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1、建筑施工技术建筑施工技术第一章第一章 土方工程土方工程 池州职业技术学院池州职业技术学院 郝华文郝华文 E-mail：建筑施工规范和规程由国务院有关建筑施工规范和规程由国务院有关部委批准颁发，它分为部委批准颁发，它分为国家国家、专业专业、地方地方、企业企业四级。四级。GB -执行日期 编号 国家标准二、土的工程分类 （一）根据土的颗粒大小可分为：1、岩石 2、碎石土 3、砂土 4、粉土 5、粘性土 详细的分类，见岩土工程勘察规范 GB50021-2001（二）根据土的开挖难易程度 分为松软土、普通土、坚土 等八大类，参 见 教 材 第 2 页表1-1。土的分类土的级别土的名称开挖方法及工具一类
2、土松软土砂、亚砂土、冲击砂土层、种植土泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘二类土普通土亚粘土；潮湿的黄土、夹有碎石、卵石的砂；种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘：少许用镐翻松三类土坚土软及中等密实粘土、重亚粘土、干黄土及含碎石、卵石的黄土；亚粘土；压实的填筑土主要用镐，少许用锹，锄头挖掘，部分用撬棍表1-1 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四类土砂砾坚土砂、亚砂土、冲击砂土层、种植土泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘五类土软石硬石炭纪粘土；中等密实的页岩；泥灰岩；自垩土、胶结不紧的砾岩；软的石灰岩用镐或撬棍、大锤挖掘：部分使用爆破方法六类土次坚石泥灰岩：砂岩；砾岩；坚实的页岩，泥炭岩、，密实
3、的石灰岩；风化花岗岩，片麻岩用爆破方法开挖，部分用镐续表1-1 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七类土坚石大理岩：辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩，石灰岩；风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法开挖八类土特坚石安山岩，玄武岩，花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩，辉绿岩、玢岩用爆破方法开挖续表1-1 土的工程分类三、土的工程物理性质 1、土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土的 固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。mw 土中水的质量；ms 土中固体颗粒的质量土的含水量测定方法：土的含水量测定方法：把土样称量后放入烘箱内进行
4、烘干（100105C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式 可计算出土的天然含水量。土的含水量表示土的干湿程度。土的含水量：土的含水量：5%以内，干土；530%以内，潮湿土；大于30%，湿土。各类土的最佳含水量如下：各类土的最佳含水量如下：砂土为8%12%；粉土为9%15%；粉质粘土为12%15%；粘土为19%23%。工程意义：工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。例：测定土的含水量时，用环刀法取样，如图1-1所示。土样取出后，放在天平上称量质量300g，然后放入烘箱内进行烘干，烘干后质量为25
5、0g，已知环刀自重50g，求土的天然含水量。土环刀图1-1环刀法采集土样示意图解：解：土中固体颗粒的质 量ms=250-50=200g 土中水的质量mw =300-250=50g 土的天然含水量：气水土图1-2mmgv2、土的密度 （1）土的天然密度 天然密度是指土 在天 然状态下单位体积的 质量，用表示，即m土体的质量；V土的天然体积。土的密度一般用环刀法测定，用一个体积已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。（2）土的干密度 土的干密度：土的干密度：指单位体积土中固体颗粒 的质量，用d表示，即 mS土中固体颗粒的质量。V土的天然
