土方工程技术.pptx

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1、 1-1-1 土的基本物理性质指标 1-1 1-1 土的基本性质土的基本性质 指标名称 符号单位物理意义表达式密度 t/m3 单位体积土的质量，又称质量密度 重度 kN/m3 单位体积土所受的重力，又称重力密度 相对密度 ds 土粒单位体积的质量与4时蒸馏水的密度之比 干密度 d t/m3 土的单位体积内颗粒的重量 干重度 d kN/m3 土的单位体积内颗粒的重力 第1页/共142页指标名称 符号 单位 物理意义 表达式 含水量w%土中水的质量与颗粒质量之比 饱和密度sat t/m3 土中孔隙完全被水充满时土的密度 饱和重度sat kN/m3 土中孔隙完全被水充满时土的重度 有效重度 kN/m

2、3 在地下水位以下，土体受到水的浮力作用时土的重度，又称浮重度 孔隙比e 土中孔隙体积与土粒体积之比 孔隙率 n%土中孔隙体积与土的体积之比 饱和度 Sr%土中水的体积与孔隙体积之比 第2页/共142页1-2 土的工程分类与性质 1-2-1 土的工程分类 土的分类土的级别土的名称开挖方法及工具一类土松软土I砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土普通土II粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；种植土、填土用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土坚土III软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土主要用镐，少许用

3、锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土砂砾坚土IV坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤第3页/共142页五类土软石VVI硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土次坚石VIIIX泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩用爆破方法开挖，部分用风镐七类土坚石XXIII大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩用爆破方法开挖八类土特坚石XIV

4、XVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、石英岩、辉长岩、粉岩、角闪岩用爆破方法开挖第4页/共142页 1.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：1-2-2 土的工程性质 式中 KS、KS土的最初、最终可松性系数；V1 土在天然状态下的体积，m3；V2 土挖出后在松散状态下的体积，m3；V3 土经压(夯)实后的体积，m3。第5页/共142页各种土的可松性参考数值 土的类别可松性系数KsKs一类（种植土除外）1.081.171.011.03一类（植物性土、泥炭）1.201.301.03

5、1.04二类1.141.281.021.05三类1.241.301.041.07四类（泥灰岩、蛋白石除外）1.261.321.061.09四类（泥灰岩、蛋白石）1.331.371.111.15五七类1.301.451.101.20八类1.451.501.201.30第6页/共142页 2土的压缩性 取土回填或移挖作填，松土经运输、填压以后，均会压缩，一般土的压缩性以土的压缩率表示。土的压缩率参考值 土的类别土的名称土的压缩率每m3松散土压实后的体积（m3）一二类土种植土20%0.80一般土10%0.90砂土5%0.95三类土天然湿度黄土12%17%0.85一般土5%0.95干燥坚实黄士5%7%

6、0.94第7页/共142页 3土的休止角 指在某一状态下的土体可以稳定的坡度，常见土的休止角见下表。土的名称干土湿润土潮湿土角度（）高度与底宽比角度（）高度与底宽比角度（）高度与底宽比粗砂301：1.75351：1.50271：2.00中砂281：2.00351：1.50251：2.25细砂251：2.25301：1.75201：2.75重粘土451：1.00351：1.50151：3.75粉 质 粘土501：1.75401：1.25301：1.75粉土401：1.25301：1.75201：2.75第8页/共142页1-3 土的现场鉴别方法 1-3-1 碎石土的现场鉴别 密实度骨架颗粒含量和

7、排列可挖性可钻性密实骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，用撬棍方能松动钻进极困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈中密骨架颗粒含量等于总重的60%70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，钻进较困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动不剧烈稍密骨架颗粒含量等于总重的55%60%，排列混乱大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动，松散骨架颗粒含量小于总重的55%，排列十分混乱绝大部分不接触锹易挖掘，井壁极易坍塌钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，第9页/共142页 1-3-2 粘性土等的现场鉴别 土名称湿润时用刀切土的状态湿土搓条情

