土建施工员及造价员对土方工程基础知识了解及掌握,有详图例。.ppt

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1、建 筑 施 工,绪 论,“建筑施工”是土木工程专业建筑工程方向学生的一门主要的专业课。 建筑施工是将设计者的思想、意图及构思转化为现实的过程。 “建筑施工”是研究建筑工程施工技术、工艺原理和施工组织管理的一般规律的学科。 建筑施工分为施工技术和施工组织两大部分。,课程的研究对象和任务,主要任务：研究建筑工程施工技术和施工组织的一般规律。 研究对象：建筑工程施工中，各主要工种工程的施工工艺及工艺原理；施工项目科学的组织原理以及建筑工程施工中的新技术、新材料、新工艺的发展和应用。,课程的教学目的,通过学习使学生掌握建筑工程施工的基本知识、基本理论和决策方法，使学生具有解决建筑工程施工技术和施工组织

2、计划问题的初步能力。 通过本课程的教学实践环节，使理论联系实际，加深对本课程的理解，增强感性认识，提高动手能力。,课程的特点,1.涉及面广，具有综合性； 2.实践性、工艺性强； 3.发展迅速,课程的学习方法,1.注意理论和实践相结合，以及知识的综合运用； 2.记好笔记，积极参与课堂讨论； 3.认真思考，提出问题，解决问题；培养分析问题的能力； 4.对一些操作性较强的内容，要通过施工业务实习、现场教学、参观等教学环节进行学习。,参考书目,建筑施工手册 本书编写组 中国建筑工业出版社 2003.9 土木工程施工 宁仁岐 中国建筑工业出版社 2006.11 土木工程施工（上、下） 应惠清 高等教育出

3、版社 2005.9 土木工程施工技术 刘嚥 中国建筑工业出版社 2007.3 建筑施工组织与管理 李忠富 机械工业出版社 2004.1,第1章 土方工程,1.1 概述 1.2 场地平整 1.3 基坑工程 1.4 土方的填筑与压实,第1章 土方工程,图1-1 土方工程施工,1.1 概述,土方工程是建筑工程施工的主要工种工程之一，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。 土方工程施工具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点，同时又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不确定因素较多，有时施工条件极为复杂。 因此，在组织土方工程施工前，应制订出技术可

4、行、经济合理的施工设计方案。,1.1.1 土的工程分类,土石的种类繁多，其分类方法很多。从建筑施工的角度，按土的开挖难易程度不同，可将土石分为八类： 第一类（松软土） 第五类（软石） 第二类（普通土） 第六类（次坚石） 第三类（坚土） 第七类（坚石） 第四类（砂砾坚土） 第八类（特坚石）,1.1.2 土的工程性质,1. 土的可松性 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：,1.1.2 土的工程性质,2原状土经机械压实后的沉降量 原状土经机械往返压实或其他压实措施后，会产生一定的沉陷，根据不同的土质，其沉陷

5、量在330cm之间。可按下述经验公式计算：,式中：P机械压实的有效作用力（MPa） C原状土的抗陷系数（MPa）,1.1.2 土的工程性质,3土的渗透性 土的渗透性即指土体被水所透过的性质。 达西定律：地下水在土体内渗流的速度与水位差成正比，与地下水渗流路径的长度成反比，其表达式为：,当水力坡度 i=1 时，地下水在土中渗流的速度，称渗透系数K。,图1-2 达西定律,1.2 场地平整,大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平整。场地平整就是将自然地面平整为施工所要求的平面。 场地平整前，要确定场地设计标高；计算挖方和填方的土方量；确定挖方和填方的平衡调配方案；并根据工程规模、工期要求、

