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1、第一章第一章 土方工程土方工程、教学目的与要求：、教学目的与要求：（1）了解土的工程分类及其工程物理性质；基坑(槽)土方量计算,维护坑(槽)稳定的做法；拉锚和土层锚杆的构造及施工艺,制定土方开控的方法。了解降低地下水位的方法；集水坑降、井点降水；了解轻型井点设计及计算方法，理解轻型井点计算实例。（2）掌握场地平整的计算；土方压实的基本方法；推土机、铲运机、挖土机的特点、作业方式。、教学重点与难点：、教学重点与难点：（1）重点：土的工程分类及其工程物理性质；支护结构破坏形成；填土质量控制；流砂产生的原因。（2）难点：场地平整相关土方量的计算方法；挖土机作业方式。、教学内容、教学内容（1）土的工程
2、分类及其工程物理性质；（2）基坑（槽）的土方开挖；（3）土方填筑与压实；（4）土方工程的机械化施工；（5）人工降低地下水位。第一章第一章 土方工程土方工程第一节 土的分类及其工程物理性质第二节 基坑（槽）的土方开挖第三节 土方填筑及压实第四节 土方工程机械化施工第五节 人工降低地下水概述概述 土方工程包括土方的开挖、运输、填筑和压实等施工过程，有时还要进行排水、降水、土壁支撑等辅助工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、地下室和基坑（槽）及管沟的开挖与回填、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。第一节第一节 土的分类及其工程物理性质土的分类及其工程物理性质一、土方工程施工特点二、土的工程
3、分类三、土的工程物理性质一、土方工程施工特点一、土方工程施工特点1.施工面广2.工程量大3.劳动繁重4.施工条件复杂 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。在建筑施工中按照土开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。二、土的工程分类（现场鉴别）二、土的工程分类（现场鉴别）见表1-1二、土的工程分类土的类别土的名称坚实系数f密度/kgm3开挖特征一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)0.50.66001500能用锹、锄头挖掘 二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，
4、种植土，填筑土及亚砂土 0.60.811001800用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 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 0.81.018001900要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 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，软泥灰岩及蛋白石 1.01.519002000整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 土的类别土的名称坚实系数f密度/kgm3开挖特征五类土(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，软的石炭岩 1.54.012002700用镐或撬棍、
5、大锤挖掘，部分使用爆破方法 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 4.01022002900用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 101825002900用爆破方法开挖 八类土(特坚硬石)安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩 182527003300用爆破方法开挖 二、土的工程分类1、土的天然含水量：水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，即式中：土中水的质量；土中固体颗粒的质量。越大，越
6、不利。当：5%干土；=530%湿土；30%饱和土。含水率影响挖土的难易、边坡坡度、回填压实程度。三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质土的组成:土一般是由固体颗粒(固相)、水（液 相）、空气（气相）三部分组成。2、土的密度：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。（1）土的天然密度三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质式中：土的总质量；土的天然体积。（2）土的干密度：指单位体积土中固体颗粒的质量。式中：土中固体颗粒的质量；土的天然体积。越大，土越密实。干密度影响基坑底及回填土压实程度。干密度常用于填土夯实质量的控制指标。三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质3、土的
7、可松性：可松性：自然状态土经开挖后,体积增大、回填压实後,其体积仍不能恢复原状的性质。土的可松性用 可松性系数表示。即三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质式中：土的最初可松性系数；土的最终可松性系数；土在天然状态下的体积；土被挖出后在松散状态下的体积；土经压实后的体积。可松性影响平衡调配、场地设计标高、机具数量。三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质4、土的渗透性：水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力。土的渗透性用渗透系数K表示。渗透系数是指水在单位时间内穿透土层的能力。渗流速度：三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质 5、土的孔隙比和孔隙率（补充）土的孔隙比是指土
8、中孔隙体积与土颗粒体积之比。土的孔隙率是指土的孔隙体积与全部土的体积之比，用百分率表示%100VVnVVeVsV式中：e土的孔隙比 ；n土的孔隙比；VV土中孔隙体积，m3；VS土中的固体颗粒体积，m3；V土的总体积，m3。三、土的工程物理性质三、土的工程物理性质第二节第二节 基坑（槽）的土方开挖基坑（槽）的土方开挖一、土方边坡二、土方量计算（基坑、基槽）三、场地平整四、土壁支护五、基坑支护结构六、拉锚与土层锚杆七、土钉支护八、深基坑工程土方开挖一、土方边坡1、土方边坡坡度=在开挖基坑。沟槽时，为了防止塌方，保证施工安全及边坡稳定，其边沿应考虑放坡。边坡坡度：土方边坡的坡度以其高度与底宽之比表示
