建筑施工技术土方工程.ppt

,第1章 土方工程,第1章 土方工程,1.1 土的分类及工程性质1.2 土方工程量计算1.3 土方边坡与土壁支撑1.4 人工降低地下水位1.5 土方的机械化施工1.6 土方的填筑与压实1.7 基坑（槽）施工本章小结,一、土方工程的施工过程与常见类型二、土方工程的特点三、土的分类四、土的工程性质,1.1 土的分类和工程性质,一、土方工程的施工过程与常见类型1.施工过程一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。2.常见类型场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。,1.1 土的分类和工程性质,二、土方工程施工特点：1.工程量大、劳动繁重；2.施工条件复杂；3.受场地限制。,因此，在组织土方工程施工前，应制订出技术可行经济合理的施工设计方案。,1.1 土的分类和工程性质,三、土的分类：1.按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石八类。,前四类为一般土，后四类为岩石。,土的工程分类与现场鉴别方法见下表,四、土的工程性质土的主要工程性质有：土的可松性、原状土经机械压实后的沉降量等；此外还有：渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。,1.1 土的分类和工程性质,1土的组成 土一般由土颗粒(固相)、水(液相)和空气(气相)三部分组成，这三部分之间的比例关系随着周围条件的变化而变化，三者相互间比例不同，反映出土的物理状态不同，如干燥、稍湿或很湿，密实、稍密或松散。这些指标是最基本的物理性质指标，对评价土的工程性质，进行土的工程分类具有重要意义。,四、土的工程性质,图中符号：土的总质量（kg）；土中固体颗粒的质量（kg）；土中水的质量（kg）；土的总体积（m3）；土中空气体积（m3）；土中固体颗粒体积（m3）；土中水所占的体积（m3）；土中孔隙体积（m3）。,四、土的工程性质2.土的可松性：即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即：,（1-1）,式中 最初可松性系数；最后可松性系数；V1 土在自然状态下的体积（m3）；V2 土经开挖后的松散体积（m3）；V3 土经回填压实后的体积（m3）。,1.1 土的分类和工程性质,四、土的工程性质2.土的可松性：,在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候，必须考虑土的可松性。,土的最初可松性是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数；土的最终可松性是计算场地平整标高及填方时所需挖土量的重要参数。,1.1 土的分类和工程性质,要将500m3的普通土开挖后运走，问实际需要运走的土多少？如果需要回填500m3的亚粘土，问需挖方体积是多少？（Ks=1.2,Ks/=1.04)解:V2=V1Ks=5001.2=600m3 V1=V3Ks/=5001.04=480.8m3,案例1,案例 2,某基坑208m3，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？（KS=1.20，KS=1.04）,答：填方用土：V1=V3/KS=208/1.04=200m3（原状土）V2=KS V1=1.02*200=240m3（松散土）2m3 的装载车运土需要车次：n=240/2=120车次,1.1 土的分类和工程性质,四、土的工程性质3.土的含水量：,土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，即：,100%,式中：土的含水量；土中水的质量（kg）土中固体颗粒的质量（kg）,一般土的干湿程度用含水量表示：含水量5，为干土 在530之间，为潮湿土 30为湿土在一定含水量的条件下，用同样的机具，可使回填土达到最大的干密度，此含水量称为最佳含水量。砂土为 812 粉土为 915粉质粘土 1215粘土为 1923工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。,四、土的工程性质4.土的渗透性：土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示。,它同土的颗粒级配、密实程度等有关；是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。,1.1 土的分类和工程性质,四、土的工程性质,5.土的天然密度（density）和干密度（dry density）土在天然状态下单位体积的质量，叫土的天然密度(简称密度)。