6、现有的机械设备条件，选择土方机械，拟订施工方案。,1.2 场地平整,1.2.1 场地设计标高的确定,确定场地设计标高一般有两种方法： 1.挖填土方量平衡法 对于小型场地平整，原地形比较平缓，对场地设计标高无特殊要求，可按“挖填土方量平衡法”确定场地设计标高。 2.最佳设计平面法 这种方法计算较繁杂，实际工程中应用不多，只有对大型场地或地形比较复杂时，才用“最佳设计平面法”进行竖向规划设计。,1.2.1 场地设计标高的确定,图1-3 场地设计标高计算示意图 1等高线,1.挖填土方量平衡法,将场地划分成边长为a的若干方格，并将方 格网点的原地形标高标在图上（图1-3）。原地形高可利用等高线用插入法

7、求得或在实地测量得到。,1.2.1 场地设计标高的确定,图1-4 场地设计标高计算示意图 2自然地面；3设计平面,（1）计算原则： 按照挖填土方量相等的原则（图1-4），场地设计标高可按下式计算：,1.2.1 场地设计标高的确定,（2）计算步骤： 1）将场地划分成方格网， ； 2）用插入法或实测确定各方格角点的地面标高； 3）按前述计算公式计算场地设计标高； 4）设计标高调整； 5）最终确定场地的设计标高,1.2.1 场地设计标高的确定,（3）场地设计标高调整： 实际工程中，对计算所得的设计标高z0，还应考虑以下因素进行调整： 1）考虑土的可松性影响,图1-5 土的可松性对设计标高的影响,1.

8、2.1 场地设计标高的确定,（3）场地设计标高调整： 设计标高增加值为： 调整后的设计标高为：,1.2.1 场地设计标高的确定,（3）场地设计标高调整 2）考虑工程余土和工程用土，相应提高或降低设计标高。 3）根据经济比较结果，如采用场外就近取土或场外就近弃土的施工方案，引起挖、填土方量的变化，需将设计标高进行调整。,1.2.1 场地设计标高的确定,（4）最终确定场地设计标高： 按上述计算和调整后的设计标高得到的设计平面为一水平面，实际场地均应有一定的泻水坡度。 1）当设计对泄水坡度有规定时，按设计要求确定； 2）当设计无要求时，取泄水坡度 i2； 3）排水方向取顺自然地面方向。,1.2.1

9、场地设计标高的确定,（4）最终确定场地设计标高： 单向泻水时，场地各方格角点的设计标高为：,图1-6 （a）场地泄水坡度,1.2.1 场地设计标高的确定,（4）最终确定场地设计标高： 双向泻水时，场地各方格角点的设计标高为：,图1-6 （b）场地泄水坡度,1.2.1 场地设计标高的确定,2.最佳设计平面法 “最佳设计平面法”就是应用最小二乘法的原理，将场地划分成方格网，使场地内方格网各角点施工高度的平方和为最小，由此计算出的设计平面，既可满足挖方量与填方量平衡，又能保证总的土方量最小，因此称为“最佳设计平面”。 但这种方法计算较繁杂，实际工程中应用不多，只有对大型场地或地形比较复杂时，才用此法

10、进行竖向规划设计。,1.2.2 场地平整土方量的计算,1.计算各角点施工高度Hi 式中 i角点的设计标高，m； i角点的自然地面标高，m。 (“”为填方高度，“”为挖方高度),场地平整土方量的计算，通常采用“方格网 法”，其计算步骤如下：,1.2.2 场地平整土方量的计算,2.确定零线 零线即挖方区与填方区的交线，在零线上，施工高度为0。 要确定零线，应先确定零点，当方格的两个角点一挖一填时，两角点连线上的挖填分界点即为零点，其位置可按下式计算： 零点也可用图解法求得。 将方格网各相邻边线上的零点连接起来，即为零线。,1.2.2 场地平整土方量的计算,3.计算各方格挖、填土方量,一般采用“四棱

11、柱体法”计算。 （1）全挖、全填方格,图1-7 a ）全挖、全填方格,1.2.2 场地平整土方量的计算,（2）部分挖方、部分填方方格,图1-7 b）两挖、两填方格 c)三挖、一填方格,1.2.2 场地平整土方量的计算,4.计算场地边坡土方量 为了保持土体的稳定和施工安全，挖方和填方的边沿均应做成一定坡度的边坡。 边坡的土方量可分为两种近似几何形体，即三角棱锥体和三角棱柱体。 三角棱锥体体积为： 三角棱柱体体积为：,1.2.2 场地平整土方量的计算,5.计算总土方量 V挖=Vi挖 V填=Vi填 【例1-1】一建筑场地方格网及各方格角点标高如图1-8所示，方格网边长为20m，双向泻水坡度ix=0.

