土方工程培训课件PPT

解： 土质为密实的砂粘土， 可按四类土确定Ks和K， s
取Ks＝1.30，K， 1.08 s＝
挖方量＝V1＝
车次N＝
V3 4000 3 ＝ 3704 m K， 1.08 s
V2 3704 1.3 ＝ 2407.6 2408次 v车 2
二、土方边坡
土木工程中，在结构施工时一般都需要进行基坑开挖，土壁失稳
2、填土压实方法 1)、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。该法主要 用于大面积的填土，如场地平整、路基、堤坝等工程。
图1-32 碾压机械 (a)自行式平碾；(b)拖式羊脚碾
2)、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。
图1-33 蛙式打夯机 1－夯头；2－夯架；3－三角皮带；4－托盘
土方工程
第一节 土方规划(概述)
第二节 土方工程施工要点
第三节 土方工程机械化施工
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土方工程

第一节 土方规划(概述) 一、土方工程的内容、特点与施工要求
1、土方工程的内容 （1）场地平整。 （2）基坑、隧道开挖，路基修筑。 （3）土方回填与压实 总的来说土方工程包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以 及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。 最常见的土方工程包括： 场地平整、基坑（槽）开挖、地坪 填土、路基填筑及基坑回填土等。 2、土方工程施工的特点 （1）面广量大、劳动繁重。 （2）施工条件复杂。（3）施工时间长
(a) 间断式水平挡土板支撑
(b) 垂直挡土板支撑
图1－17 横撑式支撑
1、水平挡土板；2、立柱；3、工具式横撑；4、垂直挡土板；5、横楞木；6、调节螺 丝
b)、基坑支护 基坑支护结构一般根据地质条件、基坑开挖深度以及对周边 环境保护要求采取重力式水泥土墙、板式支护结构、土钉墙等形 式。

重力式水泥土墙
适用于： （1）平整场地：经济运距在100m内（效率最高60m），一～三类 土的挖运，压实； （2）坑槽开挖：深度在1.5m内、一～三类土； （3）回填土方。
平整场地
二、铲运机 铲运机有自行式铲运机和拖式铲运机两种，能综合完成挖、装、 运、卸、平土等工作。
三、单斗挖土机
单斗挖土机有正铲、反铲、拉铲和抓铲等 数种。
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： G G 1 2
W
G2
式中
G1：含水状态时土的质量。 G2：烘干后土的质量。
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。 含水量的工程意义：在坡度系数的选择、回填土的压实、人 工降水设备的选择以及土方施工设备的选择中要用得到土的含水 量。
图1－18 重力式水泥挡土墙 1－搅拌桩；2－插筋；3－面板；4－H型钢
板式支护结构 (1)、型钢横挡板挡墙
图1—19 型钢桩横档板支护
1一型钢桩； 2一横向挡土板；3－木楔
(2) 钢板桩挡墙
(a)
(b)
图1-20 常用钢板桩截面形式
(a)一字形钢板桩 ； (b)U形板桩(“拉森”板桩)
钢板桩施工现场
图1-24 轻型井点法降低地下水位全貌图 1－井管；2－滤管；3－总管；4－弯联管；5－水泵房； 6－原有地下水位线； 7－降低后地下水位线
三、填土压实* 1、填土的要求 土的特性是分散性，颗粒之间没有紧密的连接，水容易 侵入。为使填土满足强度及水稳性两方面要求，正确选择土 料和填筑方法。 填方工程应分层铺土压实，最好采用同类土壤填筑。填 方土料为粘性土时，应检验其含水量是否在控制范围内，含 水量大的粘土不宜做填土用。过湿时应晒干或掺入干土及其 他吸水材料；过干时，则应洒水进行湿润。当采用土料的透 水性不同时，不得掺杂乱倒，应分层填筑，并将透水性较小 的土料填在上层。
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 。 达西地下水流动速度公式： v =KI (1-2) 式中：v——水在土中的渗流速度。
K——土的渗透系数。
渗透性系数的工程意义：在涌水量的计算中，降排水设备的 选择中要用得到渗透系数。
4、土的可松性* 可松性系数的工程意义：在土方平整中设计标高的调整、 土方设备的选择、回填土方量的计算中需要用得到土的可松性 系数。 土具有可松性，即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因 松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。
3、组织土方工程施工的要求 （1）在条件允许的情况下应尽可能采用机械化施工； （2）要合理安排施工计划，尽量避开冬、雨期施工； （3）为了降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田，要对 土方进行合理调配、统筹安排。 （4）在施工前要做好调查研究， 拟定合理的施工方案和技术措施， 以保证工程质量和安全，加快施工进度。 二、土的工程分类及性质 * (一)土的工程分类 土的分类方法较多，在施工中按开挖的难易程度将土分为八类。 (二)土的工程性质 1、土的质量密度分天然密度和干密度。土的天然密度，是指土在天 然状态下单位体积的质量，用ρ 表示，它影响土的承载力、土压 力及边坡的稳定性。土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒的 质量，用ρ d表示，它是检验填土压实质量的控制指标。
2、防治塌方的措施
1)、放足边坡 边坡的留设应符合规范的规定，其坡度大小应根据土壤的性 质、施工方法、开挖深度、工期的长短等因素确定。例如，粘性 土的边坡可以陡一点，砂性土则应平缓些。
2)、设置支撑
为了缩小施工面、减少土方，或受场地限制不能放坡时，则 可设置土壁支撑。
a)、基槽支护 市政工程施工时，常需在地下铺设管沟，因此需开挖沟槽。 开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。
图1－2 场地平整
图1－3 基坑开挖
第二节 土方工程施工要点
土方工程的施工要点，主要应解决土壁稳定、施工排水和填 土压实等三个问题。 一、土壁稳定* 基坑开挖后，土体缺少内摩擦阻力和粘聚力来保持平衡，容 易引起塌方，这不仅会造成人身安全事故，同时亦会影响工期， 甚至会危及附近的建筑物。（砂性土颗粒之间只有摩阻力，没有 黏结力）。
图1－23 明排水法
1－排水沟；2－集水井；3－水泵；4－基础边线
1、排水沟的设置 排水沟底宽应不少于0.2～0.3m，沟底设有0.2％～0.5％的纵 坡,在开挖阶段，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.4～0.5m 2、集水井的设置 集水井应设置在基础范围以外。间距应根据水量大小、基坑 平面形状及水泵能力确定，一般为20～40m。
3)、振动法 此法用于振实非粘性土壤效果最好。近年来，平板振动机用 的较多。
图1-34 平板振动机
第三节 土方工程机械化施工 土方工程施工机械的种类繁多，尤以推土机、铲运机和单斗 挖土机应用最广，现将这几种类型机械的性能、适用范围以及施 工方法予以介绍。 一、推土机
推土机由拖拉机和推土铲刀组成，按行走的方式分履带式和轮 胎式，目前常用液压式推土机。
土经开挖后的松散体积V2 最初可松性系数Ks＝ 土在天然状态下的体积V1
土经回填压实后的体积 V3 最后可松性系数 K 土在天然状态下的体积 V1
' s
例1－1：某场地平整有4000m3的填方量需从附近取土填筑，其土
质为密实的砂粘土，试计算：(1)填土的挖方量；(2)已知运输工具 的斗容量为2 m3，需运多少车次？
拉铲作业示意
4、抓铲挖土机
抓铲
抓铲挖土机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。能开 挖一～二类土，适于施工面狭窄而深的基坑、深槽、沉井等开挖， 清理河泥等工程，最适于水下挖土，或装卸碎石、矿渣等松散材 料。
抓铲作业示意