6、体积干密度工程意义：干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度d，从而可判断土是否达到要求的密实度。3、土的可松性 什么是土的可松性？什么是土的可松性？工程意义：工程意义：最初可松性系数KS 自然状态下的土，经开挖成松散状态后，其体积的增加，用最初可松性系数表示。V1土在自然状态下的体积V2土经开挖成松 散状态下的体积最终可松性系数K/S自然状态下的土，经开挖成松散状态后，回填夯实后，仍不能恢复到原自然状态下体积，夯实后的体积与原自然状态下体积之比，用最终可松性系数表示。V3土经回填压实后的体积表12 土的可松性系数1.281.301.45
7、1.50六类土1.041.071.241.30三类土1.101.301.301.50五类土1.021.051.141.24二类土1.061.201.261.45四类土1.011.031.081.17一类土土的类别土的类别例例.建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1：m=1：0.5；Ks=1.30，K/s=1.05）图1-3BH解：解：m叫边坡坡度系数，m=B/H B=mH=0.52=1.0m挖土体积=截面面积长4、土的渗透性土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中
8、孔隙的难易程度。工程意义：工程意义：土的渗透性测定：土的渗透性测定：实验室测定：实验室测定：现场室测定：现场室测定：图1-4 土的渗透性实验室测定V=KIK渗透系数I水力坡度I=h/Lh=H1-H2H1高水位H2低水位L渗流路程Q流水量V渗流速度A土样横截面面积现场抽水试验示意图 对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值，其方法如图所示。在现场设置 一抽水孔，并距抽水孔为X1、X2处设两个观测井(三者位于一直线上)，待抽水稳定后，测得 X1、X2处观测孔中的水深L1、L2，并由抽水孔中相应的抽水量Q，由下式求得K值 K值的现场抽水试验测定：作业:1-1、1-2、1-3、1-4、1-5一、
9、土方边坡 fCGFaGG图1-5土体滑坡示意图滑动主体滑动面当 F f+C 时，土体就会产生滑坡。f 摩阻力；C 粘结力，又叫内聚力；F 下滑力，由土体自重分解而来，边坡愈陡，下滑力F愈大。土方边坡坡度以其挖方深度H与边坡底宽B之比来表示。m=B/H ，称为边坡系数。边坡系数。土方边坡大小应根据土质土质、开挖深度开挖深度、开挖开挖方法方法、施工工期施工工期、地下水位地下水位、坡顶荷载坡顶荷载及气气候条件候条件等因素确定。边坡可做成直线形、折线形或阶梯形图16建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定临时性挖方边坡值规定临时性挖方边坡值土方类别边
10、坡值（宽：高）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.251：1.50一般粘性土硬1：0.751：1.00硬、塑1：1.001：1.25软1：1.50或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.501：1.10充填砂土1：1.001：1.50注：1、设计有要求时，应符合设计标准。2、如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核；3、开挖深度，对软土不应超过4m，对硬土不应超过8m.二、土方工程量计算二、土方工程量计算图1-7基坑土方量计算（一）基坑土方量计算（二）基槽土方量计算（二）基槽土方量计算图1-8基槽土方量计算1第一段土方量。1第一段的长度。总土方量为各段土方量之和。12n1、2、n各
11、分段的土方量（m3）二、场地平整 1、什么叫场地平整?2、基本原则：总挖方=总填方 即场地内挖填平衡，场地内 挖方工程量 等于填方工程量。图1-9 场地不同设计标高的比较 3、计算步骤及方法 （1）初步确定场地设计标高图1-10场地设计标高示意图 (a)地形地图方格网(b)设计标高示意图 1等高线；2自然地面；3设计地面H1-为一个方格仅有的角点标高；H2-为二个方格共有的角点标高；H3-为三个方格共有的角点标高；H4-为四个方格共有的角点标高；平整后土方量 V后=H 0a 2n H0平整后的场地标高；n方格数；平整前土方量=平整后土方量 （2）场地设计标高的调整 土的可松性影响图1-11 设
12、计标高调整计算简图理论计算标高 调整设计标高借土或弃土的影响考虑泄水坡度对设计标高的影响 平整场地坡度，一般标明在图纸上，如设 计无要求，一般取不小于2的坡度，根据 设计图纸或现场情况，泄水坡度分：单向泄水单向泄水 双向泄水双向泄水A 单向泄水单向泄水将调整后的设计标高（H/0）作为场地中心线的标高。场地内任一点设计标高为：Hij =H/0 +L iB 双向泄水将调整后的设计标高H/0作为场地纵横方向的中心点。场地内任一点的设计标高为：Hij=H/0 +Lx iX +Ly iy作业:1-6、1-7（3）计算零点标出零线 计算各方格角点的施工高度 所谓施工高度，就是每一个方格角点的 挖填高度，用
