土方工程施工技术教学课件(内容详细).ppt

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1、主要内容：土的分类及工程性质、土方工程量计算、基坑支护、降水工程、土方机械化施工及土方工程质量验收；学习重点：土的工程性质及其对施工的影响、土方工程量计算、土壁支护与边坡以及降水工程。,第一章 土方工程,学习要求:掌握土的分类和现场鉴别土的种类；掌握基坑(槽)、场地平整土石方工程量的计算方法、井点降水的计算方法；熟悉常见的基坑支护方法；了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法；熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提高生产率的方法；掌握回填土施工方法及质量检验标准。,1-1-1土方工程内容及要求常见类型：场地平整、基坑（槽）及管沟开挖、地坪填土、路基填筑、隧道开通及基坑回填等。施工过程

2、：包括土或石的挖掘、填筑和运输等以及排水、降水和土壁支撑等准备和辅助过程。施工的特点：面广量大、劳动繁重、大多为露天作业、施工条件复杂；施工易受地区气候条件影响；施工时受工程地质和水文地质条件的影响也很大。施工总的要求：制定合理施工方案，尽可能采用新技术和机械化施工,1-1 土方规划,1-1-2 土的工程分类及性质,1、土的含水量（w）土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分率表示：,式中，m1含水状态时土的质量（kg）；m2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）。,2、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，内部组织破坏，其体积因松散而增加以后虽经回填压实仍不

3、能恢复其原来的体积，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示：,式中 Ks土的最初可松性系数；Ks 土的最终可松性系数；V 1土在自然状态下的体积；V 2土挖出后的松散状态下的体积；V 3土经回填压实后的体积。,各种土的可松性参考数值,3、土的渗透性 土体被水透过的性质，常用渗透系数 K 表示。渗透系数：在水力坡度为1的渗流作用下，水从土中渗出的速度，它同土的颗粒级配，密实程度等有关。,砂土的渗透实验,1-1-3 土方边坡,深度在5m内的基坑、管沟边坡坡度,(a)直线形边坡；(b)折线边坡；(c)阶梯形边坡,1-1-4 土方量计算基本方法（A）四方棱柱体法按方格网底面积图形和下表

4、所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或填方量，有关计算公式见下表。,(B)三角棱柱体法三角形全部为挖方或填方时，土方量三角形部分为挖方，部分为填方时，挖方部分的土方量填方部分的土方量,全挖或全填,部分挖方、部分填方,（2）平均段面法 平均段面法适用于地形起伏变化较大地区，或者地形狭长、挖填深度较大又不规则的地区采用，计算方法较为简单方便，但精度较低。根据地形图、竖向布置或现场测绘，将要计算的场地划分横截面AA、BB、CC。,对于任一断面，其三角形或梯形的面积断面面积所求的土方体积,用累高法求断面面积,常用截断面计算公式 表,1-1-5 土方量计算平整场地的一般要求如下：1平整场地应做好地面排水

5、。平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要求时，一般应向排水沟方向作成不小于0.2的坡度。2平整后的场地表面应逐点检查，检查点为每100400m2取1点，但不少于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边不少于1点，其质量检验标准应符合下表的要求。3场地平整应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护，定期复测和检查；土方不应堆在边坡边缘。,一、场地设计标高设计标高Ho的确定 场地平整土方量的计算思路是先确定一个场地设计标高，以此标高为基准分别计算标高以下的填方量和标高以上的挖方量。,（1）在具有等高线的地形图上将施工区

6、域划分为边长a=10m40m的若干方格；（2）确定各小方格的角点高程。可根据地形图上相邻两等高线的高程，用插值法求得。在无地形图的情况下，也可以在地面用木桩或钢钎打好方格网，然后用仪器直接测出方格同角点标高。,场地设计标高计算简图（a）地形图上划分方格；（b)设计标高示意图1-等高线；2-自然地坪；3-设计标高平面；4-自然地面与设计标高平面的交线（零线）,（3）按填挖方平衡原则确定设计标高,式中 N方格网数（个）；H11H22任一方格的四个角点的标高（m）；H1一个方格共有的角点标高（m）；H2二个方格共有的角点标高（m）；H3三个方格共有的角点标高（m）；H4四个方格共有的角点标高（m）。

