土石方施工技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建 筑 施 工 技 术,普通高等教育“十一五”国家级规划教材,(,第,2,版,),主 编 邹绍明,副主编 李建民 张根凤,目 录,绪论,0.1,本课程的基本任务,0.2,我国建筑施工技术的现状,0.3,建筑施工及验收规范、施工规程,(,规定,),0.4,建筑施工程序,0.5,本课程的学习方法,第,1,章 土石方施工技术,1.1,土石方施工概述,1.2,土方量计算与土方调配,1.3,场地平整施工技术,1.4,基坑,(,槽,),施工技术,1.5,土方施工排水与降水技术,1.6,土方施工质量标准与安全技术,1.7石方爆破法施工技术,1.8,土方施工中,常见事故及其处理技术,第,2,章 起重技术,2.1,起重机械与起重技术,2.2,起重索具,第,3,章 脚手架搭设技术,3.1,概述,3.2,钢管脚手架的搭设技术,3.3,工具式脚手架的搭设技术,3.4,其他脚手架的搭设技术,3.5,脚手架的使用安全技术,第,4,章 地基加固与桩基施工技术,4.1,地基加固技术,4.2,钢筋砼预制桩施工技术,4.3,灌注桩施工技术,第,5,章 钢筋砼施工技术,5.1,钢筋加工制作技术,5.2,模板支设技术,5.3,钢筋砼预制构件制作技术,5.4,砼施工技术,5.5,砼的冬期施工技术,5.6,大模板施工技术,5.7,滑升模板施工技术,第,6,章 预应力砼结构施工技术,6.1,概述,6.2,先张法施工技术,6.3,后张法施工技术,6.4,预应力砼施工安全技术,第,7,章 砌体施工技术,7.1,砖砌体施工技术,7.2,砌块砌体施工技术,7.3,石材砌体施工技术,7.4,砌体的冬期施工技术,7.5,砌体施工安全技术,第,8,章 安装施工技术,8.1,钢筋砼结构工业厂房安装技术,8.2,钢结构工业厂房结构安装技术,8.3,装配式墙板结构吊装技术,8.4,结构吊装安全技术措施,第,9,章 防水施工技术,9.1,屋面防水施工技术,9.2,地下结构防水施工技术,第,10,章 装饰施工技术,10.1,抹灰施工技术,10.2,饰面施工技术,10.3,吊顶施工技术,第,11,章 高层建筑施工技术,11.1,高层建筑施工概述,11.2,高层建筑基础施工技术,11.3,高层建筑主体结构施工技术,11.4,高层建筑玻璃幕墙与防水施工技术,11.5,高层建筑施工安全技术,绪 论,0.1,本课程的基本任务,建筑产品的形成一般应包括建筑立项、地质勘察、建筑设计、施工准备、建筑施工、竣工验收等程序。在这一复杂的过程中，建筑施工最为重要，它是形成建筑产品的重要阶段，并由建筑企业担纲主角。,作为,建筑施工单位主要有两项任务：一是根据建筑产品的特点、技术要求、施工条件、技术装备等，制订出技术可行、安全可靠的施工组织设计或施工方案,(,措施),；二,是根据施工组织设计的要求，组织科学的建筑施工，并利用新技术、新工艺，建造出满足使用功能要求的建筑产品,。,建筑施工技术一般应包括：,施工方法原理、施工工艺过程、施工先后顺序、施工质量标准、施工安全技术,等内容。,0.2,我国建筑施工技术的现状,我国古代建筑施工技术有着辉煌的成就，远在公元前,2000,年，我国就已掌握了夯填、砌筑、营造、铺瓦、油漆等方面的施工技术。,自新中国成立以来，经过,50,多年的发展，初步形成了具有中国本土特色的建筑体系，建成了不少结构复杂、技术水平高的民用与工业建筑。如北京的“十大建筑”、上海宝钢厂、上海世界金融中心,(95,层，,460 m),等的建成，标志着我国的建筑施工技术水平已达到世界先进水平。,在,地基基础,施工技术方面，掌握了强夯法、旋喷法、锚喷支护法、地下连续墙法、逆作法等新技术；在,现浇钢筋砼结构,方面，应用了大模板、滑模、爬模、隧道模、组合钢模，以及钢筋气压焊、机械连,接，砼的泵送技术等；在,脚手架,方面，采用了钢制脚手架、工具式脚手架、桥式脚手架及吊脚手架等；在,提升技术,方面，应用了大型塔吊、爬升式塔吊和建筑施工电梯等；在,建筑装修、防水,防潮、,施工测试,等方面，均掌握和发展了许多新技术。这些新技术的运用，有力地推动了我国建筑施工技术的不断发展。,0.3,建筑施工及验收规范、施工规程,(,规定,),0.3.1,建筑施工及验收规范,建筑标准分,强制性标准和推荐性标准,，它们是建筑行业从事勘察、设计、施工、安装、验收构配件等技术活动的根据。