8、况干土湿土粘土切面光滑，有粘刀阻力土块坚硬，用锤才能打碎易粘着物体，干燥后不易剥去塑性大，能搓成直径小于0.5mm的长条（长度不短于手掌），手持一端不易断裂粉质粘土稍有光滑面，切面平整土块用力可压碎能粘着物体，干燥后较易剥去有塑性，能搓成直径为23mm的土条粉土无光滑面，切面稍粗糙土块用手捏或抛扔时易碎不易粘着物体，干燥后一碰就掉塑性小，能搓成直径为23mm的短条砂土无光滑面，切面粗糙松散不能粘着物体无塑性，不能搓成土条第10页/共142页 1-3-3 人工填土、淤泥、泥炭的现场鉴别 土的名称观察颜色湿土搓条情况干燥后强度人工填土无固定颜色一般能搓成3mm土条，但易断，遇有杂质甚多时，就不能搓

9、条干燥后部分杂质脱落，故无定形，稍微施加压力即行破碎淤泥灰黑色有臭味一般淤泥质土接近于粉土，故能搓成3mm土条（长至少30mm），容易断裂干燥后体积显著收缩，强度不大，锤击时呈粉末状，用手指能捻碎泥炭（腐殖土）深灰或黑色一 般 能 搓 成 13mm土条，但残渣甚多时，仅能搓成3mm以上土条干燥后大量收缩，部分杂质脱落，故有时无定形第11页/共142页1-4 工程场地平整 1-4-1 场地平整的程序 场地平整是将需进行建筑范围内的自然地面，通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面，以利现场平面布置和文明施工。场地平整的一般施工工艺程序安排是：现场勘察清除地面障碍物标定整平范围设置水准基点设

10、置方格网、测量标高计算土方挖填工程量平整土方场地碾压验收。平整前必须把场地平整范围内的障碍物如树木、电杆、管道等清理干净，然后根据总图要求的标高，从水准基点引进基准标高作为确定土方量计算的基点。第12页/共142页平整场地的一般要求如下：1平整场地应做好地面排水。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

11、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。第13页/共142页土方开挖工程质量检验标准（mm）项序项目允许偏差或允许值检验方法柱基、基坑、基槽挖方场地平整管沟地（路）面基层人工机械主控项目1标高5030505050水准仪2长度、宽度（由设计中心线向两边量）200300500100-经纬仪用钢尺量501001503边坡设计要求观察用坡度尺检查一般项目1 表面平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺检查2基底土性设计要求观察土样分析第14页/共142页 1-4-2 场地平整的土方量计算 1场地平整高度的计算 一般场地平整高度（设计标高）的选择原则是：在符合

12、生产工艺和运输条件下，尽量利用地形，减少挖方数量；挖方与填方量应尽可能达到互相平衡，以降低土方运输费用；同时应考虑最高洪水位的影响等。场地平整高度的计算步骤和方法如下：（1）计算场地设计标高 如图1-1（a），将地形图划分方格网，每个方格的角点标高，一般可根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得。如无地形图，可在现场打设木桩定好方格网，然后用水准仪直接测出。第15页/共142页图1-1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）第16页/共142页 一般要求场地内挖方和填方量平衡，如图1

13、-1（b）。设达到挖填平衡的场地平整标高为 ，则由挖填平衡条件，值可由下式（1-1)求得：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）。第17页/共142页 (2）考虑设计标高的调整值 上式计算的为一理论数值，实际尚需考虑：1)土的可松性；2)设计标高以下各种填方工程用土量，或设计标高以上的各种挖方工程量；3)边坡填挖土方量不等；4)部分挖方就近弃土于场外，或部分填方就近从场外取土等因素。考虑这些因素所引起的挖填土方量的变化后，适当提高或