7、,二、场地设计标高的调整 按上述公式所计算的设计标高H0系一理论值，实际上还需要考虑以下因素进行调整：,（1）由于土的可松性，会使填土有剩余 H0（2）考虑场地泄水坡度对角点设计标高的影响；（3）设计标高以上的各种填方工程（如场区上填筑路堤）H0；或者由于设计标高以下的各种挖方工程（如挖河道、水池、基坑等）H0；（4）根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分填方就近取于场外而引起挖、填土方量的变化后，需增减设计标高。上述四方面因素对H0的影响同时出现的机会较小，可根据现场情况适当考虑。,(A)土的可松性影响设计标高调整后的总挖方体积V,W,土的可松性影响设计标高调整简图,填方区的标高

8、也应与挖方区一样，提高h场地设计标高(B)借土或弃土的影响场地设计标高的调整一般可按下列近似公式确定,(C)考虑泄水坡度对设计标高的影响场地内任意一点的设计标高,有泄水坡度的场地,三、场地土方量计算 场地平整土方量的计算一般采用方格网法。,（1）计算场地各方格角点的施工高度,式中，hn为角点施工高度，即挖填高度，以“”为填，“”为挖；Hn为角点的设计标高；H为角点的自然地面标高。,（2）确定“零线”平面网格中，相邻两个零点相连成的一条折线，就是方格网中的挖填分界线零线。设h1为填方角点的填方高度，h2为挖方角点的挖方高度，O为零点位置。则O点与A点的距离为：,求零点的图解法,3)计算土方工程量

9、 按方格网底面积图形和表中所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或填方量。,4）计算土方总量 将挖方区（或填方区）所有方格计算土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。,5)边坡土方量计算 用于平整场地、修筑路基、路堑的边坡挖、填土方量计算，常用图算法。图算法系根据地形图和边坡竖向布置图或现场测绘，将要计算的边坡划分为两种近似的几何形体，一种为三角棱体（如体积、）；另一种为三角棱柱体（如体积），然后应用表中几何公式分别进行土方计算，最后将各块汇总即得场地总挖土（）、填土（）的量。,场地边坡计算简图,1-1-6 土方调配问题的实质：已知各挖土区和填土区的位置和土方量及各挖土区和填土区之间的运距，

10、求各挖土区向各填土区调配的土方量是多少时，总的运输费用最低。,(1)土方调配的原则力求达到填、挖方平衡和总运输量最小的原则。应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。当土方工程是分区进行施工时，每个分区范围内土方的欠额或余额，必须结合全场土方调配，不能只考虑本区土方的填、挖平衡和运输量最小而确定。尽可能与大型地下建筑施工相吻合的原则。合理布置、挖方区，选择合适的调配方向、运输路线，使综合施工过程所需要的机械设备的功效得到充分的利用。,各调配区的土方量和运距示意图,(2)调配区的划分(3)调配区之间的平均运距各调配区土方的重心坐标每对调配区的平均运距,(4)土方调配总的施工费用,挖填土方运距表,1)

11、初始方案的确定2)方案检验“位势法”3)方案调整,初始调配方案,位势数、运距、检验数表,X12的闭合路表,新的调整表,土方调配图,1-2 土方工程施工要点 主要内容：1.土壁稳定 2.施工排水 3.流砂防治 4.填土压实,1-2-1 土壁稳定 土壁稳定主要是由土体内摩擦阻力和粘结力保持平衡。1 土壁塌方原因：（1）边坡过陡；（2）地下水的影响；（3）基坑上部边缘荷载过大；（4）开挖顺序。,2 塌方防治措施：（1）放足边坡：应根据土壤的性质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期长短等因素确定。开挖基坑不放坡，采取直立开挖不加支护的挖方深度应符合下表的规定。,超过上表规定的深度，应根据土质和施工

12、具体情况进行放坡，以保证不坍方。其临时性挖方的边坡值可按下表采用。,临时性挖方边坡值,永久性土工构筑物挖方的边坡坡度,（2）设置支撑：通过支撑设置可以较少施工面，减少土方量。基坑槽和管沟的支撑方法见下表。,一般浅基坑的支撑方法,（3）深基坑和高边坡施工,一般规定 基坑开挖前，应根据工程形式、埋置深度、地质、水文、气候条件、周围环境、施工方法、工期和地面荷载等有关资料，确定基坑开挖方案和降水施工方案。基坑开挖方案的内容主要包括：支护结构的龄期或放坡要求，机械选择，基坑开挖时间，分层开挖深度及开挖顺序，坡道位置和车辆进出场道路，施工进度和劳动组织，降、排水措施，监测要求，质量和安全措施等。,板桩破

