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1、关于土方方格网计算公式第1页，讲稿共174张，创作于星期日2绪绪论论v建建筑筑施施工工技技术术：如如何何最最有有效效地地建建造造房房屋屋的的理理论论、方方法和有关的施工规律。法和有关的施工规律。v建筑施工方面的主要规范建筑施工方面的主要规范施工及验收规范GBJ建筑工程质量检验评定标准GBJv组成工种工程（按工艺流程）组成工种工程（按工艺流程）土方工程、桩基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程等第2页，讲稿共174张，创作于星期日3第一章第一章土方工程土方工程1.概述2.场地设计标高的确定3.土方工程量的计算4.井点降水5.边坡稳定及土壁支护6.土方开挖与填筑第3页，讲稿共174张
2、，创作于星期日41.1概述1.1.1引言引言1.1.2施工中土方分类方法施工中土方分类方法1.1.3土的工程性质土的工程性质第4页，讲稿共174张，创作于星期日51.1.1引引言言土方工程：土方工程：包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。最常见的土方工程（在土木工程中）最常见的土方工程（在土木工程中）：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。第5页，讲稿共174张，创作于星期日61.1.2施工中土方分类方法施工中土方分类方法按土的按土的开挖难易程度开挖难易程度将土分为将土分为八类八类（表（表1-1），这也是确定土木工程劳动定额的，这
3、也是确定土木工程劳动定额的依据。依据。类别类别土的名称土的名称开挖方法开挖方法可松性系数可松性系数KsKs第一类（松软土）1.081.171.011.04第二类（普通土）1.141.281.021.05第三类（坚土）1.241.301.041.07第四类（砾砂坚土）1.261.371.061.09第五类（软石）1.301.451.101.20第六类（次坚石）1.301.451.101.20第七类（坚石）1.301.451.101.20第八类（特坚石）1.451.501.201.30第6页，讲稿共174张，创作于星期日71.1.3土土的的工工程程性性质质土的主要工程性质有：土的主要工程性质有：土
4、的天然含水量，土的密度，土的可松性，土的渗透性等；土的可松性：土的可松性：土具有可松性。即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即（1-1）式中最初可松性系数；最后可松性系数；土在天然状态下的体积(m3)土经开挖后的松散体积(m3)；土经回填压实后的体积(m3)。第7页，讲稿共174张，创作于星期日81.2场地设计标高的确定场地设计标高的确定引言引言一般方法一般方法设计标高调整设计标高调整第8页，讲稿共174张，创作于星期日91.2.1引引言言设计标高一般要求设计标高一般要求大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平
5、整。场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。场地设计标高应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水水位等要求，并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。设计标高确定方法设计标高确定方法一般方法：如场地比较平缓，对场地设计标高无特殊要求，可按照挖填土方量相等的原则确定场地设计标高；第9页，讲稿共174张，创作于星期日101.2.2一一般般方方法法原理原理将场地划分成边长为a的若干方格，并将方格网角点的原地形标高标在图上（图1-1）。原地形标高可利用等高线用插入法求得或在实地测量得到。按照挖填土方量相等的原则（图1-2），场地设计标高可按下式计算：即:式中:z所计算场地的设计标高（m）；n方格
6、数；zi1,zi2,zi3,zi4第i个方格四个角点的原地形标高（m）。第10页，讲稿共174张，创作于星期日11由图1可见，11号角点为一个方格独有，而12，13，21，24号角点为两个方格共有，22，23，32，33号角点则为四个方格所共有，在用式（1-3）计算z0的过程中类似11角点的标高仅加一次，类似12号角点的标高加两次，类似22号角点的标高则加四次，这种在计算过程中被应用的次数Pi，反映了各角点标高对计算结果的影响程度，测量上的术语称为“权”。考虑各角点标高的“权”，式（1-3）可改写成更便于计算的形式：（1-4）式中:z1一个方格独有的角点标高；z2,z3,z4分别为二、三、四个
