土方工程2.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一节 概述,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二节,土方工程量的计算与调配,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三节,土方边坡与深基坑支护,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四节 土方施工排水,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五节,土方机械化施工,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六节 土方填筑与压实,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第七节 土方开挖,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第八节土方工程常见的质量事故及防治,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第九节土方工程质量标准与安全技术,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十节 深基坑信息化施工简介,第二章 土方工程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十一节土方工程施工方案案例,第二章 土方工程,土方工程包括土（或石）的开挖、运输、填筑、平整和压实等主要施工过程，以及排水、降水和土壁支撑等准备工作和辅助工作。,本节主要讲解以下内容：,一、土岗工程的种类与特点,二、土的工程分类与现场鉴定方法,三、土的工程性质,10/29/2025,1,一、土方工程的种类与特点,1,、土方工程的种类,（,1,）、平整场地：,h300mm,的挖填、找平。,（,2,）、挖基槽：,b3m,，,l,3b,的挖土。,（,3,）、挖基坑：,A20m,2,l3b,的挖土。,（,4,）、挖土方：其他情况。,（,5,）、回填土：夯填和松填。,2,、土方工程的特点,1,）、工程量大，施工工期长，劳动强度大。,2,）、,施工条件复杂，又多为露天作业，受地区气候条件、地质和水文条件的影响很大，难以确定的因素较多。,10/29/2025,2,二、土的工程分类与现场鉴别方法,在土方工程施工中，根据土开挖的难易程度（坚硬程度），将土分为：,一般土：松软土（,）、普通土（,）、,坚土（,）、砂砾坚土（,）,岩石：软石（,）、次坚石（,）、坚石（,）、特坚石（,）,松软土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、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。,详细见表,1-1,所示,10/29/2025,3,表,2-1,土的工程分类与现场鉴别方法,10/29/2025,4,表,2-1,土的工程分类与现场鉴别方法,10/29/2025,5,三、土的工程性质,土一般由土颗粒（固相）、,水（液相）和空气（气相）,三部分组成。,1.,土的天然密度和干密度,土的密度：,（,G=2.552.85C=3.1,S=2.552.75,，,W=1.0,，,黏土,=1.82.0,，砂土,62.0,）,土的干密度：,10/29/2025,6,土的天然含水量,:,通常情况下，,5%,的为干土；,5%30%,的为湿土。,例题：已知土的总质量为,0.123Kg,，体积,70m,3,含水量,20%,。问土的密度、干密度是多少？,解答：,密度：,干密度,：,10/29/2025,7,土的可松性与可松性系数：,自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积，这种性质，称为土的可松性。,最初可松性系数：,最后可松性系数：,10/29/2025,8,例题：已知基坑体积,2000m,3,，基础体积,1200 m,3,，土的最初可松性系数,1.14,，最后可松性系,1.05,。问应预留多少回填土（自然状态下）？,预留夯实土：,2000-1200=800 m,3,；,预留原土：,800/1.05=76.2 m,3,；,外运原土：,200-76.2=1238 m,3,；,外运松土：,12381.14=1412 m,3,。,10/29/2025,9,4,、土的压缩性,土的压缩性是指土在压力的作用下体积变小的性质。