13、坏情况(a)入土深度不够；(b)刚度不足；(c)拉锚力不足1板桩；2锚杆；3锚碇；4土堆；5破坏面,深基坑可采用短桩隔墙板支撑、锚拉支撑、斜柱支撑、临时挡土墙支撑、钢板桩、挡土灌注桩、型钢构架横撑、土层锚杆、挡土灌注桩与土层锚杆相结合等多种支护形式支撑。这些支护都属于板桩式结构，由挡墙系统和支撑（或拉锚）系统两部分组成，其破坏形式如图。,（1）深层搅拌水泥土桩墙 深层搅拌水泥土桩墙围护墙是用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙（如下图）。,（a）砂土及碎石土；（b）粘性土及粉土,水泥土墙施工工艺流程(a)就位；(b)预搅下沉；(c)喷浆搅拌上升；(d)重

14、复搅拌下沉；(e)重复搅拌上升；(f)完毕,（2）锁口钢板桩 锁口钢板桩（见下图）的形式有U型、L型、一字型、H型和组合型。建筑工程中常用前两种，基坑深度较大时才用后两种。,（a）内撑方式；（b）锚拉方式1-钢板桩；2-围檩；3-角撑；4-立柱与支撑；5-支撑；6-锚拉杆,（3）型钢横挡板围护墙（见右图）型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。这种围护墙由工字钢（或H型钢）桩和横挡板（亦称衬板）组成，再加上围檩、支撑等则一种支护体系。,1-工字钢（H型钢）；2-八字撑；3-腰梁；4-横挡板；5-垂直联系杆件；6-立柱；7-横撑；8-立柱上的支撑件；9-水平联系杆,（4）钻孔灌筑桩（见下图）钻孔灌筑

15、桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形较小，几乎在全国都有应用。多用于基坑坑深715m的基坑工程。,1-围檩；2-支撑；3-立柱；4-工程桩；5-钻孔灌筑桩围护墙；6-水泥土搅拌桩挡水帷幕；7-坑底水泥土搅拌桩加固,（5）挖孔桩 挖孔桩围护墙也属桩排式围护墙。其成孔是人工挖土，多为大直径桩，宜用于土质较好地区。,（6）地下连续墙,（7）加筋水泥土桩法（SMW工法）即在水泥土搅拌桩内插入H型钢，使之成为同时具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙（见下图）。,1-插在水泥土桩中的H型钢；2-水泥土桩,（8）土钉墙 土钉墙（见右图）是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的上述

16、围护墙不同，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。,1-土钉；2-喷射细石混凝土面层；3-垫板,土方开挖和支撑施工注意事项 1.挖土及降低地下水位时，应经常观察附近已有建筑或构筑物、道路、管线，有无下沉和变形。2.支撑应挖一层支撑好一层，并严密顶紧，支撑牢固，严禁一次将土挖好后再支撑。3.施工中应经常检查支撑和观测邻近建筑物的情况。4.支撑的拆除应按回填顺序依次进行等。,施工方法：开挖基坑或沟槽过程中，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水在重力作用下经排水沟流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。排水沟截面为0.3m0.5m、坡度为3；集水

17、井直径0.60.8m、间距2040m；井底铺设碎石滤水层，以免抽水时将砂抽出。集水井降水适用于水流较大的粗粒土层的降水，也可用于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。,1-2-2 施工排水,（一）排水,集水井降水1排水沟；2集水井；3水泵,（二）降水,降水的含义 基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至施工结束。降水效果 优点：工作面保持干燥，改善施工条件改变动水压力方向，防止流砂形成提高土的强度和密实度 缺点：基坑附近土壤会沉降,降水方法：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管

18、井井点、深井井点,各种井点降水适用范围,(1)轻型井点,轻型井点(下图)就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.150m/d的土层中；降低水位深度：一级轻型井点36m，二级井点可达69m。,轻型井点降低地下水位示意图1地面；2水泵房；3集水总管；4弯联管；5井点管；6滤管；7原有地下水位线；8降水后地下水位线；9基坑,轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管(右图)为进水设备，其构造是否合

