《土木工程施工技術(shù)》課件 土方工程-概述

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1、第1章 土方工程1.1 概述概述1.2 場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整1.3 基坑工程基坑工程1.4 土方的填筑與壓實(shí)土方的填筑與壓實(shí) 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求:了解土木工程施工技術(shù)的研究方向；掌握學(xué)習(xí)方法；熟悉施工中土的工程分類及分類依據(jù)；掌握土的可松性；熟悉原狀土壓實(shí)后的沉降量。1.1 概述v1.1.1 土方工程的特點(diǎn)土方工程的特點(diǎn)v 1、內(nèi)容、內(nèi)容 v 主要：場(chǎng)地平整；主要：場(chǎng)地平整；坑、槽開(kāi)挖；坑、槽開(kāi)挖；土方填筑。土方填筑。v 輔助：施工排、降水；輔助：施工排、降水；土壁支撐。土壁支撐。v 2、施工特點(diǎn)、施工特點(diǎn)v （1）量大面廣；）量大面廣；v （2）勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力施工效率低、工期長(zhǎng)；）勞動(dòng)強(qiáng)度大，人

2、力施工效率低、工期長(zhǎng)；v （3）施工條件復(fù)雜，受地質(zhì)、水文、氣侯影響大，）施工條件復(fù)雜，受地質(zhì)、水文、氣侯影響大，不確定因素多。不確定因素多。v 3、施工設(shè)計(jì)應(yīng)注意、施工設(shè)計(jì)應(yīng)注意v （1）摸清施工條件，選擇合理的施工方案與機(jī)械；）摸清施工條件，選擇合理的施工方案與機(jī)械；v （2）合理調(diào)配土方，使總施工量最少；）合理調(diào)配土方，使總施工量最少；v （3）合理組織機(jī)械施工，以發(fā)揮最高效率；）合理組織機(jī)械施工，以發(fā)揮最高效率；v （4）作好道路、排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備及輔助工）作好道路、排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備及輔助工作；作；v （5）合理安排施工計(jì)劃，避開(kāi)冬、雨季施工；）合理安排施工計(jì)劃，避

3、開(kāi)冬、雨季施工；v （6）制定合理可行的措施，保證工程質(zhì)量和安全。）制定合理可行的措施，保證工程質(zhì)量和安全。1.1.2 1.1.2 土的工程分類土的工程分類土的分類土的級(jí)別土的名稱開(kāi)挖方法及工具一類土松軟土I砂土、粉土、沖積砂土層、疏松的種植土、淤泥（泥炭）用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類土普通土II粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；種植土、填土用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土堅(jiān)土III軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土、礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類土砂礫堅(jiān)土IV堅(jiān)硬密實(shí)的粘性土或黃土；含碎石卵石的中等密實(shí)的粘性土或黃土

4、；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘五類土軟石VVI硬質(zhì)粘土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白奎土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土次堅(jiān)石VIIIX泥巖、砂巖、礫巖；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、片麻巖及正長(zhǎng)巖用爆破方法開(kāi)挖，部分用風(fēng)鎬七類土堅(jiān)石XXIII大理石；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風(fēng)化安山巖；玄武巖用爆破方法開(kāi)挖八類土特堅(jiān)石XIVXVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、石英巖、輝長(zhǎng)巖、粉巖、角閃巖用爆破方法開(kāi)挖1.1.2 土的工程分類

5、v按開(kāi)挖的難易程度分為八按開(kāi)挖的難易程度分為八類類v 一類土（松軟土）一類土（松軟土）v 二類土（普通土二類土（普通土)v 三類土（堅(jiān)土）三類土（堅(jiān)土）v 四類土（砂礫堅(jiān)土）四類土（砂礫堅(jiān)土）v 機(jī)械或人工直接開(kāi)挖機(jī)械或人工直接開(kāi)挖 五類土（軟石）五類土（軟石）六類土（次堅(jiān)石）六類土（次堅(jiān)石）七類土（堅(jiān)石）七類土（堅(jiān)石）八類土（特堅(jiān)石）八類土（特堅(jiān)石）爆破開(kāi)挖爆破開(kāi)挖 1、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開(kāi)挖后，體、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開(kāi)挖后，體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)。積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)。V1 土在自然狀態(tài)下的體積。土在自然狀態(tài)下的體積。m3

6、V2 土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積。土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積。m3V3 土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。m3 最初可松性系數(shù)最初可松性系數(shù) 1.081.5 最后可松性系數(shù)最后可松性系數(shù) 1.011.3 用途：用途：KS：可估算裝運(yùn)車輛和挖土機(jī)械：可估算裝運(yùn)車輛和挖土機(jī)械 KS：可估算填方所需挖土的數(shù)量：可估算填方所需挖土的數(shù)量V1V2V2 V1V2V3 V1V31.1.3 土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì)21sVKV31sVKV案例案例 1208m3某基坑某基坑208m3，現(xiàn)需回填，用，現(xiàn)需回填，用2m3 的裝載車從附近運(yùn)土，的裝載車從附近運(yùn)土，問(wèn)需要多少車次的土？問(wèn)需要多少車次的土？（K

