第一章基礎(chǔ)土石方工程

一、課程基本要求

1、了解建筑工程施工中各主要工種工程施工工藝，掌握施工方案擬定的基本方法。

2、具有分析處理施工技術(shù)問(wèn)題的初步能力。

3、對(duì)現(xiàn)行施工驗(yàn)收規(guī)范、規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有所了解。二、課程特點(diǎn)

綜合性、工藝性、實(shí)踐性、操作性較強(qiáng)三、學(xué)習(xí)方法

注意：理論聯(lián)系實(shí)際和知識(shí)的綜合運(yùn)用。

掌握三個(gè)基本點(diǎn)：基本概念、基本原理、基本計(jì)算

四、幾點(diǎn)說(shuō)明

1、自我介紹：2、課代表：

3、答疑：4、教材：

5、參考書：《施工驗(yàn)收規(guī)范》《建筑施工手冊(cè)》

6、作業(yè)7、考試第一章基礎(chǔ)土石方工程內(nèi)容提要1、土的工程分類及性質(zhì)2、土石方工程施工準(zhǔn)備與輔助工作3、土石方量的計(jì)算4、基坑土石方的開(kāi)挖5、土方的回填與壓實(shí)常見(jiàn)土方工程分類：場(chǎng)地平整、基坑(槽)與管溝開(kāi)挖、土壁支護(hù)、施工排水、降水、路基填筑以及基坑回填等。

組織土方工程施工時(shí)，盡可能機(jī)械化施工，以降低勞動(dòng)強(qiáng)度；而且要合理安排施工計(jì)劃，盡可能避開(kāi)雨季施工，否則，應(yīng)作好防洪排水等準(zhǔn)備。此外，為了降低工程施工費(fèi)用，制定土方的合理調(diào)配方案?！?-1土的工程分類及性質(zhì)一、土方工程施工具有以下特點(diǎn)：

(1)工程量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高。

(2)施工條件復(fù)雜。

(3)受場(chǎng)地限制。二、土的分類及現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法在工程上，土根據(jù)開(kāi)挖難易程度分為8類，其中一~四類土為土，五~八類土為巖石。其開(kāi)挖難易直接影響其施工方案、勞動(dòng)量消耗和工程費(fèi)用。土的類別土的級(jí)別土的名稱開(kāi)挖方法及工具一類土（松軟土）Ⅰ砂；亞砂土；沖積砂土層；種植土；泥炭（淤泥）用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）Ⅱ亞粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂、種植土、填筑土及亞砂土用鍬、鋤頭挖掘；少許用鎬翻松三類土（堅(jiān)土）Ⅲ軟及中等密實(shí)的粘土、重亞粘土、干黃土及含有碎石、卵石的黃土、亞粘土；壓實(shí)的填筑土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用鍥子及大錘四類土（砂礫堅(jiān)土）Ⅳ重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密實(shí)的黃土；天然級(jí)配的砂石；軟泥炭碳巖及蛋白石先用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）Ⅴ-Ⅵ硬石炭紀(jì)粘土；中等密實(shí)的頁(yè)巖、泥巖；白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟的石灰?guī)r用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分用爆破方法六類土（次堅(jiān)石）Ⅶ-IX泥炭巖；砂巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖用爆破方法開(kāi)挖，部分用鎬七類土（堅(jiān)石）X-XIII大理巖；輝綠巖；玢巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖用爆破方法開(kāi)挖八類土（特堅(jiān)石）XIV-XVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玢巖用爆破方法開(kāi)挖

土的工程分類三土的工程性質(zhì)(一)土的密度:1天然密度ρ:土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量.

2

干密度ρd:單位體積土中固體顆粒的質(zhì)量.(二)土的含水量:

土中所含水分質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量的比值。

式中:ω——土的含水量

G1——含水狀態(tài)時(shí)土的質(zhì)量；

G2——烘干后土的質(zhì)量。

G1-G2=水份的質(zhì)量.

干土:ω<5%潮濕土:5%≤

ω≤30%濕土:ω>30%

自然狀態(tài)下的土,經(jīng)開(kāi)挖后,其體積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實(shí),仍不能恢復(fù)成原來(lái)的體積.土的這種性質(zhì)稱為可松性.