13、 hn表示。hn =Hij -Hn h 该角点的挖填高度，“+”值表示填方“，”值表示挖方。Hij 该角点设计标高。H n 该角点自然地面标高。计算零点标出零线 方格中的土方一部分为填方，而另一部分 为挖方，这时必定存在不挖不填的点，这样的点叫零点零点。把一个方格中的所有零点都连接起来，形成直线或曲线，这道线叫零线零线。即挖方与填方的分界线。h1h2xa-xa图1-14OAOC DOB（4）计算土方工程量 四棱柱法 A、方格四个角点全部为 挖或填方时（图115），其挖方或填方体积为：B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是 填方时（图116），其挖方或填方体积分别 为：C、方格三个角点为挖 方，
14、另一个角点为 填方时。也可采用下面方法计算：A、方格四个角点全部为挖或填方时，其挖方或填方体积为：B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时，其挖方或填方体积分别为：三棱柱法图1-18按地形方格划分三角形计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形（图118）每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。A、当三角形三个角 点全部为挖或填 时（图119a），其挖填方体积为：B、三角形三个角点 有挖有填时断面法方法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。（5）边坡土方量计算 A、三角形棱锥
15、体边坡体积（图1-21）其体积为L1边坡的长度（m）；F1边坡的端面积（m2）；B、三角棱柱体边坡体积 如图（图1-21）中其体积为作业:1-8、1-9、1-104、场地平整土方量计算例题 某建筑场地地形图如图122所示，方格网a=20m，土质为中密的砂土，设计泄水坡度ix=3%，iy=2%,不考 虑土的可松性对设计标高的影响，试确定场地各方格角点的设计标高，并计算挖填土方量。891012131471234561143.5042.5043.0044.5044.0045.001-11-21-31-42-12-22-32-41210131415789图1221)计算角点地面标高用插入法求出等高线
16、44.044.5 间角点4的地面标高H4，通常采用图解法求出各角点的地面标高，如图124。图1242)计算场地设计标高H03)场地设计标高的调整以场地中心点8为H0，其余各角点设计标高为：4)计算各方格角点施工高度5)计算零点，标出零线6)计算土方量 四棱柱法 A、全挖全填方格B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图125），其挖方或填方体积分别为：C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填 方时（图125）总挖方量总挖方量 =17.91+117+270+0.03+35.28+234.04 =674.26m3总填方量总填方量 =136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=
17、679.27m3边坡土方量计算 首先确定边坡坡度，因场地土质系中密 的砂土，且地质条件较差，挖方区边坡 坡度采用1：1.25，填方区边坡坡度采用 1：1.50，场地四个角点的挖填方宽度 为：角点5挖方宽度 0.931.25=1.16米角点15挖方宽度 0.381.25=0.48米角点1挖方宽度 0.391.5=0.59米角点11挖方宽度 0.971.5=1.46米挖方区边坡土方：挖方区边坡土方合计：24.11立方米填方区边坡土方量：填方区边坡土方量合计：33.05立方米 场地及边坡土方 量总计:挖方 674.26+24.11=698.37 填方 679.27+33.05=712.32作业:1-
18、11、1-125、建筑地基基础工程施工质量验 收规范GB50202-2002对土方开 挖的有关规定：表14 土方开挖工程质量检验标准四、土壁支护土壁支撑根据基坑（槽）的宽度及深度大小采用不同形式五、基坑支护结构 支护结构包括挡墙与支撑(拉锚)两部分。按受力不同可分：按受力不同可分：重力式支护结构 非重力式支护结构 边坡稳定式支护（一）重力式支护墙类型（一）重力式支护墙类型 1、深层搅拌法水泥土桩挡墙深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。（一）重力式支护墙类型 1、深层搅拌法水