,强制性标准内容包括：有关安全、卫生环境、基本功能要求的标准；有关全国统一的模数、公差、计量单位、符号、术语等基础标准；通用试验方法和检验方法标 准等。,推荐性标准内容包括：勘察设计、施工方法或生产工艺标准；产品标准等。,建筑施工方面的标准是建设部颁发的“施工及验收规范”，凡从事建筑工程设计和施工技术管理的人员，都必须遵照执行。,0.3.2,施工规程,(,规定,),施工规程,(,规定,),是比施工及验收规范低一个,等级的施工标准，是反映新结构、新工艺、新材料的设计与施工标准文件。其内容一般包括：总则、设计规定、计算要求、构造要求、施工规定和工程质量验 收等。,施工规程,(,规定,),的内容不得与施工及验收规范相抵触，如有不同之处，应以施工及验收规范为准。,0.4,建筑施工程序,建筑施工程序是指建筑产品的生产过程或施工阶段必须遵守的顺序，主要包括接受,施工任务、签订工程承包合同、施工准备、组织工程施工和竣工验收阶段,等。,0.4.1,接受施工任务、签订工程承包合同,0.4.2,施工准备,0.4.3,组织工程施工,0.4.4,工程竣工验收,0.5,本课程的学习方法,建筑施工技术,是一门,综合性很强的应用技术,，要综合运用,建筑材料、建筑力学、房屋建筑学、建筑工程测量、建筑结构、建筑机械、建筑施工组织、建筑工程预算,等学科的知识，因此，要掌握建筑施工技术，就得学好前述相关课程。,为了在建筑施工过程中加强技术管理，执行统一的“施工质量验收规范”，不断提高施工技术水平，保证施工质量，降低工程成本，能正确运用有关施工规范、施工规程,(,规定,),来处理建筑施工中的技术问题，还必须认真学习国家颁发的建筑工程施工验收规范。,第,1,章 土石方施工技术,1.1,土石方施工概述,1.1.1,土的工程分类,(1),按地基土的颗粒级配不同分类,根据土的颗粒级配或塑性指标不同，将地基土分为,5,大类，见表,1.1,。,(2),按土的开挖难易程度不同分类,用此方法将土分为,8,类，前4,类为一般土，后,4,类为岩石，见表,1.2,。,1.1.2,土的技术性质,(1),土的可松性,天然状态的土经过开挖后，其结构被破坏，因土质松散而体积增大，虽经回填压实，仍不能恢复到原来的体积，这种性质称为土的可松性。,土经开挖后的松散体积与原天然状态下的体积之比值，称为最初可松性系数,K,s,，用它表示土由天然状态经开挖成为松散土时体积增大的程度。,土经回填压实后的体积与原来天然状态下的体积之比值，称为最终可松性系数,K,s,，用它表示天然土经开挖回填压实后体积的增大程度。其计算公式如下：,式中,K,s,最初可松性系数，松土为,1.08,1.17,，普通土为,1.14,1.24,，坚土为1.24,1.30,；,K,s,最终可松性系数，松土为,1.01,1.03,，普通土为,1.02,1.05,，坚土为,1.04,1.07,；,V,1,土在天然状态下的体积，,m,3,；,V,2,土经开挖后的松散体积，,m,3,；,V,3,土经回填压实后的体积，,m,3,。,(2),土的天然含水量,土的天然含水量是指土中水的质量与固体,颗粒质量之比的百分率，用以表示土的干湿程度，即,式中,土的天然含水量；,m,w,土中水的质量，,kg,；,m,s,土中固体颗粒经烘干后的质量，,kg,。,(3),土的天然密度和干密度,土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度,(,简称密度,),。土的密度按下式计算：,式中,土的密度，,kg/m,3,；,m,土的总质量，,kg,；,V,土的体积，,m,3,。,干密度是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/m,3,；,(4),土的孔隙比,e,和孔隙率,n,孔隙比,e,是土体中的孔隙体积与固体体积的比值，用下式表示：,式中,V,v,土体中的孔隙体积，,m,3,；,V,s,土体固体体积，,m,3,。,孔隙率,n,是土的孔隙体积与总体积的比值，用百分率表示：,式中,V,土体的外形体积，,m,3,。,(5),土的渗透系数,单位时间内水穿透土层的能力称为土的渗透系数，以,m/d,表示。一般土的渗透系数见表,1.3,。,(6),土体边坡度,土体边坡度是指为保持土体施工阶段的稳定性而放坡的程度，用土方边坡高度,h,与边坡底宽,b,之比来表示,(,见图,1.1),，即：,式中，,m,=,b/h,称为土体边坡系数。