9、 一、土方边坡2、边坡形式：直线坡、折线坡、阶梯形 3、不放坡（直壁开挖不加支撑）的允许深度规定：密实、中密的砂土和碎石土为1m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m；硬塑、可塑粘土为1.5m；坚硬的粘性土为2m。4、深度在5m内的基坑、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）：参见表14一、土方边坡 深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度 一、土方边坡二、土方量计算（基坑、基槽）二、土方量计算（基坑、基槽）三、场地平整 四通一平：通水、通电、通路、通讯、场地平整通常是挖高填低。就是将自然地面经人工或机械施工改造成我们所要求的设计平面。场地平整步骤：确定场地设计标高 计算场地各点的施工高度 计
10、算挖填方土方量 确定平整调配方案 选择土方机械拟定施工方案 三、场地平整设计步骤:（1）初步确定场地设计标高 a、划分方格网 a=1050m或a=20m b、确定方格网各角点实际标高 根据地形等高线 确定设计标高：1、确定场地设计标高（2）调整场地设计标高 土的可松性影响土的可松性影响 总挖方体积为：总填方体积为：场地设计标高调整为：（2）调整场地设计标高 取土或弃土的影响取土或弃土的影响 H（2）调整场地设计标高 泄水坡度的影响泄水坡度的影响（2）调整场地设计标高 方格网划分 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，一般为20m20m 或40
11、m40m。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)。场地各个角点的施工高度计算 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：nnhHH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)确定零点、零线、划分挖填区 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，即为“零点”。2、场地及边坡土方量的计算（1）方格网法计算零点位置按下式：1112ahXhh2212ahXhh式
12、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。2、场地及边坡土方量的计算（1）方格网法（1）方格网法计算各方格中土方量：（1）方格网法 四角棱柱A、角点全填或全挖B、角点二填或二挖（1）方格网法 四角棱柱C、角点一填(挖)或三挖(填)填方部分：挖方部分：三角棱柱体积计算 (略)项 目图 式计算公式一点填方或挖方(三角形)两点填方或挖方(梯形)三点填方或挖方(五角形)四点填方或挖方(正方形)32312366hbchVbca hV当b=a=c时，=1324()()248()()248hbcaVabc hhhdeaVade hh22123(
13、)25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh二、场地土方计算 公式2、场地及边坡土方量的计算所求土方量为:（2）断面法（地形不平的情况下）2、场地及边坡土方量的计算（3）边坡土方量计算 三棱柱边坡体积(当两端断面面积相差很大时)三棱锥边坡体积（3）边坡土方量计算四、土壁支护四、土壁支护作用：建筑密集地区；防止地下水渗入基坑 形式：木挡板横撑式：水平挡土板 、断续式 粘性土、挖掘深度3；、连续式 潮湿土、散粒土5。垂直挡土板 松散或湿度很高的土，深度不限。五、基坑支护结构五、基坑支护结构作用：挡土；挡水 分类：重力式支护结构 深层搅拌水泥土桩、旋喷桩幕墙；非重力支护结
14、构 悬壁式、内撑式、坑外锚拉式；边坡稳定式结构 土钉墙、档土墙 五、基坑支护结构五、基坑支护结构1、重力式支护墙类型（1）深层搅拌水泥土桩挡墙）深层搅拌水泥土桩挡墙 原理原理：特制进入土层深处，深层搅拌和喷水泥固化剂与地基土原位拌合成水泥土桩，桩相互搭接成壁状挡墙 适用适用：任何平面形状的基坑另外深度大时可加筋 适用于软土区 五、基坑支护结构五、基坑支护结构（2）旋喷桩挡墙）旋喷桩挡墙 原理：原理：钻杆钻孔，提杆喷水泥浆固化剂，与地基土成小泥土桩、桩连成帷幕墙。适用：适用：同上且用狭窄地区五、基坑支护结构五、基坑支护结构2、非重力式支护墙类型（1）型钢支柱挡板支护挡墙）型钢支柱挡板支护挡墙 原
15、理：支柱打入土中，支柱间设木挡板 适用：土质好，地下水位较低地区（2）钢板桩）钢板桩 原理：钢桩打入土中，挡土挡水适用：软土地基 钢板桩截面形式：2、非重力式支护墙类型（3）钢筋混凝土桩排桩挡墙 桩类型桩类型：钻孔灌注桩、沉管灌注桩、挖孔灌注桩 适用：适用：钻孔桩 h713基坑，深基坑支护 6001100 沉管桩：h10以下 500800 挖孔桩：单层地下室 80012002、非重力式支护墙类型（4）地下连续墙 适用适用：深度大，地下结构层数多的深基础钢筋混凝土桩排桩挡墙桩布置形式3、支撑系统类型分类分类：基坑内支撑 钢支撑、钢筋混凝土支撑；基坑外拉锚 顶部拉锚、土层拉锚（1）钢结构支撑 特点
16、特点：拚拆方便、重复使用、变形大、支肋小，间距小，影响挖土 分类分类：钢管支撑；H型钢支撑3、支撑系统类型（2）钢筋混凝土支撑 特点特点：刚度大变形小；但形成支撑慢 分类分类：对撑；角撑；圆形支撑；桁架式支撑 构造构造：C30 以上、截面、腰梁、支撑4、支护结构破坏形式（1）非重力式支护强度破坏（2）非重力式支护稳定性破坏（3）重力式支护结构强度破坏六、拉锚与土层锚杆六、拉锚与土层锚杆分类：分类：拉锚、坑外地表设置、锚杆、坑内沿坑壁设置 适用：适用：较密实沙土、土粉、硬塑及坚硬粘性土层或岩石层 环境：环境：底下埋设物不允许损伤，慎用；周围有地面，地下构筑物，限用（一）拉锚 组成 围护桩、拉杆、锚固体 桩式地面拉锚桩式地面拉锚：拉杆水平浅埋地表 板式地面拉锚板式地面拉锚：拉杆钻孔斜置(二)、土层锚杆 1、锚杆支护体系构造组成组成：A、支护挡墙：钢板桩、灌注桩、地连墙 B、腰梁及托架：把由挡墙传来荷载，传给锚杆 C、锚杆：锚头、拉杆、锚固体(二)、土层锚杆(二)、土层锚杆 2、土层锚杆类型、土层锚杆类型(二)、土层锚杆 3、土锚的承载能力（极限抗拔力）拉杆的极限抗拉强度，拉杆与锚固体间的极