土的密度按下式计算：,(式1-5),干密度是土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：,一、场地平整的概念场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。原则是：挖高填低二、场地平整土方施工方案的确定1.先平整整个场地，后开挖基坑（槽）；2.先开挖基坑（槽），后平整场地；3.边平整场地，边开挖基坑（槽）。,在场地平整前，必须确定场地设计标高、计算挖填方量、确定土方调配方案，并合理选择施工机械，拟定施工方案。,1.2 土方工程量计算,1.2 土方工程量的计算与调配,主要内容：基坑（槽）和路堤的土方量计算 场地平整土方量计算 土方调配,back,基坑（槽）和路堤的土方量计算 其土方量可按拟柱体积的公式计算。,图1.5 基坑,（1.7）,图1.6 基槽、路堤,将各段土方量相加即得总土方量。,（1.8）,当基槽和路堤沿长度方向断面呈连续性变化时，可用断面法沿长分段（10m或20m),其土方量可分段计算。,场地平整土方量计算一、特点：面积大；兼有挖方、填方。二、方法-方格网法 在场地设计标高确定后，需平整的场地各角点的施工高度即可求得，然后按每个方格角点的施工高度计算出填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样可以求得整个场地的填、挖土方总量。,（1）绘制方格网图,图1-5 方格网法计算土方工程量图,（2）计算场地各方格角点的施工高度,hn=Hn-H,(式1-10),式中：hn 角点的施工高度，即填方高度（以“+”为填，“-”为挖），m；Hn 角点的设计标高，m；H 角点的自然地面标高，m；n 方格的角点编号（自然数列1,2,3，n）。,（3）计算“零点”位置，确定零线,(式1-11),式中：x1、x2角点至零点的距离，m；h1、h2相邻两角点的施工高度，均用绝对值表示，m；a方格的边长，m。,图1-6 零点位置计算示意图,图1-7 零点位置图解法,（4）计算方格土方工程量,三角棱柱体边坡体积三角棱柱体边坡体积，如图1-8中所示，计算公式如下：,当两端横断面面积相差很大时，边坡体积按下式计算：,式中：l4三角棱柱体边坡的长度，m；A1、A2、A0三角棱柱体边坡两端及中部横断面面积，。,（5）边坡土方量的计算,(6)计算土方总量 将挖方量（或填方区）所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。,图1-8 场地边坡平面图,土方调配是，就是对挖土、堆弃和填土三者之间的关系进行综合协调的处理。是土方工程施工组织（土方规划）中的重要内容，在场地土方工程量计算完成后，即可着手土方的调配工作。土方调配调配方案，应该使土方的运输量或费用最少，而且施工又方便。,土方调配,（1）力求达到挖方与填方基本平衡和运距最短。使挖方量与运距的乘积之和最小，即土方运输量或费用最小，降低工程成本。但有时仅局限于一个场地范围内的挖填平衡难以满足上述原则，可根据场地和周围地形条件，考虑就近借土或就近堆弃。（2）近期施工与后期利用相结合。当工程分期分批施工时，若先期工程有土方余额，应结合后期工程的需求来考虑利用量与堆放位置，以便就近调配，必须考虑全场土方的调配，不可知顾局部平衡而妨碍全局。（3）应分区与全场结合。分区土方的余额或欠额的调配，必须考虑全场土方的调配，不可只顾局部平衡而妨碍全局。,土方调配原则,（4）尽可能与大型建筑物的施工相结合。大型建筑物位于填土区时，应将开挖的部分土体予以保留，待基础施工后再进行填土，以避免土方重复挖、填和运输。（5）合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。（6）好土用在回填质量要求高的地区。总之，进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法等，综合考虑上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案。,调配区之间重心的确定方法如下：取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即：,式中：挖或填方调配区的重心坐标（m）；V 各个方格的土方量（m3）；x、y各个方格的重心坐标（m）。,为了简化计算，可用作图法近似地求出形心位置来代替重心位置,图1.19 土方调配图箭线上方为土方量（m3），箭线下方为运距（m）,back,1.3.边坡稳定与基坑（槽）支护,一、边坡稳定（一）边坡稳定的条件与影响因素（二）放坡二、基坑（槽）支护,一、边坡及其稳定,（一）边坡稳定条件与影响因素1.破坏形式：,（一）边坡稳定条件与影响因素2.边坡稳定条件：,T C,T土体下滑力。,C土体抗剪力。,或者说：土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。,（一）边坡稳定条件与影响因素3.