1.1-1.3 土的工程分类和性质、土方工程量计算与调配、基坑支护(4学时)

⑵ 开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)： 包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。
⑶ 土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实 的方法及密实度检验等。
2、土方工程施工特点和要求
特点： ⑴ 面广量大、劳动繁重 ； ⑵施工复杂 施工要求：标高、断面准确； 土体有足够的强度和稳定性； 工程量小；期短；费用省。
• （4）要有一定的泄水坡度(≥2‰)，使能满足排水要求；
• （5）考虑最高洪水位的要求。
最佳设计平面—— 最佳设计平面即 设计标高满足规划、生产工艺及运 输、排水及最高洪水水位等要求， 并做到场地内土方挖填平衡，且挖 填的总土方工程量最小。
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土木工程施工
• 2、设计文件无要求时，场地的设计标高确定的步骤和方法 （方格网法） • （1）初步计算场地设计标高
•
它的研究对象是土木工程施工的建造技术规 律（施工技术），和劳动组织规律（施工组织）。
2
土木工程施工
• 3、相关学科
• 力学、工程测量、工程 材料、制图、混凝土结构、 工程机械、项目管理、合 同管理与索赔、建设法规、 技术经济、概预算等等。
3
土木工程施工
第1章 土方工程
1 土方开挖 3 施工排水 2 土壁支护 4 流砂的防治
划分方格网
方格网边长a 可取10～40m，常用20m、40m；
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土木工程施工
确定各方格网角点高程
● 水准仪实测； ● 利用地形图上相邻两等高线 的高程，用插入法求得。
用插入法求得 H13=251.70
水准仪进行高程测量
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土木工程施工
按挖填平衡确定设计标高
11 12



21
12 11 22
9
土木工程施工
1.1
土的工程分类及性质 土的工程分类
1.1.1
•
土的种类繁多，从不同技术角度，分类方法 各异。按施工时开挖难易程度分为八类，如表1-2 所示。 这也是确定土木工程劳动定额（预算定额） 的依据。土的开挖难易程度直接影响土方工程的 施工方案，劳动量消耗和工程费用。
•
10
土木工程施工
可松性系数 土的名称 砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤 泥） 粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的 砂，种植土，填筑土和粉土 软及中等密实粘土，重粉质粘土，粗砾石， 干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘 土、压实的填筑土 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 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 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 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩， 坚实的白云岩、砾岩、砂岩、片麻岩、 石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 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 开挖方法 Ks K's 1.01~1.04
0

)
（1.7）
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土木工程施工
考虑借土，弃土，可松性影响时，初始场地设计标高
H0 H (
1
2 H 2 3 H 3 4 H 4 4N
方格网数；
Q ) H 0 2 N
（1.8）
式中：
N —— H1 —— H2 —— H3 —— H4 ——
一个方格仅有的角点坐标；
两个方格共有的角点坐标； 三个方格共有的角点坐标；

21
22




( )



( )