7、方格所共有的角点标高。第11页，讲稿共174张，创作于星期日12计算方法计算方法1)标高标高场地设计标高确定的一般方法是按如下步骤计算的：场地设计标高确定的一般方法是按如下步骤计算的：1划分场地方格网；2.计算或实测各角点的原地形标高；3按式（1-4）计算场地设计标高；4设计标高调整。设计标高的调整主要是泄水坡度的调整，由于按式（1-4）得到的设计平面为一水平的挖填方相等的场地，实际场地均应有一定的泄水坡度。因此，应根据泄水要求计算出实际施工时所采用的设计标高。以Z作为场地中心的标高（图1-2），则场地任意点的设计标高为（1-5）式中:zi考虑泄水坡度的角点设计标高。第12页，讲稿共174张，
8、创作于星期日132)施工高度施工高度土方的施工高度土方的施工高度求得zi后，即可按下式计算各角点的施工高度Hi，施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值：（1-6）式中:zii角点的原地形标高。若Hi为正值，则该点为填方，Hi为负值则为挖方。第13页，讲稿共174张，创作于星期日141.2.3设设计计标标高高调调整整设计标高的调整设计标高的调整实际工程中，对计算所得的设计标高，还应考虑下述因素进行调整，此工作在完成土方量计算后进行。(1)考虑土的最终可松性，需相应提高设计标高，以达到土方量的实际平衡(2)考虑工程余土或工程用土，相应提高或降低设计标高。(3)根据经济比较结果，如采用场
9、外取土或弃土的施工方案，则应考虑因此引起的土方量的变化，需将设计标高进行调整。场地设计平面的调整工作也是繁重的，如修改设计标高，则须重新计算土方工程量。场地设计平面的调整工作也是繁重的，如修改设计标高，则须重新计算土方工程量。第14页，讲稿共174张，创作于星期日151.3土方工程量的计算土方工程量的计算1.引言引言2.基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽）及路堤土方量3.场地平整土方量计算步骤场地平整土方量计算步骤第15页，讲稿共174张，创作于星期日161.3.1引引言言引言引言在土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。但土方工程的外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，
10、都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。第16页，讲稿共174张，创作于星期日171.3.2基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽）及路基土方量基坑（槽）及路基土方量基坑（槽）和路堤的土方量可按拟柱体积的公式计算（图1-4），即（1-13）式中V土方工程量（m3）；H，F1，F2如图所示。对基坑而言，H为基坑的深度，F1，F2分别为基坑的上下底面积（m2）；对基槽或路堤，H为基槽或路堤的长度（m），F1，F2为两端的面积（m2）；F0F1与F2之间的中截面面积（m2）。第17页，讲稿共174张，创作于星期日18基槽与路堤通常根据其形
11、状（曲线、折线、变截面等）划分成若干计算段，分段计算土方量，然后再累加求得总的土方工程量。如果基槽、路堤是等截面的，则H，F1=F2=F0，由式（1）计算V=HF1。图图1-4土方量计算土方量计算a）基坑土方量计算；b）基槽、路堤土方量计算第18页，讲稿共174张，创作于星期日191.3.3场地平整土方量计算步骤场地平整土方量计算步骤场地平整土方量计算步骤场地平整土方量计算步骤1.场地设计标高确定后，求出平整的场地各角点的施工高度Hi。2.确定“零线”的位置确定“零线”的位置有助于了解整个场地的挖、填区域分布状态。3.然后按每个方格角点的施工高度算出填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样即
12、得到整个场地的填、挖土方总量。第19页，讲稿共174张，创作于星期日20补充知识补充知识1.方格网法方格网法图示计算步骤方法适用范围1划方格网根据地形图划分方格网，尽量使其与测量或施工坐标网重合，方格一般采用20m20m40m40m，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，求出各点的施工高度(挖或填)，填在方格网左上角，挖方为(+)，填方为(-)。2计算零点位置计算确定方格网中两端角点施工高度符号不同的方格边上零点位置，标于方格网上，联接零点，即得填方与挖方区的分界线。零点的位置按下式计算，见图(a)：式中、角点至零点的距离m；、相邻两角点的高程m，均用绝对值；a方格网的
13、边长m。3计算土方工程量按方格网底面图形和下表体积计算公式，计算每个方格内的挖方或填方量。4汇总分别将挖方区和填方区所有方格计算土方量汇总，即得该建筑场地挖方区和填方区的总土方量。适于地形较平缓或台阶宽度较大的地段采用计算方法较为复杂，但作为平整场地土方量计算，精度较高。第20页，讲稿共174张，创作于星期日21方格网零线及零点的确定方格网零线及零点的确定零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为0。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点（0）的位置（图1-5），将各相邻的零点连接起来即为零线。图图1-5零点计算示意图零点计算示意图如不需计算零线的确