19、理对抽水设备影响很大，滤管必须埋设在含水层中。,滤管构造图 1钢管；2管壁小孔；3缠绕的塑料管；4细网；5粗滤网；6粗铁丝保护网；7井点管；8铸铁头,轻型井点主机设备工作简图1滤管;2井点管；3弯联管；4总管；5过滤箱；6过滤网；7水气分离器；8浮筒；9挡水布；10阀门；11真空表；12水位计；13副水气分离器；14真空泵；15离心泵；16压力泵；17出水箱；18冷却泵；19冷却水管；20冷却水箱；21压力表；22真空调节阀,轻型井点的布置 当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度(下图)。,（a）,轻型井点的

20、平面布置,单排：B6m、S 5m环形:大面积（B15m）单环形：L/B5、S 5m、B5 分段布置成多个环形,环形井点的布置简图,单排线状井点的布置简图 双排线状井点的布置简图,高程布置在考虑到抽水设备的水头损失以后，井点降水深度一般不超过6m。井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算：,式中 H1井点管埋设面至基坑底的距离；h基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.51.0m；i地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；L井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)。,当一级井点系统达不到降水深度时，

21、可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。,轻型井点计算,井点系统涌水量计算（Q)井点管数量计算(n)井距计算(D)井距和井点管数量的调整(D、n)抽水设备的选择,水井的分类(a)无压完整井；(b)无压非完整井(c)承压完整井；(d)承压非完整井,完整井水位降落曲线(a)无压完整井；(b)承压完整井1不透水层；2透水层；3水井；4原地下水位线；5水位降落曲线；6距井轴x处的过水断面；7压力水位线,环形井点无压完整井涌水量计算公式：,式中，Q井点系统涌水量(m3/d)；K土壤渗透系数(m/d)；H含水层厚度(m)；S降水深度(m)；R抽水影响半径

22、(m)x0环状井点系统的假想半径(m),（1）涌水量计算,当矩形基坑的长宽比不大于5时，可按下式计算：F环状井点系统所包围的面积(m2)。,承压完整环状井点涌水量计算公式：,S水位降低值,M承压含水层的厚度,确定井点管数量需要先确定单根井点管的出水量q(m3/d)，这取决于滤管的构造、尺寸及土的渗透系数K，按下式计算：式中，d滤管直径(内径）(m)；l滤管长度(m)；K为渗透系数（m/d）由此得井点管数量n为：式中，1.1备用系数。井点管间距(D)的计算 式中，L总管长度(m)；n井点管数量。,井点管数量(n)计算,（2）井管数量及井距计算,井距和井点管数量的调整,井点管间距经计算后，在确定时

23、还应注意以下几点：井点管间距不能过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，一般取滤管周长的5倍10倍，即 5d10d。在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则井距较大时水位降落时间很长，因此在此类土中井距宜取得较小些。在基坑（槽）周围拐角和靠近地下水流方向（河边）一边的井点管应适当加密。井距应与总管上的接头间距相配合（取接头间距的整数倍）。当采用多级井点排水时，下一级井距应小于上一级井距。根据综合考虑确定了实际井点管间距后，再确定所需的井点管根数和总管长度。,抽水设备一般都已固定型号，选择的主要设备是真空泵（或射流器）和离心泵。真空泵的选用：常用干式真空泵，根据集水总管

24、的长度确定型号：总管长度小于100m时可选用W5型，总管长度小于200m可选用W6型泵。离心泵的选用：根据流量（1.2Q)、吸水扬程、总扬程选型号。,抽水设备的选择,轻型井点的安装 轻型井点的施工分为准备工作、井点系统埋设、使用和拆除。准备工作：包括井点设备、动力、水泵及必要材料准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以及防止附近建筑沉降的措施等。埋设井点的顺序：根据降水方案放线、挖管沟、布设总管、冲孔、下井点管、埋砂滤层、粘土封口、弯联管连接井点管与总管、安装抽水设备、试抽。井点管的埋设一般用水冲法施工，分为冲孔和埋管两个过程。,轻型井点注意事项：轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。井孔冲

