情景一土石方工程.ppt

情景一 土石方工程山东华宇职业技术学院建筑工程管理专业情景一 土石方工程1、土的分类及性质2、场地平整3、降低地下水位的种类及施工方法4、土方填筑与压实第一节 土的工程分类及性质一、土石方工程的施工特点 土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一，它包括土、石方的开挖、运输、填筑、平整与压实等主要施工过程，以及场地清理、测量放线、施工排水、降水和土壁支护等准备与辅助工作。土石方施工的特点：1：土石方施工工程量大、面广。2：施工条件极为复杂。3：劳动强度较大。第一节 土的工程分类及性质二、土的工程分类 1：根据土的颗粒级配或塑性指数可分为碎石类土、砂土和粘性土；2：根据土的沉积年代，粘性土可分为老粘性土、一般粘性土、新近沉积粘性土；3：根据土的工程特性，又可分出特殊性土，如软土、人工填土、黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土、冻土等。4：根据开挖难易程度，将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类，称为土的工程分类。土的分类 土 的 名 称 开挖方法 可松性系数 KS KS 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 1.081.17 1.011.04 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 1.141.28 1.021.05 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 1.241.30 1.041.07 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 1.261.37 1.061.09 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 1.301.45 1.101.20 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 1.301.45 1.101.20 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 1.301.45 1.101.20 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 1.451.50 1.201.30 第一节 土的工程分类及性质三：土的工程性质 土的工程性质对土方工程的施工有直接影响，其中基本的工程性质有：土的密度、含水量、渗透性、可松性等。1.土的密度 分天然密度和干密度。土的天然密度，指土在天然状态下单位体积的质量；它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度，指单位体积土中固体颗粒的质量；它是用以检验填土压实质量的控制指标。第一节 土的工程分类及性质2.土的含水量 土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示：式中 G1含水状态时土的质量；G2土烘干后的质量。土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量，回填土则需有最佳含水量，方能夯压密实，获得最大干密度。第一节 土的工程分类及性质3.土的渗透性 土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。从达西公式VKI可以看出渗透系数的物理意义：当水力坡度I等于1时的渗透速度v即为渗透系数K。第一节 土的工程分类及性质4.土的可松性 土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实也不能恢复其原来体积的特性。土的可松性程度用可松性系数表示，即：式中 KS最初可松性系数；KS最后可松性系数；V1土在天然状态下的体积(m3)；V2土经开挖后的松散体积(m3)；V3土经回填压实后的体积(m3)；第二节 场地平整场地平整的顺序，通常有以下三种：（1）先平整整个场地，后开挖建筑物基坑（槽）。（2）先开挖建筑物基坑（槽），后平整整个场地。（3）边平整整个场地，边开挖建筑物基坑（槽）。第二节 场地平整一、土方量计算：1、场地设计标高H0的确定 其原则是：（1）应满足生产工艺和运输的要求；（2）充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；（3）使挖填平衡，土方量最少；（4）要有一定泄水坡度(2)，使能满足排水要求；（5）要考虑最高洪水位的影响。第二节 场地平整如场地设计标高无其他特殊要求时，则可根据填挖土方量平衡的原则加以确定，即场地内土方的绝对体积在平整前和平整后相等。其步骤如下：（1）在地形图上将施工区域划分成边长为1050m的若干个方格网。（2）确定各小方格角点的高程，其方法：可用水准仪测量；或根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得；第二节 场地平整场地设计标高计算图第二节 场地平整（3）按填挖方平衡确定设计标高H0第二节 场地平整因为场地平整前后，土方量相等式中：H0场地设计标高的初步计算值（m）a方格边长（m）；N方格个数；H11H22任一方格的四个角点的标高。第二节 场地平整2.场地设计标高H0的调整(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。第二节 场地平整(3)泄水坡度的影响当按调整后的同一设计标高H0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泄水坡度。因此，还得根据场地泄水坡度的要求(单面泄水或双面泄水)，计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。第二节 场地平整场地平整系综合施工过程，它由土方的开挖、运输、填筑、压实等施工过程组成。土方工程施工机械的种类繁多，在建筑工程施工中，以推土机、铲运机和挖掘机应用最广，也具有代表性。现将这几种机械的性能、适用范围及施工方法予以介绍。第二节 场地平整1、推土机 1、推土机是土方工程施工的主要机械之一，是在履带式拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械。2、推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面较小、行驶速度快、能爬30左右的缓坡，因此应用范围较广 3、推土机作业以切土和推运土为主 4、推土机经济运距在100m以内，效率最高的运距为60m。为提高生产率，可采用下述方法：（1）槽形推土。（2）下坡推土。（3）并列推土。第二节 场地平整第二节 场地平整2、铲运机 铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序(挖土、装土、运土、卸土和平土)的机械。1、铲运机操纵简单，不受地形限制，能独立工作，行驶速度快，生产效率高。