土方工程常見類型和特點(diǎn)要求

1、土方工程常見類型和特點(diǎn)要求常見類型：場(chǎng)地平整、基坑（槽）及管溝開挖、地坪填土、路基填筑、隧道開通及基坑回填等。 施工過程：包括土或石的挖掘、填筑和運(yùn)輸?shù)纫约芭潘⒔邓屯帘谥蔚葴?zhǔn)備和輔助過程。施工的特點(diǎn)：面廣量大、勞動(dòng)繁重、大多為露天作業(yè)、施工條件復(fù)雜；施工易受地區(qū)氣候條件影響；土本身是一種天然物質(zhì)，種類繁多，施工時(shí)受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響也很大。施工總的要求：根據(jù)工程自身?xiàng)l件，制定合理施工方案，盡可能采用新技術(shù)和機(jī)械化施工第一節(jié) 土的分類和工程性質(zhì)一、土的工程分類二、土的工程性質(zhì)1、土的含水量2、土的可松性3、土的滲透性第二節(jié) 土方量計(jì)算一、基坑（槽）、管溝土方量計(jì)算二、場(chǎng)地平整土方

2、量計(jì)算主要內(nèi)容一、土的工程分類 在土方工程施工和工程預(yù)算定額中，根據(jù)土的開挖難易程度，將土分為松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)石等八類。前四類為一般土，后四類為巖石。第一節(jié) 土的分類和工程性質(zhì)二、土的工程性質(zhì) 1、土的含水量（w） 土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比，以百分率表示： 式中， m1含水狀態(tài)時(shí)土的質(zhì)量（kg）； m2烘干后土的質(zhì)量（kg）； mw土中水的質(zhì)量（kg）； ms固體顆粒的質(zhì)量（kg）。第一節(jié) 土的分類和工程性質(zhì)第一節(jié) 土的分類和工程性質(zhì)二、土的工程性質(zhì) 2、土的可松性： 自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，內(nèi)部組織破壞，其體積因松散而增加以后雖經(jīng)回填壓實(shí)仍不能恢

3、復(fù)其原來的體積，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示：式中 Ks土的最初可松性系數(shù)； Ks 土的最終可松性系數(shù)； V 1土在自然狀態(tài)下的體積； V 2土挖出后的松散狀態(tài)下的體積； V 3土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。第一節(jié) 土的分類和工程性質(zhì)二、土的工程性質(zhì)3、土的滲透性 土體被水透過的性質(zhì)，常用滲透系數(shù) K 表示。 滲透系數(shù)：在水力坡度為1的滲流作用下，水從土中滲出的速度，它同土的顆粒級(jí)配，密實(shí)程度等有關(guān)。砂土的滲透實(shí)驗(yàn)第二節(jié) 土方量計(jì)算一、基坑（槽）、管溝土方量計(jì)算 基坑土方量的計(jì)算可近似按立體幾何中擬柱體（由兩個(gè)平行的平面做底的一種多面體）體積公式計(jì)算。 基槽和管溝在土方量計(jì)算

4、時(shí)，可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算，將各段土方量相加，即得總土方量。 基坑土方量計(jì)算 基槽土方量計(jì)算第二節(jié) 土方量計(jì)算二、 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定 場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算思路是先確定一個(gè)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，以此標(biāo)高為基準(zhǔn)分別計(jì)算標(biāo)高以下的填方量和標(biāo)高以上的挖方量。 l、初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0（1）在具有等高線的地形圖上將施工區(qū)域劃分為邊長(zhǎng)a=10m40m的若干方格如圖所示；（2）確定各小方格的角點(diǎn)高程?？筛鶕?jù)地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插值法求得。在無地形圖的情況下，也可以在地面用木樁或鋼釬打好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測(cè)出方格同角點(diǎn)標(biāo)高。 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算第二節(jié) 土方量計(jì)算二、場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定 （3）按填挖方平