25、成后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井点管和孔壁之间迅速填灌砂滤层，防止孔壁塌孔。砂滤层的填灌质量是保证轻型井点顺利抽水的关键，一般选用干净粗砂。井点填砂后，须用粘土封口，以防漏气。地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。,（2）喷射井点,当基坑开挖较深，采用多级轻型井点不经济时，宜采用喷射井点，其降水深度可达到8-20m。喷射井管由内管和外管组成，在内管下端装有喷射扬水器与滤管相连，当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时，地下水即被吸入而压出地面。喷射井点设备由喷射井管、高压水泵及进水、排水管路组成（下图）。,（3）电渗井点,电渗井点适用于土壤渗透系数小于0.1

26、m/d，用一般井点不可能降低地下水位的含水层中，尤其宜用于淤泥排水。电渗井点排水的原理如下图，以井点管作负极，以打入的钢筋或钢管作正极，当通以直流电以后，土颗粒即自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。土颗粒的移动称电泳现象，水的移动称电渗现象，故名为电渗井点。,（4）管井井点,管井井点（下图）就是沿基坑每隔20-50m距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。此法适用于土壤渗透系数较大（K=20-200m/d），地下水量大的土层中。如要求降水深度较大，在管井井点内采用一般离心泵或潜水泵不能满足要求时，可采用特制的深井泵，其降水深度大于15m，故又称为深井泵法

27、。,管井井点示意图（a）钢管管井；（b）混凝土管井1沉砂管；2钢筋焊接骨架；3滤网；4管身；5吸水管；6离心泵7小砾石过滤层；8粘土封口；9混凝土实壁管；10混凝土过滤管；11潜水泵；12出水管,（a）,（b）,1-2-3 流砂的防治,A、流砂现象及其危害粒径很小、无塑性的土壤，在动水压力的推动下，极易失去稳定，而随地下水一起流动涌入坑内，这种现象称流砂现象。流沙的危害因此，在施工前，必须对工程地质资料和水文资料进行详细的调查和研究，采取有效措施防治流砂现象。,B、产生流砂的原因产生流砂现象的原因有内因和外因。内因取决于土壤的性质，当土的孔隙率大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水

28、性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象经常发生在细砂、粉砂和亚砂土中；但是否会发生流砂现象，还要具备外因条件，即地下水及其产生动水压力的大小。,动水压力原理图(a)水在土中渗流时的力学现象；(b)动水压力对地基土的影响,C、防治流砂的方法防治流砂总的原则是“治砂必治水”。其途径有三方面：一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。具体措施有：枯水期施工因地下水位低，坑内外水位差小，动水压力减小，从而可预防和减轻流砂现象。打板桩将板桩沿基坑周围打入不透水层，便可起到截住水流的作用；或者打入坑底面一定深度，这样将地下水引至坑底以下流入基坑，不仅增加了渗流长度，而且改变了动

29、水压力的方向，从而达到减小动水压力的目的。,水中挖土即不排水施工，使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工，不排水下沉，进行水中挖土，水下浇筑混凝土等。人工降低地下水位即截住水流，不让地下水流入基坑，从而不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。地下连续墙法此法是沿基坑周围先浇筑一道地下连续墙，从而起到承重、截水和防流砂的作用，它又是深基础施工的可靠支护结构。,抛大石块，抢速度施工如在施工过程中发生局部的或轻微的流砂现象，可组织人力分段抢挖，挖至标高后，立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力，在未产生流砂现象前，将基础分段施工完毕。此外，在含有大量地下水土层中或沼泽地

30、区施工时，还可采取土壤冻结法；对位于流砂地区的基础工程，应尽可能用桩基础或沉井施工，以节约防治流砂所增加的费用。,1-2-4 土方填筑与压实,为保证填方工程满足强度、变形和稳定性方面的要求，既要正确选择填土的土料，又要合理选择填筑和压实的方法。,（1）对土料的选择,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。如无设计要求时，应符合下列规定：A、碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺土厚度的2/3）可用于表层下的填料。B、含水量符合压实要求的粘性土，可作为各层填料。在道路工程中粘性土不是理想的路基填料，在使用其作为路基填料时

31、必须充分压实并设有良好的排水设施。,C、碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方。D、淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，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。填土应严格控制含水量，施工前应进行检验。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，否则难以压实。,（2）填筑要求,填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等。,填土施工应接近水平状态，并分层填土、压实和

