土方工程專項專業(yè)培訓

1、本章要求 1. 了解土方工程施工特點 ；掌握土方量的計算、場地平整施工的豎向規(guī)劃設計 。 2. 掌握基坑開挖施工中的降低地下水位方法，基坑邊坡穩(wěn)定及支護結構設計方法的根本原理 。 3. 熟悉常用土方機械的性能和使用范圍 。 4. 掌握填土壓實和路堤填筑的要求和方法 。 5. 自學爆破施工的根本概念及常用爆破方法 。本章重點： 土的可松性，土方量的計算，場地平整施工的豎向規(guī)劃設計，輕型井點系統的設計，邊坡塌方、流砂的原因及防治，填土壓實的原理、方法及施工控制。 本章難點： 利用土的可松性系數進行土方量的計算，輕型井點的計算，影響填土壓實的因素。概述 土方工程包括土的開挖、運輸和填筑等施工過程，有

2、時還要進行排水、降水、土壁支撐等準備工作。在建造工程中，最常見的土方工程有：場地平整、基坑槽開挖、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、勞動繁重和施工條件復雜等特點；土方工程施工又受氣候、水文、地質、地下障礙等因素的影響較大，不可確定的因素也較多，有時施工條件極為復雜。 土的分類 土的分類繁多，其分類法也很多，如按土的沉積年代、顆粒級配、密實度、液性指數分類等。在土木工程施工中，按土的開挖難易程度將土分為八類如下表，這也是確定土木工程勞動定額的依據詳見下表。類別 土的名稱 開挖方法 可松性系數 Ks Ks 第一類 （松軟土） 砂，粉土，沖積砂土層，種植土，泥炭（淤泥

3、） 用鍬、鋤頭挖掘 1.081.17 1.011.04 第二類 （普通土） 粉質粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土和粉土 用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松 1.141.28 1.021.05 第三類 （堅土） 軟及中等密實粘土，重粉質粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、粉質粘土、壓實的填筑土 主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍 1.241.30 1.041.07 第四類 （礫砂堅土） 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實的黃土，天然級配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石 先用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用鍥子及大錘 1.261.37 1.061.09 第五類 （軟石） 硬石炭紀粘

4、土，中等密實的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結不緊的礫巖，軟的石灰?guī)r 用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破方法 1.301.45 1.101.20 第六類 （次堅石） 泥巖，砂巖，礫巖，堅實的頁巖、泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r，風化花崗巖、片麻巖 用爆破方法，部分用風鎬 1.301.45 1.101.20 第七類 （堅石） 大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅實的白云巖、礫巖、砂巖、片麻巖、石灰?guī)r，風化痕跡的安山巖、玄武巖 用爆破方法 1.301.45 1.101.20 第八類 （特堅石） 安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅實的細粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖，玢巖 用爆破方法 1.451.50 1.20

5、1.30 土的工程分類 土的工程性質 土的工程性質對土方工程施工有直接影響，也是進行土方施工設計必須掌握的根本資料。土的主要工程性質有：土的可松性、滲透性、密實度、抗剪強度、土壓力等。 土具有可松性即自然狀態(tài)下的土，經過開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經回填壓實，仍不能恢復。土的可松性程度用可松性系數表示，即 土的滲透性是指土體被水透過的性質。土體孔隙中的自由水在重力作用下會發(fā)生流動，當基坑開挖至地下水位以下，地下水在土中滲透時受到土顆粒的阻力，其大小與土的滲透性及地下水滲流路線長短關。 最初可松性系數 最后可松性系數1.1 土方量的計算1.1.1基坑、基槽、土方量的計算 土方量可按擬柱體積

6、的公式算： 式中 V土方工程量，H，F1，F2如以下圖所示。 F1、F2分別為基坑的上下底面積， F0為中截面面積， a基坑土方量計算； b基槽、土方量計算1.1.2場地平整土方量的計算 在場地平整土方工程施工之前，通常要計算土方的工程量。但土方外形往往復雜，不規(guī)那么，要得到精確的計算結果很困難。一般情況下，可以按方格網將其劃為一定的幾何形狀，并采用具有一定精度而又和實際情況近似的方法進行計算。其計算步驟如下： 劃分方格網計算各角點的地面標高計算各角點的設計標高計算各角點的施工高度計算零點、繪出零線計算各方格內的挖填方體積統計挖、填方量調整設計標高 工程實例：計算方格網零點及其零線 零線即挖方