12、3%，iy=0.2%,试按挖填平衡的原则确定场地设计标高（不考虑可松性的影响），并计算场地平整的土方量（不考虑边坡土方量）。,1.2.2 场地平整土方量的计算,图1-8 场地方格网及自然地面标高,作业：,一建筑场地方格网及各方格顶点标高如图所示，方格网边长为20m，场地表面要求的泻水坡度，。试求： 1）按挖填平衡的原则确定场地设计标高（不考虑土的可松性）； 2）各方格角点的施工高度，并标出零线； 3）计算场地平整的土方量（不考虑边坡土方量）。,作业：,图,1.2.3 土方调配,土方调配的目的：是在土方总运输量最小(m3 m)或土方运输成本最低（元）的条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量.,

13、图1-9土方调配图 箭线上方为土方量（m3），箭线下方为运距（m）,1.2.3 土方调配,土方调配的步骤：,1.2.3 土方调配,1.土方调配区的划分，平均运距和土方施工单价的确定 （1）调配区的划分原则 （2）平均运距的确定 （3）土方施工单价的确定,1.2.3 土方调配,2.确定最优土方调配方案 土方的最优调配方案，可根据线性规划中的“表上作业法”，直接在土方平衡表上进行，这种方法既简便又科学。 【例1-2】教材图1-10为一矩形广场 ，图中小方格的数字为各调配区的土方量，箭杆上的数字为各调配区之间的平均运距，试求土方调配最优方案 。,1.2.3 土方调配,图1-10 某矩形广场各调配区的

14、土方量和平均运距,1.2.3 土方调配,“表上作业法”的思路： 土方调配的问题即求一组的值，使目标函数为最小值并满足下列约束条件：,根据约束条件可知，未知量xij有mn个，而方程只有 m+n-1个，无法求解。,1.2.3 土方调配,“表上作业法“的思路是：先令mn-（m+n-1）个未知量为0，则可求出第一组（m+n-1）未知量的值，并可求出与之相应的目标函数值，若非最优解，则可在解中取一个xij令其为0，重新求解，此时若目标函数值小于前一解，则继续调整，直至目标函数值最小，便得到最优解。,1.2.3 土方调配,用“表上作业法”进行土方调配，步骤如下： （1）根据图1-10 编制土方调配表 （2

15、）编制初始调配方案 （3）调配方案的最优化检验 （4）调配方案的调整 （5）绘出土方调配图（图1-9）,1.3 基坑工程,一个建筑物或构筑物的施工，一般都须首先进行基坑开挖。在基坑开挖时，需解决以下三方面的问题： 一是如何保持基坑（槽）土壁稳定的问题； 二是施工降排水问题； 三是确定开挖方案及开挖方法。,1.3.1 土方边坡及其稳定,1.土方边坡 边坡形式：直线形、折线形、踏步形,图1-11 土方边坡 a) 直线形； b) 折线形； c) 踏步形,1.3.1 土方边坡及其稳定,土方边坡坡度：以其高度H与其底宽度B之比表示土方边坡坡度。,式中 m=B/H，称为坡度系数。 土方边坡坡度的确定：应考

