土方工程施工-土方基本知識(shí)（建筑施工技術(shù)）

土方工程【教學(xué)要求】了解土方工程特點(diǎn)；掌握?qǐng)龅卦O(shè)計(jì)標(biāo)高的確定、調(diào)整與土方調(diào)配；熟悉邊坡穩(wěn)定及基坑支護(hù)的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機(jī)械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實(shí)的要求和方法。【教學(xué)重點(diǎn)】土方調(diào)配；邊坡穩(wěn)定及基坑支護(hù)的方法；輕型井點(diǎn)降水；土方的填筑與壓實(shí)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】表上作業(yè)法進(jìn)行土方調(diào)配；輕型井點(diǎn)降水;邊坡穩(wěn)定及基坑支護(hù)；影響填土壓實(shí)的因素?！緯r(shí)間安排】本章共6講

土方工程概述主要：1.1土方工程的內(nèi)容

包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。包括測(cè)量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。包括障礙物拆除、場(chǎng)地清理、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。土方回填與壓實(shí)開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)場(chǎng)地平整輔助：施工排水降水土壁支撐0102031.2土方工程施工的特點(diǎn)

土方量大，任務(wù)繁重。勞動(dòng)強(qiáng)度大，人工施工效率低，工期長(zhǎng)，因此在組織施工時(shí)，應(yīng)盡量采用機(jī)械化施工方法。01現(xiàn)場(chǎng)施工條件復(fù)雜。多為露天作業(yè)，受地區(qū)、氣候、水文地質(zhì)影響大，同時(shí)受周圍環(huán)境條件的制約也多。021.3

土方工程施工的要求合理調(diào)配土方，使總施工量少、工期短、費(fèi)用?。灰虻刂埔司幹坪侠淼氖┕し桨?，合理安排施工計(jì)劃、避開冬、雨季施工。預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；做好道路、排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備及輔助工作；盡可能采用先進(jìn)的施工工藝和機(jī)械化施工，發(fā)揮最高效率，確保工程質(zhì)量。土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥600～1500用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅(jiān)土）軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎(卵)石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍四類土（砂礫堅(jiān)土）堅(jiān)實(shí)密實(shí)的粘性土或黃土；中等密實(shí)的含碎(卵)石粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖1100～2700用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破六類土（次堅(jiān)石）泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖2200～2900用爆破方法，部分用風(fēng)鎬七類土（堅(jiān)石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r2500～3100用爆破方法八類土（特堅(jiān)石）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2700～3300用爆破方法1.4

土的工程分類1.根據(jù)土的堅(jiān)硬程度,可將土石分為八類,其中前四類土由軟到硬的排列順序?yàn)?

)

。A

松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂爍堅(jiān)土

B

普通土、松軟土、堅(jiān)土、砂爍堅(jiān)土

C

松軟土、普通土、砂爍堅(jiān)土、堅(jiān)土

D

堅(jiān)土、砂爍堅(jiān)土、松軟土、普通土答案A例題2.施工時(shí)，可以采用鐵鍬、鎬、撬棍等工具進(jìn)行人工挖掘的土體有(

)。

A

砂礫堅(jiān)土

B

堅(jiān)土C

軟石D

堅(jiān)石E特堅(jiān)石答案ABC例題1.5

土的工程性質(zhì)

天然密度--是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。

干密度--是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。1.5.1土的質(zhì)量密度

取土環(huán)刀不同類的土，其最大干密度是不同的;同類的土在不同的狀態(tài)下(含水量、壓實(shí)程度)其密實(shí)度也是不同的。標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀1.5.2土的含水量?土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比：

?＝（G1－G2）／G2含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土質(zhì)量;土的含水量超過25～30%，則土方施工機(jī)械容易打滑、陷車;回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實(shí)，獲得最大干密度。

可用烘干法測(cè)定，反應(yīng)土的干濕程度。同類土，w越大，土越軟。環(huán)刀透水石環(huán)刀法重度測(cè)定土樣含水量測(cè)量某土體試樣在天然狀態(tài)下的體積為100cm3，用天平稱得濕土質(zhì)量為183g，烘干后稱得質(zhì)量為157g。試計(jì)算土樣的含水量、干密度。例題解：1、含水量：2、干密度：滲透：由于土體本身具有連續(xù)的孔隙，如果存在水位差的作用，水就會(huì)透過土體孔隙而發(fā)生孔隙內(nèi)的流動(dòng)。

