[造價入門]土石方工程基礎(chǔ)知識PPT講義（125頁）

1、1 土方工程主要內(nèi)容：土的工程分類及性質(zhì)、土方量計算及場地土方調(diào)配、土方邊坡與支護、土方工程施工排水與降水、土方機械化施工；學(xué)習(xí)重點：土的工程性質(zhì)及其對施工的影響，土壁支護與邊坡，以及降低地下水位的方法。1學(xué)習(xí)要求:了解土的分類和現(xiàn)場鑒別土的種類；掌握基坑(槽)、場地平整土石方工程量的計算方法；了解土壁塌方和發(fā)生流砂現(xiàn)象的原因及防止方法；熟悉常用土方施工機械的特點、性能、適用范圍及提高生產(chǎn)率的方法；掌握回填土施工方法及質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。2土方工程主要施工內(nèi)容： 土方工程：土方工程的開挖、運輸和填筑等主要施工過程。 準(zhǔn)備和輔助工作：排水、降水、土坡及土壁支撐。 常見的土石方工程：場地平整、基抗（槽）

2、開挖、基抗 (槽）及地坪回填、路基填筑。土石方工程施工的特點：（兩大一雜） 工程量大、勞動強度大、施工條件復(fù)雜，影響因素多。3土石方工程中的“土”在施工中是按其開挖難易程度分為八類。 松軟土 軟石 普通土 次堅石 堅土 堅石 砂礫堅土 特堅石 其分類與勞動定額配套，開挖不同類別的土，其消耗人工工日不同。 1.1 土的工程分類及性質(zhì)1.1.1 土的工程分類4表1.1 土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法土的分類 土 的 名 稱 可松性系數(shù) 現(xiàn)場鑒別方法 KSKs一類土(松軟土) 砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥) 1.081.17 1.011.03 能用鍬、鋤頭挖掘 二類土(普通土) 亞粘土，潮

3、濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土 1.141.28 1.021.05 用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松 三類土(堅土) 軟及中等密實粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍 四類土(砂礫堅土) 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實的黃土，天然級配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整個用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘 5土的分類 土 的 名 稱 可松性系數(shù) 現(xiàn)場鑒別方法 KSKs五類土(軟石) 硬石炭紀(jì)粘土，中等密實的頁巖、泥灰?guī)r、白

4、堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖 1.301.45 1.101.20 用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法 六類土(次堅石) 泥巖，砂巖，礫巖，堅實的頁巖，泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r，風(fēng)化花崗巖，片麻巖 1.301.45 1.101.20 用爆破方法開挖,部分用風(fēng)鎬 七類土 (堅石) 大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖 1.301.45 1.101.20 用爆破方法開挖 八類土(特堅硬石) ) 安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖 1.451.50 1.201.30 用爆破方法開挖

5、61.1.2 土的基本組成土的基本組成： 土是由固相、液相和氣相組成的“三相體”，三相之間的比例關(guān)系決定土的一些基本性質(zhì)。 固相：固體顆粒 ms Vs 液相：水 mw Vw 氣相：空氣 ma Va m=ms+mw+ma V=Vs+Vw+Va71.1.3 土的性質(zhì) 1.1.3.1 土的含水量 式中：m濕含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg； m干烘干后土的質(zhì)量，kg； mW 土中水的質(zhì)量，kg； mS固體顆粒的質(zhì)量，kg。 土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實程度有直接的影響。(1.1)81.1.3.2 土的天然密度和干密 式中土的天然密度，kg/m3； m 土的總質(zhì)量

6、，kg； V 土的體積，m3。 (1.2)9式中d土的干密度，kg/m3； mS 固體顆粒質(zhì)量，kg； V 土的體積，m3。 在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制。 (1.3)101.1.3.3 土的可松性系數(shù) 土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復(fù)原，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，即 式中 KS、KS土的最初、最終可松性系數(shù)； V1土在天然狀態(tài)下的體積，m3； V2土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3； V3土經(jīng)壓(夯)實后的體積，m3

