土石方工程造價分析課件

一、土的分類*按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)硬石等八類。*土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工；*堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工；*次堅(jiān)石、堅(jiān)石和特堅(jiān)硬石一般要用爆破方法施工。[詳細(xì)見表1-1所示]第1頁/共116頁一、土的分類第1頁/共116頁1表1-1

土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法第2頁/共116頁表1-1

土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法第2頁/共116頁2第3頁/共116頁第3頁/共116頁3二、土的工程性質(zhì)

土的工程性質(zhì)對土方施工方法的選擇、勞動量和機(jī)械臺班的消耗及工程費(fèi)用等都有較大影響。1.土的含水量2.土的天然密度和干密3.土的可松性系數(shù)4.土的滲透性第4頁/共116頁二、土的工程性質(zhì)第4頁/共116頁41.土的含水量

土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量,kg；

m干——烘干后土的質(zhì)量,kg；

mw——土中水的質(zhì)量,kg；

mS——固體顆粒的質(zhì)量,kg.土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響.第5頁/共116頁1.土的含水量第5頁/共116頁5

2.土的天然密度和干密度

土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。

土的天然密度按下式計算：式中:

ρ——土的天然密度,kg/m3；

m——土的總質(zhì)量,kg；

V—土的體積,m3.干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值.用下式表示：

第6頁/共116頁2.土的天然密度和干密度第6頁/共116頁6式中

ρd——土的干密度,kg/m3；

mS——固體顆粒質(zhì)量,kg；

V—土的體積,m3.

在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度.土的干密度愈大,表示土愈密實(shí).土的密實(shí)程度主要通過檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來控制.第7頁/共116頁第7頁/共116頁73、土的可松性系數(shù)*土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。

*土的可松性用可松性系數(shù)表示，

最初可松性系數(shù)KS=V2/V1

最后可松性系數(shù)KS’=V3/V1

用途：開挖、運(yùn)輸、存放，挖土回填，留回填松土第8頁/共116頁3、土的可松性系數(shù)第8頁/共116頁8

式中

KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

V1——土在天然狀態(tài)下的體積,m3；

V2

——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積,m3；

V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積,m3.

土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；

土的最終可松性系數(shù)KS′是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù),

各類土的可松性系數(shù)見第一節(jié)[表1.1]所示.第9頁/共116頁式中

KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

94、土的滲透性

土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì).土的滲透性用滲透系數(shù)表示.

滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力,以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實(shí)程度等有關(guān),是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。

土的滲透系數(shù)見[表1-2]所示第10頁/共116頁4、土的滲透性第10頁/共116頁10表1-2

土的滲透系數(shù)參考表

第11頁/共116頁表1-2

土的滲透系數(shù)參考表第11頁/共116頁11第二節(jié)

土方量計算

在土方施工之前,必須計算土方的工程量.但各種土方工程的外形有時很復(fù)雜,而且不規(guī)則.一般情況下,將其劃分成為一定的幾何形狀,采用具有一定精度而又和實(shí)際情況近似的方法進(jìn)行計算.

一、基坑與基槽土方量計算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算

(如圖1-1所示).即：

V=(F下+4F中+F上)H/6第12頁/共116頁第二節(jié)

土方量計算在土方施工之前,必須計算土方的工程量.12式中H——基坑深度,m；

F上、F下——基坑上、下底的面積，m2；

F中

—基坑中截面的面積，m2.圖1-1

基坑開挖土方量計算第13頁/共116頁式中第13頁/共116頁13圖1-2

基槽開挖土方量計算

基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(如圖1-2所示)：沿長度方向分段計算Vi,再V=∑Vi

斷面尺寸不變的槽段：Vi

=Fi×Li

斷面尺寸變化的槽段：Vi=(Fi上+4Fi中+Fi下)Li/6第14頁/共116頁第14頁/共116頁14二、場地平整土方計算對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地,主要是削凸填凹,移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計要求的平面.場地挖填土方量計算一般采用方格網(wǎng)法.方格網(wǎng)法計算場地平整土方量步驟為：1.讀識方格網(wǎng)圖

2.確定場地設(shè)計標(biāo)高

3.計算場地各個角點(diǎn)的施工高度

4.計算“零點(diǎn)”位置，確定零線

5.計算方格土方工程量

6.邊坡土方量計算

7.計算土方總量

8.例題及計算過程第15頁/共116頁二、場地平整土方計算第15頁/共116頁151.讀識方格網(wǎng)圖

方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1：500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格,與測量的縱橫坐標(biāo)相對應(yīng),在各方格角點(diǎn)規(guī)定的位置上標(biāo)注角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計標(biāo)高(Hn),如圖1-3所示.圖1-3

方格網(wǎng)法計算土方工程量圖第16頁/共116頁1.讀識方格網(wǎng)圖第16頁/共116頁16二、場地平整土方計算

2.確定場地設(shè)計標(biāo)高(1)考慮的因素(2)初步標(biāo)高(按挖填平衡)(3)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整第17頁/共116頁二、場地平整土方計算第17頁/共116頁17(1)考慮的因素：①滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅虎诒M量利用地形，減少挖填方數(shù)量；③爭取在場區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低運(yùn)輸費(fèi)；④有一定泄水坡度，滿足排水要求.⑤場地設(shè)計標(biāo)高一般在設(shè)計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：A.小型場地――挖填平衡法；B.大型場地――最佳平面設(shè)計法(用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小)。第18頁/共116頁(1)考慮的因素：第18頁/共116頁18(2)初步標(biāo)高(按挖填平衡)場地初步標(biāo)高：H0=S(H11+H12+H21+H22)/4MH11、H12、H21、H22——一個方格各角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高；

M——方格個數(shù).或：H0=(∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)/4MH1－－一個方格所僅有角點(diǎn)的標(biāo)高；H2、H3、H4－－分別為兩個、三個、四個方格共用角點(diǎn)的標(biāo)高.第19頁/共116頁(2)初步標(biāo)高(按挖填平衡)第19頁/共116頁19(3)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整按泄水坡度、土的可松性、就近借棄土等調(diào)整.按泄水坡度調(diào)整各角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高：

①單向排水時，各方格角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為:Hn=H0±

Li

②雙向排水時，各方格角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為：Hn=H0±Lxix±Lyiy第20頁/共116頁(3)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整第20頁/共116頁203.計算場地各個角點(diǎn)的施工高度

施工高度為角點(diǎn)設(shè)計地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度.各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計算：

式中

hn------角點(diǎn)施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n------方格的角點(diǎn)編號(自然數(shù)列1，2，3，…，n).

