土木工程施工PPT.ppt

,新材料、新工艺、新方法、新技术,例如：,喜利得植筋补强技术,新型高分子防水材料 （三元乙丙橡胶、SBS、APP等）,外墙干挂花岗岩工法,实用新型专利技术(ZL99243669.9),剥肋滚压直螺纹连接技术,施工及验收规范(国家级强制标准),通常由建设部颁发；,混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002),建筑地面工程施工质量验收规范（GB50209-2002),屋面工程质量验收规范（GB50207-2002),建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001),专项技术规范可为国家其他部门颁发；,例如：,代号：（GB),液压滑动模板施工技术规范（GBJ113-87),规程（规定）：代号（GJG),低于规范一个等级；,行业标准；,及时推广新材料、新结构、新工艺而制定；,举例：,高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002),基桩高应变动力检测规程（JGJ106-97),建筑变形测量规程（JGJ/T8-97),建筑地基处理技术规程（GJG79-2002),工法 （国家级 部门级 企业级）,以工程为对象；,以工艺为核心；,先进技术+科学管理；,以技术经济指标为目的；,内容工法特点、适用范围、施工程序、操作要点、机具设备、质量标准、组织安全、技术经济指标、实例；,举例：,灌注桩后注浆（PPG)工法（YJGF04-98),刚性接头地下连续墙施工工法（YJGF01-2000),施工规范图例：,在课后要多读施工类专业杂志，这些杂志每期多以专题论文登出，如建筑技术、施工技术、建筑施工等。,第一章 土方工程,本章要求 1. 了解土方工程施工特点 ；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计 。 2. 掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法，基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理 。 3. 熟悉常用土方机械的性能和使用范围 。 4. 掌握填土压实和路堤填筑的要求和方法 。 5. 自学爆破施工的基本概念及常用爆破方法 。,本章重点： 土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。 本章难点： 利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型井点的计算，影响填土压实的因素。,概述 土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程，有时还要进行排水、降水、土壁支撑等准备工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。 土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。,土的分类 土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。,土的工程分类,土的工程性质 土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。,土具有可松性即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即 土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑开挖至地下水位以下，地下水在土中渗透时受到土颗粒的阻力，其大小与土的渗透性及地下水渗流路线长短关。, 最初可松性系数 最后可松性系数,1.1 土方量的计算,1.1.1基坑、基槽、土方量的计算 土方量可按拟柱体积的公式算：,式中 V土方工程量，H，F1，F2如下图所示。 F1、F2分别为基坑的上下底面积， F0为中截面面积，,a）基坑土方量计算； b）基槽、土方量计算,1.1.2场地平整土方量的计算 土方外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，可以按方格网将其划为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。步骤如下： 划分方格网 计算各角点的地面标高 计算各角点的设计标高 计算各角点的施工高度 计算零点、绘出零线 计算各方格内的挖填方体积 统计挖、填方量 调整设计标高,工程实例：计算方格网零点及其零线 零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出（下图）方格边线上零点的位置，再将各相邻的零点连接起来即得零线。,1.读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示. 图1-3方格网法计算土方工程量图,2.确定场地设计标高 (1)考虑的因素 (2)初步标高(按挖填平衡) (3)场地设计标高的调整 (1)考虑的因素： 满足生产工艺和运输的要求； 尽量利用地形，减少挖填方数量； 争取在场区内挖填平衡，降低运输费； 有一定泄水坡度，满足排水要求. 