大學(xué)課程土木專業(yè)《土木工程施工（房屋建筑方向）-土方工程》精美課件

土木工程施工（房屋建筑方向）前言

土木工程施工是土木專業(yè)（房建方向）的一門實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性大、涉及知識(shí)面廣的骨干專業(yè)課程，它的任務(wù)是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。是同學(xué)們步入工作崗位后要學(xué)以致用、安身立命的主要課程之一。無論同學(xué)們畢業(yè)后在土木建筑領(lǐng)域從事何種職業(yè)和崗位，學(xué)好本課程的專業(yè)知識(shí)都將使你受用終生。本課程的諸多專業(yè)術(shù)語、概念和知識(shí)點(diǎn)常常是求職面試時(shí)主考官信手拈來的試題，本課程是你求職的敲門磚！本課程的施工程序、工藝流程、操作要點(diǎn)、質(zhì)量要求等內(nèi)容直接與規(guī)范的強(qiáng)制性條文接軌，這些知識(shí)將使你在職場受用一生！總目錄第1講土方規(guī)劃第16講鋼結(jié)構(gòu)工程第2講土方工程施工要點(diǎn)第17講起重安裝機(jī)械第3講機(jī)械化施工及填土壓實(shí)第18講結(jié)構(gòu)吊裝施工第4講基坑驗(yàn)槽及地基加固處理第19講防水工程第5講混凝土預(yù)制樁施工第20講裝飾工程施工（1）第6講混凝土灌注樁施工第21講裝飾工程施工（2）第7講磚砌體施工第22講裝飾工程施工（3）第8講石砌體及砌塊砌體施工第23講冬雨期施工技術(shù)措施第9講腳手架及垂直運(yùn)輸?shù)?4講施工組織概述第10講鋼筋工程第25講流水施工原理第11講模板工程第26講網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)第12講混凝土制備及運(yùn)輸?shù)?7講網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用第13講混凝土成型及養(yǎng)護(hù)第28講施工組織總設(shè)計(jì)第14講預(yù)應(yīng)力材料與機(jī)具第29講單位工程施工組織設(shè)計(jì)第15講預(yù)應(yīng)力施工第30講施工組織設(shè)計(jì)編制實(shí)例第1章土方工程第1講土方規(guī)劃第2講土方工程施工要點(diǎn)第3講機(jī)械化施工及填土壓實(shí)

第1章土方工程

【教學(xué)要求】了解土方工程特點(diǎn)；掌握場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定、調(diào)整與土方調(diào)配；掌握邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機(jī)械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實(shí)的要求和方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】土方調(diào)配；邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)的方法；輕型井點(diǎn)降水；土方的填筑與壓實(shí)。

【教學(xué)難點(diǎn)】表上作業(yè)法進(jìn)行土方調(diào)配；輕型井點(diǎn)降水；邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)；影響填土壓實(shí)的因素。

【時(shí)間安排】本章共3講、6學(xué)時(shí)。第1講土方規(guī)劃1概述

2土方邊坡3土方量計(jì)算的方法

4場地平整土方量計(jì)算5土方調(diào)配第1章土方工程1.2

土方工程的施工要求●土方量少、工期短、費(fèi)用?。弧褚虻刂埔司幹坪侠淼氖┕し桨?，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；1

概述共46頁第2頁●要求標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確；●應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的施工工藝、施工組織和機(jī)械化施工?！裢馏w有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；基坑土方開挖1

概述包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：1.1

土方工程的內(nèi)容

⑴場地平整：包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。

⑵開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)：包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。

⑶土方回填與壓實(shí)：包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。第1講土方規(guī)劃共46頁第1頁土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥600～1500用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅(jiān)土）軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎(卵)石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍四類土（砂礫堅(jiān)土）堅(jiān)實(shí)密實(shí)的粘性土或黃土；中等密實(shí)的含碎(卵)石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖1100～2700用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破六類土（次堅(jiān)石）泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖2200～2900用爆破方法，部分用風(fēng)鎬七類土（堅(jiān)石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r2500～3100用爆破方法八類土（特堅(jiān)石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法1.3土的工程分類1

概述共46頁第3頁1.4

土的工程性質(zhì)

天然密度--是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。

干密度--是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。⑴土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀不同類的土，其最大干密度是不同的；同類的土在不同的狀態(tài)下(含水量、壓實(shí)程度)其密實(shí)度也是不同的1

概述共46頁第4頁⑵土的含水量W是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示，見下式：含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質(zhì)量土的含水量超過25～30%，則機(jī)械化施工就困難，容易打滑、陷車回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實(shí)，獲得最大干密度快速含水量測定儀1

概述共46頁第5頁⑶土的滲透性

是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流速度

V

與土的滲透系數(shù)

K

和水頭梯度

I有關(guān)，地下水在土中的滲流速度可按達(dá)西公式計(jì)算：

V（m/d）=K·I

土壤滲透試驗(yàn)儀滲透系數(shù)K值將直接影響降水方案的選擇和涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確性1

概述共46頁第6頁⑷土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用可松性系數(shù)KS表示。

土的最初可松性系數(shù)

KS=V2/V1；

土的最后可松性系數(shù)

K，S=V3/V1

。

式中：V1

——土在天然狀態(tài)下的體積；

V2

——土經(jīng)開挖后的松散體積；

V3

——土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算挖掘機(jī)械生產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)，最后可松性系數(shù)K，S是計(jì)算場地平整標(biāo)高及填方所需的挖方體積等的重要參數(shù)。不同分類的土的可松性系數(shù)可參考下表：1

概述共46頁第7頁土的可松性參考值土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)最初最后最初Ks最后K，s一類土（種植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二類土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二類土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三類土24～304～71.24～1.301.04～1.07四類土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七類土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八類土45～5020～301.45～1.501.20～1.301

概述共46頁第8頁2土方邊坡合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設(shè)邊坡，是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為1:m，即：第1講土方規(guī)劃

式中

m=b/h

，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當(dāng)邊坡高度已知為h時(shí)，其邊坡寬度則等于mh。共46頁第9頁臨時(shí)性挖方的邊坡值土的類別邊坡值（高：寬）砂土（不包括細(xì)砂、粉砂）1:1.25～1:1.5一般粘性土硬1:0.75～1:1硬、塑1:1～1:1.25軟1:1.5或更緩碎石類土充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土1:0.5～1:1充填砂土1:1～1:1.5邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及工程特點(diǎn)而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。臨時(shí)性挖方邊坡可按下表確定：2

土方邊坡共46頁第10頁深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡

的最陡坡度（不加支撐）土的種類邊坡坡度（高：寬）坡頂無荷載坡頂有靜載坡頂有動(dòng)載中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石類土(充填物為砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黃土1:0.101:0.251:0.33軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后)1:1.00當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好,土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)底面標(biāo)高時(shí),挖方深度在5m以內(nèi),不加支撐的邊坡可按下表確定：2