Hn------角點(diǎn)設(shè)計高程，

H------角點(diǎn)原地面高程.第21頁/共116頁3.計算場地各個角點(diǎn)的施工高度第21頁/共116頁214.計算“零點(diǎn)”位置，確定零線

方格邊線一端施工高程為“+”,若另一端為“-”,則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即“零點(diǎn)”(如圖1-4所示).圖1-4

零點(diǎn)位置

第22頁/共116頁4.計算“零點(diǎn)”位置，確定零線第22頁/共116頁22零點(diǎn)位置按下式計算：

式中

x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離,m；

h1、h2——相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(均用絕對值),m；

a—方格網(wǎng)的邊長，m.

確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示.

方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。第23頁/共116頁零點(diǎn)位置按下式計算：第23頁/共116頁23圖1-5

零點(diǎn)位置圖解法

第24頁/共116頁第24頁/共116頁245.計算方格土方工程量

按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量.表1-3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計算公式

第25頁/共116頁5.計算方格土方工程量第25頁/共116頁256.邊坡土方量計算場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡,以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。

邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計算：

一種為三角棱錐體(圖1-6中①～③、⑤～⑾)；

另一種為三角棱柱體(圖1-6中④).第26頁/共116頁6.邊坡土方量計算第26頁/共116頁26圖1-6

場地邊坡平面圖

第27頁/共116頁第27頁/共116頁27

A三角棱錐體邊坡體積

式中

l1——邊坡①的長度；

A1——邊坡①的端面積；

h2——角點(diǎn)的挖土高度；

m——邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高.

B

三角棱柱體邊坡體積

第28頁/共116頁

A三角棱錐體邊坡體積

第28頁/共116頁28兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中

l4——邊坡④的長度；

A1、A2、A0——邊坡④兩端及中部橫斷面面積.第29頁/共116頁兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

第29頁/共11297.計算土方總量

將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總,即得該場地挖方和填方的總土方量.8.例題【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖1-7所示，方格邊長為20m×20m,填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0,挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.第30頁/共116頁7.計算土方總量第30頁/共116頁30圖1-7

某建筑場地方格網(wǎng)布置圖

第31頁/共116頁第31頁/共116頁31【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計算結(jié)果列于圖1-8中.由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10m

h2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53m

h4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34m

h6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16m

h8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83m

h10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20m

h12=251.46-251.40=0.06m第32頁/共116頁【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計32圖1-8

施工高度及零線位置

第33頁/共116頁第33頁/共116頁33(2)計算零點(diǎn)位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點(diǎn)存在.由公式1.10求得：1—5線

x1=4.55(m)

2—6線

x1=13.10(m)

6—7線

x1=7.69(m)

7—11線

x1=8.89(m)

11—12線

x1=15.38(m)第34頁/共116頁(2)計算零點(diǎn)位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—734將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上,并將相鄰的零點(diǎn)連接起來,即得零線位置，如圖1-8.

(3)計算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形,土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格Ⅰ底面為兩個梯形,土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

第35頁/共116頁將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上,并將相鄰的零點(diǎn)連接起來,即得零線位置，如圖35方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：

VⅡ(+)=65.73

(m3)

VⅡ(-)=0.88

(m3)

VⅤ(+)=2.92

(m3)

VⅤ(-)=51.10

(m3)

VⅥ(+)=40.89

(m3)

VⅥ(-)=5.70

(m3)

方格網(wǎng)總填方量：

∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34

(m3)

方格網(wǎng)總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26

(m3)第36頁/共116頁方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：第36頁/共136(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,其余均按三角棱錐體計算,

可得：V①(+)=0.003

(m3)

V②(+)=V③(+)=0.0001

(m3)

V④(+)=5.22

(m3)

V⑤(+)=V⑥(+)=0.06

(m3)

V⑦(+)=7.93

(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01

(m3)

V⑩=0.01

(m3)

V11=2.03

(m3)

V12=V13=0.02

(m3)

V14=3.18

(m3)第37頁/共116頁(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,37圖1-9

場地邊坡平面圖

第38頁/共116頁第38頁/共116頁38邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：

∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)

第39頁/共116頁邊坡總填方量：第39頁/共116頁39三、土方調(diào)配土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計算完成后進(jìn)行.編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理?xiàng)l件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個調(diào)配區(qū)，計算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運(yùn)距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本.

土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運(yùn)距最短的原則；近期施工與后期利用的原則.進(jìn)行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運(yùn)輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計算比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案.

調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖如圖1.10

.在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對挖填之間的平均運(yùn)距.圖中的土方調(diào)配，僅考慮場內(nèi)挖方、填方平衡.A為挖方，B為填方.第40頁/共116頁三、土方調(diào)配第40頁/共116頁40圖1-10

土方調(diào)配圖

第41頁/共116頁第41頁/共116頁41第三節(jié)

施工準(zhǔn)備與輔助工作

一、施工準(zhǔn)備(1)在場地平整施工前,應(yīng)利用原場地上已有各類控制點(diǎn),或已有建筑物、構(gòu)筑物的位置、標(biāo)高,測設(shè)平場范圍線和標(biāo)高.(2)對施工區(qū)域內(nèi)障礙物要調(diào)查清楚，制訂方案,并征得主管部門意見和同意,拆除影響施工的建筑物、構(gòu)筑物；拆除和改造通訊和電力設(shè)施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木.(3)盡可能利用自然地形和永久性排水設(shè)施,采用排水溝、截水溝或擋水壩措施,把施工區(qū)域內(nèi)的雨雪自然水、低洼地區(qū)的積水及時排除,使場地保持干燥,便于土方工程施工.第42頁/共116頁第三節(jié)

施工準(zhǔn)備與輔助工作一、施工準(zhǔn)備第42頁/共11642(4)對于大型平整場地,利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀,將場地設(shè)計平面圖的方格網(wǎng)在地面上測設(shè)固定下來,各角點(diǎn)用木樁定位,并在樁上注明樁號、施工高度數(shù)值,以便施工.(5)修好臨時道路、電力、通訊及供水設(shè)施,以及生活和生產(chǎn)用臨時房屋.二、邊坡穩(wěn)定(一)邊坡穩(wěn)定的條件(二)放坡與護(hù)面第43頁/共116頁(4)對于大型平整場地,利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀,將場地設(shè)計平面圖43(一)邊坡穩(wěn)定條件與因素

1、邊坡穩(wěn)定的條件

土壁穩(wěn)定,主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡,一旦失去平衡,土壁就會塌方.

