1、1天津理工大学 管理学院 Tianjin University of Technology School of Management第一章土方工程2天津理工大学 管理学院 Tianjin University of Technology School of Management第一章土方工程主要内容：掌握土的性质和工程分类掌握场地平整土方量的计算了解土方边坡和土壁支护的形式掌握降水方式及各自的适用范围和特点了解各种土方机械教学重点：场地设计标高计算的方法；土壁支护方式；降水的方式及其适用的范围；各种土方机械；课时安排：3学时本章主要内容及教学重点3在建筑工程建设过程中，土方工程是整个建设工程施
2、工过程中的第一道工序，也是最关键的基础工作，其施工质量直接影响到整个工程的质量，土方工程具有施工条件复杂，工期长，投资大，影响面广的特点。第一节概述第一章土方工程概述概述4土方工程施工特点：1、工程量大、劳动繁重和施工条件复杂；2、受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为艰苦。因此，在组织土方工程施工前，应根据现场条件，制定出技术可行经济合理的施工方案。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。此外，排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工作也是土方工程中必须认真设计与实施安排的。概述概述第一章土方工程随着建筑设计
3、的日趋复杂，土方工程规模也不断扩大。建筑工程施工技术的不断发展，保证了在城市中心建造超高层建筑的可能性,如上海中心。上海中心基坑工程5第一章土方工程土方机械化施工土方工程基坑开挖场地平整土的工程性质土的分类竖向规划设计土方量的计算土方调配土壁支护土方的填实与压实土方机械基坑降水土方边坡及稳定概述本章知识构架习题课6根据开挖的难易程度 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。根据颗粒级配与塑性指数 岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。、土的工程分类第一章土方工程7松软土普通土坚土砂砾坚土第一章土方工程8软石（页岩）次坚石（石灰岩）坚石（大理岩）特坚石第一章土方工程9土
4、的构成：固体颗粒、水和气体三部分。土的体积：V=Vw+Va+VsVv+Vs（式中：Vw水的体积，Vs土颗粒的体积，Va气体体积，Vv孔隙的体积。）土的质量：M=Mw+Ms（式中：Mw水的质量，Ms土颗粒的质量。）土的密度：M/V、土的工程性质第一章土方工程10是指自然状态下的土，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。用可松性系数表示。()土的可松性12sKVV13sKVV KS :最初可松性系数 KS:最终可松性系数 V1 :土在天然状态下的体积(m3)V2 :土经开挖后的松散体积(m3)V3 :土经回填压实后的体积(m3)注：V2V3V1；KsKs1.0思考：工程量清
5、单中挖一般土方的工程量是指哪个体积？第一章土方工程11例1 已知某工程挖土方为1500m3，其中需填一体积为500m3的洼地，余土全部运走，已知该土的可松性系数 Ks=1.25，Ks=1.05。设每辆汽车一次可运3m3，问需要运输的车次为多少？解：V1=1500；V3=500 需要运输的土方量：V=V1 Ks-V2 =1500 1.25-1.25/1.05 500 =1875-595.24=1279.76m3 n=1279.76/3=426.59427次第一章土方工程12是指土中所含水的质量与固体颗粒质量之比。（）、土的含水量注：注：Mw土中水的质量，为含水状态时土的质量与烘干后的土质量之差；