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： A.小型场地挖填平衡法； B.大型场地最佳平面设计法(用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小)。,(2)初步标高(按挖填平衡) H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4M H1一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高.,(3)场地设计标高的调整 按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整. 按泄水坡度调整各角点设计标高 ： 单向排水时，各方格角点设计标高为: Hn = H0 Li 双向排水时，各方格角点设计标高为： Hn = H0 Lx ix L yi y,3.计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差.各方格角点的施工高度按下式计算： hn=Hn-H 式中hn-角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为 挖)，m；n-方格的角点编号(自然数列1，2，3，n). Hn-角点设计高程，H-角点原地面高程.,4.计算“零点”位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图1-4所示).,图1-4零点位置,零点位置按下式计算： 式中x1、x2 角点至零点的距离,m； h1、h2 相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m； a 方格网的边长，m. 确定零点的办法也可以用图解法，如图1-5所示. 方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。,图1-5零点位置图解法,5.计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量. 表1-3 常用方格网点计算公式,6.边坡土方量计算 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。 边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算：一种为三角棱锥体(图1-6中、)；另一种为三角棱柱体(图1-6中).,图1-6场地边坡平面图,7.计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量. 8.例题 【例1.1】某建筑场地方格网如图1-7所示，方格边长为20m20m,填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量.,图1-7某建筑场地方格网布置图,【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1-8中. 由公式1.9得： h1=251.50-251.40=0.10mh2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53mh4=251.32-250.60=0.72mh5=251.56-251.90=-0.34mh6=251.50-251.60=-0.10mh7=251.44-251.28=0.16mh8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83mh10=251.56-252.00=-0.44mh11=251.50-251.70=-0.20mh12=251.46-251.40=0.06m,(2)计算零点位置.从图1-8中可知,15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工高度符号不同,说明此方格边上有零点存在. 由公式1.10求得： 15线x1=4.55(m)26线x1=13.10(m)67线x1=7.69(m)711线x1=8.89(m)1112线x1=15.38(m),图1-8施工高度及零线位置,将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来,即得零线位置，如图1-8. (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形,土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3)V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3),方格、底面为三边形和五边形,土方量为： V(+)=65.73(m3) V(-)=0.88(m3) V(+)=2.92(m3) V(-)=51.10(m3)V(+)=40.89(m3)V(-)=5.70(m3) 方格网总填方量：V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3),将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来,即得零线位置，如图1-8. (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形,土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3)V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3),(4)边坡土方量计算.