土建施工員及造價(jià)員對土方工程基礎(chǔ)知識了解及掌握有詳圖例

土建施工員及造價(jià)員對土方工程基礎(chǔ)知識了解及掌握有詳圖例第1頁/共125頁緒論“建筑施工”是土木工程專業(yè)建筑工程方向?qū)W生的一門主要的專業(yè)課。建筑施工是將設(shè)計(jì)者的思想、意圖及構(gòu)思轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的過程?！敖ㄖ┕ぁ笔茄芯拷ㄖこ淌┕ぜ夹g(shù)、工藝原理和施工組織管理的一般規(guī)律的學(xué)科。建筑施工分為施工技術(shù)和施工組織兩大部分。第2頁/共125頁課程的研究對象和任務(wù)主要任務(wù)：研究建筑工程施工技術(shù)和施工組織的一般規(guī)律。研究對象：建筑工程施工中，各主要工種工程的施工工藝及工藝原理；施工項(xiàng)目科學(xué)的組織原理以及建筑工程施工中的新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展和應(yīng)用。第3頁/共125頁課程的教學(xué)目的通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握建筑工程施工的基本知識、基本理論和決策方法，使學(xué)生具有解決建筑工程施工技術(shù)和施工組織計(jì)劃問題的初步能力。通過本課程的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，使理論聯(lián)系實(shí)際，加深對本課程的理解，增強(qiáng)感性認(rèn)識，提高動手能力。第4頁/共125頁課程的特點(diǎn)1.涉及面廣，具有綜合性；2.實(shí)踐性、工藝性強(qiáng)；3.發(fā)展迅速第5頁/共125頁課程的學(xué)習(xí)方法1.注意理論和實(shí)踐相結(jié)合，以及知識的綜合運(yùn)用；2.記好筆記，積極參與課堂討論；3.認(rèn)真思考，提出問題，解決問題；培養(yǎng)分析問題的能力；4.對一些操作性較強(qiáng)的內(nèi)容，要通過施工業(yè)務(wù)實(shí)習(xí)、現(xiàn)場教學(xué)、參觀等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)。第6頁/共125頁參考書目《建筑施工手冊》本書編寫組中國建筑工業(yè)出版社2003.9《土木工程施工》寧仁岐中國建筑工業(yè)出版社2006.11《土木工程施工》（上、下）應(yīng)惠清高等教育出版社2005.9《土木工程施工技術(shù)》劉嚥中國建筑工業(yè)出版社2007.3《建筑施工組織與管理》李忠富機(jī)械工業(yè)出版社2004.1第7頁/共125頁第1章土方工程1.1概述1.2場地平整1.3基坑工程1.4土方的填筑與壓實(shí)第8頁/共125頁第1章土方工程圖1-1土方工程施工第9頁/共125頁1.1概述土方工程是建筑工程施工的主要工種工程之一，最常見的土方工程有：場地平整、基坑（槽）開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。土方工程施工具有工程量大、勞動繁重和施工條件復(fù)雜等特點(diǎn)，同時(shí)又受氣候、水文、地質(zhì)、地下障礙等因素的影響較大，不確定因素較多，有時(shí)施工條件極為復(fù)雜。因此，在組織土方工程施工前，應(yīng)制訂出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的施工設(shè)計(jì)方案。第10頁/共125頁1.1.1土的工程分類土石的種類繁多，其分類方法很多。從建筑施工的角度，按土的開挖難易程度不同，可將土石分為八類：第一類（松軟土）第五類（軟石）第二類（普通土）第六類（次堅(jiān)石）第三類（堅(jiān)土）第七類（堅(jiān)石）第四類（砂礫堅(jiān)土）第八類（特堅(jiān)石）第11頁/共125頁1.1.2土的工程性質(zhì)1.土的可松性土具有可松性。即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)。土的可松性程度用可松性系數(shù)表示，即：第12頁/共125頁1.1.2土的工程性質(zhì)2．原狀土經(jīng)機(jī)械壓實(shí)后的沉降量原狀土經(jīng)機(jī)械往返壓實(shí)或其他壓實(shí)措施后，會產(chǎn)生一定的沉陷，根據(jù)不同的土質(zhì)，其沉陷量在3～30cm之間?？砂聪率鼋?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：式中：P——機(jī)械壓實(shí)的有效作用力（MPa）

C——原狀土的抗陷系數(shù)（MPa）第13頁/共125頁1.1.2土的工程性質(zhì)3．土的滲透性土的滲透性即指土體被水所透過的性質(zhì)。達(dá)西定律：地下水在土體內(nèi)滲流的速度與水位差成正比，與地下水滲流路徑的長度成反比，其表達(dá)式為：LΔh當(dāng)水力坡度i=1