19、泥土桩挡墙深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。深层搅拌法利用的固化剂：深层搅拌法利用的固化剂：水泥浆水泥砂浆水泥的掺量为加固土重的715，水泥砂浆的配合比为1：1或 1：2。A、深层搅拌机 中心管喷浆方式：适用于多种固化剂。图129 SJB-1型深层搅拌机1输浆管；2外壳；3出水口；4进水口；5电动机；6导向滑块；7减速器；8搅拌轴；9中心管；10横向系统；11球形阀；12搅拌头叶片喷浆方式：只能使用纯水泥浆而不能采用其它固化剂图129 SJB-1型深层搅拌机1输浆管；2外
20、壳；3出水口；4进水口；5电动机；6导向滑块；7减速器；8搅拌轴；9中心管；10横向系统；11球形阀；12搅拌头B、深层搅拌法施工深层搅拌水泥土桩挡墙的施工工艺流程（1）定位（2）预拌下沉（3）制备水泥浆（4）提升、喷浆、搅拌（5）重复上下搅拌（6）清洗、移位图1-31 施工工艺流程（a)定位；（b)预搅下沉；（c)喷浆搅拌上升；（d)重复搅拌下沉；（e)重复搅拌上升；(f)完毕C、深层搅拌水泥土桩挡墙材料要求及截面形状宜用425号水泥，掺灰量应不小于10%，以1215%为宜，横截面：宜连续，形成封闭的实体（图132）或格状结构（图133）。图1-32深层搅拌水泥土桩挡墙（格壮连续壁）图1-3
21、3深层搅拌土桩挡墙 （块状连续壁）D、提高深层搅拌水泥土桩挡墙 支护能力的措施（1）卸荷（2）加筋（3）起拱（4）挡墙变厚度E、工程实例图1-34 深层搅拌水泥土桩挡墙平面布置又叫高压喷射注浆法旋喷桩挡墙是利用工程钻机钻孔至设计标高后，将钻杆从地基深处逐渐上提，同时利用安装在钻杆端部的特殊喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在地基中形成直径均匀的圆柱体。该固化后的圆柱体称为旋喷桩。桩体相连形成帷幕墙，用作支护结构。2、旋喷桩挡墙1、H 型钢支柱挡板支护挡墙2、钢板桩（二）非重力式支护墙类型（二）非重力式支护墙类型（1）槽形钢板桩由槽钢正反扣搭接组成。槽钢长68M，
22、型号由计算确定。由于其抗弯能力较弱，用于深度不超过4M的基坑，顶部设一道支撑或拉锚。（2）热轧锁口钢板桩 型式有：U型 、Z型(又叫“波浪型”或“拉森型”、一字型（又叫平板桩）、组合型图1-36 常用钢板桩截面形式(a)Z型;(b)U型;(c)一字型;(d)组合型（3）单锚钢板桩常见的工程事故及其原因：1）钢板桩的入土深度不够1-板桩；2-拉杆；3-锚碇；4-堆土；2）钢板桩本身刚度不足1-板桩；2-拉杆；3-锚碇；4-堆土；3）拉锚的承载力不够或长度不足1-板桩；2-拉杆；3-锚碇；4-堆土；5-破坏面；单锚钢板桩设计的单锚钢板桩设计的“三要素三要素”：入土深度入土深度锚杆拉力锚杆拉力和截面
23、弯矩和截面弯矩（4）钢板桩的施工 钢板桩打设前的准备工作 （A）钢板桩的检验与矫正 1)表面缺陷矫正 2)端部矩形比矫正 3)桩体挠曲矫正 4)桩体扭曲矫正 5)桩体截面局部变形矫正 6)锁口变形矫正（B）导架安装 亦称：“施工围檩”图1-38 导架及屏风打入法 C）沉桩机械的选择(2)钢板桩的打设 钢板桩打设方式选择 (A)单独打入法 (B)屏风式打入法(图138)钢板桩的打设 钢板桩的拔除 钢板桩施工实例3、钢筋水泥 桩排桩挡墙在地面上用钻孔机械成孔，浇筑混凝土，混凝土硬化形成桩。常用直径500-1000毫米4、地下连续墙 常用厚度为500-800毫米 （1）地下连续墙施工工艺原理（2）地
24、下连续墙的适用范围优点：1）适用于各种土质2）施工时振动小、噪音低3）在建筑物、构筑物密集地区可以施工，对临近的结构和地下设施没有什么影响。4）可在各种复杂条件下进行施工5）放渗性能好6)可采用“逆筑法”施工。（3）“逆筑法”施工（三）拉锚（三）拉锚作业:1-13、1-14（四）土层锚杆（四）土层锚杆（1）土层锚杆的发展与应用 (2)土层锚杆的构造锚固支护结构的土层锚杆；通常由锚头、锚头垫座、支护结构、钻孔，防护套管，拉杆(拉索)，锚固体、锚底板(有时无)等组成（图151）。（3）土层锚杆的类型 1）一般灌浆锚杆。2）高压灌浆锚杆(又称预压锚杆)3）预应力锚杆 4）扩孔锚杆（五）（五）支护结构
