土方工程

1、1 土方工程,主要內(nèi)容：土的分類及工程性質(zhì)、土方量計算、施工輔助工作、土方機(jī)械化施工及土方工程質(zhì)量驗收；學(xué)習(xí)重點：土的工程性質(zhì)及其對施工的影響，土壁支護(hù)與邊坡，以及降低地下水位的方法。,,學(xué)習(xí)要求:了解土的分類和現(xiàn)場鑒別土的種類；掌握基坑(槽)、場地平整土石方工程量的計算方法；了解土壁塌方和發(fā)生流砂現(xiàn)象的原因及防止方法；熟悉常用土方施工機(jī)械的特點、性能、適用范圍及提高生產(chǎn)率的方法；掌握回填土施工方法及質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。,1.1

2、 土的分類及工程性質(zhì),1.2 土方量計算,1.3 施工準(zhǔn)備與輔助工作,1.5 基坑(槽)施工,1.4 土方機(jī)械化施工,1.6 填土與壓實,1.7 地基局部處理,1.8 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù),本章作業(yè),End,本 章 內(nèi) 容,按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工；堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)

3、先松土，部分用爆破的方法施工；次堅石、堅石和特堅硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法見表1.1所示。,1.1 土的分類及工程性質(zhì),,1.1.1 土的分類與鑒別,表1.1 土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法,土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。,1.1.2 土的工程性質(zhì),1.1.2.1 土的含水量,,式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg； m干——烘干后土的質(zhì)量，kg； mW ——

4、土中水的質(zhì)量，kg； mS—固體顆粒的質(zhì)量，kg。,土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實程度有直接的影響。,(1.1),土的天然密度: 在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計算：,1.1.2.2 土的天然密度和干密,式中ρ——土的天然密度，kg/m3； m ——土的總質(zhì)量，kg； V — 土的體積，m3。,(1.2

5、),干密度: 土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式表示：,式中ρd——土的干密度，kg/m3； mS ——固體顆粒質(zhì)量，kg； V — 土的體積，m3。,在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制。,(1.3),1.1.2.3 土的可松性系數(shù),土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復(fù)

6、原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示，即,式中 KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)； V1——土在天然狀態(tài)下的體積，m3； V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3； V3——土經(jīng)壓(夯)實后的體積，m3。,(1.4),(1.5),土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)，各類土的可松

7、性系數(shù)見表1.1所示。,1.1.2.4 土的滲透性,土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。土的滲透系數(shù)見表1.2所示。,表1.2 土的滲透系數(shù)參考表,1.2 土 方 計 算,,1.2.1 基坑與基槽土方量計算,基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體

8、積公式計算(圖1.1)。即,式中 H ——基坑深度，m； A1、A2——基坑上、下底的面積，m2； A0 —基坑中截面的面積，m2。,(1.6),基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(圖1.2)：,式中V1——第一段的土方量，m3； L1 —第一段的長度，m。,將各段土方量相加即得總土方量：,(1.7),(1.8),1.2.2 場地平整土方計算,,對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房

9、、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計要求的平面。 場地挖填土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結(jié)果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。,方格網(wǎng)法計算場地平整土方量步驟為：(1) 讀識方格網(wǎng)圖 方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(

10、一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格，與測量的縱橫坐標(biāo)相對應(yīng)，在各方格角點規(guī)定的位置上標(biāo)注角點的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計標(biāo)高(Hn)，如圖1.3所示。,(2)計算場地各個角點的施工高度 施工高度為角點設(shè)計地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算：,式中 hn——角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為 挖)，m；

11、 n —方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。,(1.9),(3) 計算“零點”位置，確定零線 方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”(圖1.4)。,零點位置按下式計算：,式中 x1、x2——角點至零點的距離，m； h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)，m； a—方格網(wǎng)的邊長，m。,(1.10),確定零點的辦法也可以用

12、圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。,(4) 計算方格土方工程量 按方格底面積圖形和表1.3所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量。(5) 邊坡土方量計算 場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)