14、切位置，则绘出零线的大致走向即可。零线确定后，便可进行土方量的计算。方格中土方量的计算有两种方法：“四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”。第21页，讲稿共174张，创作于星期日22四方棱柱体的体积计算方法四方棱柱体的体积计算方法四方棱柱体的体积计算方法粉两种情况：1方格四个角点全部为填或全部为挖（图1-6a）时：（1-14）式中V挖方或填方体积（m3）；H1，H2，H3，H4方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（m）。2方格四个角点，部分是挖方，部分是填方（图1-6b和c）时：（1-15）（1-16）式中H填（挖）方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值（m）；H方格四角点施工高度之总和，取绝对
15、值（m）；a方格边长（m）。第22页，讲稿共174张，创作于星期日23图图1-6四方棱柱体的体积计算四方棱柱体的体积计算a)角点全填或全挖b）角点二填二挖c）角点一填（挖）三挖（填）第23页，讲稿共174张，创作于星期日24补充知识补充知识2.常用方格网计算公式常用方格网计算公式项目图示计算公式一点填方或挖方(三角形)当时，二点填方或挖方(梯形)三点填方或挖方(五角形)四点填方或挖方(正方形)第24页，讲稿共174张，创作于星期日25上表注：上表注：1）a方格网的边长,m；b、c零点到一角的边长,m；h1,h2,h3,h4方格网四角点的施工高程,m，用绝对值代入；h填方或挖方施工高程的总和,m
16、，用绝对值代入；挖方或填方体积,m。2）本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程而得出的。第25页，讲稿共174张，创作于星期日26例题例题某建筑场地地形图和方格网(边长a=20.0m)布置如图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度，。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、填土方工程量。第26页，讲稿共174张，创作于星期日27解：解：(1)计算场地设计标高(2)根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点(几何中心o)为，由式得各角点设计标高为：其余各角点设计标高均可求出，详见图2.12。第27页，讲稿共174张，创作于星期日28(3)计算各角点的施工
17、高度得各角点的施工高度(以“+”为填方，“-”为挖方)：各角点施工高度见图2.12。(4)确定“零线”，即挖、填方的分界线确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。如1-5线上：，即零点距角点1的距离为0.67m。(5)计算各方格土方工程量(以“+”为填方，“-”为挖方)全填或全挖方格：(+)(+)(+)(-)第28页，讲稿共174张，创作于星期日29三填一挖或三挖一填方格，由式(2.13)：(+)(-)(-)(+)(+)(-)将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：503.92m3填方：504.26m3挖方、填方基本平衡。第29页，讲稿共174张
18、，创作于星期日301.4井井点点降降水水引言引言降水方法降水方法集水井降水流砂井点降水第30页，讲稿共174张，创作于星期日311.4.1引引言言引言引言井点降水在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及
19、基础施工时保持干燥。第31页，讲稿共174张，创作于星期日321.4.2降降水水方方法法（一）集水井降水施工（一）集水井降水施工施工过程构造设置1）施工过程）施工过程基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。2）构造）构造四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基坑范围内设置盲沟排水。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔2040m设置一个。第32页，讲稿共174张，创作于星期日333）设置）设置集水坑的直径或宽度一般为0.60.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并保