7、。(1.4)(1.5)11 V2（松散土） V2V3V1 V1 (自然狀態(tài)下) V3(回填壓實后） KsKs 土的可松性系數(shù)與土質(zhì)的關(guān)，不同類別的土其系數(shù)不同土的可松性應(yīng)用：土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)。各類土的可松性系數(shù)見表1.2所示。 12示例1：某工程挖土150立方米，填土須100立方米，土的最初可松性系數(shù)Ks=1.12 ，土的最后可松性系數(shù) Ks=1.08，其余松土運走，共運多少 立方米松土？解：已知自然狀態(tài)下的土體積 V1=150 m3 填土壓實后的土體積 V3=100 m3 共有松散土 V2=

8、KsV1=1.12 150=168 m3 填土需松散土 V4=(Ks/Ks) V3=(1.12/1.08) 100 =103.7 m3 需運走松土 V5=V2-V4=168-103.7=64.3 m313示例2、某工程須填土150立方米，Ks=1.15,Ks=1.08, 要運來松土多少立方米，若一輛車可裝5立方米，需要多少輛車運土？解：已知填土壓實土體積 V3=150 m3填土所需松土體積 V2=(Ks/Ks) V3=(1.15/1.08) 150 =159.72 m3 而需運土車輛 n=159.72/5=32 輛141.1.3.4 土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì)。土的滲透性用滲透

9、系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。15表1.3 土的滲透系數(shù)參考表 土的名稱 滲透系數(shù)(m/d) 土的名稱滲透系數(shù)(m/d) 粘土 0.005 中砂 5.0020.00 亞 粘 土 0.0050.10 均質(zhì)中砂 3550 輕亞粘土 0.100.50 粗砂 2050 黃土 0.250.50 圓 礫 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 細砂 1.005.00 161.1.1.5 土方邊坡 土方邊坡的坡度是指為保持土體施工階段的穩(wěn)定性而放坡的程度，以挖方深度(或填方深

10、度) h與底寬b之比表示(圖1.11)，即 土方邊坡坡度= h/b=1/(b/h)=1m 式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。 171.2 土 方 計 算 與 土 方 調(diào) 配1.2.1 場地平整的土方量計算 對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計要求的平面。 18 場地挖填土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結(jié)果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。 19方格網(wǎng)法

11、計算場地平整土方量步驟為：(1) 讀識方格網(wǎng)圖 方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=1040m的若干方格，與測量的縱橫坐標(biāo)相對應(yīng)，在各方格角點規(guī)定的位置上標(biāo)注角點的自然地面標(biāo)高(Hn)和設(shè)計標(biāo)高(Hn)，(方格網(wǎng)邊長為 20m20m)。20(2)計算場地各個角點的施工高度 施工高度為角點設(shè)計地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算： 式中 hn角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為 挖)，m； n 方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，n)。 (1.9)hn=Hn-Hn21(3) 計算“零點”

12、位置，確定零線 方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”(圖1.4)。22零點位置按下式計算： 式中 x1、x2角點至零點的距離，m； h1、h2相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)，m a方格網(wǎng)的邊長，m。(1.10)23 確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。 24(4) 計算方格土方工程量 按方格底面積圖形和表1.3所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量。25A三角棱錐體邊坡

13、體積(1.11)式中 l1邊坡的長度； A1邊坡的端面積；A1 = mh2 h2角點的挖土高度； m邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。12226B三角棱柱體邊坡體積 兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積 式中 l4邊坡的長度； A1、A2、A0邊坡兩端及中部橫斷面面積。 計算土方總量 將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場地挖方和填方的總土方量。 (1.12)(1.13)271.2.3 土方調(diào)配 土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計算完成后進行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理條件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個調(diào)配區(qū)，計算

14、各調(diào)配區(qū)的土方量，并計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本。 28 土方調(diào)配的原則：力求達到挖方與填方平衡和運距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。進行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計算比較，選擇經(jīng)濟合理的調(diào)配方案。 調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如圖1.10)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對挖填之間的平均運距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場內(nèi)挖方、填方平衡。W為

15、挖方，T為填方。29301.3 土方邊坡與支護1.3.1 土方邊坡放坡1.3.2 土壁支護施工方法有人工挖運和機械挖運。人工挖運適用于數(shù)量小、范圍小、高差小的土方施工，或與機械化施工配合，進行整理、修邊工作。機械挖運適用于大中型土方施工。311.3.2 常用土方施工機械 3233341.3.2.3 單斗挖土機 單斗挖土機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種(圖1.25)。 單斗挖土機按其操縱機構(gòu)的不同，可分為機械式和液壓式兩類。液壓式單斗挖土機的優(yōu)點是能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時，慣性小，并能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可減少強烈的沖擊和振動；結(jié)構(gòu)簡單，機身輕，尺寸??；附有不同的裝置