,1.1.3,土方施工特点,(1),土方开挖工作繁杂，劳动强度大,(2),土方工程施工条件复杂,(3),土方施工工期较长,1.2,土方量计算与土方调配,土方量是土方施工设计和预算的重要依,图,1.1,土体开挖时的边坡度,(a),直线形,(b),折线形,(c),阶梯形,据，因此在施工前必须进行土方量计算。但由于土方地形复杂，几何形状不规则，要精确计算土方量比较困难。一般是将其假设或划分为一定的几何形体，并采用既能达到一定精度而又与实际土方量相近的方法进行计算。,1.2.1,场地平整土方量计算,场地平整前，一般采用方格网法计算场地平整时的土方量。其基本思路是：先根据建筑设计文件的规定要求，确定场地平整后的设计标高。再由场地设计标高和自然地形地面的标高之差，计算场地各方格角,点,的施工高度，即土的挖方或填方高度，并根据施工高度计算整个场地的挖方和填方量。,方格网法计算场地平整土方量的步骤如下：,(1),划分方格网,根据地形图,(1500),，将场地范围划分成由若干个方格组成的方格网。方格大小一般为,20 m20 m,40 m40 m,。为便于计算，应对方格网角点进行编号，其编号标注在“方格角点的左上角2),确定各方格角点的地面标高,H,ij,根据地形图上的等高线，用插入法确定,H,ij,。,1),解析法 利用相似三角形原理，求解该角点的地面标高，如图,1.2,所示。,2),图解法 用一张透明纸，在其上画,6,条等间隔的相互平行的细直线，然后把该透明纸,图,1.2,解析法示意图,放在标有方格网的地形图上，最外两根直线分别对准方格与等高线的交点,(,A,、,B,点,),，则透明纸上的平行线就将,A,、,B,之间的高差分成,5,等份。此时，用插入法便可在透明纸上直接读出角点,4,的地面标高,H,4,，如图,1.3,所示。,图,1.3,图解法示意图,(3),确定场地设计标高,H,0,合理确定场地的设计标高，对减少挖填方量、节约土方运输费用、加快施工进度等具有重要的经济意义。,确定场地设计标高,H,0,的原则：,根据场地平整前后土方量相等的原则和,H,ij,，可用四角棱柱体法计算出,H,0,，即,式中,H,0,场地平整的设计标高，,m,；,H,1,1,个方格拥有的角点标高，,m,；,H,2,2,个方格共有的角点标高，,m,；,H,3,3,个方格共有的角点标高，,m,；,H,4,4,个方格共有的角点标高，,m,；,N,方格网数，个。,(4),确定各方格角点的设计标高,H,ij,1),单向坡排水 设单向排水坡度为,i,，取场地中心线为,H,0,，场地内任意方格角点的设计标高为：,式中场地内任意方格角点的设计标高，,m,；,l,场地中心线到各方格角点的距离，,m,；,i,单向排水坡度，一般,i,2,；,若该方格角点低于,H,0,时，取“,-”,；反之取“,+”,。,2),双向坡排水 如图,1.5,所示，设,x,轴方向排水坡度为,i,x,，,y,轴方向排水坡度为,i,y,，则场内各角点的设计标高为：,图,1.4,单向坡排水,图,1.5,双向坡排水,式中,l,x,、,l,y,该角点在,x,x,、,y,y,方向至场地中心的距离，,m,；,i,x,、,i,y,该角点在,x,x,、,y,y,方向的泄水坡度。,(5),计算各方格角点施工高度,h,ij,各方格角点施工高度为：,式中,Hij,角点地面标高，,m,；,角点设计标高，,m,。,若计算出的,h,ij,为“,+”,时，即为该角点的挖土,深度；若计算出的,h,ij,为“,-”,时，即为该角点的填土深度。,计算出的各角点施工高度，标注在“相应方格角点的右上角”。,图,1.6,用解析法求解零点,6),土方量计算,1),确定零点、零线、划分挖填区 如果方格边两端的施工高度符号不同，则说明在该方格边上有零点,(,不挖、不填点,),存在。先把方格边上的零点找出来，再把相邻两个零点连接起来，这条线即为零线,(,挖方区与填方区的分界线,),。确定零点的方法有解析法和图解法，在工作中用一种方法即可。,解析法由 图,1.6,可得：,所以,式中,x,A,、,x,B,角点,A,、,B,至零点的距离，,m,；,h,1,、,h,2,角点,A,、,B,的施工高度,(,均用绝对值,),，,m,；,a,方格的边长，,m,。,然后在有零点的方格边长上按比例量出,x,A,或,x,B,，即得出零点。将相邻的零点连接起来，即得到零线。,图解法 以有零点的方格边为纵轴，以有零点方格边两端的方格边为横轴,(,为折线,),，然后用直尺将有零点的方格边两端的施工高度按比例标于纵轴两侧的横轴上。