32、测定压实后的干密度，检验其压实系数和压实范围符合设计要求后，才能填筑上层。填土应尽量采用同类土填筑，如采用不同填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料，填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。因施工条件限制，上层必须填筑透水性较大的填料时，应将下层透水性较小的土层表面做成适当的排水坡度或设置盲沟。,分段填筑时，每层接缝处应做成斜坡形，接缝搭接0.5-1.0m，上下层错缝搭接不应小于1m。,（3）填土的压实方法,填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实三种，如下图。,一般要求(1)尽量采用同类土填筑，宜控制土的含水率在最优含水量范围内。(2)填

33、土应从最低处开始，由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。(3)在地形起伏之处，应做好接搓，修筑1：2阶梯形边坡，每台阶高可取50cm、宽100cm。接缝部位不得在基础、墙角、柱墩等重要部位。(4)填土应预留一定的下沉高度，以备在干湿交替等自然因素作用下，土体逐渐沉落密实。(5)基坑（槽）回填应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。(6)回填管沟时，应人工先在管子周围填土夯实，并从管道两边同时进行直至管顶0.5m以上。在不损坏管道的情况下，方可采用机械填土回填夯实。（7）用压路机进行填方压实，应采用“薄填、慢驶、多次”的方法，填土厚度不应超过2530cm。（8）土层表面太干时应洒水湿润后，继续回填，

34、以保证上、下层接合良好。,A、碾压法碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、大型车间的室内填土等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土；羊足碾只能用来压实粘性土；气胎碾对土壤碾压较为均匀，故其填土质量较好。,B、夯实法夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。夯实法的优点是，可以夯实较厚的土层。采

35、用重型夯土机（如1t以上的重锤）时，其夯实厚度可达到1m-1.5m。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等夯土机具，其夯实厚度则较小，一般均在200mm以内。,C、振动法振动法是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移，达到紧密状态。此法用于振实非粘性土效果较好。近年来，又将碾压和振动结合而设计和制造了振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械，振动平碾适用于填料为爆破碎石渣、碎石类土、杂填土或粉土的大型填方；振动凸块碾则适用于粉质粘土或粘土的大型填方。当压实爆破石渣或碎石类土时，可选用8t-15t重的振动平碾，铺土厚度为0.6m-1.5m，先静压、后振压，碾压遍数应由现场试

36、验确定，一般为6-8遍。,（4）影响填土压实质量的因素,填土压实质量与许多因素有关，其中主要的影响因素为：压实功土的含水量每层铺土厚度,A、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下图。当土的含水量一定，在开始压实时，土的重度急剧增加，待到接近土的最大重度时，压实功虽然增加许多，而土的重度则变化甚小。实际施工中，对于砂土只需碾压或夯击2-3遍，对亚砂土只需3-4遍，对亚粘土或粘土只需5-6遍。,B、含水量的影响在同一压实功的作用下，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，因而不易压实。当土具有适当的含水量

37、时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易于压实。土在最佳含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大（下图）。为了保护填土在压实过程中处于最佳含水量状态，当土过湿时，应予以翻松凉干，也可掺入同类干土或吸水性土料；当土过干时，则应预先洒水润湿。,C、铺土厚度的影响土在压实功的作用下，其应力随深度的增加而逐渐减小（下图），其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度。铺得过薄，则也要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少。填土的铺土厚度及压实遍数可参考下表。,压实作用随深度的变化,（5）填土压实的质量检查

38、,填方应具有一定密实度，以防建筑物不均匀沉陷。密实度的大小，常以干密度控制，填土压实后的干密度，应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值的差，不得大于0.088g/cm3，且应分散，不得集中于某一区域。因此，每层土压实后，必要时均应取土壤检验其干密度。,检验方法，常采用环刀法取样测定土的实际干密度。其取样组数为：基坑回填每20-50m3取一组（每个基坑不少于1组）；基槽或管沟回填每层按长度20-50m取一组；室内填土每层按100-500m2取一组；场地平整填土每层按400-900m2取一组。取样部位应在每层压实后的下半部。取样后先称出土的湿密度并测定含水量，然后按公式计算土的实际