2、铲运机适于开挖一类至三类土，常用于坡度20以内的大面积土方挖、填、平整、压实，大型基坑开挖和堤坝填筑等。3、铲运机运行路线和施工方法视工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等而定。第二节 场地平整环形路线大环形路线第二节 场地平整8字形路线第三节 土方开挖一、降低地下水位 土方开挖的过程中，当基坑的底面标高低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。所以必须采取措施做好降水和排水工作，降低坑内的水位。降低地下水位的方法有：集水坑降水法，井点降水法。第三节 土方开挖（一）集水坑降水法 集水坑降水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水坑，并在坑底的周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑，然后利用水泵抽水。1、集水坑的设置 2、水泵的选用第三节 土方开挖（二）井点降水 将点降水是在基坑开挖前。与先在基坑周围埋设一定的滤水管，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降到坑底以下，在基坑开挖过程中仍不断抽水，施瓦的土始终保持干燥状态，从根本上防洪治流砂发生。井点降水法有：轻型井点 喷射井点 管井井点 深井井点 电渗井点第三节 土方开挖二、基坑开挖1、挖掘机（1）正铲挖掘机 挖土特点是：前进向上，强制切土。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适于开挖含水量小于27的一类土至四类土和经爆破的岩石及冻土。第三节 土方开挖（2）反铲挖掘机 反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土。挖土特点是：后退向下，强制切土。主要用于开挖停机面以下的土方，最大挖土深度46m，经济合理的挖土深度为24m。反铲也需配备运土汽车进行运输，其外形如图示。反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法，即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走，也可采用沟侧开挖法，即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度也小，但边坡不易控制。第三节 土方开挖（3）拉铲挖掘机 适用于一类至三类的土，可开挖较大基坑(槽)和沟渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤坝等。挖土特点是：后退向下，自重切土，其挖土深度和挖土半径都很大。拉铲能开挖停机面以下的土方。第三节 土方开挖（4）抓铲挖掘机抓铲适用于开挖较松软的土。挖土特点是：直上直下，自重切土，挖土力较小。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果。抓铲还可用于挖取水中淤泥，装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲的传动方式主要有机械传动和液压传动两种。第三节 土方开挖三、基坑边坡稳定 主要靠土体的内摩擦阻力和粘结力来保持平衡的。1、边坡塌方的原因 2、边坡塌方的防治 （1）放足边坡 （2）设置支撑第四节 土方的填筑与压实一、土料选择和填筑方法最好采用同类土壤填筑，填方土料应符合设计要求。填方应尽量接近水平地分层填土、分层压实，每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。第四节 土方的填筑与压实如设计无要求时，应符合下列规定：1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3）可用于表层下的填料；2）含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；3）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；第四节 土方的填筑与压实 4）淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理使含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；5）有水溶性硫酸盐大于5%的土，不能用作回填土，在地下水作用下，硫酸盐会逐渐溶解流失，形成孔洞，影响土的密实性。6）冻土、膨胀性土等不应作为填方土料。第四节 土方的填筑与压实二、填土的压实方法填土压实方法有碾压、夯实和振动三种。（一)碾压法 碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。主要用于大面积的填土，如场地平整、路基、堤坝等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土壤；羊足碾只能用来压实粘性土壤；气胎碾对土壤压力较为均匀，故其填土质量较好。第四节 土方的填筑与压实 按碾轮重量，平滚碾又分为轻型(重5t以下)、中型(重8t以下)和重型(重10t)三种。轻型滚碾压实土层的厚度不大，但土层上部变得较密实，当用轻型滚碾初碾后，再用重型滚碾碾压，就会取得较好的效果。如直接用重型滚碾碾压松土，则由于强烈的起伏现象，其碾压效果较差。用碾压法压实壤土时，铺土应均匀一致，碾压遍数要一样，碾压方向应从填土区的两边逐渐压向中心，每次碾压应有1520cm的重叠。第四节 土方的填筑与压实（二)夯实法 夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具的类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。第四节 土方的填筑与压实夯实法的优点是，可以夯实较厚的土层，如重锤夯的夯实厚度可达11.5m，强力夯可对深层土壤夯实。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等机具，其夯实厚度则较小，一般均在20cm以内。第四节 土方的填筑与压实（三)振动法 振动法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。此法用于振实非粘性土壤效果较好。第四节 土方的填筑与压实三：影响填方压实效果的主要因素 影响土壤压实效果的因素主要有：含水量、压实功、每层铺土厚度。1、压实功 压实功（指压实工具的重量、碾压遍数或锤落高度、作用时间等）对压实效果的影响。第四节 土方的填筑与压实2、含水量 土中含水量对压实效果的影响比较显著。回填土含水量过大、过小都难以夯压密实。为此，要求回填土应有最佳的含水量，也就是当土壤在这种含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度，而且所需的夯击能最小。3.每层铺土厚度 铺土过厚，下部土体所受压实作用力小于土体本身的粘结力和摩擦力，土颗粒不能相互移动，无论压实多少遍，填方也不能被压实；铺土过薄，则下层土体压实次数过多，而受剪切破坏，所以规定了一定的铺土厚度。最优的铺土厚度应能使填方压实而机械的功耗费最小。