1、,工 程 施 工,第一章 土方工程,第一章 土方工程,（一）概述,土方工程分类 场地平整 开挖沟槽、基坑、隧道、路基 土方回填 土方施工特点 工程量大、劳动强度高 施工条件复杂 受场地限制,（一）概述,施工前需要准备的资料： 当地实测地形图，比例一般为1/5001/1000 原有地下管线、构筑物的竣工图 工程地质资料 水准点的有关资料施工组织设计或施工方案,（二）土的工程分类及性质,在工程上，土根据开挖难易程度分为八类，其中一四类土为土，五八类土为岩石。,（二）土的工程分类及性质,在工程上，土根据开挖难易程度分为八类，其中一四类土为土，五八类土为岩石。 松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机
2、、推土机、挖土机施工。 坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工。 次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。,（二）土的工程分类及性质,（二）土的工程分类及性质,（二）土的工程分类及性质,土的工程性质,可松性,渗透性,密度,含水量,（二）土的工程分类及性质,（1）密度（质量密度） 土的天然密度: 在天然状态下，单位体积土的质量。,（二）土的工程分类及性质,（1）密度（质量密度） 土的干密度:单位体积土中固体颗粒的质量,（二）土的工程分类及性质,（1）密度（质量密度）,（二）土的工程分类及性质,（2）含水量 土的含水量（含水率）是指土中水的质量与土的固体颗粒质量
3、的百分比,（二）土的工程分类及性质,（3）渗透性 土的渗透性是指水在土体中渗流的性质，用渗透系数K表示,表示单位时间内水穿透土层的能力,（二）土的工程分类及性质,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性 土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性 土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积,最初可松性系数,土挖出后松散状态下的体积,土在天然状态下的体积,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性 土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能
4、恢复成原来体积,最后可松性系数,土经压实后的体积,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性 土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性 最初可松性系数是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数 最终可松性系数是计算填方所需工程量的主要参数,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性,例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土的最初可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应外运多少松土？,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性,例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土的最初可松性
5、系数1.14，最后可松性系1.05。问应外运多少松土？,回填土V3：2000-1200=800 m3,预留原土 ：800/1.05=762m3,多余原土：2000-762=1238 m3,外运松土：12381.14=1411 m3,（二）土的工程分类及性质,（4）可松性,例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土的最初可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应外运多少松土？,全部松土：20001.14=2280 m3,其中用于回填 x ，外运2280- x,x 对应原土： x /1.14, 对应回填土x /1.141.05,已知x /1.141.05 =2000-1200，
6、则x=869 m3,可得外运松土=2280- 869=1411 m3,（三）土方边坡,边坡的表示方法为1：m，m为坡度系数（边坡系数）。,（三）土方边坡,边坡的表示方法为1：m，m为坡度系数（边坡系数）。,（四）土方量计算,土方量计算的基本方法主要有平均高度法和平均断面法 平均高度法有四方棱柱体法和三角棱柱体法 平均断面法可用近似公式计算和较精确公式计算,（四）土方量计算,平均高度法四方棱柱体法,（四）土方量计算,平均高度法四方棱柱体法,相邻两角为挖，另两角为填,（四）土方量计算,平均高度法四方棱柱体法,一角为挖（填），另三角为填（挖）,（四）土方量计算,平均高度法三角棱柱体法,（四）土方量计