13、行計算，一種為三角棱錐體(圖1.6中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中④)。,表1.3 常用方格網(wǎng)點計算公式,A三角棱錐體邊坡體積,式中 l1——邊坡①的長度； A1——邊坡①的端面積； h2——角點的挖土高度； m—邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。,(1.11),B三角棱柱體邊坡體積,兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積,式中l4——邊坡④的長度；

14、 A1、A2、A0—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。,C計算土方總量 將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場地挖方和填方的總土方量。,(1.12),(1.13),【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長為20m×20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計算挖方和填方的總土方量。,【解】 (1) 根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高

15、，計算結(jié)果列于圖1.8中。 由公式1.9得： h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.9

16、5=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06,(2) 計算零點位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明此方格邊上有零點存在。 由公式1.10 求得： 1—5線 x1=4.

17、55(m) 2—6線 x1=13.10(m) 6—7線 x1=7.69(m) 7—11線 x1=8.89(m) 11—12線 x1=15.38(m),將各零點標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點連接起來，即得零線位置，如圖1.8。 (3) 計算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形，土方量為： VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=

18、184(m3) VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格Ⅰ底面為兩個梯形，土方量為： VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3) VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3),方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：

19、 VⅡ(+)=65.73 (m3)  VⅡ(-)=0.88 (m3)  VⅤ(+)=2.92 (m3)  VⅤ(-)=51.10 (m3)  VⅥ(+)=40.89 (m3)) VⅥ(-)=5.70 (m3)  方格網(wǎng)總填方量： ∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格網(wǎng)總挖方量：

20、 ∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3),(4) 邊坡土方量計算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計算外，其余均按三角棱錐體計算， 依式 1.11、1.12 可得： V①(+)=0.003 (m3)  V②(+)=V③(+)=0.0001 (m3)  V④(+)=5.22 (m3)  V⑤(+)=V⑥(+)=0.06 (m3)  V

21、⑦(+)=7.93 (m3),V⑧(+)=V⑨(+)=0.01 (m3)  V⑩=0.01 (m3)  V11=2.03 (m3)  V12=V13=0.02 (m3)  V14=3.18 (m3) 邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01 =13.29(m3) 邊坡總挖方量： ∑V(-)=

22、2.03+2×0.02+3.18=5.25 (m3),1.2.3 土方調(diào)配,,土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計算完成后進(jìn)行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理條件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個調(diào)配區(qū)，計算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從而

23、可以縮短工期、降低成本。,土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。進(jìn)行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計算比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。 調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如圖1.10)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對挖填之間的平均運距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場內(nèi)挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方

24、。,1.3 施工準(zhǔn)備與輔助工作,,1.3.1 施工準(zhǔn)備,(1) 在場地平整施工前，應(yīng)利用原場地上已有各類控制點，或已有建筑物、構(gòu)筑物的位置、標(biāo)高，測設(shè)平場范圍線和標(biāo)高。(2) 對施工區(qū)域內(nèi)障礙物要調(diào)查清楚，制訂方案，并征得主管部門意見和同意，拆除影響施工的建筑物、構(gòu)筑物；拆除和改造通訊和電力設(shè)施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木。,(3) 盡可能利用自然地形和永久性排水設(shè)施，采用排水溝、截水溝或擋水壩措施，把施工區(qū)域內(nèi)的雨

25、雪自然水、低洼地區(qū)的積水及時排除，使場地保持干燥,便于土方工程施工。(4) 對于大型平整場地，利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，將場地設(shè)計平面圖的方格網(wǎng)在地面上測設(shè)固定下來，各角點用木樁定位，并在樁上注明樁號、施工高度數(shù)值,以便施工。 (5) 修好臨時道路、電力、通訊及供水設(shè)施，以及生活和生產(chǎn)用臨時房屋。,1.3.2 土方邊坡與土壁支撐,土壁穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有：,