土方邊坡共46頁第11頁3土方量計(jì)算的基本方法土方量計(jì)算的基本方法有平均高度法和平均斷面法兩種。3.1平均高度法

⑴四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個(gè)邊長等于a的方格網(wǎng)，每個(gè)方格網(wǎng)的土方體積V等于底面積a2乘四個(gè)角點(diǎn)高度的平均值，即：第1講土方規(guī)劃共46頁第12頁方格網(wǎng)土方量計(jì)算則可采取平均高度法（四方棱柱體法和三角棱柱體法）3

土方量計(jì)算的基本方法共46頁第13頁

⑵三角棱柱體法：將每一個(gè)方格順地形的等高線沿對角線劃分為兩個(gè)三角形，然后分別計(jì)算每一個(gè)三角棱柱體的土方量。3.2平均斷面法

基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均斷面法。即：3

土方量計(jì)算的基本方法共46頁第14頁4場地平整土方量計(jì)算

4.1.1

H0的重要性

場地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對減少土方工程量、加速工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)有著重要意義。4.1

場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的確定確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)最佳方案。第1講土方規(guī)劃共46頁第15頁4.1.2

H0的確定原則

●滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅弧癯浞掷玫匦?，分區(qū)或分臺(tái)階布置，分別確定不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高；●考慮挖填平衡，棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≧2‰)，滿足排水要求；●考慮最高洪水位的影響。4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第16頁4.1.3

H0的確定步驟如場地設(shè)計(jì)標(biāo)高無特殊要求時(shí)，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則確定H0,其步驟如下：

⑴劃分方格網(wǎng)

方格網(wǎng)邊長a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原則即場地內(nèi)土方的絕對體積在平整前、后相等4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第17頁⑵確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程●水準(zhǔn)儀實(shí)測；●利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得。4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第18頁用插入法求得H13=251.70水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測量按每一個(gè)方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為幾個(gè)方格共有的情況，確定設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的實(shí)用公式為：⑶按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高式中：

n——

方格網(wǎng)數(shù)；

H1

——

一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)坐標(biāo)；

H2

——

兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；

H3

——

三個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；

H4

——

四個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)。4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第19頁4.2

場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的調(diào)整

按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出H,0：

●土的可松性影響——填方因土的可松性引起的填方體積增加；

●場內(nèi)挖方和填方的影響——從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，安排的挖方就近棄土和填方就近場外取土，引起的挖填土方量的變化；

●場地泄水坡度的影響——單坡？雙坡？4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第20頁由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為：VWVTH0V,WV,TH,0Δh理論設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高4.2.1

土的可松性影響4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第21頁

場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，常會(huì)將部分挖方就近棄于場外，或就近于場外取土用于部分填方，均會(huì)引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場地設(shè)計(jì)標(biāo)高。4.2.2

場內(nèi)挖方和填方的影響式中：

Q——場地根據(jù)H0平整后多余或不足的土方量。其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算：

4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第22頁

調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個(gè)水平面的標(biāo)高，而實(shí)際施工中要根據(jù)泄水坡度的要求(單坡泄水或雙坡泄水)計(jì)算出場地內(nèi)各方格網(wǎng)角點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高。4.2.3場地泄水坡度的影響

⑴場地為單坡泄水時(shí)，場地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：式中：l——該點(diǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高H，0的距離；

i——場地泄水坡度（不小于2‰）。4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第23頁場地單向泄水坡度示意圖

⑵場地為雙坡泄水時(shí)，場地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：式中：lx、ly——該點(diǎn)沿X-X、Y-Y方向距場地中心線的距離；

ix、iy——場地沿X-X、Y-Y方向的泄水坡度。公式中正負(fù)號(hào)的取值：計(jì)算角點(diǎn)在H，0之上取“＋”，反之取“－”4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第24頁場地雙向泄水坡度示意圖4.3

場地土方量的計(jì)算

4.3.1

求各方格角點(diǎn)的施工高度hn

hn=場地設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn－自然地面標(biāo)高H

角點(diǎn)編號(hào)施工高度hn

1

-0.7243.2442.52自然地面標(biāo)高H

設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn若hn為正值則該點(diǎn)為填方，

hn為負(fù)值則為挖方。場地土方量計(jì)算步驟如下：4

場地平整土方量計(jì)算土方方格網(wǎng)圖例共46頁第25頁

零線位置的確定：先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“+”、“－”中的零點(diǎn)，將相鄰兩零點(diǎn)連接起來即為零線。4.3.2繪出零線

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(m)，均用絕對值；

a——方格網(wǎng)的邊長(m).零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算：4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第26頁零點(diǎn)位置計(jì)算示意

為省略計(jì)算，亦可用圖解法直接求出零點(diǎn)位置。即用尺在各角點(diǎn)標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。見下圖：

h1+0.30h2-0.20±0551010h7h8+0.7-0.10用尺量出h1＋0.3的刻度用尺量出h2－0.2的刻度兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)用尺量出h8－0.1的刻度用尺量出h7＋0.7的刻度兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)兩零點(diǎn)連線即為零線4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第27頁4.3.3

計(jì)算場地挖、填土方量

“零線”求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計(jì)算各方格的挖、填土方量了。4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第28頁挖方施工及長距離土方調(diào)運(yùn)4.3.4計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距

先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標(biāo)X0、Y0：

填方區(qū)··yH0H0xxOWxOTyOWyOTL0挖方區(qū)式中：

xi、yi——i塊方格的重心坐標(biāo)；

Vi——i塊方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19x19、y19挖方區(qū)重心填方區(qū)重心4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第29頁

則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距L0為：式中：x0T、y0T——填方區(qū)的重心坐標(biāo)；

x0W、y0W——挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。

在實(shí)際工作中，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的形心位置O代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。4

場地平整土方量計(jì)算共46頁第30頁5土方調(diào)配5.2土方調(diào)配的原則土方調(diào)配是土方規(guī)劃中的一個(gè)重要內(nèi)容。其原則是：力求挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。5.1土方調(diào)配的步驟

劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）→計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）→確定初始調(diào)配方案→優(yōu)化方案判別→繪制土方調(diào)配圖表。第1講土方規(guī)劃共46頁第31頁5.3

最優(yōu)調(diào)配方案的確定

最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用“表上作業(yè)法”求解。調(diào)配的步驟如下：用“最小元素法”編制初始調(diào)配方案最優(yōu)方案判別繪制土方調(diào)配圖最優(yōu)方案判別方案的調(diào)整是否5