14、降低设计标高。(3)考虑排水坡度对设计标高的影响 式（1-1)计算的未考虑场地的排水要求，实际应有一定排水坡度。如场地面积较大，应有2以上排水坡度，尚应考虑排水坡度对设计标高的影响。故场地内任一点实际施工时所采用的设计标高（m）可由下式计算：单向排水时:HH0li （1-2）双向排水时:HH0lxixlyiy（1-3)第18页/共142页 2场地平整土方工程量的计算 土方工程量的计算方法有方格网法和横断面法两种。（1）方格网法 用于地形较平缓的地段。计算方法较为复杂，但精度较高，其计算步骤和方法如下：1)划分方格网 根据已有地形图（一般用1：500的地形图）将场地划分成若干个方格网，尽量与测量

15、的纵、横坐标网对应，方格一般采用20m20m或40m40m，将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。将设计地面标高与自然地面标高的差值，即各角点的施工高度（挖或填），填在方格网的左上角，挖方为（），填方为（）。第19页/共142页 2）计算零点位置 在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线（即零线）。零点的位置按下式计算（图1-2）：（1-4）图1-2 零点位置计算示意图 第20页/共142页 3)计算土方工程量 按方格网底面积图形和表1-10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

16、算公式见表1-10。常用方格网点计算公式 表1-10 第21页/共142页 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。第22页/共142页 例1-1 厂房场地平整，部分方格网如图1-3所示，方格边长为20m20m，试计算挖填总土方工程量。图1-3方格网法计算土方量 第23页/共142页 解 划分方格网、标注高程。根据图1-3(a)方格各点的设计标高和自然地面标高，计算方格各点的施工高度，标注于图1-3（b）中各点的左角上。计算零点位置。从图1-3(b)中可看出12、27、38三条方格边两端角的施工高度符号不同，表明此方格边上有零点存在，由表1

17、-10第2项公式：12线 27线 38线 将各零点标注于图1-3（b），并将零点线连接起来。第24页/共142页 计算土方工程量 方格I底面为三角形和五角形，由表1-10第1、3项公式：三角形200土方量 五角形16700土方量 方格II底面为二个梯形，由表1-10第2项公式：梯形2300土方量 梯形7800土方量 方格III底面为一个梯形和一个三角形，由表1-10第1、2项公式：梯形3400土方量第25页/共142页第26页/共142页 汇总全部土方工程量 全部挖方量V76.8041.638.1714716411521.33 573.93（m3）全部填方量 V1.189.2019.1255.

18、015.3399.83（m3）（2）横截面法 横截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。其计算步骤和方法如下：1）划分横截面 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（图1-4）。第27页/共142页图1-4 画横截面示意图 2）画横截面图形 按比例绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积，即为挖方或填方的截面。3）计算横截面面积 按表1-11横截面面积计算公式，计算每个截面的挖方或填方截面面积。第28页/共142页常用截断面计算公式 表1-11

19、 第29页/共142页 4）计算土方量 根据横截面面积按下式(1-5)计算土方量：5）土方量汇总 3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（图1-5），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1-13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。第30页/共142页图1-5 场地边坡计算简图 第31页/共142页常用边坡三角棱体、棱柱体计算公式 表1-13 第32页/共142页 例1-2 场地整平工程，长80m、宽

20、60m，土质为粉质粘土，取挖方区边坡坡度为1：1.25，填方边坡坡度为1：1.5，已知平面图挖填分界线尺寸及角点标高如图1-6所示，试求边坡挖、填土方量。图1-6 场地边坡平面轮廓尺寸图 第33页/共142页 解 先求边坡角点14的挖、填方宽度：角点1填方宽度0.851.501.28（m）角点2挖方宽度1.541.251.93（m）角点3挖方宽度0.401.250.50（m）角点4填方宽度1.401.502.10（m）按照场地四个控制角点的边坡宽度，利用作图法可得出边坡平面尺寸（如图1-6所示），边坡土方工程量，可划分为三角棱体和三角棱柱体两种类型，按表1-13公式计算如下：（1)挖方区边坡土

