单元1土方工程施工.pptx

单元单元1 土方工程施工土方工程施工土方工程是建筑地基与基础工程施工的重要工程之一，土方土方工程是建筑地基与基础工程施工的重要工程之一，土方工程主要包括：地基土现场鉴别、基坑开挖、土方回填等工工程主要包括：地基土现场鉴别、基坑开挖、土方回填等工作。作。土方工程一般工程量较大，为了缩短工期、降低成本，应合土方工程一般工程量较大，为了缩短工期、降低成本，应合理地选择土方机械，组织机械化施工。土方工程多为露天作理地选择土方机械，组织机械化施工。土方工程多为露天作业，受到气候、水文地质等条件影响较大，一般宜在春秋季业，受到气候、水文地质等条件影响较大，一般宜在春秋季节开工。雨期施工应采取必要的防洪排水措施，冬期施工应节开工。雨期施工应采取必要的防洪排水措施，冬期施工应采取相应的防冻保温措施。采取相应的防冻保温措施。返回第1页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别地球形成至今大约有地球形成至今大约有60亿年以上。在这漫长的地质历史中，亿年以上。在这漫长的地质历史中，地壳经历了一系列的演变过程。在第四纪时期地壳经历了一系列的演变过程。在第四纪时期(距今距今60万年万年)，曾发生多次冰川作用，地壳岩石在相互交替的地质作用下风曾发生多次冰川作用，地壳岩石在相互交替的地质作用下风化、破碎为散碎体，在风、水和重力等作用下，被搬运到一化、破碎为散碎体，在风、水和重力等作用下，被搬运到一个新的位置沉积下来形成个新的位置沉积下来形成“沉积土沉积土”。由于沉积的历史不长，。由于沉积的历史不长，尚未胶结岩化，通常是松散软弱的多孔体，与岩石的性质有尚未胶结岩化，通常是松散软弱的多孔体，与岩石的性质有很大的差别。因此，土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、很大的差别。因此，土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程，在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。沉积等过程，在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗粒土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗粒构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨架构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨架之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例关系之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例关系对土的性质有显著影响。对土的性质有显著影响。下一页返回第2页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别1.1 地基土分类地基土分类自然界土的类别众多，工程性质各异，根据土的性质差异将自然界土的类别众多，工程性质各异，根据土的性质差异将土划分成一定的类别，其目的在于通过一种通用的鉴别标准，土划分成一定的类别，其目的在于通过一种通用的鉴别标准，在不同土类间作出比较、评价。在不同土类间作出比较、评价。1.1.1按岩土的主要特征分类按岩土的主要特征分类为了评价岩土的工程性质以及进行地基基础设计与施工，为了评价岩土的工程性质以及进行地基基础设计与施工，建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)根据岩土的主要根据岩土的主要特征，按工程性能近似的原则，把作为建筑地基的岩土分为特征，按工程性能近似的原则，把作为建筑地基的岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土六类。岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土六类。上一页 下一页返回第3页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(1)岩石。岩石是指颗粒间牢固联结，呈整体或具有纹理裂隙岩石。岩石是指颗粒间牢固联结，呈整体或具有纹理裂隙的岩体。其坚硬程度划分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩的岩体。其坚硬程度划分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩；其完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极软岩；其完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。和极破碎。(2)碎石土。碎石土是指粒径大于碎石土。碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50的土。按其颗粒形状及粒组含量可分为漂石、块石、卵石、的土。按其颗粒形状及粒组含量可分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾，碎石、圆砾、角砾，见表见表1-1；按重型圆锥动力触探锤击数；按重型圆锥动力触探锤击数N63.5将碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实，将碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实，见表见表1-2。上一页 下一页返回第4页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(3)砂土。砂土是指粒径大于砂土。砂土是指粒径大于2 mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50、粒径大于粒径大于0.075 mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50的土。按粒组含的土。按粒组含量可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，量可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，见表见表1-3；按标准；按标准贯入试验锤击数贯入试验锤击数N将砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密将砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密实实见表见表1-4。(4)粉土。粉土是指粒径大于粉土。粉土是指粒径大于0.075 mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50、塑性指数、塑性指数IP10的土。粉土又分黏质粉土的土。粉土又分黏质粉土(粉粒粉粒0.05 mm不到不到50，IP10)、砂质粉土、砂质粉土(粉粒粉粒0.5 mm占占50以上，以上，IP10)。其性质介于砂土及黏性土之间。其性质介于砂土及黏性土之间。上一页 下一页返回第5页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(5)黏性土。黏性土是指塑性指数黏性土。黏性土是指塑性指数IP10的土。按其塑性指数的土。按其塑性指数可分为黏土和粉质黏土，可分为黏土和粉质黏土，见表见表1-5；按液性指数将黏性土分为；按液性指数将黏性土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种状态，坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种状态，见表见表1-6。(6)人工填土。人工填土是指由于人类活动而堆填的土。其物人工填土。人工填土是指由于人类活动而堆填的土。其物质成分杂乱、均匀性差。按其组成和成因可分为素填土、压质成分杂乱、均匀性差。按其组成和成因可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土。实填土、杂填土和冲填土。除了上述六类土之外，还有一些特殊土，如：除了上述六类土之外，还有一些特殊土，如：淤泥和淤泥质淤泥和淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土等。土、湿陷性黄土、膨胀土等。1.1.2按岩土的坚硬程度分类按岩土的坚硬程度分类按岩土的坚硬程度和开挖方法及使用工具，将土分为八类，按岩土的坚硬程度和开挖方法及使用工具，将土分为八类，见表见表1-7。上一页 下一页返回第6页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别按按土土开开挖挖的的难难易易程程度度将将土土分分为为：松松软软土土、普普通通土土、坚坚土土、砂砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。l松松土土和和普普通通土土可可直直接接用用铁铁锹锹开开挖挖，或或用用铲铲运运机机、推推土土机机、挖土机施工；挖土机施工；l坚坚土土、砂砂砾砾坚坚土土和和软软石石要要用用镐镐、撬撬棍棍开开挖挖，或或预预先先松松土土，部分用爆破的方法施工；部分用爆破的方法施工；l次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。第7页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别1.2常见土的现场鉴别常见土的现场鉴别黏土、粉质黏土、粉土的现场鉴别方法黏土、粉质黏土、粉土的现场鉴别方法见表见表1-8。1.3岩土工程勘察报告阅读岩土工程勘察报告阅读1.3.1岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法岩土工程勘察中，需要借助各种勘探工具，查明地下岩土分岩土工程勘察中，需要借助各种勘探工具，查明地下岩土分布特征及工程特性。