土方調(diào)配共46頁第32頁5.3.1

初始調(diào)配方案

下圖為一矩形廣場，圖中小方格內(nèi)的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。500500800600500500400W1T1W36050701108070401009040100W4T3W2T270挖方區(qū)編號(hào)填方區(qū)編號(hào)挖方區(qū)需調(diào)出土方填方區(qū)需調(diào)進(jìn)土方調(diào)配區(qū)間的平均運(yùn)距5

土方調(diào)配共46頁第33頁各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W1x1150x1270x13100500C,11C,12C,13W2x2170x2240x2390500C,21C,22C,23W3x3260x32110x3370500C,31C,32C,33W4x4180x42100x4340400C,41C,42C,43填方量m380060050019005

土方調(diào)配共46頁第34頁

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3,11C,12C,13W2×7050040×90500C,21C,22C,23W36011070500C31C32C33W4×80×10040040400C,41C,42C,43填方量m38006005001900

步驟1：選取平均運(yùn)距最小(C22=C43=40)的方格，確定它所對應(yīng)的調(diào)配土方數(shù)，并使其盡可能大。本例選取C43=40，X43=400(W4的全部挖方調(diào)往T3)，X41、X42=0(W4的挖方不調(diào)往T1、T2)，在X41、X42的方格內(nèi)畫上“×”5

土方調(diào)配共46頁第35頁

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W170100500C,11C,12C,13W27090500C,21C,22C,23W3500C,31C,32C,33W4×80×10040040400C,41C,42C,43填方量m38006005001900

步驟2：重復(fù)步驟1，按平均運(yùn)距由小到大依次計(jì)算X22、X11、X31（C22→C11→C31）

，我們就得到了土方調(diào)配的初始方案。1.5

土方調(diào)配5005001003001004050××××6070110共46頁第36頁5.3.2

最優(yōu)方案判別初始調(diào)配方案是按“就近調(diào)配”求得的，它保證了挖填平衡、總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行判別。在“表上作業(yè)法”中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們介紹引入“假想價(jià)格系數(shù)”求檢驗(yàn)數(shù)λij來判別。首先求出表中各方格的假想價(jià)格系數(shù)，有調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)C，ij=Cij

，無調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)按下式計(jì)算：5

土方調(diào)配共46頁第37頁利用已知的假想價(jià)格系數(shù)，我們可以逐個(gè)求解未知的C，ij。

步驟1：在有調(diào)配土方的方格內(nèi)，C，ij=Cij

，將數(shù)據(jù)填入表中；

該公式的意義即：構(gòu)成任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對角線上的假想價(jià)格系數(shù)之和相等。

5

土方調(diào)配共46頁第38頁

步驟2：按任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對角線上的C，ij之和相等，逐個(gè)求解未知的C，ij；如：填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150050×70×1005005010060W2×7050040×90500－

10400W330060100110100705006011070W4×80×10040040400308040填方量m380060050019005

土方調(diào)配共46頁第39頁填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150－70+1005005010060W2+7040+90500-10400W360110705006011070W4+80+10040400308040填方量m38006005001900

步驟3：引入檢驗(yàn)數(shù)λ，按下式求出表中無調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù)（即方格右邊兩小格數(shù)字上下相減，將正負(fù)號(hào)填入表中）：

λ12

出現(xiàn)負(fù)數(shù)說明方案不是最佳方案，需要進(jìn)行調(diào)整。5

土方調(diào)配共46頁第40頁

步驟2：找出x12的閉回路。其作法是，從x12方格出發(fā)，沿水平或豎直方向前進(jìn)，遇到有數(shù)字的方格作900轉(zhuǎn)彎(也可不轉(zhuǎn)彎)，如果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)。形成一條以有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點(diǎn)、用水平或豎直線聯(lián)起來的閉回路。見下表：

T1T2T3W1500X12W2500W3300100100W4400①②③④⑤5.3.3

方案的調(diào)整

步驟1：在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個(gè)(一般選最小的)，本例即λ12，將它對應(yīng)的變量

x12作為調(diào)整對象。5

土方調(diào)配共46頁第41頁

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150070+1005005010060W2+7050040+90500-10400W330060110100705006011070W4+80+10040040400308040填方量m38006005001900

步驟3：從空格

X12出發(fā)，沿閉回路（方向任意）行進(jìn)，在各奇數(shù)轉(zhuǎn)角點(diǎn)的數(shù)字中挑出一個(gè)最小的（本例即X32=100）將它由X32調(diào)到X12方格中。5001005

土方調(diào)配共46頁第42頁

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W15070+1005005010060W2+7050040+90500-10400W360110100705006011070W4+80+10040040400308040填方量m38006005001900

步驟4：將“100”數(shù)字填入X12方格中，被調(diào)出的X32為0，同時(shí)將閉回路上其它奇數(shù)次轉(zhuǎn)角（X11）方格內(nèi)的數(shù)字都減去100，偶數(shù)次轉(zhuǎn)角（X31）方格內(nèi)的數(shù)字都增加100，使得填、挖方區(qū)的土方量仍然保持平衡。這樣我們就得到了下表中的新調(diào)配方案。40001004005

土方調(diào)配共46頁第43頁步驟5：對新調(diào)配方案按“⑵最優(yōu)方案判別”的方法和步驟再進(jìn)行判別和檢驗(yàn)，如仍出現(xiàn)負(fù)數(shù)，則重復(fù)步驟1～4繼續(xù)調(diào)整，如不出現(xiàn)負(fù)數(shù)，方案即是最優(yōu)方案。

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m31005005060W2+7050040+90500400W3400600110100705006070W4+80+100400404003040填方量m3800600500190010070-1020110808050計(jì)算無調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù)λ，無負(fù)數(shù)，方案是最優(yōu)方案。1.5

土方調(diào)配共46頁第44頁

該優(yōu)化方案的土方總運(yùn)輸量為：

Z=400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40=94000（m3·m）

初始方案的土方總運(yùn)輸量為：

Z=500×50＋500×40＋300×60＋100×110＋100×70＋400×40=97000（m3·m）

調(diào)整后的總運(yùn)輸量減少了3000（m3·m）。5

土方調(diào)配共46頁第45頁繪出最終土方調(diào)配圖如下所示500500800600500500400W1T1W3400601007040040W4T3W2T21007050040400505

土方調(diào)配共46頁第46頁思考題1、試述土的可松性及其對土方規(guī)劃的影響。2、試述土壁邊坡的作用、表示方法、留設(shè)原則及影響邊坡的因素。3、確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？4、試述按挖填平衡原則確定H0的步驟和方法。5、為什么對場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0要進(jìn)行調(diào)整？如何調(diào)整？6、如何計(jì)算溝槽和基坑的土方量？7、土方調(diào)配應(yīng)遵循哪些原則，調(diào)配區(qū)如何劃分，如何確定平均運(yùn)距？8、試述用“表上作業(yè)法”確定土方最優(yōu)調(diào)配方案的步驟及方法。第1章土方工程第2講土方工程施工要點(diǎn)1土方開挖