7、算,平均高度法三角棱柱体法,（四）土方量计算,平均高度法三角棱柱体法,x,y,（四）土方量计算,平均高度法三角棱柱体法,（四）土方量计算,平均断面法近似计算与较精确计算,（四）土方量计算,公式选用不同，计算精度有所不同平坦地区方格划分较大，采用四方棱柱体计算；地形起伏地区方格适当调整，采用三角棱柱体计算平均断面法选取转折点处横断面计算,（五）场地平整土方量计算,（1）场地设计标高H0 场地平整是将自然地面改造成工程所要求的平面。 “挖填土方量相等”的原则，土方总工程量最小,H0,（五）场地平整土方量计算,（1）场地设计标高H0 步骤在地形图上将施工区域划分为若干个方格网（如采用a=20或40m
8、）,（五）场地平整土方量计算,（1）场地设计标高H0 步骤确定方格角点的高程,（五）场地平整土方量计算,（1）场地设计标高H0 步骤按填挖平衡原理计算设计标高,H11,H12,H21,H22,（五）场地平整土方量计算,（1）场地设计标高H0 步骤按填挖平衡原理计算设计标高,H11,H12,H21,H22,（五）场地平整土方量计算,（2）场地设计标高H0的调整,（五）场地平整土方量计算,（五）场地平整土方量计算,（五）场地平整土方量计算,（2）场地设计标高H0的调整,场地根据平衡后多余或不足的土方量,（五）场地平整土方量计算,（2）场地设计标高H0的调整,场地纵横方向的中心线标高,（五）场地平整
9、土方量计算,（2）场地设计标高H0的调整,(a)单向泄水；(b)双向泄水,（五）场地平整土方量计算,（3）场地土方量的计算 步骤各方格角点的施工高度,角点施工高度,角点设计标高,角点自然标高,（五）场地平整土方量计算,（3）场地土方量的计算 步骤各方各角点的施工高度,（五）场地平整土方量计算,（3）场地土方量的计算 步骤绘出“零线”连接零点的线,（五）场地平整土方量计算,（3）场地土方量的计算 步骤绘出“零线”连接零点的线,（五）场地平整土方量计算,（3）场地土方量的计算 步骤绘出“零线”连接零点的线,（五）场地平整土方量计算,（3）场地土方量的计算 步骤分别计算挖填土方量,（五）场地平整土方
10、量计算,（4）场地边坡土方量的计算,（五）场地平整土方量计算,（4）场地边坡土方量的计算 步骤标出场地四个角点填、挖高度和零线位置,（五）场地平整土方量计算,（4）场地边坡土方量的计算 步骤确定边坡系数 步骤计算角点的放坡宽度 步骤绘出边坡图,（五）场地平整土方量计算,（4）场地边坡土方量的计算 步骤计算边坡土方量 角点土方量按正方椎体计算 无零点区域按平均断面法计算 有零点区域，以零点为界，分段按三角锥体计算,（六）土方调配,土方调配的原因 挖方、填方不平衡，区域内土方量无法满足设计标高的要求,（六）土方调配,土方调配的原因 挖方、填方不平衡，区域内土方量无法满足设计标高的要求 土方调配主要
11、内容 划分调配区 计算调配运距 确定最优调配方案 绘制土方调配图表,（六）土方调配,（1）划分调配区 原则： 应力求挖填平衡、运距最短、费用最省； 便于改土造田、支援农业； 考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。,（六）土方调配,（2）调配区之间的平均运距 挖方区土方重心与填方区土方重心的距离。,（六）土方调配,（3）最优调配方案 理论基础：线性规划（Linear Programming）,（六）土方调配,（六）土方调配,（六）土方调配,Min Cij,（六）土方调配,400,（六）土方调配,400,Min Cij,（六）土方调配,400,500,（六）土方调配,400,500,Min
12、Cij,（六）土方调配,400,500,500,（六）土方调配,400,500,500,Min Cij,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,得到一组可行解,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,位势数,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,
13、500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,500,500,300,100,100,（六）土方调配,400,0,500,0,500,0,300,0,100,0,100,0,20,50,80,90,40,-30,（六）土方调配,400,0,500,0,500,0,300,0,100,0,100,0,20,50,80,90,40,-30,若存在负检验数，选择最小的检验数，调整其对应的变量。 找出该变量所在的闭回路,（六）土方调配,400,0,500,0,500,0,300,0,100,0,100,0,20,50,8
14、0,90,40,-30,将最小的奇数转角数字(100)与最小检验数对应的变量(0)调换 其余奇数转角数字减100，偶数转角数字加100,（六）土方调配,400,0,500,0,400,0,400,0,100,0,0,20,50,80,90,40,100,-30,将最小的奇数转角数字(100)与最小检验数对应的变量(0)调换 其余奇数转角数字减100，偶数转角数字加100,（六）土方调配,400,0,500,0,400,0,400,0,100,0,0,20,50,80,90,40,100,-30,用位势法检验调整后方案。若仍存在负检验数，再次调整,（六）土方调配,400,500,400,400,