5、衡原則確定設(shè)計(jì)標(biāo)高； 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算 由圖 可看出，H11只屬于一個(gè)方格的角點(diǎn)標(biāo)高，H12和H21則屬于兩個(gè)方格公共的角點(diǎn)標(biāo)高，H22則屬于四個(gè)方格公共的角點(diǎn)標(biāo)高，它們分別在上式中要加一次、二次、四次。因此，上式可改寫成下列形式： 第二節(jié) 土方量計(jì)算二、場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定2、場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的調(diào)整 按上述公式所計(jì)算的設(shè)計(jì)標(biāo)高H0系一理論值，實(shí)際上還需要考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整：（1）由于土的可松性，會(huì)使填土有剩余 H0（2）考慮場(chǎng)地泄水坡度對(duì)角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響；（3）設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的各種填方工程（如場(chǎng)區(qū)上填筑路堤） H0 ；或者由于設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的各種挖方工程（如挖河道、水池、基坑等） H0 ；（4

6、）根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，將部分挖方就近棄于場(chǎng)外，或部分填方就近取于場(chǎng)外而引起挖、填土方量的變化后，需增減設(shè)計(jì)標(biāo)高。 上述四方面因素對(duì)H0的影響同時(shí)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)較小，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)考慮。第二節(jié) 土方量計(jì)算三、場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算 場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算一般采用方格網(wǎng)法。 （1）計(jì)算場(chǎng)地各方格角點(diǎn)的施工高度 式中，hn為角點(diǎn)施工高度，即挖填高度，以“”為填，“”為挖；Hn為角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高；Hn為角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高。（2）確定“零線” 平面網(wǎng)格中，相鄰兩個(gè)零點(diǎn)相連成的一條折線，就是方格網(wǎng)中的挖填分界線零線。 設(shè)h1為填方角點(diǎn)的填方高度，h2為挖方角點(diǎn)的挖方高度，O為零點(diǎn)位置。則O點(diǎn)與A點(diǎn)的距離為： 求

7、零點(diǎn)的圖解法BACODxah1h2第二節(jié) 土方量計(jì)算三、場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算（3）計(jì)算方格挖填土方量 零線求出后，場(chǎng)地的挖填區(qū)即隨之標(biāo)出，可按“四方棱柱體法” 計(jì)算出各方格的挖填土方量。 全挖全填方格 兩挖兩填方格挖全填方格 三挖一填或三填一挖方格aaaaaah1h1h1h2h3h4h2h2h3h3h4h4 ； 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土1、推土機(jī) 施工特點(diǎn)：靈活、功率大、爬30坡、40-60m時(shí)效率最高。（1）種類：索式、液壓（2）應(yīng)用條件：挖深（填高） 運(yùn)距100m 坡度30 1 3類土 （3）作業(yè)方式：目的是提高效率 下坡推土，提高30-40% 槽形推土 并列推土，提高15-20%

8、 分批集中，一次推送 推土機(jī)外形第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土下坡推土槽形推土并列推土第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、鏟運(yùn)機(jī)（1）類型：自行、拖式（2）特點(diǎn)：更靈活； 運(yùn)距：（拖式）200350m；（自行）8001500m；（3）適用條件： 13類土 大面積 w27%C3-6型自行式鏟運(yùn)機(jī)C6型拖式鏟運(yùn)機(jī)（1）鏟土方式：下坡鏟土；挖近填遠(yuǎn)，挖遠(yuǎn)填近；推土機(jī)助鏟；雙聯(lián)鏟運(yùn)；掛大斗鏟運(yùn)（2）開行路線： 環(huán)形路線；8字型路線第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、鏟運(yùn)機(jī) 鏟運(yùn)機(jī)開行路線a)、b)、c) 環(huán)形路線； d） 8字形路線 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī) 常用挖土機(jī)主要為單斗挖

9、土機(jī)，只用于挖土，運(yùn)土由自卸式汽車完成。根據(jù)挖土方式單斗挖土機(jī)鏟斗類型可分為：（1）正鏟；（2）反鏟 ；（3）抓鏟；（4）拉鏟。正鏟反鏟抓鏟拉鏟第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī)（1）正鏟 特點(diǎn)：只能挖土、挖土機(jī)必須在工作面、挖土深度大、效率高；條件：14類土、大型工程、工作面無涌水正鏟挖土機(jī)的主要技術(shù)性能正鏟作業(yè)挖土和卸土方式：正向卸土、后方卸土；正向 挖土、側(cè)向卸土第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī) 正鏟挖土機(jī)挖土和卸土方式a)正向挖土后方卸土；b)正向挖土側(cè)向卸土正鏟作業(yè)工作面及開行通道第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī) 正鏟開挖基坑工作面及開行通道a)一層通道多