影响边坡稳定的因素：（1）引起抗剪强度降低的原因气候的变化使土质松散；粘土中的夹层因浸水而发生润滑作用；饱和细砂、粉砂因受振动而液化。,（一）边坡稳定条件与影响因素3.影响边坡稳定的因素：（2）引起土体内剪应力增加的原因：边坡上面荷载增加，尤其是附近有动荷载；因下雨使土的含水量增加，因而使土体增重，并在土中渗流产生一定的动水压力；土体裂缝中的水产生静水压力。,在土方施工中，要预估各种可能出现的情况，采取必要的措施护坡防坍，特别要注意及时排除雨水、地面水，防止坡顶集中堆载及振动。必要时可采用钢丝网细石混凝土（或砂浆）护坡面层加固。如是永久性土方边坡，则应做好永久性加固措施。,（二）放坡1、直壁（不加支撑）的允许深度：密实、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；坚硬的粘土：2m。,（二）放坡2.放坡：（1）土方边坡的坡度：以挖方深度(或填方深度)H与底宽B之比表示。,m=B/H，m坡度系数,m的物理意义：当基坑深为1米时，边坡宽度的大小。,（d）踏步形边坡,（二）放坡2.放坡：（2）边坡形式：直线形、折线形、踏步形。,（二）放坡2.放坡：（3）最陡坡度规定：土质均、水位低、时间短、5m深以内。下表深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度,图1-15 横撑式支撑,二 基坑（槽）支护,1间断式水平支撑,2断续式水平支撑,3连续式水平支撑,（1）开挖较窄沟槽时常采用横撑式土壁支撑,4连续式或间断式垂直支撑,5水平垂直混合式支撑,图1-16 锚碇式支撑 图1-17 斜柱式支撑,1-柱桩；2-挡土板；3-锚桩；1-档土板；2-柱桩；3-撑桩；4-拉杆；5-回填土 4-斜撑；5-回填土,（二）基坑支护,1.重力式支护结构（1）水泥土搅拌桩（或称深层搅拌桩）概念：它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩）。水泥土的水泥掺量通常12%15%（单位土体的水泥掺量与土的重力密度之比）。,30m基坑支护,钢桶支撑,3.土钉墙,在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不把地下水位降低，则基底可能被冲溃破坏。,1.4 人工降低底下水位,因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使基坑施工时坑底保持干燥。,1.4 人工降低底下水位,降低地下水位的方法：集水井降水法：当基坑开挖较浅，可采用集水井降水法；当基坑开挖深度较大，但采用了止水帷幕，基坑内降水也多采用集水井降水法。井点降水法：如降水深度较大，止水措施有限或土层为细砂、粉砂或软土地区时，宜采用井点降水法降水，在井点降水的同时往往也辅以局部的集水井降水。,1.4 人工降低底下水位,一、集水井降水二、流砂现象及其防治三、井点降水,1.4 人工降低底下水位,1.4.1集水井降水,集水井降水是一种设备简单、应用普遍的人工降低水方法。1.定义：在基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。,一、集水井降水,2施工过程3设 置四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，距基础边线距离不小于0.4m,地下水流的上游。集水井的水平间距一般根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，每隔 30 40m 设置一个，基坑四个角应各设一个。,4构 造集水坑的直径或宽度一般为0.60.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.81.0m；当基坑挖至设计标高后，集水坑底应低于基坑底面1.02.0m；坑壁可用竹、木材料等加固，也可用砖垒筑，底部铺设约0.3m厚碎石滤水层或采用下部砾石（约 0.1m厚）、上部粗砂（约0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。排水沟大小：宽不小于0.20.3m,深为0.30.4m,并有一定的坡度(1-2左右)。,一、集水井降水,5.适用范围集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。它不适用于粉砂土和细砂土，在这类土中易形成流砂。,一、集水井降水,1、流砂现象的产生：流砂产生的条件：条件1：水流方向从下向上；条件2：动水压力等于或大于土的浮重度。,满足以上条件时，土粒处于悬浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑，便发生流砂现象。,二、流砂现象及其防治,2.