6、土中水的质量，为含水状态时土的质量与烘干后的土质量之差；Ms土中固体颗粒的质量，为烘干后的土的质量；土中固体颗粒的质量，为烘干后的土的质量；土体孔隙中的自由水在重力作用下会透过土体运动，这种被水透过的性质称为土的渗透性，用土的渗透系数表示。（）、土的渗透性土渗透性比较土渗透性比较：粘土粘土粉土粉土砂土砂土砾石砾石第一章土方工程（4）、土的密度及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；土的干密度是指单位体积内土的颗粒质量与总体积的比值。13第二节场地平整1、场地设计标高的确定2、计算土方工程的方法方格网法3、土方调配遵循的原则第一章土方工程将自然地面改造成人们所要求的平面将自然地面改
7、造成人们所要求的平面。习题课14场地平整土方量计算与调配步骤第二节场地平整15（）地形图方格网（）设计标高示意图等高线自然地面设计平面场地设计标高示意图、初步计算场地设计标高第二节场地平整16对以上所计算的的标高，属于初步计算值，还需考虑以下因素进一步调整。对以上所计算的的标高，属于初步计算值，还需考虑以下因素进一步调整。2、计算设计标高的调整由于土具有可松性，必要时应相应地提高设计标高场内挖方、填方对设计标高的影响考虑施工经济的影响考虑泄水坡度对设计标高的影响第二节场地平整17yyxxiililHH0H0-场地中心的标高(m)Hi-考虑泄水坡度角点的设计标高(m)Lx,ly-计算点沿x,y方
8、向距场地中心点的距离Ix,iy-场地在x,y方向的泄水坡度由场地中心点沿方向指向计算点时，同向取“-”号，反向取“+”号 注：设计无要求时，泄水坡度0.002 例：考虑泄水坡度，场地设计标高公式：第二节场地平整18 划分方格网图形（）、图形（）计算零点位置 计算场地填挖土方量 a.四棱柱体（一）、（二）、（三）b.三角棱柱体方格网法的计算步骤2、计算土方工程的方法第二节场地平整19“零点”方格边界上施工高度为0的点。（在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点的位置）“零线”“零点”所连成的线。问：“零线”是否是挖填区的分界线？“零线”是否是一条连续的线？在一个场地上是否会有多
9、条“零线”？零点的确定第二节场地平整20方格四个角点全部为填（或挖），其土方量为：图形 其中：V挖方或填方的体积（m3）h1h2h3h4方格角点的施工高度（m），以绝对值代入)(443212hhhhaVa.四棱柱体法计算土方量（一）第二节场地平整21方格的相邻两角点为挖，另两角点为填，其土方量为：图形 其中：V挖方或填方的体积（m3）h1h2h3h4方格角点的施工高度（m），以绝对值代入)(43222412121,2hhhhhhaVV挖)(44124322323,4hhhhhhaVV填.四棱柱体法计算土方量（二）第二节场地平整22方格的三个角点为挖，另一个角点为填（或相反），其土方量为：图形
10、其中：V挖方或填方的体积（m3）h1h2h3h4方格角点的施工高度（m），以绝对值代入）（填43413424()6hhhhhaVV填，挖VaVV)hh2hh2(643212321.四棱柱体法计算土方量（三）第二节场地平整23挖方与填方基本达到平衡，减少重复挖运。挖填方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。好土应用在回填密实度要求较高的地区，以避免出现质量问题。取土或弃土应尽量不占农田或少占农田，弃土尽可能有规划地造田。分区调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡。调配应与地下构筑物的施工相结合，地下设施的填土，应予预留。选择恰当地调配方向、运输路
11、线、施工顺序，避免土方运输出现对流和乱流现象，同时便于机具调配、机械化施工。、土方调配遵循的原则第二节场地平整24第三节基坑工程一、土方边坡二、基坑工程三、降水工程四、土方机械化施工第一章土方工程上海中心大厦基坑25第三节基坑工程土方放坡土方工程为什么要进行边坡的稳定处理？26造成边坡失稳的原因是什么？第三节基坑工程土方放坡27留设边坡需考虑的因素有哪些？第三节基坑工程土方放坡 28第三节基坑工程土方放坡身边常见的场地边坡的整治工程有哪些？锚杆行列式布置锚杆行列式布置,间距间距1.253m,倾角倾角10200;岩石护面喷射砼岩石护面喷射砼29第三节基坑工程基坑支护基坑的分类？30第三节基坑工程