20、持低于挖土面0.71.0m。坑壁可用竹、木材料等简易加固。当基坑挖至设计标高后，集水坑底应低于基坑底面1.02.0m，并铺设碎石滤水层（0.3m厚）或下部砾石（0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。第33页，讲稿共174张，创作于星期日34（二）（二）流流砂砂流砂现象产生流砂现象的原因流砂的防治1）流砂现象）流砂现象基坑挖土至地下水位以下，土质为细砂土或粉砂土的情况下，采用集水坑降低地下水时，坑下的土有时会形成流动状态，随着地下水流入基坑，这种现象称为流砂现象。出现流砂现象时，土完全丧失承载力，土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化，基
21、坑难以挖到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。2）产生流砂现象的原因）产生流砂现象的原因流砂现象产生的原因，是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。引起流砂的因素大致有引起流砂的因素大致有：1)主要外因取决于水力坡度的大小，即该地区地下水位越高，基坑挖深越大，水力压力差越大，越容易产生流砂现象；2)土的颗粒组成中粘土含量小于10%，而粉砂含量大于75%；3)土的不均匀系数D60/D105（式中D60为限定颗粒，即小于某粒径的土粒重量计百分数为60%时；D10为有效粒径，即小于某粒径的土粒重量计百分数为10%时）。易发生流砂地区取得不均
22、匀系数的值在1.63.2之间；4)土的含水量大于30%；5)土的空隙率大于43%；6)在粘性土中有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度大于250mm第34页，讲稿共174张，创作于星期日353）流砂的防治）流砂的防治防治流砂的主要途径有：减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。其具体措施有其具体措施有：（1）枯水期施工法。（2）抢挖并抛大石块法。（3）设止水帷幕法。（4）人工降低地下水位法。此外，采用地下连续墙、压密注浆法、土壤冻结法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂发生。第35页，讲稿共174张，创作于星期日36（三）（三）井井点点降降水水井点降水原理井点降水的作用井点
23、降水的类型1）井点降水原理）井点降水原理井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。第36页，讲稿共174张，创作于星期日372）井点降水的作用）井点降水的作用1）防止地下水涌入坑内（图a）；2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方（图b）；3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌（图c）；4）降水后，使板桩减少了横向荷载（图d）；5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象（图e）；6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。a)防止涌水b)稳定边坡c
24、)防止管涌d)减少横向荷载e)防止流砂井点降水的作用井点降水的作用第37页，讲稿共174张，创作于星期日383）井点降水的类型）井点降水的类型井点有两大类：轻型井点和管井。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照下表选择。第38页，讲稿共174张，创作于星期日39轻轻型型井井点点设设备备设设计计施施工工设备设备轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成（图）1）管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。第39页，讲稿共174张，创作于星期日40滤管滤管（图）为进水设备，通常采用长1.01.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为1219mm的滤孔。骨架管外面
25、包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。滤网外面在绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。滤管上端与井点管连接井点管井点管为直径38mm和51mm、长57m的钢管。井点管的上端用弯联管与总管相连。集水总管集水总管为直径100127mm的无缝钢管，每段长4m，其上端有井点管联结的短接头，间距0.8m或1.2m。第40页，讲稿共174张，创作于星期日412）抽水设备）抽水设备抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱）等组成，一套抽水设备的负荷长度（即集水总管长度）为100120m。常用的W5，W6型干式真空泵