即T

＜C

T――土體下滑力。下滑土體的分力，受坡上荷載、雨水、靜水壓力影響。

C――土體抗剪力。由土質(zhì)決定，受氣候、含水量及動水壓力影響。

土體的穩(wěn)定條件是：在土體的重力及外部荷載作用下所產(chǎn)生的剪應(yīng)力小于土體的抗剪強(qiáng)度。第44頁/共116頁(一)邊坡穩(wěn)定條件與因素第44頁/共116頁442、造成土壁塌方的主要原因有：

(1)邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。

(2)雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。

(3)基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機(jī)具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強(qiáng)度.第45頁/共116頁2、造成土壁塌方的主要原因有：第45頁/共116頁45(二)放坡與護(hù)面1、直壁(不加支撐)的允許深度：密實(shí)、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；

硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土：1.25m；

硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；

堅(jiān)硬的粘土：2m。2、放邊坡

邊坡坡度

I=tgα=H/B=1:(B/H)=1:m

m――坡度系數(shù)。m＝B/H

(2)邊坡形式：斜坡、折線坡、踏步(臺階)式(見圖1-11所示)第46頁/共116頁(二)放坡與護(hù)面第46頁/共116頁46圖1-11土方邊坡形式

(a)直線邊坡

(b)不同土層折線邊坡

(c)相同土層折線邊坡(3)臨時性挖方的邊坡值應(yīng)按[表1-4]規(guī)定采用：

注：土質(zhì)均勻、地下水位低、留置時間時間短、開挖深度在5m深以內(nèi)時，方可采用。

第47頁/共116頁第47頁/共116頁47表1-4深度在5m內(nèi)的基坑、基槽、管溝邊坡的最陡坡度

第48頁/共116頁表1-4深度在5m內(nèi)的基坑、基槽、管溝邊坡的最陡坡度第4483、邊坡護(hù)面措施：

覆蓋法，掛網(wǎng)法，掛網(wǎng)抹面法，土袋、砌磚壓坡法[見圖1-12]

第49頁/共116頁3、邊坡護(hù)面措施：

覆蓋法，掛網(wǎng)法，掛網(wǎng)抹面法，土袋、砌磚49三、支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件和周圍環(huán)境不允許放坡時使用如下特殊支護(hù)結(jié)構(gòu)：

1.橫撐式支撐

2.護(hù)坡樁擋墻

3.土釘墻支護(hù)

4.地下連續(xù)墻第50頁/共116頁三、支護(hù)結(jié)構(gòu)第50頁/共116頁501．橫撐式支撐[見圖1-13所示]第51頁/共116頁1．橫撐式支撐[見圖1-13所示]第51頁/共116頁512．護(hù)坡樁擋墻(1)擋墻類型1)鋼板樁擋墻(見圖1-14所示)圖1-14

鋼板樁截面圖

第52頁/共116頁2．護(hù)坡樁擋墻第52頁/共116頁522)H型鋼樁擋墻(見圖1-15所示)

圖1-15

H型鋼樁截面圖3)鉆孔灌注樁、人工挖孔樁擋墻(見圖1-16所示)

圖1-16樁基防護(hù)圖第53頁/共116頁2)H型鋼樁擋墻(見圖1-15所示)第53頁/共116頁534)深層攪拌水泥土樁、旋噴樁擋墻(見圖1-17所示)

圖1-16

深層攪拌水泥土樁、旋噴樁防護(hù)圖

第54頁/共116頁4)深層攪拌水泥土樁、旋噴樁擋墻(見圖1-17所示)第5454(2)錨固形式擋墻(見圖1-18所示)

圖1-18

錨固形式防護(hù)圖

第55頁/共116頁(2)錨固形式擋墻(見圖1-18所示)第55頁/共116頁553．土釘墻支護(hù)作用：土釘與土體形成復(fù)合體，提高邊坡穩(wěn)定性和超載能力，增強(qiáng)土體破壞延性；特點(diǎn)：土體穩(wěn)定性好，位移小，施工簡便，費(fèi)用低，對鄰近建筑物影響小。分層分段施工，階段不穩(wěn)定性。適用于：地下水位以上的雜填土、粘性土、非松散砂土。邊坡坡度70～90°。工藝過程：挖土→噴射混凝土→打孔→插筋、注漿→鋪放、壓固鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土→挖下層土。第56頁/共116頁3．土釘墻支護(hù)第56頁/共116頁564．地下連續(xù)墻作用：防滲、擋土，地下室外墻的一部分；適用于：坑深大，土質(zhì)差，地下水位高；鄰近有建(構(gòu))筑物，采用逆作法施工。工藝過程：作導(dǎo)槽→鉆槽孔→放鋼筋籠→水下灌注混凝土→基坑開挖與支撐第57頁/共116頁4．地下連續(xù)墻第57頁/共116頁57四、降低地下水位

基坑工程中的降低地下水亦稱地下水控制，即在基坑工程施工過程中，地下水要滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)和挖土的施工要求，并且不因地下水位的變化，對基坑周圍的的環(huán)境和設(shè)施帶來危害。(一)降水目的(二)集水井法(明排水法)(三)輕型井點(diǎn)降水第58頁/共116頁四、降低地下水位第58頁/共116頁58(一)降水目的1、防止涌水、流砂，保證在較干燥的狀態(tài)下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、減少坑壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平荷載。

第59頁/共116頁(一)降水目的第59頁/共116頁59流砂現(xiàn)象

當(dāng)開挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂時，如果采用集水井法降水開挖，當(dāng)挖至地下水位以下時，坑底下面的土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂A.動水壓力――地下水在滲流過程中受到土顆粒的阻力，使水流對土顆粒產(chǎn)生的一種壓力。其大小與水力坡度成正比，方向同滲流方向。

GD＝Iγw=(Δh/L)γwB.流砂原因:

當(dāng)動水壓力大于或等于土的浸水重度(GD≥γ’)時，土粒被水流帶到基坑內(nèi)。主要發(fā)生在細(xì)砂、粉砂、輕亞粘土、淤泥中第60頁/共116頁流砂現(xiàn)象

第60頁/共116頁60C.流砂的防治

減小動水壓力(板樁等增加L)；

平衡動水壓力(拋石塊、水下開挖、泥漿護(hù)壁)；

改變動水壓力的方向(井點(diǎn)降水)。D.如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)采取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：

(1)如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m；

(2)水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡；

(3)采用井點(diǎn)降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。第61頁/共116頁C.流砂的防治

減小動水壓力(板樁等增加L)；

平衡動水61(二)、集水井法(明排水法)

1.用于土質(zhì)較好、水量不大、基坑可擴(kuò)大者2.挖至地下水位時，挖排水溝→設(shè)集水井→抽水→再挖土、溝、井3.要求：

(1)排水溝：沿基坑底四周設(shè)置，底寬≮300mm，溝底低于坑底500mm，坡度1％。

(2)集水井：沿基坑底邊角設(shè)置，間距20～40m，直徑0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。長期用，有護(hù)壁和碎石壓底。

(3)水泵：離心泵、潛水泵、污水泵第62頁/共116頁(二)、集水井法(明排水法)

第62頁/共116頁62(三)輕型井點(diǎn)降水

輕型井點(diǎn)降水法具有效果明顯，使土壁穩(wěn)定、避免流砂、防止隆起、方便施工的優(yōu)點(diǎn)同時也有可能引起周圍地面和建筑物沉降。1.井點(diǎn)類型用適用范圍2.輕型井點(diǎn)設(shè)備3.輕型井點(diǎn)布置4.計算涌水量Q:(環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng))5.確定井管的數(shù)量與間距6.井點(diǎn)管的埋設(shè)與使用第63頁/共116頁(三)輕型井點(diǎn)降水

第63頁/共116頁631、井點(diǎn)類型及適用范圍(見表1-5)

第64頁/共116頁1、井點(diǎn)類型及適用范圍(見表1-5)第64頁/共116頁642、輕型井點(diǎn)設(shè)備井管：φ38、φ51，長5～7m(常用6m)，無縫鋼管，絲扣連濾管；濾管：φ38、φ51，長1～1.7m，開孔φ12,開孔率20～25％，包濾網(wǎng)；(圖示)總管：內(nèi)φ75～100無縫鋼管，每節(jié)4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口；連接管：使用透明塑料管、膠管或鋼管，宜有閥門；抽水設(shè)備：真空泵(教材)――真空度高，體形大、耗能多、構(gòu)造復(fù)雜

射流泵(常用)――簡單、輕小、節(jié)能

隔膜泵(少用)第65頁/共116頁2、輕型井點(diǎn)設(shè)備第65頁/共116頁65第66頁/共116頁第66頁/共116頁664.輕型井點(diǎn)布置(1)平面布置單排：在溝槽上游一側(cè)布置，每側(cè)超出溝槽≮B。用于溝槽寬度B≤6m，降水深度≤5m。(圖示)雙排：在溝槽兩側(cè)布置，每側(cè)超出溝槽≮B。用于溝槽寬度B>6m，或土質(zhì)不良。環(huán)狀：在坑槽四周布置。用于面積較大的基坑。(圖示)第67頁/共116頁4.輕型井點(diǎn)布置第67頁/共116頁67第68頁/共116頁第68頁/共116頁68第69頁/共116頁第69頁/共116頁695．計算涌水量Q：(環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng))(1)判斷井型(2)無壓完整井井點(diǎn)計算(積分解)(3)無壓非完整井群井系統(tǒng)涌水量計算(近似解)第70頁/共116頁5．計算涌水量Q：(環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng))第70頁/共116頁70(1)判斷井型(圖)按照濾管與不透水層的關(guān)系：(見圖1-19所示)完整井――到不透水層

非完整井――未到不透水層.按照是否承壓水層：(見圖1-19所示)承壓井或無壓井第71頁/共116頁(1)判斷井型(圖)第71頁/共116頁71圖1-19

井形示意圖

第72頁/共116頁第72頁/共116頁72(2)無壓完整井群井井點(diǎn)計算(積分解)

第73頁/共116頁(2)無壓完整井群井井點(diǎn)計算(積分解)

73Q＝1.366K(2H－S)S/(lgR－lgX0)

(m3/d)K――土層滲透系數(shù)(m/d)；H――含水層厚度(m)；S――水位降低值(m)；R――抽水影響半徑(m)，R=1.95S(HK)1/2；X0――環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑(m)；當(dāng)長寬比A/B≯5時，X0=(F/π)1/2，否則分塊計算涌水量再累加。F――井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積。第74頁/共116頁Q＝1.366K(2H－S)S/(lgR－lgX0)

743)無壓非完整井群井系統(tǒng)涌水量計算(近似解)

以有效影響深度H0代替含水層厚度H用上式計算Q。第75頁/共116頁3)無壓非完整井群井系統(tǒng)涌水量計算(近似解)第75頁/共175H0的確定方法：

注意：1、當(dāng)H0值超過H時，取H0＝H；

2、計算R時，也應(yīng)以H0代入第76頁/共116頁H0的確定方法：第76頁/共116頁766．確定井管的數(shù)量與間距(1)單井出水量：q＝65πdlK1/3

(m3/d)d、l――濾管直徑、長度(m)；(2)最少井點(diǎn)數(shù)：n’＝1.1Q/q(根)1.1－－備用系數(shù)。(3)最大井距：D’＝L總管/n’(m)；(4)確定井距：

15d≤井距D≤D’，且符合總管的接頭間距。

(5)確定井點(diǎn)數(shù)：n＝L總管/D第77頁/共116頁6．確定井管的數(shù)量與間距第77頁/共116頁777．井點(diǎn)管的埋設(shè)與使用(1)埋設(shè)方法：

水沖法：水槍、井管自身(高壓水)

鉆孔法：正循環(huán)鉆、反循環(huán)鉆、沖擊鉆等。(2)使用要求：

開挖前2～5天開泵降水；

連續(xù)抽水不間斷(水量先大后小，先混后清)，注意防止堵塞。(3)注意問題：

1)真空度0.6~0.7大氣壓；

2)死管：檢查、變活；

3)設(shè)觀測井檢查水位下降情況。(4)拔除井管：

基坑回填后；用安裝卷揚(yáng)機(jī)和支架拔出。第78頁/共116頁7．井點(diǎn)管的埋設(shè)與使用第78頁/共116頁78一、常用土方施工機(jī)械1、推土機(jī)2、鏟運(yùn)機(jī)3、挖掘機(jī)