土的可松性大小用可松性系數(shù)表示:式中:Ks——最初可松性系數(shù);Ks’——最終可松性系數(shù);V1——土在自然狀態(tài)下的體積(天然密實(shí)土)；

V2——土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積(松土)；

V3——土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積(壓實(shí)土)。

V1<

V3<V21<KS′<KS(三)土的可松性:312VVV說(shuō)明：（1）計(jì)算土方量：用天然密實(shí)土的體積V1

（2）土方運(yùn)輸：用松土的體積V2，考慮KS

（3）土方回填：用壓實(shí)土的體積V3，考慮KS′土的類型KsKs’一類土

1.08

～1.171.01～1.03二類土1.14～1.241.02～1.05三類土1.24～1.301.04～1.07四類土1.26～1.451.06～1.20五類土1.30～1.501.10～1.30六類土1.45～1.501.28～1.30土的可松性系數(shù)

土體孔隙中的自由水在重力作用下會(huì)產(chǎn)生流動(dòng),土體被水透過(guò)的性質(zhì)稱為滲透性.土的滲透性是土的水力學(xué)主要性質(zhì)之一.(四)土的滲透性:土的類型K(m/d)土的類型K(m/d)漂石(無(wú)砂質(zhì)充填)

500

～1000粉砂0.5～1卵石100～500黃土0.25～0.5礫石50～150粘砂土0.1～0.5粗砂20～50輕砂粘土0.05～0.1中砂5～20重砂粘土0.001～0.05細(xì)砂1～5粘土<0.001滲透系數(shù)K經(jīng)驗(yàn)近似值§1-2土石方工程施工準(zhǔn)備與輔助工作1.2.1場(chǎng)地清理與平整1.2.2排除地面水與降低地下水位

（一）明溝排水法當(dāng)基地挖至地下水位以下時(shí)，沿基坑四周挖一定坡度的排水溝，設(shè)置集水井，使地下水沿溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽走特點(diǎn)：明排水法構(gòu)造簡(jiǎn)單（其由集水井、排水溝和水泵組成），施工成本低，應(yīng)盡可能采用。優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，對(duì)周圍影響小，應(yīng)用較廣。缺點(diǎn)：當(dāng)涌水量較大、水位差較大或土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂，有產(chǎn)生流砂、邊坡塌方及管涌等可能。（二）人工降低地下水位在基坑開(kāi)挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管，利用抽水設(shè)備連續(xù)不斷的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基礎(chǔ)施工完畢為止。1、一般輕型井點(diǎn)設(shè)備管路系統(tǒng)：濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管、總管。抽水設(shè)備：真空泵、離心泵、水氣分離器。輕型井點(diǎn)的布置依據(jù)依據(jù)：①、水文地質(zhì)資料：H、承壓或非承壓、土質(zhì)、K等②、工程性質(zhì)：基坑（槽）形狀、大小及深度。③、設(shè)備條件：井管長(zhǎng)度、泵的抽吸能力。輕型井點(diǎn)布置內(nèi)容：①、平面布置：確定井點(diǎn)布置的形式、總管長(zhǎng)度、井點(diǎn)管數(shù)量、水泵數(shù)量及位置。②、高程布置：確定井點(diǎn)管的埋置深度。高程計(jì)算公式：h≥h1＋△h＋iL布置和計(jì)算步驟：?jiǎn)闻挪贾茫哼m用于基坑、槽B＜6ｍ，且H≤5ｍ的情況，井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)度不宜小于坑、槽的寬度B。雙排布置：適用于基坑B＞6ｍ或土質(zhì)不良情況。環(huán)形布置：適用于大面積基坑。確定平面布置高程布置計(jì)算井點(diǎn)管數(shù)量調(diào)整1.2.3

土方邊坡及邊坡支護(hù)一、建筑基坑支護(hù)

建筑基坑(buildingfoundationpit)——為進(jìn)行建筑物(包括構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與地下室的施工所開(kāi)挖的地面以下空間

.

基坑支護(hù)(retainingandprotectingfor

foundationexcavation)——為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采

用的支擋、加固與保護(hù)措施

.二確定邊坡大小的因素（主要6個(gè)方面）

土質(zhì)、開(kāi)挖深度、開(kāi)挖方法、留置時(shí)間、排水情況、坡上荷載（動(dòng)、靜、無(wú)）三邊坡護(hù)面措施：覆蓋法，掛網(wǎng)法，掛網(wǎng)抹面法，土袋、砌磚壓坡法，噴混凝土法、土釘墻（a）薄膜或砂漿覆蓋（c）鋼絲網(wǎng)混凝土或鋼筋混凝土護(hù)面（b）掛網(wǎng)或掛網(wǎng)抹砂漿護(hù)面（d）土袋或砌石壓坡護(hù)面基坑邊坡護(hù)面方法示意圖(一)邊坡令:m=m——邊坡系數(shù)1:m=H:B=1:m——邊坡坡度B

HH

BBH坡寬坡角坡肩坡頂坡底坡高邊坡各部位名稱1、邊坡形式

2、一般要求:土的類型挖方深度密實(shí)、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂石)

1.00硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土

1.25硬塑、可塑的粘土及碎石類土(充填物為粘性土)