H11 H12 H 21 H 22 H 0 Na a ( ) 4
2 2
H0
初始场地设Leabharlann 标高H0H (H 11 H 12 H 21 H 22 ( ) 4N
1
2 H 2 3 H 3 4 H 4 4N
• 场地平整就是将自 然地面改造成人们所要 求的平面。 土方工程量计算主 要有土方平整量、土方 开挖量和调配量计算。 一般情况下，将土方划 分成一定的几何形状， 采用具有一定精度的方 法进行计算，通常有方 格网法和断面法。
•
22
土木工程施工
1.2.1 场地设计标高的确定
• 1、场地设计标高的确定
• （1）一般方法：如场地比较平缓，对场地设计标高无特 殊要求，可按照挖填土方量相等的原则确定场地设计标高； • （2）用最小二乘法原理（线性规划方法）求最佳设计平 面：应用最小二乘法的原理，不仅可满足土方挖填平衡、 还可做到土方的总工程量最小。
不同类的土，其最大 干密度是用以 干密度是不同的；同 检验土压实质量 类的土在不同的状态 的控制指标。 下(含水量、压实程度 )其密实度也是不同的
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Vs
它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。
G
G 100 % V
Gw
测定：环刀法
水
Vw Va V
气
土木工程施工
• 2、土的天然含水量 • 土的天然含水量是指土中 水的质量与土的固体颗粒之 间的质量比，以百分数表示。
⑸ 搭设临时设施、修筑施工道路； ⑹ 施工机具、用料准备。
土木工程施工
4、土方施工的基本流程
编制土方施工方案 施工场地平整 结构基础桩施工
支护桩施工
降水井施工并预降水
土方开挖
基础结构施工
土方回填
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土木工程施工
• 5、本章节主要相关规范
• 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 （GB50202—2002） • —中华人民共和国国家标准 • 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120 —1999） • —中华人民共和国行业标准 • 《基坑土钉支护规程》（CECS：1997） • —中国工程建设标准化协会 • 《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999） • 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）
1.1.2 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数据。土 的主要工程性质有： 土的可松性，原状土经机械压实后的沉降量 等；此外还有渗透性、密实度、抗剪强度、土压 力等。
•
13
土木工程施工
• 1、土的密度
质量G
体积V
Gs
土粒
Gs d 100 % V
1.02~1.05
1.24~1.30
1.04~1.07
第四类 （砾砂坚土）
1.26~1.37
1.06~1.09
第五类 （软石） 第六类 （次坚石） 第七类 （坚石） 第八类 （特坚石）
1.30~1.45
1.10~1.20
1.30~1.45
1.10~1.20
用爆破方法
1.30~1.45
1.10~1.20
一 般 先 用 镐 、撬 棍 ， 然 后 用 锹 挖 掘 ， 部 分 须 用 锲 子 及 大 锤 须 用 镐 或 撬 棍 、 大 锤 ， 部 分用 爆 破 方 法 开 挖 须 用爆 破 方 法 开 挖 ， 部 分 用 风 镐 须 用 爆 破 方 法 进行 开 挖 须用爆破方法进行开挖
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土木工程施工
渗流速度
Q V K i A
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土木工程施工
现场测定法 有野外注水试验和抽水试验等，是在现场钻井孔 或挖试坑，在往地基中注水或抽水时，量测地基中的 水头高度和渗流量，再根据相应的理论公式求出渗透 系数k值。
无压完整井抽水试验
无压非完整井抽水试验
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土木工程施工
• 4、土的可松性
V2 Ks V1
G G1 G2 Gs G2
•土的含水量测定方法：烘干法
快速含水量测定仪
• 把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～ 105°C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量 为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量， 利用公式 可计算出土的天然含水量。
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土木工程施工
• 土的含水量表示土的干湿程度。 • 土的含水量： 5%以内，干土； • 5～30%以内，潮湿土； • 大于30%，湿土。 土的含水量超过25～ 30%，则机械化施工 • 各类土的最佳含水量如下： 就困难，容易打滑、 • 砂土为8%～12%； 含水量影响土方施 陷车 工方法的选择 • 粉土为16%～22%； 、挖土的难易、边 • 粉质粘土为12%～15%； 坡的稳定和回填 土的质量 • 粘土为19%～23%。
• 场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依 据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确 定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程 进度、降低工程造价有着重要意义。
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土木工程施工
• 选择设计标高，还需考虑以下因素： • （1） 满足生产工艺和运输的要求； • （2）尽量利用地形，以减少挖方数量； • （3）场地以内的挖方与填方能达到相互平衡以降低土方 运输费用；
2014年4月22日星期二
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土木工程施工
• 【教学要求】
• 熟悉土的工程分类、土方工程施工准备与辅 助工作内容；常用土方施工机械的施工特点；土 方边坡稳定机理、基坑支护方法；基坑排水、降 水方法；掌握土方量计算方法，基坑、基槽、场 地平整、开挖，土方填筑与压实的要求。 土的工程分类；土方调配；土的回填与压实 施工工艺；基坑支护方法；基坑排水、降水方法。
• 【教学重点】 •
• 【时间安排】 6-8课时
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土木工程施工
土方工程施工内容与准备工作
1、土方工程施工内容
包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁 支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：
⑴ 场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地 设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。