一般土的压缩率见表,2-3,土的类别,土的名称,土的压缩率（,%,）,每,m,3,松散土压实后的体积（,m,3,）,土的类别,土的名称,土的压缩率（,%,）,每,m,3,松散土压实后的体积（,m,3,）,一、二类土,种植土,一般土,砂土,20,10,5,0.8,0.95,0.9,三类土,天然湿度黄土,一般土,干燥坚实黄土,12-17,5,5-7,0.85,0.95,0.94,10/29/2025,10,5,、土的孔隙比和孔隙率,孔隙比：,孔隙率：,一般情况：,n=0.51.2,是粘性土，,n=0.30.9,是砂土；,e,0.6,是密实的低压缩性土，,e,1,是疏松的高压缩性土。,10/29/2025,11,土的名称,渗透系数,K,土的名称,渗透系数,K,黏土,60,土的渗透性,10/29/2025,12,在土方工程施工之前，必湎计算土方的工程量。但各种土方工程的外形有时很复杂，而且不规则。一般情况下，将其划分为一定的几何形状，采用一定精度而和实际情况近似的方法进行计算。,10/29/2025,13,一、基坑、基槽土方量计算,1,、边坡形式：,（,a,）直线形 （,b,）折线形（,c,）阶梯形,说明：,i,、,m,可以根据土质查规范确定，也可由施工经验 确定；,在保证质量、安全的前提下，,i,尽可能大、,m,尽可能小。,10/29/2025,14,2,、基槽土方量计算（两面放坡）,基槽不放坡时：,基槽放坡时：,说明：两个棱台组合形成一个长方体。,（例：,i=1:0.5,，,l=90m,a=20m,c=0.25m,h=10m,）,10/29/2025,15,3,、基坑土方量计算（四面放坡）,当基坑不放坡时：,当基坑放坡时：,说明：两个棱台组合形成一个长方体，三个棱锥组合形成一个长方体。,10/29/2025,16,二、场地平整土方工程量计算 （挖高填低、平整压实）,场地平整是将现场平整成施工所要求的设计平面。场地平整前，首先要确定场地设计标高，计算挖、填土方工程量，确定土方平衡调配方案；并根据工程规模、施工期限、土的性质及现有机械设备条件，选择土方机械，拟定施工方案。,10/29/2025,17,（一）场地设计标高的确定 （按照挖填平衡原则）,在确定场地设计标高时，必须结合现场的具体条件，反复进行技术经济比较，选择一个最优方案,(,挖填方量最少,),。,若设计文件对场地设计标高明确规定和特殊要求，可参照下述步骤和方法确定。,1,、划分方格网，方格的边长一般采用,10-40mm,。,2,、计算或测量各种方格角点的自然标高,（实测法、图解法）。,3,、初步计算场地设计标高。,10/29/2025,18,式中：,H1,一个方格独有的角点标高；,H2,两个方格共有的角点标高；,H3,三个方格共有的角点标高；,H4,四个方格共有的角点标高。,10/29/2025,19,4,、场地设计标高的调整（考虑到土可松性、挖填方量、土方运输等影响）,5,、泄水坡度对角点设计标高的影响。,10/29/2025,20,（,1,）单向泄水时，场地各点设计标高的求法。,（,2,）双向泄水时，场地各点设计标高的求法。,说明：顺着坡度方向取“,+”,，逆着坡度方向用“,-”,10/29/2025,21,（二）、场地土方量的计算,1,、计算各方格角点的施工高度,2,、计算零点位置,3,、计算方格土方工程量,按方格网底面积图形和公式，计算每个方格内的挖方或填方量。,平均高度法：计算图形底面积乘以平均施工高度而得出。,如：二点填方或挖方（梯形）,10/29/2025,22,4,、边坡土方量的计量,（,1,）、三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如）计算公式,式中：,（,2,）三棱柱体边坡体积：,三棱柱体边坡体积如）计算公式：,当两端横端面面积相差很大的情况,10/29/2025,23,5,、计算土方总量,例题：某建筑场地地形图如图,123,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。,10/29/2025,24,解：,1),计算角点地面标高,图解法：根据地形图上所标的等高线，假定两等高线间的地面坡度按直线变化，,用插入法求出各方格角点的地面标高，如图等高线,44.044.5,间角点,4,的地面标高,H4,。,说明：,x,、,L,值用比例尺在图中量去。,图解法：以等高线与方格边线交点为区域，画出垂直等高线的平行等分线，,等分距离为方格边线上的相临两点高差。如图：,H4=44.50-0.16=44.34,米。,10/29/2025,25,2),计算场地设计标高,H,0,10/29/2025,26,3),、场地设计标高的调整,本例不考虑土的可松性和借弃土的影响，主要考虑泄水坡度的影响。