10、次開挖；b)之字開行加寬工作面；c)多層通道開挖第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī)（2）反鏟特點(diǎn)：挖土機(jī)可在地面、邊坡留土、挖土深度比正鏟?。?條件：小型基坑、基槽、獨(dú)立柱基、水下挖土； 反鏟挖土機(jī)的主要技術(shù)性能第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī)（2）反鏟 作業(yè)方式開行方式： 溝端開行； 溝側(cè)開行：穩(wěn)定性差、但棄土較遠(yuǎn)；反鏟開行方式a)溝端開行；b)溝側(cè)開行第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 一、挖土2、挖土機(jī)（3）抓鏟 抓鏟挖土機(jī)是在挖土機(jī)臂端用鋼索裝一抓斗，可挖12類土，特別適合獨(dú)立基坑水下挖土。（4）拉鏟 拉鏟挖土機(jī)的鏟斗懸掛在鋼絲繩下，土斗借重力切入土中，可用于開挖12類土，開挖深

11、度和寬度較大。由于開挖的精確性較差，邊坡要留更多的土，且大多用于將土棄于土堆。 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 W1W2W3T1 T2？問題的實(shí)質(zhì)：已知各挖土區(qū)和填土區(qū)的位置和土方量及各挖土區(qū)和填土區(qū)之間的運(yùn)距，求各挖土區(qū)向各填土區(qū)調(diào)配的土方量是多少時(shí)，總的運(yùn)輸費(fèi)用最低求解方法：線性規(guī)劃法中的“表上作業(yè)法”求解步驟（一）準(zhǔn)備工作1、劃分調(diào)配區(qū)2、計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（二）建立土方調(diào)配的數(shù)學(xué)模型1、土方平衡與運(yùn)距表2、數(shù)學(xué)模型3、求解分析（三）用“表上作業(yè)法”進(jìn)行土方調(diào)配1、初始方案的確定2、方案是否最優(yōu)的判別3、方案的調(diào)整（四）土方調(diào)配圖的繪制第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方

12、調(diào)配 劃分調(diào)配區(qū)（l）調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)與房屋或構(gòu)筑物的位置相協(xié)調(diào)，滿足工程施工順序和分期分批施工的要求，用近期施工與后期利用相結(jié)合。（2）調(diào)配區(qū)的大小應(yīng)使上方機(jī)械和運(yùn)輸車輛的功效得到充分發(fā)揮。（3）當(dāng)土方運(yùn)距較大或場(chǎng)區(qū)內(nèi)土方平衡時(shí)，可根據(jù)附近地形，考慮就近借土或就近棄土，每一個(gè)借土區(qū)或棄土區(qū)均可作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)配區(qū)。（4）平整場(chǎng)地工程，劃分調(diào)配區(qū)時(shí)要與場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高結(jié)合起來，使填挖平衡。第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 數(shù)學(xué)模型求一組xij的值，使目標(biāo)函數(shù)為最小值，并滿足下列約束條件 i=1,2,m j=1

13、,2,n xij0 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 （1）根據(jù)約束條件知道，未知量有m*n個(gè)，而方程數(shù)為mn個(gè)。由于填挖平衡，因此獨(dú)立方程的數(shù)量實(shí)際上只有m+n-l個(gè)。（2）由于獨(dú)立方程只有m+n-1個(gè)，而未知量有m*n個(gè)，無法計(jì)算。在求解線性規(guī)劃問題時(shí)，可以先命m*n-（m+n-1）個(gè)未知量為零（可以任意假定。但為了減少運(yùn)算次數(shù)，可以按照就近分配的原則，把運(yùn)距較遠(yuǎn)或運(yùn)費(fèi)較大的那些未知量假定為零），這樣就能夠解出第一組m+n-1個(gè)未知量的值。這個(gè)解是不是最優(yōu)解，還需要用檢驗(yàn)數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。如果在解中換一個(gè)未知量（使解中的一個(gè)未知量的值為零，并把不在解中的一個(gè)未知量引入解中），能使求得的一