2土壁支護(hù)3施工排水4流砂的防治第1章

土方工程1土方開挖

⑴踏勘現(xiàn)場；⑵熟悉圖紙、編制施工方案；⑶清除現(xiàn)場障礙物，平整施工場地,進(jìn)行地下墓探，設(shè)置排水降水設(shè)施；⑷永久性控制坐標(biāo)和水準(zhǔn)點(diǎn)的引測,建立測量控制網(wǎng)，設(shè)置方格網(wǎng)、控制樁等；⑸搭設(shè)臨時(shí)設(shè)施、修筑施工道路；⑹施工機(jī)具、用料準(zhǔn)備。1.1土方施工準(zhǔn)備工作第2講

土方工程施工要點(diǎn)共60頁第1頁踏勘現(xiàn)場編制方案場地清表場地測量1.2

邊坡開挖場地邊坡開挖應(yīng)采取沿等高線自上而下、分層、分段依次進(jìn)行。在邊坡上采取多臺(tái)階同時(shí)進(jìn)行開挖時(shí)，上臺(tái)階應(yīng)比下臺(tái)階開挖進(jìn)深不少于30m，以防塌方。1

土方開挖邊坡臺(tái)階開挖，應(yīng)作成一定坡勢以利泄水。邊坡下部設(shè)有護(hù)腳矮墻及排水溝時(shí)，在邊坡修完后，應(yīng)立即進(jìn)行護(hù)腳矮墻和排水溝的砌筑和疏通，以保證坡面不被沖刷和坡腳范圍內(nèi)不積水。土方工程的多臺(tái)階開挖共60頁第2頁1.3

基坑（槽）和管溝開挖⑴基坑開挖，上部應(yīng)有排水措施，防止地表水流入坑內(nèi)沖刷邊坡，造成塌方和破壞基土。(施工排水的內(nèi)容詳見第3節(jié))

1

土方開挖⑵基坑開挖，應(yīng)進(jìn)行測量定位、抄平放線，定出開挖寬度，根據(jù)土質(zhì)和水文情況確定在四側(cè)或兩側(cè)、直立或放坡開挖，坑底寬度應(yīng)注意預(yù)留施工操作面。⑶應(yīng)根據(jù)開挖深度、土體類別及工程性質(zhì)等綜合因素確定保持土壁穩(wěn)定的方法和措施。(土壁支護(hù)的內(nèi)容詳見第2節(jié))基坑的切線開挖共60頁第3頁

⑷基坑開挖的一般程序：測量放線→切線分層開挖→排降水→修坡→整平→留足預(yù)留土層等。相鄰基坑開挖時(shí)應(yīng)遵循先深后淺或同時(shí)進(jìn)行的施工程序，挖土應(yīng)自上而下水平分段分層進(jìn)行，邊挖邊檢查坑底寬度及坡度，每3m左右修一次坡，至設(shè)計(jì)標(biāo)高再統(tǒng)一進(jìn)行一次修坡清底。1.3基坑（槽）和管溝開挖大型工程基坑施工全景圖共60頁第4頁

⑸基坑開挖應(yīng)防止對基礎(chǔ)持力層的擾動(dòng)?；油诤煤蟛荒芰⒓催M(jìn)入下道工序時(shí)，應(yīng)預(yù)留15(人工)～30cm(機(jī)械)一層土不挖，待下道工序開始前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，以防止持力層土壤被陽光曝曬或雨水浸泡。1.3基坑（槽）和管溝開挖超挖后回填的松軟土層持力層被雨水浸泡后留下的水漬這兩種情況都是基坑土方施工要避免出現(xiàn)的!共60頁第5頁

⑹在地下水位以下挖土，應(yīng)在基坑內(nèi)設(shè)置排水溝、集水井或其它施工降水措施，降水工作應(yīng)持續(xù)到基礎(chǔ)施工完成；⑺雨季施工時(shí)基坑槽應(yīng)分段開挖，挖好一段澆筑一段墊層；

⑻棄土應(yīng)及時(shí)運(yùn)出，在基坑槽邊緣上側(cè)臨時(shí)堆土、材料或移動(dòng)施工機(jī)械時(shí)，應(yīng)與基坑上邊緣保持1m以上的距離，以保證坑壁或邊坡的穩(wěn)定；1.3基坑（槽）和管溝開挖⑼基坑挖完后，應(yīng)組織有業(yè)主、設(shè)計(jì)、勘察、監(jiān)理四方參與的基坑驗(yàn)槽，并報(bào)質(zhì)監(jiān)站驗(yàn)證。符合要求后方可進(jìn)入下一道工序。四方參與基坑驗(yàn)槽共60頁第6頁2土壁支護(hù)

土壁的穩(wěn)定主要是由土體內(nèi)磨擦阻力和粘結(jié)力來保持平衡的。一旦土體失去平衡，土體就會(huì)塌方，這不僅會(huì)造成人身安全事故、影響工期，有時(shí)還會(huì)危及附近的建(構(gòu))筑物。

⑴邊坡過陡；⑵雨水、地下水滲入基坑；⑶基坑上口邊緣堆載過大；⑷土方開挖順序、方法未遵守“從上至下、分層開挖；開槽支撐、先撐后挖”的原則。2.1造成土壁塌方的原因第2講

土方工程施工要點(diǎn)共60頁第7頁基坑塌方搶險(xiǎn)救人

邊坡的留設(shè)應(yīng)符合規(guī)范的要求。

挖填高度——高度大則坡度系數(shù)大，高度小則坡度系數(shù)小，甚至不放坡；

土的工程性質(zhì)——土的類別、含水量，有無地下水等。土的類別低（密度?。?、含水量大，則坡度系數(shù)大；土的類別高（密度大）、含水量小，則坡度系數(shù)??；

施工的特點(diǎn)——坡頂是否有荷載？施工期長短？施工季節(jié)？

人工作業(yè)還是機(jī)械作業(yè)？2.2

防治塌方的措施2.2.1

放足邊坡

對坡頂有荷載（尤其是有動(dòng)荷載）、使用時(shí)間長、且跨越冬雨季施工的邊坡應(yīng)留有充足的安全系數(shù)。2

土壁支護(hù)共60頁第8頁2.2.2土壁支護(hù)為縮小施工面，減少土方，或受場地的限制不能放坡時(shí)，則可設(shè)置土壁支撐。2.2

防治塌方的措施⑴基槽支護(hù)

基(溝)

槽開挖一般采用橫撐式土壁支撐。根據(jù)擋土板的不同，分為水平擋土板及垂直擋土板兩類。前者擋土板的布置又分為間斷式和連續(xù)式兩種。濕度小的粘性土挖土深度小于3m時(shí)，可用間斷式水平擋土板支撐；共60頁第9頁間斷式水平擋土板支撐

