实务第一章土方工程.docx
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实务第一章土方工程
第一章
土方工程
一、土方工程施工特点
1、面广量大
2、劳动繁重
3、施工条件复杂
二、土的工程分类
按照土的开挖难易程度将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类。
砂土按颗粒粗细程度可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。
通过开挖方法及工具判别土的分类,要掌握。
三、土的工程性质
土的可松性:
自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复到原来的体积,这种性质称为土的可松性。
最初可松性系数=土经开挖后的松散体积/土在自然状态下的体积
最后可松性系数=土经回填压实后的体积/土在自然状态下的体积
常考计算题
土的含水量是指土中所含的水与土的固体颗粒之间的质量比,以百分数表示:
W=(m1-m2)/m2*100%=mw/ms*100%
W----土的含水量
m1----含水状态时土的质量
m2----烘干后土的质量
mw----土中水的质量
ms----固体颗粒的质量
土的渗透性
土的渗透性是指土体被水透过的性质。
地下水在土中渗流速度可按达西定律计算:
V=Ki
V----水在土中的渗流速度,m/d或cm/s
i----水力坡度,水面单位距离的落差,常用百分比、千分比、万分比表示,如A,B距离为100公里,B水位比A高20米,则水利坡度为万分之二(20米/100公里)
K----土的渗透系数,m/d或cm/s
土方工程量计算与土方调配
棱台体积计算V=h/6*(a*b+A*B+(a+A)*(b+B)
确定场地设计标高常用的原则:
场地内挖、填方量平衡原则。
场地平整的步骤:
确定场地设计标高,计算挖、填土方工程量,确定土方平整调配方案,选择土方机械、拟定施工方案。
(1)确定场地初步设计标高
H1----一个方格独有的角点标高
H2----两个方格共有的角点标高
H3----三个方格共有的角点标高
H4----四个方格共有的角点标高
n----方格网中的方格数
(2)场地初步设计标高的调整
单向泄水时,场地内任意一个方格角点的设计标高为:
L----该方格角点距场地中心线的距离,单位为m
i----场地泄水坡度
双向泄水时,场地内任意一个方格角点的设计标高为:
lx,ly----该点于x-x,y-y方向上距场地中心线的距离,单位为m
ix,iy----场地在x-x,y-y方向上的泄水坡度。
基坑是指底面积在150㎡以内,且底长为宽3
倍以内者。
基槽是指底宽≤7m且底长>3倍底宽者
沟槽底宽7m以上,基坑底面积150㎡以上者按挖土方计算。
场地平整土方量的计算方法,通常有方格网法和断面法两种。
当场地地形较为平坦时宜采用方格网法,当场地地形起伏较大、断面不规则时,宜采用断面法。
土方调配
土方调配:
就是指对挖土的弃和填的综合协调
土方调配的原则:
挖方和填方基本平衡就近调配;考虑施工与后期利用;合理布置挖、
填分区线,选择恰当的调配方向、运输路线;好土用在回填质量高的地区。
土方调配图表的编制方法:
划分调配区;计算土方量,计算调配区之间的平均运距,确定土方最优调配方案,在场地地形图上绘制土方调配图,调配平衡表。
土方工程施工准备与辅助工作
1、施工准备工作
场地清理(清理房屋、古墓、通讯电缆、水道、树木等);排除地面水(尽量利用自然地形来排水,设置排水沟);修筑临时设施
(道路、水、电、机棚)。
设置测量控制网
2、影响土方边坡大小的因素:
土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间、边坡附近的荷载状况、排水情况等。
3、造成边坡塌方的常见原因有:
①土质差且边坡过陡②雨水、地下水渗入基坑③基坑边缘附近大量堆土或停放机具材料,使土体产生剪应力超过土体强度等④坡顶存在动载
4、常用的土壁支护结构:
横撑式支撑、钢
(木)板桩支撑、钢筋混凝土排桩支撑、水泥土搅拌桩支撑、土层锚杆支撑、土钉支护和地下连续墙等。
5、对于湿度小的黏性土,当开挖深度不大于3m时可用间断式水平挡土板支撑。
对于开挖深度不超过5m且呈松散状如砾石、砂、湿度大的软黏土等可用连续式水平挡土板支撑。
人工降低地下水位
1、主要的降水方法有:
集水坑降水法和井点降水法
2、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井点管,利用抽水设备抽水,使地下水位降落在坑底以下,直到施工结束为止的降水方法。
井点降水法主要井点有:
轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。
但一般轻型井点采用较广。
轻型井点
组成:
轻型井点主要由管路系统与抽水设备组成。
管路系统:
井点管、滤管、总管、联结管
抽水设备:
离心泵、真空泵、水气分离器
轻型井点的布置
轻型井点布置时应考虑的影响因素主要有:
基坑大小、深度、土质、地下水位的高低、流向、降水深度等。
轻型井点的平面布置形式有:
单排线状布置、双排线状布置、环状布置和U形布置。
当基坑或沟槽宽度小于6m,水位降低不大于5m时,可采用单排线状布置,井点应布置在地下水的上游一侧,其两端的延伸长度一般不小于坑(槽)宽度。
如沟槽宽度大于6m,或土质不良,则采用双排线状布置。
面积较大的基坑应采用环状布置,且四个角点部分的井点应适当加密。
