挖区的调配方向、数量和平均运距，从而缩短工期，降低成本。,1）土方调配的原则（1）应力求达到挖方与填方基本平衡和总运输量最小，即使挖方量与运距的乘积之和尽可能最小。（2）考虑近期施工和后期利用相结合。（3）应注意分区调配与全场调配的协调，并将好土用在回填质量要求高的填方区。（4）尽可能与城市规划、农田水利及大型地下结构的施工相结合，避免土方重复挖、填和运输。,2）土方调配图表的编制方法（1）划分调配区。（2）计算土方量。（3）计算每对调配区之间的平均运距。（4）确定土方调配方案。（5）绘出最优方案的土方平衡表和土方调配图。,1、定义：平均运距

20、就是指挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。2、求调配区重心的方法：取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出挖填区土方的重心位置，即：式中：挖或填方调配区的重心坐标；每个方格的土方量；每个方格的重心坐标。,3、求平均运距：式中：挖、填方区之间的平均运距；填方区的重心坐标；挖方区的重心坐标。也可在CAD图上量出L0。,小结：1.场地平整的步骤；2.场地平整土方量计算；3.土方调配。作业：见例题。,教学目标：使同学们了解土方工程中相关的施工机械的应用范围，能根据不同的开挖方式及场地条件选择适合的施工机械。教学重点：推土机及挖土机的施工特点。教学难点：挖

21、土机与汽车的配套计算。教学方法：多媒体。教学内容：见课件。授课时数：2节。授课时间：授课地点：202教室,1.2 土方工程的机械化施工,一、推土机施工,特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行驶速度快，易于转移，能爬30左右的缓坡。,用途：场地清理和平整，开挖深度1.5m以内的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、挖土机工作等。,推土机后面可安装松土装置，破、松硬土和冻土，也可挂羊足碾进行土方压实工作。,提高推土机生产效率的施工方法：1.下坡铲土法 2.分批集中一次推送法 3.并列推土法 4.槽形推土法 5.铲刀上附加侧板,二、铲运机施工 按行走方式分：自行式铲运机、拖式铲运机 用途：大面积场地

22、平整，开挖大型基坑，填筑堤坝和路基等。,1.运行路线：（1）环形路线（2）“8”字形路线,2.铲运机施工方法 提高铲运机生产率的措施：下坡切土 跨铲法 助铲法,三、单斗挖土机施工,三、单斗挖土机施工 1.正铲挖土机施工 特点：前进向上，强制切土。用途：开挖停机面以上的一四类土 开挖方式：,正向挖土后方卸土,正向挖土侧向卸土,2、反铲挖土机施工：特点：后退向下，强制切土。用途：开挖停机面以下的一 三类土，如开挖基坑、基槽、管 沟等。,沟端开挖,沟侧开挖,3、拉铲挖土机施工：特点：后退向下，自重切土。用途：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。,沟端开挖,沟

23、侧开挖,4、抓铲挖土机施工：特点：直上直下，自重切土。用途：开挖停机面以下的一二类土，适用于挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道、挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。,5、挖土机与汽车配套计算 A.挖土机数量的确定：,式中 Q土方量 P挖土机生产率 T工期 C每天工作班数 K时间利用系数（0.80.9）,B.挖土机生产率确定：,式中 t每挖一斗时间 q挖土机斗容量 Ks土的最初可松性系数 Kc土斗充盈系数 KB工作时间利用系数,土方开挖方式与机械选择：（1）平整场地 地势较平坦，含水量适中铲运机 地形起伏较大，挖填方量大且集中，运距1000m以上正铲挖土机配合自卸车 填方高度不大，运距10

24、0m以内推土机（2）地面上的坑式开挖 单个基坑和中小型基础基坑抓铲挖土机、反铲挖土机,土方开挖方式与机械选择：（3）长槽式开挖 地面上开挖反铲挖土机 水中取土、淤泥土且坑底深抓铲挖土机 土质干燥、坑底不深、基槽长30m以上推土机或铲运机（4）整片开挖 坑内土干燥正铲挖土机 坑内土潮湿拉铲挖土机、反铲挖土机,小结：使同学们了解脚手架的种类、形式，脚手架的应用范围，搭设脚手架的施工工艺。作业：钢管脚手架的组成及搭设。教学难点：钢管脚手架的搭设工艺。教学方法：多媒体。教学内容：见课件。授课时数：2节。授课时间：（1、2）、（3、4）授课地点：三楼大教室、201教室,教学目标：使同学们了解土方的填筑与