26、邊坡過陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。 雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因?；?槽)邊緣附近大量堆土，或停放機(jī)具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強度。,,1.3.2.1 土方邊坡,土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h與底寬b之比表示(圖1.11)，即 土方邊坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m

27、 式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定： 密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m； 硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)粘土： 1.25m； 硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)： 1.5m； 堅硬的粘土： 2m。 挖土深度超過上述規(guī)定時，應(yīng)考慮放坡

28、或做成直立壁加支撐。,當(dāng)挖地基坑較深或晾槽時間較長時，應(yīng)根據(jù)實行情況采取護(hù)面措施。常用的坡面保護(hù)方法有帆布、塑料薄膜覆蓋法，坡面拉網(wǎng)法或掛網(wǎng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方深度在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1.4規(guī)定。,基坑(槽)或管溝挖好后，應(yīng)及時進(jìn)行基礎(chǔ)工程或地下結(jié)構(gòu)工程施工。在施工過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。,表1.4 深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度,永

29、久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計要求放坡。臨時性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.5的規(guī)定。,表1.5 臨時性挖方邊坡值,1.3.2.2 土壁支撐,土壁支撐形式應(yīng)根據(jù)開挖深度和寬度、土質(zhì)和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進(jìn)行選擇和設(shè)計。,橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類(見圖1.12)。,(1) 橫撐式支撐,(2) 板樁式支撐

30、板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質(zhì)為細(xì)顆粒、松散飽和土的支護(hù)，可防治流砂現(xiàn)象產(chǎn)生。,板樁支撐作用：使地下水在土中的滲流路線延長，減小了動水壓力，從而可預(yù)防流砂的產(chǎn)生；板樁支撐既擋土又防水，特別適于開挖較深、地下水位較高的大型基坑；可以防止基坑附近建筑物基礎(chǔ)下沉。,打入板樁的質(zhì)量要求：板樁位置在板樁的軸線上，板壁面垂直，保證平面尺寸準(zhǔn)確和垂直度；封閉式板樁墻要求封閉合攏；埋置達(dá)到規(guī)定深度要求，有足夠的抗彎強度和防水性能。,

31、鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。平板樁(圖1.13(.a.))防水和承受軸向壓力性能良好，易打入地下，但長軸方向抗彎強度較?。徊ɡ耸桨鍢叮▓D1.13(.b.)）的防水和抗彎性能都較好，施工中多采用。,鋼板樁施工,板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機(jī)械和流水段劃分，以保證打設(shè)后的板樁墻有足夠的剛度和防水作用。,鋼板樁打入法一般分為單獨打入法、雙層圍檁插樁法和分段復(fù)打法。 鋼板樁單獨打入法適用于樁長小于10m，且工程要求不高的鋼板

32、樁支撐施工。,A 打樁方法的選擇,雙層圍檁插樁法是在樁的軸線兩側(cè)先安裝雙層圍檁(一定高度的鋼制柵欄)支架后，將鋼板樁依次鎖口咬合全部插入雙層圍檁間。詳見圖1.14。,分段復(fù)打法是在板樁軸線一側(cè)安裝好單層圍檁支架，將10～20塊鋼板樁拼裝組成施工段插入土中一定深度，形成一段鋼板樁墻，即屏風(fēng)墻。詳見圖1.15。,B 合理劃分流水段,施工流水段的劃分應(yīng)使板樁墻面垂直，滿足墻面支撐安裝要求，有利于封閉合攏，使行車路線短。,C 鋼板樁打設(shè)準(zhǔn)備工

33、作,E 鋼板樁的拔除,D 鋼板樁的打設(shè),鋼板樁、圍檁支架的矯正修理 按施工圖放板樁的軸線進(jìn)行測標(biāo)高，作為控制板樁入土深度的依據(jù)。 樁錘不宜過重，以防樁頭因過大錘擊而產(chǎn)生縱向彎曲。 準(zhǔn)確安裝好圍檁支架。,為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明溝排水法和井點降水法。,1.3.3 降低地下水位,1.3.3.1 明溝排水法,明溝排水法是一種設(shè)備簡單、應(yīng)用普遍的人工降低水