39、干密度。,1-3 土方机械化施工,1-3-1 土方机械的选择,一般常用土方机械的选择可参考下表。,1-3-2 土方机械基本作业方法 1推土机（1）作业方法（2）提高生产率的方法 1）下坡推土法,2）槽形挖土法,3）并列推土法,4）分堆集中，一次推送法,5）斜角推土法,6）之字斜角推土法,（a）、（b）之字形推土法；（c）斜角推土法,7）铲刀附加侧板法,2铲运机,（1）作业方法,开行路线有如下几种：,1）椭圆形开行路线,2）“8”字形开行路线,（a）椭圆形开行路线；（b）“8”字形开行路线1-铲土；2-卸土；3-取土坑；4-路堤,3）大环形开行路线,4）连续式开行路线,（a）大环形开行路线（b）

40、连续式开行路线1-铲土；2-卸土,5）锯齿形开行路线,锯齿形开行路线1-铲土；2-卸土,6）螺旋形开行路线,（2）提高生产率的方法 1）下坡铲土法,2）跨铲法,1-沟槽；2-土埂；A-铲斗宽；B-不大于拖拉机履带净距,3）交错铲土法,4）助铲法,1-铲运机铲土；2-推土机助铲,5）双联铲运法,3.挖掘机（1）正铲挖掘机 1）作业方法 根据开挖路线与运输汽车相对位置的不同，一般有以下两种：,正向开挖，侧向装土法,正向开挖，后方装土法,（a）、（b）正向开挖，侧向装土（c）正向开挖，后方装土,2）提高生产率的方法,分层开挖法,（a）分层挖土法；（b）设先锋槽分层挖土法1-下坑通道；I、II、III

41、一、二、三层,多层挖土法,多层挖土法,中心开挖法,上下轮换开挖法,顺铲开挖法,间隔开挖法,（a）顺铲开挖法；（b）间隔开挖法,（2）反铲挖掘机 根据挖掘机开挖路线与运输汽车相对位置的不同，一般有以下几种：,1）沟端开挖法,2）沟侧开挖法,（a）、（b）沟端开挖法；（c）沟侧开挖法,3）多层接力开挖法,（3）抓铲挖掘机 抓铲挖掘机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。抓铲能在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方，并可在任何高度上卸土（装车或弃土）。,（4）装载机 略。,1-3-3 土方机械的选择与机械配合(1)土方机械的选择土方机械的选择，通常应根据工程特点和技术条件提出几种可行方案，然后进行

42、技术经济分析比较，选择效率高，综合费用低的机械进行施工，一般选用土方施工单价最小的机械。(2)土方机械与运土车辆的配合,房屋定位：在基础施工之前根据建筑总平面图设计要求，将拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。定位一般用经纬仪、水准仪和钢尺等测量仪器，根据主轴线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上(下图)。房屋外墙轴线测定后，根据建筑平面图将内部纵横的所有轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小钉标识出来。,房屋定位,建筑物的定位简图,放线：房屋定位后，根据基础的宽度、土质、基础埋置深度及施工方法，计算确定基槽(坑)上口开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上画出基槽(坑)开挖的上口边线即

43、放线(下图)。,放线,放线示意图,基槽开挖宽度的计算：,(1)不放坡，不加挡土板支撑(2)不放坡，但要留工作面 一般，当基槽(坑)底在地下水位以上时，每边留出工作面宽度为300mm(右图)，基槽放灰线尺寸为：,式中 d 基础放灰线宽，mm；a 基础底宽，mm；c 工作面宽(一般取300mm),留工作面示意图,(3)留工作面并加支撑 当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍塌，必须设置支撑。此时，放灰线尺寸除考虑基础底宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸(一般为100mm)。,(4)放坡 如果基槽深度超过土方和爆破工程施工及验收规范的规定时，即使土质良好且无地下水，亦需根据挖土深度和土质情况，参照表1.5放坡。放灰线尺寸为(下图)：,式中 b 放坡宽度，b=mh；m 坡度系数；h 基槽开挖深度。,放坡基槽留工作面示意图,基槽(坑)土方开挖,基槽(坑)开挖有人工开挖和挖掘机开挖两种形式。开挖基槽(坑)应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进行，且连续施工。土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。,基槽(坑)开挖深度控制,当基槽(坑)挖到离坑底0.5m左右时，根据龙门板上标高及时用水准仪抄平，在土壁上打上水平桩，作为控制开挖深度的依据。,