16、虑土质条件、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件因素。,1.3.1 土方边坡及其稳定,2.土方边坡的稳定,土方边坡一定范围内的土体由于重力作用具有沿某一滑动面向下和向外移动的趋势，即沿着某一滑动面存在着促使土体下滑的剪应力。土方边坡的稳定，主要是由于土体内土颗粒间存在摩阻力和内聚力，使土体具有抗剪强度， 抗剪强度的大小与土质有关。当土体中的剪应力大于其抗剪强度时，边坡就将因失稳而塌方。,1.3.1 土方边坡及其稳定,影响土方边坡稳定的因素： 造成土体内下滑力增加和抗剪强度降低的因素，均为影响边坡稳定性的因素。 引起下滑力增加的因素的主要有：坡顶上堆物、行车等荷载；雨水或地面水渗入

17、土中，使土的含水量提高而使土的自重增加；地下水渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。 引起土体抗剪强度降低的因素主要有：气候的影响使土质松软；土体内含水量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。,1.3.2 土壁支护,开挖基坑（槽）时，如地质条件及周围环境许可，采用放坡开挖是较经济的。但在建筑稠密地区施工，或有地下水渗入基坑（槽）时往往不可能按要求的坡度放坡开挖，这时就需要进行基坑（槽）支护，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻建筑、管线等的不利影响。 基坑（槽）支护结构的主要作用是支撑土壁，有些支护结构还兼有不同程度的隔水作用。,1.3.2 土壁支护,1

18、.基槽支护 开挖较窄的基槽或管沟，多采用横撑式土壁支撑。,图1- 12 横撑式支撑 a) 间断式水平挡土板支撑； b) 垂直挡土板支撑,1.基槽支护,适用范围：湿度小的粘性土。挖土深度小于3米时，可用间断式水平挡土板支撑；对松散、湿度大的土，挖土深度不超过5米，可用连续式水平挡土板；对松散、湿度很高的土，可用垂直挡土板式支撑。 土压力分布：支撑所承受的荷载为土压力，土压力的分布很复杂，它不仅与土的性质、土坡高度有关，而且与支撑的形式及变形有关。工程中通常用图1-3所示的几种简化图形进行计算。,1.基槽支护,图1-13 支撑计算土压力 （a）密砂；（b）松砂；（c）粘土,1.3.2 土壁支护,2

19、.基坑支护 基坑支护结构一般根据地质条件、基坑开挖深度及周边环境选用。 选用的原则：首先考虑周边环境保护要求，其次要满足本工程地下结构施工的要求，再则应尽可能降低造价、便于施工。 常用的支护结构形式：重力式水泥土墙、板桩式支护结构、土钉式支护等。,2.基坑支护,（1）重力式水泥土墙支护结构,图1-14 重力式水泥土墙支护结构,2.基坑支护,（1）重力式水泥土墙支护结构 水泥土墙是用特制的深层搅拌机，就地将土和输入的水泥固化剂强制搅拌成水泥土，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理和化学变化使软土硬化，形成连续搭接的水泥土柱状加固体围护墙。 适用范围：适用于软土地区46m深度的基坑支护，目前在上海

20、地区被广为应用。,2.基坑支护,（1）重力式水泥土墙支护结构 特点： 1）水泥土的水泥掺量一般为12%15%，其强度可达0.81.2MPa； 2）水泥土的渗透系数很小，一般不大于10-6cm/s，因此由水泥土搅拌桩搭接而成的水泥土墙既有挡土作用，又兼有隔水作用。 3）水泥土墙通常布置成格栅式，格栅的置换率（加固的水泥土面积水泥土挡墙的总面积）为0.60.8，墙体宽度b和插入深度hd，根据基坑开挖深度h确定，一般,2.基坑支护,（2）钢板桩支护,图1-15 钢板桩的形式 a)平板式；b)波浪式,2.基坑支护,（2）钢板桩支护 常用的钢板桩是热轧锁口钢板桩。热轧锁口钢板桩是由带锁口的热轧型钢制成，