25、压实，掌握压实的方法及质量检测方法。教学重点：土方的压实。教学难点：土方的填筑。教学方法：多媒体。教学内容：见课件。授课时数：2节。授课时间：授课地点：202教室,1.3 土方填筑与压实,一、对土料的选择 选择填方土料应符合设计要求。如无设计要求时应符合下列要求：碎石类土、砂土、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；淤泥和淤泥质土一般不能用作填料；含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用。,二、对基底的处理 填方基底的处理，应符合设计要求。无设计要求时应符合下列要求：基底上的树墩及主根应拔除，坑穴应清除积

26、水、淤泥和杂物等，并分层回填夯实；在建筑物和构筑物地面下的填方或厚度小于0.5m的填方应清除基底上的草皮和垃圾。在土质较好的平坦地上填方时，可不清除基底上的草皮，但应割除长草；在水田、沟渠或池塘上填方时，应根据实际情况采用排水疏干、挖除淤泥或抛填石块、砂砾、矿渣等方法处理后，再进行填土。,三、填筑要求 填土施工应接近水平状态，并分层填土，符合设计要求后才能填筑上层。分段填筑时每层接缝处应作成斜坡形。回填基坑和管沟时，应从四周或两侧均匀地分层进行。,四、填土的压实方法 1.碾压法：由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。用途：大面积的填土。2.夯实法：利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤。用途：

27、小面积的回填土。3.振动法：将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动。用途：振实非粘性土。,（五）影响填土压实质量的因素 压实功 含水量 每层铺土厚度 填土边坡的坡度（六）填土压实的质量检查 环刀法取样 检查压实后的实际干密度,1.4 深基坑施工,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

28、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，便于土方工程施工。,施工准备：（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。,一、土方边坡 边坡坡度应根据土质、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。边坡可做成直线形、折线形或阶梯形。,直壁不加支撑挖方深度,深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度,边坡稳定 引起土体内剪应力增加，造成边坡塌方的原因：

29、（1）边坡上面荷载增加，尤其是附近有动荷载；（2）基坑边坡太陡；（3）开挖深度过大；（4）因下雨使土的含水量增加，因而使土体增重；（5）地下水在土中渗流产生一定的动水压力；（6）土体裂缝中的水产生静水压力。,二、基坑支护结构的选型,支护结构,水泥土挡墙式,排桩与板墙式,边坡稳定式,深层搅拌水泥土桩墙,高压旋喷桩墙,板桩式,排桩式,板墙式,组合式,逆作拱墙式,土钉墙,喷灌支护,钢板桩,混合土板桩,型钢横挡板,钢管桩、预制混凝土桩,钻孔灌筑桩,挖孔灌筑桩,现浇地下连续墙,预制装配式地下连续墙,加筋水泥土桩（SWM工法),高应力区加筋水泥土墙,教学目标：使同学们了解深基础施工时的辅助措施，熟悉支护结

30、构的种类及特点，掌握轻型井点降水的施工工艺。教学重点：支护结构。教学难点：轻型井点降水。教学方法：多媒体。教学内容：见课件。授课时数：2节。授课时间：授课地点：202教室,1、重力式支护结构 深层搅拌水泥桩支护墙：在基坑四周用深层搅拌法将水泥与土拌合，形成块状连续壁或格状连续壁与壁间土组成符合重力式支护结构。由于水泥土的渗透系数很小，一般不大于107cm/s，故它兼有隔水作用。要求两桩间应搭接200mm。它适用于46m深的基坑，最大可达7m左右。水泥土搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆，二次搅拌”或“二次喷浆，三次搅拌”工艺。主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小，土质较松时，可用前者，反

31、之可用后者。,“一次喷浆，二次搅拌”工艺流程（a）定位；（b）预埋下沉；（c）提升喷浆搅拌；（d）重复下沉搅拌（e）重复提升搅拌；（f）成桩结束,2、桩墙式支护结构 由围护墙和支撑系统组成。围护墙有桩式和板式两种基本类型。桩式围护墙的类型有：钢筋混凝土板桩、钢板桩、钻孔灌注桩、钢筋混凝土预制桩等。板式围护墙的类型有：现浇地下连续墙、有加劲性钢筋的水泥土支护墙。,（1）板桩式支撑 适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流砂现象发生。质量要求：板桩位置在板桩的轴线上，板壁面垂直，保证平面尺寸准确和垂直度；封闭式板桩墙要求封闭合拢；埋置达到规定深度要求，有足够的抗弯强度和防水性能