流砂危害出现流砂现象时，土完全丧失承载力，土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度；严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因流砂而出现地基被掏空的现象，往往会造成建筑开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。,二、流砂现象及其防治,上海地铁工程实例：,2003年7月1日凌晨，建设中的上海轨道交通4号线突发险情，造成若干地面建筑物遭到破坏。上海市新闻办发布的消息称，1日凌晨4时，正在施工中的上海轨道交通4号线(浦东南路至南浦大桥)区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后出现大量流沙涌入，引起地面大幅沉降。上午9时左右，地面建筑物中山南路847号八层楼房发生倾斜，其主楼裙房部分倒塌。由于发现报警及时，楼内所有人员均已提前撤出，因而没有造成人员伤亡，受其影响的周围楼房里的人员也已经全部撤出。,上海地铁工程实例：,群房倒塌,倾斜楼房即将爆破,上海地铁工程实例：,一泵房倾倒,3.流砂的防治：（1）防治途径：减小或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。（2）具体措施：,二、流砂现象及其防治,3.流砂的防治：枯水期施工枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。采取水下挖土不抽水或者少抽水，使坑内与坑外的水压力平衡或者缩小水头差。强挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。,二、流砂现象及其防治,3.流砂的防治：设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，使土的渗流路径延长、减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。人工降低地下水位法即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点等），使动水压力的方向向下，从而能有效地防止和根治流砂。此法应用广泛且较为可靠。,二、流砂现象及其防治,1.4.2 井点降水,一、井点降水的原理及作用二、井点降水的类型三、轻型井点布置四、轻型井点施工五、井点降水对周围环境的影响,一、井点降水的原理及作用,1.井点降水原理井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。,图1-48 轻型井点法降低地下水位全貌图,1自然地面;2 水泵;3 总管;4 井点管;5 滤管;6 降水后水位;7 原地下水水位;8 基坑地面.,2.井点降水的作用,a)防止涌水；b)稳定边坡；c)防止管涌；d)减少横向荷载；e)防止流砂图1-29 井点降水的作用,一、井点降水的原理及作用,井点有两大类：轻型井点和管井类。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照表1.6选择。,各种井点的适用范围 表1.6,二、井点降水的类型,三、轻型井点布置,（一）组成轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成,图1-48 轻型井点法降低地下水位全貌图,1自然地面;2 水泵;3 总管;4 井点管;5 滤管;6 降水后水位;7 原地下水水位;8 基坑地面.,（一）组成轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成,三、轻型井点布置,（一）组成1.管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。滤管：为进水设备，通常采用长度为1.01.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为1218mm的滤孔。骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面在绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接。,三、轻型井点布置,（一）组成1.管路系统包括：井点管为直径38mm 和51mm、长57m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管为直径100127mm的无缝钢管，每段长4m，其上端有井点管联结的短接头，间距0.8m或1.2m。2.抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱）等组成。,三、轻型井点布置,（二）轻型井点的设计1.