時(shí)，地下水在土中滲流的速度，稱滲透系數(shù)K。圖1-2達(dá)西定律第14頁/共125頁1.2場地平整大型工程項(xiàng)目通常都要確定場地設(shè)計(jì)平面，進(jìn)行場地平整。場地平整就是將自然地面平整為施工所要求的平面。場地平整前，要確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高；計(jì)算挖方和填方的土方量；確定挖方和填方的平衡調(diào)配方案；并根據(jù)工程規(guī)模、工期要求、現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備條件，選擇土方機(jī)械，擬訂施工方案。第15頁/共125頁1.2場地平整第16頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高一般有兩種方法：1.挖填土方量平衡法

對于小型場地平整，原地形比較平緩，對場地設(shè)計(jì)標(biāo)高無特殊要求，可按“挖填土方量平衡法”確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高。2.最佳設(shè)計(jì)平面法這種方法計(jì)算較繁雜，實(shí)際工程中應(yīng)用不多，只有對大型場地或地形比較復(fù)雜時(shí)，才用“最佳設(shè)計(jì)平面法”進(jìn)行豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)。

第17頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定

圖1-3場地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖

1—等高線1.挖填土方量平衡法將場地劃分成邊長為a的若干方格，并將方格網(wǎng)點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在圖上（圖1-3）。原地形高可利用等高線用插入法求得或在實(shí)地測量得到。第18頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定圖1-4場地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖

2—自然地面；3—設(shè)計(jì)平面（1）計(jì)算原則：按照挖填土方量相等的原則（圖1-4），場地設(shè)計(jì)標(biāo)高可按下式計(jì)算：第19頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（2）計(jì)算步驟：1）將場地劃分成方格網(wǎng)，；2）用插入法或?qū)崪y確定各方格角點(diǎn)的地面標(biāo)高；3）按前述計(jì)算公式計(jì)算場地設(shè)計(jì)標(biāo)高；4）設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整；5）最終確定場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高第20頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（3）場地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整：實(shí)際工程中，對計(jì)算所得的設(shè)計(jì)標(biāo)高z0，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整：1）考慮土的可松性影響圖1-5土的可松性對設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響第21頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（3）場地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整：設(shè)計(jì)標(biāo)高增加值為：調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：

第22頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（3）場地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整2）考慮工程余土和工程用土，相應(yīng)提高或降低設(shè)計(jì)標(biāo)高。3）根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，如采用場外就近取土或場外就近棄土的施工方案，引起挖、填土方量的變化，需將設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。第23頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（4）最終確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高：按上述計(jì)算和調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高得到的設(shè)計(jì)平面為一水平面，實(shí)際場地均應(yīng)有一定的瀉水坡度。1）當(dāng)設(shè)計(jì)對泄水坡度有規(guī)定時(shí)，按設(shè)計(jì)要求確定；2）當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，取泄水坡度i≥2‰；3）排水方向取順自然地面方向。第24頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（4）最終確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高：單向?yàn)a水時(shí)，場地各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：圖1-6（a）場地泄水坡度第25頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定（4）最終確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高：雙向?yàn)a水時(shí)，場地各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：圖1-6（b）場地泄水坡度第26頁/共125頁1.2.1場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定2.最佳設(shè)計(jì)平面法“最佳設(shè)計(jì)平面法”就是應(yīng)用最小二乘法的原理，將場地劃分成方格網(wǎng)，使場地內(nèi)方格網(wǎng)各角點(diǎn)施工高度的平方和為最小，由此計(jì)算出的設(shè)計(jì)平面，既可滿足挖方量與填方量平衡，又能保證總的土方量最小，因此稱為“最佳設(shè)計(jì)平面”。但這種方法計(jì)算較繁雜，實(shí)際工程中應(yīng)用不多，只有對大型場地或地形比較復(fù)雜時(shí)，才用此法進(jìn)行豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)。第27頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算1.計(jì)算各角點(diǎn)施工高度Hi

式中——i角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，m；

——i角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高，m。

(“＋”為填方高度，“－”為挖方高度)場地平整土方量的計(jì)算，通常采用“方格網(wǎng)法”，其計(jì)算步驟如下：第28頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算2.確定零線零線即挖方區(qū)與填方區(qū)的交線，在零線上，施工高度為0。要確定零線，應(yīng)先確定零點(diǎn)，當(dāng)方格的兩個(gè)角點(diǎn)一挖一填時(shí)，兩角點(diǎn)連線上的挖填分界點(diǎn)即為零點(diǎn)，其位置可按下式計(jì)算：零點(diǎn)也可用圖解法求得。將方格網(wǎng)各相鄰邊線上的零點(diǎn)連接起來，即為零線。第29頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算3.計(jì)算各方格挖、填土方量一般采用“四棱柱體法”計(jì)算。（1）全挖、全填方格