7、S=1.20，KS=1.04）答：填方用土：答：填方用土：V1=V3/KS=208/1.04=200m3（原狀土）（原狀土）V2=KS V1=1.02*200=240m3（松散土）（松散土）2m3 的裝載車運(yùn)土需要車次：的裝載車運(yùn)土需要車次：n=240/2=120車次車次2、原狀土經(jīng)機(jī)械壓實(shí)后的沉降量、原狀土經(jīng)機(jī)械壓實(shí)后的沉降量 經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式：S=P/C S原狀土經(jīng)機(jī)械壓實(shí)后的沉降量原狀土經(jīng)機(jī)械壓實(shí)后的沉降量(cm)P機(jī)械壓實(shí)的有效作用力機(jī)械壓實(shí)的有效作用力(kg/cm2)C原狀土的抗陷系數(shù)原狀土的抗陷系數(shù)(kg/cm3),按表取按表取值值3、土的滲透性、土的滲透性土體被水透過(guò)的性質(zhì)，用

8、滲透系數(shù)土體被水透過(guò)的性質(zhì)，用滲透系數(shù) K 表示。表示。K的意義：水力坡度（的意義：水力坡度（I=h/L）為）為1時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)水穿透時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)水穿透土體的速度（土體的速度（V=KI）LhK的單位：的單位：m/d粘土粘土8的土、含可溶的土、含可溶性硫酸鹽性硫酸鹽5的土的土 （2）不宜用的土：含水量過(guò)大的粘性土）不宜用的土：含水量過(guò)大的粘性土 1.4.1.2 填筑方法填筑方法 （1）水平分層填土。填一層，壓實(shí)一層，檢查一層。）水平分層填土。填一層，壓實(shí)一層，檢查一層。（2）無(wú)限制的斜坡填土）無(wú)限制的斜坡填土 先切出臺(tái)階，臺(tái)階高先切出臺(tái)階，臺(tái)階高寬寬0.20.3m1m （3）透水性不同的土不得

9、混雜亂填，應(yīng)將透水性好的填在下部（防止）透水性不同的土不得混雜亂填，應(yīng)將透水性好的填在下部（防止水囊）水囊）1.4.1 土料選擇和填筑方法土料選擇和填筑方法1.4.2 壓實(shí)方法壓實(shí)方法 1.4.2.1 碾壓法大面積填筑工程。滾輪壓力。碾壓法大面積填筑工程。滾輪壓力。壓路機(jī)、平碾、羊足碾壓路機(jī)、平碾、羊足碾 1.4.2.2夯實(shí)法小面積填筑工程。沖擊力。夯實(shí)法小面積填筑工程。沖擊力。蛙式夯、柴油夯、人工夯蛙式夯、柴油夯、人工夯 1.4.2.1 振動(dòng)法非粘性土填筑。顆粒失重、排列填充。振動(dòng)法非粘性土填筑。顆粒失重、排列填充。振動(dòng)夯、平板振搗器振動(dòng)夯、平板振搗器（a）兩輪兩軸式）兩輪兩軸式（b）三輪兩

10、軸式）三輪兩軸式（c）三輪三軸式）三輪三軸式1機(jī)身；機(jī)身；2碾輪碾輪鋼輪壓路機(jī)碾輪與軸數(shù)簡(jiǎn)圖鋼輪壓路機(jī)碾輪與軸數(shù)簡(jiǎn)圖YL9/16型自行式輪胎碾型自行式輪胎碾YT-3.5型雙筒羊腳碾外形圖型雙筒羊腳碾外形圖YT-2.5型羊腳碾外形圖型羊腳碾外形圖打夯機(jī)打夯機(jī)H8-25A型蛙式夯實(shí)機(jī)型蛙式夯實(shí)機(jī)1.4.3 影響填土壓實(shí)的因素影響填土壓實(shí)的因素 填土壓實(shí)質(zhì)量與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素為：填土壓實(shí)質(zhì)量與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素為：壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。1.壓實(shí)功的影響壓實(shí)功的影響 填土壓實(shí)后的干密度與壓實(shí)機(jī)械在其上施加的功有一定的關(guān)填土壓實(shí)

11、后的干密度與壓實(shí)機(jī)械在其上施加的功有一定的關(guān)系。在開(kāi)始?jí)簩?shí)時(shí)，土的干密度急劇增加，待到接近土的最大干系。在開(kāi)始?jí)簩?shí)時(shí)，土的干密度急劇增加，待到接近土的最大干密度時(shí)，壓實(shí)功雖然增加許多，而土的干密度幾乎沒(méi)有變化。因密度時(shí)，壓實(shí)功雖然增加許多，而土的干密度幾乎沒(méi)有變化。因此，在實(shí)際施工中，不要盲目過(guò)多地增加壓實(shí)遍數(shù)。此，在實(shí)際施工中，不要盲目過(guò)多地增加壓實(shí)遍數(shù)。土的密度與壓實(shí)功的關(guān)系示意圖土的密度與壓實(shí)功的關(guān)系示意圖2.含水量的影響含水量的影響 在同一壓實(shí)功條件下，填土的含水量對(duì)壓實(shí)質(zhì)量有直接影響。較為在同一壓實(shí)功條件下，填土的含水量對(duì)壓實(shí)質(zhì)量有直接影響。較為干燥的土，由于土顆粒之間的摩阻力較大，