如图1.9,、按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算,可得： V(+)=0.003(m3) V(+)=V(+)=0.0001(m3) V(+)=5.22(m3) V(+)=V(+)=0.06(m3) V(+)=7.93(m3) V(+)=V(+)=0.01(m3) V=0.01(m3) V11=2.03(m3) V12=V13=0.02(m3) V14=3.18(m3),图1-9场地边坡平面图,边坡总填方量： V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3) 边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3),三、 土方调配 土方调配是根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本. 土方调配的原则： 力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则； 近期施工与后期利用的原则. 进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法.,图1-10土方调配图,1.2施工准备与辅助工作,一、施工准备 (1)在场地平整施工前,应利用原场地上已有各类控制点, 或已有建筑物、构筑物的位置、标高,测设平场范围线和标高. (2)对施工区域内障碍物要调查清楚，制订方案,并征得主管部门意见和同意,拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道；迁移树木. (3)尽可能利用自然地形和永久性排水设施,采用排水沟、截水沟或挡水坝措施,把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除,使场地保持干燥,便于土方工程施工.,(4)对于大型平整场地,利用经纬仪、水准仪,将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来,各角点用木桩定位,并在桩上注明桩号、施工高度数值,以便施工. (5)修好临时道路、电力、通讯及供水设施,以及生活和生产用临时房屋. 二、边坡稳定 (一)边坡稳定的条件 (二)放坡与护面,(一)边坡稳定条件与因素 1、边坡稳定的条件 土壁稳定,主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡,一旦失去平衡,土壁就会塌方.即T CT土体下滑力。下滑土体的分力，受坡上荷载、雨水、静水压力影响。C土体抗剪力。由土质决定，受气候、含水量及动水压力影响。 土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。,2、造成土壁塌方的主要原因有： (1)边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。(2)雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。(3)基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度.,(二)放坡与护面 1、直壁(不加支撑)的允许深度： 密实、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；坚硬的粘土：2m 。 2、放边坡 （1）边坡坡度I = tg=H/B=1:(B/H)=1:m m坡度系数。mB/H(2)边坡形式：斜坡、折线坡、踏步(台阶)式(见图1-11所示),图1-11 土方边坡形式 (a)直线边坡(b)不同土层折线边坡(c) 相同土层折线边坡 (3)临时性挖方的边坡值应按表1-4规定采用：注：土质均匀、地下水位低、留置时间时间短、开挖深度在5m深以内时，方可采用。,表1-4 深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度,3、边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法见图1-12,三、支护结构 当地质条件和周围环境不允许放坡时使用如下特殊支护结构： 1.横撑式支撑 2.护坡桩挡墙 3.土钉墙支护 4.地下连续墙,1横撑式支撑,2护坡桩挡墙 (1)挡墙类型 1)钢板桩挡墙(见图1-14所示) 图1-14钢板桩截面图,2)H型钢桩挡墙(见图1-15所示) 图1-15H型钢桩截面图 3)钻孔灌注桩、人工挖孔桩挡墙(见图1-16所示) 图1-16 桩基防护图,4)深层搅拌水泥土桩、旋喷桩挡墙(见图1-17所示) 图1-16深层搅拌水泥土桩、旋喷桩防护图,(2)锚固形式挡墙(见图1-18所示) 图1-18锚固形式防护图,3土钉墙支护 作用：土钉与土体形成复合体，提高边坡稳定性和超载能力，增强土体破坏延性； 特点：土体稳定性好，位移小，施工简便，费用低，对邻近建筑物影响小。