圖1-7a）全挖、全填方格第30頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算（2）部分挖方、部分填方方格圖1-7b）兩挖、兩填方格c)三挖、一填方格第31頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算4.計(jì)算場地邊坡土方量為了保持土體的穩(wěn)定和施工安全，挖方和填方的邊沿均應(yīng)做成一定坡度的邊坡。邊坡的土方量可分為兩種近似幾何形體，即三角棱錐體和三角棱柱體。三角棱錐體體積為：三角棱柱體體積為：第32頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算5.計(jì)算總土方量V挖=∑Vi挖V填=∑Vi填【例1-1】一建筑場地方格網(wǎng)及各方格角點(diǎn)標(biāo)高如圖1-8所示，方格網(wǎng)邊長為20m，雙向?yàn)a水坡度ix=0.3%，iy=0.2%,試按挖填平衡的原則確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高（不考慮可松性的影響），并計(jì)算場地平整的土方量（不考慮邊坡土方量）。第33頁/共125頁1.2.2場地平整土方量的計(jì)算圖1-8場地方格網(wǎng)及自然地面標(biāo)高第34頁/共125頁作業(yè)：一建筑場地方格網(wǎng)及各方格頂點(diǎn)標(biāo)高如圖⑴所示，方格網(wǎng)邊長為20m，場地表面要求的瀉水坡度，。試求：1）按挖填平衡的原則確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高（不考慮土的可松性）；2）各方格角點(diǎn)的施工高度，并標(biāo)出零線；3）計(jì)算場地平整的土方量（不考慮邊坡土方量）。第35頁/共125頁作業(yè)：圖⑴第36頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配土方調(diào)配的目的：是在土方總運(yùn)輸量最小(m3·m)或土方運(yùn)輸成本最低（元）的條件下，確定填挖方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量.圖1-9土方調(diào)配圖箭線上方為土方量（m3），箭線下方為運(yùn)距（m）第37頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配土方調(diào)配的步驟：編制土方調(diào)配圖及土方平衡表劃分土方調(diào)配區(qū)計(jì)算場地平整的土方量計(jì)算平均運(yùn)距，確定施工單價(jià)用“線性規(guī)劃”方法確定土方調(diào)配方案第38頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配1.土方調(diào)配區(qū)的劃分，平均運(yùn)距和土方施工單價(jià)的確定（1）調(diào)配區(qū)的劃分原則（2）平均運(yùn)距的確定（3）土方施工單價(jià)的確定第39頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配2.確定最優(yōu)土方調(diào)配方案土方的最優(yōu)調(diào)配方案，可根據(jù)線性規(guī)劃中的“‘表上作業(yè)法”，直接在土方平衡表上進(jìn)行，這種方法既簡便又科學(xué)。【例1-2】教材圖1-10為一矩形廣場，圖中小方格的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿上的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距，試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。

第40頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配圖1-10某矩形廣場各調(diào)配區(qū)的土方量和平均運(yùn)距第41頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配“表上作業(yè)法”的思路：土方調(diào)配的問題即求一組的值，使目標(biāo)函數(shù)為最小值并滿足下列約束條件：

根據(jù)約束條件可知，未知量xij有m×n個(gè)，而方程只有

m+n-1個(gè)，無法求解。第42頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配“表上作業(yè)法“的思路是：先令m×n-（m+n-1）個(gè)未知量為0，則可求出第一組（m+n-1）未知量的值，并可求出與之相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，若非最優(yōu)解，則可在解中取一個(gè)xij令其為0，重新求解，此時(shí)若目標(biāo)函數(shù)值小于前一解，則繼續(xù)調(diào)整，直至目標(biāo)函數(shù)值最小，便得到最優(yōu)解。第43頁/共125頁1.2.3土方調(diào)配用“表上作業(yè)法”進(jìn)行土方調(diào)配，步驟如下：（1）根據(jù)圖1-10編制土方調(diào)配表（2）編制初始調(diào)配方案（3）調(diào)配方案的最優(yōu)化檢驗(yàn)（4）調(diào)配方案的調(diào)整（5）繪出土方調(diào)配圖（圖1-9）第44頁/共125頁1.3基坑工程一個(gè)建筑物或構(gòu)筑物的施工，一般都須首先進(jìn)行基坑開挖。在基坑開挖時(shí)，需解決以下三方面的問題：一是如何保持基坑（槽）土壁穩(wěn)定的問題；二是施工降排水問題；三是確定開挖方案及開挖方法。第45頁/共125頁1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)定1.土方邊坡邊坡形式：直線形、折線形、踏步形圖1-11土方邊坡a)直線形；b)折線形；c)踏步形第46頁/共125頁1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)定土方邊坡坡度：以其高度H與其底寬度B之比表示土方邊坡坡度。

式中m=B/H，稱為坡度系數(shù)。土方邊坡坡度的確定：應(yīng)考慮土質(zhì)條件、開挖深度、施工工期、地下水水位、坡頂荷載及氣候條件因素。第47頁/共125頁1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)定2.土方邊坡的穩(wěn)定

