资源简介
(共54张PPT)
第一章 土方工程施工
土的工程分类与工程性质
1.1
土方工程施工准备与辅助工作
1.2
土方工程机械选择
1.3
基坑(槽)开挖
1.4
土方回填与夯实
1.5
目录
土方工程质量验收与安全技术
1.6
项目要求
学习目标
熟悉土方工程施工特点,土的分类与工程性质;
熟悉土方边坡的确定方法和常见土壁支护施工方法,了解轻型井点降水的施工方法;
掌握常用土方施工机械的工作特点和适用范围;
掌握土方的填筑和压实方法;
熟悉土方工程的施工质量验收与安全技术。
1.1 土的工程分类与工程性质
土方工程是建筑工程施工的主要分部工程,包括场地平整、基坑(槽)的开挖及回填、人防工程及地下建筑物的开挖等。
土方工程施工的特点有:
① 土方工程施工量大。
② 土方工程施工条件复杂。
③ 受场地限制。
1.1 土的工程分类与工程性质
在土方工程施工中,根据土的开挖难易程度,将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石等八类。前四类属一般土,后四类属岩石,其分类和鉴别方法如表1-1所示。
1.1.1 土的工程分类与工地鉴别方法
土的分类 土的名称 天然密度 (g/cm3) 可松性系数 鉴别方法
KS KS′ 一类土 (松软土) 砂、亚砂土、冲积砂土层、种植土、泥炭(淤泥) 0.6~1.5 1.0~1.17 1.0~1.03 能用锹、锄头挖掘
二类土 (普通土) 亚黏土,潮湿的黄土,夹有碎石、卵石的砂,种植土,填筑土及亚砂土 1.1~1.6 1.1~1.28 1.0~1.05 用锹、锄头挖掘,少许用镐翻松
三类土 (坚土) 软及中等密实黏土,重亚黏土,粗砾石,干黄土及含碎石、卵石的黄土,亚黏土,压实的填筑土 1.7~1.9 1.2~1.30 1.0~1.07 要用镐,少许用锹、锄头挖掘,部分用撬棍
四类土 (砂砾坚土) 重黏土及含碎石、卵石的黏土,粗卵石,密实的黄土,天然级配砂石,软泥灰岩及蛋白石 1.9 1.2~1.32 1.0~1.09 用镐、撬棍,然后用锹挖掘,部分用楔子及大锤
五类土 (软石) 硬石炭纪黏土,中等密实的叶岩、泥灰岩、白垩土,胶结不紧的砾岩,软的石灰岩 1.1~2.7 1.3~1.45 1.1~1.20 用镐或撬棍、大锤挖掘,部分用爆破方法
六类土 (次坚石) 泥岩、砂岩、砾岩,坚实的叶岩、泥灰岩、密实的石灰岩、风化花岗岩、片麻岩 2.2~2.9 1.3~1.45 1.1~1.20 用爆破方法开挖,部分用镐翻松
七类土 (坚石) 大理岩,辉绿岩,玢岩,粗、中粒花岗岩,坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩,风化痕迹的安山岩、玄武岩 2.5~3.1 1.3~1.45 1.1~1.20 用爆破方法开挖
八类土 (特坚硬石) 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 2.7~3.3 1.4~1.50 1.2~1.30 用爆破方法开挖
表1-1 土的工程分类与现场鉴别方法
1.1 土的工程分类与工程性质
天然状态下的土由土颗粒、土中的水和土中的空气组成,比例关系的变化随着周围环境的变化而变化,三者的不同比例关系的不同,反映出不同的物理性质。
1.1.2 土的工程性质
1.土的密度
土的天然密度是指在天然状态下单位体积土的质量。
它与土的密实程度和含水量有关,其公式为
式中:ρ——土的天然密度,kg/m3;
m——土的总质量,kg;
V——土的体积,m3。
土的天然密度一般用环刀法测定。用一个已知的环刀切入
土中,上下端削平,称出质量,减去环刀的质量,与环刀
的体积相比,即得到土的天然密度。
(1)土的天然密度
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
1.土的密度
土的干密度是指土的固体颗粒质量与土的体积的比值,
即
式中:ρd——土的干密度,kg/m3;
ms——固体颗粒质量,kg;
V——土的体积,m3。
土的干密度一般采用击实实验测定,它是评定土密实程度