若角点的施工高度为“,+”,时，其比例长度在纵轴的右侧量取；若角点的施工高度为“,-”,时，则比例长度应在纵轴的左侧量取。然后用直尺将两个比例长度的终点相连，直尺与纵轴的交点，即为该方格边上的零点,(,图,1.7),。用此法将方格网中所有零点找出，依次将相邻的零点连接起来，即得到零线。,用图解法确定零点比较快捷，可避免计算或查表不慎而出错，故在实际工作中常用此法求解零点和零线。,图,1.7,零点位置图解法,2),计算场地内各方格内挖方、填方的土方量零线求出后，场地的挖方区、填方区随之确定。由于地形的不同，其挖、填方式亦不同，故方格内的挖、填方的方式有,4,点挖方,(4,点填方,),、,3,点挖方,(3,点填方,),、,2,点挖方,(2,点填方,),和,1,点挖方,(1,点填方,),四种类型。计算各方格内的挖、填方量，通常采用平均高度法。各种类型的土方量计算方法见表,1.4,。,3),计算场地边坡土方量 在场地平整施工中，一般情况下场地四周应做成一定的坡,度,(,见图,1.8),，以保持土体稳定，防止塌方，保证正常施工和使用安全。边坡度的大小，按设计规定选取。,场地边坡土方量的计算步骤为：在方格网上标出零线位置和场地四个角点挖、填高度；根据土质条件确定挖、填边坡的边坡度系数,m,1,、,m,2,；计算出场地四个角点的放坡宽度；按比例绘出场地及边坡平面图；计算边坡土方量。,三角棱锥体的计算公式如下：,图,1.8,场地土方边坡示意图,式中,V,i,第,i,个三角棱锥体体积，,m,3,；,A,i,第,i,个三角棱锥体端面积，,m,2,；,l,i,第i,个三角棱锥体的长度，,m,。,三角棱柱体体积计算公式如下：,式中,第,i,个三角棱柱体体积，,m,3,；,A,i,1,、,A,i,2,第,i,个三角棱柱体两端的端面积，,m,2,；,l,i,第,i,个三角棱柱体的长度，,m,。,4),计算场地平整土方总量,如果挖方量大大超过填方量，则需要提高场地的设计标高；反之，则应降低场地的设计标高。,1.2.2,平整场地的土方调配,土方调配是对挖土、填土和弃土三者之间的关系进行综合协调处理，其目的在于确定挖方区和填方区土方的调配方向、调配数量及平均运距，使土方运输量最小或运输费用最少。,(1),土方调配原则,编制土方调配方案时应做到：力求就近调配，使挖方、填方平衡和运距最短；应考虑近期施工和后期利用相结合，避免重复挖运；选择适当的调配方向、运输路线，以方便施工，提高施工效率；填土材料尽量与自然土相匹配，以提高填土质量；借土、弃土时，应少占或不占农田。,2),土方调配图表的编制,1),划分土方调配区，计算各调配区土方量,确定挖方区和填方区,划分土方调配区,计算各调配区土方量,2),计算各调配区间的平均运距或综合单价,计算各方格的重心位置 以场地的左下角为原点，场地的纵、横边为坐标轴，建立直角坐标系，计算各方格的重心位置,(,x,，,y,),。,计算各调配区的重心位置,式中,x,g,、,y,g,挖方或填方调配区的重心坐标，,m,；,V,每个方格的土方量，,m,3,；,x,、,y,每个方格的重心坐标，,m,。,求每个调配区间的平均运距 用数学方法可确定每一对调配区间的平均运距，即：,式中,x,gt,、,y,gt,填方区的重心坐标，,m,；,x,gw,、,y,gw,挖方区的重心坐标，,m,。,每一对调配区间的平均运距应标注在土方调配图上，如图,1.9,所示。,3),编制土方初始调配方案 土方初始调配方案是土方调配优化的基础。土方初始调配方案,是将土方调配图中的主要参数填入土方初始方案表中。,图,1.9,土方调配区示意图,编制土方初始调配方案的方法是：采用“最小元素法”，即运距,(,综合单价,),最小，而调配的土方量最大，通常简称“最小元素，最大满足”。,编制初始调配方案的步骤如下：,绘制土方运距表 见表,1.5,。为便于土方的优化计算，设小方格内的平均运距为,C,ij,，大方格内的土方量为,x,ij,。,在运距表,(,小方格,),中找一个最小值，并使相应方格内的值尽可能大 如表,1.6,所示，小方格内的最小值为,C,23,=28,，于是应使,x,23,的,值尽可能大，即,x,23,=122,。虽第,2,挖方区的总量为,1 392 m,3,，但第,3,填方区的需要量只有,122 m,3,，即将,122 m,3,挖方全部填于该区的 填方。