,以场地中心点,8,为,H0,，其余各角点设计标高为：,10/29/2025,27,4),、计算各方格角点施工高度,10/29/2025,28,其余角点施工高度见图,10/29/2025,29,5),、计算零点，标出零线,首先计算零点，零点在相邻两角点为一挖一填的方格边线上，在图,126,中，,角点,2,为填方，角点,3,为挖方，角点,2,、,3,之间必定存在零点。如图所示：,10/29/2025,30,同理求出,7,、,8,、,14,、,15,、,13,、,8,之间的零点，把所有零点求出标在图上，,零点连线即为零线。,10/29/2025,31,6),、计算土方量,四棱柱法,A,、全挖全填方格,10/29/2025,32,B,、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图,126,），其挖方或填方体积 分别为：,10/29/2025,33,C,、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时：,总挖方量,=17.91+117+270+0.03+35.28+234.04=674.26m,3,总填方量,=136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m,3,10/29/2025,34,总结：场地平整土方量的计算步骤,1,、确定要平整的场地形状；,2,、划分方格网,(a),；,3,、测定各方格角点原地面标高,(,Hx,);,4,、计算场地设计标高,(H0),；,5,、修正各方格角点设计标高（,Hn,）,;,6,、计算各方格角点的施工高度（,hx,）,7,、计算零点、绘制零线；,8,、确定填、挖方区；,9,、计算填、挖方区土方量。,10/29/2025,35,三、土方调配方案,（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、运距最短。,（,2,）土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。,（,3,）应考虑分区与全场相结合的原则。,（,4,）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。,（,5,）好土用在回填质量要求高的地区。,（,6,）土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。,10/29/2025,36,（二）、土方调配区的划分（三）、土方调配图表的编制,1,、划分调配区：划出零线，确定挖填方区。,2,、计算土方量：计算各调配区的挖填方方量。,3,、计算调配区之间的平均运距：根据重心位置，确定平均,运距。,4,、进行土方调配,5,、绘制土方调配图（采取就近原则）,10/29/2025,37,开挖土方时，边坡土体的下滑力产生剪应力，此前应力主要由土体的内摩阻力和内聚力平衡，一旦土体失去平衡，边坡就会塌方。为了防止塌方，保证施工安全，在基坑（槽）开挖超过一定限度时，土壁应放坡开挖，或者加以临时支撑或支护以保证土壁的稳定。,图,2-17,土方调配图,10/29/2025,38,开挖土方时，边坡土体的下滑力产生剪应力，此前应力主要由土体的内摩阻力和内聚力平衡，一旦土体失去平衡，边坡就会塌方。为了防止塌方，保证施工安全，在基坑（槽）开挖超过一定限度时，土壁应放坡开挖，或者加以临时支撑或支护以保证土壁的稳定。,10/29/2025,39,一、土方边坡及其稳定,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情况有关。,1,、场地永久性边坡的确定,依据：使用时间（临时或永久性）、土的种类、物理力学性质,（内摩擦角、黏聚力、密度、温度）、水文情况等确定。,方法：,a,、按设计要求放坡；,b,、如设计无规定，可按表,2-6,采用。,2,、基坑（槽）临时边坡,条件：当土质为天然湿度、构造均匀、水文地质条件良好（即不会发,生坍滑、移动、散或不均匀下沉），且无地下水时。,情况一：不放坡，直立土壁，不加支护。容许挖方深度应按表,2-7,规定。,情况二、深度在,5m,内的基坑、管沟边坡的最陡坡度可按表,2-8,确定。,情况三、高,10m,以内的临时性挖方边坡坡度可按表,2-9,确定。,10/29/2025,40,二、浅基坑（槽）支撑（解释浅、深基坑（槽）的区别是以挖深,5m,为界）,基坑（槽）或管沟开挖，如果条件允许，采用放坡开挖经济；如果条件限制，不能放坡时，就需要对土壁支撑，以保证土方稳定。,（一）、横撑式支撑,适用条件：对宽度不大，深,5m,以内的浅沟、槽（坑），能保持立壁的干土或天然湿度的黏土类土，地下水很少。,形式选择：根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长短、施工季节和当地气象条件、施工方法与相邻建（构）筑物情况进行选择。