的标准,用于控制回填土的质量。干密度越大,表示土越
密实。
(2)土的干密度
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
2.土的含水量
土的含水量是指土中水的质量与固体颗粒
质量之比的百分率,计算式为
式中:w——土的含水量
m——含水状态土的质量,kg;
ms——固体颗粒的质量,kg。
mw——土中水的质量,kg;
一般土的干湿度用含水量表示。土的
含水量小于5%,称为干土;含水量在
5%~30%以内,称为潮湿土;土的含水量
大于30%,称为湿土。
把土样称量后放入烘箱内烘干
100~105℃,直至重量不在减轻为止。
第一次称量为含水状态的质量m,第二次
称量为干燥状态的质量ms,利用公式可求
出土的含水量。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
3.土的渗透性
土的渗透性是指土体被水透过的性质。
土的渗透性用渗透系数表示,即表示单位时间
内水穿透土层的能力,以m/d表示。它同土的
颗粒级配、密实程度等有关,是人工降低
地下水位及选择各类井点的主要参数。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
4.土的可松性
天然土经开挖后,其体积因松散而增加,虽经
振动夯实,仍然不能完全复原,土的这种性质称
为土的可松性。土的最初、最终可松性系数分别
用下面的公式计算:
式中: KS——土的最初可松性系数;
KS ′——土的最终可松性系数;
V1——土在天然状态下的体积,m3;
V2——土挖出后在松散状态下的体积,m3;
V3——土经压(夯)实后的体积,m3。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
4.土的可松性
【例1-1】如果开挖100 m3的基坑,开挖后用运输能力为2.5 m3的汽车外运,土的
最初可松性系数Ks=1.12,问所挖土方全部外运,一共要运多少车?
【解】:
土的天然体积: V1=100 m3
开挖后土的松散体积:V2=Ks×V1=1.12×100=112(m3)
运松土的车数: ,故一共要运45车。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
4.土的可松性
【例1-2】 某基坑开挖后,需进行基础垫层和基础的施工,其所占体积为50m3,问
需要多少立方天然状态土回填?土的最终可松性系数Ks′=1.05 。
【解】:
由题意可知,需要回填土的体积为50 m3,即最后
土被夯实后的体积V3=50(m3),则需要回填的
天然状态土的体积:
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.1 施工准备
① 在场地平整施工前,应利用原场地上已有各类控制点,或已有建筑物、构筑物的位置、标高,
测设平场范围线和标高,如图1-2所示。
② 对施工区域内障碍物要调查清楚,制订方案,并征得主管部门意见和同意,拆除影响施工的建筑
物、构筑物;拆除和改造通讯和自来水管道、煤气管道、迁移树木等。
③ 尽可能利用自然地形设置排水沟、截水沟、挡水坝及人工排水等措施,把施工区域内的雨、雪、
自然水、低洼地区的积水及时排除,使场地保持干燥,便于土方工程施工。
④ 修建临时道路、供水设施,解决好电力及生活和生产用临时房屋等问题。
图1-2 建筑施工测量
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
土方边坡的坡度是以挖方深度(或填方深度)
h与底宽b之比来表示,如图1-3所示,
其计算公式为
式中:i——土方边坡坡度;
m——边坡系数, 。
1.土方边坡
(a)直线形 (b)折线形 (c)踏步形
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。
临时性挖方的边坡值应符合表1-2的规定。
1.土方边坡
土的类别 边坡坡度(高∶宽) 坡顶无荷载 坡顶有静载 坡顶有动载