14、組新解的目標(biāo)函數(shù)下降，那么新解就比前一個(gè)解合理。這樣一次次調(diào)整，直到使目標(biāo)函數(shù)值為最小，此時(shí)的一組解就是最優(yōu)解。 關(guān)于線性規(guī)劃的理論及計(jì)算方法可以詳見有關(guān)的專著。求解分析第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 各調(diào)配區(qū)土方量和平均運(yùn)距圖第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 初始方案的確定就近分配法第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 最優(yōu)方案的判別（1）求位勢(shì)數(shù)列出初始方案中有調(diào)配數(shù)方格的cij由公式 cij = ui + vj 求位勢(shì)數(shù)并列入表中（2）計(jì)算檢驗(yàn)數(shù) ij= cij ui - vj 只要出現(xiàn)負(fù)的檢驗(yàn)數(shù)，就說明方案不是最優(yōu)，需要進(jìn)一步調(diào)整第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土

15、方調(diào)配 求位勢(shì)數(shù)由 cij = ui + vj 求位勢(shì)數(shù) ui 、vj第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 第一步：在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中選一個(gè)（一般可選最小的一個(gè)），本例中是12，把它所對(duì)應(yīng)的變量x12作為調(diào)整對(duì)象。 第二步：找出x12的閉回路。其做法是：從x12格出發(fā)，沿水平與豎直方向前進(jìn)，遇到適當(dāng)?shù)挠袛?shù)字的方格作90轉(zhuǎn)彎，然后繼續(xù)前進(jìn)，如果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)，形成一條以有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點(diǎn)的、用水平和豎直線聯(lián)起來的閉合回路，見表1-8。 第三步:從空格x12出發(fā)，沿著閉合回路（方向任意）一直前進(jìn)，在各奇數(shù)次轉(zhuǎn)角點(diǎn)的數(shù)字中，挑出最大運(yùn)距對(duì)應(yīng)的xij（本例中c32=110最大，它

16、對(duì)應(yīng)的x32=200），將它由x32調(diào)到x12方格中。 第四步：將“200”填入x12方格中，被調(diào)出的x32為0（該格變?yōu)榭崭瘢煌瑫r(shí)將閉合回路上其它的奇數(shù)次轉(zhuǎn)角上的數(shù)字都減去“200”，偶數(shù)次轉(zhuǎn)角上數(shù)字都增加“200”，使得填挖方區(qū)的土方量仍然保持平衡。這樣調(diào)整后，便可得到表中的新調(diào)配方案。 第五步：對(duì)新調(diào)配方案，仍用“位勢(shì)法”進(jìn)行檢驗(yàn)，看其是否是最優(yōu)方案。如果檢驗(yàn)數(shù)中仍有負(fù)數(shù)出現(xiàn)，那就仍按上述步驟繼續(xù)調(diào)整，直到找出最優(yōu)方案為止。 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 表中所有檢驗(yàn)數(shù)均為正號(hào)，故該方案為最優(yōu)方案。Z=20050+20070+400

17、40+30060+10070+50040=85000（m3m） 最優(yōu)土方調(diào)配方案的土方總運(yùn)輸量為：第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 二、運(yùn)土土方調(diào)配 土方調(diào)配圖第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、挖土設(shè)備和運(yùn)土設(shè)備數(shù)量的計(jì)算（一）挖土設(shè)備數(shù)量的計(jì)算式中， Q土方量（m3）;Qd挖土機(jī)生產(chǎn)率（m3/臺(tái)班）；T工期（工作日）；C每天工作班數(shù)；K工作時(shí)間利用系數(shù)（）。 （二）運(yùn)土設(shè)備數(shù)量的計(jì)算當(dāng)用挖土機(jī)挖土?xí)r，運(yùn)土設(shè)備數(shù)量應(yīng)與挖土設(shè)備數(shù)量配套。第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、挖土設(shè)備和運(yùn)土設(shè)備數(shù)量的計(jì)算一臺(tái)挖土機(jī)配備的自卸汽車臺(tái)數(shù)N為： 式中 P和 分別為挖土機(jī)生產(chǎn)率和自卸汽車生產(chǎn)率（m3/臺(tái)班）?；虬矗菏街?t 和 分