單斗挖土機(jī)按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。

單斗挖土機(jī)按其操縱機(jī)構(gòu)的不同，可分為機(jī)械式和液壓式兩類。

第四節(jié)

土方機(jī)械化施工

第79頁/共116頁一、常用土方施工機(jī)械第四節(jié)

土方機(jī)械化施工第79頁/共79液壓式單斗挖土機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時，慣性小，并能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可減少強(qiáng)烈的沖擊和振動；結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)身輕，尺寸??；附有不同的裝置，能一機(jī)多用；操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動化。(1)正鏟挖掘機(jī)(2)反鏟挖掘機(jī)(3)拉鏟挖掘機(jī)(4)抓鏟挖掘機(jī)第80頁/共116頁液壓式單斗挖土機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時，801

推土機(jī)

按行走的方式，可分為履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)。履帶式推土機(jī)附著力強(qiáng)，爬坡性能好，適應(yīng)性強(qiáng)。輪胎式推土機(jī)行駛速度快，靈活性好。目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機(jī)有東方32100、T-120、黃河220等；輪胎式推土機(jī)有TL160等。第81頁/共116頁1

推土機(jī)

第81頁/共116頁812

鏟運(yùn)機(jī)(1)按行走方式分為牽引式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)；按鏟斗操縱系統(tǒng)分，有液壓操縱和機(jī)械操縱兩種。(2)為了提高鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)效率，可以采取下坡鏟土、推土機(jī)推土助鏟等方法，縮短裝土?xí)r間，使鏟斗的土裝得較滿。(3)助鏟法：根據(jù)填、挖方區(qū)分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理選擇運(yùn)行路線，提高生產(chǎn)率。一般有環(huán)形路線和“8”字形路線兩種形式。第82頁/共116頁2

鏟運(yùn)機(jī)第82頁/共116頁823單斗挖土(1)正鏟挖土機(jī)

*正鏟挖土機(jī)的工作特點(diǎn)是前進(jìn)行駛，鏟斗由下向上強(qiáng)制切土，挖掘力大，生產(chǎn)效率高；適用于開挖含水量不大于27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運(yùn)輸作業(yè)；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。

*正鏟挖土機(jī)的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運(yùn)輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種：a.正向挖土，側(cè)向卸土b.正向挖土，反向卸土第83頁/共116頁3單斗挖土第83頁/共116頁83(2)反鏟挖土機(jī)

*反鏟挖土機(jī)的工作特點(diǎn)是機(jī)械后退行駛，鏟斗由上而下強(qiáng)制切土，用于開挖停機(jī)面以下的一至三類土，適用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開挖。

*反鏟挖土機(jī)的開行方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種第84頁/共116頁(2)反鏟挖土機(jī)

第84頁/共116頁84(3)拉鏟挖土機(jī)

拉鏟挖土機(jī)工作時利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼絲繩進(jìn)行挖土或卸土，鏟斗由上而下，靠自重切土，可以開挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側(cè)開挖。第85頁/共116頁(3)拉鏟挖土機(jī)

第85頁/共116頁85(4)抓鏟挖土機(jī)

抓鏟挖土機(jī)主要用于開挖土質(zhì)比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程，特別適于水下挖土。土質(zhì)堅(jiān)硬時不能用抓鏟施工。第86頁/共116頁(4)抓鏟挖土機(jī)

第86頁/共116頁86二、土方機(jī)械的選擇土方機(jī)械化開挖應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、工程規(guī)模、開挖深度、地質(zhì)、地下水情況、土方量、運(yùn)距、現(xiàn)場和機(jī)具設(shè)備條件、工期要求以及土方機(jī)械的特點(diǎn)等合理選擇挖土機(jī)械，以充分發(fā)揮機(jī)械效率，節(jié)省機(jī)械費(fèi)用，加速工程進(jìn)度。

(一)土方機(jī)械選擇的原則(二)土方開挖方式與機(jī)械選擇(三)自卸汽車與挖土機(jī)的配套第87頁/共116頁二、土方機(jī)械的選擇第87頁/共116頁87(一)土方機(jī)械選擇的原則施工機(jī)械的選擇應(yīng)與施工內(nèi)容相適應(yīng)；

土方施工機(jī)械的選擇與工程實(shí)際情況相結(jié)合；

主導(dǎo)施工機(jī)械確定后，要合理配備完成其他輔助施工過程的機(jī)械；

選擇土方施工機(jī)械要考慮其他施工方法，輔助土方機(jī)械化施工。第88頁/共116頁(一)土方機(jī)械選擇的原則第88頁/共116頁88(二)土方開挖方式與機(jī)械選擇(1)平整場地常由土方的開挖、運(yùn)輸、填筑和壓實(shí)等工序完成。

地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運(yùn)機(jī)較適宜。

地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運(yùn)距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土機(jī)配合自卸車進(jìn)行挖土、運(yùn)土，在填方區(qū)配備推土機(jī)平整及壓路機(jī)碾壓施工。

挖填方高度均不大，運(yùn)距在100m以內(nèi)時，采用推土機(jī)施工，靈活、經(jīng)濟(jì)。(2)地面上的坑式開挖

單個基坑和中小型基礎(chǔ)基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多采用抓鏟挖土機(jī)和反鏟挖土機(jī)。抓鏟挖土機(jī)適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機(jī)適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。第89頁/共116頁(二)土方開挖方式與機(jī)械選擇第89頁/共116頁89(3)長槽式開挖

指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝，宜采用反鏟挖土機(jī)；

若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機(jī)挖土。

若土質(zhì)干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)施工。地面上的坑式開挖。(4)整片開挖

對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機(jī)開挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機(jī)，可在坑上作業(yè)。

對于獨(dú)立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機(jī)配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運(yùn)土。第90頁/共116頁(3)長槽式開挖第90頁/共116頁90(三)自卸汽車與挖土機(jī)的配套原則：保證挖土機(jī)連續(xù)工作：

