環(huán)境工程施工教學(xué)課件第一章 土方

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1、環(huán)境工程施工環(huán)境工程施工 主講：肖作義主講：肖作義 教教 授授 能源與環(huán)境學(xué)院能源與環(huán)境學(xué)院 1 1 土石方工程土石方工程 環(huán)境工程施工環(huán)境工程施工 1 土石方工程土石方工程 教學(xué)內(nèi)容 土的工程分類及其工程物理性質(zhì) 基坑（槽）的土方開挖 土方填筑與壓實 土方工程機械化施工 土石方爆破施工 1 土石方工程土石方工程 第一節(jié)：土的工程性質(zhì)及分類第一節(jié)：土的工程性質(zhì)及分類 地基：承受外來荷載地基：承受外來荷載 的土層或巖層的土層或巖層 承載能力（荷載）：在保證地基穩(wěn)定的條件下，地基變形不超過容許范圍時，地基單位面積上所能承受的最大荷載。單位：KN/m2; kPa1 土石方工程土石方工程 環(huán)境

2、工程施工，必然離不開挖土方。環(huán)境工程施工，必然離不開挖土方。 一、土方工程的分類、特點一、土方工程的分類、特點 1 1、施工分類、施工分類 主要：場地平整；主要：場地平整； 坑、槽開挖；坑、槽開挖； 土方填筑。土方填筑。 輔助：施工排、降水；輔助：施工排、降水； 土壁支撐（邊坡穩(wěn)定）。土壁支撐（邊坡穩(wěn)定）。 2 2、施工特點、施工特點 （1 1）施工面廣、工程量大；）施工面廣、工程量大； （2 2）勞動強度大，人力施工效率低、工期長；）勞動強度大，人力施工效率低、工期長； （3 3）施工條件復(fù)雜，受地質(zhì)、水文、氣侯影響大，不）施工條件復(fù)雜，受地質(zhì)、水文、氣侯影響大，不確定因素多。確定因素多。

3、1 土石方工程土石方工程 3、施工設(shè)計應(yīng)注意的事項 （1）應(yīng)對現(xiàn)場進行勘察，詳細收集、核對和分析各項技術(shù)資料（如實測地形）應(yīng)對現(xiàn)場進行勘察，詳細收集、核對和分析各項技術(shù)資料（如實測地形圖、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、原有地下管線分布情況、地下構(gòu)筑物資料圖、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、原有地下管線分布情況、地下構(gòu)筑物資料等）；等）； （2）做好施工前準(zhǔn)備工作，如地面、地下障礙物清除，以及必要時修筑運土）做好施工前準(zhǔn)備工作，如地面、地下障礙物清除，以及必要時修筑運土道路；道路； （3）制定出以技術(shù)經(jīng)濟分析為依據(jù)的施工組織設(shè)計，選擇好施工方案，合理）制定出以技術(shù)經(jīng)濟分析為依據(jù)的施工組織設(shè)計，選擇好施工方案，合理安

4、排施工計劃，盡可能避開雨季施工；安排施工計劃，盡可能避開雨季施工； （4）作好道路、排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備及輔助工作；）作好道路、排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備及輔助工作； （5）作出合理的土方調(diào)配方案，以降低土方工程施工費用；）作出合理的土方調(diào)配方案，以降低土方工程施工費用； （6）制定合理可行的技術(shù)措施，保證工程質(zhì)量和安全，對施工中可能遇到的）制定合理可行的技術(shù)措施，保證工程質(zhì)量和安全，對施工中可能遇到的問題，如流砂、邊坡穩(wěn)定等進行技術(shù)分析，提出解決方法。問題，如流砂、邊坡穩(wěn)定等進行技術(shù)分析，提出解決方法。 1 土石方工程土石方工程 一、土的分類一、土的分類 1 1、巖石：未分化的膠結(jié)物

5、，承載能力最大，一般、巖石：未分化的膠結(jié)物，承載能力最大，一般 200P4000KN/200P4000KN/m m2 2 2 2、碎石土：粒徑、碎石土：粒徑2mm,超過全重超過全重50%的土，承的土，承載載200P1000KN/200P1000KN/m m2 2 按粗細分：塊石、漂石；卵石；圓角礫按粗細分：塊石、漂石；卵石；圓角礫 3 3、砂土：、砂土：粒徑粒徑2mm,不超過全重不超過全重50%的土，承載的土，承載140P500KN/140P500KN/m m2 2 按粗細分：礫砂；粗砂；中砂；細砂；粉砂按粗細分：礫砂；粗砂；中砂；細砂；粉砂 1 土石方工程土石方工程 4、粉土：、粉土：粒徑