18、別為每一循環(huán)車輛運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸車輛裝滿一車土的時(shí)間（min)。第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、填土壓實(shí) 填土料應(yīng)慎重選擇，含有大量有機(jī)質(zhì)、含水溶性硫酸鹽大于5%、淤泥、膨脹土、凍土等不宜用作填方土料。 （一）壓實(shí)方法填土壓實(shí)方法圖a)碾壓 b)夯實(shí) c)振動(dòng) 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、填土壓實(shí) （二）作業(yè)參數(shù)1、密實(shí)度（或壓實(shí)系數(shù)） 土的要求密實(shí)度，通常以壓實(shí)系數(shù)（壓實(shí)度）表示。壓實(shí)系數(shù)為土的控制（實(shí)際）干密度0與最大干密度max（最大干密度是在最佳含水量的狀態(tài)下，通過標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)方法確定的）的比值。 壓實(shí)系數(shù)一般由設(shè)計(jì)確定，例如，砌塊承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，在地基持力層范圍內(nèi)的應(yīng)大于，在地基的持力層范

19、圍以下應(yīng)在之間。高等級(jí)公路路床應(yīng)大于、上路堤應(yīng)大于、下路堤應(yīng)大于。 第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、填土壓實(shí) 2、土的含水量 土的含水量不同，在同樣壓實(shí)功作用下，土的壓實(shí)質(zhì)量不同，如圖所示，對(duì)應(yīng)最大干重度的含水量稱為最佳含水量。施工時(shí)應(yīng)盡量保證在最佳含水量時(shí)壓實(shí)。土的含水量對(duì)壓實(shí)質(zhì)量的影響圖第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、填土壓實(shí) 3、鋪土厚度 壓實(shí)作用沿深度變化如圖所示，因此壓實(shí)施工時(shí)分層鋪土厚度應(yīng)在壓實(shí)設(shè)備作用深度范圍內(nèi)，見表。 壓實(shí)作用沿深度的變化圖分層鋪土厚度和壓實(shí)遍數(shù)壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾20030068羊足碾200350812蛙式打夯機(jī)20030034人工打夯2003

20、4分層鋪土厚度和壓實(shí)遍數(shù)壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾20030068羊足碾200350812蛙式打夯機(jī)20030034人工打夯20034第三節(jié) 土方機(jī)械化施工 三、填土壓實(shí) 4、壓實(shí)遍數(shù) 壓實(shí)功與壓實(shí)機(jī)具、壓實(shí)遍數(shù)、作用時(shí)間等因素有關(guān)，壓實(shí)功與土的密實(shí)度的關(guān)系如圖所示，因此壓實(shí)遍數(shù)也應(yīng)合理確定，見表。土的密實(shí)度與壓實(shí)功的關(guān)系圖第四節(jié) 土方工程的輔助工程 一、邊坡工程（一）放坡（二）支護(hù) 二、排、降水工程 （一）流沙 （二）排水 （三）降水一、邊坡工程 （一）放坡 式中，m=B/H為邊坡系數(shù)。BH邊坡坡度圖坡度表示：如圖，設(shè)i為邊坡坡度，則：直壁開挖 根據(jù)土方工程相關(guān)規(guī)范的規(guī)定：

21、對(duì)于土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑（槽）底或管溝底面標(biāo)高，開挖土層濕度適宜且敞露時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，其挖方邊坡可作成直壁，不加支撐，但挖方深度不宜超過下列規(guī)定：密實(shí)、中密的砂土和碎石土（充填物為砂土）（m）硬塑、可塑的粉質(zhì)粘土及粉土 （m）硬塑、可塑的粘土和碎石類土（充填物為粘性土） （m）堅(jiān)硬的粘土 （m）第四節(jié) 土方工程的輔助工程 一、邊坡工程 （一）放坡 按規(guī)定坡度開挖 深度超過以上數(shù)值的基坑邊坡，開挖時(shí)可按相應(yīng)規(guī)范選取，對(duì)于5m以內(nèi)基坑可按表選取。 通過計(jì)算確定坡度 對(duì)地下水、開挖深度、荷載、土質(zhì)復(fù)雜等開挖條件超過規(guī)范的規(guī)定時(shí)，可采用土力學(xué)原理計(jì)算邊坡坡度。 第四節(jié) 土方工程的輔助工程 深度在5m