21、方量 第34页/共142页挖方区边坡的土方量合计：V挖（24.031.191.4447.580.020.020.75）75.03（m3）第35页/共142页 填方区边坡的土方量合计：V填28.131.091.1260.420.250.225.7196.94（m3）第36页/共142页1-5土方开挖 1-5-1 土方施工准备工作 1.学习和审查图纸 2.查勘施工现场 3.编制施工方案 4.平整施工场地 5.清除现场障碍物 6.进行地下铲探 7.作好排水降水设施 8.设置测量控制网 9.修建临时设施及道路 10.准备机具、物资及人员 1-5-2 开挖的一般要求 1.场地开挖(挖方边坡坡度如设计无规

22、定按下表采用)2.浅基坑开挖 第37页/共142页永久性土工构筑物挖方的边坡坡度 项次挖土性质边坡坡度1在天然湿度、层理均匀、不易膨胀的粘土、粉质粘土和砂土（不包括细砂、粉砂）内挖方深度不超过3m1:1.001:1.252土质同上，深度为3 12m1:1.251:1.503干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土，深度不超过12m1:0.101:1.254在碎石土和泥灰岩土的地方，深度不超过12m，根据土的性质、层理特性和挖方深度确定1:0.501:1.505在风化岩内的挖方，根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定1:0.201:1.506在微风化岩石内的挖方，岩石无裂缝且无倾向挖

23、方坡脚的岩层1:0.107在未风化的完整岩石内的挖方直立的第38页/共142页 1-5-3 槽和管沟开挖 1.槽和管沟开挖，应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖长度，按放线分块（段）分层挖土。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。槽和管沟不加支撑时的容许深度 项次土的种类容许深度（m）1密实、中密的砂子和碎石类土（充填物为砂土）1.002硬塑、可塑的粉质粘土及粉土1.253硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）1.504坚硬的粘土2.00第39页/共142页 超过上表规定的深度，应根据土质和施工具体情况进行放坡，以保证不坍方。其临时性挖方的边坡值可按下表采用。临

24、时性挖方边坡值 土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.251：1.50一般性粘土硬1：0.751：1.00硬塑1：11：1.25软1：1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.51：1.0充填砂土1：11：1.5 2.基槽开挖程序一般是：测量放线切线分层开挖排降水修坡整平留足预留土层等。第40页/共142页 1-5-4 浅基坑、槽和管沟的支撑方法 基坑槽和管沟的支撑方法见下表。支撑方式 简图 支撑方法及适用条件 间断式水平支撑 两侧挡土板水平放置，用工具式或木横撑借木楔顶紧，挖一层土，支顶一层。适于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度在2m以内。断续式

25、水平支撑 挡土板水平放置，中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖方木，再用工具式或木横撑上、下顶紧。适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度在3m以内。第41页/共142页 连续式水平支撑 挡土板水平连续放置，不留间隙，然后两侧同时对称立竖方木，上、下各顶一根撑木，端头加木楔顶紧。适于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度为35m。连续或间断式 垂直支撑 挡土板垂直放置，可连续或留适当间隙，然后每侧上、下各水平顶一根方木，再用横撑顶紧。适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少、深度不限。水平垂直混合式 支撑 沟槽上部连续式水平支撑，下部设连续式垂直支撑。适于沟槽深度

26、较大，下部有含水土层的情况。第42页/共142页一般浅基坑的支撑方法 支撑方式 简图 支撑方法及适用条件 斜柱支撑 水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑支顶，斜撑底端支在木桩上，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土时。锚拉支撑 水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土，不能安设横撑时使用。型钢桩横挡板支撑 沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H型钢桩，间距1.01.5m，然后边挖方边将36cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土，并在横向挡板与型钢桩之间打上楔子使横板与土体紧密接触。适于