對松散、濕度大的土可用連續(xù)式水平擋土板支撐，挖土深度可達(dá)5m。對松散和濕度很高的土可用垂直擋土板式支撐，其挖土深度不限。2.2

防治塌方的措施連續(xù)式水平擋土板支撐共60頁第10頁垂直擋土板式支撐⑵一般基坑的支護(hù)方法

一般基坑的支護(hù)方法有：斜柱支撐法、錨拉支撐法、短柱橫隔板支撐法、臨時(shí)擋土墻支撐法等，施工時(shí)按適用條件進(jìn)行選擇。①簡易支護(hù)2.2

防治塌方的措施僅適用于部分地段放坡不夠的寬度較大的基坑使用僅適用于部分地段下部放坡不夠的寬度較大的基坑使用共60頁第11頁先沿基坑邊緣打設(shè)柱樁，在柱樁內(nèi)側(cè)支設(shè)擋土板并用斜撐支頂，擋土板內(nèi)側(cè)填土夯實(shí)。②斜柱支撐③錨拉支撐先沿基坑邊緣打設(shè)柱樁，在柱樁內(nèi)側(cè)支設(shè)擋土板，柱樁上端用拉桿拉緊，擋土板內(nèi)側(cè)填土夯實(shí)。2.2

防治塌方的措施適用于深度不大的大型基坑或機(jī)械挖土?xí)r使用適用于深度不大的大型基坑或用機(jī)械挖土不能安設(shè)橫（斜）撐時(shí)使用共60頁第12頁2.2.3做好施工排水防止流砂施工排水的內(nèi)容將在第3節(jié)專門討論。⑴對可能產(chǎn)生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并應(yīng)遵循先整治后開挖和由上至下的開挖順序，嚴(yán)禁先切除坡腳或在滑坡體上棄土。2.2.4完善施工技術(shù)措施

⑵應(yīng)根據(jù)挖方深度、邊坡高度和土的類別確定挖方上邊緣至土堆坡腳的距離，當(dāng)土質(zhì)干燥密實(shí)時(shí)不小于3m，當(dāng)土質(zhì)松軟時(shí)不小于5m。坡頂堆土的最小距離共60頁

第13頁2

土壁支護(hù)

⑶邊坡有危巖、孤石、崩塌體等不穩(wěn)定的跡象時(shí)要先做妥善處理。對軟土土坡和極易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡，開挖后應(yīng)對坡腳、坡面采取噴漿、抹面、嵌補(bǔ)、砌石等保護(hù)措施，并作好坡頂、坡腳排水。高達(dá)530m的邊坡錨固共60頁

第14頁2

土壁支護(hù)邊坡支護(hù)支撐垛防治邊坡崩塌大石加固崩塌防治共60張第15張2

土壁支護(hù)邊坡簡易護(hù)理邊坡主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)石籠網(wǎng)護(hù)坡石籠網(wǎng)護(hù)岸漓江石籠護(hù)岸共60張第16張2

土壁支護(hù)宜萬鐵路巖崩滑坡事故

2007年11月20日，高陽寨隧道發(fā)生巖崩事故，滑坡體總方量約3000m3。施工人員1死1傷2失蹤。一輛長途客車途經(jīng)事發(fā)現(xiàn)場被埋入巨石下，31人無人生還。2

土壁支護(hù)巖崩滑坡事故現(xiàn)場全景巖石崩塌處崩塌的巨石客車被埋,車上有乘客31人共60頁

第17頁2.3

深基坑的支護(hù)

深基坑支護(hù)的基本要求：

●確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能起擋土作用，基坑邊坡保持穩(wěn)定；●確保相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路、地下管線的安全，不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害；●通過排水降水等措施，確保基礎(chǔ)施工在地下水位以上進(jìn)行。上海環(huán)球金融中心基礎(chǔ)施工地鐵車站的深基坑支護(hù)共60頁第18頁2

土壁支護(hù)常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系排樁式土釘墻噴錨支護(hù)鋼管樁挖孔灌注樁鋼板樁板墻式板樁式組合式粉體噴射注漿樁墻鉆孔灌注樁高壓噴射注漿樁墻深層攪拌水泥土樁墻逆作拱墻式邊坡穩(wěn)定式排樁與板墻式水泥擋土墻式現(xiàn)澆地下連續(xù)墻灌注樁與水泥土樁結(jié)合加筋水泥土圍護(hù)墻型鋼橫擋板共60頁第19頁2.3

深基坑的支護(hù)2.3.1

擋土灌注樁支護(hù)適于開挖面積大、深度大于6m、不允許放坡、鄰近有建（構(gòu)）筑物的基坑支護(hù)。

開挖前在基坑周圍設(shè)置砼灌注樁，樁的排列有間隔式、雙排式和連續(xù)式，樁頂設(shè)置砼連系梁或錨樁、拉桿。施工方便、安全度好、費(fèi)用低。深基坑的間隔式排樁支護(hù)共60頁第20頁2.3

深基坑的支護(hù)2.3.2

擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護(hù)適于大型較深基坑,施工期較長,鄰近有建筑物,不允許支護(hù),、鄰近地基不允許有下沉位移時(shí)使用

樁頂不設(shè)錨樁、拉桿，而是挖至一定深度，每隔一定距離向樁背面斜向打入錨桿，達(dá)到強(qiáng)度后，安上橫撐，拉緊固定，在樁中間挖土，直至設(shè)計(jì)深度。深基坑的間隔式排樁支護(hù)共60頁第21頁樁頂連系梁懸臂支護(hù)樁錨桿及橫撐2.3

深基坑的支護(hù)2.3.3土層錨桿支護(hù)在立壁土層上鉆（掏）孔至要求深度，孔內(nèi)放入鋼筋，灌入水泥砂漿或化學(xué)漿液，使之與土層結(jié)合成抗拉錨桿，將立壁土體側(cè)壓力傳至穩(wěn)定土層。適于較硬土層或破碎巖石中開挖較大較深基坑，鄰近有建筑物須保證邊坡穩(wěn)定時(shí)采用基坑錨桿支護(hù)施工中2.3

深基坑的支護(hù)共60頁第22頁天然土體通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置土釘(亦稱砂漿錨桿)并與噴射砼面板相結(jié)合，形成類似重力擋墻的土釘墻，以抵抗墻后的土壓力，保持開挖面的穩(wěn)定。也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻。2.3.4土釘墻支護(hù)鉆孔插筋、注漿鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)噴射砼護(hù)面土釘墻支護(hù)2.3