22、以內(nèi)的基坑（槽）、管溝邊坡最陡坡度一、邊坡工程 （二）支護(hù) 橫撐式支撐 開挖較窄的基坑或溝槽時(shí)多采用橫撐式支撐，如圖所示。水平擋土板適用于濕度小、開挖深度H3m的條件；垂直擋土板適用于松散、濕度大的土質(zhì)條件，而且開挖深度不限。 第四節(jié) 土方工程的輔助工程 溝槽橫撐式支撐圖a) 水平擋土板b) 垂直擋土板1-水平擋土板;2-垂直支撐;3-工具式支撐；4-垂直擋土板；5-水平支撐；6-連接件 一、邊坡工程 （二）支護(hù) 板樁式支護(hù)結(jié)構(gòu) 深基坑可采用短樁隔墻板支撐、錨拉支撐、斜柱支撐、臨時(shí)擋土墻支撐、鋼板樁、擋土灌注樁、型鋼構(gòu)架橫撐、土層錨桿、擋土灌注樁與土層錨桿相結(jié)合等多種支護(hù)形式支撐。這些支護(hù)都屬

23、于板樁式結(jié)構(gòu)，由擋墻系統(tǒng)和支撐（或拉錨）系統(tǒng)兩部分組成，其破壞形式如圖。 第四節(jié) 土方工程的輔助工程 板樁事故圖a)入土深度不足導(dǎo)致板樁下部走動(dòng)； b)拉錨強(qiáng)度不足導(dǎo)致板樁傾覆；c)拉錨長(zhǎng)度、板樁入土深度不足導(dǎo)致整體滑移；d)剛度不足導(dǎo)致板樁側(cè)向彎曲一、邊坡工程 （二）支護(hù) 重力式支護(hù)結(jié)構(gòu) 水泥土重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)如圖所示，利用柱狀水泥土攪拌樁，彼此搭接形成重力式擋墻。它沒有支撐或拉錨結(jié)構(gòu)，費(fèi)用較低。該支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于深度h0=46m的基坑，其面積置換率（加固土面積/總面積）約為，墻體寬度B=（）h0，墻體插入深度D=(0.81.2)h0。水泥土重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算整體穩(wěn)定性、抗?jié)B性、抗傾性、抗

24、滑移和墻體抗剪強(qiáng)度等。第四節(jié) 土方工程的輔助工程 水泥土重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)圖1水泥土攪拌樁；2插筋；3混凝土面層一、邊坡工程 （二）支護(hù) 單支點(diǎn)、嵌固支撐板樁計(jì)算第四節(jié) 土方工程的輔助工程 計(jì)算模型圖一、邊坡工程 （二）支護(hù) 單支點(diǎn)、嵌固支撐板樁計(jì)算第四節(jié) 土方工程的輔助工程 計(jì)算方法圖相當(dāng)梁法一、邊坡工程 （二）支護(hù) 單支點(diǎn)、嵌固支撐板樁計(jì)算步驟第四節(jié) 土方工程的輔助工程 板墻部分計(jì)算 a.計(jì)算板樁的主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力；計(jì)算板樁上土壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn)D至地面的距離；b.將板樁在D點(diǎn)截?cái)?，X=0, M=0 求AD的支座反力RD和拉錨力RA；c.由MC=0計(jì)算板樁入土深度t0d.板樁總的入土深度t