27、地下水位较低、深度不很大的一般粘性或砂土层中使用。第43页/共142页短桩横隔板支撑 打入小短木桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土、夯实。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。临时挡土墙支撑 沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯扁丝编织袋、草袋装土、砂堆砌，使坡脚保持稳定。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。挡土灌注桩支护 在开挖基坑的周围，用钻机或洛阳铲成孔，桩径400500mm，现场灌筑钢筋混凝土桩，桩间距为1.01.5m，在桩间土方挖成外拱形使之起土拱作用。适用于开挖较大、较浅（5m）基坑，邻近有建筑物，不允许背面地基有下沉、位移时采

28、用。第44页/共142页 叠袋式挡墙支护 采用编织袋或草袋装碎石（砂砾石或土）堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm厚块石基础，墙底宽由15002000mm，顶宽由5001200mm，顶部适当放坡卸土1.01.5m，表面抹砂浆保护。适用于一般粘性土、面积大、开挖深度应在5m以内的浅基坑支护。1-5-5 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。第45

29、页/共142页 1-5-6 基坑边坡保护 当基坑放坡高度较大，施工期和暴露时间较长，易于疏松或滑坍。为防止基坑边坡因气温变化，或失水过多而疏松或滑坍；或防止坡面受雨水冲刷而产生溜坡现象。应根据土质情况和实际条件采取边坡保护措施，以保护基坑边坡的稳定，常用基坑坡面保护方法有：1.薄膜覆盖或砂浆覆盖法 对基础施工期较短的临时性基坑边坡，采取在边坡上铺塑料薄膜，在坡顶及坡脚用草袋或编织袋装土压住；或在边坡上抹水泥砂浆22.5cm厚保护。为防止薄膜脱落，在上部及底部均应搭盖不少于80cm，同时在土中插适当锚筋连接，在坡脚设排水沟（如图1-7a所示）。第46页/共142页图1-7 基坑边坡护面方法（a）

30、薄膜或砂浆覆盖；（b）挂网或挂网抹面；（c）喷射混凝土或混凝土护面；（d）土袋或砌石压坡1-塑料薄膜；2-草袋或编织袋装土；3-插筋112mm；4-抹M5水泥砂浆；5-20号钢丝网；6-C15喷射混凝土；7-C15细石混凝土；8-M5砂浆砌石；9-排水沟；10-土堤；11-46mm钢筋网片，纵横间距250300mm 第47页/共142页 2.挂网或挂网抹面法 对基础施工期短，土质较差的临时性基坑边坡，可在垂直坡面楔入直径1012mm，长4060cm插筋，纵横间距1m，上铺20号铁丝网，上下用草袋或编织袋装土或砂压住，或在铁丝网上抹2.53.5cm厚的M5水泥砂浆。在坡顶坡脚设排水沟（图1-7b

31、）。3.喷射混凝土或混凝土护面法 对邻近有建筑物的深基坑边坡，可在坡面垂直楔入直径1012mm，长4050cm插筋，纵横间距1m，上铺20号铁丝网，在表面喷射4060mm厚的C15细石混凝土直到坡顶和坡脚；亦可不铺铁丝网，而坡面铺46mm250300mm钢筋网片，浇筑5060mm厚的细石混凝土，表面抹光（图1-7c）。4.土袋或砌石压坡法 对深度在5m以内的临时基坑边坡，在边坡下部用草袋或编织袋装土堆砌或砌石压住坡脚。在坡顶设挡水土堤或排水沟，防止冲刷坡面，在底部作排水沟，防止冲坏坡脚（图1-7d）。第48页/共142页 1-5-7 土方开挖施工中的质量控制要点 1.对定位放线的控制 2.对土

32、方开挖的控制 3.基坑（槽）验收 4.土方开挖工程质量检验标准 项序项目允许偏差或允许值检验方法柱基基坑基槽挖方场地平整管沟地（路）面基层人工机械主控项目1 标高5030505050水准仪2长度、宽度（由设计中心线向两边量）200300500100-经纬仪用钢尺量501001503 边坡设计要求观察或用坡度尺检查一般项目1 表面 平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺检查2基底土性设计要求观察或土样分析第49页/共142页1-6 土方机械化施工 1-6-1 土方机械的选择 一般常用土方机械的选择可参考下表。机械名称、特性 作业特点及辅助机械 适用范围 推土机 操作灵活，运转方便，需工作