34、位的方法。,,施工方法是，開挖基坑或溝槽過程中，遇到地下水或地表水時，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游，沿坑底的周圍開挖排水溝，設(shè)置集水井，使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外(見圖1.16)。明溝排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和粉砂土層，因為地下水滲出會帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。,流砂：當(dāng)開挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂時，如果采用集水井法降水開挖，當(dāng)挖至地下水

35、位以下時，坑底下面的土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂。,流砂現(xiàn)象,如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)采取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡； 采用井點降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。,井點降水：基坑開挖前，在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)

36、，在基坑開挖前和開挖過程中，利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。 井點降水有兩類：一類為輕型井點(包括電滲井點與噴射井點)；另一類為管井點(深井泵)。 對不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式，表1.6為常用的降水形式。,1.3.3.2 井點降水法,表1.6 降水類型及適用條件,(1) 輕型井點,輕型井點(圖1.17)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點管上

37、部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.1～50m/d的土層中；降低水位深度：一級輕型井點3～6m，二級井點可達(dá)6～9m。,,輕型井點設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。 濾管(圖1.18)為進(jìn)水設(shè)備，其構(gòu)造是否合理對抽水設(shè)備影響很大。,輕型井點的布置 當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過5

38、m時，可用單排線狀井點布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度(圖1.19)。,在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點降水深度一般不超過6m。井點管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計算(圖1.19(b))：,式中 H1——井點管埋設(shè)面至基坑底的距離，m； h——基坑中心處坑底面(單排井點時，為遠(yuǎn)離井點一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離，一般為0.5～1.0m； i——地下水降落坡度；環(huán)狀井點為1/

39、10，單排線狀井點為1/4； L——井點管至基坑中心的水平距離(單排井點中為井點管至基坑另一側(cè)的水平距離)，m。,(1.14),如寬度大于6m或土質(zhì)不定，滲透系數(shù)較大時，宜用雙排井點，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(圖1.20)；為便于挖土機(jī)械和運輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點。,當(dāng)一級井點系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時，可采用二級井點，即先挖去第一級井點所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級井點，使降水深度增加（圖1.21）

40、。,輕型井點的安裝 輕型井點的施工分為準(zhǔn)備工作及井點系統(tǒng)安裝。 準(zhǔn)備工作包括井點設(shè)備、動力、水泵及必要材料準(zhǔn)備，排水溝的開挖，附近建筑物的標(biāo)高監(jiān)測以及防止附近建筑沉降的措施等。埋設(shè)井點系統(tǒng)的順序：根據(jù)降水方案放線、挖管溝、布設(shè)總管、沖孔、下井點管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點管與總管、安裝抽水設(shè)備、試抽。 井點管的埋設(shè)一般用水沖法施工，分為沖孔(圖1.22(a))和埋管(圖1.22(b))兩個過程 。,輕型井點使用 輕型

41、井點運行后，應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水。 井點淤塞，一般可以通過聽管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查。 地下基礎(chǔ)工程(或構(gòu)筑物)竣工并進(jìn)行回填土后，停機(jī)拆除井點排水設(shè)備。,1.4.1.1 推土機(jī) 按行走的方式，可分為履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)。 履帶式推土機(jī)附著力強，爬坡性能好，適應(yīng)性強；輪胎式推土機(jī)行駛速度快，靈活性好。 目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機(jī)有東方32100、T-120、黃河220

42、等；輪胎式推土機(jī)有TL160等。,1.4 土方機(jī)械化施工,,1.4.1 常用土方施工機(jī)械,1.4.1.1 鏟運機(jī) 按行走方式分為牽引式鏟運機(jī)和自行式鏟運機(jī)；按鏟斗操縱系統(tǒng)分，有液壓操縱和機(jī)械操縱兩種。 為了提高鏟運機(jī)的生產(chǎn)效率，可以采取下坡鏟土、推土機(jī)推土助鏟等方法，縮短裝土?xí)r間，使鏟斗的土裝得較滿。 助鏟法：根據(jù)填、挖方區(qū)分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理選擇運行路線，提高生產(chǎn)率。一般有環(huán)形路線和“8”字形路線兩種形式。 環(huán)

