土木工程施工技术课件建筑施工技术.ppt
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1、第一章 土方工程,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,一、土方工程的施工特点1、量大面广;2、劳动强度大,人力施工效率低、工期长;3、施工条件复杂,受地质、水文、气侯影响大,不确定因素多。,概述 土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程,有时还要进行排水、降水、土壁支撑等准备工作。在建造工程中,最常见的土方工程有:场地平整、基坑(槽)开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点;土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大,不可确定的因素也较多,有时施工条件极为复杂。,长江三峡工程船闸高边坡,土体为砂土,然后淤泥软土,广州
2、市海珠城广场工地基坑挡土墙发生坍塌事故,北京西城一工地连续塌陷一路人被埋身亡2008-01-14 坍塌处最终形成长约23米、宽约8米、深约17米的缺口,20060103北京东三环京广桥附近主辅路出现200平方米的大坑,南京闹市煤气管道爆炸原因系地铁施工路面下沉,09-04-28 浙江金华一公安局长在别墅区挖井引爆煤气管,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,二、土方施工的准备工作(1)制定施工方案(2)场地清理(3)排除地面水(4)修筑好临时道路及供水、供电等临时设施。(5)做好材料、机具、物资及人员的准备工作。(6)设置测量控制网,打设方格网控制桩,进行建筑物、构筑物的定位放线等。(7)根据
3、土方施工设计做好边坡稳定、基坑(槽)支护、降低地下水等土方工程的辅助工作。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,三、土的分类在建筑施工中,按照开挖难易程度(土的硬度系数)土可以分为以下八类,其中前一至四类为土,五至八类为岩石。只有充分掌握各类土的特性及其对施工的影响才能正确的选择施工方法:,土的工程分类,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,四、土的工程物理性质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。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。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,2、土的天然密度和干密度土的天然
4、密度:在天然状态下,单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算:干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值,用下式表示:在一定程度上,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大,表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。,土的密实程度可用土的压实系数来表示:土的干密度可以用“环刀法”等进行测定。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,3、土的可松性土的可松性:天然土经开挖后,其体积因松散而增加,虽经振动夯实,仍然不能完全复原,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,即:土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土
5、机械的主要参数;土的最终可松性系数KS是计算填方所需挖土工程量的主要参数。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,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。,本节小结:1.掌握土方工程施工的特点2.掌握土的分类原则,熟悉土的分类3.熟悉土的含水量、干密度对土方施工的影响4.掌握土的可松性的定义及计算,第二节 土方基坑开挖,一、土方边坡1.边坡坡度 土方边坡坡度=式中:m成为坡度系数边坡坡度应根据不同的填挖高度、土的工程物理性质和工
6、程的重要性、边坡附近地面堆载情况由设计确定。在满足土体边坡稳定的条件下,可做成直线形、折线形、阶梯形的边坡来减少土方量。,第二节 基坑开挖,二、基坑、基槽和路堤的土方量计算,基坑土方量即可按拟柱体的体积公式式中 H基坑深度(m);V1,V2基坑上下两底面积(m2);F0F1与F2之间的中截面面积(m2);,第二节 基坑开挖,当基槽和路堤沿长度方向断面呈连续性变化时其土方量可以用同样方法分段计算。式中 V1第一段的土方量(m3);L1第一段的长度(m);将各段土方量相加即得总土方量,即:式中 V1,V2Vn为各分段土的土方量(m3)。,第二节 基坑开挖,三、场地平整标高与土方量(一)确定场地设计