32、。,（2）钢板桩施工 分为平板桩和波浪桩（拉森式板桩）两类。,钢筋混凝土内撑式支护,钢板桩坑内斜撑支护,钢板桩水平锚碇支护,钢板桩多层锚拉支护,单支点板桩的事故原因：板桩的入土深度不够 在土压力作用下，板桩的入土部分走动而出现坑壁滑坡；拉锚的强度不够 板桩在土压力作用下倒塌，或长度不足，锚碇失去作用而使土体滑动；板桩本身刚度不够 在土压力作用下失稳而弯曲。入土深度、支撑或锚杆反力和截面弯矩称为板桩设计的“三要素”,钢板桩打桩方法：单独打入法：易向一边倾斜，累计误差不易纠正。围檩插桩法：可保证平面尺寸精确和钢板桩垂直度，施工速度慢，不经济。分段复打桩：又称屏风法，可防止板桩过大的倾斜和扭转，防止

33、误差积累，有利实现封闭合拢，且分段打设，不会影响邻近板桩施工。,竖向布置:,排桩以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构.,冠梁设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁.,腰梁设置在支护结构顶部以下传递支护结构与锚杆或内支撑点 力的钢筋混凝土梁或钢梁.,h,冠梁,腰梁,排桩,地下连续墙 作用：截水、防渗、挡土、承重。适用范围：地下深基础的侧墙、高层建筑基础、水工建筑。,a、修筑导墙,测量放线,土方开挖,钢筋绑扎,模板安装,混凝土浇筑,拆模、养护,b、划分槽段，进行开挖,c、泥浆护壁d、清槽换浆e、吊放钢筋笼,f、槽段接头g、浇筑混凝土,三、地坑排水 目的：保证施工的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能

34、力的下降。方法：集水井降水法、井点降水法、隔渗法1、动水压力与流砂现象 流动的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压力。如果动水压力等于或大于土的浸水浮重度(土的重力密度-水的密度)时，土粒失去自重，处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土粒能随着渗流的水一起流动，这种现象称为“流砂现象”,流砂的防治途径:(1)减小或平衡动水压力；(2)改变动水压力的方向；(3)截断地下水流。流砂的防治方法:(1)降低地下水(2)水下挖土法；(3)打钢板桩法；(4)地下连续墙法等。,2、集水井降水法（明排水法）,排水沟及集水井应设置在基础边线0.4m以外，地下水流的上游,集水井的直径或宽度一般为0.70.8m，深度随

35、着挖土的加深而加深，要经常低于挖土面0.8m以上,井壁可用竹、木或砌筑等简易加固,当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底12m，并铺设0.3m碎石滤水层，以免在抽水时将泥砂抽出，并防止井底的土被搅动,3、井点降水法 人工降低地下水位法也称为井点降水法，是地下水位较高的地区施工中采取的重要措施之一。作用:消除流砂现象、稳定土方边坡、加速土的固结。注意：采用人工降低地下水位，可适当改陡边坡，减少挖土方量，但在降水过程中，基坑附近的地基土壤会有一定的沉降，施工时要严加注意，防止地基沉降给周围建筑物带来不利影响。井点降水的方法：轻型井点；管井井点。轻型井点应用最广泛。,轻型井点,A、井点设备:(1)管路

36、系统:井点管：直径38或51mm，长5m7m的钢管 滤 管：直径38或51mm，长11.2m的钢管 总 管：直径100 127mm，每段4m，接头间距 0.8m 弯联管：硬塑料透明管,(2)排水设备:干式真空泵：真空泵、离心泵、水气分离箱 射流泵：喷射扬水器、离心泵、循环水箱,滤管构造1-钢管;2-管壁上的小孔;3-缠绕的塑料管;4-细滤网;5-粗滤网;6-粗铁丝保护网;7-井点管;8-铸铁头,B、井点布置:平面布置:单排井点：基坑宽度B6m 环形井点：基坑面积较大 井点管距离基坑壁 1m,双排井点布置,高程布置:井点管露出地面200300mm，滤管宜埋在透水层内。井点管的埋设深度（不包括滤管