有时也可布置为U形,以利于挖土机械和运输车出入基坑。
轻型井点施工工艺流程:
放线定位,铺设总管,冲孔,安装井点管,填砂砾滤料,上部填黏土密封。
回灌井点应布置在降水井的外围,两者之间水平距离不得小于6m。
回灌井点的回灌水必须具有规定压力,一般应不小于0.05MPa。
H≥H1+h+iL
H----井点管的埋设深度
i----地下水降落坡度,环状井点1/10,单排线状井点1/4
3、流砂
流砂:
基坑底部的土成流动状态,随地下水涌入基坑的现象。
①流砂的特点:
土完全丧失承载能力
②流砂的成因:
高低水位间的压力差使得水在其间的土体内发生渗流,当压力差达到一定程度时,使土粒处于悬浮流动状态。
③流砂的受力分析:
当动水压力GD≥γ’时,土粒处于悬浮状态,土的抗剪强度等于零,土粒随着渗流的水一起流动,发生“流砂现象”。
④流砂现在易在粉土、细砂、粉砂及淤泥土中发生。
但是否会发生流砂现象,还与动水压力的大小有关。
当基坑内外水位差较大时,动水压力较大,易发生流砂现象。
一般工程经验是:
在可能发生流砂的土质处。
当基坑挖深超过地下水位线0.5m左右时,就要注意流砂的发生。
⑤流砂的治理办法,主要途径是消除、减少或平衡动水压力,具体措施有抢挖法、打板桩法、水下挖土法、人工降低地下水位(轻型井点降水)等。
井点降水是根除流砂最有效的方法。
4、管涌
管涌:
坑底位于不透水层,不透水层下面为承压蓄水层,坑底不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时,发生的管状涌水现象。
土方机械化施工
(1)推土机施工
分类:
推土板有钢丝绳操纵和油压操作。
使用范围:
场地清理、场地平整、开挖深度
1.5m以内的基坑,填平沟坑,以及配合铲运机、挖土机工作等。
特点:
操作灵活、运转方便,所需工作面较小、行驶速度快、易于转移,经济运距100m
效率最高为60m。
提高生产率的作业方法有:
下坡推土、并列推土、多刀送土和槽形推土四种。
(2)铲运机
构成:
牵引机械和土斗
①分类:
按行走方式分为拖式和自行式两种;按操纵机构分油压式和索式两种。
②使用范围:
适合大面积场地平整,开挖大基坑、沟槽以及天填筑路基、堤坝等工程
③特点:
能综合完成挖土、运土、平土和填土等全部土方施工工序,自行式经济运距800~1500m,拖式经济运距600m。
④提高生产率的方法:
合理的行走路线---环形路线、8字形路线
施工方法---下坡铲土、跨铲法、助铲法
(3)单斗挖土机施工
分类:
按其行走装置的不同,分为履带式和轮胎式两类;按其工作装置的不同,分为正铲、反铲、拉铲和抓铲等。
按其操纵机械的不同,可分为机械式和液压式两类。
但机械式现在少用了。
正铲挖土机特点:
向前向上,强制切土,挖掘能力大,生产率高。
反铲挖土机特点:
后退向下,强制切土,挖掘能力比正铲小。
拉铲挖掘机:
后退向下,自重切土,其挖土半径和挖土深度较大,但不如反铲灵活,开挖精确性差。
抓铲挖掘机:
直上直下、自重切土。
压实机械
按压实原理不同,可分为冲击式、碾压式和振动式三大类。
冲击式压实机械主要蛙式打夯机和内燃式打夯机两类。
碾压式按行走方式分为自行式压路机和牵引式压路机两类。
振动压实按行走方式分为手扶平板式和振动式两类。
土方开挖施工
顺序:
1、建筑物定位2、放线3、基坑槽土方开挖4、验槽5、土方填筑与压实
基坑(槽)开挖有人工开挖和机械开挖两种形式。
开挖较深基坑时,土方施工必须遵循“开槽支撑、先撑后挖、严禁超挖、分层开挖”的原则
验槽钎探验槽时,对同一工程应保证锤重、
步径、用力一致。
基坑(槽)开挖完毕并清理好后,在垫层施工前,承包商应会同勘察设计、监理、业主、质量监督部门一起进行现场检查并验收。
(1)核对基坑(槽)的位置、平面尺寸、坑底标高。
(2)核对基坑土质和地下水情况
(3)孔穴、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、形状、深度等。
遇到持力层明显不均匀或软弱下卧层者,应在基坑底进行轻型动力触探,会同有关部门进行处理。
(4)验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。
(5)验槽后应填写验槽记录或隐蔽工程验收报告。
土料的选用
①级配良好的碎石类土、砂土和爆破石渣可作为表层以下填料,但其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2/3
②含水量符合压实要求的黏性土,可用作各层填料。
③以砾石、卵石或块石作填料时,分层夯实最大粒径不宜大于400mm,分层压实不得大于200mm,尽量选用同类填筑。
④碎块草皮类土,仅用于无压实要求的填方
不能作为填土的土料:
含有大量有机物、石膏和水溶性硫酸盐(含量大于5%)的土以及淤泥、冻土、膨胀土等;含水量大的黏土也不宜作填土用。
填土压实的方法一般有碾压、夯实、振动压实等几种。
填土压实的影响因素为压实功、土的含水量及每层铺土厚度。
填土压实的质量控制与检查
填土经压实后必须达到要求的密实度,以避免建筑物产生不均匀沉陷。
填土密实度以设计规定的控制干密度ρd作为检验标准。
填土经夯实或压实后,要对每层回填土的质量进行检验,一般采用环刀法(或灌砂法)取样测定土的干密度,符合要求后才能填筑上层。
柱基回填取样不少于柱基总数的10%且不少于5个。
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- 实务 第一章 土方工程