勘探方法很多，现将建筑工程常用的三布特征及工程特性。勘探方法很多，现将建筑工程常用的三种方法介绍如下：种方法介绍如下：(1)钻探法。钻探就是利用钻机在地层中钻孔，通过沿孔深取钻探法。钻探就是利用钻机在地层中钻孔，通过沿孔深取样，以鉴别和划分土层，并测定岩土层的物理力学性质。这样，以鉴别和划分土层，并测定岩土层的物理力学性质。这是最广泛使用的传统方法。是最广泛使用的传统方法。上一页 下一页返回第8页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别按钻进方式不同，钻机一般常用回钻式、冲击式、振动式三按钻进方式不同，钻机一般常用回钻式、冲击式、振动式三种。其中，回钻式是最普及的一种方式。回钻式钻机是利用种。其中，回钻式是最普及的一种方式。回钻式钻机是利用钻机的回钻器带动钻头旋转，磨削孔底地层向下钻进，通常钻机的回钻器带动钻头旋转，磨削孔底地层向下钻进，通常使用管状钻头取柱状使用管状钻头取柱状(原状原状)土样。目前，国内工程勘察常用的土样。目前，国内工程勘察常用的浅孔钻机型号有浅孔钻机型号有30型、型、50型和型和100型等型等(数字表示最大钻进深数字表示最大钻进深度度)，其中，其中SH-30型钻机的结构型钻机的结构如图如图1-1所示。所示。(2)触探法。触探法是间接的勘察方法，不取土样做试验，只触探法。触探法是间接的勘察方法，不取土样做试验，只是将一个特制探头装在触探杆底部，打入或压入地基土中，是将一个特制探头装在触探杆底部，打入或压入地基土中，根据贯入阻力的大小探测土层的工程性质。根据贯入阻力的大小探测土层的工程性质。根据探头的结构和入土方法不同，可分为动力触探和静力触根据探头的结构和入土方法不同，可分为动力触探和静力触探两大类，动力触探又分为圆锥动力触探和标准贯入试验。探两大类，动力触探又分为圆锥动力触探和标准贯入试验。上一页 下一页返回第9页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别1)圆锥动力触探。用标准质量的穿心锤提升至标准高度自由圆锥动力触探。用标准质量的穿心锤提升至标准高度自由下落，将特制的圆锥探头贯入地基土层标准深度，用所需锤下落，将特制的圆锥探头贯入地基土层标准深度，用所需锤击数击数N的大小来判定土的工程性质的好坏。的大小来判定土的工程性质的好坏。N值越大，表明贯值越大，表明贯入阻力越大，土质越密实。入阻力越大，土质越密实。2)标准贯入试验。标准贯入试验简称为标贯。采用质量为标准贯入试验。标准贯入试验简称为标贯。采用质量为63.5 kg(140磅磅)的穿心锤，自由落距的穿心锤，自由落距76 cm(30英寸英寸)，将贯入器锤击，将贯入器锤击打入土中打入土中15 cm后，开始记录每打入后，开始记录每打入10 cm的锤击数，累计打的锤击数，累计打入入30 cm(1英尺英尺)的锤击数，即为标准贯入锤击数的锤击数，即为标准贯入锤击数N。当锤击数。当锤击数已达已达50击，而贯入深度未达击，而贯入深度未达30 cm时，记录实际贯入深度并终时，记录实际贯入深度并终止试验。止试验。上一页 下一页返回第10页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别试验后拔出贯入器，绘制标准贯入锤击数试验后拔出贯入器，绘制标准贯入锤击数N与深度的关系曲线。与深度的关系曲线。标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土，不适用于软标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土，不适用于软塑至流塑的软土。塑至流塑的软土。3)静力触探。静力触探试验是利用压力装置将触探头用静力静力触探。静力触探试验是利用压力装置将触探头用静力压入试验土层，通过触探头中的传感器和量测仪表测试土层压入试验土层，通过触探头中的传感器和量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。理力学性质。静力触探适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土、素填土和静力触探适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土、素填土和含少量碎石的土。含少量碎石的土。上一页 下一页返回第11页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(3)掘探法。掘探法就是在建筑场地或地基内有代表性的地段掘探法。掘探法就是在建筑场地或地基内有代表性的地段用人工开挖探洞、探井或探槽，直接观察了解土层情况与性用人工开挖探洞、探井或探槽，直接观察了解土层情况与性质。这种方法直观、明了，可直接观察土层的天然结构。质。这种方法直观、明了，可直接观察土层的天然结构。