土方邊坡一定范圍內(nèi)的土體由于重力作用具有沿某一滑動面向下和向外移動的趨勢，即沿著某一滑動面存在著促使土體下滑的剪應(yīng)力。土方邊坡的穩(wěn)定，主要是由于土體內(nèi)土顆粒間存在摩阻力和內(nèi)聚力，使土體具有抗剪強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度的大小與土質(zhì)有關(guān)。當(dāng)土體中的剪應(yīng)力大于其抗剪強(qiáng)度時(shí)，邊坡就將因失穩(wěn)而塌方。第48頁/共125頁1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)定影響土方邊坡穩(wěn)定的因素：造成土體內(nèi)下滑力增加和抗剪強(qiáng)度降低的因素，均為影響邊坡穩(wěn)定性的因素。引起下滑力增加的因素的主要有：坡頂上堆物、行車等荷載；雨水或地面水滲入土中，使土的含水量提高而使土的自重增加；地下水滲流產(chǎn)生一定的動水壓力；土體豎向裂縫中的積水產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力等。引起土體抗剪強(qiáng)度降低的因素主要有：氣候的影響使土質(zhì)松軟；土體內(nèi)含水量增加而產(chǎn)生潤滑作用；飽和的細(xì)砂、粉砂受振動而液化等。第49頁/共125頁1.3.2土壁支護(hù)開挖基坑（槽）時(shí)，如地質(zhì)條件及周圍環(huán)境許可，采用放坡開挖是較經(jīng)濟(jì)的。但在建筑稠密地區(qū)施工，或有地下水滲入基坑（槽）時(shí)往往不可能按要求的坡度放坡開挖，這時(shí)就需要進(jìn)行基坑（槽）支護(hù)，以保證施工的順利和安全，并減少對相鄰建筑、管線等的不利影響。基坑（槽）支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用是支撐土壁，有些支護(hù)結(jié)構(gòu)還兼有不同程度的隔水作用。第50頁/共125頁1.3.2土壁支護(hù)1.基槽支護(hù)開挖較窄的基槽或管溝，多采用橫撐式土壁支撐。圖1-12橫撐式支撐a)間斷式水平擋土板支撐；b)垂直擋土板支撐第51頁/共125頁1.基槽支護(hù)適用范圍：濕度小的粘性土。挖土深度小于3米時(shí)，可用間斷式水平擋土板支撐；對松散、濕度大的土，挖土深度不超過5米，可用連續(xù)式水平擋土板；對松散、濕度很高的土，可用垂直擋土板式支撐。土壓力分布：支撐所承受的荷載為土壓力，土壓力的分布很復(fù)雜，它不僅與土的性質(zhì)、土坡高度有關(guān)，而且與支撐的形式及變形有關(guān)。工程中通常用圖1-3所示的幾種簡化圖形進(jìn)行計(jì)算。第52頁/共125頁1.基槽支護(hù)圖1-13支撐計(jì)算土壓力（a）密砂；（b）松砂；（c）粘土（a）（b）（c）第53頁/共125頁1.3.2土壁支護(hù)2.基坑支護(hù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般根據(jù)地質(zhì)條件、基坑開挖深度及周邊環(huán)境選用。選用的原則：首先考慮周邊環(huán)境保護(hù)要求，其次要滿足本工程地下結(jié)構(gòu)施工的要求，再則應(yīng)盡可能降低造價(jià)、便于施工。常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式：重力式水泥土墻、板樁式支護(hù)結(jié)構(gòu)、土釘式支護(hù)等。第54頁/共125頁2.基坑支護(hù)（1）重力式水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)圖1-14重力式水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)第55頁/共125頁2.基坑支護(hù)（1）重力式水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)水泥土墻是用特制的深層攪拌機(jī)，就地將土和輸入的水泥固化劑強(qiáng)制攪拌成水泥土，利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理和化學(xué)變化使軟土硬化，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體圍護(hù)墻。適用范圍：適用于軟土地區(qū)4~6m深度的基坑支護(hù)，目前在上海地區(qū)被廣為應(yīng)用。第56頁/共125頁2.基坑支護(hù)（1）重力式水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1）水泥土的水泥摻量一般為12%~15%，其強(qiáng)度可達(dá)0.8~1.2MPa；2）水泥土的滲透系數(shù)很小，一般不大于10-6cm/s，因此由水泥土攪拌樁搭接而成的水泥土墻既有擋土作用，又兼有隔水作用。3）水泥土墻通常布置成格柵式，格柵的置換率（加固的水泥土面積∶水泥土擋墻的總面積）為0.6~0.8，墻體寬度b和插入深度hd，根據(jù)基坑開挖深度h確定，一般第57頁/共125頁2.基坑支護(hù)（2）鋼板樁支護(hù)圖1-15鋼板樁的形式a)平板式；b)波浪式第58頁/共125頁2.基坑支護(hù)（2）鋼板樁支護(hù)常用的鋼板樁是熱軋鎖口鋼板樁。熱軋鎖口鋼板樁是由帶鎖口的熱軋型鋼制成，鋼板樁之間通過鎖口互相連接，形成一道連續(xù)的擋墻。常用的有U型L型。特點(diǎn)：1）由于鎖口連接使鋼板樁連接牢固形成整體，具有較好的隔水能力；2）材料質(zhì)量可靠，打設(shè)方便，可多次重復(fù)使用；3）一次性投資較大，成本較高；4）拔除時(shí)易帶土，處理不當(dāng)會引起土體移動。適用范圍：對周圍環(huán)境要求不高，土質(zhì)較軟，深度為5~8m的基坑。第59頁/共125頁2.基坑支護(hù)（3）灌注樁支護(hù)