25、=u+t0e.在剪力為零處求得最大彎矩Mmax一、邊坡工程 （二）支護(hù) 單支點(diǎn)、嵌固支撐板樁計(jì)算步驟 拉錨系統(tǒng)計(jì)算第四節(jié) 土方工程的輔助工程 拉錨長(zhǎng)度 應(yīng)保證錨座板樁位于它本身引起的被動(dòng)土楔滑移線、板樁位移引起的主動(dòng)土楔滑移線和靜土楔滑移線之外（陰影區(qū)），按下列兩式計(jì)算，取其中大值。二 、排、降水工程 （一）排水 排水方法如圖所示，采用集水溝、集水井集水，然后由水泵排出。排水溝截面為、坡度為3；集水井直徑、間距2040m；所用水泵有離心泵、潛水泵、軟軸泵等。 排水適用條件為粗粒土層或粘性土層。 第四節(jié) 土方工程的輔助工程 集水井降水圖1-排水溝；2-集水井；3-水泵二、排、降水工程 （二）降水

26、流沙概念：當(dāng)基坑（槽）挖土到地下水位以下，而土質(zhì)又是細(xì)砂和粉砂，若采用明排水的方法疏干開挖，則坑（槽）底下面的土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(tài)，并隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象叫流砂。危害：流砂可造成邊坡塌方、附近建筑物（構(gòu)筑物）下沉、傾斜、倒塌等。流砂產(chǎn)生的原因：是單位體積顆粒所受的向上動(dòng)水壓力GD大于顆粒浸水容重，即：GDw ，土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土的抗剪強(qiáng)度為零，土顆粒隨水流一起流入基坑形成流砂?？梢?，產(chǎn)生流砂的條件是細(xì)砂或粉砂且顆粒較均勻；外因是動(dòng)水壓力GD。防治流砂的原則：可概括為“治砂先治水”，途徑包括減少和平衡動(dòng)水壓力的大小和改變動(dòng)水壓力的方向。施工中采取的具體措施包括：1）枯水期施工；2）打板樁增

27、加地下水的滲流長(zhǎng)度，減小動(dòng)水壓力；3）水下挖土，平衡動(dòng)水壓力；4）地下連續(xù)墻截住地下水；5）人工降水等。 第四節(jié) 土方工程的輔助工程 二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程 降水的含義 基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管（井），利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至施工結(jié)束。降水效果 優(yōu)點(diǎn)：工作面保持干燥，改善施工條件改變動(dòng)水壓力方向，防止流砂形成提高土的強(qiáng)度和密實(shí)度 缺點(diǎn)：基坑附近土壤會(huì)沉降二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程 降水方法：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)各種井點(diǎn)適用范圍井點(diǎn)類型土的滲透系數(shù)(m/d)降

28、水深度(m)一級(jí)輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn)噴射井點(diǎn)電滲井點(diǎn) 0.1- 500.1- 500.1- 5015輕型井點(diǎn) 管井類二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)的設(shè)備濾管：、3857mm、2050%井點(diǎn)管：57m、 3857mm集水總管和彎聯(lián)管：100127mm、4m/節(jié)抽水設(shè)備 真空泵（每臺(tái)負(fù)擔(dān) 100200m）、離心水泵、水氣分離器二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)降水全貌 輕型井點(diǎn)降水全貌圖1井點(diǎn)管；2濾管；3總管；4彎聯(lián)管；5水泵房；6原有地下水位線；7降水后的水位線二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程

29、 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)布置平面布置單排：B6m 、S 5m環(huán)形: 大面積（B15m）單環(huán)形：L/B5、S 5m、B5 分段布置成多個(gè)環(huán)形高程布置 HH1+h+ILH1井點(diǎn)埋設(shè)面至坑底距離(m)；h坑底至降水后地下水位的距離(m)；I地下水降落坡度，環(huán)形、雙排布置時(shí)取1/10，單排布置時(shí)取1/4；L井點(diǎn)管至基坑中心的距離（單排井點(diǎn)為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離）(m)。 環(huán)形井點(diǎn)布置圖(1) 平面布置；(2)高程布置1總管；2井點(diǎn)管；3泵站二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)布置單排線狀基坑布置圖（a）平面布置；（b）高程布置1總管；2井點(diǎn)管；3泵站二、排、降水工程 （二）降水第四節(jié) 土方工程的輔助工程 輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量計(jì)算（Q)井點(diǎn)管數(shù)量計(jì)算(n)井距計(jì)算(D)井距和井點(diǎn)管數(shù)量的調(diào)整