43、形路線 見圖1.23“8”字形路線 見圖1.24,1.4.1.3 單斗挖土機(jī) 單斗挖土機(jī)按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種(圖1.25)。 單斗挖土機(jī)按其操縱機(jī)構(gòu)的不同，可分為機(jī)械式和液壓式兩類。液壓式單斗挖土機(jī)的優(yōu)點是能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時，慣性小，并能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可減少強烈的沖擊和振動；結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)身輕，尺寸??；附有不同的裝置，能一機(jī)多用；操縱省力，易實現(xiàn)自動化。,(1) 正

44、鏟挖土機(jī) 正鏟挖土機(jī)的工作特點是前進(jìn)行駛，鏟斗由下向上強制切土，挖掘力大，生產(chǎn)效率高；適用于開挖含水量不大于27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。 正鏟挖土機(jī)的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種： 正向挖土，側(cè)向卸土(圖1.26(b)) 正向挖土，反向卸土(圖1.26(a)),(2) 反鏟挖土機(jī) 反鏟挖土機(jī)的工作特點是機(jī)械后退行駛，鏟斗

45、由上而下強制切土，用于開挖停機(jī)面以下的一至三類土，適用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開挖。 反鏟挖土機(jī)的開行方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種。 溝端開挖(圖1.28(a))反鏟挖土機(jī)停在溝端，向后退著挖土。 溝側(cè)開挖(圖1.28(b))挖土機(jī)在溝槽一側(cè)挖土，挖土機(jī)移動方向與挖土方向垂直。,(3) 拉鏟挖土機(jī) 拉鏟挖土機(jī)工作時利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放

46、松鋼絲繩進(jìn)行挖土或卸土，鏟斗由上而下，靠自重切土，可以開挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側(cè)開挖。(4) 抓鏟挖土機(jī) 抓鏟挖土機(jī)主要用于開挖土質(zhì)比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程，特別適于水下挖土。土質(zhì)堅硬時不能用抓鏟施工。,1.4.2.1 土方機(jī)械選擇的原則 施工機(jī)械的選擇應(yīng)與施工內(nèi)容相適應(yīng)；土

47、方施工機(jī)械的選擇與工程實際情況相結(jié)合；主導(dǎo)施工機(jī)械確定后，要合理配備完成其他輔助施工過程的機(jī)械；選擇土方施工機(jī)械要考慮其他施工方法，輔助土方機(jī)械化施工。,1.4.2 土方機(jī)械的選擇,,1.4.2.2 土方開挖方式與機(jī)械選擇 (1) 平整場地常由土方的開挖、運輸、填筑和壓實等工序完成。 地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機(jī)較適宜。 地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土

48、機(jī)配合自卸車進(jìn)行挖土、運土，在填方區(qū)配備推土機(jī)平整及壓路機(jī)碾壓施工。挖填方高度均不大，運距在100m以內(nèi)時，采用推土機(jī)施工，靈活、經(jīng)濟(jì)。,(2) 地面上的坑式開挖 單個基坑和中小型基礎(chǔ)基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多采用抓鏟挖土機(jī)和反鏟挖土機(jī)。抓鏟挖土機(jī)適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機(jī)適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。(3) 長槽式開挖 指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基

49、礎(chǔ)和管溝，宜采用反鏟挖土機(jī)；若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機(jī)挖土。若土質(zhì)干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機(jī)或鏟運機(jī)施工。地面上的坑式開挖,(4) 整片開挖 對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機(jī)開挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機(jī)，可在坑上作業(yè)。(5)對于獨立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機(jī)配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和