21、钢板桩之间通过锁口互相连接，形成一道连续的挡墙。常用的有U型L型。 特点：1）由于锁口连接使钢板桩连接牢固形成整体，具有较好的隔水能力； 2）材料质量可靠，打设方便，可多次重复使用； 3）一次性投资较大，成本较高； 4）拔除时易带土，处理不当会引起土体移动。 适用范围：对周围环境要求不高，土质较软，深度为58m的基坑。,2.基坑支护,（3）灌注桩支护,图1-16 灌注桩支护,2.基坑支护,（3）灌注桩支护 灌注桩支护包括钻孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。 钻孔灌注桩支护是将直径为6001000的钻孔灌注桩间隔连续排列，做成排桩挡墙，顶部设钢筋混凝土圈梁，中部设支撑体系或土层锚杆。 特点：1）刚度大，

22、抗弯能力强，变形较小； 2）施工简便，无躁声、无振动、无挤土，应用最广泛；,2.基坑支护,（3）灌注桩支护 特点：3）桩间至少留100150mm的缝隙，不能挡水，如地下水位在基坑底面以上，需另设止水帷幕或采用人工降低地下水位。 4）基础施工完毕，灌注桩将永远留在土中，可能为日后的地下工程施工造成障碍。 适用范围：多用于基坑安全等级为一、二、三级，深度为715m的基坑。当基坑深度小于5m时，可做成悬臂式，超过5m则应设内支撑或锚杆。,2.基坑支护,（3）灌注桩支护,图1-17 支撑及锚杆,2.基坑支护,（4）土钉支护 土钉支护是基于主动加固机制，在土体内设置一定长度和密度的土钉，使土钉与土体共同

23、工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体。显著提高了土体的整体稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。 土钉墙施工时，每开挖1.5m 左右，钻孔插入钢筋或钢管并灌浆，然后在坡面挂钢筋网，喷射细石混凝土面层（厚50100mm），依次进行直到坑底。,2.基坑支护,（4）土钉支护 特点：1）土钉墙支护的施工是采用边开挖边支护的方式，土钉墙的变形较小，安全程度较高。 2）材料用量及工程量少，工程造价低，经济效益好。 3）施工设备简单，操作方法简便，施工速度快，对周围环境干扰小。 4）施工不需单独占用场地，能在狭小的场地内施工。 适用范围：适用于基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地，基坑深度不宜大于

24、12m，当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。,图1-18 土钉墙支护剖面图,1.3.3 基坑、基槽土方量计算,1.基坑土方量计算 四面放坡基坑：,不规则基坑：,图1-19 不规则基坑土方工程量计算简图,1.3.3 基坑、基槽土方量计算,2.基槽土方量计算 双面放坡基槽：,不规则基槽：,图1-20 基槽土方量计算,1.3.3 基坑、基槽土方量计算,【例14】某建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m，基槽截面如图1-21所示，地基土为三类土（ ）,试计算100延米长基槽土挖方量、填方量和弃土量。,图1-21 毛石基础基槽,1.3.4 降水,当基坑开挖至地下水位以下时，由于

25、土的含水层被切断，地下水将会不断深入基坑内。这样不仅会使施工条件恶化，无法进行土方开挖，而且，当土被水浸泡后，还将导致边坡塌方和地基承载力下降。 因此，为了保证工程质量和施工安全，必须进行基坑降水，以保持开挖土体的干燥。 工程中常用的降水方法是集水井降水和轻型井点降水。,1.3.4 降水,1.集水井降水 （1）降水方法 是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟，在坑底每隔一定距离设一个集水坑，地下水通过排水沟流入集水坑中，然后用水泵抽走。,图1-22 集水井降水,（动画）,1.集水井降水,排水沟的设置：排水沟底宽应不少于0.20.3m，沟底设有0.20.5的纵坡， 在开挖阶段