26、，其最大负荷长度分别为100m和120m。第41页，讲稿共174张，创作于星期日42轻型井点的设计轻型井点的设计平面布置高程布置涌水量计算1）设计的基础资料）设计的基础资料轻型井点布置和计算井点系统布置应根据水文地质资料、工程要求和设备条件等确定。一般要求掌握的水文地质资料有：地下水含水层厚度、承压或非承压水及地下水变化情况、土质、土的渗透系数、不透水层的位置等。要求了解的工程性质主要有：基坑（槽）形状、大小及深度，此外尚应了解设备条件，如井管长度、泵的抽吸能力等。第42页，讲稿共174张，创作于星期日432）平面布置）平面布置根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置（图a）、双排布置（图b
27、）、环形布置（图c），当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置（图d）。单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度。双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。环形布置适用于大面积基坑，如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。第43页，讲稿共174张，创作于星期日443）高程布置）高程布置高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离，可按下式计算（图）：式中：h井点管埋深（m）；h1总管埋设面至基底的距离（m）；h基底至降低后的地下水位线的距离（m）；i水力坡度；L井点管至
28、水井中心的水平距离，当井点管为单排布置时，L为井点管至对边坡角的水平距离（m）。第44页，讲稿共174张，创作于星期日454）涌水量计算）涌水量计算（1）水井分类）水井分类确定井点管数量时，需要知道井点管系统的涌水量。井点管系统的涌水量根据水井理论进行计算。根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由面），称为无压井；当水井布置在承压含水层中时（含水层中的水充满在两层不透水层间，含水层中的地下水水面具有一定水压），称为承压井。当水井底部达到不透水层时称为完整井，否则称为非完整井，各类井的涌水量计算方法都不同。（2）无压完整井涌水量计算）无
29、压完整井涌水量计算群井涌水量的计算，可把由各井点管组成的群井系统，视为一口大的单井，设该井为圆形的，系统涌水量的计算公式：式中R为单井的降水影响半径（m）；r为单井的半径（m）。第45页，讲稿共174张，创作于星期日46在实际工程中往往会遇到无压完整井的井点系统（图b），这时地下水不仅从井的面流入，还从井底渗入。因此涌水量要比完整井大。为了简化计算，仍可采用公式（3）。此时式中H换成有效含水深度换成有效含水深度H0，即（m3/d）H0可查下表。当算得的H0大于实际含水层的厚度H时，取H0=H。有有效效深深度度H0值值注：S/（S+l）的中间值可采用插入法求H0。上表中，S为井点管内水位降落值（
30、m），参阅图；l为滤管长度（m）。有效含水深度H0的意义是，抽水是在H0范围内受到抽水影响，而假定在H0以下的水不受抽水影响，因而也可将H0视为抽水影响深度。S/（S+l）0.20.30.50.8H01.3(S+l)1.5(S+l)1.7(S+l)1.84(S+l)第46页，讲稿共174张，创作于星期日47应用上述公式时，先要确定x0，R，K。由于基坑大多不是圆形，因而不能直接得到x0.。当矩形基坑长宽比不大于5时，环形布置的井点可近似作为圆形井来处理，并用面积相等原则确定，此时将近似圆的半径作为矩形水井的假想半径：式中x0环形井点系统的假想半径（m）；F环形井点所包围的面积（m2）。抽水影响
31、半径，与土的渗透系数、含水层厚度、水位降低值及抽水时间等因素有关。在抽水25d后，水位降落漏斗基本稳定，此时抽水影响半径可近似地按下式计算：（m）式中，S，H的单位为m；K的单位为m/d。渗透系数K值对计算结果影响较大。K值的确定可用现场抽水试验或实验室测定。对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值。第47页，讲稿共174张，创作于星期日48（3）井点管数量计算）井点管数量计算井点管最少数量由下式确定：（根）式中，q为单根井管的最大出水量，由下式确定：(m3/d)式中，d为滤管直径（m）；其它符号同前。井点管最大间距便可求得(m)式中：L总管长度（m）；n井点管最少根数。实际采用的井点管