33、面小，可挖土、运土，易于转移，行驶速度快，应用广泛。1.作业特点（1）推平、运距100m内的堆土（效率最高为60m）（2）开挖浅基坑（3）推送松散的硬土、岩石（4）回填、压实（5）配合铲运机助铲、牵引（6）下坡坡度最大35，横坡最大为10，几台同时作业，前后距离应大于8m 2辅助机械（1）土方挖后运出需配备装土、运土（2）设备推挖三四类土，应用松土机预先翻松 1推一四类土2找平表面，场地平整3短距离移挖作填，回填基坑（槽）、管沟并压实4开挖深不大于1.5m的基坑（槽）5堆筑高1.5m内的路基、堤坝6配合挖土机从事集中土方、清理场地、修路开道等 第50页/共142页 铲运机 操作简单灵活，不受地

34、形限制，不需特设道路，准备工作简单，能独立工作，不需其他机械配合能完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工序，行驶速度快，易于转移；需用劳力少，动力少，生产效率高1作业特点（1）大面积整平（2）开挖大型基坑、沟渠（3）运距8001500m内的挖运土（效率最高为200350m）（4）填筑路基、堤坝（5）回填压实土方（6）坡度控制在20以内2辅助机械（1）开挖坚土时需用推土机助铲（2）开挖三、四类土宜先用松土机预先翻松2040cm（3）自行式铲运机用轮胎行驶，适合于长距离，但开挖亦须用助铲1开挖含水率27%以下的一四类土2大面积场地平整、压实3运距800m内的挖运土方4开挖大型基坑（槽）、管沟，填筑路

35、基等。但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用机械名称、特性 作业特点及辅助机械 适用范围第51页/共142页机械名称、特性 作业特点及辅助机械 适用范围 正铲挖掘机 装车轻便灵活，回转速度快，移位方便；能挖掘坚硬土层，易控制开挖尺寸，工作效率高 1作业特点（1）开挖停机面以上土方（2）工作面应在1.5m以上，开挖合理高度见表11-79（3）开挖高度超过挖土机挖掘高度时，可采取分层开挖（4）装车外运 2辅助机械（1）土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合平土、集中土方进行联合作业1开挖含水量不大于27%的一四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块2大型场地整平土方3工作面狭小且较深的大型管沟和基槽

36、路堑4独立基坑5边坡开挖第52页/共142页机械名称、特性 作业特点及辅助机械 适用范围 反铲挖掘机 操作灵活，挖土、卸土均在地面作业，不用开运输道 1作业特点（1）开挖地面以下深度不大的土方；（2）最大挖土深度46m，经济合理深度为1.53m（3）可装车和两边甩土、堆放（4）较大较深基坑可用多层接力挖土 2辅助机械（1）土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合推到附近堆放1开挖含水量大的一三类的砂土或粘土2管沟和基槽3独立基坑4边坡开挖第53页/共142页机械名称、特性 作业特点及辅助机械 适用范围 拉铲挖掘机 可挖深坑，挖掘半径及卸载半径大，操纵灵活性较差 1.作业特点（1）开挖停机面

37、以下土方（2）可装车和甩土（3）开挖截面误差较大（4）可将土甩在基坑（槽）两边较远处堆放 2.辅助机械（1）土方外运需配备自卸汽车、推土机，创造施工条件1.挖掘一三类土，开挖较深较大的基坑（槽）、管沟2.大量外借土方3.填筑路基、堤坝4.挖掘河床5.不排水挖取水中泥土 抓铲挖掘机 钢绳牵拉灵活性较差，工效不高，不能挖掘坚硬土；可以装在简易机械上工作，使用方便 1.作业特点（1）开挖直井或沉井土方（2）可装车或甩土（3）排水不良也能开挖（4）吊杆倾斜角度应在45以上，距边坡应不小于2m 2.辅助机械 土方外运时，按运距配备自卸汽车1.土质比较松软，施工面较狭窄的深基坑、基槽2.水中挖取土，清理河