深基坑的支護(hù)共60頁第23頁2.3.5鋼板樁支撐當(dāng)基坑較深、地下水位較高且未施工降水時(shí)，采用板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，既可擋土、防水，還可防止流砂的發(fā)生。板樁支撐可分為無錨板樁(懸臂式板樁)和有錨板樁兩大類。鋼板樁＋水平支撐U型鋼板樁插打入土U型板樁相互連接2.3

深基坑的支護(hù)共60頁第24頁2.3.6

內(nèi)撐式支護(hù)

由支護(hù)樁或墻和內(nèi)支撐組成，適用于各種地基土層，缺點(diǎn)是內(nèi)支撐會(huì)占用一定的施工空間。北京地鐵熊貓環(huán)島車站基坑鋼管支護(hù)大型深基坑的鋼管對撐支護(hù)共60頁第25頁2.3

深基坑的支護(hù)制作深基坑砼構(gòu)架構(gòu)架支護(hù)下挖樁間土方構(gòu)架支護(hù)下逆作法施工共60頁第26頁2.3

深基坑的支護(hù)

2.3.7

地下連續(xù)墻支護(hù)地下連續(xù)墻成槽施工

先建造鋼筋砼地下連續(xù)墻，達(dá)到強(qiáng)度后在墻間用機(jī)械挖土。該支護(hù)法剛度大、強(qiáng)度高，可擋土、承重、截水、抗?jié)B，可在狹窄場地施工，適于大面積、有地下水的深基坑施工。SH350連續(xù)墻抓斗—成槽機(jī)三一重工槽段的連接點(diǎn)擊動(dòng)畫水泥攪拌樁共60頁第27頁2.3

深基坑的支護(hù)導(dǎo)墻施工導(dǎo)墻施工完泥漿系統(tǒng)--泥漿池成槽施工鋼筋籠吊裝鎖口管起拔砼澆筑2.3

深基坑的支護(hù)共60頁第28頁深基坑邊坡支護(hù)坍塌事故杭州地鐵塌陷事故2008年11月15日下午，杭州蕭山湘湖段地鐵施工現(xiàn)場發(fā)生塌陷事故。風(fēng)情大道長達(dá)75m的路面坍塌并下陷15m。行駛中的11輛車陷入深坑，數(shù)十名地鐵施工人員被埋。共60頁

第30頁2

土壁支護(hù)共60頁

第31頁2

土壁支護(hù)事故附近的房屋已被全部推倒陷落的車輛被吊起清理塌陷現(xiàn)場事故造成21人死亡，經(jīng)濟(jì)損失約1.5億元，是中國地鐵建設(shè)史上最慘痛的事故。共60頁

第32頁2

土壁支護(hù)上?！吧徎ê优暇霸贰痹诮欠空w倒塌

6月27日6時(shí)左右，上海閔行區(qū)“蓮花河畔小區(qū)”一棟在建13層住宅樓整體倒塌。這是建國以來建筑業(yè)最令人恐怖的倒樓事件。

共60頁

第33頁2

土壁支護(hù)共60頁

第34頁2

土壁支護(hù)共60頁

第35頁2

土壁支護(hù)兩側(cè)壓力差產(chǎn)生的水平力超過了樁基的抗側(cè)能力

駭人聽聞的上海倒樓事件令土木人蒙羞，開發(fā)商、承包商、監(jiān)理工程師和負(fù)有監(jiān)管職責(zé)的政府官員將被釘在土木建設(shè)史的恥辱柱上！共60頁

第36頁2

土壁支護(hù)3施工排水

基坑開挖時(shí)，流入坑內(nèi)的地下水和地表水如不及時(shí)排除，會(huì)使施工條件惡化、造成土壁塌方，亦會(huì)降低地基的承載力。3.1明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在現(xiàn)場周圍設(shè)臨時(shí)或永久性排水溝、防洪溝或擋水堤，以攔截雨水、潛水流入施工區(qū)域；

疏：在施工范圍內(nèi)設(shè)置縱橫排水溝，疏通、排干場內(nèi)地表積水；

抽：在低洼地段設(shè)置集水、排水設(shè)施，然后用抽水機(jī)抽走。施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。第2講

土方工程施工要點(diǎn)共60頁

第37頁⑴明溝與集水井排水在基坑的一側(cè)或四周設(shè)置排水明溝，在四角或每隔20～30m設(shè)一集水井，排水溝始終比開挖面低0.4～0.5m，集水井比排水溝低0.5～1m，在集水井內(nèi)設(shè)水泵將水抽排出基坑。適用于土質(zhì)情況較好、地下水量不大的基坑排水3.1

明排水法普通明溝與集水井排水法共60頁

第38頁⑵分層明溝排水

當(dāng)基坑開挖土層由多種土層組成，中部夾有透水性強(qiáng)的砂類土?xí)r，為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡，宜在基坑邊坡上分層設(shè)置明溝及相應(yīng)的集水井。適用于深度較大、地下水位較高、上部有透水性強(qiáng)的土層的基坑排水3.1

明排水法點(diǎn)擊動(dòng)畫明溝與集水井排水分層明溝排水法共60頁

第39頁⑶深層明溝排水

當(dāng)?shù)叵禄酉噙B，土層滲水量和排水面積大，為減少大量設(shè)置排水溝的復(fù)雜性，可在基坑內(nèi)的深基礎(chǔ)或合適部位設(shè)置一條縱、長、深的主溝，其余部位設(shè)置

邊溝或支溝與主溝連通，通過基礎(chǔ)部位用碎石或砂子作盲溝。適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水3.1

明排水法深層明溝排水法共60頁

第40頁3.2

施工降水

在含水豐富的土層中開挖大面積基坑時(shí)，明溝排水法難以排干大量的地下涌水，當(dāng)遇粉細(xì)砂層時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿、冒泥、涌砂現(xiàn)象，不僅基坑無法挖深，還可能造成大量水土流失、邊坡失穩(wěn)、地面塌陷，嚴(yán)重者危及鄰近建筑物的安全。遇有此種情況時(shí)應(yīng)采用井點(diǎn)降水的人工降水方法施工。3

施工排水地下室電梯井局部二次降水全基坑輕型井點(diǎn)降水共60頁

第41頁3.2.1井點(diǎn)降水的作用防止地下水涌入坑內(nèi)防止邊坡由于地下水的滲流而引起的塌方使坑底的土層消除了地下水位差引起的壓力，因此防止了坑底的管涌3.2

施工降水共60頁

第42頁降水后，使板樁減少了橫向荷載消除了地下水的滲流，也就防止了流砂現(xiàn)象降低地下水位后，還能使土壤固結(jié)，增加地基土的承載能力3.2

施工降水共60頁

第43頁3.2.2井點(diǎn)降水的種類輕型井點(diǎn)是沿基坑四周將井點(diǎn)管埋入蓄水層內(nèi)，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下。⑴輕型井點(diǎn)適用于滲透系數(shù)為0.1～50m/d的土層中。降水深度為：單級井點(diǎn)3～6m，多級井點(diǎn)6～12m3.2