圖1-16灌注樁支護(hù)第60頁/共125頁2.基坑支護(hù)（3）灌注樁支護(hù)灌注樁支護(hù)包括鉆孔灌注樁和人工挖孔灌注樁。鉆孔灌注樁支護(hù)是將直徑為600~1000的鉆孔灌注樁間隔連續(xù)排列，做成排樁擋墻，頂部設(shè)鋼筋混凝土圈梁，中部設(shè)支撐體系或土層錨桿。特點(diǎn)：1）剛度大，抗彎能力強(qiáng)，變形較小；2）施工簡便，無躁聲、無振動、無擠土，應(yīng)用最廣泛；第61頁/共125頁2.基坑支護(hù)（3）灌注樁支護(hù)特點(diǎn)：3）樁間至少留100~150mm的縫隙，不能擋水，如地下水位在基坑底面以上，需另設(shè)止水帷幕或采用人工降低地下水位。4）基礎(chǔ)施工完畢，灌注樁將永遠(yuǎn)留在土中，可能為日后的地下工程施工造成障礙。適用范圍：多用于基坑安全等級為一、二、三級，深度為7~15m的基坑。當(dāng)基坑深度小于5m時(shí)，可做成懸臂式，超過5m則應(yīng)設(shè)內(nèi)支撐或錨桿。第62頁/共125頁2.基坑支護(hù)（3）灌注樁支護(hù)

圖1-17支撐及錨桿第63頁/共125頁2.基坑支護(hù)（4）土釘支護(hù)土釘支護(hù)是基于主動加固機(jī)制，在土體內(nèi)設(shè)置一定長度和密度的土釘，使土釘與土體共同工作，形成了能大大提高原狀土強(qiáng)度和剛度的復(fù)合土體。顯著提高了土體的整體穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻施工時(shí)，每開挖1.5m左右，鉆孔插入鋼筋或鋼管并灌漿，然后在坡面掛鋼筋網(wǎng)，噴射細(xì)石混凝土面層（厚50~100mm），依次進(jìn)行直到坑底。第64頁/共125頁2.基坑支護(hù)（4）土釘支護(hù)特點(diǎn)：1）土釘墻支護(hù)的施工是采用邊開挖邊支護(hù)的方式，土釘墻的變形較小，安全程度較高。2）材料用量及工程量少，工程造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益好。。3）施工設(shè)備簡單，操作方法簡便，施工速度快，對周圍環(huán)境干擾小。4）施工不需單獨(dú)占用場地，能在狹小的場地內(nèi)施工。適用范圍：適用于基坑側(cè)壁安全等級為二、三級的非軟土場地，基坑深度不宜大于12m，當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施。第65頁/共125頁圖1-18土釘墻支護(hù)剖面圖第66頁/共125頁1.3.3基坑、基槽土方量計(jì)算1.基坑土方量計(jì)算四面放坡基坑：F0HF2F1

不規(guī)則基坑：圖1-19不規(guī)則基坑土方工程量計(jì)算簡圖第67頁/共125頁1.3.3基坑、基槽土方量計(jì)算2.基槽土方量計(jì)算雙面放坡基槽：