,在得不到挖方土的填方区方格内打上“,”,号 表,1.6,中，因,W,2,的土方量全部调配到,T,1,、,T,3,、,T,4,，所以,x,22,=0,，故应在,x,22,的方格内打上“,”,号。同理，,W,1,所对应的方格,x,11,=,x,13,=0,；,W,3,所对应的方格,x,31,=,x,33,=,x,34,=0,，故也应打上“,”,号。,绘制土方初始调配方案 其模式如表,1.6,所示。,4),确定最优调配方案 土方调配方案的优化，是以线性规划为基础，采用“表上作业法”进行求解。,采用“最小元素法”编制的初始调配方案，考虑了就近调配的原则，求得的总运输量是较小的，但并不能保证其运输量是最小的。因此，还需要对初始调配方案进行判断。判断方法一般采用“位势法”，其实质是用检验数,ij,来进行判断，即：,若调配方案表中所有方格的检验数,ij,0,时，该调配方案为最优。若表中出现有,ij,0,时,则该方案不是最优方案，需要作调整。,土方调配方案的优化步骤如下：,求检验数,ij,式中,C,ij,平均运距,(,或综合单价,),；,u,i,挖方区的位势数；,v,i,填方区的位势数。,位势数求出后，便可用下式计算各方格的检验数：,由表,1.7,可知，表内仍有为负检验数存在，说明该方案仍不是最优调配方案，尚需作进一步调整，直至方格内全部检验数,ij,0,为止。,方案调整,A.,找出调整对象,B.,找出变量的闭合回路,C.,找一个适当的调整对象,D.,对调配方案进行调整,5),绘制土方调配图 根据最优调配方案中的调配参数，绘制出土方调配图。在该图上应标出土方调配区、调配区土方量、调配方向和数量、调配区间的平均运距，如图,1.10,所示。,1.3,场地平整施工技术,1.3.1,场地平整施工方案选择,(1),施工方法与施工顺序,场地平整的施工方法有人工挖运和机械挖运两种。人工挖运法是指采用人工及简单的工具进行平整场地的施工。人工挖运法适用于数量小、范围小、高差小的“三小”土方的施工，或者与机械化施工配合，进行整理、修边等工作。机械挖运法是指采用各种大型的土方施工机械进行平整场地的施工。机械挖运法适用于大、中型土方的施工。,(2),土方施工机械及配套方案选择,土方施工主要包括开挖、运输、填筑、压实等工序。,1),推土机施工 推土机由履带式拖拉机、推土板等组成，如图,1.12,所示。推土机具有操作灵活，转运方便，所需场所小，能爬,30,左右的缓坡等优点。为提高推土机的生产效率，缩短施工时间，减少推土失散量，施工时采用下坡推土法、分批集中一次推运法、槽形推土法、并列推运法等推土方法。,推土机多用于场地平整和清理，适用于推挖一类三类土、开挖深度,1.5 m,以内的基槽,及填平沟坑等。经济运距在,100 m,以内，,40,60 m,时效率最高。,2),铲运机施工 按行走方式不同分为自行式铲运机,(,见图,1.13),和拖拉式铲运机,(,见图,1.14),两种。铲运机具有操纵简单灵活，行驶速度快，铲运效率高，转运费用低等优点。铲运机可直接铲运一类,三类土，多用于大面积的场地平整、大型基坑的开挖或堤坝与路基的填筑等土方施工。自行式铲运机的经济运距以,800,1 500 m,为宜；拖拉式铲运机的经济运距以,200,300 m,为宜。当运距为,200,300 m,时效率最高。,铲运机开行路线的选择 当施工地段较短，地形起伏不大，土需对侧调运时，应采,图,1.12 T-18,型推土机示意图,(,单位：,mm),用图,1.15(a),所示的开行路线；土需同侧调运时，应采用图,1.15(b),所示的开行路线。当挖、填交替，挖、填之间的距离较短，土需同侧调运时，应采用图,1.15(c),所示的开行路线。当地势起伏较大，施工地段较宽时，应采用图,1.15(d),所示的“,”,字形开行 路线。,提高铲运机生产率的施工技术措施,A.,采用下坡铲土当地形坡度在,5,7,时，可利用地形进行下坡铲土，借助铲土的重力加大铲斗的切土深度，以缩短装土时间，提高铲运机生产率。,图,1.13,自行式铲运机示意图,(,单位：,mm),B.,采取间隔铲土间隔铲土能形成若干个土槽 和土埂。土槽可减少铲土时土的外撒量，提高铲运生产率。一般情况土槽间的土埂高度不得,大于,300 mm,，宽度不得大于拖拉机两履带净宽，以保证铲除土埂时阻力小、工效高。,图,1.14,拖拉式铲运机示意图,(,单位：,mm),C.,选用推土机助铲,3),单斗挖土机施工,图,1.15,铲运机开行路线,(a),、,(b),环形路线,(c),大循环路线,(d)“”,字形路线,正铲挖土机施工 正铲挖土机的挖土特点是向前向上，强制切土。