土具有被水透過的性能稱為土的滲透性。土顆粒土中水滲流1.5.3土的滲透性土類K（m/s）土類K（m/s）土類K（m/s）黏土<5x10-9粉砂10-6~10-5粗砂2x10-4~5x10-4粉質(zhì)黏土5x10-9~10-8細(xì)砂10-5~5x10-5礫石5x10-4~10-3粉土5x10-8~10-6中砂5x10-5~2x10-4卵石10-3~5x10-3土體滲透系數(shù)參考表滲透性的破壞類型

在細(xì)砂或粉砂土層的基坑開挖時(shí)，地下水位以下的土在動(dòng)水壓力的推動(dòng)下極易失去穩(wěn)定，隨著地下水涌入基坑。稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生后，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒，施工條件極端惡化，基坑難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌。廣佛地鐵桂城站基坑出現(xiàn)流砂，地面下沉約1.5m圖為砂包封堵?lián)岆U(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生流砂的條件

1、土的性質(zhì)：當(dāng)土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。流砂現(xiàn)象極易發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞粘土中。上海地鐵4號(hào)線流砂事故造價(jià)過億的泵站已傾斜、下沉,泡在水里式中：I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；

h1－h(huán)2——水位差；

γW——水的重度。

2、動(dòng)水壓力：地下水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力GD≥γ(土的浮重)時(shí)就會(huì)推動(dòng)土壤失去穩(wěn)定，形成流砂現(xiàn)象。

3、水流方向：水流向上才會(huì)產(chǎn)生流砂流砂的防治

“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途徑一是減小或平衡動(dòng)水壓力；二是截住地下水流；三是改變動(dòng)水壓力的方向。（1）枯水期施工法流砂地區(qū)深基坑在枯水期搶挖施工

枯水期地下水位低,基坑內(nèi)外水位差小，動(dòng)水壓力也小，在流砂地區(qū)的深基坑運(yùn)用枯水期施工法可避免或降低流砂的危害。深基坑打板樁

防止流砂產(chǎn)生（2）打板樁將板樁沿基坑打入不透水層或打入坑底面一定深度,可以截住水流或增加滲流長(zhǎng)度、改變動(dòng)水壓力方向，從而達(dá)到減小動(dòng)水壓力的目的。透水層不透水層

（3）水中挖土

即不排水施工。使坑內(nèi)外的水壓相平衡，不致形成動(dòng)水壓力。如沉井施工不排水下沉、進(jìn)行水中挖土、水下澆筑砼。水中挖土

采用井點(diǎn)降水法截住水流，不讓地下水流入基坑,不僅可防治流砂和土壁塌方，還可改善施工條件。（4）人工降低地下水位法深基坑采用井點(diǎn)降水防止流砂發(fā)生透水層不透水層天然水面漏斗狀潛水面（5）搶挖并拋大石塊法分段搶挖土方，使挖土速度超過冒砂速度，在挖至標(biāo)高后立即鋪竹、蘆席，并拋大石塊，以平衡動(dòng)水壓力，將流砂壓住。此法適用于治理局部的或輕微的流砂。此外，采用地下連續(xù)墻法、止水帷幕法、壓密注漿法、土壤凍結(jié)法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂發(fā)生。1.5.4土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，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)其原來的體積。土的可松性用可松性系數(shù)KS表示。土的最初可松性系數(shù)KS=V2/V1；土的最后可松性系數(shù)K，S=V3/V1

。式中：V1

——土在天然狀態(tài)下的體積；

V2

——土經(jīng)開挖后的松散體積；

V3

——土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算挖掘機(jī)械生產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)；最后可松性系數(shù)K，S是計(jì)算場(chǎng)地平整標(biāo)高及填方所需的挖方體積的重要參數(shù)土的可松性參考值土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)最初最后最初Ks最后K，s一類土（種植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二類土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二類土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三類土24～304～71.24～1.301.04～1.07四類土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七類土30～4510～20