,分类：,1,、间断式水平支撑：适于深度在,2m,以内。,2,、断续式水平支撑：适于深度在,3m,以内。,3,、连续式水平支撑：适于深度为,3-5m,。,4,、连续式或间断式垂直支撑：适于深度不限,。,10/29/2025,41,（二）、其他支撑（不能横撑式支撑）,10/29/2025,42,适用条件：对宽度较大，深不大的基坑或使用机械挖土时使用。,10/29/2025,43,分类：,1,、斜柱支撑：适于能够安设斜撑。,2,、锚拉支撑：适于不能能够安设斜撑。,3,、短桩横隔板支撑：适于部分地段下部放坡不够时使用。,4,、临时挡土墙支撑：适于当部分地段下部放坡不够时使用。,10/29/2025,44,三、深基坑支撑结构,支护方案的选择依据：,（一）、重力式支护结构,按受力不同可分为：重力式支护结构、非重力式 、,支护结构、边坡稳定式支护,深层搅拌水泥土桩挡墙施工：,原理：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。,方法：定位,预拌下沉,制备水泥浆,提升、喷浆、,搅拌,重复上下搅拌,清洗、移位,适用：淤泥、淤泥质土、粉质黏土等地基承载力特征值不大于,150kP,的土层。,10/29/2025,45,（二）、非重力式支护结构,1,、型钢桩横挡板支护,方法：打型钢桩,挖土,塞挡土板,挖土,适用：土质好，底下水位低，深度不很大的一般黏性土、砂土基坑中。,2,、挡土灌注桩支护,方法：钻孔,吊钢筋笼,灌注混凝土,形成桩排,适用：黏性土、开挖面积较大、教深（大于,6m,）的基坑。,10/29/2025,46,3,、排桩内支撑支护,方法：围护排桩,（在桩上）设竖向立柱支撑,（在围护,排桩上设围檩加）纵、横向水平支撑,适用：各种不宜设置锚杆的松软土层及软土地基支护。,4,、挡土灌注桩与深层搅拌水泥土桩组合,方法：内侧设混凝土灌注桩,外切水泥搅拌桩,组成防渗帷幕,适用：土质差、底地下水位高、能挡土防渗。,10/29/2025,47,（三）、土层锚杆支护结构,原理：锚杆一端插入土层中，另一端与挡土结构拉结，借助锚杆与土层的摩擦里产生的水平抗力抵抗土侧压力来维护挡土结构的稳定。,1,、土层锚杆的分类,一般灌浆锚杆、压力灌浆锚杆、预应力锚杆、扩孔灌浆锚杆。,土层锚杆按使用时间又分永久性和临时性两类。,土层锚杆根据支护深度和土质条件可设置一层或多层。,2,、土层锚杆的构造与布置,1,）构造：锚头、支护结构、拉杆、锚固体系等,2,）布置：包括确定锚杆的尺寸、埋置深度、锚杆层数、锚杆的垂直间距和水平间距、锚杆的倾角等。,10/29/2025,48,3,、施工要点,土层锚杆施工一般先将支护结构施工完成，开挖基坑至土层锚杆标 高，随挖随设置一层土层锚杆，逐层向下设置，直至完成。,1,）施工程序：施工准备,土方开挖,测量放线,钻机,就位,钻孔、成孔,插放钢筋,灌注水泥浆,养,护,锚头锁定。,2,）成孔机具设备：使用较多的有螺旋式钻孔机、气动冲击式,钻孔机和旋转冲击式钻孔面、履带全行走全液压万能钻孔机。,10/29/2025,49,（四）、土钉墙支护结构,原理：在开挖边坡表面铺钢筋网喷射细石混凝土，并每隔一定距离埋设土钉，使与边坡土体形成复合体，从而提高边坡稳定性，对土坡进行加固。,方法：开挖工作面,修整边坡,喷射第一层混凝土,钻孔、安设土钉,注浆、安设连接件,绑扎钢筋网,喷射第二层混凝土。,适用：土钉墙支护为一种边坡稳定式支护结构，适用于淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、粉土等地基，地下水位较低，基坑开挖深度在,12m,以内时采用。,10/29/2025,50,为保证土方施工顺利进行，就要做好施工排水工作，即排除地面水和降低地下水。,一、地面排水,对象：低洼区积水、雨水。,要求：使场地保持干燥，便于施工。,方法：设置排水沟、截水沟或修筑土堤等设施，将水直接排至场外，或流入低洼处再用水泵抽走。,做法：主排水沟横断面不小于,0.5m*,0.5m,，纵向坡度根据地,形确定，一般不小于,3,。出水口应设置在远离建筑物或构筑物的低洼地点，并保证排水通畅。,10/29/2025,51,二、集水井降水,对象：雨水、地下水。,要求：边坡稳定，坑（槽）底不受水浸泡。,方法：在基坑（槽）开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水,沟，在沟下游设置集水井，汇集沟内积水，然后水,泵抽走,做法,：,1,、排水沟和集水井应设置在基础范围以外；,2,、排水沟的横断面不小于,0.5m*,0.5m,，纵向坡度宜为,1-2,；,3,、集水井每隔,20-40m,设置一个，其直径和宽度一般为,0.6-0.8m,，其深度终低于挖土面,0.7-1.0m,。