分层分段施工，阶段不稳定性。 适用于：地下水位以上的杂填土、粘性土、非松散砂土。边坡坡度7090 。 工艺过程：挖土喷射混凝土打孔插筋、注浆铺放、压固钢筋网喷射混凝土挖下层土。,4地下连续墙 作用：防渗、挡土，地下室外墙的一部分； 适用于：坑深大，土质差，地下水位高；邻近有建(构)筑物，采用逆作法施工。 工艺过程：作导槽钻槽孔放钢筋笼水下灌注混凝土基坑开挖与支撑,1.3 基坑降水,在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥基坑降水的方法有集水坑降水和井点降水法。,(一)降水目的 1、防止涌水、流砂，保证在较干燥的状态下施工； 2、防止滑坡、塌方、坑底隆起； 3、减少坑壁支护结构的水平荷载。,流砂现象 当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂 A.动水压力地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。其大小与水力坡度成正比，方向同渗流方向。GDIw =(h/L) w B.流砂原因:当动水压力大于或等于土的浸水重度(GD)时，土粒被水流带到基坑内。主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中,C.流砂的防治 减小动水压力(板桩等增加L)； 平衡动水压力(抛石块、水下开挖、泥浆护壁)； 改变动水压力的方向(井点降水)。 D.如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。其方法有：(1)如条件许可，尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； (2)水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡；(3)采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。,一、集水坑降水,(1)排水沟：沿基坑底四周设置，底宽300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1。 (2)集水井：沿基坑底边角设置，间距2040m，直径0.60.8m，井底低于坑底12m。长期用，有护壁和碎石压底。 (3)水泵：离心泵、潜水泵、污水泵,集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。当基坑开挖较深，又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时，基坑内降水也多采用集水井降水法。在井点降水仍有局部区域降水深度不足时，也可辅以集水井降水。 二、井点降水 开挖土质不好且地下水位较高的深基坑（槽）时，应采用井点降水的方法，即在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），在基坑（槽）开挖前和开挖过程中，从管（井）内不间断抽水排出，使其四周地下水位下降而形成水位降落漏斗；漏斗的竖向外缘线称之为水位降落曲线。,当各管（井）所形成的水位降落曲线互相衔接时，大面积的水位即降落至基底以下（图11）。这样，可使所挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止了流砂的发生，改善了工作条件；同时土内水分排除后，边坡可改陡，减少了挖土量。此外，由于水压力向下作用，可以加速地基土的团结，防止基底隆起，以利于很高工程质量。 井点降水方法按其系统的设置、吸水方法和原理的不同，可以分为轻型井点。喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点等。各种井点的适用范围，可根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等。,各种井点的适用范围,(一）轻型井点降水系统 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管（见下图）。,轻型井点设备 1 地面；2水泵；3总管；4井点管；5滤管；6降落后的水位；7原地下水位；8基坑底,滤管构造 1 钢管；2管壁上的孔；3塑料管；4细滤网 5粗滤网；6粗铁丝保护网；7井点管；8铸铁头,干式真空泵工作原理1 滤管；2井点管；3弯联管；4集水总管；5过滤室；6水气分离器；7进水管；8副水气分离器；9放水口；10真空泵；11电动机；12循环水泵；13离心水泵,轻型井点设计 轻型井点设计包括： 井点系统的平面布置 井点系统的高程布置 涌水量计算 确定井点管的数量 根据基坑（槽）形状，轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。,井点系统的平面布置： 当基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，一般可用单排井点，布置在地下水的上游一侧，其两端延伸长度一般不小于该坑（槽）的宽度为宜； 如基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点。 