第一节土石方工程

第一节土石方工程概述土方工程的施工特点：1、面广量大、劳动繁重（如：工业建筑中每m2的建筑工程就可以包含1.5~2m3的土方工程，民用建筑也有0.5m3左右的土方工程；有些建筑工地的场地平整时施工面积可达好几平方公里，土方量达几百万m3；大型基坑开挖，可深达20多米。）大型基坑开挖大型场地平整2、施工条件复杂根据以上特点，在组织土方工程施工，尽可能采用机械化施工，在条件不够或机械设备不足时，则应创造条件，采取半机械化和革新工具相结合的方法，以代替或减轻繁重的体力劳动。另一方面，要合理安排施工计划，尽可能不安排在雨季施工，否则，应作好防洪排水等准备。（如：施工受气候、水文、地质条件影响较大，基础施工时，在雨季和底下水位较高时，施工难度较大，要考虑排水、降水问题。因而，在土方工程施工前，要作好施工组织设计，制订好各种应急预案。）基坑积水基础施工排水一、土的工程性质和分类：1、土的工程性质按土的坚硬程度和开挖方法分为八类，1~4类称为土，5~8类称为石如下表（p1页有表）1~2类软土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；3~5类*坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；6~8类*次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。2、土的性质：1）土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率式中：m湿——含水状态土的质量,kg；m干——烘干后土的质量,kg；mw——土中水的质量,kg；mS——固体颗粒的质量,kg.•土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响，含水量太大易塌方.2）土的可松性：自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经回填压实，仍不能恢复到原来的体积，称为土的可松性。最初可松性系数用Ks表示，最后可松性系数用Ks/表示，即：13/12,VVKVVKSS式中：V1——土在自然状态下的体积；V2——土挖出后的松散体积；V3——土经回填压实后的体积。（解释V1，V2，V3）注意：土的类别越大其最初和最后可松性系数越大（p1页表）基坑和基槽都是用来建筑建筑物的基础的,只是平面形状不同而已.基坑是方形或者比较接近方形;基槽是长条形状的,而且有时候比较长基坑基槽三、基坑、基槽施工建筑物施工首要的是做地基和基础施工，地基施工即是开挖基坑（槽），在开挖之前必须进行建筑物的定位和放出开挖基坑（槽）的开挖线即定位放线1、定位放线定位和放线含义（解释）2、基坑（槽）开挖(放好线后可以进行开挖）1.1开挖原则：开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖2.2开挖方式:人工开挖、机械开挖（图示）•2.3开挖要求•（1）开挖中，随时检查标高、断面尺寸，留足回填土外，余土外运•（2）距离坑边2m内不得堆土，其外堆土高不大于1.5m。（工程事故）•（3）挖土到设计标高后，应立即做垫层或基础，否则应预留150~300mm土层，待基础施工时挖，机械开挖时，应预留200~300mm土层，用于人工清底•（4）不允许超挖至设计标高之下，个别超挖，用与基土相同的土填补夯实，重要的部位用C20砼填补。H——基坑深度A1、A2——基坑上下底面积；A0——基坑中截面积)4(6201AAAHV3、基坑(槽）土方量计算：（1）基坑土方量计算：（2）基槽（管沟）：沿长度分成i段，按基坑公式求每段的Vi,iVV)4(6201AAALiViiL第i段土方边坡什么是土方边坡？4、设土方边坡和土壁支撑为什么要设置边坡或土壁支撑？当挖深度度或填筑高度超过一定限度时，为防止塌方，保证施工安全，必须设置边坡或当场地狭小放坡不便时可设土壁支撑(1)边坡坡度：i=mHBBH:1/1坡度系数：m=HB放坡坡度要求：与土质、深度、挖法、留置时间、附近荷载、排水情况有关。具体见p8页直线型边坡阶梯型边坡（2）土壁支撑•（在开挖基坑、沟槽时，为了缩小施工面，减少土方量或因场地限制不能放坡时，可以设置土壁支撑的施工方法）•支撑分类：水平挡土板和垂直挡土板。土壁支撑水平挡土板垂直挡土板水平挡土板mm35挖深断续式：湿度小粘土，之内土，挖深连续式：湿度大，松散垂直挡土板：用于松散、湿度很高的土，深不限（视频）1~1.5节四、土方机械化施工人工开挖只适合于土方量少的场所，对于大量土方施工可以采用机械化施工，加快施工进度，提高生产效率。1、常用的土方施工机械（1）推土机（图示）（2）铲运机拖式自行式（图）（3）单斗挖土机：挖土机是大型基坑开挖中最常用的一种机械，根据其工作装置不同，可分为；正铲、反铲、拉铲、抓铲等（图示）。1）正铲挖土机:（a）工作特点：向前向上，强制切土，适用开挖停机面以上1~4类土。（b）工作方式：正向挖土,侧向卸土；正向挖土,后方卸土(动画)正向挖土,侧向卸土正向挖土,后方卸土2)反铲挖土机（图示）（a）工作特点：后退向下，强制切土，适用开挖停机面以下1~3类土（动画）（b）工作方式：沟端开挖；沟侧开挖沟端开挖沟侧开挖（a）工作特点：后退向下，自重切土，适用开挖停机面以下1~2类土。（图示）（b）工作方式：沟端开挖；沟侧开挖4)抓铲挖土机（a）工作特点：直上直下，自重切土，适用开挖停机面以下1~2类土。（图示）(动画)（b）工作方式：沟端开挖；沟侧开挖3)拉铲挖土机履带式拉铲挖土机履带式抓铲挖土机2、挖土机与运土车辆配套计算(p21)1）挖土机数量N确定（工作日）工期台班）（挖土机效率土方量（TmPmQKCTPQN/)133.8.6.1.80~01~0)36008)9.0~8.03工作时间利用系数，土斗的充盈系数，挖土机斗容量（）续时间（挖土机每次循环作业延工作时间利用系数（每天工作班次BsBScKKmqstKKKqtPKC2）运输车辆n计算）时间（运输车辆装满一车土的（往返一次循环作业时间运输车辆每装卸一车土stSTtTn)五、工程施工排水与降低地下水在土方开挖过程中，地下水渗入坑内，不但会使施工条件恶化，而更严重的是会造成边坡塌方和地基承载能力下降。因此，在基坑土方开挖前和开挖过程中，必须采取措施降低地下水位。降低地下水位的方法有集水井降水法和井点降水法。（一）明排水法（集水井排水法）(图示)1、施工要求：（1）排水沟和集水井设在基坑周围和基础范围之外，集水井设在地下水流的上游，排水沟坡度1~3%o（2）集水井每20~40m一个，直径0.7~0.8m,挖土时，井底始终要低于挖土面0.8~1m，达到设计标高后，井底低于1~2m。（3）井底铺设300厚碎石滤水层（防抽水抽走泥土）。2、施工特点：方法简单，应用范围广，但易产生流砂现象3、流砂现象：（解释）(二）井点降水法（图）（动画）3节