25、的破坏形式支护结构的破坏形式 非重力式支护结构(亦称柔性支护结构）破坏形式有：强度破坏强度破坏和稳定性破坏稳定性破坏。1非重力式支护结构的强度破坏 （1）拉锚破坏或支撑压曲图（157a）（2）支护墙底部走动（157b）（3）支护墙的平面变形过大或弯曲破坏 （157c）2、非重力式支护结构的稳定性破坏 （1）墙后土体整体滑动失稳（157d）（2）坑底隆起（157e）（3）管涌（157f）2、重力式支护结构的破坏亦包括强度 破坏和稳定性破坏两方面。其强度破坏只有水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏，稳定性破坏包括以下 几类：（1）倾覆 （2）滑移 （3）土体整体滑动失稳 （4）坑底隆起 （5）管涌六、
26、基坑槽和管沟开挖基坑开挖程序一般是：测量放线测量放线切线分层开挖切线分层开挖 排降水排降水修坡修坡整平整平 留足预留土层留足预留土层七、基槽检验与处理七、基槽检验与处理1、观察验槽 表1一10 验槽观察内容2、钎探钎探方法，将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内，根据每打入一定深度的锤击次数，间接的判断地基土质的情况。打钎分人工和机械两种方法。(1)钢钎的规格和数量人工打钎时，钢钎用直径为2225毫米的钢筋制成，钎尖为600尖锥状，钎长为1.82.0米，见图160。打钎用的锤重为3.64.5磅，举锤高度约5070厘米，将钢钎垂直打入土中，并记录每打入土层30厘米的锤击数。用打钎机打钎时，其锤重约
27、10千克，锤的落距为50厘米，钢钎为直径25毫米，长1.8米（2）钎孔布置和钎探深度 表111 钎孔布置 注：对于较软弱的新近沉积粘性土和人工杂填土的地基，钎孔注：对于较软弱的新近沉积粘性土和人工杂填土的地基，钎孔间距应不大于间距应不大于1.5米米（3）钎探记录和结果分析 表112 钎探记录表3、夯探八、深基坑工程土方开挖 土方开挖方案 1无支护结构的基坑开挖2有支护结构的基坑开挖(1)盆式开挖。(2)岛式开挖。作业:1-15一、土料选择选择填方土料应符合设计要求碎石类土、砂土和爆破石碴碎石类土、砂土和爆破石碴，可用作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，含水量符合压实要求的粘性土，可用
28、作各层填料；碎块草皮和有机质含量大碎块草皮和有机质含量大于于8 8的土，的土，仅用于无压实要求的填方工程；淤泥和淤泥质土淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；含盐量符合规定的盐渍土盐渍土，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的23(当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的34)。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块(漂)石填料的最大粒径不应超过设计要求。二、填筑要求 1施工要求填土应尽量
29、采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。2填土压实的质量检查 填土压实的质量是以压实系数c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持力层范围内0.97Wop2在地基主要持力层范围以下0.95排架结构在地基主要持力层范围内0.96在地基主要持力层范围以下0.94注：1、压实系数c为压实填土的控制干密度d与最 大干密度dmax的比值，wop为最优含水量；2、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压 实系数不应小于0.94。压实
30、填土的最大干密度和最优含水量，宜采用击实试验法确定，当无试验资料时，最大干密度可按下式计算：dmax分层压实填土的最大干密度；经验系数，粉质粘土取0.96，粉土取0.97；w水的密度；ds土粒相对密度。W0p填土的最优含水量。当填料为碎石或卵石时，其最大干密度可取2.02.2t/m3。三、填土的压实方法 1、碾压法 适用范围：主要用于大面积填土。常用碾压工具：（1）平碾：适用于碾压粘性和非粘性土。两轮两轴式（图161）三轮两轴式（图162）。（2）羊足碾：它是碾轮表面上装有许多羊蹄形的 碾压凸脚（图163），一般用拖拉 机牵引作业。不宜用于无粘性土、砂及面层的压 实。一般羊足碾适用于压实中等深
31、度 的粉质粘土、粉土、黄土等。2、夯实法 主要用于小面 积的回填土。夯实 机具类型较多，有木夯、石夯、蛙式打夯机 （图164）HCD70型打夯机产地：成都 尺寸：300 x 280(mm)重量：70Kg MM 120 SR 打夯机多用途工务机械设备，装有两套独立的牵引系统（铁路和公路）、旋转塔楼和起重臂，它通过了意。大利铁路局（FS）和法国铁路局（SNCF）的审查验证。3、振动法四、影响填土压实质量的 因素 （一）压实功的影响（一）压实功的影响（二）含水量的影响（二）含水量的影响土的最优含水量和最大干密度参考表(表114)（三）铺土厚度的影响表1-5 填方每层的铺土厚度和压实遍数一、推土机 1