,10/29/2025,52,三、井点降水,原理：在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管,（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落在坑底以下，连续抽水直至施工结束为止。,分类：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵等。,选用：根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点、设备及经济技术比较等具体条件参照表,2-10,选用。,10/29/2025,53,（一）、轻型井点,1,、设备：井点管、滤管、集水总管、弯联管、抽水设备等。,井点管：,38mm,或,51mm,、,l=5-7m,的钢管，可整根或分节组成。,集水总管,:,100-125mm,的无缝钢管，,l=4m,，其上装有与井点管连接的短接头，,0.8m,或,1.2m,。,抽水设备,:,由真空泵、离心泵和水气分离器（又叫集水箱）等组成。,10/29/2025,54,2,、布置：,根据基坑平面形状与大小、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等确定。,1,）平面布置：,单排线状：,b,6m,h5m,单排布置在地下水流的上游一侧，,Bb,。,双排线状：,b,6m,或土质不良。,环状：面积较大的基坑，在四周转角处，井点管要适当加密分为封闭式和非封闭式。当采用非封闭式环行井点，开口方向应在地下水下游一侧。也可,U,形布置,2,）、高程布置：,轻型井点的降水深度在考虑设备水头损失后，不超过,6m,。,10/29/2025,55,井点管的埋设深度,H,（不包括滤管长）按下式计算,说明：,7001000,，,500,，,500,，,500,，,1/4,、,1/10,，,100012000,，,10%20%,。,10/29/2025,56,3,、井点施工工艺程序,放线定位铺设总管冲孔安装并点管、填砂砾滤料、上部填黏土密封用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备与总管连通安装集水箱和排水管开动真空泵排气、再开动离心水泵抽水测量观测井中地下水位变化。,井点降水系统的设计和施工程序：,1,）、确定井点降水系统的构成（设计）,平面布置 高程布置 井点管数量 井点管间距 抽水设备,2,）、按施工程序进行井点系统施工（施工）,放样 冲孔（,300,，,500,）安装井点管 回填,（,1.01.5,，,1000,）安装弯联管和总管 安装抽水设,备开动离心泵抽水 观测水位变化,10/29/2025,57,4,、轻型井点的计算,步骤：,a,、确定井点系统的平面和竖向布置；,b,、计算井点系统涌水量；,C,、确定井点管数量和间距；,d,、校核水位降低数值；,e,、选择抽水设备和井点管的布置等。,10/29/2025,58,1,）井点系统涌水量计算 （涌水量与水井的类型有关）,10/29/2025,59,a,、无压完整井的环状井点系统：（字母参数意义见课本）,（,K,见,P10,取值）,式中：,b,、无压非完整井点系统：,c,、承压完整井点系统,（,H0H,，取,H,；,H0,H,，取,H0,。）,10/29/2025,60,2,）、井点管数量与井距的确定,井点管数量：,式中：,q,单根井点管最大出水量,井距,：,D,不能太大，抽水压力小，出水不大；不能太小，彼此干扰。,一般取值为,0.8,、,1.2,、,1.6,、,1.6,、,2.0m,。,10/29/2025,61,5,、抽水设备的选择：要求水泵的抽水能力大于井点管系统,的,(,用水量,),，通常一套抽水设备配两台离心泵，可轮换备用。,6,、井点管的安装埋设：采用水冲法，,分为冲孔和埋管两个过程。,7,、轻型井点的使用：连续抽水，直至基础 施工完成并回填。,8,、轻型井点系统降水设计实例（见教材,P53,）,10/29/2025,62,（二）、喷射井点（喷射器先抽水后喷水）,适用范围：当降水深度超过,6m,，土层渗透系数为（,0.1-2.0,）,m/d,的弱透水层时，采用喷射井点降水比较合适，其降水深度可达,20m,。,（三）、深井井点（潜水泵抽水）,适用范围：适用于抽水量大、较深的砂类土层，降水深可达,50m,以内。,（四）、电渗井点,适用范围：在饱和黏性土中，特别是在淤泥和淤泥质黏土中，由于土的渗透系数很小（小于,0.1m/d,），此时宜采用电渗井点排水。,（五）、管井井点,适用范围：适于渗透系数较大、地下水丰富的土层、砂层或用集水井排水法易造成土粒大量流失，引起边坡塌方及用轻型井点难以满足要求的情况下使用。