16、，能一機多用；操縱省力，易實現(xiàn)自動化。3536(1) 正鏟挖土機 正鏟挖土機的工作特點是前進行駛，鏟斗由下向上強制切土，挖掘力大，生產(chǎn)效率高；適用于開挖含水量不大于27%的一至四類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。 正鏟挖土機的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種： 正向挖土，側(cè)向卸土(圖1.26(b) 正向挖土，反向卸土(圖1.26(a) 3738(2) 反鏟挖土機 反鏟挖土機的工作特點是機械后退行駛，鏟斗由上而下強制切土，用于開挖停機面以下的一至三類土，適用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水

17、量較大的及地下水位以下的土壤開挖。 反鏟挖土機的開行方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種。 溝端開挖(圖1.28(a)反鏟挖土機停在溝端，向后退著挖土。 溝側(cè)開挖(圖1.28(b)挖土機在溝槽一側(cè)挖土，挖土機移動方向與挖土方向垂直。3940(3) 拉鏟挖土機 拉鏟挖土機工作時利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼絲繩進行挖土或卸土，鏟斗由上而下，靠自重切土，可以開挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側(cè)開挖。(4) 抓鏟挖土機 抓鏟挖土機主要用于開挖土質(zhì)比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程

18、，特別適于水下挖土。土質(zhì)堅硬時不能用抓鏟施工。 411.3.3 土方機械的選擇 421.3.3.2 土方開挖方式與機械選擇 (1) 平整場地常由土方的開挖、運輸、填筑和壓實等工序完成。 地勢較平坦（坡度200）、含水量適中（25）的大面積平整場地，選用鏟運機較適宜。 地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，挖土高度在3米以上，運距在1km以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，在填方區(qū)配備推土機平整及壓路機碾壓施工。土方量在1.5萬m3以內(nèi)時，可選用0.5 m3容量的鏟斗；土方量在1.5萬m3以上時，可選用1.0 m3容量的鏟斗。43(2) 地面上的坑式開挖 單個基坑和中小型基

19、礎(chǔ)基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多采用抓鏟挖土機和反鏟挖土機。抓鏟挖土機適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。(3) 長槽式開挖 指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝，宜采用反鏟挖土機；若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。若土質(zhì)干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機或鏟運機施工。44(4) 整片開挖 對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機開挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業(yè)。(5)對于獨立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反

20、鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運土。 451.3.4.1 施工準(zhǔn)備 (1) 在場地平整施工前，應(yīng)利用原場地上已有各類控制點，或已有建筑物、構(gòu)筑物的位置、標(biāo)高，測設(shè)平場范圍線和標(biāo)高。(2) 對施工區(qū)域內(nèi)障礙物要調(diào)查清楚，制訂方案，并征得主管部門意見和同意，拆除影響施工的建筑物、構(gòu)筑物；拆除和改造通訊和電力設(shè)施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木。1.3.4 施工場地準(zhǔn)備46(3) 盡可能利用自然地形和永久性排水設(shè)施，采用排水溝、截水溝或擋水壩措施，把施工區(qū)域內(nèi)的雨雪自然水、低洼地區(qū)的積水及時排除，使場地保持干燥,便于土方工程施工。(4) 對于大型平整場地，利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，

21、將場地設(shè)計平面圖的方格網(wǎng)在地面上測設(shè)固定下來，各角點用木樁定位，并在樁上注明樁號、施工高度數(shù)值,以便施工 (5) 修好臨時道路、電力、通訊及供水設(shè)施，以及生活和生產(chǎn)用臨時房屋。47以粘土為土料時，應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，其最大粒徑不得超過每層鋪墊厚度的2/3。填土應(yīng)按整個寬度水平分層進行，當(dāng)填方位于傾斜的山坡時，應(yīng)將斜坡修筑成12階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動，并盡量用同類土填筑?；靥钍┕で埃罘絽^(qū)的積水采用明溝排水法排除，并清除雜物。 481.3.4.3 填土的壓實方法填土的壓實方法一般有碾壓、夯實、振動壓