中密的砂土 1∶1.00 1∶1.25 1∶1.50
中密的碎石砂土 1∶0.75 1∶1.00 1∶1.25
硬塑的粉土 1∶0.67 1∶0.75 1∶1.00
中密的碎石类黏土 1∶0.50 1∶0.67 1∶0.75
注:① 静载指堆土或材料等,动载指机械挖土或汽车运输作业等;静载或动载应距
挖方边缘0.8m以外,堆土或材料高度不宜超过1.5m;
② 当有成熟经验时,不受本表限制。
表1-2 临时性挖方边坡值
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
(1)土壁塌方
土壁稳定主要是因为土体内摩擦阻力和黏结力
保持平衡,一旦失去平衡,土壁就会塌方。
造成土壁塌方的主要原因有:
① 边坡过陡,使土体本身稳定性不够,尤其是在
土质差、开挖深度大的坑槽,易引起塌方。
雨水、地下水渗入基坑,使土体重力增大及抗剪
能力降低,是造成塌方的主因。
③ 基坑(槽)边缘附近大量堆土,或停放机具、
材料,或由于动荷载的作用,使土体产生的剪应
力超过土体的抗剪强度。
1.土方边坡
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
(2)防止边坡塌方的主要措施
① 放足边坡。
边坡上堆放土方或材料及施工机械运行时,应与边坡
保持一定的距离。堆土和材料应距挖方边缘0.8m以外,
高度不超过1.5m。
③ 做好排水工作,防止地表水、施工用水和生活废水浸
入边坡土体。
当基坑开挖后,可采用塑料薄膜覆盖、水泥砂浆抹面、
挂网抹面或喷浆等方法进行边坡防护,以防边坡失稳,
如图1-4所示。
1.土方边坡
(a) (b)
(c) (d)
1—塑料薄膜;2—草袋或编织袋装土;3—插钢筋A10~12;4—抹M5水泥砂浆;
5—20号钢筋网;6—C15喷射混凝土;7—C15细石混凝土;8—M5砂浆砌石;
9—排水沟;10—土堤;11—A4~6的钢筋网片,纵横间距250~300mm
图1-4 基坑边坡护面示意图
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
(1)横式支撑
横式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成,
用于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。
挡土板放置方式不同,分为水平挡土板和垂直
挡土板两类,如图1-6所示。
2.土壁支撑
(a)水平挡土板支撑 (b)垂直挡土板支撑
图1-6 横式支撑
1—水平挡土板;2—竖楞木;3—工具式横撑;
4—竖直挡土板;5—横楞木
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
(2)板桩式支撑
板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为
细颗粒、松散饱和土的支护,可防治流沙现象产生。
打入板桩的质量要求:板桩位置在板桩的轴线,
板壁面垂直保证平面尺寸准确和垂直度;封闭式板桩墙
要求封闭合拢;埋达到规定深度要求,有足够的抗弯
强度和防水性能。
钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。平板桩
防水和承受轴向压力性能良好,易打入地下,但长轴
方向抗弯强度较小,如图1-7a所示;波浪式板桩的防水
和抗弯性能都较好,施工中多采用,如图1-7b所示。
2.土壁支撑
(a)平板桩
(b)波浪式板桩(又名“拉森”板桩)
图1-7 常用的钢板桩
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.3 施工排水
为了保持基坑干燥,防止由于水浸泡发生
边坡塌方和地基承载力下降,必须做好基坑的
排水、降水工作。施工排水可分为地面排水和
降低地下水位两类。降低地下水位法常采用的
措施是明沟排水法和井点降水法。
地面水一般采取设置排水沟、防洪沟、
截水沟、挡水堤等方法排除,并应尽量利用