掘探法一般适用于钻探法难以进行勘察掘探法一般适用于钻探法难以进行勘察(如地基中含有大块漂如地基中含有大块漂石、块石等石、块石等)或难以准确查明或难以准确查明(如土层很不均匀、颗粒大小相差如土层很不均匀、颗粒大小相差悬殊、分布不规则等悬殊、分布不规则等)的土层、湿陷性黄土地区的勘察、事故的土层、湿陷性黄土地区的勘察、事故处理质量检验等。处理质量检验等。1.3.2岩土工程勘察报告岩土工程勘察报告岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)中强制性条文明确指中强制性条文明确指出：出：“各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。序进行岩土工程勘察。上一页 下一页返回第12页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求，正确反映工程岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求，正确反映工程地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分析，提出资料完整、评价正确的勘察报告。析，提出资料完整、评价正确的勘察报告。”(1)岩土工程勘察报告的主要内容。岩土工程勘察报告一般有文岩土工程勘察报告的主要内容。岩土工程勘察报告一般有文字说明和图表两个部分。字说明和图表两个部分。1)文字部分。岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、文字部分。岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写，并应包括下列内容：工程特点和地质条件等具体情况编写，并应包括下列内容：勘察目的、任务要求和依据的技术标准；勘察目的、任务要求和依据的技术标准；拟建工程概况；拟建工程概况；勘察方法和勘察工作布置；勘察方法和勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；上一页 下一页返回第13页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；力的建议值；地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；土和水对建筑材料的腐蚀性；土和水对建筑材料的腐蚀性；可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价；的评价；场地稳定性和适宜性的评价。场地稳定性和适宜性的评价。2)图表部分。一份完整的报告书，通常附有以下图纸：图表部分。一份完整的报告书，通常附有以下图纸：勘探点平面布置图。在勘探点平面布置图上标有建筑物位置，勘探点平面布置图。在勘探点平面布置图上标有建筑物位置，勘探点的编号、坐标、孔口标高以及地质剖面图的连线，说明勘探点的编号、坐标、孔口标高以及地质剖面图的连线，说明勘探孔用途的图例等。勘探孔用途的图例等。上一页 下一页返回第14页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别工程地质柱状图。每一张柱状图都表明一个勘探点所穿过工程地质柱状图。每一张柱状图都表明一个勘探点所穿过的地层情况、各层岩土的名称、地质年代、层底深度、取样的地层情况、各层岩土的名称、地质年代、层底深度、取样位置及地下水位等。位置及地下水位等。工程地质剖面图。柱状图只说明一个点的情况，将相邻点工程地质剖面图。柱状图只说明一个点的情况，将相邻点的地层连接起来，就可以联想出点与点之间的地层特征，从的地层连接起来，就可以联想出点与点之间的地层特征，从而可以推论整个场地的情况。而可以推论整个场地的情况。原位测试成果图表。触探和标贯及载荷试验和试桩的原位测试成果图表。触探和标贯及载荷试验和试桩的PS曲线等原位测试成果图表。曲线等原位测试成果图表。室内试验成果图表。室内试验成果图表。上一页 下一页返回第15页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(2)岩土工程勘察报告的阅读与使用。岩土工程勘察报告是建岩土工程勘察报告的阅读与使用。岩土工程勘察报告是建筑物基础设计和基础施工的依据，因此对设计和施工人员来筑物基础设计和基础施工的依据，因此对设计和施工人员来说正确阅读、理解和使用勘察报告是非常重要的。应当全面说正确阅读、理解和使用勘察报告是非常重要的。应当全面熟悉勘察报告的文字和图表内容，了解勘察的结论建议和岩熟悉勘察报告的文字和图表内容，了解勘察的结论建议和岩土参数的可靠程度，把拟建场地的工程地质条件与拟建建筑土参数的可靠程度，把拟建场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联合起来进行综合分析。以下几点应当物的具体情况和要求联合起来进行综合分析。以下几点应当引起设计和施工人员的重视：引起设计和施工人员的重视：1)场地稳定性评价。正确阅读与使用勘察报告首先是分析评场地稳定性评价。正确阅读与使用勘察报告首先是分析评价场地的稳定性和适宜性，然后才是地基土的承载力和变形价场地的稳定性和适宜性，然后才是地基土的承载力和变形问题。