22、實、運輸機械壓實等幾種。 碾壓法是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機械進行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。 夯實方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土，適用于小面積填土的壓實。夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機等。 491.3.4.4 填土壓實原理 填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 1.3.4.4.1 壓實功的影響 填土壓實后的密度與壓實機械在其上所施加功的關(guān)系見圖1.19。 501.3.4.4.2 含水量的影響 填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實)遍數(shù)

23、和質(zhì)量。 較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量(圖1.20)。各種土的最佳含水量和最大干密度見表1.4所示。 5152表1.4 土的最佳含水量和最大干密度參考表 項次 土的種類 變動范圍 最佳含水量(%)(質(zhì)量比) 最大干密度(g/cm3) 1砂土 812 1.801.88 2粘土 19231.581.70 3粉質(zhì)粘土1215 1.851.95 4粉土 1622 1.611.80 現(xiàn)場檢驗填土含水量的方法：手捏成團，土團落地散開為宜。531.3.4.4.3 鋪土

24、厚度的影響 在壓實功作用下，土中的應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小(圖1.21)，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。 各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質(zhì)和含水量等因素有關(guān)。 對于重要填方工程，其達到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度等應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和壓實機械在施工現(xiàn)場的壓實試驗決定。若無試驗依據(jù)應(yīng)符合表1.5的規(guī)定。 5455表1.5 填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù) 壓實機具 分層厚度(mm) 每層壓實遍數(shù) 平碾 250300 68 振動壓實機 250350 34 柴油打夯機 200250 34 人工打夯 200 34561.3.4.5 填土質(zhì)量檢查驗收填土壓實后必須要達到密實度要求，填土密實度以

25、設(shè)計規(guī)定的控制干密度d(或規(guī)定的壓實系數(shù))作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。 土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實系數(shù)。土的最大干密度乘以規(guī)范規(guī)定或設(shè)計要求的壓實系數(shù)，即可計算出填土控制干密度d的值。 土的實際干密度可用“環(huán)刀法”測定。填方施工結(jié)束后，應(yīng)檢查標(biāo)高、邊坡坡度、壓實程度等，檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1.6的規(guī)定。 57表1.6 填土工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn) 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 樁基基坑基槽 場地平整 管溝 地(路)面基礎(chǔ)層 人工 機械 主控項目 1標(biāo)高 -50 30 50 -50 -50 水準(zhǔn)儀 2分層壓實系數(shù) 設(shè)計要求 按規(guī)定方法 一般項目 1回填土料 設(shè)計要求 取樣檢查或直觀鑒別 2分

26、層厚度及含水量 設(shè)計要求 水準(zhǔn)儀及抽樣檢查 3表面平整度 2020302020用靠尺或水準(zhǔn)儀 581.4 基坑(槽)施工技術(shù)1.4.1 基坑與基槽土方量計算 P32 基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算(圖1.1)。即 式中 H 基坑深度，m； A1、A2基坑上、下底的面積，m2； A0 基坑中截面的面積，m2。59基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(圖1.2)： 式中Vi第i段的土方量，m3； Li第i基槽的長度，m。 將各段土方量相加即得總土方量： (1.21)(1.22)6LiVi= ( A1+4A0+A2)601.4.2 房屋定位 61621.

27、4.3 基槽、基坑放線 63基槽開挖寬度的計算： (1)不放坡，不加擋土板支撐 (2) 不放坡，但要留工作面 一般，當(dāng)基槽(坑)底在地下水位以上時，每邊留出工作面寬度為300mm(圖1.31)，基槽放灰線尺寸為： 式中 d基礎(chǔ)放灰線寬，mm； a基礎(chǔ)底寬，mm； c工作面寬(一般取300mm)(1.14)64(3) 留工作面并加支撐 當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，場地又狹窄不能放坡時，為防止土壁坍塌，必須設(shè)置支撐。此時，放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。 (1.15)65(4) 放坡 如果基槽深度超過土方和爆破工程施工及驗收規(guī)范的規(guī)定時，即使土質(zhì)良好且無地下水，

28、亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況，參照表1.14放坡。放灰線尺寸為(圖1.32)： 式中 b 放坡寬度，b=mh； m 坡度系數(shù)； h 基槽開挖深度。 (1.16)66671.4.4 土體放坡與土壁支撐 土壁穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有： 邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。 雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強度。 681.4.4.1 土方邊坡 土方邊