当基坑面积较大时，宜采用环形井点。 为便于挖土机械和运土车辆出入基坑，环形井点也可以地下水的下游保留一段不设井管，而形成不封闭的布置。 井管与坑壁距离不宜小于1m，以防止坑壁产生泄漏而影响抽水系统的真空度。井管间距应根据土质、降水深度，工程性质按计算或经验确定，一般为0.81.6m。靠近河流处与总管四角部位，井管应适当加密。,a）单排布置；b）双排布置；c）环形布置（d）U形布置,井点的平面布置,城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。,井点系统的高程布置： 高程布置即是井点系统的竖向布置，取决于基坑的开挖深度，地下水位高度、降水深度等条件。井管的埋设深度H（不包括滤管）可按下式计算；,涌水量计算 目前一般是运用以达西定律为基础的裘布依水井理论求其近似值。 水井根据地下有无压力分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时（即地下水面为自由水面）称为无压井（a）（b）； 当水井布置在承压含水层中时（含水层中的地下水充满在两层不透水层间，含水层中的地下水面具有一定水压），称为承压井图（c）、（d）。 另外，根据井底是否达到不透水层，可将水井分为完整井 和 非完整井，达到者为完整井，否则为非完整井。在实际工程中，以无压非完整井为多见。,无压完整井的环形井点涌水量：设环形布置的群井范围内任意点o距各井中心距离为x1=x2=xn=x0，即各单井布置在等半径的圆周上，则可简化为：,式中 s群井中心水位降低值，s=H-y。 实际工程中的基坑多为矩形，其井点也按矩形布置。为方便计算，常将矩形面积按等值圆计算并求出其假想半径x0,4)无压非完整井的环形井点涌水量；无压非完整井的环形井点系统如图所示。其涌水量的计算较为复杂，为了简化计算，仍可采用无压完整井的环形井点涌水量计算公式 只是式中的H应换成抽水影响深度H0（当井底距不透水层的距离很大时，抽水时扰动显然不能影响至下层），H0值系经验值，可查表选用。当算得的H0大于实际含水层厚度时，则仍取值。,（2）井管数量与井距的确定。单根井管的最大出水 量q（m3/d）：,（3）抽水设备的选择。 常用的抽水设备有真空泵和水泵两种。 1）真空泵： 类型有干式（往复式）和湿式（旋转式）两种。 由于干式真空泵排气量大，在轻型井点降水中采用较多； 湿式真空泵有重量轻、振动小、容许水分渗入等优点，但排气量小，宜在粉砂土和新性土中使用。,轻型井点系统的安装与使用 轻型井点系统的安装程序是：先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井管与总管联接，然后安装抽水设备。井管的埋设一般用水冲法进行，如图1-19所示，分为冲孔、埋管与封口三个施工过程。,（二）喷射井点 当开挖的基坑（槽）深度较大，且地下水位较高时，若布置一层轻型井点则不能满足降水深度要求，如采用多层轻型井点布置，则在技术经济上又不合理，因此，当降水深度超过 6，土层渗透系数为 0.12.0的弱水层时，可采用喷射井点，降水深度可达20。 喷射井点的平面布置：当基坑宽度小于10m时，井点可做单排布置；当大于10m时，可做双排布置；当基坑面积较大时，宜采用环形布置图1-20（c），井点间距一般取23m。涌水量计算与井管的埋设，与一般轻型井点相同。,（三）电渗井点 在深基坑施工中，有时会遇到渗透系数小于0.1m/d的土质，这类土含水量大，压缩生高，稳定性差。由于土粒间微小孔隙的毛细管作用，将水保持在孔隙内，单靠用真空吸力的降水方法效果已不大，此时，常用采电渗井点降水。 在饱和黏土中插入两根电极，通入直流电时，黏土粒即能沿电力线向阳极移动，称为电泳；而水分子则向阴极移动称为电渗。电渗井点就是运用上述电渗现象，将一般轻型井点或喷射井点的井管作为阴极，并在其内侧相距约1.2m处增设对应的垂直阳电极。阳极可用钢筋或其他金属材料插入，通电后土层中的水分子即能迅速渗至井管周围，便于抽出排水,（四）管井井点与深井井点 在土的渗透系数（20-200m/d），地下水含量的土层中降水，宜采用管井或深井井点。管井井点就是在基坑四周每隔1050m钻孔成井，然后放入钢管或钢筋混凝土管，其底部设置一段滤水管，每个井管用一台水泵不断抽水，以使水位降低 。 深井井点与管井井点基本相同，只是井较深，井内用深井泵抽水。深井泵的扬程可达100m，故当要求降水深度很大，采用管井井点已不能满足要求时，则用深井井点。,1.4 土方的填筑与压实,影响填土压实因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素 为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。 填土压实的质量控制。 选择好填土的材料。控制适宜的含水量。 填土的压实要达到一定的密实度的要求. 填土的压实度用压实系数来表示： 填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实等几种。,一、影响填土压实因素 填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：土的类别、压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。 