S01土方工程(完).

建筑施工技术BuildingConstructionTechnology主编：郑传明目录Contents04钢筋混凝土工程01土方工程02桩基础工程03砌筑工程05结构安装工程06防水工程07装饰工程章目录ChapterContents04土方工程的机械化施工01土的工程分类及其工程物理性质02基坑（槽）的土方开挖03土方填筑与压实05人工降低地下水位第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程第1节土的工程分类及其工程物理性质1.1.1土的工程分类土的工程分类方法主要有二种，其中，按照土的开挖难易程度可分为八类，见表1-11.1.2土的基本性质在学习土的基本性质之前，让我们先来了解“土的组成”。1.1.2.1土的组成全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.1.2.1土的组成m——土的总质量（m=ms=mw）(kg);m’s——土中固体颗粒的质量（kg）;m’w——土中水的质量（kg）;V——土的总体积（V=Va+Vw+Vs）(m3);Va——土中空气体积(m3)；Vs——土中固体颗粒体积(m3)；Vw——土中水所占的体积(m3)；Vv——土中孔隙体积（Vv=Va+Vw）(m3)；第1节土的工程分类及其工程物理性质全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.1.2.2土的物理性质1.土的可松性与可松性系数最初可松性系数：KS=V2/V1；最终可松性系数：K’S=V3/V1。2.土的天然含水量：ω=mw×100%/ms3.土的天然密度和干密度土的天然密度：ρ=m/V；土的干密度：ρd=ms/V4.土的孔隙比和孔隙率孔隙比：e=Vv/Vs；孔隙率：n=Vv×100%/V5.土的渗透系数：土的渗透性系数表示土中的水在单位水力坡度作用下，单位时间内渗透的距离，即：K=v/i。其取值见表1-1第1节土的工程分类及其工程物理性质全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程土的分类土的名称开挖方法可松性系数KSKS′一类土(松软土)砂、亚砂土，冲积砂土，种植土、泥炭(淤泥)能用锹、锄头挖掘1.08～1.171.01～1.04二类土(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1.14～1.281.02～1.05三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，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，部分用撬棍1.24～1.301.04～1.07四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土、天然级配砂石，软的泥灰岩及蛋白石用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤1.26～1.371.06～1.09五类土(软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩，白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩用镐或撬棍、大锤，部分使用爆破1.30～1.451.10～1.20六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩、片麻岩用爆破方法，部分用风镐1.30～1.451.10～1.20七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩用爆破方法1.30～1.451.10～1.20八类土(特坚石)玄武岩，花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉绿岩用爆破方法1.45～1.501.20～1.30全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程第2节基坑（槽）的土方开挖1.2.1土方边坡1=1:hmbbh土方边坡坡度图1-2土方边坡a)直线形b)折线形c)踏步形全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.2基坑、基槽土方量计算图1-3基坑土方量计算102(4)6HVAAA基坑土方量可按立体几何中棱柱体体积计算公式计算：全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程图1-4基槽土方量计算基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分段后，再用同样的方法计算：11102(+4)6LVAAA全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.3场地平整土方量计算1.场地设计标高的确定确定场地设计标高时应考虑以下因素:①满足建筑规划和生产工艺及运输的要求;②尽量利用地形，减少挖填方数量;③场地内的挖、填土方量力求平衡，使土方运输费用最少;④有一定的排水坡度，满足排水要求。按照挖填平衡原则，场地设计标高可按下式计算:NHHHHH4)(222112110全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.3场地平整土方量计算2.场地设计标高的调整原计划所得的场地设计标高H0仅为一理论值，实际上，还需考虑以下因素进行调整：(1)土的可松性影响由于土具有可松性，一般填土会有多余，需相应地提高设计标高(2)场内挖方和填方的影响由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及从经济观点出发，将部分挖方就近弃于场外，将部分填方就近取土于场外等，均会引起挖填土方量的变化。必要时.亦需调整设计标高。(3)排水坡度的影响当按调整后的同一设计标高进行场地平整时，则整个地表面均处于同一水平面；但实际上由于排水的要求，场地表面需有一定的排水坡度。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.4边坡土方量计算1.划分方格网并计算各方格角点的施工高度根据已有地形图(一般用1/500的地形图)划分成若干个方格网，尽量使方格网与测量的纵、横坐标网对应，方格的边长一般采用10~40m，将设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的左下角和右下角。各方格角点的施工高度按下式计算:2.计算零点位置HHAnnahhhxahhhx21222111全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.4边坡土方量计算(1)三角棱锥体边坡体积全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.4边坡土方量计算(1)三角棱锥体边坡体积全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.4边坡土方量计算(2)三角棱柱体边坡体积42142lAAV全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.5土方调配(一)土方调配原则1.