但管井属于重力排水范畴，吸程高度受到一定限制，要求渗透系数,K,较大（,20-200m/d,），降水深度仅为,3-5m,。,10/29/2025,63,（六）、降水对周围建筑的影响及防止措施,1,、影响情况：,a,、会产生较大的地面沉降；,b,、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉降，,使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。,2,、防止措施：,在降水区域和原有建筑物之间的土层中设置一道 固体抗渗屏幕外，还可用回灌井点补充地下水的办法来保持地下水位。,10/29/2025,64,四、流砂产生及防治,1,、现象：,当基坑（槽）挖土至地下水水位以下时，而土质又是细砂或粉砂，有采用集水井法降水，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地下水一起流动涌入基坑，这种现象称为流砂现象。,2,、原因：,当基坑底挖至地下水位以下时，坑底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边发生流砂现象。,3,、危害：,发生流砂现象时，土完全丧失承载能力，使施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌等。总之，流砂现象对寺方施工和附近建筑物有很大危害。,10/29/2025,65,4,、易产生流砂的土,a,、土的颗粒组成中，黏粒含量小于,10%,，粉粒（颗粒为,0.005-0.05mm,）含量大于,75%,b,、颗粒级配中，土的不均匀系数小于,5,；,c,、土的天然孔隙比大于,0,。,75,；,d,、土的天然含水量大于,30%,5,、防治措施：,a,、抢挖法。,b,、打板桩法。,c,、水下挖土法。,d,、人工降低地下水位。,e,、地下连续墙法。,10/29/2025,66,土（石）方工程有人工开挖、机械开挖和爆破三种开挖方法。施工过程主要包括：土方开挖、运输、填筑与压实等。常用的施工机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等，施工时应正确选用施工机械，加快施工进度。,10/29/2025,67,一、推土机施工,（一）特点,多用于场地清和理和平整、开挖深度,1.5m,以内的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、挖土机工作等。,推土机可以推挖一,-,三类土，运距在,100m,以内的平土或移挖作填，宜采用推土机，尤其是当运距在,30-60m,之间，最有效，即效率最高。,10/29/2025,68,（二）、作业方法,推土机可以完成铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。推土机的主要作业方法：,下坡推土法,方法：在斜坡上，推土机顺下坡方向切土与堆运，借助于机械 本身向下的重力作用切土，增大切土深度和运间，可提高生产率,30%-40%,，但坡度不宜超过,15,度。,适用：半挖半填地区推土丘、回填沟、渠时使用。,2.,槽形推土法,方法：推土机重复多次在一条作业线上切土和推土，使地面逐渐形成一条浅槽，再反复在沟槽中进行推土，以减少土从铲刀两侧漏散，可增加,10%-30%,的推土量。槽的深度以,1m,左右为宜，槽与槽之间的土坑宽约,50cm,。,适用：推土层较厚，运距较远的情况。,10/29/2025,69,3.,并列推土法,方法：平整较大面积场地时，可采用,2-3,台推土机并列作 业（,1530cm,），以减少土体漏失量，提高效率,20%,。,适用：大面积场地平整及运送土用。,4.,分堆集中，一次推送法,方法：在硬质土中，切土深度不大，将土先积聚在一个或数个,中间点，然,后,再整批推送到卸土区，使铲刀前保持满载。,（提高效率,12%18%,）,适用：适于运送距离较远，而土质又比较坚硬，或长距离分段送土 时采用。,10/29/2025,70,二、铲运机施工,（一）、特点,铲运机的特点是能综合完成铲土、运土、平土或填土等全部土方施工工序，对行驶道路要求较低；操纵灵活、运转方便，生产率高，在土方工程中常应用用于大面积场地平整。,在工业与民用建筑施工中，常用铲运机的斗容量为,1.5-7,。自行式铲运机的经济运距以,800-1500m,为宜，拖式铲运机的运距以,600m,为宜，当运距为,200-300m,时效率最高。,10/29/2025,71,（二）、开行路线,铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。,1,、小环形开行路线（一个循环只完成一次铲土和卸土）,适于长,100m,内填土高,15m,内的路堤、路堑及基坑开挖、,场地平整等工程采用。