32、、组成：、组成：拖拉机 推土铲刀 2、行走方式 履带式 轮胎式 3、铲刀操纵方式 钢丝绳操纵 液压操纵 4、特点：操纵灵活，运转方便，所需 工作面较小，功率大，行驶快，易 于转移，能爬300左右的缓坡。5、适用范围：多用于清理场地，平整土地，开挖深度不大的基坑，填平沟槽以及配合铲运机、挖土机等工作。此外，在推土机后面，可安装松土装置，破松硬土或冻土，也可以拖挂羊足碾，进行土方压实工作。推土机可以推挖一三类土，推送距离宜在100米以内，以运距在50米以内经济效果最好。TY220履带履带式推土机式推土机移山-TY220履带式推土机参照日本小松制作所D85A-18先进技术生产的大马力推土机。6、施工
33、方法 下坡推土法分批集中一次推土法并列推土法槽形推土法铲刀上附加侧板7、推土机的生产率 水平推土每小时生产率q 每次推土量(m3)KS土的最初可松性系数；TV从推土开始到将土送至填土地点循环延续时间（秒）推土机的台班生产率 Qd =8 Qh KB(m3/台班)KB 时间利用系数（取0.720.75)上坡推土推土机功率乘以相应坡度系数=1015%坡度系数 0.92 =1525%坡度系数 0.88 =25%以上 坡度系数 0.80二、铲运机铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗，在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。1、种类：拖式铲运机 自行式铲运机 2、铲斗操
34、纵方式 钢丝绳操纵 液压操纵3、特点 因为能综合完成挖土、运土、卸土和 平土工作，因而管理简单，效率高，运转费用低，对行使道路要求较低。4、适用范围适用于地形起伏不大，坡度在150以内的大面积场地平整；开挖大型基坑；填筑堤坝和路基，可挖运含水量不超过27%的一三类土。不适用于砾石土、冻土和沼泽地区施工。对于硬土需用松土机预松后才能开挖。自行式铲运机适用于运距8003500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m的范围内生产效率最高。拖式铲运机适用于运距在80800m的土方工程施工，而运距在200350 m时效率最高。5、开行路线 环形路线 8字形路线提高铲运机生产率的措施下坡铲土法跨铲
35、法助铲法7、铲运机的生产率 小时生产率 q 铲斗容量（m3）Tc 从挖土开始至卸土完毕的循环 延续时间（秒）；K c 铲斗装土的充盈系数，（一般砂土 075，其它土08510）；KS 土的最初可松性系数。台班产量 Q d=8 Qh KB（m3/台班）KB 时间利用系数，取0.650.75；三、单斗挖土机1 1、正铲挖土机正铲挖土机 适用于开挖高度大于2米的无地下 水的干燥基坑及土丘等。其挖土特点是：“前进向上、强制切土”。其挖掘能力大，生产率高，能开挖停机面以上的一 四类土。但需汽车配合运土。正铲挖土机的作业方式正铲挖土机的作业方式正向挖土，侧向卸土（图173(a)）正向挖土，后方卸土（图17
36、3(b)）2 2、反铲挖土机、反铲挖土机反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其挖掘能力比正铲小，能开挖停机面以下的一三类土，亦可用于地下水位较高的土方开挖，适用于开挖停机面以下6.5米深以内的土方。挖土时可用汽车配合运土，也可弃土于坑槽附近反铲挖土机的作业方式有：沟端开挖：工作面宽度可达1.3R（单面装土）或1.7R(双面装土),沟侧开挖（图1-77）3、拉铲挖土机其特点是：“后退向下，自重切土”。能开挖停机面以下的一二类土适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝等。4 4、抓铲挖土机、抓铲挖土机其挖土特点是：“直上直下，自重切土”。其挖掘力较小，只能开挖停机面以下一二类土
37、，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。在软土地基的地区，常用于开挖基坑、沉井等。5 5、单斗挖土机的生产率、单斗挖土机的生产率小时生产率：P1=60 q n Kc/K s (m 3/h)q 土斗容量（立方米）；n 每分钟挖土次数；n=60/tt 挖土机每次循环延续时间（秒），即每挖一斗的时间，对W-100正铲挖土机为2540秒，对W-100拉铲挖土机为4560秒；KC 土斗的充盈系数，一般取0.81.1；KS 土的最初可松性系数；KB 工作 时间利用系数，一般为0.60.8。6 6、挖土机与汽车的配套计算、挖土机与汽车的配套计算（1）挖土机数量 N