37、）H H1+h+IL H1井点管埋设面至基 坑底面的距离(m)；h基坑底面至降低后 的地下水位线的距 离，一般0.51m I水力坡度，单排井 点取1/4，双排和 环形井点取1/10；L环状井点：井点管至基坑中心的水平距离(短边)(m)单排井点：井点管至基坑另一边的水平距离(m),A,当一级井点降水达不到降水深度要求时，可采用二级井点。,C.轻型井点计算:涌水量Q;单位时间内通过某过水断面的水流量(m/h,m/d).采用“水井理论”.,井的类型：无压井：无压完整井、无压非完整井 承压井：承压完整井、承压非完整井,无压完整井井点系统涌水量Q计算公式：,式中：K土的渗透系数，m/d；S水位降低值，m

38、；R环状轻型井点的抽水影响半径，近似取，m；x0环状井点系统的假想半径，当矩形基坑L/B5，取，m；F环状井点系统包围的面积，m2。,式中：H0 抽水影响深度，m。按下表计算。抽水影响深度H0 注:表中S为井点管内水位降低值;l为滤管长度 当计算出的H0 H(实际含水层厚度)，取H0=H,无压非完整井:,承压完整井:,承压非完整井:,井点管数量计算与间距确定单根井点管的最大出水量:,式中:rc 滤管的半径(m)lc 滤管的长度(m)K 土的渗透系数,井点管数量计算与间距确定井点管的数量：,井点管平均间距：,轻型井点的安装程序,挖井点沟槽，敷设集水总管，埋设井点管，用弯联管将井点管与总管连接，安

39、装抽水设备。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,一、场地积水现象：场地平整后局部或大面积积水。原因：挖方时，场地表面不平，没有排水坡度或排水沟；填方时，未分层回填压实。预防：排水设施；压实回填土；杜绝标高出现差错。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,一、场地积水根治：立即疏通排水设施，排除积水；加大排水坡度；对低洼部位，填土找平，夯实至不再积水为止。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,二、填方出现翻浆现象现象：填土受夯时，基土出现受压处下陷而四周鼓起，形成软塑状态，而体积并没有压缩。原因：填土下面的腐殖土、淤泥等原状土未清除。填土时扰动了原状土。夯实使表面形成硬壳更加阻止其水

40、分蒸发。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,二、填方出现翻浆现象预防：避免在腐殖土、淤泥等原状土上回填土。控制新的回填土的含水量。作好填土范围的排水设施排除地表水。根治：用灰土以及碎砖掺入翻浆土。将翻浆土挖除，换填3：7灰土，并级配砂、石夯实。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,三、边坡塌方（填方）现象：填方边坡滑塌，造成坡脚处的土方堆积。原因：边坡基底的杂草、淤泥未清除干净。原陡坡与新填土未形成阶梯形搭接。边坡未分层夯实。护坡措施不利。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,三、边坡塌方（填方）预防：按规定放坡。选择符合要求的回填土。对回填土分层夯实。采取铺砌片石、草皮、喷浆、

41、抹面等防护措施。根治：清除塌方上部的松土，用3：7灰土分层回填夯实修复。作好排水和表面防护。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,三、边坡塌方（挖方）现象：边坡局部或大面积滑塌。原因：放坡不够。未及时排除地表和地下水。坡顶荷载或外力影响使土体失去稳定。,1.5 土石方工程常见的质量事故及处理,三、边坡塌方（挖方）预防：按规定放坡。不允许放坡时进行可靠支护。控制坡顶堆物荷载。根治：将坡度改缓。作好表面防护。不能放坡时加设临时支护。清除塌方，用块石填砌或回填灰土嵌补，并与原状土作阶梯形搭接。,本章小结,本章内容介绍了土方工程施工的特点，土的工程性质和分类；土方边坡，建筑基坑支护的分类、适用范围、设计与施工；地下水控制集水明排,真空井点降水的设计与施工.土方填筑与压实的填方土料的选择，压实方法和要求，质量检验标准和影响因素；土方工程机械化施工常用的推土机和单斗挖土机的工作特点和适用范围；土方工程常见的质量事故及处理。,作业题：,1、某基础底面尺寸为37.8m12.5m,深为4.8m。基础附近还有一个大坑，经计算体积为1776m3。求用基础挖出的土将坑填满夯实后，余土用斗容量为2m3的车外运，需要运输多少车次？（已知：基础坡度系数m=0.5，Ks=1.28，Ks=1.07),