,2,、大环行开行路线（一个循环完成多次铲土和卸土）,适于工作面很短（,50-100m,）和填不高,(0.1-1.5m),的路堤、路堑、基坑以及场地平整等工程采用。,3,、“,8”,字形开行路线（一个循环完成两次铲土和卸土）,适于开挖管沟、沟边卸土或土坑较长（,300-500m,）的侧向取土、填筑路基以及场地平整等工程采用。,4,、锯齿形开行路线（一个循环完成多次铲土和卸土）,适于工作地段很长（,500m,以上）的路堤、堤坝修筑时采用。（两侧高、中间低）,10/29/2025,72,（三）、作业方法,1,、下坡铲土法：适于斜坡地形大面积场地平整或推土回填沟渠用。,2,、跨铲法：较坚硬的土铲土回填或场地平整。,3,、交错铲土法：一般比较坚硬的土的场地平整。,（先宽后窄、分两排路线铲进）,4,、助铲法：地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型场地平整。（铲土机,+,推土机）,5,、双联铲运法：较松软的土、进行大面积场地平整及筑堤时采,用。（多个铲斗前后串联）,（四）、铲运机生产率计算（略）,10/29/2025,73,三、单斗挖土机施工,单斗挖土机分为履带式和轮胎式两类。还可根据工作的需要，更换其工作装置。按其工作装置的不同，分为正铲、反铲和抓铲等。按其操纵机械的不同，可分为机械式和液压式两类。,10/29/2025,74,（一）、正铲挖土机,1,、特点：,前进向上，强制切土。其挖掘力大，生产率高，能,开挖停机面以内的一,四类土，它与运土汽车配合能完成整个挖运任务。,2,、适用：,土质较好，无地下水的地区工作，开挖大型干燥基坑以及土丘等。,3,、挖土、卸土方式：,1,）正向开挖，侧向卸土：工作面较小，深度不大的边坡、基坑（槽）、沟渠和路重等。,2,）正向开挖，后方卸土：工作面较小，且较深的基坑,（槽）、管沟和路堑等。,10/29/2025,75,4,、作业方法,1,）、分层挖土法：,用于开挖大型基坑或沟渠，工作面高度大于机械挖掘的合理高度时采用。,2,）、多层挖土法：,适于开挖高边坡或大型基坑,3,）、中心开挖法：,适用于开挖较宽的山坡地段或基坑、沟渠等,4,）、上下轮换开挖法：,适于土层较高，土质不太硬，铲斗挖掘距离很短时使用。,10/29/2025,76,（二）、反铲挖土机,1,、特点：,后退向下、强制切土，其挖掘力比正铲小，能在停机,以下一,三级砂土或黏土。,2,、适用：,开挖深度在,4M,以内的基坑，对地下水位较高处也适用。,3,、作业方法：,1,）沟端开挖法：适于一次成沟后退挖土，挖出土方随即运,走时采用，或就地取土填筑路基或修筑堤坝等。,2,）沟侧开挖法：用于横挖土体和需将土方甩到离沟边较远,的距离时使用。,3,）多层接力开挖法：适用于开挖土质较好，深,10m,以上的,大型基坑、沟槽和渠道。,10/29/2025,77,（三）、拉铲挖土机,1,、特点：,后退向下、自重切土，其挖掘半径和挖土深度较大，能开挖在停机面以下一,二级土。,2,、开挖方式：,1,）沟端开挖法：适于就地取土填筑路基及修筑堤坝。,2,）沟侧开挖法：适用于土方就地堆放的基坑、基槽以及填筑路堤等工程。,3,、作业方法：,1,）分段挖土法：适于开挖宽度大的基坑、基槽、沟渠工程。,2,）分层挖土法：适用于开挖较深的基坑，特别是圆形或方形基坑。,3,）顺序挖土法：适于开挖土质较硬的基坑。,10/29/2025,78,（四）、抓铲挖土机,1,、特点：,直上直下、自重切土，其 挖掘力小，只能开挖一,二级土。,2,、适用：,挖掘独立基坑、沉井，特别适于地下挖土。,3,、作业方法,在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方，并可在任何高度上卸土。,10/29/2025,79,三、土方施工机械的选择,1,、依据：,基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等。,2,、要求：,合理选择挖方机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。,3,、要点：,1,）当地形起伏不大，坡度在,20,度以内，挖填平整土方的面积较大，土的含水量适当，平均运距短（一般在,1km,以内）时，采用铲运机较为合适。（地形起伏不大，运距,1km,）,10/29/2025,80,2,）地形起伏较大的丘陵地带，一般挖土高度在,3m,以上，运输距离超过,1km,，工程量较大且又集中时，可采用下述三种方式进行挖土和运土。（地形起伏较大，运距,1km,）,a,、正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。（正铲,+,汽车）,b,、推土机将土推入漏斗，并用自卸汽车在漏斗下承土并运走。