38、 挖土机数量主要根据土方量、工期确定P挖土机台班生产率Q 土方量（立方米）；T 工期（工作日）；C 每天工作班；K时间利用系数，一般取 0.80.9。（2）自卸汽车数量N 1 自卸汽车数量应保证挖土机连续工作。N 1=Ta/t1 （辆）Ta 自卸汽车每一运土循环的延续时间（分钟）；Ta=t 1+2L/Vc +t 2 +t 3 t 1自卸汽车每次装车时间（分钟）；t1=n tn 自卸汽车每车装土次数 n=Q1 Ks/qKc.r Q1 自卸汽车的载重量（10KN）；r 土的重度，一般取17KN/立方米；L 运土距离（米）；VC重车与空车的平均速度（米/分钟）；t 2自卸汽车卸土时间（分），一般为1
39、分；t3自卸汽车操纵时间（分），包括停放等待、待装、等车、让车等，一般取23分种。Ks土的可松行系数；Kc土斗充盈系数，取0.81.1；作业:1-16、1-17、1-18、1-19一、排除地面水一般排水沟的横断面不小于500500mm，纵向坡度一般不小于3，平坦地区不小于2，沼泽地区可降至1，施工过程中应注意保持排水沟畅通。山坡上开挖截水沟，在平坦或低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还要修筑土堤挡水。二、降低地下水 （一）集水坑降水法 又叫集水井降水法，明排法。1、集水坑的设置（1）形式：圆形或方形。（2）设置范围：基础边线0.4米之外，地下水走向的上游。（3）数量、间距：根据涌水量大小，
40、基坑平面形状尺寸，水泵抽水能力确定，一般2040米设置一个。（4）直径或宽度：一般0.60.8米。（5）集水井深度：随挖土深度增加而增加，保持低于挖土工作面0.71.0米，当基坑挖至设计标高后，保持井底低于坑底12米，在井底铺设0.3米厚碎石滤水层，井壁用竹、木等材料加固，以防井壁坍塌。2、排水沟的设置排水沟底宽一般不小于300毫米，并留有不小于3%的坡度，排水沟比基坑底低至少300400毫米。3、水泵的性能及选用（1）离心泵特点：抽水量大、吸水扬程小，但总扬程大。组成：泵壳、泵轴、叶轮、吸水管、出水管。主要性能：流量 扬程 吸水扬程 总扬程 功率流量：是指水泵单位时间内的 出水量。扬程：是指
41、水泵能扬水的高度轴功率：是指水泵在一定的流 量和扬程的情况下，电 动机传给水泵轴上的功 率，也称泵的输入功率N=KQH/101.3 12（KW）工作原理：叶轮高速旋转时，所产生的离心力，将轮中心的水甩出而形成真空，基坑内的水在大气压力作用下不断从吸水管内上升进入水泵。离心泵的选择：主要根据流量和扬程。离心泵的位置按扬程选，离心泵的数量按流量选。2B19表示水泵进水口直径2英寸，总扬程19m，1英寸=25.4mmm。离心泵的型号：要先向泵体与吸水管内灌满水，排除空气，然后开泵抽水，离心泵在使用中要防止漏气和杂物堵塞。离心泵的安装要特别注意吸水管接头不漏气及吸水口至少应在水面以下0.5m，以免吸入
42、空气，影响水泵正常运行。离心泵的使用（2）潜水泵优点组成常用潜水泵流量15100立方米/小时，扬程3.525米潜水泵的使用：（二）流砂的发生与防治当采用集水井降水法开挖基坑，当基坑开挖到地下水位以下时，有时坑底土会成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂现象。1、流砂现象2、流砂对工程的危害 发生流砂现象时，基底土完全丧失承载力，土边挖边冒，施工条件恶化，严重时会造成塌方。如果附近有建筑物，就会因地基被掏空而使建筑物下沉，倾斜甚至倒塌。3、流砂发生的原因则上式可写成：T=I rwrw水的重度F土体截面面积；T 土体单位阻力；L 土柱长。根据作用与反作用定律，水在土中渗流时，受到土体的阻力
43、T，同时左端的水对土体有一作用力，叫动水压力。这两个力大小相等方向相反，属作用力与反作用力的关系。若动水压力用GD表示，则GD =-T=-I r w（1）动水压力与水力坡度成正比，即水位差 h1h2愈大，则动水压力GD愈大，而渗透路程L愈大，则动水压力GD愈小。（2）动水压力的作用方向与水流方向相同。由此可知：若P f+GD则土体是稳定的。如果P P f =r土 1 r W1=r土 rW=r/W r土 土的重度；rW 水的重度（10KN/m3)；r/W 土的有效重度；1 单位土体的体积为1。fGDP即动水压力大于或等于土的有效即动水压力大于或等于土的有效重度，土颗粒处于悬浮状态，土重度，土颗粒