1、土的类别的影响 根据颗粒级配或塑性指数上可分为黏性土和非黏性土（砂土和碎石类土）黏性土由于其颗粒小（0.005），孔隙比和压缩性大，颗粒间的间隙又小，透气排水困难，所以压实过程慢，较难压实。而砂上由于其颗粒粗（20005mm），孔隙比和压缩性小，颗粒间的间隙大，透气排水性好，所以较容易压实。对这两类土施加相同的压实功后，砂上所获得的于密度大于初性士所获得的干密度。,2含水量的影响： 填土中的含水量是影响压实效果的重要因素。土粒间含有适量的自由水，可在压实过程中起润滑作用，减小土粒间相对移动的阻力，因而易于压实；若土粒间含水量很小，在压实过程中不足以产生润滑作用，需要较大的压实功才能克服土粒间的阻力，所以难压实；如果土粒间含水量过大，土体处于饱和状态，而水又是不可压缩的，施加的压实功的一部分为水所承受，则土体不可能压实。当压实功一定时，变化含水量至某一值，可使填土压实后获得某一最大于密度，该含水量称为最佳含水量 。,3压实功的影响：在同类土中施加不同的压实功，可得到若干条相应的含水量与干密度的关系曲线如图a所示。可以看出：（1）当填土中的含水量较小时，若要求压实效果相同，含水量不同，需要施加的压实功不同，即当要求压实效果相同时，干土要比湿土多消耗压实功；（2）当填土中的含水量增大至某一限度时，压实功的增加也不能改善压实效果；（3）当填上的含水量在某一适当值时，开始压实，土的干密度会急剧增加；待到接近土的最大干密度时，压实功虽增加许多，而土的干密度则没有多大变化，如图b所示。,由此可以看出，盲目增大压实功不仅不能增加压实效果，反而降低了压实功效。此外，大面积松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，压不实。如果先用轻型碾压实，再用重型碾压实，就会取得较好效果。,4铺土厚度的影响： 土层在压实功的作用下，其压应力随深度增加而逐渐减小（图48），因而土层经压实后，表层的密实度增加最大，超过一定深度后，则增加较小或没有增加。其影响深度与压实机械、上的性质和含水量等有关。铺上厚度应小于压实机械的影响深度，铺得过厚，需要的压实功则大，铺得过薄，则需增加总压实遍数。最优铺土厚度既能使土层压实又能使压实功耗费最少的铺土厚度。,二、填土压实的质量控制 1选择好填土的土料 2控制适宜的含水量 3确定适宜的铺土厚度与压实遍数 4填土压实的质量要求和检验,三、填土的压实方法 （一）碾压 碾压的机械有平碾和羊足碾，它们都是利用滚轮的压力压实土壤的 （二）夯击 夯击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，有蛙式夯、重锤夯以及木夯、石夯、飞蛾等。 （三）振动 振动密实土层的方法是利用振动机械作用的振动力，使土粒随振动的过程破坏其间的摩擦力和级聚力，从而使土粒相对移动以趋向紧密稳定状态。这种方法只适用于密实砂土和碎石类土。振动使土体获得密实的效果取决于振源的频率。,1.5 土方工程机械化施工,一、推土机 推土机适于推挖一至三类土。用于平整场地，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方、修路开道等。推土机的作业效率与运距有很大关系，下表为直铲作业时的经济运距。,推土机,为提高推土机的生产率，可采用以下几种施工方法。 （1）下坡推土。 （2）并列推土。 （3）槽子推土。 （4）分批集中，一次推送 （5）附加侧板。,二、铲运机 铲运机是一种能综合完成挖、装、运、填的机械，对行驶道路要求较低，操纵灵活，生产率较高。按行走机构可将铲运机分为拖拉机式铲运机（图134）和自行式铲运机两种（图135）；按铲斗操纵方式，又可将铲运机分为钢索式和液压式两种。,铲运机,铲运机,铲运机的开行路线 铲运机由挖至卸运行的循环路线称为开行路线。（1）环形路线。（2）字形路线。,2提高铲运机生产率的措施 （1）下坡铲土。借助机械本身自重的作用，来加大切土深度和缩短铲土时间。但纵坡不得超过25，横坡不得超过6；铲运机不能在陡坡上急转弯，以免翻车。 （2）推土机助铲。在较硬的土层中用推土机在铲斗后助推，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。推土机在助铲的空隙时间可兼做松土或平整工作，为铲运机创造工作条件。 （3）双联铲运法。当拖拉式铲运机的牵引力有富裕时，可在拖拉机后面串联两个铲斗进行双联铲运。如果土质较硬，可用双联单铲操作，即先将一个土斗铲满，再铲第二个土斗；对于松软的土，则用双联双铲，即两个土斗同时推土。,挖掘机 基坑土方开挖一般均采用挖掘机施工，对大型的、较浅的基坑有时也可采用堆土机。挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多种。挖掘机利用土斗直接挖土，因此也称为单斗挖土机，按土斗作业装置分为正铲、反铲、抓铲及拉铲，使用较多的是前三种。,正铲 正铲挖掘机外型如下图-1所示。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，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。一般用于大型基坑工程，也可用于场地平整施工。,正铲挖土和卸土的方式 根据正铲挖土机与运输汽车的相对位置不同，正铲挖土和卸土方式有以下两种： （1）正向挖土、后方卸土。