场地稳定性评价主要涉及区域稳定性和场地稳定性两问题。场地稳定性评价主要涉及区域稳定性和场地稳定性两个方面。个方面。上一页 下一页返回第16页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别区域稳定性是指一个地区或区域的整体稳定，如有无构造区域稳定性是指一个地区或区域的整体稳定，如有无构造断裂带。断裂带。场地稳定性是指一个具体的工程建筑场地有无不良地质现场地稳定性是指一个具体的工程建筑场地有无不良地质现象及其对场地稳定性的直接与潜在的危害。如泥石流、滑坡、象及其对场地稳定性的直接与潜在的危害。如泥石流、滑坡、崩塌、塌陷等，应查明其成因、类型、分布范围、发展趋势崩塌、塌陷等，应查明其成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，采取适当的整治措施。及危害程度，采取适当的整治措施。2)持力层的选择。地基基础的设计必须满足地基承载力和基持力层的选择。地基基础的设计必须满足地基承载力和基础沉降这两项基本要求。浅基础通过基础底面，把荷载扩散础沉降这两项基本要求。浅基础通过基础底面，把荷载扩散分布到浅层地基；深基础主要把所承受的荷载传递到地基深分布到浅层地基；深基础主要把所承受的荷载传递到地基深部。因此，基础深浅不同，持力层选择时侧重点就不同。部。因此，基础深浅不同，持力层选择时侧重点就不同。上一页 下一页返回第17页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别浅基础。对浅基础而言，在满足地基稳定和变形要求的前浅基础。对浅基础而言，在满足地基稳定和变形要求的前提下，采用天然地基，基础应尽量浅埋。如果持力层承载力提下，采用天然地基，基础应尽量浅埋。如果持力层承载力不能满足设计要求，则可采取适当的地基处理措施，如换填不能满足设计要求，则可采取适当的地基处理措施，如换填垫层、夯实水泥土桩、垫层、夯实水泥土桩、CFG桩、强夯等人工处理地基，以满桩、强夯等人工处理地基，以满足设计要求。足设计要求。深基础。对深基础而言，主要是选择桩端持力层。桩端持深基础。对深基础而言，主要是选择桩端持力层。桩端持力层一般宜选择稳定的硬塑力层一般宜选择稳定的硬塑-坚硬状态的黏土层和粉土层；中坚硬状态的黏土层和粉土层；中密以上的砂土和碎石层；中密以上的砂土和碎石层；中-微风化的基岩。微风化的基岩。3)考虑环境影响。基础设计、施工不要仅局限于拟建场地范考虑环境影响。基础设计、施工不要仅局限于拟建场地范围内，它或多或少，或直接或间接要对场地周围的环境产生围内，它或多或少，或直接或间接要对场地周围的环境产生影响。如：基坑开挖起坑外土体的位移变形和坑底土的回弹；影响。如：基坑开挖起坑外土体的位移变形和坑底土的回弹；排水时地下水位要下降；打桩时产生挤土效应；灌注桩施工排水时地下水位要下降；打桩时产生挤土效应；灌注桩施工时泥浆排放对环境产生污染等。时泥浆排放对环境产生污染等。上一页 下一页返回第18页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别4)解决现场具体问题。需要指出的是，由于地基土的复杂性解决现场具体问题。需要指出的是，由于地基土的复杂性和勘察手段的局限性，勘察报告不可能完全准确地反映场地和勘察手段的局限性，勘察报告不可能完全准确地反映场地的全部特征。因而在地基与基础施工过程中，对可能存在的的全部特征。因而在地基与基础施工过程中，对可能存在的问题应与建设单位、勘察单位和设计单位联系，到现场具体问题应与建设单位、勘察单位和设计单位联系，到现场具体问题具体分析，采取有效的处理措施。问题具体分析，采取有效的处理措施。上一页返回第19页/共128页任务任务1 土的工程性质土的工程性质土土的的天天然然密密度度:在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：式中土的天然密度，kg/m3；m 土的总质量，kg；V 土的体积，m3。第20页/共128页干密度干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：式中d土的干密度，kg/m3；mS 固体颗粒质量，kg；V 土的体积，m3。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。任务任务1 土的工程性质土的工程性质第21页/共128页任务任务1 土的工程性质土的工程性质土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。式中：m湿含水状态土的质量，kg；m干烘干后土的质量，kg；mW 土中水的质量，kg；mS固体颗粒的质量，kg。土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。