7、區(qū)與填方區(qū)的交線，在該線上，施工高度為零。零線確實定方法是：在相鄰角點施工高度為一挖一填的方格邊線上，用插入法求出以下圖方格邊線上零點的位置，再將各相鄰的零點連接起來即得零線。1.2 土方工程量事故的原因及其防治 在基坑基槽施工過程中，可能會發(fā)生邊坡塌方或流砂，將會影響工程的正常進行，延誤工期，甚至造成人身事故，所以需要采取相應的防治措施。 邊坡塌方：邊坡塌方的原因； 防治塌方的措施 流砂：產生流砂的成因； 流砂的防治措施1.3.1集水井坑降 集水井降水法一般適用于降水深度較小且土層為粗粒土層或滲水量小的粘性土層。當基坑開挖較深，又采用剛性土壁支護結構擋土并形成止水帷幕時，基坑內降水也多采用集

8、水井降水法。在井點降水仍有局部區(qū)域降水深度缺乏時，也可輔以集水井降水。1.3.2井點降水 井點降水有兩個類型：輕型井點和管井，一般可根據滲透系數，降水深度，設備條件和經濟比較來確定，可參照下表。井點類別土的滲透性(m/d)降水深度(m)輕型井點一級輕型井點0.15036多級輕型井點0.150視井點級數而定噴射井點0.150820電滲井點15 各種井點的適用范圍1.3.3輕型井點降水系統 輕型井點設備由管路系統和抽水設備組成。管路系統包括：濾管、井點管、彎聯管及總管見以下圖。 輕型井點設備1 地面；2水泵；3總管；4井點管；5濾管；6降落后的水位；7原地下水位；8基坑底 濾管構造 1 鋼管；2管

9、壁上的孔；3塑料管；4細濾網 5粗濾網；6粗鐵絲保護網；7井點管；8鑄鐵頭 干式真空泵工作原理1 濾管；2井點管；3彎聯管；4集水總管；5過濾室；6水氣別離器；7進水管；8副水氣別離器；9放水口；10真空泵；11電動機；12循環(huán)水泵；13離心水泵 輕型井點設計 輕型井點設計包括： 井點系統的平面布置 井點系統的高程布置 涌水量計算 確定井點管的數量 根據基坑槽形狀，輕型井點可采用單排布置、雙排布置、環(huán)形布置，當土方施工機械需進出基坑時，也可采用U形布置，如以下圖。a單排布置；b雙排布置；c環(huán)形布置dU形布置 井點的平面布置1.4 土方的填筑與壓實 影響填土壓實因素 填土壓實質量與許多因素有關，

10、其中主要影響因素 為：壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 填土壓實的質量控制。 選擇好填土的材料。控制適宜的含水量。 填土的壓實要到達一定的密實度的要求. 填土的壓實度用壓實系數來表示： 填土的壓實方法有碾壓、夯實和振動壓實等幾種。 1.5 土方工程機械化施工推土機 推土機適于推挖一至三類土。用于平整場地，移挖作填，回填土方，堆筑堤壩以及配合挖土機集中土方、修路開道等。推土機的作業(yè)效率與運距有很大關系，下表為直鏟作業(yè)時的經濟運距。 行走裝置機 型經濟運距（m）備 注履帶式大 型中 型小 型50l00（最遠l50）60100（最遠120）50上坡用小值下坡用大值輪胎式 5080（最遠150）

11、推土機鏟運機鏟運機挖掘機 基坑土方開挖一般均采用挖掘機施工，對大型的、較淺的基坑有時也可采用堆土機。挖掘機按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種。按傳動方式分為機械傳動和液壓傳動兩種。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多種。挖掘機利用土斗直接挖土，因此也稱為單斗挖土機，按土斗作業(yè)裝置分為正鏟、反鏟、抓鏟及拉鏟，使用較多的是前三種。 正鏟 正鏟挖掘機外型如以下圖-1所示。它適用于開挖停機面以上的土方，且需與汽車配合完成整個挖運工作。正鏟挖掘機挖掘力大，適用于開挖含水量較小的一類土和經爆破的巖石及凍土。一般用于大型基坑工程，也可用于場地平整施工。 反鏟 反鏟挖掘機外型如以下圖-2所示。適用于開挖一至三類的砂土或粘土。主要用于開挖停機面以下的土方，一般反鏟的最大挖土深度為46m的基坑，經濟合理的挖土深度為35m。反鏟也需要配備運土汽車進行運輸。 抓鏟 抓鏟挖掘機外型如以下圖-3所示。對施工面狹窄而深的基坑、深槽、深井采用抓鏟可取得理想效果，也可用于場地平整中的土堆與土丘的挖掘。抓鏟還可用于挖取水中淤泥、裝卸碎石、礦碴等松散材料。抓鏟也有采用液壓傳動操縱抓斗作業(yè)。 拉鏟 拉鏟挖掘機外型如以下圖-4所