1.50堅(jiān)硬的粘土

2.00

直壁不加支撐挖方深度土的類型邊坡坡度(1:m)坡頂無(wú)荷載坡頂有荷載坡頂有動(dòng)載中密的砂土

1:1.00

1:1.251:1.50中密的碎石土(充填物為砂土)1:0.75

1:1.001:1.25硬塑的輕亞粘土1:0.67

1:0.751:1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1:0.50

1:0.671:0.75硬塑的亞粘土、粘土1:0.33

1:0.501:0.67老黃土1:0.10

1:0.251:0.33軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后)1:1.00深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度造成土壁塌方的原因：

1.邊坡過(guò)陡，使土體本身的穩(wěn)定性不夠，而引起塌方現(xiàn)象。尤其是土質(zhì)差，開(kāi)挖深、大的坑槽中，常會(huì)遇到這種情況。

2.雨水、地下水滲入基坑，土體泡軟、重量增大及抗剪能力降低，這是造成塌方的主要原因。

3.基坑上邊緣附近大量堆土或停放機(jī)具、材料，或由于動(dòng)荷載的作用，使土體中所產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過(guò)土體的抗剪強(qiáng)度。

為了防止塌方，保證施工安全，在基坑開(kāi)挖超過(guò)一定深度后，土壁應(yīng)該做成有斜率的邊坡，或者加以臨時(shí)支撐以保持土壁的穩(wěn)定。（二）土壁支護(hù)(1)橫撐式支撐（2）板樁式支護(hù)結(jié)構(gòu)組成：圍護(hù)墻和支護(hù)系統(tǒng)分類：分離式排樁和連續(xù)式排樁鋼板樁

1.平板式;2.波浪式;3.Z型斷面1.2.4定位與放線定位：建筑總平面圖上房屋的設(shè)計(jì)位置，以及設(shè)計(jì)給定的定位依據(jù)和定位條件，將擬建房屋的位置用經(jīng)緯儀和鋼尺正確定在地面上。防線：根據(jù)控制樁或控制點(diǎn)、基礎(chǔ)平面圖和剖面圖、底層平面圖以及邊坡坡度系數(shù)和工作面等放出基坑的上口開(kāi)挖邊線?！?-3土石方的計(jì)算一、基坑（槽）土方量的計(jì)算基坑土方量的計(jì)算：

V=H（S1+S0+S2）/6

基槽土方量的計(jì)算：

V1=L1（A1+4A0+A2）/6

V=ΣV1+V2+…+Vn二、插入法計(jì)算自然地面標(biāo)高三、基坑邊坡的土方量計(jì)算1.4基坑土石方的開(kāi)挖一、開(kāi)挖方式與機(jī)械的選擇1、點(diǎn)式開(kāi)挖：反鏟挖土機(jī)2、線式開(kāi)挖：反鏟挖土機(jī)或者正鏟挖土機(jī)，推土機(jī)3、面式開(kāi)挖：正鏟挖土機(jī)或者反鏟挖土機(jī)二、施工機(jī)械:

(一)推土機(jī):

(1)推土機(jī)的特點(diǎn)

(2)

適用范圍：場(chǎng)地清理、場(chǎng)地平整、開(kāi)挖深度不大的基坑以及回填作業(yè)等。

(3)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距30—60m(4)最大運(yùn)距100m(5)提高效率的方法

(二)鏟運(yùn)機(jī):

是一種能夠獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑和壓實(shí)的施工機(jī)械.

C4-7型自行式鏟運(yùn)機(jī)

1-駕駛室;2-前輪;3-中央樞架;4-轉(zhuǎn)向油缸;5-轅架;6-提斗油缸;7-斗門;8-鏟斗;9-斗門油缸;10-后輪;11-尾架

鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)示意圖

(a)鏟土;(b)卸土

(三)單斗挖土機(jī):

1.正鏟挖土機(jī)2.反鏟挖土機(jī)(1)特點(diǎn)：后退向下，強(qiáng)制切土。開(kāi)挖停機(jī)面以下的Ⅰ～Ⅲ類土(2)適用范圍：開(kāi)挖深度4m左右的基坑、基槽和管溝及含水量大的土.(3)作業(yè)方式：溝端開(kāi)挖——后退向下，強(qiáng)制切土溝側(cè)開(kāi)挖

3.拉鏟挖土機(jī)

(1)特點(diǎn)：后退向下，自重切土。挖土深度和半徑較大，開(kāi)挖停機(jī)面以下的Ⅰ、Ⅱ類土。

(2)適用范圍：開(kāi)挖大型基坑及水下挖土4.抓鏟挖土機(jī)（1）特點(diǎn):直上直下，自重切土。開(kāi)挖停機(jī)面以下的