32、间距D应当与总管上接头尺寸相适应。即尽可能采用0.8，1.2，1.6或2.0m且Dn，一般n应当超过1.1n，以防井点管堵塞等影响抽水效果。第48页，讲稿共174张，创作于星期日49轻型井点施工轻型井点施工1）准备工作包括井点设备、动力、水源及必要材料的准备，开挖排水沟，观测附近建筑物标高以及实施防止附近建筑物沉降的措施等。2）埋设井点的程序排放总管埋设井点管用弯联管将井点与总管接通安装抽水设备。冲孔冲孔埋管埋管填砂填砂封口封口第49页，讲稿共174张，创作于星期日501.5边坡稳定及土壁支护边坡稳定及土壁支护边坡稳定边坡稳定土壁支护土壁支护边坡稳定边坡稳定边坡可做成直线形、折线形或踏步形（图
33、1-12）。图图1-12土方放坡土方放坡a)直线形；b)折线形；c)踏步形土方边坡坡度以其高度H与其底宽度B之比表示土方边坡坡度=（1-25）式中，m=B/H，称为坡度系数。第50页，讲稿共174张，创作于星期日51土壁支护土壁支护基槽支护基坑支护基槽支护基槽支护市政工程施工时，常需在地下铺设管沟，因此需开挖沟槽。开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。横撑式土壁支撑根据挡土板的不同，分为水平挡土板式（图1-13a）以及垂直挡土板式（图1-13b）两类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑；对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，
34、挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。第51页，讲稿共174张，创作于星期日52图图1-13横撑式支撑横撑式支撑a)间断式水平挡土板支撑；b)垂直挡土板支撑1水平挡土板；2立柱；3工具式横撑；4垂直挡土板；5横楞木；6调节螺丝第52页，讲稿共174张，创作于星期日53基坑支护基坑支护1）重力式支护结构重力式支护结构水泥土搅拌桩（或称为深层搅拌桩）支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩）。图图1-15水泥土墙水泥土墙搅拌桩；插筋；面板如图：深层搅拌桩挡墙如图：深层搅拌桩挡墙第53页，讲稿
35、共174张，创作于星期日542）板式支护结构板式支护结构板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑(或拉锚)系统(图1-19)，悬臂式板桩支护结构则不设支撑(或拉锚)。图1-19板式支护结构1板桩墙；2围檩；3钢支撑；4斜撑；5拉锚；6土锚杆；7先施工的基础；8竖撑3）单锚板桩结构单锚板桩结构第54页，讲稿共174张，创作于星期日551.6土方开挖和填筑土方开挖和填筑1.土方机械性能及选择土方机械性能及选择2.土方开挖土方开挖第55页，讲稿共174张，创作于星期日56土方机械性能及选择土方机械性能及选择推土机推土机推土机是土方工程施工的主要机械之一。常用推土机的发动机功率有45kW、75kW、
36、90kW、120kW等数种。推土板多用油压操纵。如图所示是液压操纵的T2-100型推土机外形图，液压操纵推土板的推土机除了可以升降推土板外，还可调整推土板的角度，因此具有更大的灵活性。推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬30左右的缓坡，因此应用范围较广。第56页，讲稿共174张，创作于星期日57推土机适于开挖一至三类土。多用于平整场地，开挖深度不大的基坑，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方、修路开道等。推土机作业以切土和推运土方为主，切土时应根据土质情况，尽量采用最大切土深度在最短距离（610m）内完成，以便缩短低速行进的时间，然后直接推运到预定
37、地点。上下坡坡度不得超过35，横坡不得超过10。几台推土机同时作业时，前后距离应大于8m。推土机经济运距在100m以内，效率最高的运距为60m。为提高生产率，可采用槽形推土、下坡推土以及并列推土等方法图图1-40T2-100型推土机外形图型推土机外形图第57页，讲稿共174张，创作于星期日58铲运机铲运机铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序（挖土、装土、运土、卸土和平土）的机械。按行走方式分为自行式铲运机（图1-41）和拖式铲运机（图1-42）两种。常用的铲运机斗容量为2m3，5m3，6m3，7m3等数种，按铲斗的操纵系统又可分为机械操纵和液压操纵两种。图图1-41自行式铲运机外形图自行式铲
38、运机外形图图图1-42拖式铲运机外形图拖式铲运机外形图第58页，讲稿共174张，创作于星期日59铲铲 运运 机机第59页，讲稿共174张，创作于星期日60铲运机操纵简单，不受地形限制，能独立工作，行驶速度快，生产效率高。铲运机适于开挖一至三类土，常用于坡度20以内的大面积土方挖、填、平整、压实，大型基坑开挖和堤坝填筑等。铲运机运行路线和施工方法视工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等而定。其运行线路可采用环形路线或8字路线（图1-43）。适用于运距为6001500m，当运距为200350m时效率最高。采用下坡铲土、跨铲法、推土机助铲法等，可缩短装土时间，提高土斗装土量，以充分发挥其效率。图图