汽車載重量：以裝3～5斗土為宜；

汽車數(shù)量：N

＝汽車每一工作循環(huán)的延續(xù)時間T／每次裝車時間t；

或：N

＝(挖土機(jī)臺班產(chǎn)量／汽車臺班產(chǎn)量)+1第91頁/共116頁(三)自卸汽車與挖土機(jī)的配套第91頁/共116頁91第五節(jié)

基坑(槽)施工一、房屋定位二、放線三、基槽開挖寬度的計算四、基槽(坑)土方開挖1

基槽(坑)開挖深度控制2

基槽(坑)開挖中注意事項(xiàng)3

驗(yàn)槽第92頁/共116頁第五節(jié)

基坑(槽)施工一、房屋定位第92頁/共116頁92一、房屋定位

房屋定位：在基礎(chǔ)施工之前根據(jù)建筑總平面圖設(shè)計要求，將擬建房屋的平面位置和零點(diǎn)標(biāo)高在地面上固定下來。

定位一般用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和鋼尺等測量儀器，根據(jù)主軸線控制點(diǎn)，將外墻軸線的四個交點(diǎn)用木樁測設(shè)在地面上(見圖1-20所示)。

房屋外墻軸線測定后，根據(jù)建筑平面圖將內(nèi)部縱橫的所有軸線都一一測出，并用木樁及樁頂面小釘標(biāo)識出來。第93頁/共116頁一、房屋定位第93頁/共116頁93圖1-20

建筑物的定位

第94頁/共116頁第94頁/共116頁94二、放線

房屋定位后，根據(jù)基礎(chǔ)的寬度、土質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋置深度及施工方法，計算確定基槽(坑)上口開挖寬度，拉通線后用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線(見圖1-21所示)。

第95頁/共116頁二、放線第95頁/共116頁95圖1-21

放線示意圖第96頁/共116頁第96頁/共116頁96三、基槽開挖寬度的計算：(1)不放坡，不加擋土板支撐

可不留工作面，即基槽(坑)和基礎(chǔ)同寬。(2)不放坡，但要留工作面

一般，當(dāng)基槽(坑)底在地下水位以上時，每邊留出工作面寬度為300mm(見圖1-22所示)，基槽放灰線尺寸為：

d=a+2c

式中

d——基礎(chǔ)放灰線寬，mm；

a——基礎(chǔ)底寬，mm；

c—工作面寬(一般取300mm)第97頁/共116頁三、基槽開挖寬度的計算：第97頁/共116頁97圖1-22

直壁基槽開挖留工作面示意圖

第98頁/共116頁第98頁/共116頁98(3)留工作面并加支撐d=a+2c+2×100(mm)

當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，場地又狹窄不能放坡時，為防止土壁坍塌，必須設(shè)置支撐。此時，放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。(4)放坡

如果基槽深度超過《土方和爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定時，即使土質(zhì)良好且無地下水，亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況，參照[表1-4]放坡。放灰線尺寸為(見圖1-23所示)：第99頁/共116頁(3)留工作面并加支撐第99頁/共116頁99圖1-23

放坡基槽開挖留工作面示意圖

d=a+2c+2b

式中b——放坡寬度，b=mh；m——坡度系數(shù)；

h——基槽開挖深度。第100頁/共116頁第100頁/共116頁100四、基槽(坑)土方開挖

基槽(坑)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機(jī)開挖兩種形式。

開挖基槽(坑)應(yīng)按規(guī)定的尺寸，合理安排開挖順序和分層進(jìn)行，且連續(xù)施工。

土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。第101頁/共116頁四、基槽(坑)土方開挖第101頁/共116頁101第六節(jié)

填土與壓實(shí)

回填土是一項(xiàng)很重要的工作，一些建筑物沉降過大，室內(nèi)地坪和散水大面積開裂，主要原因之一就是由于回填壓實(shí)沒有達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求的緣故。一、填土的要求二、土的壓實(shí)方法三、填土壓實(shí)的影響因素四、填土質(zhì)量檢查第102頁/共116頁第六節(jié)

填土與壓實(shí)回填土是一項(xiàng)很重要的工作，一些建筑物沉102一、填土的要求填土的土料應(yīng)符合設(shè)計要求:

含有大量有機(jī)物、石膏和水溶性硫酸鹽(含量大于5%)的土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應(yīng)作為填方土料；

以粘土為土料時，應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)，含水量大的粘土不宜作填土用；

一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，其最大粒徑不得超過每層鋪墊厚度的2/3。

填土應(yīng)按整個寬度水平分層進(jìn)行，當(dāng)填方位于傾斜的山坡時，應(yīng)將斜坡修筑成1∶2階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動，并盡量用同類土填筑。

回填施工前，填方區(qū)的積水采用明溝排水法排除，并清除雜物第103頁/共116頁一、填土的要求第103頁/共116頁103二、土的壓實(shí)方法

填土的壓實(shí)方法一般有碾壓、夯實(shí)、振動壓實(shí)等幾種。

碾壓法是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實(shí)填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機(jī)械有平碾(壓路機(jī))、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機(jī)械進(jìn)行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。

夯實(shí)方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)填土，適用于小面積填土的壓實(shí)。夯實(shí)機(jī)械有夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)等。第104頁/共116頁二、土的壓實(shí)方法

第104頁/共116頁104三、填土壓實(shí)的影響因素

填土壓實(shí)與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素為:1.壓實(shí)功2.土的含水量3.每層鋪土厚度第105頁/共116頁三、填土壓實(shí)的影響因素

第105頁/共116頁1051壓實(shí)功的影響

填土壓實(shí)后的密度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加功的關(guān)系見(見圖1-24所示)。

圖1-24

土的密度與壓實(shí)功的關(guān)系示意圖

第106頁/共116頁1壓實(shí)功的影響第106頁/共116頁1062含水量的影響

填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實(shí))遍數(shù)和質(zhì)量。

較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實(shí)；當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實(shí)功作用下，得到最大的密實(shí)度，這時土的含水量稱做最佳含水量(見圖1-25所示)。

各種土的最佳含水量和最大干密度見表1.7所示。

第107頁/共116頁2含水量的影響第107頁/共116頁107圖1-25土的干密度與含水量的關(guān)系

第108頁/共116頁第108頁/共116頁108表1-7土的最佳含水量和最大干密度參考表

第109頁/共116頁表1-7土的最佳含水量和最大干密度參考表第109頁/共11093鋪土厚度的影響

在壓實(shí)功作用下，土中的應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小(見圖1-26所示)，其壓實(shí)作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。