15、100,100,最终结果,（六）土方调配,（4）土方调配图,第一章 土方工程,（一）土壁稳定,（1）塌方原因 边坡过陡 雨水、地下水入渗 静荷载、动荷载 开挖顺序不当,（一）土壁稳定,（一）土壁稳定,（2）防治措施 放足边坡 设置支撑,（一）土壁稳定,（一）土壁稳定,（一）土壁稳定,（一）土壁稳定,（一）土壁稳定,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,（二）施工排水,（1）明排水法 开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外,（二）施工排水,（1）明排水
16、法,（二）施工排水,（2）人工降低地下水位法 在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备连续不断的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工完毕为止主要分类：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点,（二）施工排水,（二）施工排水,（二）施工排水,（二）施工排水,a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置；d） U形布置,（二）施工排水,井点管的埋置深度： H H1hiL,（二）施工排水,（三）流砂防治,基坑挖土至地下水位以下，当土质为细砂土或粉砂土的情况下，在动水压力推动下，坑下的土有时会形成流动状态，而随着地下水流入基坑，这种现象称为流砂现象。土体完全丧失承载力，会引
17、起基坑边坡塌方、出现地基被掏空的现象，引起建筑开裂、沉降、甚至倒塌,（三）流砂防治,流砂现象产生原因：水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用防治流砂的基本原则“治流砂必先治水”。,（三）流砂防治,枯水期施工法 枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。 打板桩 将连续板桩沿基坑周围或打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，使土的渗流路径延长，从而减小动水压力。,（三）流砂防治,（三）流砂防治,水中挖土 不排水施工，基坑内外水压平衡，不形成动水压力（水下浇注混凝土）。 人工降低地下水位 即采用井点降水法，不让地下水进入基坑，从而能有效地防止和根治流砂，改善施工条件。
18、,（三）流砂防治,地下连续墙法 沿基坑的周围先浇注钢筋混凝土的地下连续墙，起承重、截水、防流砂的作用，是深基础施工的可靠支护结构。,（三）流砂防治,（三）流砂防治,地下连续墙法 沿基坑的周围先浇注钢筋混凝土的地下连续墙，起承重、截水、防流砂的作用，是深基础施工的可靠支护结构。 抢挖并抛大石块法 分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。,（四）填土压实,填土满足强度、稳定性要求，必须合理设计边坡，正确选择土料以及填筑方法不能作为填土使用的土料：含有大量有机物的土，石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土，冻土或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质
19、粘土填土具体要求：分层铺土压实、最佳含水量,（四）填土压实,压实方法：（1）碾压法：适用于大面积填土，如场地平整、路基、堤坝等工程，每次碾压要有150200的重叠。（2）夯实法：适用于小面积填土，夯实厚度一般在200以内。（3）振动法：适用于非粘性土壤,（四）填土压实,（四）填土压实,（四）填土压实,第一章 土方工程,（一）推土机,性能：构造简单，操作灵活，运转方便，所需工作面较小，功率较大，行驶速度快，易于转移，能爬300的缓坡适用范围：挖土深度不大的场地平整；开挖深度不大于1.5m的基坑；回填基坑或沟槽；堆筑高度在1.5m以内的路基、堤坝；平整其他机械卸置的土堆等。推土机的运距宜在100m
20、以内，经济运距为4060m。,（一）推土机,（二）铲运机,铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序（铲土、装土、运土、卸土、填筑、压实）的机械。 按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运机两种。按铲斗的操纵又可分为机械操纵（索式）和液压操纵两种。,（三）挖掘机（挖土机）,挖掘机有正铲、反铲、拉铲、抓铲等种类。使用较多的是正铲与反铲。 挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和液压传动两种。挖掘机利用土斗直接挖土， 因此也称为单斗挖掘机。,（三）挖掘机（挖土机）,正铲、反铲、拉铲、抓铲,（三）挖掘机（挖土机）,正铲,（三）挖掘机（挖土机）,反铲,（三）挖掘机（挖土机）,反铲,（三）挖掘机（挖土机）,拉铲,（三）挖掘机（挖土机）,（三）挖掘机（挖土机）,抓铲,（三）挖掘机（挖土机）,（三）挖掘机（挖土机）,斗轮机,第一章 土方工程,（一）爆破原理,爆破炸药引爆后，由原来体积很小的炸药，经过化学变化，在极短的时间内，由固体状态转变为气体状态，体积增加数百倍甚至数千倍，同时产生很高的温度和巨大的冲击力，使周围的介质受到程度不同的破坏,（二）爆破作用,破碎圈,松动圈,震动圈,（三）抛掷药包,当埋设在地下的药包爆炸后，地面就会出现一个爆破坑，一部分炸碎了的介质被抛至坑外，一部分仍坠落在坑内，形成爆破漏斗,（四）爆破实例,Thank You !,