施工降水點(diǎn)擊動(dòng)畫輕型井點(diǎn)降水共60頁

第44頁⑵噴射井點(diǎn)

是在井點(diǎn)管內(nèi)設(shè)特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機(jī)向噴射器輸入高壓水或壓縮空氣，形成水氣射流，將地下水抽出排走。其降水深度可達(dá)8～20m。適用于開挖深度較深、降水深度大于8m，土滲透系數(shù)為3～50m/d的砂土或滲透系數(shù)為0.1～3m/d的粉砂、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土。3.2

施工降水共60頁

第45頁⑶電滲井點(diǎn)

電滲井點(diǎn)以井點(diǎn)管作負(fù)極，打入的鋼筋作正極，通入直流電后，土顆粒自負(fù)極向正極移動(dòng)，水則自正極向負(fù)極移動(dòng)而被集中排出。本法常與輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)結(jié)合使用。適用于滲透系數(shù)很小的飽和粘性土、淤泥或淤泥質(zhì)土中的施工降水3.2

施工降水共60頁

第46頁⑷管井井點(diǎn)

管井井點(diǎn)由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)組成。管井埋設(shè)的深度和距離根據(jù)需降水面積、深度及滲透系數(shù)確定，一般間距10～50m，最大埋深可達(dá)10m，管井距基坑邊緣距離不小于1.5m(沖擊鉆成孔)或3m(鉆孔法成孔)，適用于降水深度3～5m、滲透系數(shù)為20～200m/d的基坑中施工降水。管井井點(diǎn)設(shè)備簡單、排水量大、易于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。3.2

施工降水管井填充濾料管井抽排水PVC簡易管井共60頁

第47頁

如需降水深度較大，可采用深井井點(diǎn)，適用于降水深度＞15m、滲透系數(shù)為10～250m/d的基坑。故稱為“深井泵法”。3.2

施工降水管井井點(diǎn)降水點(diǎn)擊動(dòng)畫管井井點(diǎn)降水共60頁

第48頁3.2.3

輕型井點(diǎn)降水點(diǎn)擊井點(diǎn)降水動(dòng)畫⑴輕型井點(diǎn)的設(shè)備

由管路系統(tǒng)（濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管）和抽水設(shè)備（真空泵、離心泵和水氣分離器）組成。輕型井點(diǎn)工作原理及濾管構(gòu)造見圖：

3.2

施工降水共60頁

第49頁⑵輕型井點(diǎn)的平面布置

①單排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＜6m、降水深度≯5m時(shí)可采用單排布置。井點(diǎn)管應(yīng)布置在地下水的上游一側(cè)，兩端的延伸長度不宜小于坑槽的寬度B。

②雙排布置：當(dāng)基坑(槽)寬度＞6m時(shí)應(yīng)采用。3.2

施工降水共60頁

第50頁

③環(huán)型或U型布置：當(dāng)基坑面積較大時(shí)，應(yīng)采用環(huán)型布置（考慮施工機(jī)械進(jìn)出基坑時(shí)宜采用U型布置）。

●采用雙排、環(huán)型或U型布置時(shí)，位于地下水上游一排的井點(diǎn)間距應(yīng)小些，下游井點(diǎn)的間距可大些。●如采用U形布置，則井點(diǎn)管不封閉的一段應(yīng)在地下水的下游方向。3.2

施工降水共60頁

第51頁⑶輕型井點(diǎn)的高程布置輕型井點(diǎn)降水深度一般不大于6m。井點(diǎn)管埋置深度H(不包括濾管)，可按下式計(jì)算：

●如H

值小于降水深度6m時(shí)，則可用一級井點(diǎn)；●當(dāng)H值稍大于6m時(shí)，如降低井點(diǎn)管的埋置面可滿足降水深度要求時(shí)，仍可用一級井點(diǎn)降水；

3.2

施工降水共60頁

第52頁

●在確定井點(diǎn)管埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮井點(diǎn)管露出地面0.2～0.3m，濾管必須埋在透水層內(nèi)。●當(dāng)一級井點(diǎn)達(dá)不到降水深度要求時(shí)，則可采用二級井點(diǎn)（見右圖）。3.2

施工降水地下室三級井點(diǎn)降水共60頁

第53頁⑷輕型井點(diǎn)的設(shè)計(jì)及計(jì)算井點(diǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)掌握施工現(xiàn)場地形圖、水文地質(zhì)勘察資料、基坑的施工圖設(shè)計(jì)等資料。設(shè)計(jì)內(nèi)容除進(jìn)行井點(diǎn)系統(tǒng)的平面布置和高程布置外,尚應(yīng)進(jìn)行涌水量的計(jì)算，確定井管數(shù)量及井距，選擇抽水設(shè)備等工作。⑸輕型井點(diǎn)的埋設(shè)程序

排放總管→埋設(shè)井點(diǎn)管→用彎聯(lián)管將井點(diǎn)與總管接通→安裝抽水設(shè)備。

3.2

施工降水共60頁

第54頁⑹防范井點(diǎn)降水不利影響的措施

井點(diǎn)降水必然會(huì)形成降水漏斗，從而導(dǎo)致周圍土壤固結(jié)并引起地面沉陷，為減少井點(diǎn)降水對周圍建筑物及地下管線造成影響，可考慮在井點(diǎn)設(shè)置線外4～5m處設(shè)置回灌井點(diǎn)，將井點(diǎn)中抽出水經(jīng)沉淀后用壓力注入回灌井中，形成一道水墻。

設(shè)置擋土帷幕也可減少井點(diǎn)降水引起的不利影響。3.2

施工降水共60頁

第55頁4流砂的防治在細(xì)砂或粉砂土層的基坑開挖時(shí)，地下水位以下的土在動(dòng)水壓力的推動(dòng)下極易失去穩(wěn)定，隨著地下水涌入基坑。稱為流砂現(xiàn)象。流砂發(fā)生后，土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒，施工條件極端惡化，基坑難以達(dá)到設(shè)計(jì)深度。嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起基坑邊坡塌方,臨近建筑物出現(xiàn)下沉、傾斜甚至倒塌。4.1流砂現(xiàn)象第2講

土方工程施工要點(diǎn)廣佛地鐵桂城站基坑出現(xiàn)流砂，地面下沉約1.5m圖為砂包封堵?lián)岆U(xiǎn)現(xiàn)場共60頁

第56頁

產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因有內(nèi)因和外因：

內(nèi)因：取決于土的性質(zhì)，當(dāng)土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。因此，流砂現(xiàn)象極易發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞粘土中，但是否發(fā)生流砂現(xiàn)象，還取決于一定的外因條件。4.2