第22页/共128页任务任务1 土的工程性质土的工程性质四、土方边坡目的：保证土体稳定，防止塌方，保证施工安全其中 称为坡度系数边坡的大小和坡顶有无荷载，是动载还是静载均有关第23页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖建筑基坑是为进行建筑物建筑基坑是为进行建筑物(包括构筑物包括构筑物)基础与地下室的施工所基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。开挖的地面以下空间。2.1基坑开挖准备工作基坑开挖准备工作2.1.1基坑与基槽土方量计算基坑与基槽土方量计算(1)土的可松性。自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散土的可松性。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，土而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性程度一般以可松性的这种性质称为土的可松性。土的可松性程度一般以可松性系数表示，即系数表示，即下一页返回第24页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖式中式中KP为最初可松性系数；为最初可松性系数；KP为最终可松性系数；为最终可松性系数；V1开挖前土的自然体积；开挖前土的自然体积；V2开挖后土的松散体积；开挖后土的松散体积；V3运至填方处压实后的体积。运至填方处压实后的体积。土的可松性是挖填土方时，计算土方机械生产率、回填土方土的可松性是挖填土方时，计算土方机械生产率、回填土方量、运输机具数量、进行场地平整规划竖向设计、土方平衡量、运输机具数量、进行场地平整规划竖向设计、土方平衡调配的重要参数。各种土的可松性参考数值，详见调配的重要参数。各种土的可松性参考数值，详见表表1-9。上一页 下一页返回第25页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖土的天然含水量：指土中土的天然含水量：指土中水的质量水的质量与与土颗粒质量土颗粒质量的的百分比。百分比。=m=mw w/m/ms s(%)(%)m mw w 土的天然含水量。土的天然含水量。m ms s 土中固体颗粒的土中固体颗粒的质量。质量。3.3.土的渗透性：指土体被水透过的性能，它与土土的渗透性：指土体被水透过的性能，它与土的密实程度有关，土的空隙比越大，则其渗透系数的密实程度有关，土的空隙比越大，则其渗透系数越大。土的渗透性由土的渗透系数表示。越大。土的渗透性由土的渗透系数表示。第26页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖(2)基坑与基槽土方量计算。基坑土方量可按立体几基坑与基槽土方量计算。基坑土方量可按立体几何中拟柱体何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算体积公式计算(图图1-1)。即。即式中式中H基坑深度，基坑深度，m；A1、A2基坑上、下底的面积，基坑上、下底的面积，m2；A0 基坑中截面的面积，基坑中截面的面积，m2。上一页 下一页返回第27页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖基槽土方量计算可沿长度方向分段计算基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图图1-31-3)：式中式中V V1 1第一段的土方量，第一段的土方量，m m3 3；L L1 1第一段的长度，第一段的长度，m m。将各段土方量相加即得总土方量：将各段土方量相加即得总土方量：V VV V1 1+V+V2 2+V+V3 3+V+Vn n第28页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖(3)基坑土方量计算案例。基坑土方量计算案例。某基坑坑底长度为某基坑坑底长度为85m，宽度为，宽度为60 m，深度为，深度为8 m。根据设计。根据设计要求基坑四边放坡，边坡坡度为要求基坑四边放坡，边坡坡度为1:0.5。已知土的最初可松性。已知土的最初可松性系数系数Kp1:14，最终可松性系数，最终可松性系数Kp1.05。基坑挖土土方量为多少基坑挖土土方量为多少?若混凝土基础和地下室占有体积为若混凝土基础和地下室占有体积为22 000 m3，则需预留多，则需预留多少松散状态土用于回填少松散状态土用于回填?若多余土方需外运，则外运土方为多少若多余土方需外运，则外运土方为多少?如果用如果用4.0 m3的汽车外运，则需运多少车的汽车外运，则需运多少车?上一页 下一页返回第29页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖【解解】挖土土方量：挖土土方量：=45610(m3)预留松散状态土：预留松散状态土：上一页 下一页返回第30页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖外运土方量：外运土方量：V外运外运V挖挖KP-V留留45 6101.14-25 63426 361(m3)外运土方，需运汽车数：外运土方，需运汽车数：2.1.2技术准备技术准备(1)收集有关工程资料。