38、床3.桥基、桩孔挖土4.装卸散装材料第54页/共142页机械名称、特性 作业特点及辅助机械 适用范围 装载机 操作灵活，回转移位方便、快速；可装卸土方和散料，行驶速度快1作业特点（1）开挖停机面以上土方（2）轮胎式只能装松散土方，履带式可装较实土方（3）松散材料装车（4）吊运重物，用于铺设管道2辅助机械土方外运需配备自卸汽车，作业面需经常用推土机平整并推松土方1外运多余土方2履带式改换挖斗时，可用于开挖3装卸土方和散料4松散土的表面剥离5地面平整和场地清理等工作6回填土7拔除树根第55页/共142页 1-6-2 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

39、土法 2）槽形挖土法 第56页/共142页 3）并列推土法 4）分堆集中，一次推送法 5）斜角推土法 第57页/共142页 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 第58页/共142页（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）连续式开行路线1-铲土；2-卸土 第59页/共142页 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

40、 第60页/共142页 （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 第61页/共142页 3）交错铲土法 4）助铲法 1-铲运机铲土；2-推土机助铲 第62页/共142页 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 第63页/共142页 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一、二、三层 多层挖土法

41、 多层挖土法 第64页/共142页 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 第65页/共142页 （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 第66页/共142页 （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。第67页/共142页1-7 土方回填 1-7-1 土料要求与含水量控制 填土土料含水量的大小，

42、直接影响到夯实（碾压）质量，在夯实（碾压）前应先试验，以得到符合密实度要求条件下的最优含水量和最少夯实（或碾压）遍数。含水量过小，夯压（碾压）不实；含水量过大，则易成橡皮土。各种土的最优含水量和最大密实度参考数值见下表。土的最优含水量和最大干密度参考表 项次土的种类变动范围最优含水量（%）（重量比）最大干密度（t/m3）1砂土8121.801.882粘土19231.581.703粉质粘土12151.851.954粉土16221.611.80第68页/共142页 土料含水量一般以手握成团，落地开花为适宜。当含水量过大，应采取翻松、晾干、换土回填、掺入干土或其他吸水性材料等措施；如土料过干，则应预

43、先洒水润湿，每1m3铺好的土层需要补充水量（L）按下式计算：式中 V单位体积内需要补充的水量（L）；w土的天然含水量（%）（以小数计）；wop土的最优含水量（%）（以小数计）；w填土碾压前的密度（kg/m3）。1-7-2 基底处理 1.回填应先清除基底上杂物，排除积水，并应采取措施防止地表滞水流入填方区，浸泡地基，造成基土下陷。2.当填方基底为耕植土或松土时，应将基底充分夯实和碾压密实。3.当填土场地地面陡于1/5时，应先将斜坡挖成阶梯形，阶高0.20.3m，阶宽大于1m，然后分层填土，以利结合和防止滑动。第69页/共142页 1-7-3 人工填土方法 填土应从场地最低部分开始，由一端向另一端

44、自下而上分层铺填。每层虚铺厚度，用人工木夯夯实时不大于20cm，用打夯机械夯实时不大于25cm。深浅坑（槽）相连时，应先填深坑（槽），相平后与浅坑全面分层填夯。墙基及管道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯实，防止墙基及管道中心线位移。1-7-4 机械填土方法 1.推土机填土:应由下而上分层铺填，每层虚铺厚度不宜大于30cm。大坡度堆填土，不得居高临下，不分层次，一次堆填。2.铲运机填土:铺土应分层进行，每次铺土厚度不大于3050cm，每层铺土后，利用空车返回时将地表面刮平。3.汽车填土:自卸汽车为成堆卸土，须配推土机推土、摊平。每层的铺土厚度不大于3050cm。填土可利用汽车行驶作部分压实工作