适用于开挖停机面以上一类四类土。,开挖方式可分为正向挖土侧向卸土和正向挖土后方卸土两种，如图,1.17,所示。,图,1.16,挖土机的工作简图,(a),正铲挖土机,(b),反铲挖土机,(c),拉铲挖土机,(d),抓铲挖土机,图,1.17,正铲挖土机的开挖方式,(a),正向开挖侧向卸土,(b),正向开挖后方卸土,1,正铲挖土机；,2,自卸式汽车,反铲挖土机施工 反铲挖土机的挖土特点是后退向下，强制切土。其挖掘力比正铲挖土机小，常用于开挖停机面以下的一类三类土，适用于开挖基坑、基槽或管沟等，有地下水的土层或泥泞的土壤。,反铲挖土机挖土时，可采用沟端开挖和沟侧开挖两种方式，如图,1.18,所示。,拉铲挖土机施工 拉铲挖土机的挖土特点是后退向下，自重切土。适用于开挖停机面以下的一类、二类土，可用于开挖大而深的基坑,(,槽,),，亦可用于挖取水下泥土等。,拉铲挖土机的开挖方式与反铲挖土机开挖方式相似，可采用沟端开挖，亦可采用沟侧开挖。,抓铲挖土机施工 抓铲挖土机的挖土特点是直上直下，自重切土。其挖掘力较小，适用于开挖停机面以下一类、二类土，用于开挖窄而深的基坑,(,槽,),、抓取水中淤泥、装卸碎石、矿渣等松散性材料。,图,1.18,反铲挖土机的开挖方式,(a),端部开挖,(b),沟侧开挖,1,反铲挖土机；,2,自卸式汽车；,3,弃土土堆,(3),土方挖运机械配套方案选择要点,土方施工机械配套方案选择要点如下：,当地形起伏不大，其坡度在,20,以内，挖填平整的土方面积较大，土的含水率适当，平均运距在,1 km,以内时，宜选用铲运机施工方案。当土的含水率大于,25%,时，须使土中的水疏干后再施工，否则要陷车。,当地形起伏较大，一般挖土高度在,3 m,以上，平均运距在,1 km,以上，土方量较大且集中时，常选择正铲机配合自卸式汽车进行施工配套方案，必要时可在弃土区配备推土机平整土堆。对于土方量在,1.5,万,m,3,以内时，,可选用,0.5 m,3,容量的铲斗；当开挖土方在,1.5,万,m,3,时，宜选用,1.0 m,3,容量的铲斗。,对于含水量较小、挖深较小、运距较短的基坑，开挖时可选择推土机、铲运机或正铲机配合自卸式汽车的施工配套方案；当地下水位较高，土质松软时，可采用反铲、拉铲或抓铲机配合自卸式汽车的施工配套方案。,对于移挖作填或基坑及管沟的回填，其运距在,60,100 m,时，可选用推土机进行 施工。,(4),场地平整安全技术要点,1.3.2,施工场地准备,(1),场地清理,(2),清除地面积水,(3),修筑临时设施,在场地平整施工之前应按施工组织设计要求，做好“四通”,(,通路、通水、通电、通讯,),、“两堂一舍”,(,食堂、澡堂、宿舍,),及其他准备工作。,1.3.3,机械化场地平整施工,(1),定位、放线、抄平、找坡,场地平整的定位主要是确定场地的施工范围。放线主要是根据场地平整设计要求,(,方格网、调配区,),确定其控制桩。抄平是根据永久水准点的要求，确定场地平整的挖、填深度，并检查场地平整度是否符合设计要求。找坡则是根据场地设计的要求，将场地做成一定的坡度，以确保场地的排水通畅。,(2),土方开挖,根据场地平整施工组织设计所确定的调配方案及施工方法分区分层进行开挖。用留设标志土桩的办法或现场抄平的方法控制场地标高及挖方数量。用放坡或支护措施来保证场地土体边坡的稳定性。,(3),土方运输,场地平整时的土方运输机械，应按土方施工设计要求的运行路线组织运输和调配，以保证开挖、运输等工序的连续性和均衡性，尽量减少场内的多次运输。,(4),土方填筑,1),对土料的选择,2),填筑施工要求,(5),填土压实方法,1),碾压法 此法是利用机械碾轮,(8,12 t),的压力压实填土，使之达到所需要的密实度。常用机械有平碾、羊足碾和振动碾。,2),夯实法此法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土。,3),振动压 实法此法是将振动压实机放在土层表面，借助于机械的振动，使土颗粒发生相对位移而达到密实状态，此法适用于振实非粘性土。,4),运土工具压实法 此法是利用铲运机、推土机工作时的压力来压实土层。