12、因而不易壓實(shí)。當(dāng)土具干燥的土，由于土顆粒之間的摩阻力較大，因而不易壓實(shí)。當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時(shí)，水起了潤(rùn)滑作用，土顆粒之間的摩阻力減小，從有適當(dāng)含水量時(shí)，水起了潤(rùn)滑作用，土顆粒之間的摩阻力減小，從而易壓實(shí)。各種土壤都有其最佳含水量。土在這種含水量的條件下，而易壓實(shí)。各種土壤都有其最佳含水量。土在這種含水量的條件下，使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí)，可得到最大干密度。各種土的最佳含使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí)，可得到最大干密度。各種土的最佳含水量和所能獲得的最大干密度，可由擊實(shí)試驗(yàn)取得。水量和所能獲得的最大干密度，可由擊實(shí)試驗(yàn)取得。3.鋪土厚度的影響鋪土厚度的影響壓實(shí)作用沿深度的變化壓實(shí)作用沿深度的變化 土在

13、壓實(shí)功的作用下，壓應(yīng)力土在壓實(shí)功的作用下，壓應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，其影響深隨深度增加而逐漸減小，其影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實(shí)機(jī)械等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實(shí)機(jī)械壓土?xí)r的作用深度，但其中還有最壓土?xí)r的作用深度，但其中還有最優(yōu)土層厚度問(wèn)題，鋪得過(guò)厚，要壓優(yōu)土層厚度問(wèn)題，鋪得過(guò)厚，要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度。鋪很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度。鋪得過(guò)薄，則也要增加機(jī)械的總壓實(shí)得過(guò)薄，則也要增加機(jī)械的總壓實(shí)遍數(shù)。恰當(dāng)?shù)匿佂梁穸龋ū閿?shù)。恰當(dāng)?shù)匿佂梁穸龋▍⒖急韰⒖急恚┠苁雇练綁簩?shí)而機(jī)械的功耗費(fèi)最少。能使土方壓實(shí)而機(jī)械的功耗費(fèi)最少。壓實(shí)機(jī)具壓

14、實(shí)機(jī)具 每層虛鋪厚度每層虛鋪厚度(mm)壓實(shí)遍數(shù)壓實(shí)遍數(shù)壓路機(jī)、平碾壓路機(jī)、平碾 200300 68羊足碾羊足碾 200350 816振動(dòng)壓實(shí)機(jī)振動(dòng)壓實(shí)機(jī) 250350 34蛙式夯蛙式夯 200250 34人工夯人工夯 200 34要求要求(1)每層鋪士厚度與壓實(shí)遍數(shù)每層鋪士厚度與壓實(shí)遍數(shù)（2）含水量調(diào)整與橡皮土處理）含水量調(diào)整與橡皮土處理 過(guò)大過(guò)大 翻松、晾曬、摻入干土或石灰；翻松、晾曬、摻入干土或石灰；過(guò)小過(guò)小 灑水濕潤(rùn)、增加壓實(shí)功；灑水濕潤(rùn)、增加壓實(shí)功；橡皮土徹底清除，輕壓薄鋪。橡皮土徹底清除，輕壓薄鋪。1.4.4 壓實(shí)質(zhì)量檢查壓實(shí)質(zhì)量檢查1內(nèi)容內(nèi)容密實(shí)度；密實(shí)度；指標(biāo)指標(biāo)干密度干密度d

15、；方法方法環(huán)刀取樣，測(cè)干密度；環(huán)刀取樣，測(cè)干密度；2要求要求：dDy dmax 式中：式中：Dy壓實(shí)系數(shù)。（一般場(chǎng)地平整壓實(shí)系數(shù)。（一般場(chǎng)地平整0.9，填土作地基，填土作地基0.95）dmax該種土質(zhì)的最大干密度（擊實(shí)試驗(yàn)確定）該種土質(zhì)的最大干密度（擊實(shí)試驗(yàn)確定）3取樣取樣 方法與數(shù)量方法與數(shù)量：分層進(jìn)行，每層不少于：分層進(jìn)行，每層不少于1點(diǎn)（平場(chǎng)點(diǎn)（平場(chǎng)100400m2，回填回填30100m2，灰土墊層，灰土墊層2050m2）位置：位置：該層下半部。該層下半部。建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 4.4.相關(guān)規(guī)范的強(qiáng)制性條文相關(guān)規(guī)范的強(qiáng)制性條文地基處理地基處理建筑地基處理技術(shù)規(guī)范建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ 79JGJ 7920022002