45、，行车路线须均匀分布于填土层上。第70页/共142页 1-7-5 压实的一般要求 1.密实度要求 填方的密实度要求和质量指标通常以压实系数表示。压实系数为土的控制干土密度d（用环刀法或灌砂法确定）与最大干土密度dmax（击实实验确定）的比值。最大干土密度dmax是当最优含水量时，通过标准的击实方法确定的。密实度要求一般由设计根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定，如未作规定，可参考下表数值。压实填土的质量控制 结构类型填土部位压实系数c控制含水量（%）砌体承重结构和框架结构在地基主要受力层范围内0.97wop2在地基主要受力层范围以下0.95排架结构在地基主要受力层范围内0.96wop2第

46、71页/共142页 2铺土厚度和压实遍数 填土每层铺土厚度和压实遍数视土的性质、设计要求的压实系数和使用的压（夯）实机具性能而定，一般应进行现场碾（夯）压试验确定。下表为压实机械和工具每层铺土厚度与所需的碾压（夯实）遍数的参考数值，如无试验依据，可参考应用。填土施工时的分层厚度及压实遍数 压实机具分层厚度（mm）每层压实遍数平碾25030068振动压实机25035034柴油打夯机20025034人工打夯不大于20034第72页/共142页 1-7-6 压实机具的选择 1.平碾压路机 按重量等级分轻型（35t）、中型（610t）和重型（1215t）三种；按作用于土层荷载的不同，分静作用压路机和振

47、动压路机两种。静作用压路机适用于薄层填土或表面压实、平整场地、修筑堤坝及道路工程；振动平碾适用于填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土或粉土的大型填方工程。2.小型打夯机 有冲击式和振动式之分，由于体积小、重量轻、操纵方便、夯击能量大，在建筑工程上使用很广。但劳动强度较大，常用的有蛙式打夯机、柴油打夯机、电动立夯机等。适用于粘性较低的土（砂土、粉土、粉质粘土）基坑（槽）、管沟及边角部位的填方的夯实。3.平板式振动器 适用、操作简单，但振实深度有限。适于小面积粘性土薄层回填土振实、较大面积砂土的回填振实以及薄层砂卵石、碎石垫层的振实。第73页/共142页 1-7-7 填土压（夯）实方法 1.一般要求

48、(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

49、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，以保证上、下层接合良好。第74页/共142页 1-7-8 质量控制与检验 1.施工过程中应检查排水措施、每层填筑厚度和含水量控制等。2.对有密实度要求的填方，在夯实或压实之后，要对每层回填土采用环刀法（或灌砂法）取样测定土的干密度，或用小轻便触探仪直接通过锤击数来检验干密度和密实度，符合设计要求后，才能填筑上层。3.基坑和室内填土，每层按100500m2取样1组；场地平整填方，每层按400900m2取样1组；管沟回填每2050m取样1组，但每层均不少于1组，取样部位在每层压实后的下半部。用灌砂法取样应为每层压实后的全部深度。

50、4.施工结束后应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准参见下表。第75页/共142页填土工程质量检验标准（mm）项序检查项目允许偏差或允许值检查方法桩基、基坑、基槽场地平整管沟地（路）面基础层人工机械主控项目1标高-503050-50-50 水准仪2分层压实系数设计要求 按规定方法一般项目1回填土料设计要求 取样检查 或直观鉴别2分层厚度及含水量设计要求 水准仪 及抽样检查3表面平整度2020302020用靠尺或水准仪第76页/共142页1-8 基坑支护结构的类型和选型 1-8-1 支护结构的类型和组成 第77页/共142页 1-8-2 支护结构的选型 1.围护墙选型（1）深层搅拌水泥土桩墙