7、标高 1初步设计标高 场地设计标高即为各个方格平均标高的平均值。可按下式计算:式中:H。所计算的场地设计标高(m);a方格边长(m);N方格数;H1l,H22任一方格的四个角点的标高(m)。,在场地平整土方工程施工之前,通常要计算土方的工程量。但土方外形往往复杂,不规则,要得到精确的计算结果很困难。一般情况下,可以按方格网将其划为一定的几何形状,并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。,第二节 基坑开挖,第二节 基坑开挖,三、场地平整土方量的计算(一)确定场地设计标高 1初步设计标高 场地设计标高即为各个方格平均标高的平均值。可按下式计算:式中:H。所计算的场地设计标高(m);a方
8、格边长(m);N方格数;H1l,H22任一方格的四个角点的标高(m)。,第一节 土的工程分类及其工程物理性质,如令H11个方格仅有的角点标高;H22个方格共有的角点标高;H33个方格共有的角点标高;H44个方格共有的角点标高。则场地设计标高H0可改写成下列形式,第二节 基坑开挖,2场地设计标高的调整(1)土的可松性影响,H0H0+h式中:Vw按理论标高计算出的总挖方体积;FW,FT按理论设计标高计算出的挖方区、填方区总面积;Ks土的最后可松性系数。,第二节 基坑开挖,(2)场内挖方和填土的影响(3)场地泄水坡度的影响 1)单向泄水时各方格角点的设计标高 HnH0li,第二节 基坑开挖,2)双向
9、泄水时各方格角点的设计标高 HnH0lxixlyiy,第二节 基坑开挖,(二)场地土方量计算 1.计算场地各方格角点的施工高度各方格角点的施工高度(即挖、填方高度)h0 hnHn-Hn 式中 hn该角点的挖、填高度,以“”为填方高度,以“”为挖方高度(m);Hn该角点的设计标高(m);Hn该角点的自然地面标高(m)。2.绘出“零线”方格线上的零点位置见图,可按下式计算:式中:h1,h2相邻两角点挖、填方施工高度(以绝对值代入);a方格边长;x零点距角点A的距离,零点位置计算,第二节 基坑开挖,3.场地土方量计算(1)四方棱柱体法 1)全挖全填格式中:V挖方或填方的土方量(m);h1,h2,h3
10、,h4方格四个角点的挖填高度,以绝对值代人(m)。,第二节 基坑开挖,2)部分挖部分填格,第三节 基坑降水及土壁支护,土方工程主要包括土石的开挖、填筑、运输等施工过程及排水、降水与土壁支护等准备和辅助过程。塌方的主要原因:1、边坡过陡,土壁支撑力不足;2、雨水或地下水进入基坑,土体自重增大而超过土体的抗剪能力;3、边坡顶面大量堆土或施工材料、施工机械等;4、土方开挖时未遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。,堆填路堤引起滑坡,无锡新区金源大厦基坑塌方现场报道(事故发生在07年7月2日),北京地铁十号线熊猫环岛站事故2005.11.30,上海地铁4号线地面坍陷,哈尔滨一建筑工地塌
11、方6人被埋已有3人死亡,哈尔滨一建筑工地塌方6人被埋已有3人死亡,一、施工排水、降水 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。土方施工过程中进入基坑内的水对施工的影响:1、施工条件恶化 2、土壁塌方 3、影响地基承载力,第三节 基坑降水及土壁支护,(一)集水坑降水法,第三节 基坑降水及土壁支护,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。当基坑开挖较深,又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时,基坑内降水也多采用集水井降水法。在井点降水仍有局部区域降水深度不足时,也可辅以集水井降水。
12、,第三节 基坑降水及土壁支护,第三节 基坑降水及土壁支护,当土方开挖至地下水位且采用集水坑降水法时,水位存在高差形成动水压力。由于动水压力的影响,地下水会不停的涌入基坑。当动水压力大于或等于土的浮容量(浮土重度)时,土粒会处于悬浮状态,随渗流一起流动,这种现象叫做“流砂”。,流砂的危害:1、施工条件变恶劣;2、影响施工进度;3、严重时地面开裂、土方崩塌。,流砂现象及其防治在一定动水压力作用下,松散而饱和的细砂和粉砂容易产生流砂现象,降低地下水位,改变水流方向,消除动水压力,是防治流砂现象的重要途径。防治流砂的原则是“治沙必治水”,其具体措施有:1、枯水期施工 地下水位低,坑内外水位差小,动水压
13、力减小,不易产生流砂。2、打钢板桩法 将钢板桩打入坑底一定深度,增加地下水由坑 外流入坑内的渗流路线,减小水力坡度,从而减小动水压力。浇筑地下连续 墙可起到同样的效果。3、水下挖土法不排水施工,使坑内水头较大,减小动水压力。此法常在沉井挖土下沉过程中采用。,第三节 基坑降水及土壁支护,第三节 基坑降水及土壁支护,4、人工降低地下水位采用井点降水法可使地下水渗流方向朝下,向下 的动水压力增大了土粒间的压力,从而有效地制止了流砂现象。5、设地下连续墙原理等同打钢板桩。6、抛大石块法 基坑开挖中出现流砂现象,枪挖至标高后,立 即铺设芦席并抛大石块,增加土的压重,以平衡动水压力。此法解决解决局 部或轻
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