12、基坑支护按照施工工艺区分：无支护开挖放坡开挖；（简单经济，但环境条件需满足）有支护开挖在支护系统保护下的开挖；基坑支护（开挖）分类？无支护开挖有支护开挖31第三节基坑工程基坑支护放坡开挖的要求?保护处理的方法有水保护处理的方法有水 泥泥抹面、铺塑料布或土工布抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、挂网喷水泥浆、喷射喷射砼护面以及浆砌片石等砼护面以及浆砌片石等32第三节基坑工程基坑支护安全等级三级，深度不大的基坑应采用哪些支护方式？33第三节基坑工程基坑支护34第三节基坑工程基坑支护简易的基槽采用什么样的支护结构？35第三节基坑工程基坑支护安全等级一、二级的深基坑，常用的支护方式有哪些？36第三节
13、基坑工程基坑支护桩顶连系梁又称冠梁桩顶连系梁又称冠梁悬臂支护桩悬臂支护桩排桩支护的适用范围与施工工艺？第三节基坑工程基坑支护排桩支护的施工工艺：第三节基坑工程基坑支护土钉墙支护的适用范围与施工工艺？用于深用于深12m12m的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取降水或截水措施。的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取降水或截水措施。391、开挖工作面2、修正坡面3、喷射第一层混凝土第三节基坑工程基坑支护404、钻孔5、安设土钉6、孔内注浆第三节基坑工程基坑支护417、安设连接件8、绑扎钢筋网第三节基坑工程基坑支护429、喷射第二层混凝土第三节基坑工程基坑支护第三节基坑工程基坑支护锚杆支
14、护的适用范围与施工工艺？第三节基坑工程基坑支护第三节基坑工程基坑支护导向锥起入孔导向作用导向锥起入孔导向作用紧箍环紧箍环自由段外套塑料管自由段外套塑料管锚索预留长度锚索预留长度第三节基坑工程基坑支护第三节基坑工程基坑支护挡土灌注桩与土层锚杆结合支护的施工工艺与适用范围？冠梁冠梁悬臂支护桩悬臂支护桩锚杆及横撑锚杆及横撑第三节基坑工程基坑支护在城市中心施工的超高层建筑应采用何种基坑支护方式？上海环球金融中心基础施工上海环球金融中心基础施工地下连续墙多用于多用于12m12m以下以下，安全等级为一、二、安全等级为一、二、三级的深基坑；与钻三级的深基坑；与钻孔灌注桩相比，更有孔灌注桩相比，更有整体性好、
15、抗渗止水整体性好、抗渗止水的特点。的特点。49利用各种挖槽机械，借助于泥浆的利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。重功能的连续的地下墙体。能够有效防止基坑开挖对邻近建筑能够有效防止基坑开挖对邻近建筑物安全稳定的影响。物安全稳定的影响。地下连续墙：地下连续墙：应用领域：应用领域：目前地下连续墙已广泛用于大坝坝目前地下连续墙已广泛用于大坝坝基防渗、竖井开挖、工业厂房重型基防渗、竖井开挖、工业厂房重型设备基
16、础、城市地下铁道、高层建设备基础、城市地下铁道、高层建筑深基础、铁道和桥梁工程、船坞筑深基础、铁道和桥梁工程、船坞、船闸、码头、地下油罐、地下沉、船闸、码头、地下油罐、地下沉碴池等各类永久性工程。碴池等各类永久性工程。第三节基坑工程基坑支护50第三节基坑工程基坑支护地下连续墙的施工工艺？51第三节基坑工程基坑支护采用了地下连续墙就一定能够保证基坑的稳定？52第三节基坑工程基坑支护53第三节基坑工程基坑支护54第三节基坑工程基坑支护共共70页页 第第34页页55第三节基坑工程基坑支护56第三节基坑工程基坑支护 平面尺寸大的内支撑应在交点处设平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱置立柱,立柱宜为立柱