44、处于悬浮状态，土粒能随着渗流的水一起流动进入粒能随着渗流的水一起流动进入基坑，发生流砂现象。基坑，发生流砂现象。具有下列性质的土，就有可能发生流砂现象：（1）土的颗粒组成中，粘粒含量小于10%，粉粒（粒径为0.0050.05MM)含量大于75%；(2)颗粒级配中,土的不均匀系数小于5；(3)土的天然孔隙比大于75%；(4)土的天然含水量大于30%。流砂现象易在粉土、细砂、粉砂及淤流砂现象易在粉土、细砂、粉砂及淤泥土中发生。一般工程经验是：在可泥土中发生。一般工程经验是：在可能发生流砂的土质处，当基坑挖深超能发生流砂的土质处，当基坑挖深超过地下水位线过地下水位线0.5M左右，就要注意流左右，就要
45、注意流砂的发生。砂的发生。4、流砂的防治防治流砂的途径有三：一是减少或平衡动水压力；二是设法使动水压力方向向下。三、截断地下水流。具体措施（1）抢挖法。（2）打钢板桩法。（3）水下挖土法。（4）人工降低地下水位法（5）枯水期施工（6）地下连续墙法作业:1-20、1-21、1-22（二）井点降水法表116各类井点的适用范围1、轻型井点动画（1）轻型井点设备 1）管路系统 管路系统包括滤管、井点管、弯连管和总管。A、滤管作用：防止孔壁坍塌，使地下水通过滤管孔流入井点管内，同时把泥沙阻隔在井点管外，使抽出的地下水的含泥量不超过允许值。构造：B、井点管一般采用直径50mm的钢管，长57m，也有采用直径
46、38mm的钢管，上端用弯连管与总管相连，下端配有长1.01.5m的滤管。它的作用是抽取地下水。C、弯连管D、总管采用直径为100127MM的无缝钢管，分节制成，每节长4M，其上装有与井点管连接的短接头，间距0.81.2M。A、真空泵抽水设备2）抽水设备真空泵抽水设备通常由真空泵一台，离心泵两台（一台备用），气水分离器一台，组成一套，并制成定型产品。干式真空泵湿式真空泵(动画)射流泵抽水设备的工作原理：射流泵抽水设备，由离心泵、射流器、循环水箱等组成。其工作原理（2）轻型井点的布置1）平面布置：单排 双排 环形 封闭式 非封闭式（U）形A、单排基坑宽度6M，降水深度 H1+h+I L （1-37
47、）H1 井点管埋置面至基坑底部的距离（M）；h 基坑底面至降低后的地下水位线的距离（M）；双排井点为基坑中心线处，单排井点为远离井点一侧基坑边缘处，一般取0.51.0M；I 水力坡度，单排井点取1/4，双排及环行井点取1/10。L 井点管至基坑中心的水平距离（单排井点为基坑另一边的距离）。2）高程布置井点管露出地面为0.20.3M，在任何情况下，滤管必须埋在透水层内。总管布置标高宜接近原地下水位线，水泵轴心标高宜与总管平齐或略低于总管，总管应具有0.250.5%坡度，坡向泵房，在降水深度不大，真空泵抽吸能力富裕时，总管与抽水设备也可放在天然地面上图188二级轻型井点（3）轻型井点的计算1）涌水
48、量的计算水井的分类（教材第50页图1-48）无压完整井 图189(a)图1-48(a)无压非完整井 图1-89(b)图1-48(b)承压完整井 图1-89（c）图1-48（c）承压非完整井 图1-89（d）图1-48（d）自井轴至漏斗外缘的水平距离，称为抽水影响半径R。式中：Q 井点系统的涌水量 （立方米/天）；K 渗透系数（立方米/天）；H 含水层厚度（M）；S 水位降低值（M）；x0 环状井点的假想半径，对于矩 行基坑的长宽比不大于5时，可近似看作圆环；F 环形井点所包围的面积(平方米)。B、无压非完整井式中H换成有效影响深度H0，H0 值系经验数值，可参考表 1 17 （教材第51页表1
49、-9）计算，当算得H0大于实际含水层厚度H时，则仍取H值，表1-8中S/表示原地下水位线到滤管上部之距，L表示滤管长度。无压非完整井环行井点系统的涌水量计算公式：表 11 7 抽水影响深度H0注：表中s/为井点管内水位降低值，单位m；为 M 承压含水层厚度（M）；K、R、X0、S意义与上式相同。D、承压非完整井环行井点系统 的涌水量计算：r 井点管半径；2）确定井点管数量与间距A、单井井点的最大出水量qq 单井井点的最大出水 量（立方米/天）；d 滤管直径（M）；L 滤管长度（M）；K 渗透系数(m/d)。B、井点管数量 n =1.1 Q/q 1.1备用系数，考虑井点 管堵塞等因素。C、井点管
50、间距 D=L/n L总管长度（M）。井距不能太小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，因此，井距必须大于 5d；在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则，井距较大时，水位降落时间很长，因此在这类土中，井距反而宜较小些。靠近河流处，井点宜适当加密；井距应与总管上的接头间距相配合。实际采用井点管间距时，还应注意以下几点：3）抽水设备的选择 一套抽水设备，常设真空泵一台，离心泵两台A、真空泵选择真空泵的类型有:干式（往复式）真空泵 湿式（旋转式）真空泵 干式真空泵的型号常用有W5、W6型。总管长度不大于100M，可采用W5型，总管长度不大于120M，可采用W6型。真空泵的真空