50、運土。,房屋定位：在基礎(chǔ)施工之前根據(jù)建筑總平面圖設(shè)計要求，將擬建房屋的平面位置和零點標(biāo)高在地面上固定下來。定位一般用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和鋼尺等測量儀器，根據(jù)主軸線控制點，將外墻軸線的四個交點用木樁測設(shè)在地面上(圖1.29)。 房屋外墻軸線測定后，根據(jù)建筑平面圖將內(nèi)部縱橫的所有軸線都一一測出，并用木樁及樁頂面小釘標(biāo)識出來。,1.5 基坑(槽)施工,,1.5.1 房屋定位,放線：房屋定位后，根據(jù)基礎(chǔ)的寬度、土質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋置深度及施工方法，

51、計算確定基槽(坑)上口開挖寬度，拉通線后用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線(圖1.30)。,1.5.2 放線,,基槽開挖寬度的計算：,(1)不放坡，不加擋土板支撐 (2) 不放坡，但要留工作面 一般，當(dāng)基槽(坑)底在地下水位以上時，每邊留出工作面寬度為300mm(圖1.31)，基槽放灰線尺寸為：,式中 d——基礎(chǔ)放灰線寬，mm； a——基礎(chǔ)底寬，mm； c—工作面寬(

52、一般取300mm),(1.15),(3) 留工作面并加支撐  當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，場地又狹窄不能放坡時，為防止土壁坍塌，必須設(shè)置支撐。此時，放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。,(4) 放坡  如果基槽深度超過《土方和爆破工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定時，即使土質(zhì)良好且無地下水，亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況，參照表1.5放坡。放灰線尺寸為(圖1.32)：,式中 b ——放坡寬度，

53、b=mh； m ——坡度系數(shù)； h —基槽開挖深度。,(1.16),1.5.3 基槽(坑)土方開挖,基槽(坑)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機(jī)開挖兩種形式。開挖基槽(坑)應(yīng)按規(guī)定的尺寸，合理安排開挖順序和分層進(jìn)行，且連續(xù)施工。土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。,,1.5.3.1 基槽(坑)開挖深度控制,當(dāng)基槽(坑)挖到離坑底0.5m

54、左右時，根據(jù)龍門板上標(biāo)高及時用水準(zhǔn)儀抄平，在土壁上打上水平樁，作為控制開挖深度的依據(jù)。,1.5.3.2 基槽(坑)開挖中注意事項,在開挖基槽(坑)之前，應(yīng)檢查龍門板、軸線樁有無走動現(xiàn)象，并根據(jù)設(shè)計圖紙校核基礎(chǔ)軸線的位置、尺寸及水準(zhǔn)點的標(biāo)高等。基槽(坑)、管溝的挖土應(yīng)分層進(jìn)行。在施工過程中，基槽(坑)、管溝邊堆置土方不應(yīng)超過設(shè)計荷載?；?坑)土方施工中及雨后，應(yīng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境進(jìn)行觀察和監(jiān)測，如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理，待恢

55、復(fù)正常后方可繼續(xù)施工。,基槽(坑)開挖時，要加強垂直高度方向的測量，防止超挖，防止攪動基底土層。 對特大型基坑，應(yīng)分區(qū)分塊挖至設(shè)計標(biāo)高，分區(qū)分塊及時澆筑墊層。土方開挖施工中，若發(fā)現(xiàn)古墓及文物等，要保護(hù)好現(xiàn)場，并立即通知文物管理部門，經(jīng)查看處理后方可施工。,1.5.3.3 驗槽,基槽(坑)開挖完畢并清理好以后，在墊層施工以前，施工單位應(yīng)會同勘察、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位一起進(jìn)行現(xiàn)場檢查并驗收基槽，通常稱為驗槽。,驗槽(坑)的主要內(nèi)

56、容和方法如下：核對基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底標(biāo)高。核對基槽(坑)土質(zhì)和地下水情況。空穴、古墓、古井、防空掩體及地下埋設(shè)物的位置、深度、形狀。對整個基槽(坑)底進(jìn)行全面觀察，注意土的顏色是否一致，土的堅硬程度是否一樣，有無軟硬不一或弱土層，局部的含水量有無異常現(xiàn)象，走上去有無顫動的感覺等。驗槽的重點應(yīng)選擇在樁基、承重墻或其他受力較大部位。,1.6 填土與壓實,,1.6.1 填土的要求,填土的土料應(yīng)符合設(shè)計要求。 含有