平面布置根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。,三、轻型井点布置,（二）轻型井点的设计1.平面布置单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况。双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。环形及U形布置适用于大面积基坑，如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。,三、轻型井点布置,（二）轻型井点的设计2.高程布置高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离，可按式1-39计算（图1-52）。,（1-39）,a)单排井点；b)双排、U形或环形布置,三、轻型井点布置,（二）轻型井点的设计2.高程布置当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点。在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管路出地面0.20.3m，滤管必须埋在透水层中。,三、轻型井点布置,1.准备工作：井点设备、动力、水源及必要材料的准备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观测以及防止附近建筑物沉降措施的实施。,轻型井点施工步骤为：准备工作 埋设井点连接与试抽井点运转与监测 井点拆除,三、轻型井点布置,2.井点系统的埋设：埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。井点管的埋设方法：水冲法（分冲孔与埋管两过程）,三、轻型井点布置,2.井点系统的埋设：,注意事项：冲孔深度宜比滤管底深 0.5左右。保证在井点管与孔壁之间填筑沙滤层的质量。井点填砂后，须用粘土封口，以防漏气。,三、轻型井点布置,3.使用及拆除：井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。正常的排水是细水长流，出水澄清。抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常，以及检查观测井中水位下降情况，如果有较多井点管发生堵塞，影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔出重埋。,三、轻型井点布置,四、井点降水对周围环境的影响,1井点降水的不利影响降水漏斗范围内的地下水位下降以后，会造成土体固结沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因而所产生的沉降也是不均匀的。在实际工程中，还可能把土层中的一些土颗粒连同地下水抽出，这种现象会使地面产生的不均匀沉降加剧，造成附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。,2防范井点降水影响的措施（1）采用合理的井点降水布置，避免过度降水；（2）在周边环境保护有严格要求的地区，尽可能采取设置止水帷幕的方法，切断地下水的渗流，必要时可进行坑内降水，减少降水影响范围；（3）降水场地外缘设置回灌水系统。,四、井点降水对周围环境的影响,1.5.1 土方施工机械1.5.2土方机械的选择,1.5 土方机械化施工,1.5.1 土方工程机械,挖运机械：推土机、装载机、铲运机挖掘机械：正铲、反铲、拉铲、抓铲运输机械：自卸汽车、翻斗车密实机械：压路机、蛙式夯、振动夯,一、推土机在拖拉机前端悬装上推土刀的铲土运输机械。,1.5.1 土方工程机械,一、推土机,1.特点能单独进行挖土、运土、卸土工作，操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行驶速度快，易于转移，能爬30左右的缓坡。,一、推土机,2.分类按照行走装置的形式分类：履带式和轮胎式；履带式推土机在后端一般可装松土齿耙、绞盘和反铲装置，可作其他机械的牵引车或铲运机的助铲机，适应性强，应用广泛。轮胎式推土机采用宽基轮胎，全轮驱动，提高牵引性能并改善通过性能，接地比压200350kPa。,推土机作业时，履带对地面的压力。,铲刀可回转的液压履带式推土机,3.适用范围：推挖一至四类土；用于施工场地清理，场地平整，移挖作填，开挖深度不大 的基坑以及沟槽的回填土等。4.提高推土机效率的方法：（1）槽形推土（2）下坡推土（3）并列推土（4）分堆集中，一次推送法,分堆集中，一次推送法,一、推土机,二、铲运机,1.特点一种利用铲斗铲削土壤、并将碎土进行运送的铲土运输机械，能综合完成全部土方施工工序（挖土、运土、卸土和平土）的机械。对行驶道路要求低，操纵灵活，生产效率较高。,2.适用条件：地形起伏不大，坡度在 20 以内的大面积场地平整，大型基坑开挖等。