6、粒徑0.075mm,不超過全重不超過全重50%的土，的土，承載承載105P410KN/105P410KN/m m2 2 5、粘土：具有粘性，、粘土：具有粘性，承載承載105P475KN/105P475KN/m m2 2 6、人工填土：不具有承載力、人工填土：不具有承載力 所以：研究土的種類，性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、氣候所以：研究土的種類，性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、氣候條件等，對環(huán)境施工是非常重要的。條件等，對環(huán)境施工是非常重要的。 1 土石方工程土石方工程 二、土的組成與結(jié)構(gòu)二、土的組成與結(jié)構(gòu) 一、組成與結(jié)構(gòu)一、組成與結(jié)構(gòu) 1、組成：具有三相性（、組成：具有三相性（固相、液相、氣相固相、液相、氣相）

7、在土力學(xué)中：一般用干燥、稍干燥、稍濕、很濕、密實、稍密、松散濕、很濕、密實、稍密、松散等詞匯來衡量土的物理指標(biāo)。 土越密實，強度越大。 土由不同土粒組成的，土力學(xué)中，把大小相近的土粒合并為一組，稱粒組粒組。 1 土石方工程土石方工程 實驗室測定土粒常用：篩分法：實驗室測定土粒常用：篩分法： 適用粒徑適用粒徑0.075mm 比重法比重法: 適用粒徑適用粒徑0.075mm 一般評價土的好壞，一般評價土的好壞， 用用顆粒級配曲線顆粒級配曲線判定判定 用處：用處： 反映土粒均勻反映土粒均勻 程度的。程度的。 1 土石方工程土石方工程 2、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 拿一土粒放大：拿一土粒放大： 思考題：思考題：

8、野外遇到2種情況，一種是砂土覆蓋著粘土，另一種是亞粘土覆蓋著砂土，下面都有含水層，問：那種情況下毛細上升高度大？ 1 土石方工程土石方工程 三、土的性質(zhì)三、土的性質(zhì) 1、土的可松性土的可松性：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，體積因松：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)。散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)。 最初可松性系數(shù)最初可松性系數(shù) KS=V2 /V1 1.081.5 最后可松性系數(shù)最后可松性系數(shù) KS=V3 /V1 1.011.3 V1 土在自然狀態(tài)下的體積（自然方）。土在自然狀態(tài)下的體積（自然方）。 V2 土經(jīng)開挖后松散狀態(tài)下的體積（松方）。土經(jīng)開挖后松

9、散狀態(tài)下的體積（松方）。 V3 土經(jīng)回填壓實后的體積（土經(jīng)回填壓實后的體積（實方實方）。）。 用途用途：開挖、運輸、存放，挖土回填，開挖、運輸、存放，挖土回填， 留回填松土留回填松土 1 土石方工程土石方工程 例題例題 例例-1、某場地平整、某場地平整4000m3的填方量需要從附近取土填筑，其的填方量需要從附近取土填筑，其土質(zhì)為密實的砂粘土，土質(zhì)為密實的砂粘土， KS=1.10， KS=1.05,試計算：試計算： （1）填土的）填土的土方量土方量； （2）如運輸工具的斗容量為）如運輸工具的斗容量為2m3，需運，需運多少車次多少車次？ 解：解： 已知已知 V3 =4000m3, KS=V2 /

10、V1 KS=V3 /V1 V1= V3 / KS=4000/1.05=3809.52 (m3,自然方）自然方） V2= V1KS=3809.521.10=4190.47 (m3,松方）松方） n= Vn= V2 2 /V/V運運= 4190.47 /2=2095.242096 (= 4190.47 /2=2095.242096 (車次）車次） 1 土石方工程土石方工程 2、土的滲透性、土的滲透性 土體被水透過的性質(zhì)，用滲透系數(shù)土體被水透過的性質(zhì)，用滲透系數(shù)K K表示表示。 K K的意義的意義：水力坡度（：水力坡度（I=h/L）為）為1時，單位時間內(nèi)水穿透時，單位時間內(nèi)水穿透土體的速度（土體的

11、速度（V=KI） L h K的單位：m / d 。 粘土8的土、的土、含可溶性硫酸鹽含可溶性硫酸鹽5的土的土 （2）不宜用的土：含水量過大的粘性土）不宜用的土：含水量過大的粘性土 2、填筑方法填筑方法 （1）水平分層填土。填一層，壓實一層，檢查一層。）水平分層填土。填一層，壓實一層，檢查一層。 （2）無限制的斜坡填土）無限制的斜坡填土 先切出臺階，臺階高先切出臺階，臺階高寬寬0.20.3m1m （3）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）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）（防止水囊） 1 土石方工程土石方工程 二、壓實方法與要求二、壓實方法與要求 1