,(6),填土压实影响因素,1),填土所需压实功,图,1.19,压实功与土密度的关系示意图,2),填土中的含水量,3),填土的虚铺厚度,图,1.20,填土压,实干密度与含水量的关系,图,1.21,压实作用对填,土厚度的影响曲线,1.3.4,场地平整检查验收,(1),初验、复检、修整,(2),检查验收,1),检查验收有关技术资料,2),实地抽查检测,3),作出验收结论,1.4,基坑,(,槽,),施工技术,1.4.1,基坑土方量计算,图,1.22,基坑土方量计算示意图,图,1.23,基槽或管沟土方量计算示意图,基坑截面一般为方形或矩形，它是由两个平行的平面作上下底的一个多面体,(,见图,1.22),，其土方量按下式计算：,式中,h,基坑的深度，,m,；,A,1,、,A,2,基坑上底、下底的面积，,m,2,；,A,0,基坑,1/2,深处的面积，,m,2,。,1.4.2,基槽土方量计算,基槽或管沟具有宽度较小而长度较大的特,点,(,见图,1.23),，故可沿其长度方向分段计算土方量，每段的土方量按下式计算：,式中,V,i,第,i,段基槽或管沟的土方量，,m,3,；,l,i,第,i,段基槽或管沟的长度，,m,；,A,1,、,A,2,第,i,段基槽或管沟两端的横截面面积，,m,2,；,A,0,第,i,段基槽或管沟,1/2,长度处的横截面面积，,m,2,。,然后将各段土方量相加求得总土方量，即：,式中,V,1,、,V,2,、,V,3,、,、,V,n,第,1,段至第,n,段基槽或管沟的土方量，,m,3,。,1.4.3,基坑、基槽的施工,(1),基坑、基槽放线,1),基坑放线要点,2),基槽放线要点,(2),基坑、基槽施工,1),人工开挖施工要点,2),机械开挖施工要点,1.4.4,土体放坡与支撑,(1),土体放坡,(2),土体支撑,1),横式支撑,2),板桩支撑,图,1.24,横撑式支撑结构示意图,(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,竖楞木；,3,工具式横撑,(,撑木,),；,4,垂直挡土板；,5横楞木,1.4.5,验坑,(,槽,),方法,(1),人工观察法,(2),人工钎探法,图,1.25,钢板桩支撑,1,基槽底；,2,钢板桩；,3,横撑；,4,直线形钢板桩；,5,槽形钢板桩,1),探钎规格,2),探孔布置,3),禁用钎探情形,1.4.6,基础回填要点,1.5,土方施工排水与降水技术,1.5.1,地表水的排除,(1),地表水的处理原则,对地表水的处理原则是：上游截水，下游疏水，场外挡水，场内排水。,(2),地表水的处理方法,采取以下排水措施：,临时性排水设施与永久性排水设施相结合，尽量利用自然排水系统；,山坡地带可设置临时截水沟排水；平坦地区可采用排水沟或修筑土堤等措施，阻止场外水流入施工现场。,截水沟、排水沟的构造参数应符合,规范,规定：一般情况水沟纵向坡度,3,，平坦地区,2,，沼泽地带为,1,；水沟横断面应根据施工期内最大流量来确定；水沟边坡一般为,10.7,10.5,。,1.5.2,地下水位的降低,(1),集水坑排水法,1),集水坑施工要点,2),水泵及选用,图,1.26,集水坑排水法,1,坑内排水沟；,2,超前集水坑；,3,排水泵,图,1.27,离心水泵工作示意图,1,泵壳；,2,泵轴；,3,叶轮；,4,底阀及滤网；,5,吸水管；,6,出水管,选择离心水泵的要点：,A.,正确确定水泵安装高度 由于水经过管有阻力而引起水头,(,扬程,),损失，通常实际吸水扬程可按表,1.17,中吸水扬程减去,0.8(,无底阀,),1.2 m(,有底阀,),来进行估算。,B.,水泵流量应大于基坑内的涌水量 一般选用口径为,2,4 in(5.08,10.16 cm),的排水管，能满足水泵流量的要求。,(2),井点降水法,1),井点降水的作用,其作用主要表现在：杜绝地下水漏入坑内图,1.29(a),、阻止边坡塌方图,1.29(b),、防止坑底土的管涌图,1.29(c),、减小侧向水平荷载图,1.29(d),、消除流砂现象图,1.29(e),。,2),井点降水方法,3),轻型井点降水设计,轻型井点所需设备,图,1.28,潜水泵构造及工作原理简图,1,叶轮；,2,轴；,3,电动机；,4,进水口；,5,出水胶管；,6,电缆,图,1.29,井点降水的作用,(a),杜绝漏水,(b),阻止塌方,(c),防止管涌,(d),减小水平荷载,(e),消除流砂,A.,管路系统 包括滤管、井点管、弯联管及总管等。,滤管为井点管的进水设施,(,见图,1.31),。一般采用长度为,1,1.5 m,，直径为,38,55 mm,的无缝钢管作滤管，管壁上钻有直径为,13,19 mm,的滤孔，外包两层孔径不同的铜丝布或纤维布滤网。