宜于开挖含水量不超过27的松土和普通土。硬土需先松动后，才可开挖。,二、铲运机,2.分类按行走机构分：拖式铲运机和自行式铲运机；按铲斗容量分：小、中、大、特大四类。,拖拉机或汽车牵引作业,拖式铲运机,3.行走路线环形线路，“8”字线路。,二、铲运机,4.提高生产率的方法：（1）下坡铲土（2）跨铲法（3）推土机助铲法,铲运机下坡铲土法,双铲联运法示意图,二、铲运机,三、挖掘机,正铲挖掘机,反铲挖掘机,拉铲挖掘机,抓铲挖掘机,三、挖掘机,1.正铲挖掘机工作特点：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效率高，易与汽车配合；适用于：停机面以上。含水量30以下、一四类土的大型基坑开挖作业方法：正向挖土后方卸土，正向挖土侧向卸土。,三、挖掘机,2.反铲挖掘机工作特点：“后退向下，强制切土”，可 与汽车配合；适用于：停机面以下、一三类土的基坑、基槽、管沟开挖。作业方法：沟端开挖：即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。挖宽0.71.7R，效率高、稳定性好；沟侧开挖：即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，可将土弃于距沟边较远的地方。挖宽0.50.8R。,三、挖掘机,3.拉铲挖掘机工作特点：后退向下，自重切土”；开挖深度、宽度大，甩土方便；适用于：停机面以下、一二类土的较大基坑开挖，填筑堤坝，河道清淤。,三、挖掘机,4.抓铲挖掘机工作特点：“直上直下，自重切土”，效率较低；适用于：宜于开挖停机面以下窄而深的基坑或挖取水中淤泥，装卸碎石、矿渣等松散材料。,1.5.2 土方机械的选择,1、选择土方机械的依据：（1）土方工程的类型及规模；（2）地质、水文及气候条件；（3）机械设备条件；（4）工期要求。2、土方机械与运土车辆的配合：车辆数量应保证挖土机连续工作。,场地平整主要的施工机械为：推土机、铲运机。,若平整的场地上有土堆或土丘、或需要向下挖掘或土方填筑时，可用挖掘机与装载机。,基坑工程的主要施工机械为：挖掘机与装载机。,1.6 土方填筑与压实,1.6.1 土料的选用与处理1.6.2 填土及压实的方法1.6.3 影响填土压实的因素1.6.4 填土压实的质量检查,1.6.1 土料的选用与处理,填方土料应符合设计要求，保证填方的强度与稳定性，选择的填料应为强度高、压缩性小、水稳定性好、便于施工的土、石料。,如设计无要求时，应符合下列规定：1.碎石类土、砂土和爆破石碴(最大粒径不大于每层铺填厚度的23，当用振动碾压时不超过每层铺填厚度的34)，可用作表层以下的填料；2.含水量符合压实要求的黏性土，可作为各层填料；3.淤泥和淤泥质土，一般不能用作为填料，但在软土和沼泽地区，经过处理含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；4.碎块草皮和有机质含量大于5的土，仅用于无压实要求的填方；5.含盐量符合规定的盐渍土，一般可用作填料，但土中不得含有盐晶、盐块或含盐植物根茎；6.冻土、膨胀性土、有机物含大于8的土，以及水溶性硫酸盐含量大于5的土均不能作为填土。,1.6.1 土料的选用与处理,如设计无要求时，应符合下列规定：填土应严格控制含水量，使土料的含水量接近土的最佳含水量。施工前应对土的含水量进行检验。当土的含水量过大，应采用翻松、晾晒、风干等方法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材料、打石灰桩等措施；如含水量偏低，则可预先洒水湿润。,含水量过大或过小的土均难以压实。,1.6.1 土料的选用与处理,1.6.2 填土及压实的方法,1.填土方法：填土可采用人工填土和机械填土。（1）人工填土一般用手推车运土，人工用锹、耙、锄等工具进行填筑，从最低部分开始由一端向另一端自下而上分层铺填。（2）机械填土可用推土机、铲运机或自卸汽车进行。用自卸汽车填土，需用推土机推开推平，采用机械填土时，可利用行驶的机械进行部分压实工作。,填土必须分层进行，并逐层压实。特别是机械填土，不得居高临下，不分层次，一次倾倒填筑。,2.压实方法填土的压实方法有碾压、夯实和振动压 实等几种。碾压适用于大面积填土工程。碾压 机械有平碾（压路机）、羊足碾和汽胎碾。应用最普遍的是刚性平碾。夯实主要用于小面积填土，可以夯实粘性土或非粘性土。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。内燃夯土机作用深度为0.40.7m，它和蛙式打夯机都是应用较广的夯实机械。人力夯土（木夯、石硪）方法则已很少使用。振动压实主要用于压实非粘性土，采用的机械主要是振动压路机、平板振动器等。,1.6.2 填土及压实的方法,1.6.2 填土及压实的方法,1.6.3 影响填土压实的因素,填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：压实功土的含水量每层铺土厚度。