土方工程課件

建筑工程施工技術(shù)

土方工程2016.6.30一、土的分類及性質(zhì)二、土方工程施工三、土方回填工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)四、土方工程實驗檢測土方工程

1.1土的組成骨架，決定作用重要影響次要作用氣相固相液相++土體土的三相比例不同，其性質(zhì)不同礦物成分：粒組（fraction）

：按粒徑范圍劃分的，其粒徑和工程性質(zhì)相近的巖土顆粒形成的組別顆粒級配1.固體顆粒土的物理力學(xué)性質(zhì)一、

土的工程分類及性質(zhì)1.2土的工程分類

按性質(zhì)劃分

1.砂土d＞2mm的顆粒含量≤全重50%，d＞0.075mm顆?！萑?0%2.粉土：d＞0.075mm的顆粒含量＜全質(zhì)量50%，且塑性指數(shù)Ip≤10的土3.粘性土：塑性指數(shù)Ip>10的土粘性土狀態(tài)用液性指數(shù)表示IL表示界限含水量:粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量。

縮限ws

塑限wp

液限wL含水量固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)塑性指數(shù)液性指數(shù)1.3土的主要工程物理性質(zhì)一.土的基本試驗指標(biāo)1．土的密度

土的密度ρ（g/cm3）：土在天然狀態(tài)下（①保持土的天然結(jié)構(gòu)；②保持土的原有水分）單位體積的質(zhì)量；

應(yīng)用——影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。試驗方法：環(huán)刀法土的干密度ρd

：單位體積土中固體顆粒的質(zhì)量；

應(yīng)用——檢驗填土壓實質(zhì)量的控制指標(biāo)。土的飽和密度：三者關(guān)系式中——含水狀態(tài)時土的質(zhì)量；

——烘干后土的質(zhì)量。

2.含水量：

土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示：

——反映土的干濕程度。

試驗方法：烘干法、酒精燃燒法影響擊實效果的因素：土的性質(zhì)含水量：壓實功：粘粒含量：粘粒含量越少，dmax越大顆粒級配：顆粒級配越均勻，擊實效果越差ω不同，土顆粒間的作用力不同要達到一定的d

，則ω小時，擊實功大，ω大時，選取擊實功小的機具。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmax=1.86wop=12.1

3．壓實性壓實系數(shù)λ=

d/dmax——控制回填土質(zhì)量的指標(biāo)

4.可松性

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積會因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)其原來的體積。

應(yīng)用——根據(jù)土的可松性系數(shù)可計算土方開挖工程量、土方運輸量和土方調(diào)配、回填土預(yù)留量﹥1﹥11009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線d60d50d10d30Cu=d60/d10Cu

≥5,級配不均勻二.土的顆粒級配：土中各粒組的相對含量。常用表格或曲線表示

不均勻系數(shù)：表示大小不同粒組分布的情況。Cu越大，越不均勻。1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線d60d10d30Cc=d302

/(d60×d10)較大顆粒缺少Cc

減小較小顆粒缺少Cc

增大Cc=1~3,

級配連續(xù)性好曲率系數(shù)：描述級配曲線的整體形狀，反映是否缺失的情況應(yīng)用

①對級配連續(xù)的土：僅用Cu即可判斷級配情況。Cu＞10為級配良好土。

②級配不連續(xù)土：砂、礫土必須同時滿足Cu≥5，Cc=1~3則級配良好。2.1土方工程概述

2.1.1常見的土方工程1.場地平整：是指將天然地面改造成設(shè)計要求的平面所進行的土方施工程。這類土方工程施工面積大，土方工程量大，應(yīng)采用機械化作業(yè)2.開挖基坑：是指開挖寬度在3m以內(nèi)，長寬比≥3的基坑或長度比＜3，底面積在20m2以內(nèi)的基坑進行的土方開挖過程。這類土方開挖時，要求開挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確，因此施工時，應(yīng)制定合理的施工方案，盡量采用中小型施工機械，以提高生產(chǎn)率，加快施工進度和降低工程成本。3.土方回填與壓實：基礎(chǔ)完成后的基槽、房心需回填，為確保填方的強度和穩(wěn)定性，必須正確選擇填方土料與填筑方法。填筑應(yīng)分層進行，并盡量采用同類土填筑。填土必須具有一定的壓實密度，以避免建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。。二、土方工程施工2.1.2土方工程施工的特點（1)土方工程量大、勞動強度高。如大型項目的場地平整，土方量可達數(shù)百萬立方米以上，面積達數(shù)十平方公里，工期長。因此，為了減輕繁重的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，縮短工期，降低工程成本，在組織土方工程施工時，應(yīng)盡可能采用機械化或綜合機械化方法進行施工。