二、施工排水
开挖基坑时，流入坑内的地下水和地面水如不及时排除， 不但会使施工条件恶化，造成土壁塌方，亦会影响地基的承 载力。因此，在土方施工中，做好施工排水工作，保持土体 干燥是十分重要的。施工排水可分为明排水法和人工降低地 下水位法两种。 1、明排水法 明排水法也叫集水井降水法。这种方法是在基坑或沟槽 开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排 水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑 外。四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外。
(3) 板墙式挡墙
图1－21 板式支护结构
1－板桩墙；2－围檩；3－钢支撑；4－斜撑；5－拉锚；6－土锚杆； 7－先施工的基础；8－竖撑
图1－22 土钉墙
1－土钉；2－喷射混凝土面层；3－垫板
土钉墙的施工顺序为：按设计要求自上而下分段、分层开挖 工作面，修整坡面→埋设喷射混凝土厚度控制标志，喷射第一层 混凝土→钻孔，安设土钉钢筋→注浆，安设连接件→绑扎钢筋网， 喷射第二层混凝土→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。若土质 较好亦可采取如下顺序：开挖工作面、修坡→绑扎钢筋网→成孔 →安设土钉→注浆、安设连接件→喷射混凝土面层。
2、人工降低地下水位法 人工降低地下水位，就是在基坑开挖前，先在基坑周围埋设一 点数量的滤水管(井)，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落 到坑底以下，直至基础工程施工完毕为止。
人工降低地下水位的方法有轻型井点* 、喷射井点、电渗井 点、管井井点以及深井泵井点等。 轻型井点，就是沿基 坑周围将许多直径较小的 井点管埋入蓄水层内，井 点管上部与总管连接，通 过总管利用抽水设备将地 下水从井点管内不断抽出， 使原有的地下水位降至坑 底以下。
1、土壁塌方的原因
1)、边坡过陡，使得土体的稳定性不够，尤其在土质差、开挖深 度大的坑槽中。 2)、雨水、地下水渗入基坑，使得土体抗剪强度降低，这是造成 塌方的主要原因。 3)、基坑上边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于动荷载 的作用，使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度。 4)、土方开挖顺序、方法未遵守“从上往下，分层开挖；开槽支 撑，先撑后挖”的原则。
1、正铲挖土机
正铲
正铲挖土机一般只用于开挖停机面以上的土壤，只适宜 在土质较好、无地下水的地区工作。
正铲作业示意
2、反铲挖土机
反铲
反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其挖 掘力比正铲小，适于开挖停机面以下的一～三类土的基坑、基槽 或管沟。
反铲作业示意
3、拉铲挖土机
拉铲
拉铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。其挖 土半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的一～二类土。 拉铲挖土机的开挖方式，与反铲挖土机相似，也分为沟端开挖 和沟侧开挖。
塌方是基坑开挖中必须注意的问题。

当基坑周围场地较大，且周边环境简单，基坑开挖宜采用放坡 形式，即可不必做成直壁式。常见的边坡可做成直线形、折线形 或踏步形。
图1－1 边坡坡度示意
土方边坡坡度＝
边坡高度h 1 1 ＝ 边坡宽度b b/h m
式中，m称为坡度系数，m＝b/h
边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的性质及工程的特点 而定，要保证土体的稳定和施工安全，又要节省土方。