滤网外面再绕一层,8,号粗铁丝保护网。滤管上端与井点管相连接。,井点管为土层中的抽水设施。一般采用长度为,5,7 m,、直径为,38,55 mm,的无缝钢,管作井点管。埋设间距一般为,0.8 m,、,1.2 m,、,1.6 m,。井点下接滤管、上接弯联管。,弯联管用于井点管与总管的连接，其规格与井点管规格相同。,集水总管采用直径为,100,127 mm,的无缝钢管，每节长度为,4 m,。集水总管前接弯联管，后接抽水设备。,B.,抽水设备 由真空泵、离心泵和气水分离器等组成，见图,1.32,。,轻型井点布置,A.,平面布置,a.,单排线状布置,b.,双排线状布置,c.,环状布置,图,1.30,轻型井点降水地下水位的全貌,1,井点管；,2,滤管；,3,总管；,4,弯联管；,5,水泵房；,6,原有地下水位线；,7,抽水后的地下水位线,图,1.31,滤管构造,1,钢管；,2,滤孔；,3,缠绕的塑料管；,4,细滤网；,5,粗滤网；,6,粗铁丝网；,7,井点管；,8,铸铁头,图,1.32,轻型井点抽水设备,1,滤管；,2,井点管；,3,弯联管；,4,阀门；,5,集水总管；,6,闸门；,7,滤管；,8,过滤箱；,9,淘砂孔；,10,气水分离器；,11,浮筒；,12,阀门；,13,真空计；,14,进水管；,15,真空计；,16,副气水分离器；,17,挡水板；,18,放水口；,19,真空泵；,20,电动机；,21,冷却水管；,22,冷却水箱；,23,循环水泵；,24,离心水泵,B.高程布置,轻型井点的设计计算,图,1.33,单排线状井点布置,(a),平面布置图,(b),高程布置图,1,总管；,2,井点管；,3,抽水设备,图,1.34,双排线状井点布置,(a),平面布置,(b),高程布置,1,井点管；,2,抽水总管；,3,抽水设备,凡水井井底达到不透水层的井称为完整井；水井井底达不到不透水层的井称为非完整井。根据地下水有无压力,水井分为承压井和无压井。当滤管,图,1.35,环状井点布置,(a),平面布置,(b),高程布置,1,抽水总管；,2,井点管；,3,抽水设备,布置在上下不透水层之间的井称为承压井；若地下水上部均为透水地层，滤管布置在其间的井称为无压井。水井类型见图,1.37,。,图,1.36,两级轻型井点,1,第,1,级井点系统井点管；,2,第,2级井点系统井点管,图,1.37,水井的类型,(a),无压完整井,(b),无压非完整井,(c),承压完整井,(d),承压非完整井,A.,井点系统的涌水量计算,a.,无压完整井环状井点系统见图,1.38(a),其总涌水量的计算公式为：,式中,Q,井点系统的总涌水量，,m,3,/d,；,K,土的渗透系数，,m/d,；,H,含水土层的厚度，,m,；,S,水位降低值，,m,；,R,环状井点系统的抽水影响半径，,m,，其值由,R,=1.95,S,(HK),1/2,计算,;,x,0,环状井点系统的假想半径，,m,；若矩形基坑长度与宽度之比不大于,5,时，可按,x,0,=(,F,/),1/2,计算；,F,环状井点系统所包围的面积，,m,2,。,b.,无压非完整井井点系统见图,1.38(b),其总涌水量的计算公式为：,式中,H,0,抽水影响深度,(,查表,1.19),，当计算出的,H,0,大于实际含水土层厚度,H,时，取,H,0,=,H,，,m,；,r,井点管的半径，,m,；,l,滤管的长度，,m,；,h,0,最小理论含水土层的厚度，,m,。,图,1.38,环状井点涌水量计算简图,(a),无压完整井,(b),无压非完整井,c.,承压完整井点系统 其总涌水量的计算公式为：,式中,M,承压含水土层厚度，,m,。,B.,确定井点管数量,单根井点管的最大出水量为：,式中,q,单根井点管的最大出水量，,m,3,/d,；,d,滤管的直径，,m,。,井点系统的井点管数量由下式确定：,式中,Q,井点系统的总涌水量，,m,3,；,q,单根井点管的最大出水量，,m,3,/d,；,1.1,考虑井点管堵塞等的备用系数。,C.,确定井点管间距,4),井点管的施工程序及要点,冲孔,插入滤管、井点管,封口,试抽水,5),井点系统的使用要点,1.5.3,流砂及其防治,(1),流砂的形成,当基坑开挖深度大、地下水位较高而土质又不好，挖至地下水位以下时，有时坑底的泥砂会呈流动状态，并随地下水涌入基坑内，这种现象称为流砂。,(2),流砂的防治技术措施,选择枯水季节进行施工,采用人工降低水位法施工,采用钢板桩法施工,采用抢挖