26、，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.40.5m 集水井的设置：集水井应设置在基础范围以外的边角处。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2040m。 水泵的选用：离心泵、潜水泵、软轴水泵。 适用范围：这种方法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。,1.集水井降水,（2）流砂现象 流砂产生的原因动水压力 当水流在动水压力的作用下 对土颗粒产生向上压力，如 果动水压力大于土的浮重度 时（ GD ）便产生流砂。,图1-23 流砂现象,1.集水井降水,（2）流砂现象 防治流砂的主要途径： 减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。 流砂防治的具体措施：

27、 水下挖土法、冻结法、枯水期施工、抢挖法、设钢板桩或地下连续墙法、井点降水法。,1.3.4 降水,2井点降水 井点降水法，就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备，在基坑开挖前和开挖过程中不断地抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基础工程施工完毕为止。,图1-24 轻型井点法降低地下水位全貌图,2.井点降水,井点降水的类型：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。 一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参考表1-1选择。,表1-1,2.井点降水,（1）轻型井点设备 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。 管路系统：滤管

28、、井点管、弯联管、总管。 抽水设备：真空泵、射流泵、隔膜泵。,图1-25 轻型井点降水系统,2.井点降水,（2）轻型井点系统布置 平面布置：,图1-26 轻型井点平面布置,2.井点降水,高程布置：系确定井点管埋深 h ，即滤管上口至总管埋设面的距离，可按下式计算。,图1-27 高程布置计算 a)单排井点；b)双排、U形或环形布置,2.井点降水,（3）轻型井点计算 涌水量计算：井点系统的涌水量可按法国水力学家裘布依的水井理论进行计算。,图1-28 水井的分类 1承压完整井；2承压非完整井；3无压完整井；4无压非完整井,2.井点降水,（3）轻型井点计算 无压完整井涌水量计算： 根据裘布依水井理论，

29、可推导出无压完整井（单井）涌水量计算公式为：,图1-29 无压完整井水位降落曲线和流线网,2.井点降水,（3）轻型井点计算 轻型井点系统为群井共同工作，群井涌水量的计算，可把由各井点管组成的群井系统，视为一口大的圆形单井。其涌水量计算公式为：,图1-30 井点系统水位降落曲线,适用条件： 矩形基坑的长宽比5 基坑宽度2R。,2.井点降水,无压非完整井涌水量计算： 无压完整井的井点系统的 地下水不仅从井的侧面流 入，还从井底渗入。因此 涌水量要比完整井大。为 了简化计算，可采用下式 计算，即,图1-31 无压非完整井涌水量计算示意图,2.井点降水,井点管数量与井距的计算： 井点管数量取决于井点系

30、统涌水量Q及单根井点管的最大出水量q。 单根井点管的最大出水量，由下式确定： 井点管的计算数量为： 井点管的计算间距为：,2.井点降水,（4）抽水设备的选择 一般采用真空泵抽水设备。 （动画） W5型真空泵，总管长度不大于100m； W6型真空泵，总管长度不大于120m。 采用多套抽水设备时，井点系统应分段，各段长度应大致相等。分段地点宜选择在基坑转弯处，以减少总管弯头数量，提高水泵抽吸能力。 水泵宜设置在各段总管中部，使泵两边水流平衡。,1.3.4 降水,（5）轻型井点的施工 轻型井点施工步骤为： 准备工作 埋设井点连接与试抽 井点运 转与监测 井点拆除 （动画1） （动画2）,2.井点降水

31、,（6）轻型井点系统设计实例 【例13】某设备基础基坑，基坑宽8m,长12m，深4.5m，四面放坡，放坡系数10.5，地面标高为0.00，地下水位标高为1.5m。土层分布：自然地面以下1m为粉质粘土；其下8m厚为细砂层，渗透系数K=5m/d；再下为不透水层。采用轻型井点降水，试进行轻型井点系统设计。,1.4 土方的填筑与压实,图1-32 土方填筑工程,1.4.1 土料的选用与处理,1.土料的选用 填土土料应符合设计要求，保证填方的强度和稳定性。选择的填料应为强度高、压缩性小、水稳定性好便于施工的土、石料。 如无设计要求时，应符合下列规定： （1）碎石类土、砂土和爆破石渣可用于表层以下的填料。