29、坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h與底寬b之比表示(圖1.11)，即 土方邊坡坡度= h/b=1/(b/h)=1m 式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。 69 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定： 密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m； 硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)粘土： 1.25m； 硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)：1.5m； 堅硬的粘土： 2m。 挖土深度超過上述規(guī)定時，應(yīng)考慮放坡或做成直立壁加支撐。 70當(dāng)挖地基坑較深或晾槽時間較長時，應(yīng)根據(jù)實行情況采取護面措施。常用的坡面保護方法有帆布

30、、塑料薄膜覆蓋法，坡面拉網(wǎng)法或掛網(wǎng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方深度在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1.14規(guī)定。 基坑(槽)或管溝挖好后，應(yīng)及時進行基礎(chǔ)工程或地下結(jié)構(gòu)工程施工。在施工過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。71表1.14深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度 土的類別 邊坡坡度(高寬) 坡頂無荷載 坡頂有靜載 坡頂有動載 中密的砂土 11.00 1：1.251：1.50中密的碎石類土(充填物為砂土) 1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土 1：0.671：0.751：1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土) 1：0

31、.501：0.671：0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土 1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.101：0.251：0.33軟土(經(jīng)井點降水后) 1：1.00-72 永久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計要求放坡。臨時性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.15的規(guī)定。 表1.15 臨時性挖方邊坡值 土的類別 邊坡值(高寬) 砂土(不包括細砂、粉砂) 11.2511.50 一般性粘土 硬 10.7511 .00硬、塑 11.0011.25 軟 11.50或更緩 碎石類土 充填堅硬、硬塑粘性土 10.5011.00 充填砂土 11.0011.50 731.4.4.2 土壁支撐 土壁支撐形式應(yīng)根據(jù)開挖深度和寬度、土質(zhì)

32、和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進行選擇和設(shè)計。橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類(見圖)。 (1) 橫撐式支撐7475(2)土釘墻及土錨桿土釘墻由被加固土體、放置在土中的土釘體和噴射砼面板組成，形成一個以土擋土的重力式擋土墻。 土釘墻自上而下施工，靠土釘?shù)南嗷プ饔眯纬蓮?fù)合整體作用。施工工藝：開挖工作面 噴射砼 設(shè)置土釘 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng) 設(shè)置排水系統(tǒng)76土釘墻77土層錨桿適用于地下水低于土坡開挖段或降水措施后使地下水位低于開挖層的情況，但其失效影響較大，不適用于沒有臨時自穩(wěn)能力的淤泥、

33、飽和軟弱土層。78(2) 板樁式支撐 板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質(zhì)為細顆粒、松散飽和土的支護，可防治流砂現(xiàn)象產(chǎn)生。 板樁支撐的作用：使地下水在土中的滲流路線延長，減小了動水壓力，從而可預(yù)防流砂的產(chǎn)生；板樁支撐既擋土又防水，特別適于開挖較深、地下水位較高的大型基坑；可以防止基坑附近建筑物基礎(chǔ)下沉。 79打入板樁的質(zhì)量要求：板樁位置在板樁的軸線上，板壁面垂直，保證平面尺寸準(zhǔn)確和垂直度；封閉式板樁墻要求封閉合攏；埋置達到規(guī)定深度要求，有足夠的抗彎強度和防水性能。 80 鋼板樁施工8182 板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機械和流水段劃分，以保證打設(shè)后的板樁墻有足夠的剛度和防水作用。鋼板樁打

34、入法一般分為單獨打入法、雙層圍檁插樁法和分段復(fù)打法。 鋼板樁單獨打入法適用于樁長小于10m，且工程要求不高的鋼板樁支撐施工。A 打樁方法的選擇83雙層圍檁插樁法是在樁的軸線兩側(cè)先安裝雙層圍檁(一定高度的鋼制柵欄)支架后，將鋼板樁依次鎖口咬合全部插入雙層圍檁間。詳見圖1.14。84分段復(fù)打法是在板樁軸線一側(cè)安裝好單層圍檁支架，將1020塊鋼板樁拼裝組成施工段插入土中一定深度，形成一段鋼板樁墻，即屏風(fēng)墻。詳見圖1.15。85B 合理劃分流水段 施工流水段的劃分應(yīng)使板樁墻面垂直，滿足墻面支撐安裝要求，有利于封閉合攏，使行車路線短。 C 鋼板樁打設(shè)準(zhǔn)備工作 E 鋼板樁的拔除 D 鋼板樁的打設(shè) 鋼板樁、