（2)施工條件復(fù)雜。土方工程施工，一般為露天作業(yè)，土為天然物質(zhì)，種類繁多。施工時受地下水文、地質(zhì)、地下妨礙、氣候等因素的影響較大，不可確定的因素較多、因此，施工前必須做好各項準(zhǔn)備工作，進行充分的調(diào)查研究，詳細(xì)研究各種技術(shù)資料，制定合理的施工方案進行施工。

（3)

受場地限制。任何建筑物都需要一定埋置深度，土方的開挖與土方的留置存放都受到施工現(xiàn)場地的限制，特別是城市內(nèi)施工，場地狹窄，周圍建筑較多，往往由于施工方案不當(dāng)，導(dǎo)致周圍建筑設(shè)施不安全并失去穩(wěn)定。

因此，施工前必須詳細(xì)了解周圍建筑的結(jié)構(gòu)形式及各種管線的分布走向，熟悉地質(zhì)技術(shù)資料，制定切實可行的施工安全方案，充分利用施工場地。

2.1.3組織土方工程施工的要求

（1）盡可能機械化施工；（2）合理安排施工計劃，盡量避開冬、雨期施工；（3）為了降低土石方工程施工費用，減少運輸量和占用農(nóng)田，要對土方進行合理調(diào)配、統(tǒng)籌安排。（4）施工前要做好調(diào)查研究，擬定合理的施工方案和技術(shù)措施，以保證工程質(zhì)量和安全，加快施工進度。2.2土工合成材料

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料，土工網(wǎng)，玻纖網(wǎng)，土工墊等類型。土工合成材料

重量輕、成本低、耐腐蝕、具有反濾、排水、隔離、增強等優(yōu)良性能土工合成材料的特點l、土層分離的過濾材料；2、水庫、礦山選礦的排水材料，高層建筑地基的排水材料；3、江河堤壩、護坡的防沖刷材料；4、鐵路、公路、機場跑道路基的補強材料，沼澤地帶修路的加固材料；5、瀝青路面的防裂材料應(yīng)用范圍2.3常用土方施工機械一.推土機：

是一種自行式的挖土、運土工具。1.分類

按行走的方式——履帶式和輪胎式；按鏟刀的操作方式——索式和液壓式；按鏟刀的安裝方式——固定式和回轉(zhuǎn)式。2.特點：

操作靈活、運轉(zhuǎn)方便、工作面小、行駛速度快、能爬30°緩坡。3.適用范圍：

①適于運距在100m以內(nèi)平土或移挖作填、以40～60m為最佳；

②開挖或堆土高度≤1.5米挖土或填土；

③挖運一～三類土；④做牽引動力二．挖土機適于開挖停機面以下的一～三類土的基坑、基槽或管溝；每層經(jīng)濟合理的開挖深度為1.5～3.0m；對地下水位較高處也適用；

2.分類：履帶式機械傳動挖土機；履帶式液壓反鏟挖土機三、裝載機主要用來鏟、裝、卸、運土與砂石類散裝物料，也可對巖石、硬土進行輕度鏟掘，更換工作裝置后可推土、起重、裝卸等作業(yè)。鏟容量一般1.5～6.1m3。四、平地機

利用刮刀平整地面的土方機械。刮刀裝在機械前后輪軸之間,能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動作靈活準(zhǔn)確，操縱方便，平整場地有較高的精度，廣泛用于公路、機場等大面積的地面平整作業(yè)。

五.自卸汽車

又稱翻斗車、工程車。裝載車廂能自動傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時間和勞動力，縮短運輸周期，降低運輸成本。常同挖掘機、裝載機等聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝、運、卸生產(chǎn)線，進行土方、砂石、松散物料的裝卸運輸。按底盤承載能力可分為輕卡系列自卸、中噸系列自卸和大噸位系列自卸

1.平碾（光碾壓路機）適用于砂類土和粘性土；分為輕型、中型、重型；施工時先用輕型，再用重型壓路機。

六、壓路機2.羊足碾單位面積壓力大，壓實效果好，適用于粘性土3.氣胎碾（輪胎壓路機）壓力均勻，填土質(zhì)量好

常見的有平板振動機、振動平碾、振動凸塊碾七、打夯機利用夯錘自由下落的沖擊力夯實土壤。適用于小面積或作業(yè)面受限制的土方回填工程。人工夯實：石夯、木夯機械夯實：蛙式打夯機