收集有关工程资料。1)地下管线资料。根据地下管线资料。根据建设工程施工合同建设工程施工合同(示范文本示范文本)规定：规定：建设单位建设单位应向承包人提供资料，对资料的真实准确性负责；应向承包人提供资料，对资料的真实准确性负责；上一页 下一页返回第31页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖施工单位施工单位做好施工场地地下管线和邻近建筑物、构筑物做好施工场地地下管线和邻近建筑物、构筑物(包括包括文物保护建筑文物保护建筑)、古树名木的保护工作。、古树名木的保护工作。2)岩土工程勘察报告。详细阅读岩土工程勘察报告，尤其是岩土工程勘察报告。详细阅读岩土工程勘察报告，尤其是各层土的分布情况以及土的特性。各层土的分布情况以及土的特性。3)图纸和图集。进一步熟悉设计施工图纸，尤其是图纸设计图纸和图集。进一步熟悉设计施工图纸，尤其是图纸设计说明和基础施工图；收集与工程有关的图集资料。说明和基础施工图；收集与工程有关的图集资料。4)技术规范。准备与工程有关的技术规范、施工质量验收规技术规范。准备与工程有关的技术规范、施工质量验收规范和有关技术资料。范和有关技术资料。建筑工程施工质量验收统一标准建筑工程施工质量验收统一标准(GB 50300-2001)；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(GB 50202-2002)；上一页 下一页返回第32页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖建筑边坡工程技术规范建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2002)；建筑基坑支护规程建筑基坑支护规程(JGJ 120-1999)。(2)对建设单位对建设单位提供的坐标点、水准点进行闭合复测。提供的坐标点、水准点进行闭合复测。(3)确定机械行驶坡道。确定机械行驶坡道。1)分层开挖时应根据现场大小、地形、运输车辆的出口位置分层开挖时应根据现场大小、地形、运输车辆的出口位置确定合理的机械行驶坡道。确定合理的机械行驶坡道。2)坡道有三种位置及形式，坡道有三种位置及形式，如图如图1-4所示。所示。(3)土方工程量计算。土方工程量计算。1)基坑开挖前应进行挖、填土方工程量计算；基坑开挖前应进行挖、填土方工程量计算；2)综合考虑预留回填土、弃土外运最短运距和运输车辆调配综合考虑预留回填土、弃土外运最短运距和运输车辆调配工作。工作。上一页 下一页返回第33页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖(4)技术交底。技术交底。向参加施工人员进行技术交底；必要时，编写基坑开挖施工向参加施工人员进行技术交底；必要时，编写基坑开挖施工方案，并报请建设单位或监理单位审批。方案，并报请建设单位或监理单位审批。(5)填写开工报告并报送监理或建设单位批准，确定开工日期。填写开工报告并报送监理或建设单位批准，确定开工日期。2.1.3物资准备物资准备(1)定位用木桩、龙门板、线绳、定位用木桩、龙门板、线绳、20#铅丝、白灰等。铅丝、白灰等。(2)基坑基坑(槽槽)作简单支护时所用材料。作简单支护时所用材料。(3)雨期施工时应准备塑料布或其他防雨材料。雨期施工时应准备塑料布或其他防雨材料。(4)冬期施工时应准备基底保温覆盖材料。冬期施工时应准备基底保温覆盖材料。上一页 下一页返回第34页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖2.1.4 人员劳力准备人员劳力准备(1)管理人员、技术人员、操作人员已到施工现场，操作人员管理人员、技术人员、操作人员已到施工现场，操作人员和机械配置合理。和机械配置合理。(2)班组生产效率可参考人力土方工程综合施工定额，班组生产效率可参考人力土方工程综合施工定额，见表见表1-10。2.1.5 机械设备准备机械设备准备(1)测量设备。基坑开挖测量设备有：全站仪、水准仪、塔尺、测量设备。基坑开挖测量设备有：全站仪、水准仪、塔尺、钢卷尺、坡度尺等。钢卷尺、坡度尺等。(2)挖土机械。根据工程规模大小、难易程度、运距、工期、挖土机械。根据工程规模大小、难易程度、运距、工期、质量等要求配足施工所需的挖土机械、运输车辆。质量等要求配足施工所需的挖土机械、运输车辆。上一页 下一页返回第35页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖1）基坑开挖土方机械有：反铲挖掘机、自卸汽车等。）基坑开挖土方机械有：反铲挖掘机、自卸汽车等。2）基坑开挖常用的工具：铁锹）基坑开挖常用的工具：铁锹(尖、平头两种尖、平头两种)、手推车、小、手推车、小白线或白线或20#铅丝、钎探设施等。铅丝、钎探设施等。2.1.6 确定边坡坡度确定边坡坡度(1)边坡直立开挖不加支护。当土质为天然湿度、构造均匀、边坡直立开挖不加支护。当土质为天然湿度、构造均匀、水文地质条件良好，且无地下水时，开挖基坑亦可不必放坡，水文地质条件良好，且无地下水时，开挖基坑亦可不必放坡，采取直立开挖不加支护，但挖方深度应按采取直立开挖不加支护，但挖方深度应按表表1-11的规定。