35、圍檁支架的矯正修理 按施工圖放板樁的軸線進行測標(biāo)高，作為控制板樁入土深度的依據(jù)。 樁錘不宜過重，以防樁頭因過大錘擊而產(chǎn)生縱向彎曲。 準(zhǔn)確安裝好圍檁支架。 861.4.5 驗槽(坑)方法 （1）人工觀察法 基槽（坑）挖成后，檢驗土層與土質(zhì)情況，有無地下管道、電纜等。配合人工夯探，判斷在一定深度范圍內(nèi)空洞、古墓等。（2）人工釬探法 為防止地基不均勻沉降，采用釬探法檢查地基土下有無軟（硬）下臥層、空洞及暗穴。探釬規(guī)格：有 22-25mm鋼筋制成，釬尖呈60o錐狀，長1.8-2.0m,釬桿上應(yīng)刻有深度標(biāo)記。87881.4.6 基礎(chǔ)回填要點 填土前應(yīng)將基槽（坑）清理干凈，并對局部地基進行加固，找平至設(shè)計

36、標(biāo)高；當(dāng)基礎(chǔ)經(jīng)驗收合格后，即可對基礎(chǔ)兩側(cè)的空隙進行回填，其虛鋪層厚為200-250mm；回填土應(yīng)逐層夯實，其密實度應(yīng)符合設(shè)計要求，并進行填土表面鏟平與補填工作；基槽（坑）的回填工作應(yīng)連續(xù)進行，防止雨水流入，以保證回填土質(zhì)量。891.5 土方施工排水與降水技術(shù)901.5.2 降低地下水位 1.5.2.1 集水坑排水法 集水坑排水法是一種設(shè)備簡單、應(yīng)用普遍的人工降低水位的方法。91施工方法是，開挖基坑或溝槽過程中，遇到地下水或地表水時，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游，沿坑底的周圍開挖排水溝，設(shè)置集水井，使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外(見圖)。集水坑排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水

37、，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細砂土和粉砂土層，因為地下水滲出會帶走細粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。 水泵及選用：（P38)92 流砂現(xiàn)象93如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)采取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡； 采用井點降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。 941.5.2.2 井點降水法 95表1.9 降水類型及適用條件 適合條件降水類型滲透系數(shù)(cm/s) 可能降低的水位深度(m) 輕型井點多級輕型井點 10-210-5

38、 36612 噴射井點 10-310-6 820 電滲井點 10-6 宜配合其他形式降水使用 深井井管 10-5 15 96(1) 輕型井點 輕型井點(圖1.17)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點管上部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.150m/d的土層中；降低水位深度：一級輕型井點36m，二級井點可達69m。 9798 輕型井點的布置 當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過5m時，可用單排線狀井點布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度，

39、井點管距基坑為0.7-1.0米(圖1.19)。 99如寬度大于6m或土質(zhì)不良，滲透系數(shù)較大時，宜用雙排井點，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(圖1.20)；為便于挖土機械和運輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點。 100在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點降水深度一般不超過6m。井點管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計算(圖1.19(b)： 式中 H1井點管埋設(shè)面至基坑底的距離，m； h基坑中心處坑底面(單排井點時，為遠離井點一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離，一般為0.51.0m； i地下水降落坡度；環(huán)狀井點為1/10，單排線狀井點為1/4； L井點管至基坑中心的水平距離(單排井點中為井

40、點管至基坑另一側(cè)的水平距離)，m。 (1.18)101當(dāng)一級井點系統(tǒng)達不到降水深度時，可采用二級井點，即先挖去第一級井點所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級井點，使降水深度增加（圖1.21）。 102輕型井點的設(shè)計的計算水井的分類：103輕型井點的布置依據(jù)、水文地質(zhì)資料：H、承壓或非承壓、土質(zhì)、K等、工程性質(zhì)：基坑（槽）形狀、大小及深度。、設(shè)備條件：井管長度、泵的抽吸能力。輕型井點布置內(nèi)容：、平面布置：確定井點布置的形式、總管長度、井點管數(shù)量、水泵數(shù)量及位置。 、高程布置：確定井點管的埋置深度。104確定平面布置高程布置計算井點管數(shù)量調(diào)整105A 涌水量的計算無壓完整井： Q井點系統(tǒng)的總涌水量