產(chǎn)生流砂的原因4

流砂的防治流砂-基坑滿目狼籍流砂支擋強(qiáng)行施工共60頁

第57頁

外因：是地下水在土中滲流所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力的大小，動(dòng)水壓力GD為：

式中：

I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；

h1－h(huán)2——水位差；

γW

——水的重度。

當(dāng)?shù)叵滤惠^高、基坑內(nèi)排水所形成的水位差較大時(shí)，動(dòng)水壓力也愈大，當(dāng)GD≥γ（土的浮重）時(shí)，就會(huì)推動(dòng)土壤失去穩(wěn)定，形成流砂現(xiàn)象。4

流砂的防治共60頁

第58頁4.3

流砂的防治

⑴防治原則：“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途徑一是減小或平衡動(dòng)水壓力；二是截住地下水流；三是改變動(dòng)水壓力的方向。⑵防治方法：

①枯水期施工法：枯水期地下水位較低，基坑內(nèi)外水位差小，動(dòng)水壓力小，就不易產(chǎn)生流砂。

②打板樁：將板樁沿基坑打入不透水層或打入坑底面一定深度，可以截住水流或增加滲流長度、改變動(dòng)水壓力方向，從而達(dá)到減小動(dòng)水壓力的目的。

4

流砂的防治共60頁

第59頁

③水中挖土：即不排水施工，使坑內(nèi)外的水壓相平衡，不致形成動(dòng)水壓力。如沉井施工，不排水下沉、進(jìn)行水中挖土、水下澆筑砼。④人工降低地下水位法：即采用井點(diǎn)降水法截住水流，不讓地下水流入基坑，不僅可防治流砂和土壁塌方，還可改善施工條件。

⑤搶挖并拋大石塊法：分段搶挖土方，使挖土速度超過冒砂速度，在挖至標(biāo)高后立即鋪竹、蘆席，并拋大石塊，以平衡動(dòng)水壓力，將流砂壓住。此法適用于治理局部的或輕微的流砂。4

流砂的防治此外，采用地下連續(xù)墻法、止水帷幕法、壓密注漿法、土壤凍結(jié)法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂發(fā)生。共60頁

第60頁思考題1、試分析土壁塌方的原因和預(yù)防塌方的措施。2、進(jìn)行明排水和人工降水時(shí)應(yīng)注意什么問題？3、試述管井井點(diǎn)、輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)的構(gòu)造和適用范圍。4、試述輕型井點(diǎn)的布置方案和設(shè)計(jì)步驟。5、試分析產(chǎn)生流砂的外因和內(nèi)因。6、試述防治流砂的途徑和方法。第2講

土方工程施工要點(diǎn)第3講

機(jī)械化施工及填土壓實(shí)1

土方機(jī)械化施工

2填土壓實(shí)第1章

土方工程

推土機(jī)操縱靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場地平整、開挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運(yùn)機(jī)助鏟、為挖掘機(jī)清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動(dòng)力施工機(jī)械，大馬力推土機(jī)還可犁松堅(jiān)巖。1

土方機(jī)械化施工1.1

推土機(jī)施工第3講

機(jī)械化施工及填土壓實(shí)TQ230G全液壓高原推土機(jī)

TY320C前鏟后犁推土機(jī)共47頁

第1頁水中清碴平整場地土方推送移挖作填1.1

推土機(jī)施工共47頁

第2頁提高推土機(jī)生產(chǎn)效率的方法1.1

推土機(jī)施工下坡推土順地面坡勢沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運(yùn)土數(shù)量，縮短推土?xí)r間,提高生產(chǎn)率約30～40%。共47頁

第3頁并列推土1.1

推土機(jī)施工

大面積施工區(qū)可采用2～3臺(tái)推土機(jī)并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約15～30%。3臺(tái)推土機(jī)并列推土共47頁

第4頁

分批集中、一次推送當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)又土質(zhì)較堅(jiān)硬時(shí)，宜多次鏟土，一次推送。

槽型推土當(dāng)土層較厚時(shí)，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。1.1

推土機(jī)施工軍用推土機(jī)美國M9共47頁

第5頁

鏟運(yùn)機(jī)操縱簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高，是能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等全部土方施工工序的施工機(jī)械。適用于坡度為200以內(nèi)的大面積場地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。1.2

鏟運(yùn)機(jī)施工1

土方機(jī)械化施工CL9A自行式鏟運(yùn)機(jī)CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)施工作業(yè)中共47頁

第6頁鏟運(yùn)機(jī)的斗容量為2～8m3，自行式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為800～1500m，拖式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為600m，效率最高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為200～350m。如采用雙聯(lián)鏟運(yùn)或掛大斗鏟運(yùn)時(shí)，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距可增加至1000m。1.2

鏟運(yùn)機(jī)施工宇通重工CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)卡特彼勒

657G自行式鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)距愈長、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)應(yīng)考慮汽車運(yùn)輸。共47頁

第7頁1.2.1

鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行路線

●橢圓形或大環(huán)形路線：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大環(huán)形路線。每隔一定時(shí)間變換鏟運(yùn)機(jī)行駛方向，以免機(jī)械單側(cè)磨損。橢圓形路線適用施工地段較短的情況。

●“8”字形路線：該路線一個(gè)循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)和空駛距離，一個(gè)循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運(yùn)機(jī)機(jī)械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長時(shí)采用。1.2

鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁

第8頁1.2.2

提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)效率的方法

下坡鏟土利用機(jī)械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土?xí)r間。推土機(jī)助鏟在較堅(jiān)硬的土層中用推土機(jī)助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助鏟間隙可兼作松土、平整工作。1.2

鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁

第9頁

●挖近填遠(yuǎn)、挖遠(yuǎn)填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠(yuǎn)；填土則從距挖土區(qū)最遠(yuǎn)一端開始，由遠(yuǎn)而近。既可使鏟運(yùn)機(jī)始終在合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。

●雙聯(lián)鏟運(yùn)法：拖式鏟運(yùn)機(jī)的動(dòng)力有富余時(shí)，可在拖拉機(jī)后串連兩個(gè)鏟斗進(jìn)行雙聯(lián)鏟運(yùn)。對堅(jiān)硬土層，可先鏟滿一個(gè)斗，再鏟另一個(gè)斗，即“雙聯(lián)單鏟”；對松軟土層，可兩個(gè)斗同時(shí)鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。1.2

鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁

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●跨鏟法：在較堅(jiān)硬的地段挖土?xí)r可采取預(yù)留土埂、間隔鏟土的方法?？煽s短鏟土?xí)r間和減少向外撒土,提高效率。

●波浪式鏟土法：鏟土開始時(shí)，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負(fù)荷