各種壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)影響深度與土的性質(zhì)和含水量等因素有關(guān)。

對于重要填方工程，其達(dá)到規(guī)定密實(shí)度所需的壓實(shí)遍數(shù)、鋪土厚度等應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和壓實(shí)機(jī)械在施工現(xiàn)場的壓實(shí)試驗(yàn)決定。若無試驗(yàn)依據(jù)應(yīng)符合表1.6的規(guī)定。第110頁/共116頁3鋪土厚度的影響第110頁/共116頁110圖1-26

壓實(shí)作用沿深度的變化

第111頁/共116頁第111頁/共116頁111表1-6

填土施工時的分層厚度及壓實(shí)遍數(shù)

第112頁/共116頁表1-6

填土施工時的分層厚度及壓實(shí)遍數(shù)第112頁/共1112填土壓實(shí)后必須要達(dá)到密實(shí)度要求，填土密實(shí)度以設(shè)計規(guī)定的控制干密度ρd(或規(guī)定的壓實(shí)系數(shù)λ)作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實(shí)系數(shù)。

土的最大干密度乘以規(guī)范規(guī)定或設(shè)計要求的壓實(shí)系數(shù)，即可計算出填土控制干密度ρd的值。

土的實(shí)際干密度可用“環(huán)刀法”測定。

填方施工結(jié)束后，應(yīng)檢查標(biāo)高、邊坡坡度、壓實(shí)程度等，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1.7的規(guī)定。第113頁/共116頁填土壓實(shí)后必須要達(dá)到密實(shí)度要求，填土密實(shí)度以設(shè)計規(guī)定的控制干113表1-7填土工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

第114頁/共116頁表1-7填土工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)第114頁/共116頁11413210301281張英敏第115頁/共116115頁/共116頁115感謝您的欣賞！第116頁/共116頁感謝您的欣賞！第116頁/共116頁116一、土的分類*按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)硬石等八類。*土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工；*堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工；*次堅(jiān)石、堅(jiān)石和特堅(jiān)硬石一般要用爆破方法施工。[詳細(xì)見表1-1所示]第1頁/共116頁一、土的分類第1頁/共116頁117表1-1

土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法第2頁/共116頁表1-1

土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法第2頁/共116頁118第3頁/共116頁第3頁/共116頁119二、土的工程性質(zhì)

土的工程性質(zhì)對土方施工方法的選擇、勞動量和機(jī)械臺班的消耗及工程費(fèi)用等都有較大影響。1.土的含水量2.土的天然密度和干密3.土的可松性系數(shù)4.土的滲透性第4頁/共116頁二、土的工程性質(zhì)第4頁/共116頁1201.土的含水量

土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量,kg；

m干——烘干后土的質(zhì)量,kg；

mw——土中水的質(zhì)量,kg；

mS——固體顆粒的質(zhì)量,kg.土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響.第5頁/共116頁1.土的含水量第5頁/共116頁121

2.土的天然密度和干密度

土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。

土的天然密度按下式計算：式中:

ρ——土的天然密度,kg/m3；

m——土的總質(zhì)量,kg；

V—土的體積,m3.干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值.用下式表示：

第6頁/共116頁2.土的天然密度和干密度第6頁/共116頁122式中

ρd——土的干密度,kg/m3；

mS——固體顆粒質(zhì)量,kg；

V—土的體積,m3.

在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度.土的干密度愈大,表示土愈密實(shí).土的密實(shí)程度主要通過檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來控制.第7頁/共116頁第7頁/共116頁1233、土的可松性系數(shù)*土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。

*土的可松性用可松性系數(shù)表示，

最初可松性系數(shù)KS=V2/V1

最后可松性系數(shù)KS’=V3/V1

用途：開挖、運(yùn)輸、存放，挖土回填，留回填松土第8頁/共116頁3、土的可松性系數(shù)第8頁/共116頁124

式中

KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

V1——土在天然狀態(tài)下的體積,m3；

V2

——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積,m3；

V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積,m3.

土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；

土的最終可松性系數(shù)KS′是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù),

各類土的可松性系數(shù)見第一節(jié)[表1.1]所示.第9頁/共116頁式中

KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

1254、土的滲透性

土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì).土的滲透性用滲透系數(shù)表示.

滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力,以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實(shí)程度等有關(guān),是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。

土的滲透系數(shù)見[表1-2]所示第10頁/共116頁4、土的滲透性第10頁/共116頁126表1-2

土的滲透系數(shù)參考表

第11頁/共116頁表1-2

土的滲透系數(shù)參考表第11頁/共116頁127第二節(jié)

土方量計算

在土方施工之前,必須計算土方的工程量.但各種土方工程的外形有時很復(fù)雜,而且不規(guī)則.一般情況下,將其劃分成為一定的幾何形狀,采用具有一定精度而又和實(shí)際情況近似的方法進(jìn)行計算.

一、基坑與基槽土方量計算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算

(如圖1-1所示).即：

V=(F下+4F中+F上)H/6第12頁/共116頁第二節(jié)

土方量計算在土方施工之前,必須計算土方的工程量.128式中H——基坑深度,m；

F上、F下——基坑上、下底的面積，m2；

F中

—基坑中截面的面積，m2.圖1-1

基坑開挖土方量計算第13頁/共116頁式中第13頁/共116頁129圖1-2

基槽開挖土方量計算

基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(如圖1-2所示)：沿長度方向分段計算Vi,再V=∑Vi

斷面尺寸不變的槽段：Vi

=Fi×Li

斷面尺寸變化的槽段：Vi=(Fi上+4Fi中+Fi下)Li/6第14頁/共116頁第14頁/共116頁130二、場地平整土方計算對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地,主要是削凸填凹,移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計要求的平面.場地挖填土方量計算一般采用方格網(wǎng)法.方格網(wǎng)法計算場地平整土方量步驟為：1.讀識方格網(wǎng)圖

2.確定場地設(shè)計標(biāo)高

3.計算場地各個角點(diǎn)的施工高度

4.計算“零點(diǎn)”位置，確定零線

5.計算方格土方工程量

6.邊坡土方量計算

7.計算土方總量

8.例題及計算過程第15頁/共116頁二、場地平整土方計算第15頁/共116頁1311.讀識方格網(wǎng)圖

方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1：500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格,與測量的縱橫坐標(biāo)相對應(yīng),在各方格角點(diǎn)規(guī)定的位置上標(biāo)注角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計標(biāo)高(Hn),如圖1-3所示.圖1-3