32、（2）含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料。,1.土料的选用,（3）不能选用的几种土： 含水量大的土； 淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量8%的土； 水溶性硫酸盐含量5%的土。 在道路工程中，粘性土不是理想的路基填料。,1.4.1 土料的选用与处理,2.土料的处理 填土应严格控制含水量，施工前应进行检验。 当含水量过大时，应采用翻松、晾晒、风干等方法降低含水量，或采取掺入干土、打石灰桩等措施； 如含水量偏低，则可预先洒水湿润，否则难以压实。,1.4.2 填土的方法,1.填土方法 （1）人工填土：一般用手推车运土，用锹、耙、锄等工具进行填筑。只适用于小型土方工程。 （2）机械填土：可用推土机、

33、铲运机或自卸汽车进行填筑。自卸汽车填土，需用推土机推平。采用机械填土时，可利用行驶的机械进行部分压实工作。,1.4.2 填土的方法,2.填土要求 （1）填土应从最低处开始，由下向上接近水平的分层填土、分层压实； （2）应尽量采用同类土填筑，采用两种以上土回填时，应分层填筑，不得混杂使用； （3）应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。 （4）当天填土，应在当天压实。,1.4.2 压实方法,1碾压法 碾压法适用于大面积填土工程。 碾压机械：平碾、羊足碾和气胎碾。应用最普遍的是刚性平碾；羊足碾只能用于压实粘性土；气胎碾工作时是弹性体，给土的压力较均匀，填土质量较好。,1-33 刚性平碾及羊足碾示意图

34、,1.4.2 压实方法,2夯实法 夯实法主要用于小面积填土，其优点是可以压实较厚的土层。 夯实机械：夯锤、内燃夯土机、蛙式打夯机。 夯锤借助起重机提起并落下，其重量大于1.5t，落距2.54.5m，夯土影响深度可超过1m，常用于夯实湿陷性黄土杂填土以及含有石块的填土。 内燃夯土机作用深度为0.40.7m，蛙式打夯机作用深度一般为0.20.3m.二者均为应用较广的夯实机械。,1.4.2 压实方法,3.振动压实法 振动压实法主要用于压实非粘性土。采用的机械主要是振动压路机、平板振动器等。,图1-34 振动夯示意图,1.4.4 影响填土压实的因素,1.压实功的影响 填土压实后的重度与压实机械在其上所

35、施加的功有一定的关系。土的重度与所耗的功的关系见图1-18。,图1- 35 土的重度与压实功的关系,1.4.4 影响填土压实的因素,2.含水量的影响 在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩擦阻力较大，因而不易压实。当含水量超过一定限度时，土颗粒之间的孔隙由水填充而呈饱和状态，压实功不能有效的作用在土颗粒上，同样不能得到较好的压实效果。,2.含水量的影响,只有当填土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩擦阻力减小，土才易被压实。每种土都有其最佳含水量。土在这种含水量条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的密度最大。,图1- 36 土的含

36、水量对其压实 质量的影响,2.含水量的影响,表1-1 土的最优含水量和最大干密度参考表,1.4.4 影响填土压实的因素,3.铺土厚度的影响 土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小，影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度，铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，同样要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗最少。,图1- 37 压实作用沿深度的变化,1.4.5 填土压实的质量检查,填土压实后应达到一定的密实度及含水量的要求。 密实度以压实系数（c）控制， c由设计根据工程结构性质使用要求及土的性质确定： 压实系