17、宜为格构式柱格构式柱,以免影响底以免影响底板穿筋板穿筋,立柱下端插入工程桩内立柱下端插入工程桩内 2m,否否则应设置专用的桩基础则应设置专用的桩基础57第三节基坑工程基坑支护58多用于深多用于深7 71515m m，基坑侧壁安全等级为一、二、三级的基坑工程。基坑侧壁安全等级为一、二、三级的基坑工程。在软土地区多加内撑（或拉锚），如用悬臂式结构，坑深在软土地区多加内撑（或拉锚），如用悬臂式结构，坑深55m m。钻孔灌注桩钻孔灌注桩土钉墙土钉墙用于深用于深12m12m的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取降水或截水措施。降水或截水措施。地下连续墙地
18、下连续墙地下连续墙多用于地下连续墙多用于12m12m以下以下，安全等级为一、二、三级的深基，安全等级为一、二、三级的深基坑；与钻孔灌注桩相比，更有整体性好、抗渗止水的特点。坑；与钻孔灌注桩相比，更有整体性好、抗渗止水的特点。挡土灌注桩挡土灌注桩与土层锚杆与土层锚杆结合支护结合支护适于大型较深基坑适于大型较深基坑,施工期较长施工期较长,邻近有建筑物邻近有建筑物,邻近建筑物不允邻近建筑物不允许有下沉和水平位移时使用。许有下沉和水平位移时使用。锚杆支护锚杆支护适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用。保证边坡稳
19、定时采用。支护方式要点回顾支护方式要点回顾59第三节基坑工程降水工程三、降水工程60请首先联想计量课有关知识问题、沟槽、基坑土类别不同时的放坡起点和放坡系数？问题、施工排水降水费属于技术措施费还是组织措施费？问题、定额中如何区分湿土与淤泥（或流砂）？问题、如何利用“水文地质”进行不平衡报价？第三节基坑工程降水工程61第三节基坑工程降水工程为什么要进行基坑的降水?62第三节基坑工程降水工程明排水法的施工工艺？63第三节基坑工程降水工程集水井降水施工流程动画64第三节基坑工程降水工程65第三节基坑工程降水工程人工降低地下水位的适用范围与施工工艺？66第三节基坑工程降水工程轻型井点降水的施工工艺与适
20、用范围？67第三节基坑工程降水工程轻型井点降水原理动画68第三节基坑工程降水工程轻型井点降水井管埋设原理原理动画69第三节基坑工程降水工程管井井点降水的施工工艺与适用范围？70第三节基坑工程降水工程71第三节基坑工程降水工程72第三节基坑工程降水工程流砂现象的概念与危害？73第三节基坑工程降水工程如何防治流砂现象？74第三节基坑工程降水工程如何防治流砂现象？75第四节土方机械化施工第四节基坑工程土方机械化施工76）挖掘机械正铲开挖方式（）正向开挖、侧向装车（）正向开挖、侧向装车正铲挖掘机（）（）（）（）正铲挖掘机工作特点a.前进向上，强制切土b.挖掘力大c.需与汽车配合完成整个挖土工作d.开挖
21、方式 正向开挖、侧向装土；正向开挖、后方装土e.开挖顺序适用范围可开挖一至四类土和经爆破的岩石及冻土（无地下水的大型干燥基坑及土丘）开挖停机面以上的土方第四节基坑工程土方机械化施工77正铲挖土流程动画78反铲挖掘机（）（）（）（）反铲开挖方式（）沟端开挖（）沟侧开挖反铲挖掘机工作特点a.后退向下，强制切土b.需与汽车配合完成整个挖土工作c.开挖方式 沟端开挖 沟侧开挖适用范围a.开挖停机面以下一至三类土b.最大挖土深度4-6m，3-5m经济合理 （小型基坑、基槽和管沟，也可开挖独立柱基和地下水位较高处的土方）第四节基坑工程土方机械化施工79反铲挖土流程动画80抓铲挖掘机 工作特点a.直上直下，
22、自重切土b.挖掘力较小c.开挖方式：沟侧开挖适用范围a.开挖一至二类土b.施工面窄而深的基坑、深井c.最适宜水下作业 第四节基坑工程土方机械化施工81抓铲挖土流程动画82拉铲挖掘机工作特点a.反退向下，自重切土 b.挖掘半径和挖掘深度较大c.开挖方式 沟端开挖 沟侧开挖适用范围a.开挖停机面以下一至二类土b.可开挖大型基坑及水下挖土此页插入视频此页插入视频第四节基坑工程土方机械化施工83拉铲挖土流程动画84挖运机械履带式推土机轮胎式推土机推土机第四节基坑工程土方机械化施工85第四节基坑工程土方机械化施工86拖式铲运机自行式铲运机独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等铲运机第四节基坑工程土方机械化施工87密实机械第四节基坑工程土方机械化施工88