41、 K土的滲透系數(shù) H含水層厚度； S水位降低值； R環(huán)狀井點系統(tǒng)的抽水影響半徑 x0(y0)環(huán)狀井點的假想半徑；F環(huán)狀井點包圍的面積(2H-S)SlgR-lgx0Q=1.366K; R=1.95SHK基坑底 L:B5時X0=F 106Q=1.366K(2H0-S)SlgR-lgx0h0+0.5rh02h0-lh0107108應(yīng)用上述公式時先要確定x0，R，K第一步：確定x0當(dāng)L:B5時，環(huán)形布置的井點可近似作為圓形處理，利用面積相等原則，將近似圓的半徑作為矩形水井的假想半徑。第二步：確定R抽水影響半徑R，與土的滲透系數(shù)、含水層厚度、水位降低值及抽水時間等因素有關(guān)。第三步：確定K滲透系數(shù)K值對計

42、算結(jié)果影響較大。K值的確定可用現(xiàn)場抽水試驗或?qū)嶒炇覝y定。對重大工程，宜采用現(xiàn)場抽水試驗以獲得較準(zhǔn)確的值。 涌水量的計算步驟X0=F )(95.1mH0KSR=109B 確定井點管的數(shù)量單根井點管最大出水量：因井點管可能被堵塞，故考慮10的備用系數(shù)。 q = 65dlk1/3式中 q單根井點管最大出水量,m3/d d濾管的直徑,m井點管系統(tǒng)的井點管數(shù)量為： n=1.1Q/q(根）式中 Q井點系統(tǒng)的總出水量110確定井點管間距由下式確定：D=L/n式中 D井點管間距，一般取0.8m，1.2m，1.6m L井點系統(tǒng)總管長度，m111D 抽水設(shè)備選擇 真空泵的類型有干式和濕式兩種，常用的是干式W5，W

43、6型。采用W5型時，井點系統(tǒng)總管長度不超過100米，采用W6型時，井點系統(tǒng)總管長度不超過120米。 真空泵在抽水時所需的最低真空度為： hk=103g(hA+h) 在抽水過程中，真空泵的實際真空度如小于hk，降水深度就達不到要求，應(yīng)重新選擇水泵。112輕型井點的安裝 輕型井點的施工分為準(zhǔn)備工作及井點系統(tǒng)安裝。 準(zhǔn)備工作包括井點設(shè)備、動力、水泵及必要材料準(zhǔn)備，排水溝的開挖，附近建筑物的標(biāo)高監(jiān)測以及防止附近建筑沉降的措施等。埋設(shè)井點系統(tǒng)的順序：根據(jù)降水方案放線、挖管溝、布設(shè)總管、沖孔、下井點管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點管與總管、安裝抽水設(shè)備、試抽。 井點管的埋設(shè)一般用水沖法施工，分為沖孔

44、(圖1.40(a)和埋管(圖1.40(b)兩個過程 。113沖孔深度宜比濾管底深 0.5左右。保證井點管與孔壁 間填筑砂濾層的質(zhì)量。井點填砂后，須用粘土封口，以防漏氣。114輕型井點使用 輕型井點運行后，應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水。正常的排水是細水長流，出水澄清。 井點淤塞，一般可以通過聽管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查。 地下基礎(chǔ)工程(或構(gòu)筑物)竣工并進行回填土后，停機拆除井點排水設(shè)備。 1151.6 土方工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù)1.6.1 土方工程質(zhì)量驗收內(nèi)容 (1) 場地平整挖填方工程的驗收內(nèi)容 平整區(qū)域的坐標(biāo)、高程和平整度； 挖填方區(qū)的中心位置、斷面尺寸和標(biāo)高； 邊坡坡度要求及邊坡的穩(wěn)定； 泄水坡度，水溝的位置、斷面尺寸和標(biāo)高； 填方壓實情況和填土的密實度； 隱蔽工程記錄。116(2) 基槽的驗收內(nèi)容 基槽(坑)的軸線位置、寬度； 基槽(坑)底面的標(biāo)高； 基槽(坑)和管溝底的土質(zhì)情況