2.4基槽回填施工

編制土方施工方案施工場地平整檢驗土料工作面清理分層鋪土人工整平夯壓密實驗收

2.4.1

土方施工的基本流程為：2.4.2土料選擇土方回填前要清除基底垃圾，樹根等雜物，抽除坑底積水、淤泥，驗收基底標(biāo)高。如在耕植土、松土上填方，應(yīng)將基底壓實后進行，填料應(yīng)按設(shè)計要求，去除草皮、植物、或垃圾，最好采用砂礫土。

1、土質(zhì)：素土，不含有機物、雜物、樹根草皮塑料、腐殖物、淤泥質(zhì)等；

2、顆粒：粒徑比較小而均勻，不宜大于50mm。

3、狀態(tài)：天然含水量，不宜大于40%，軟塑~硬塑狀態(tài)。

2.4.2填方施工注意事項●虛鋪厚度：人工木夯20(粘性土)～30cm(砂質(zhì)土)；推土機填土30cm；鏟運機或汽車填土30～50cm

；壓實作用沿深度的變化●斜坡上的土方回填應(yīng)將斜坡改成階梯形，以防填方滑動；●填方區(qū)如有積水、雜物和軟弱土層等，必須進行換土回填，換土回填亦分層進行；●回填基坑、墻基或管溝時，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對稱進行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。2.4.3填土壓實方法1.碾壓法

適用于大面積的場地平整和路基、堤壩工程，用壓路機進行填方壓實時，填土厚度不應(yīng)超過25～30cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應(yīng)有15～25cm的重疊。壓路機碾壓應(yīng)“薄填、慢駛、多次”2.夯實法

常用的蛙式打夯機、振動打夯機、內(nèi)燃打夯機適用于粘性較低的土，常用于基坑(槽)、管溝部位小面積的回填土的夯實，也可配合壓路機對邊緣或邊角碾壓不到之處進行夯實。3、強夯法

是利用起重機械和重錘進行軟土地基處理的施工方法，可夯實較厚的土層。4.振動法適用于非粘性土壤的振動夯實。主要施工機械是振動壓路機、平板振動器。振動壓路機壓實效果好、影響深度大、生產(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實，是大型土石方壓實的首選設(shè)備。回填土檢驗批的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)：檢驗批：檢測項目相同，質(zhì)量要求和生產(chǎn)工藝等基本相同，由一定數(shù)量構(gòu)件等構(gòu)成的檢測對象。

三、土方回填工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)3.1土方回填驗收標(biāo)準(zhǔn)3.2影響填土壓實的因素

1.壓實功的影響

砂土夯實2~3遍，亞粘土或粘土5~6遍。2.含水量的影響

3．鋪土厚度的影響

土在壓實功的作用下，壓應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，因此鋪土厚度應(yīng)小于壓實機械壓土?xí)r的有效作用深度，而且還應(yīng)考慮最優(yōu)土層厚度。4.1環(huán)刀法

1.儀具與材料；●

人工取土器，包括環(huán)刀、環(huán)蓋、定向筒和擊實錘系統(tǒng)（導(dǎo)桿、落錘、手柄）。環(huán)刀內(nèi)徑6～8cm，高2～3cm，壁厚1.5～2mm?！?/p>

電動取土器：由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機構(gòu)、取芯頭等組成?！?/p>

天平：感量0.1g（用于取芯頭內(nèi)徑小于70mm樣品的稱量），或1.0g（用于取芯頭內(nèi)徑100mm樣品的稱量）?！?/p>

其它；鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測定含水量設(shè)備等。四、土方工程試驗檢測2.方法與步驟●

按有關(guān)試驗方法對檢測試樣用同種材料進行擊實試驗，得到最大干密度ρc及最佳含水量?！?/p>

用人工取土器測定粘性土及無機結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土密度的步驟：（1）擦凈環(huán)刀，稱取環(huán)刀質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.1g。（2）在試驗地點，將面積約30cm×30cm的地面清掃干凈，并將壓實層鏟去表面浮動及不平整的部分，到達一定深度，使環(huán)刀打下后，能達到要求的取土深度但不得將下層擾動。

（3）將定向筒釘固定于鏟平的地面上，順次將環(huán)刀、環(huán)蓋放入定向筒內(nèi)與地面垂直。

（4）將導(dǎo)桿保持垂直狀態(tài)，用取土器落錘