,1 压实功的影响填土压实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。土的重度与所耗的功的关系见图1-59。,1.6.3 影响填土压实的因素,1 压实功的影响实际施工中，对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。先用轻碾，再用重碾压实就会取得较好效果。,1.6.3 影响填土压实的因素,2含水量的影响在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实。当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。但含水量过大，由于水在土中占了一定的体积，而其又不可压缩，致使土体难以压实。,1.6.3 影响填土压实的因素,2含水量的影响每种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大。,图1-60 土的含水量对其压实质量的影响,各种土的最佳含水量op和所能获得的最大干重度，可由击实试验取得。施工中，土的含水量与最佳含水量之差可控制在-4%+2%范围内。,1.6.3 影响填土压实的因素,3铺土厚度的影响土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小（图1-61）。,施工中铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，则要增加机械的总压实遍数。,图1-61 压实作用沿深度的变化,1.6.3 影响填土压实的因素,1.6.4 填土压实的质量检查,填土压实应分层进行，填土的施工缝各层应错开搭接，在施工缝的搭接处，应适当增加压实遍数。压实填土的质量以压实系数控制，工程中可根据结构类型和压实填土所在部位按表1.101.12的数值确定。,1.6.4 填土压实的质量检查,压实系数c（压实度）为土的控制干重度d 与土的最大干重度dmax 之比，即：,（1-52）,rd可用“环刀法”或灌砂（或灌水）法测定。rd,max 则用击实试验确定。,1.6.4 填土压实的质量检查,建筑工程技术专业,1：对地基的进行局部处理,1.7 基坑（槽）施工,一、对软土坑进行处理二、砖井或土井的处理三、局部范围内硬土的处理四、橡皮土的处理,1.当松土坑的范围在基槽范围内时处理：挖除坑中松软土，使坑底及坑壁均见天然土为止，然后回填（与天然土压缩性相近的材料）。回填材料：当天然土为砂土时，用砂或级配砂石分层夯实回填；当天然土为较密实的黏性土时，用3:7灰土分层夯实回填；如为中密可塑的黏性土或新近沉积黏性土时，可用1:9或2:8灰土分层夯实回填。每层回填厚度不大于200mm。,2.松土坑的范围超过基槽边沿处理方法将该范围内的基槽适当加宽，采用与天然土压缩性相近的材料回填。如用砂土或砂石回填时，基槽每边均应按1:1坡度放宽；如用1:9或2:8灰土回填时，基槽每边均应按0.5:1坡度放宽；,建筑工程技术专业,3.较深的松土坑（如深度大于槽宽或大于1.5m时），槽底处理后，还应适当考虑加强上部结构的强度和刚度，处理方法：在灰土基础上l2皮砖处（或混凝土基础内）、防潮层下l2皮砖处及首层顶板处各配置34根，直径为812mm的钢筋，跨过该松土坑两端各1m。或改变基础形式，如采用梁板式跨越松土坑、桩基础穿透松土坑等方法。,为什么？,建筑工程技术专业,二、砖井、枯井、土井的处理当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用28或37灰土分层回填夯实至槽底。,建筑工程技术专业,三、局部软硬土的处理 尽可能挖除，采用与其他部分压缩性相近的材料分层夯实回填，或将坚硬物凿去300500mm深，再回填土砂混合物夯实。将基础以下基岩或硬土层挖去300500mm深，填以中、粗砂或土砂混合物做垫层；或采取加强基础和上部结构的刚度来克服地基的不均匀变形。,一边软一边硬,四、橡皮土的处理 当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的“橡皮土”。,处理方法：避免直接夯拍，采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。,如何处理？,132,弹簧土（含水率过高）,重点：土的可松性，土方量的计算，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。难点：利用土的可松性系数进行土方量的计算，影响填土压实的因素。灵活运用：达到能进行土方开挖方案（包括土方机械的选择）、基坑开挖的降水方案、基坑边坡支护方案、填土压实或路堤填筑及路堑挖筑方案的制定，场地平整施工的竖向规划设计。,本章结束,本章小结,