不規(guī)則基槽：圖1-20基槽土方量計(jì)算第68頁/共125頁1.3.3基坑、基槽土方量計(jì)算【例1－4】某建筑物外墻為條形毛石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)平均截面面積為3.0m，基槽截面如圖1-21所示，地基土為三類土（）,試計(jì)算100延米長基槽土挖方量、填方量和棄土量。圖1-21毛石基礎(chǔ)基槽第69頁/共125頁1.3.4降水當(dāng)基坑開挖至地下水位以下時(shí)，由于土的含水層被切斷，地下水將會不斷深入基坑內(nèi)。這樣不僅會使施工條件惡化，無法進(jìn)行土方開挖，而且，當(dāng)土被水浸泡后，還將導(dǎo)致邊坡塌方和地基承載力下降。因此，為了保證工程質(zhì)量和施工安全，必須進(jìn)行基坑降水，以保持開挖土體的干燥。工程中常用的降水方法是集水井降水和輕型井點(diǎn)降水。第70頁/共125頁1.3.4降水1.集水井降水（1）降水方法是在基坑開挖過程中，沿坑底周圍或中央開挖有一定坡度的排水溝，在坑底每隔一定距離設(shè)一個(gè)集水坑，地下水通過排水溝流入集水坑中，然后用水泵抽走。圖1-22集水井降水（動畫）第71頁/共125頁1.集水井降水排水溝的設(shè)置：排水溝底寬應(yīng)不少于0.2～0.3m，溝底設(shè)有0.2％～0.5％的縱坡，在開挖階段，排水溝深度應(yīng)始終保持比挖土面低0.4～0.5m集水井的設(shè)置：集水井應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外的邊角處。間距應(yīng)根據(jù)水量大小、基坑平面形狀及水泵能力確定，一般為20～40m。水泵的選用：離心泵、潛水泵、軟軸水泵。適用范圍：這種方法適用于降水深度較小且土層為粗粒土層或滲水量小的粘性土層。第72頁/共125頁1.集水井降水（2）流砂現(xiàn)象流砂產(chǎn)生的原因——?jiǎng)铀畨毫Ξ?dāng)水流在動水壓力的作用下對土顆粒產(chǎn)生向上壓力，如果動水壓力大于土的浮重度時(shí)（GD≥′）便產(chǎn)生流砂。

h1Lh2TLF圖1-23流砂現(xiàn)象第73頁/共125頁1.集水井降水（2）流砂現(xiàn)象防治流砂的主要途徑：減少或平衡動水壓力；設(shè)法使動水壓力方向向下；截?cái)嗟叵滤?。流砂防治的具體措施：水下挖土法、凍結(jié)法、枯水期施工、搶挖法、設(shè)鋼板樁或地下連續(xù)墻法、井點(diǎn)降水法。第74頁/共125頁1.3.4降水2．井點(diǎn)降水井點(diǎn)降水法，就是在基坑開挖前，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，在基坑開挖前和開挖過程中不斷地抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基礎(chǔ)工程施工完畢為止。圖1-24輕型井點(diǎn)法降低地下水位全貌圖第75頁/共125頁2.井點(diǎn)降水井點(diǎn)降水的類型：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井井點(diǎn)等。一般根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件及經(jīng)濟(jì)比較等因素確定，可參考表1-1選擇。井點(diǎn)類型K(m/d)H(m)輕型井點(diǎn)0.1~503~6（6~12）噴射井點(diǎn)0.1~28~20電滲井點(diǎn)＜0.1管井井點(diǎn)20~2003~5深井井點(diǎn)10~250＞15表1-1第76頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（1）輕型井點(diǎn)設(shè)備輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管、總管。抽水設(shè)備：真空泵、射流泵、隔膜泵。圖1-25輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)第77頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（2）輕型井點(diǎn)系統(tǒng)布置

平面布置：圖1-26輕型井點(diǎn)平面布置第78頁/共125頁2.井點(diǎn)降水高程布置：系確定井點(diǎn)管埋深

h，即濾管上口至總管埋設(shè)面的距離，可按下式計(jì)算。圖1-27高程布置計(jì)算a)單排井點(diǎn)；b)雙排、U形或環(huán)形布置第79頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（3）輕型井點(diǎn)計(jì)算涌水量計(jì)算：井點(diǎn)系統(tǒng)的涌水量可按法國水力學(xué)家裘布依的水井理論進(jìn)行計(jì)算。圖1-28水井的分類1—承壓完整井；2—承壓非完整井；3—無壓完整井；4—無壓非完整井第80頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（3）輕型井點(diǎn)計(jì)算無壓完整井涌水量計(jì)算：根據(jù)裘布依水井理論，可推導(dǎo)出無壓完整井（單井）涌水量計(jì)算公式為：圖1-29無壓完整井水位降落曲線和流線網(wǎng)第81頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（3）輕型井點(diǎn)計(jì)算輕型井點(diǎn)系統(tǒng)為群井共同工作，群井涌水量的計(jì)算，可把由各井點(diǎn)管組成的群井系統(tǒng)，視為一口大的圓形單井。其涌水量計(jì)算公式為：圖1-30井點(diǎn)系統(tǒng)水位降落曲線適用條件：①矩形基坑的長寬比≤5②基坑寬度≤2R。第82頁/共125頁2.井點(diǎn)降水無壓非完整井涌水量計(jì)算：無壓完整井的井點(diǎn)系統(tǒng)的地下水不僅從井的側(cè)面流入，還從井底滲入。因此涌水量要比完整井大。為了簡化計(jì)算，可采用下式計(jì)算，即