39、1-43铲运机开行路线铲运机开行路线a）环形路线；b）环形路线；c）大环形路线；d）8字型路线第60页，讲稿共174张，创作于星期日61挖掘机挖掘机1正铲挖掘机图1-44正铲挖掘机外形2反铲挖掘机加长臂反铲式挖土机图1-45第61页，讲稿共174张，创作于星期日623抓铲挖掘机图图1-48抓铲挖掘机外形抓铲挖掘机外形4拉铲挖掘机拉拉铲铲第62页，讲稿共174张，创作于星期日63土方开挖土方开挖土料选用填土方法压实方法影响因素质量检查土料的选用与处理土料的选用与处理填方土料应符合设计要求，保证填方的强度与稳定性，选择的填料应为强度高、压缩性小、水稳定性好、便于施工的土、石料。如设计无要求时，应符
40、合下列规定：（1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3）可用于表层下的填料。（2）含水量符合压实要求的粘性土，可为填土。在道路工程中粘性土不是理想的路基填料，在使用其作为路基填料时必须充分压实并设有良好的排水设施。（3）碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方。（4）淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理含水量符合压实要求，可用于填方中的次要部位。填土应严格控制含水量，施工前应进行检验。当土的含水量过大，应采用翻松、晾晒、风干等方法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材料、打石灰桩等措施；如含水量偏低，则可预先洒水湿润，否则
41、难以压实。第63页，讲稿共174张，创作于星期日64 自卸式土方运输车自卸式土方运输车第64页，讲稿共174张，创作于星期日65填土的方法填土的方法填土可采用人工填土和机械填土。人工填土一般用手推车运土，人工用锹、耙、锄等工具进行填筑，从最低部分开始由一端向另一端自下而上分层铺填。机械填土可用推土机、铲运机或自卸汽车进行。用自卸汽车填土，需用推土机推开推平，采用机械填土时，可利用行驶的机械进行部分压实工作。填土必须分层进行，并逐层压实。特别是机械填土，不得居高临下，不分层次，一次倾倒填筑第65页，讲稿共174张，创作于星期日66压实方法压实方法填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实等几种。碾压碾
42、压适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾（压路机）、足碾和汽胎碾。羊足碾需要较大的牵引力而且只能用于压实粘性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动，而使土的结构破坏。汽胎碾在工作时是弹性体，给土的压力较均匀，填土质量较好。应用最普遍的是刚性平碾。利用运土工具碾压土壤也可取得较大的密实度，但必须很好地组织土方施工，利用运土过程进强夯地基加固机械强夯地基加固机械行碾压。如果单独使用运土工具进行土壤压实工作，在经济上是不合理的，它的压实费用要比用平碾压实贵一倍左右。第66页，讲稿共174张，创作于星期日67振动式压路机振动式压路机夯实夯实主要用于小面积填土，可以夯实粘性土或
43、非粘性土。夯实的优点是可以压实较厚的土层。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。夯锤借助起重机提起并落下，其重量大于1.5t，落距2.54.5m，夯土影响深度可超过1m，常用于夯实湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。内燃夯土机作用深度为0.40.7m，它和蛙式打夯机都是应用较广的夯实机械。人力夯土（木夯、石硪）方法则已很少使用。振动压实振动压实主要用于压实非粘性土，采用的机械主要是振动压路机、平板振动器等。第67页，讲稿共174张，创作于星期日68影响填土压实的因素影响填土压实的因素填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。1.压实功的影响填土压
44、实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。土的重度与所耗的功的关系见图1-50。当土的含水量一定，在开始压实时，土的重度急剧增加，待到接近土的最大重度时，压实功虽然增加许多，而土的重度则没有变化。实际施工中，对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。如果先用轻碾，再用重碾压实就会取得较好效果。图图1-50土的重度与压实功的关系土的重度与压实功的关系第68页，讲稿共174张，创作于星期日692.含水量的影响在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较