应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配，使挖方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即土方运输量或费用最小。2.土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则，考虑分区与全场相结合的原则，还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，以避免重复挖运和场地混乱。3.合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。4.好土用在回填质量要求高的地区。5.土方平衡调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合，将余土一次性运到指定弃土场，做到文明施工。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.5土方调配（二）土方调配图表的编制1)划分调配区。在平面图上先划出挖填区的分界线，并在挖方区和填方区适当划出若干调配区，确定调配区的大小和位置。2)计算各调配区的土方量并标明在图上。填方区土方重心的距离，取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点，按下式求出各挖方或填方调配区土方重心坐标X0及Y0。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.3土壁支护土壁的稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土壁就会塌方。这不仅会造成人身事故，同时亦会妨碍基坑的开挖或基础施工，有时还会危及附近的建筑物。造成土壁塌方的原因：1.边坡过陡，使土体本身的稳定性不够，而引起塌方现象。尤其是土质差，开挖深、大的坑槽中，常会遇到这种情况。2.雨水、地下水渗入基坑，土体泡软、重量增大及抗剪能力降低，这是造成塌方的主要原因。3.基坑上边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体中所产生的剪应力超过土体的抗剪强度。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.3土壁支护为了防止塌方，保证施工安全，在基坑开挖超过一定深度后，土壁应该做成有斜率的边坡，或者加以临时支撑以保持土壁的稳定。土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水状况有关。当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方边坡可作成直立壁不加支撑，但深度H不宜超过规定要求。密实、中密的砂土和碎石类土1.0m硬塑、可塑的粉土及粉质黏土1.25m硬塑、可塑的黏土和碎石类土1.5m坚硬的黏土2m全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程开挖基坑（槽）时，如地质和周围条件允许，可放坡开挖。但在建筑稠密地区施工，有时不允许按要求放坡的宽度开挖，或有防止地下水渗入基坑要求时，就需要用支护结构支撑土壁，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物等的不利影响。1.2.3土壁支护全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程支撑方法：(一)横撑式支撑横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。根据挡土板放置方式不同，分为水平挡土板和垂直挡土板两类。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－调节螺栓(a)(b)1.2.3土壁支护全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程(二)板桩式支撑板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流砂现象产生。板桩支撑作用：使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压力，从而可预防流砂的产生；板桩支撑既挡土又防水，特别适于开挖较深、地下水位较高的大型基坑；可以防止基坑附近建筑物基础下沉。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程打入板桩的质量要求：板桩位置在板桩的轴线上，板壁面垂直，保证平面尺寸准确和垂直度；封闭式板桩墙要求封闭合拢；埋置达到规定深度要求，有足够的抗弯强度和防水性能。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。平板桩防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小；波浪式板桩的防水和抗弯性能都较好，施工中多采用。钢板桩施工全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.4支撑系统当基坑深度较大，悬臂的挡墙在强度和变形方面不能满足要求时，需要设置支撑系统。支撑系统一般分为：基坑内支撑，如图1－14（a）、（b）所示，以及基坑外拉锚，如图1－14（c）、（d）所示。图1－14板式支护结构（a）水平支撑式支护；（b）斜撑式支护；（c）水平拉锚支护；（d）土层锚杆支护全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.4.1基坑内支撑系统•基坑内支撑常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类。•钢筋混凝土支撑通常为现场浇筑形成，其布置形式可随基坑形状而变化，因而有多种，如对撑、角撑和架式支撑、圆形、拱形、椭圆形等多种形状支撑，如图1-15所示。（a）对撑；（b）角撑；（c）圆形支撑；（d）桁架式支撑图1－15钢筋混凝土支撑形式全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程南京火车站广场地下通道支护工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程镇江电信大楼型钢内撑全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程南京玄武隧道支护工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程南京新街口某大厦基坑支护全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章土方工程1.2.5拉锚与土层锚杆拉锚支护结构由挡墙、拉杆以及锚固体组成，如图1-16所示。其挡墙多以型钢桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩为主。拉杆通常采用钢筋或钢铰线，拉杆中间应设置紧固装置。以锚