圖1-31無壓非完整井涌水量計(jì)算示意圖第83頁/共125頁2.井點(diǎn)降水井點(diǎn)管數(shù)量與井距的計(jì)算：井點(diǎn)管數(shù)量取決于井點(diǎn)系統(tǒng)涌水量Q及單根井點(diǎn)管的最大出水量q。單根井點(diǎn)管的最大出水量，由下式確定：井點(diǎn)管的計(jì)算數(shù)量為：井點(diǎn)管的計(jì)算間距為：第84頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（4）抽水設(shè)備的選擇一般采用真空泵抽水設(shè)備。（動畫）W5型真空泵，總管長度不大于100m；W6型真空泵，總管長度不大于120m。采用多套抽水設(shè)備時(shí)，井點(diǎn)系統(tǒng)應(yīng)分段，各段長度應(yīng)大致相等。分段地點(diǎn)宜選擇在基坑轉(zhuǎn)彎處，以減少總管彎頭數(shù)量，提高水泵抽吸能力。水泵宜設(shè)置在各段總管中部，使泵兩邊水流平衡。第85頁/共125頁1.3.4降水（5）輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)施工步驟為：準(zhǔn)備工作→埋設(shè)井點(diǎn)→連接與試抽→井點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)與監(jiān)測→井點(diǎn)拆除（動畫1）（動畫2）第86頁/共125頁2.井點(diǎn)降水（6）輕型井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例【例1－3】某設(shè)備基礎(chǔ)基坑，基坑寬8m,長12m，深4.5m，四面放坡，放坡系數(shù)1∶0.5，地面標(biāo)高為±0.00，地下水位標(biāo)高為－1.5m。土層分布：自然地面以下1m為粉質(zhì)粘土；其下8m厚為細(xì)砂層，滲透系數(shù)K=5m/d；再下為不透水層。采用輕型井點(diǎn)降水，試進(jìn)行輕型井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第87頁/共125頁1.4土方的填筑與壓實(shí)圖1-32土方填筑工程第88頁/共125頁1.4.1土料的選用與處理1.土料的選用填土土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，保證填方的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。選擇的填料應(yīng)為強(qiáng)度高、壓縮性小、水穩(wěn)定性好便于施工的土、石料。如無設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）碎石類土、砂土和爆破石渣可用于表層以下的填料。（2）含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可作各層填料。第89頁/共125頁1.土料的選用（3）不能選用的幾種土：含水量大的土；淤泥、凍土、膨脹性土及有機(jī)物含量＞8%的土；水溶性硫酸鹽含量＞5%的土。在道路工程中，粘性土不是理想的路基填料。第90頁/共125頁1.4.1土料的選用與處理2.土料的處理填土應(yīng)嚴(yán)格控制含水量，施工前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)含水量過大時(shí)，應(yīng)采用翻松、晾曬、風(fēng)干等方法降低含水量，或采取摻入干土、打石灰樁等措施；如含水量偏低，則可預(yù)先灑水濕潤，否則難以壓實(shí)。第91頁/共125頁1.4.2填土的方法1.填土方法（1）人工填土：一般用手推車運(yùn)土，用鍬、耙、鋤等工具進(jìn)行填筑。只適用于小型土方工程。（2）機(jī)械填土：可用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)或自卸汽車進(jìn)行填筑。自卸汽車填土，需用推土機(jī)推平。采用機(jī)械填土?xí)r，可利用行駛的機(jī)械進(jìn)行部分壓實(shí)工作。第92頁/共125頁1.4.2填土的方法2.填土要求（1）填土應(yīng)從最低處開始，由下向上接近水平的分層填土、分層壓實(shí)；（2）應(yīng)盡量采用同類土填筑，采用兩種以上土回填時(shí)，應(yīng)分層填筑，不得混雜使用；（3）應(yīng)在相對兩側(cè)或四周同時(shí)進(jìn)行回填與夯實(shí)。（4）當(dāng)天填土，應(yīng)在當(dāng)天壓實(shí)。第93頁/共125頁1.4.2壓實(shí)方法1．碾壓法碾壓法適用于大面積填土工程。碾壓機(jī)械：平碾、羊足碾和氣胎碾。應(yīng)用最普遍的是剛性平碾；羊足碾只能用于壓實(shí)粘性土；氣胎碾工作時(shí)是彈性體，給土的壓力較均勻，填土質(zhì)量較好。1-33剛性平碾及羊足碾示意圖第94頁/共125頁1.4.2壓實(shí)方法2．夯實(shí)法夯實(shí)法主要用于小面積填土，其優(yōu)點(diǎn)是可以壓實(shí)較厚的土層。夯實(shí)機(jī)械：夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)、蛙式打夯機(jī)。夯錘借助起重機(jī)提起并落下，其重量大于1.5t，落距2.5～4.5m，夯土影響深度可超過1m，常用于夯實(shí)濕陷性黃土雜填土以及含有石塊的填土。內(nèi)燃夯土機(jī)作用深度為0.4～0.7m，蛙式打夯機(jī)作用深度一般為0.2～0.3m.二者均為應(yīng)用較廣的夯實(shí)機(jī)械。第95頁/共125頁1.4.2壓實(shí)方法3.振動壓實(shí)法振動壓實(shí)法主要用于壓實(shí)非粘性土。采用的機(jī)械主要是振動壓路機(jī)、平板振動器等。圖1-34振動夯示意圖第96頁/共125頁1.4.4影響填土壓實(shí)的因素1.壓實(shí)功的影響填土壓實(shí)后的重度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加的功有一定的關(guān)系。土的重度與所耗的功的關(guān)系見圖1-18。圖1-35土的重度與壓實(shí)功的關(guān)系第97頁/共125頁1.4.4影響填土壓實(shí)的因素2.含水量的影響在同一壓實(shí)功條件下，填土的含水量對壓實(shí)質(zhì)量有直接影響。較為干燥的土，由于土顆粒之間的摩擦阻力較大，因而不易壓實(shí)。當(dāng)含水量超過一定限度時(shí)，土顆粒之間的孔隙由水填充而呈飽和狀態(tài)，壓實(shí)功不能有效的作用在土顆粒上，同樣不能得到較好的壓實(shí)效果。