自然地形和原有的排水系统。
1.地面排水
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
在土方开挖过程中,当基坑(槽)底面位于地下水位以下时,土的含水层被切断,地下水会不断地涌入
基坑,为保证施工正常进行,一般采用明沟排水法和人工降低地下水位法。
2.降低地下水位
(1)明沟排水法
明沟排水法是在基坑逐层开挖过程中,沿每层
坑底四周或中央设置排水沟和集水井,基坑内的水
经排水沟流向集水井,再通过水泵将集水井内积水
抽走,直到基坑回填,排水过程结束,如图1-8所示。
明排水法施工简单、经济,对周围环境影响小,
可用于降水深度较小且上层为粗粒土层或渗水量小的
黏土层降水。
1—排水沟;2—集水坑;3—水泵
图1-8 集水井降水
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
当开挖深度大、地下水位较高而土质又不好时,当用
明沟排水法降水时,当挖至地下水水位以下时,有时坑底
面的土颗粒会产生流动,随地下水一起涌入基坑,这种
现象称为流沙现象。
2.降低地下水位
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
2.降低地下水位
在基坑开挖中,防治流沙的原则是“治流沙必先治水”。治理流沙的主要途径有消除、减小和平衡动水压力,改变水的渗流路线。
具体措施:
① 抢挖法:即组织分段抢挖,使挖土速度超过冒沙速度,挖到标高后立即铺竹筏或芦席,并抛大石块以平衡动水压力,压住流沙。
此方法可解决轻微流沙现象。
② 打板桩法:将板桩打入坑底下面一定深度,增加地下水从坑外流入坑内的渗流距离,以减小水力坡度,从而减小动水压力,
防止流沙现象的产生。
③ 水下挖土法:不排水施工,使坑内水压力与地下水压力平衡,消除动水压力,从而防止流沙产生。此方法在沉井挖土下沉过程
中常用。
④ 地下连续墙法:在基坑周围先浇筑一道混凝土或钢筋混凝土的连续墙,以支承土墙、截水并防止流沙产生。
⑤ 枯水期施工法:选择枯水期间施工。因为此时地下水位低,坑内外水位差小,水压力减小,从而可预防和减轻流沙现象。
⑥ 井点降水:采用轻型井点等降水,使地下水的渗流向下,水不致渗流入坑内,又增大了土料间的压力,从而可有效地防止流沙
形成,用此种方法防治流沙较为可靠。
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
2.降低地下水位
(2)人工降低地下水位法
人工降低地下水位法是通过井点降低地下水,即在
基坑开挖前,在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管,
在基坑开挖前和开挖过程中,利用抽水设备不断地抽出
地下水,使地下水位降到基底以下,直至土方和基础
工程施工结束为止。这样可使所挖的土壤始终保持干燥
状态,改善施工条件。
降低地下水位的井点有轻型井点、喷射井点、电渗
井点、管井井点和深井井点等,其中轻型井点运用最多。
1—井点管;2—滤水管;3—总管;4—弯连管;5—水泵房;
6—原有地下水位线;7—降低后地下水位线
图1-9 轻型井点降低地下水位图
轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路
系统包括滤管、井点管、弯连管及总管等。
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
2.降低地下水位
1)平面布置
当基坑宽度小于6 m,降水深度不超过5 m时,可采用
单排线状井点,布置在地下水上游一侧,两端延伸长度不小于
基坑的宽度,如图1-10a所示。
如基坑宽度大于60 m或土质不良时,采用双排线状井点;当
降水面积较大时,井点可采用环状布置,如图1-10b所示,
井点管距离基坑0.7~1.0 m,以防井点系统漏气。抽水井间距
一般在0.8~1.5 m之间,在地下水补给方向和环形井点四角
应适当加密。
轻型井点降水应根据基坑的大小与深度、
土质、地下水位的高低与流向、降水深度等