45、大而不易压实。当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。每种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大（图1-52）。各种土的最佳含水量p和所能获得的最大干重度，可由击实试验取得。施工中，土的含水量与最佳含水量之差可控制在4%+2%范围内。图图1-51土的含水量对其压实质量的影响土的含水量对其压实质量的影响第69页，讲稿共174张，创作于星期日703.铺土厚度的影响土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小（图1-52），其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而
46、且还应考虑最优土层厚度。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，则要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。填土的铺土厚度及压实遍数可参考表1-14选择。图图1-52压实作用沿深度的变化压实作用沿深度的变化第70页，讲稿共174张，创作于星期日71填方每层的铺土厚度和压实遍数填方每层的铺土厚度和压实遍数表表1-14压实机具每层铺土厚度mm每层压实遍数平碾羊足碾蛙式打夯机人工打夯200300200350200250200688163434第71页，讲稿共174张，创作于星期日72填土压实的质量检查填土压实的质量检查填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求
47、。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，例如建筑工程中的砌体承重结构和框架结构，在地基主要持力层范围内，压实系数（压实度）应大于0.96，在地基主要持力层范围以下，则应在0.930.96之间。第72页，讲稿共174张，创作于星期日73第一章第一章结结束束第73页，讲稿共174张，创作于星期日74第二章第二章桩桩基基础础工工程程1.混凝土预制桩混凝土预制桩引言预制桩分类预制桩制作与吊运预制桩沉桩施工2.灌注桩灌注桩引言灌注桩成孔方法第74页，讲稿共174张，创作于星期日752.1混凝土预制桩引言预制桩分类预制桩制作与吊运预制桩沉桩施工引言引言一般多层建筑物当地基较好时多
48、采用天然浅基础，它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，形成人工地基。如深部土层也软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。第75页，讲稿共174张，创作于星期日76桩的类型桩的类型1.桩按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩，前者又分为摩擦桩、端承摩擦桩；后者又分为端承桩、摩擦端承桩。2.桩按成桩时挤土状况可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。3.按桩的施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩两类。预制桩是在工厂或施工现场
49、制成的各种材料和形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。第76页，讲稿共174张，创作于星期日772.1.1预制桩制作与吊运混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放混凝土管桩是以离心法在工厂生产的，通常都施加预应力，直径多为400600mm，壁厚80100mm，每节长度810m，用法兰连接，桩的接头不宜超过4个，下节桩底端可设桩尖，亦可以是开口的。混凝土预制方桩多数是在打桩现场或附近就地预制，较短的桩亦可在预制厂生产，预应力管桩则均在工厂生产。钢钢筋、模筋、模板板施施工工
50、混凝土浇筑混凝土浇筑第77页，讲稿共174张，创作于星期日78当桩的混凝土强度达到设计强度的70%方可起吊；达到100%方可运输和打桩。如提前起吊，必须采取措施并经验算合格方可进行。桩在起吊和搬运时，必须平稳，并且不得损坏。吊点应符合设计要求，一般节点的设置如图2-1所示。打桩前，桩从制作处运到现场前以备打桩，并应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。桩的运输方式，在运距不大时，可用起重机吊运；当运距较大时，可采用轻便轨道小平台车运输。堆放桩的地面必须平整、坚实，垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩，应分别堆放。图图2-1桩的合理吊点桩的合理吊