57、大量有機(jī)物、石膏和水溶性硫酸鹽(含量大于5%)的土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應(yīng)作為填方土料；以粘土為土料時，應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，其最大粒徑不得超過每層鋪墊厚度的2/3。,填土應(yīng)按整個寬度水平分層進(jìn)行，當(dāng)填方位于傾斜的山坡時，應(yīng)將斜坡修筑成1∶2階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動，并盡量用同類土填筑?；靥钍┕で埃罘絽^(qū)的積水采用明溝排水法排除，

58、并清除雜物。,1.6.2 土的壓實方法,填土的壓實方法一般有碾壓、夯實、振動壓實等幾種。 碾壓法是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機(jī)械有平碾(壓路機(jī))、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機(jī)械進(jìn)行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。 夯實方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土，適用于小面積填土的壓實。夯實機(jī)械有夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)等。,,1.6.3 填土壓實的影響因素,填土壓實的

59、主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 1.6.3.1 壓實功的影響 填土壓實后的密度與壓實機(jī)械在其上所施加功的關(guān)系見圖1.33。,,1.6.3.2 含水量的影響 填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實)遍數(shù)和質(zhì)量。 較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量(圖1.34)。各種

60、土的最佳含水量和最大干密度見表1.7所示。,表1.7 土的最佳含水量和最大干密度參考表,1.6.3.3 鋪土厚度的影響 在壓實功作用下，土中的應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小(圖1.35)，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。 各種壓實機(jī)械的壓實影響深度與土的性質(zhì)和含水量等因素有關(guān)。 對于重要填方工程，其達(dá)到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度等應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和壓實機(jī)械在施工現(xiàn)場的壓實試驗決定。若無試驗依據(jù)應(yīng)符合表1.8的規(guī)定。,表1.8

61、 填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù),,1.6.4 填土質(zhì)量檢查,填土壓實后必須要達(dá)到密實度要求，填土密實度以設(shè)計規(guī)定的控制干密度ρd(或規(guī)定的壓實系數(shù)λ)作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。 土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實系數(shù)。土的最大干密度乘以規(guī)范規(guī)定或設(shè)計要求的壓實系數(shù)，即可計算出填土控制干密度ρd的值。 土的實際干密度可用“環(huán)刀法”測定。填方施工結(jié)束后，應(yīng)檢查標(biāo)高、邊坡坡度、壓實程度等，檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1.9的規(guī)定。,表1.9 填土工

62、程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn),1.7 地基局部處理,,地基局部處理：指在淺基礎(chǔ)開挖基槽(坑)的施工中或驗槽(坑)時，發(fā)現(xiàn)基槽(坑)范圍內(nèi)有洞穴、軟弱土層或巖基、墻基等局部異常地基的處理。處理的方法和原則：將局部軟弱層或硬物盡可能挖除，回填與天然土壓縮性相近的材料，分層夯實；處理后的地基應(yīng)保證建筑物各部位沉降量趨于一致，以減少地基的不均勻下沉。,1.7.1 軟松土坑(填土、墓穴、淤泥)的處理,,將坑中的軟松土、虛土全部挖除，使坑底及四周均見天然土，

63、然后用與坑邊天然土層相近的材料分層夯實回填至坑底標(biāo)高處。常用回填材料有砂、砂礫石、天然土、3∶7或2∶8的灰土。采用天然土分層夯實回填時，每層厚度200mm，如圖1.36(a)所示。 軟松土坑范圍較大，超過地槽的寬度時，應(yīng)將該范圍內(nèi)的基槽適當(dāng)加寬，挖至天然層，將部分基礎(chǔ)加深，做成1∶2踏步與兩端相接，如圖1.36(c)所示。,對于范圍和深度較大的軟土坑，由于回填材料與天然地基密實度相差較大，會造成基礎(chǔ)不均勻下沉，所以還要考慮加強上部