37、数（c）：是土的施工控制干密度和土的最大干密度的比值。 施工前，应求出现场各种填料的最大干密度dmax，土的最大干密度，可由击实试验确定。然后乘以设计的压实系数c，求得施工控制干密度d，作为检查施工质量的依据。,1.4.5 填土压实的质量检查,填土压实后，可用“环刀法”取土样，取样组数应符合规范的规定。试样取出后，先测定土的湿密度及含水量，然后用下式计算土的实际干密度 若 ，则压实质量合格；若 则压实不够，应采取相应措施提高压实质量。,1.5 土方工程机械化施工,图1-38 土方工程机械化施工,1.5.1 推土机,推土机是土方工程施工的主要机械之一，它是,图1-39 推土机,在履带式拖拉机上安

38、装推土板等工作装置而成的机械。,1.5.1 推土机,1.推土机的特点 推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬 30左右的缓坡，因此，应用范围较广。 2.推土机的适用范围 推土机适于开挖一至三类土。多用于平整场地，开挖深度不大的基坑，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。,1.5.2 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。,图1-40 铲运机,1.5.2 铲运机,1.铲运机的特点 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.铲运机的适用范围 铲运机适于开挖一至三类土

39、，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。,1.5.2 铲运机,3.铲运机的开行路线,图1-41 铲运机的开行路线,1.5.3 单斗挖土机,1.正铲挖土机,图1-42 正铲挖土机模型,1.正铲挖土机,（1）正铲挖土机特点：“前进向上，强制切土”。,图1- 43 正铲挖土机外形及工作状况,1.正铲挖土机,（2）正铲挖土机适用范围 开挖停机面以上的一四类土和经爆破的岩石、冻土。与运土汽车配合能完成整个挖运任务，可用于开挖大型干燥基坑以及土丘的开挖。 （3）正铲挖土机开挖方式 有正向挖土、侧向卸土和正向挖土、后方卸土两种。 由于正铲挖掘机作业于坑下，无论采用哪种

40、卸土方式，都应先挖掘出口坡道，坡道的坡度为1(710)。,1.5.3 单斗挖土机,2.反铲挖土机,图5-44 反铲挖土机,2.反铲挖土机,（1）反铲挖土机的特点：“后退向下，强制切土”,图1-45 液压反铲挖土机外形及工作状况,2.反铲挖土机,（2）反铲挖土机的适用范围 能开挖停机面以下的一三类土，适用于开挖深度不大的基坑、基槽或管沟等及含水量大或地下水位较高的土方。反铲挖土机可以与自卸汽车配合，装土运走，也可弃土于坑槽附近。 （3）反铲挖土机的开挖方式 有沟端开挖和沟侧开挖两种。,1.5.3 单斗挖土机,3.抓铲挖土机,图1-46 抓铲挖土机,3.抓铲挖土机,（1）抓铲挖土机的特点：“直上直

41、下，自重切土”,图1-47 抓铲挖土机外形及工作状况,3.抓铲挖土机,（2）抓铲挖土机的适用范围 开挖停机面以下一二类土，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。在软土地基的地区，常用于开挖基坑、沉井等。 （3）抓铲挖土机的开挖方式 通常立于基坑一侧进行，对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土。,1.5.3 单斗挖土机,4.拉铲挖土机,图1-48 拉铲挖土机,4.拉铲挖土机,（1）拉铲挖土机的特点：“后退向下，自重切土”,图1-49 拉铲挖土机外形及工作状况,4.拉铲挖土机,（2）拉铲挖土机的适用范围 能开挖停机面以下的一二类土，适用于开挖较深较大的基坑（槽）、沟渠，挖取水中泥土以及填筑路基、修筑堤坝等。拉铲挖土机大多将土直接卸在基坑（槽）附近堆放，或配备自卸汽车装土运走，但工效较低。 （3）拉铲挖土机的开挖方式 有沟端开挖和沟侧开挖两种。,1.5.3 单斗挖土机,5.挖土机与运土车辆的配合计算 单斗挖土机挖土配合自卸汽车运土时，其配套计算如下： （1）挖土机数量N的计算,5.挖土机与运土车辆的配合计算,（2）自卸汽车数量N的计算 自卸汽车的数量N，应能保证挖土机连续工作，可按下式计算：,（视频）,总结：,