方格網(wǎng)法計算土方工程量圖第16頁/共116頁1.讀識方格網(wǎng)圖第16頁/共116頁132二、場地平整土方計算

2.確定場地設(shè)計標(biāo)高(1)考慮的因素(2)初步標(biāo)高(按挖填平衡)(3)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整第17頁/共116頁二、場地平整土方計算第17頁/共116頁133(1)考慮的因素：①滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊?；②盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；③爭取在場區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低運(yùn)輸費(fèi)；④有一定泄水坡度，滿足排水要求.⑤場地設(shè)計標(biāo)高一般在設(shè)計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：A.小型場地――挖填平衡法；B.大型場地――最佳平面設(shè)計法(用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小)。第18頁/共116頁(1)考慮的因素：第18頁/共116頁134(2)初步標(biāo)高(按挖填平衡)場地初步標(biāo)高：H0=S(H11+H12+H21+H22)/4MH11、H12、H21、H22——一個方格各角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高；

M——方格個數(shù).或：H0=(∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)/4MH1－－一個方格所僅有角點(diǎn)的標(biāo)高；H2、H3、H4－－分別為兩個、三個、四個方格共用角點(diǎn)的標(biāo)高.第19頁/共116頁(2)初步標(biāo)高(按挖填平衡)第19頁/共116頁135(3)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整按泄水坡度、土的可松性、就近借棄土等調(diào)整.按泄水坡度調(diào)整各角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高：

①單向排水時，各方格角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為:Hn=H0±

Li

②雙向排水時，各方格角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為：Hn=H0±Lxix±Lyiy第20頁/共116頁(3)場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整第20頁/共116頁1363.計算場地各個角點(diǎn)的施工高度

施工高度為角點(diǎn)設(shè)計地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度.各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計算：

式中

hn------角點(diǎn)施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n------方格的角點(diǎn)編號(自然數(shù)列1，2，3，…，n).

Hn------角點(diǎn)設(shè)計高程，

H------角點(diǎn)原地面高程.第21頁/共116頁3.計算場地各個角點(diǎn)的施工高度第21頁/共116頁1374.計算“零點(diǎn)”位置，確定零線

方格邊線一端施工高程為“+”,若另一端為“-”,則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即“零點(diǎn)”(如圖1-4所示).圖1-4

零點(diǎn)位置

第22頁/共116頁4.計算“零點(diǎn)”位置，確定零線第22頁/共116頁138零點(diǎn)位置按下式計算：

式中

x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離,m；

h1、h2——相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(均用絕對值),m；

a—方格網(wǎng)的邊長，m.

確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示.

方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。第23頁/共116頁零點(diǎn)位置按下式計算：第23頁/共116頁139圖1-5

零點(diǎn)位置圖解法

第24頁/共116頁第24頁/共116頁1405.計算方格土方工程量

按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量.表1-3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計算公式

第25頁/共116頁5.計算方格土方工程量第25頁/共116頁1416.邊坡土方量計算場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡,以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。

邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計算：

一種為三角棱錐體(圖1-6中①～③、⑤～⑾)；

另一種為三角棱柱體(圖1-6中④).第26頁/共116頁6.邊坡土方量計算第26頁/共116頁142圖1-6

場地邊坡平面圖

第27頁/共116頁第27頁/共116頁143

A三角棱錐體邊坡體積

式中

l1——邊坡①的長度；

A1——邊坡①的端面積；

h2——角點(diǎn)的挖土高度；

m——邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高.

B

三角棱柱體邊坡體積

第28頁/共116頁

A三角棱錐體邊坡體積

第28頁/共116頁144兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中

l4——邊坡④的長度；

A1、A2、A0——邊坡④兩端及中部橫斷面面積.第29頁/共116頁兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

第29頁/共111457.計算土方總量

將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總,即得該場地挖方和填方的總土方量.8.例題【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖1-7所示，方格邊長為20m×20m,填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0,挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.第30頁/共116頁7.計算土方總量第30頁/共116頁146圖1-7

某建筑場地方格網(wǎng)布置圖

第31頁/共116頁第31頁/共116頁147【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計算結(jié)果列于圖1-8中.由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10m

h2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53m

h4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34m

h6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16m

h8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83m

h10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20m

h12=251.46-251.40=0.06m第32頁/共116頁【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計148圖1-8

施工高度及零線位置

第33頁/共116頁第33頁/共116頁149(2)計算零點(diǎn)位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點(diǎn)存在.由公式1.10求得：1—5線

x1=4.55(m)

2—6線

x1=13.10(m)

6—7線

x1=7.69(m)

7—11線

x1=8.89(m)

11—12線

x1=15.38(m)第34頁/共116頁(2)計算零點(diǎn)位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7150將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上,并將相鄰的零點(diǎn)連接起來,即得零線位置，如圖1-8.

(3)計算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形,土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格Ⅰ底面為兩個梯形,土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

第35頁/共116頁將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上,并將相鄰的零點(diǎn)連接起來,即得零線位置，如圖151方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：

VⅡ(+)=65.73

(m3)

VⅡ(-)=0.88

(m3)

VⅤ(+)=2.92

(m3)

VⅤ(-)=51.10

(m3)

VⅥ(+)=40.89

(m3)

VⅥ(-)=5.70

(m3)

方格網(wǎng)總填方量：

∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34

(m3)

方格網(wǎng)總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26

(m3)第36頁/共116頁方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：第36頁/共1152(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,其余均按三角棱錐體計算,

可得：V①(+)=0.003

(m3)

V②(+)=V③(+)=0.0001

(m3)

V④(+)=5.22

(m3)

V⑤(+)=V⑥(+)=0.06

(m3)

V⑦(+)=7.93

(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01

(m3)

V⑩=0.01

(m3)

V11=2.03

(m3)

V12=V13=0.02

(m3)

V14=3.18

(m3)第37頁/共116頁(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,153圖1-9

場地邊坡平面圖

第38頁/共116頁第38頁/共116頁154邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：

∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)

第39頁/共116頁邊坡總填方量：第39頁/共116頁155三