12、壓實方法： 碾壓法大面積填筑工程。滾輪壓力。壓路機、平碾、羊足大面積填筑工程。滾輪壓力。壓路機、平碾、羊足碾碾 夯實法小面積填筑工程。沖擊力。蛙式夯、柴油夯、人工小面積填筑工程。沖擊力。蛙式夯、柴油夯、人工夯夯 振動法 非粘性土填筑。顆粒失重、排列填充。振動夯、平非粘性土填筑。顆粒失重、排列填充。振動夯、平板振搗器板振搗器 2影響壓實質(zhì)量的因素 機械的壓實功噸位或沖擊力，壓實遍數(shù)噸位或沖擊力，壓實遍數(shù) 鋪土厚度 不同機械有效影響深度不同不同機械有效影響深度不同 含水量 小則不粘結(jié)、摩阻大，大則橡皮土；應(yīng)為最佳含水量小則不粘結(jié)、摩阻大，大則橡皮土；應(yīng)為最佳含水量 1 土石方工程土石方工程 （a

13、）兩輪兩軸式）兩輪兩軸式 （b）三輪兩軸式）三輪兩軸式 （c）三輪三軸式）三輪三軸式 鋼輪壓路機碾輪與軸數(shù)簡圖鋼輪壓路機碾輪與軸數(shù)簡圖 1機身；機身；2碾輪碾輪 1 土石方工程土石方工程 YL9/16型自行式輪胎碾型自行式輪胎碾 1 土石方工程土石方工程 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 1 土石方工程土石方工程 H8-25A型蛙式夯實機型蛙式夯實機 1 土石方工程土石方工程 第七節(jié)第七節(jié) 地基處理地基處理 常遇軟土層或人工土層，要處理才能使用。常遇軟土層或人工土層，要處理才能使用。 方法：方法： 換土換土 振搗振搗 夯實夯實

14、固漿：重點介紹固漿：重點介紹 排水：排水： 打樁：重點介紹，看動畫演示。打樁：重點介紹，看動畫演示。 P35頁 表1-18 1 土石方工程土石方工程 P61 1 土石方工程土石方工程 作業(yè)作業(yè)1：某建筑場地方格網(wǎng)、某建筑場地方格網(wǎng)、地面標(biāo)高如圖地面標(biāo)高如圖, ,格邊長格邊長a a=20m=20m。泄水坡度泄水坡度i ix x =2=2，i iy y=3=3，不考慮土的可松性的影響，不考慮土的可松性的影響，確定方格各角點的設(shè)計標(biāo)高。確定方格各角點的設(shè)計標(biāo)高。 70.09 解：（1）初步設(shè)計標(biāo)高（場地平均標(biāo)高）（場地平均標(biāo)高） H H0 0= =（ H H1 1+2+2 H H2 2+3+3

15、H H3 3+4+4 H H4 4）/4/4n n =70.09+71.43+69.10+70.70+2（70.40+70.95+69.71+）+4（70.17+70.70+69.81+70.38） /（49） =70.29（m） H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4M H1H1一個方格所僅有角點的標(biāo)高；一個方格所僅有角點的標(biāo)高； H2H2、H3H3、H4H4分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標(biāo)高分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標(biāo)高. . n n 方格個數(shù)方格個數(shù) 1 土石方工程土石方工程 70.09 （2）按泄水坡度調(diào)整設(shè)計標(biāo)高： H

16、 Hn n = = H H0 0 L Lx x i ix x L L y yi i y y ； H H1 1 =70.29=70.2930302+302+303=3=70.3270.32 70.32 70.36 70.40 70.44 70.26 70.30 70.34 70.38 70.20 70.24 70.28 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 H070.29 H2 =70.29102+303=70.36 H3=70.29+102+303=70.40 其它見圖 1 土石方工程土石方工程 70.32 70.36 70.40 70.44 70.26 70.30 7

17、0.34 70.38 70.20 70.24 70.28 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 70.09 3、計算各方格角點的施工高度 hn ： hn= HnHn 即：即：hn=該角點的設(shè)計標(biāo)高該角點的設(shè)計標(biāo)高自然地面標(biāo)高（自然地面標(biāo)高（m） h1 =70.3270.09=0.23 （m）；）； 正值為填方高度。正值為填方高度。 +0.23 -0.04 -0.55 -0.99 +0.55 +0.13 -0.36 -0.84 +0.83 +0.43 -0.10 -0.63 +1.04 +0.56 +0.02 -0.44 h2 =70.3670.40=0.04 （m）； 負

18、值為挖方高度 1 土石方工程土石方工程 70.32 70.36 70.40 70.44 70.26 70.30 70.34 70.38 70.20 70.24 70.28 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 +0.23 -0.04 -0.55 -0.99 +0.55 +0.13 -0.36 -0.84 +0.83 +0.43 -0.10 -0.63 +1.04 +0.56 +0.02 -0.44 70.09 4、確定零線（挖填分界線） 插入法、比例法找零點插入法、比例法找零點 零點連線零點連線 h1 0 0 1 土石方工程土石方工程 作業(yè)作業(yè)2：如圖所示，計算土方量及規(guī)劃調(diào)配方案？：如圖所示，計算土方量及規(guī)劃調(diào)配方案？ 環(huán)境工程施工環(huán)境工程施工 主講：肖作義主講：肖作義 教教 授授 能源與環(huán)境學(xué)院能源與環(huán)境學(xué)院 環(huán)境工程施工