64、結(jié)構(gòu)的強度，以抵抗地基不均勻沉降而引起的內(nèi)力。在防潮層下設(shè)鋼筋混凝土或鋼筋磚圈梁(圖1.37),1.7.2 磚井、枯井、土井的處理方法,,當(dāng)井在基槽范圍內(nèi)時，應(yīng)將井的井圈拆至地槽下1m以上，井內(nèi)用中砂、砂卵石材料分層夯填處理，在拆除范圍內(nèi)用2∶8或3∶7灰土分層回填夯實至槽底(圖1.38)。,1.7.3 局部范圍內(nèi)(硬物)的處理,當(dāng)樁基或部分基槽下有基巖、舊墻基、老灰土、壓實路面等硬土或堅硬物時，首先在地坑、地槽范圍內(nèi)盡可能地挖除，

65、以免基礎(chǔ)局部落在硬物上造成不均勻沉降使上部建筑物開裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于15m時，可用砂、砂卵石或灰土回填；若長度大于5m時，則將槽底做1∶2踏步灰土墊層與兩端緊密連接，然后做落深基礎(chǔ)。,,1.7.4 橡皮土的處理,,當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝?，含水量大且趨于飽和時，如果直接夯打或反復(fù)碾壓，就容易形成有顫動彈性感的“橡皮土”。對于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，擬采用晾槽或摻石灰粉的辦法降低含水量后壓實。若施工中已出現(xiàn)橡皮土，則

66、應(yīng)將橡皮土層挖除，然后在槽底適當(dāng)加深的情況下鋪墊一層承載力高、適應(yīng)設(shè)計要求的墊層地基，如砂土或級配砂石墊層等。,1.8 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù),,1.8.1 土方工程質(zhì)量驗收內(nèi)容,(1) 場地平整挖填方工程的驗收內(nèi)容 平整區(qū)域的坐標(biāo)、高程和平整度； 挖填方區(qū)的中心位置、斷面尺寸和標(biāo)高； 邊坡坡度要求及邊坡的穩(wěn)定； 泄水坡度，水溝的位置、斷面尺寸和標(biāo)高； 填方壓實情況和填土的密實度； 隱蔽工程記錄。,(2) 基槽的驗

67、收內(nèi)容  基槽(坑)的軸線位置、寬度；  基槽(坑)底面的標(biāo)高； 基槽(坑)和管溝底的土質(zhì)情況及處理； 槽(坑)壁的邊坡坡度； 槽(坑)、管溝的回填情況和密實度。,1.8.2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),,表1.10 土方開挖工程的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn),1.8.3 安全技術(shù),,施工前進(jìn)行場地清理，拆除施工區(qū)域內(nèi)的房屋、古墓，拆除或改建通訊和電力設(shè)備、上下管道、地下電纜等；遷移樹木，清除樹墩及含有大量有機(jī)物的草皮、耕植土和河塘淤泥等。基槽(

68、坑)開挖時，人工操作間距應(yīng)不小于25m；采用機(jī)械作業(yè)時，挖土機(jī)的間距應(yīng)大于10m。挖土應(yīng)由上而下逐層進(jìn)行。基槽(坑)的開挖嚴(yán)格按要求放坡。,盡量避免在坑槽邊緣堆置大量土方、材料和機(jī)械設(shè)備。運輸?shù)缆窇?yīng)平整堅實，坡度和轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)符合有關(guān)安全規(guī)定。 深基坑上下應(yīng)先挖好階梯或設(shè)置靠梯，禁止踩踏支撐上下；坑的四周應(yīng)設(shè)安全欄桿或懸掛危險標(biāo)志。 基槽(坑)設(shè)置的支撐應(yīng)經(jīng)常檢查有無松動、變形等不安全跡象，特別是雨雪后要加強巡視檢查。,本 章