的规定。(2)按规范规定放坡。当基坑开挖深度超过表按规范规定放坡。当基坑开挖深度超过表1-11的规定时，的规定时，应根据应根据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（GB 50202-2002）的规定进行放坡，以保证不塌方，）的规定进行放坡，以保证不塌方，如图如图1-5所示。其临所示。其临时性挖方的边坡值可按时性挖方的边坡值可按表表1-12采用。采用。上一页 下一页返回第36页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖放坡后基坑上口宽度由基坑底面宽度及边坡坡度来决定，一放坡后基坑上口宽度由基坑底面宽度及边坡坡度来决定，一般工作面留般工作面留1530cm(基础外边线到基坑底边的距离基础外边线到基坑底边的距离)，以便，以便施工操作。施工操作。2.2人工挖土施工工艺人工挖土施工工艺人工挖土施工工艺适用于一般建筑工程、构筑物的基坑和管人工挖土施工工艺适用于一般建筑工程、构筑物的基坑和管沟人工挖土施工。沟人工挖土施工。2.2.1工艺流程工艺流程人工挖土施工工艺流程，人工挖土施工工艺流程，如图如图1-6所示。所示。上一页 下一页返回第37页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖2.2.2操作要求操作要求(1)人工挖土。人工挖土。1)根据土质情况和现场存土、运土条件，合理确定开挖顺序，根据土质情况和现场存土、运土条件，合理确定开挖顺序，然后再分段分层开挖。土方开挖顺序应遵循然后再分段分层开挖。土方开挖顺序应遵循“开槽支撑，先开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，不得超挖撑后挖，分层开挖，不得超挖”的原则。的原则。2)开挖时应沿灰线切出基槽轮廓线，每层深度以开挖时应沿灰线切出基槽轮廓线，每层深度以600 mm为宜，为宜，每层应清底，然后逐步挖掘。每层应清底，然后逐步挖掘。3)开挖大面积浅基坑，可沿坑三面同时开挖，挖出的土方装开挖大面积浅基坑，可沿坑三面同时开挖，挖出的土方装入手推车或翻斗车，由未开挖的一面运至弃土地点。入手推车或翻斗车，由未开挖的一面运至弃土地点。4)在有存土条件的场地，一定留足需要的回填土，多余土方在有存土条件的场地，一定留足需要的回填土，多余土方运至弃土地点，避免二次搬运。运至弃土地点，避免二次搬运。上一页 下一页返回第38页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖5)在槽边堆放土时，应保证边坡稳定。一般土方距槽边缘不在槽边堆放土时，应保证边坡稳定。一般土方距槽边缘不小于小于1.0 m，高度不宜超过，高度不宜超过1.5 m。(2)修整边坡。修整边坡。开挖放坡的坑开挖放坡的坑(槽槽)时，先按施工方案规定的坡度粗略开挖，再时，先按施工方案规定的坡度粗略开挖，再分层按坡度要求每隔分层按坡度要求每隔3m 左右做出一条坡度线，边坡应随挖随左右做出一条坡度线，边坡应随挖随修整。待挖至设计标高，由两端轴线引桩拉通线，检查距槽修整。待挖至设计标高，由两端轴线引桩拉通线，检查距槽边尺寸，据此再统一修整边坡。边尺寸，据此再统一修整边坡。(3)清理槽底。清理槽底。在挖至坑槽底设计标高在挖至坑槽底设计标高50 cm以内时，测量放线人员配合抄出以内时，测量放线人员配合抄出距槽底距槽底50 cm水平线。自槽端部水平线。自槽端部20 cm 处每隔处每隔23 m，在基槽，在基槽侧壁上钉水平小木橛，随时以小木橛上平，用拉线尺量法校侧壁上钉水平小木橛，随时以小木橛上平，用拉线尺量法校核槽底标高。核槽底标高。上一页 下一页返回第39页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖2.3机械挖土施工工艺机械挖土施工工艺机械挖土施工工艺适用于工业与民用建筑物、构筑物的大型机械挖土施工工艺适用于工业与民用建筑物、构筑物的大型基坑、管沟以及大面积平整场地等机械挖土施工。基坑、管沟以及大面积平整场地等机械挖土施工。2.3.1工艺流程工艺流程机械挖土施工工艺流程，机械挖土施工工艺流程，如图如图1-7所示。所示。2.3.2操作要求操作要求(1)开挖原则。机械挖土最常用的机械是反铲挖掘机，其特点开挖原则。机械挖土最常用的机械是反铲挖掘机，其特点是：是：“后退向下，强制切土后退向下，强制切土”。土方开挖顺序应遵循。土方开挖顺序应遵循“开槽开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，不得超挖支撑，先撑后挖，分层开挖，不得超挖”的原则。的原则。上一页 下一页返回第40页/共128页任务任务2 基坑开挖基坑开挖(2)开挖方式。根据挖掘机的开挖方式与运输汽车的相对位置开挖方式。根据挖掘机的开挖方式与运输汽车的相对位置不同，一般有两种：不同，一般有两种：1)沟端开挖。反铲机停于沟端，后退挖土，同时往沟一侧弃沟端开挖。反铲机停于沟端，后退挖土，同时往沟一侧弃土或装汽车运走土或装汽