第98頁/共125頁2.含水量的影響只有當(dāng)填土具有適當(dāng)含水量時(shí)，水起了潤滑作用，土顆粒之間的摩擦阻力減小，土才易被壓實(shí)。每種土都有其最佳含水量。土在這種含水量條件下，使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí)，所得到的密度最大。圖1-36土的含水量對其壓實(shí)質(zhì)量的影響

第99頁/共125頁項(xiàng)次土的種類變動范圍最優(yōu)含水量（%）（質(zhì)量比）最大干密度（103kg/m3）1砂土8~121.80~1.882粘土19~231.58~1.703粉質(zhì)粘土12~151.85~1.954粉土16~221.61~1.802.含水量的影響

表1-1土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表第100頁/共125頁1.4.4影響填土壓實(shí)的因素3.鋪土厚度的影響土在壓實(shí)功的作用下，其應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實(shí)機(jī)械壓土?xí)r的作用深度，鋪得過厚，要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度；鋪得過薄，同樣要增加機(jī)械的總壓實(shí)遍數(shù)。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使土方壓實(shí)而機(jī)械的功耗最少。圖1-37壓實(shí)作用沿深度的變化第101頁/共125頁1.4.5填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查填土壓實(shí)后應(yīng)達(dá)到一定的密實(shí)度及含水量的要求。密實(shí)度以壓實(shí)系數(shù)（λc）控制，λc由設(shè)計(jì)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)性質(zhì)使用要求及土的性質(zhì)確定：壓實(shí)系數(shù)（λc）：是土的施工控制干密度和土的最大干密度的比值。施工前，應(yīng)求出現(xiàn)場各種填料的最大干密度ρdmax，土的最大干密度，可由擊實(shí)試驗(yàn)確定。然后乘以設(shè)計(jì)的壓實(shí)系數(shù)λc，求得施工控制干密度ρd，作為檢查施工質(zhì)量的依據(jù)。第102頁/共125頁1.4.5填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查填土壓實(shí)后，可用“環(huán)刀法”取土樣，取樣組數(shù)應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。試樣取出后，先測定土的濕密度及含水量，然后用下式計(jì)算土的實(shí)際干密度若，則壓實(shí)質(zhì)量合格；若則壓實(shí)不夠，應(yīng)采取相應(yīng)措施提高壓實(shí)質(zhì)量。第103頁/共125頁1.5土方工程機(jī)械化施工圖1-38土方工程機(jī)械化施工第104頁/共125頁1.5.1推土機(jī)推土機(jī)是土方工程施工的主要機(jī)械之一，它是

圖1-39推土機(jī)在履帶式拖拉機(jī)上安裝推土板等工作裝置而成的機(jī)械。第105頁/共125頁1.5.1推土機(jī)1.推土機(jī)的特點(diǎn)推土機(jī)操縱靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小、行駛速度快、易于轉(zhuǎn)移，能爬30°左右的緩坡，因此，應(yīng)用范圍較廣。2.推土機(jī)的適用范圍推土機(jī)適于開挖一至三類土。多用于平整場地，開挖深度不大的基坑，移挖作填，回填土方，堆筑堤壩以及配合挖土機(jī)集中土方、修路開道等。第106頁/共125頁1.5.2鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)是一種能綜合完成全部土方施工工序（挖土、裝土、運(yùn)土、卸土和平土）的機(jī)械。圖1-40鏟運(yùn)機(jī)第107頁/共125頁1.5.2鏟運(yùn)機(jī)1.鏟運(yùn)機(jī)的特點(diǎn)鏟運(yùn)機(jī)操縱簡單，不受地形限制，能獨(dú)立工作，行駛速度快，生產(chǎn)效率高。2.鏟運(yùn)機(jī)的適用范圍鏟運(yùn)機(jī)適于開挖一至三