,c,、推土机预先把土推成一堆，用装载机把土装到汽车上运走,。,4,、原则：（含水量、运距、深度）,1,）土的含水量较小，可结合运距长短、挖掘深浅，分别采用推土机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。当基坑深度在,1-2m,，基坑不太长时可采用推土机；尝试须,2m,以内长度较大的线状基坑，宜由铲运机开挖；当基坑较大，工程量集中时，可选项用正铲挖土机挖土。,2,）如地下水位较高，又不采用降水措施，或土质松软，可能造成正铲挖土机和铲运机陷车时，则采用反铲，拉铲或抓铲挖土机配合自卸汽车较为合适，挖掘尝深度见有关机械的性能表。,10/29/2025,81,1,、土料要求：,符合设计，保证填方强度和稳定性，无设计要求时：,1,）碎石类土砂土和爆破石碴，可用作表层以下的填料；,2,）含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；,3,）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；,4,）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工程；,5,）含盐量符合规定的盐渍土（吸水性强），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基。,6,）不得使用冻土、膨胀性土作填料。,2,、应分层回填压实。,10/29/2025,82,二、填土压实方法：碾压、夯实、振动压实法。,1,、碾压法：,1,）原理：利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。,2,）适用：主要用于大面积填土。,3,）分类：平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。,a,、平碾：适用于碾压粘性和非粘性土。按重量分有：轻型（,35t,）、中型（,610t,）、重型（,1215t,）。,图,158,轮光碾压路机,1,转向轮；,2,刮泥板；,3,操纵台；,4,机身；,5,驱动轮；,10/29/2025,83,b,、羊足碾：,羊足碾和平碾不同，它是碾轮表面上装有许多羊蹄形的碾压凸脚（图,160,），一般用拖拉机牵引作业。,图,160,羊足碾,1,连接器；,2,框架；,3,轮滚；,4,投压重物口,5,羊蹄；,6,洒水口；,7,后连接器；,8,铲刀,一般羊足碾适用于压实中等深度的粉质粘土、粉土、黄土等。行驶速度控制在,3km/h,。,10/29/2025,84,2,、夯实法,1,）原理：利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤。,2,）适用：主要用于小面积的回填土。夯实砂性土、湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。,3,）分类：人工夯实（木夯、石夯）和机械夯实（夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机）。,人力打夯前应将填土初步整平，打夯要按一定方向进行，一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，两遍纵横交叉，分层夯打。夯实基槽及地坪时，行夯路线应由四边开始，然后再夯向中间。,图,161,蛙式打夯机,1,夯头；,2,夯架；,3,三角胶带；,4,底盘；,10/29/2025,85,3,、振动法,1,）原理：,是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对 位移达到紧密状态。,2,）适用：,用于振实非粘性土效果较好。（大面积）,10/29/2025,86,三、填土压实要求,1,、密实度要求：,通常以压实系数,c,表示。压实系数是土的施工控制干密度,d,和土的最大干密度,dmax,的比值。,1,）选择依据：一般根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定。如未做规定，可采用表,19,中的数值。,2,）确定方法（实验法）：,式中：各参数通过施工现场取土样，在实验室进行实验测定计算。,10/29/2025,87,2,、一般要点,1,）尽量选用同类土，控制含水量；,2,）由下至上，整宽分层填压；,3,）起伏之处，做好接茬；,4,）预留高度，观测沉降,。,10/29/2025,88,四、影响填土压实质量的因素,填土压实后的密度与压实机械 在其上所施加的功有一定的关系。,图,162,土的密度与压实的功的关系,2,、含水量的影响,1,、,