（2）正向挖土、侧向卸土。,3正铲挖土机的工作面及开行通道 挖土机挖掘出的上方的几何断面称为工作面，也叫掌子面。工作面的大小和形状，一般根据机械的性能、挖土和卸土的方式以及土壤的性质等因素来确定。 根据工作面的大小和基坑的断面，即可布置挖土机的开行通道。,反铲 反铲挖掘机外型如下图-2所示。 适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m的基坑，经济合理的挖土深度为35m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。,反铲挖土机的开行方式及施工方法 反铲挖土机的开行方式有沟端开行和沟侧开行两种。 （1）沟端开行。如图43（）所示，挖土机位于基槽一端挖土，随挖随退，后退方向与基槽开挖方向一致。其优点是挖土方便，开挖的深度和宽度都较大。反铲挖土机如能在基槽两侧卸土，其最大挖土宽度为17倍挖土机的有效挖土半径。如基坑宽度超过1.7倍挖土机的有效挖土半径时，则可将基坑分条平行开挖，如图143（b）所示。 （2）沟侧开行。如图1-43（c）所示，挖土机位于基槽一侧挖土，随挖随平行于基槽移动。由于挖土机移动方向与挖土方向相垂直，所以机身稳定性较差，开挖的深度和宽度均较小，最大宽度为0.8倍挖土机的有效挖土半径，但可就近卸上堆置。一般在场地宽敞的临时性窄沟开挖中采用。,抓铲 抓铲挖掘机外型如下图-3所示。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，也可用于场地平整中的土堆与土丘的挖掘。抓铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业。,拉铲 拉铲挖掘机外型如下图-4所示。拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土，也可用于大型场地平整、填筑路基、堤坝等。,1.6 爆破工程,爆破就是炸药引报后在极短时间内产生激烈的化学反应。爆破时释放出大量的高温、高压气体，冲击和压缩周围的介质，使其受到不同程度的破坏。爆破由于速度快、费用低而被广泛应用于 四类以上的石质土和冻土的开挖，及旧建筑的拆除等。,爆破原理 炸药的种类与药量计算 一般在建筑工程中，炸药按其敏感性和爆速不同，可分为起药和主炸药两类。 药量的计算公式：Q=K1K2qv 起爆技术有：火花起爆、电力起爆、导爆索起爆、导爆管起爆等 爆破方法：在建筑工程中常用的爆破方法有：浅孔法、定向爆破法、微差爆破法和光面爆破。,基坑(槽)施工,一、房屋定位 二、放线 三、基槽开挖宽度的计算 四、基槽(坑)土方开挖 1基槽(坑)开挖深度控制 2基槽(坑)开挖中注意事项 3验槽,一、房屋定位 房屋定位：在基础施工之前根据建筑总平面图设计要求，将拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。 定位一般用经纬仪、水准仪和钢尺等测量仪器，根据主轴线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上(见图1-20所示)。 房屋外墙轴线测定后，根据建筑平面图将内部纵横的所有轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小钉标识出来。,图1-20建筑物的定位,二、放线 房屋定位后，根据基础的宽度、土质情况、基础埋置深度及施工方法，计算确定基槽(坑)上口开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上画出基槽(坑)开挖的上口边线即放线(见图1-21所示)。,图1-21放线示意图,三、基槽开挖宽度的计算： (1)不放坡，不加挡土板支撑 可不留工作面，即基槽(坑)和基础同宽。 (2)不放坡，但要留工作面 一般，当基槽(坑)底在地下水位以上时，每边留出工作面宽度为300mm(见图1-22所示)，基槽放灰线尺寸为： d = a + 2c 式中 d 基础放灰线宽，mm； a 基础底宽，mm； c 工作面宽(一般取300mm),图1-22直壁基槽开挖留工作面示意图,(3)留工作面并加支撑 d = a + 2c+2100(mm)当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍塌，必须设置支撑。此时，放灰线尺寸除考虑基础底宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸(一般为100mm)。 (4)放坡 如果基槽深度超过土方和爆破工程施工及验收规范的规定时，即使土质良好且无地下水，亦需根据挖土深度和土质情况，参照表1-4放坡。放灰线尺寸为(见图1-23所示)：,图1-23放坡基槽开挖留工作面示意图 d = a+2c+2b式中b放坡宽度，b=mh；m坡度系数；h基槽开挖深度。,四、基槽(坑)土方开挖 基槽(坑)开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两种形式。 开挖基槽(坑)应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进行，且连续施工。 土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。,