要求进行平面和高程布置。
(a)单排线状井点 (b)环状井点
1—总管;2—井点管;3—抽水设备;B—基坑宽度
图1-10 井点平面布置图
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
2.降低地下水位
2)高程布置
轻型井点的降水深度一般以不超过6m为宜,井点管需要埋置深度H
(不含滤管)可按下式计算,如图1-11所示。
井点管的埋设深度为
H = H1+h+iL
式中:H——井点管埋置深度,m;
H1——总管底面至基坑底面的距离,m;
h——基坑底面至降低后的地下水位线的距离,一般取0.5~1.0m;
i——水力坡度,单排布置的井点为1/4,双排布置的井点为1/7,
U形或环形井点取1/10;
L——井点管距基坑中心的水平距离(单排线状井点为井点管至基坑
另一边的水平距离),m。
根据上式算出的H值大于6~7m时,降低井点管的埋设面以适应降水深度
要求,通常井点管露出地面为200~300mm,而滤管必须埋在含水层内。
图1-11 井点高程布置图
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
2.降低地下水位
3)轻型井点施工程序及操作要点
① 井点安装。
安装程序:井点放线定位→安装高位水泵→凿孔安装埋设井点管→
布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→
正式投入降水程序。
② 井点管埋设。
井点管的埋设方法常用的是冲孔埋设法。这种方法分为冲孔和埋管
两个过程,如图1-12所示。
(a)冲孔 (b)埋管
1—冲管;2—冲嘴;3—胶皮管;4—高压水泵;5—压力表;
6—起重机吊钩;7—井点管;8—滤管;9—填砂;10—黏土封口
图1-12 井点管的埋设
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡
2.降低地下水位
3)轻型井点施工程序及操作要点
冲孔时,利用起重设备将冲管吊起并插在井点的位置,开动高压
水泵将土冲松,冲管则边冲边沉。空洞要垂直,直径一般为300mm,
以保证管壁四周有一定厚度的砂滤层,冲孔深度应比滤管深500mm
左右,以防冲管拔出时,部分土颗粒沉于底面而触及滤管底部。
井孔冲成后,随即拔出冲管,插入井点管。井点管与孔壁之间立
即用粗砂灌实。距地面1.0~1.5m深处,用黏土塞密实,以防漏气。
在井点管与孔壁之间填砂时,如管内的水面上升,则认为该井点管
埋设合格。
1.3 土方工程机械选择
1.3.1 推土机
推土机是土方工程施工的主要机械之一,它由拖拉机和推土铲刀组成,如图1-13所示。若按其
行走方式不同,推土机可以分为履带式和轮胎式两种。推土机多用于场地平整、开挖深度不大于的
基坑以及回填等作业。
推土机可以推挖一至三类土,经济运距在100m以内,效率最高运距为40~60m。推土机的生产率
主要取定于推土机推移土的体积及切土、推土、回程等工作的循环时间。
(a)履带式
(b)轮胎式
1.3 土方工程机械选择
1.3.1 推土机
推土机作业方法如下:
1.下坡推土法
推土机顺坡向下切土与推运,借助机械本身的重力作用,
增大切土深度和运土数量,可以提高台班产量30%~40%。
下坡推土坡度不应超过15°,以免后退时爬坡困难,
如图1-14a所示。
2.并列推土法
用两台或三台推土机并列作业,如图1-14b所示,铲刀
相距150~300mm,可减少土的散失,提高生产率。一般采
用两台推土机并列推土可增加堆土量15%~30%,采用三台
推土机并列推土可增大推土量30%~40%。并列推土法的
平均运距不应超过50~75m,也不应小于20m。
(a)下坡推土法 (b)并列推土法
图1-14 推土机推土方法
1.3 土方工程机械选择
1.3.1 推土机
推土机作业方法:
3.集中送土法
在硬质土中,切土深度不大,可将土先堆积在一处,然后集中
推送到卸土区。这样可以有效地提高推土的效率,缩短运土时间。
但堆积距离不应大于30m,推土高度以2m内为宜。
4.槽形推土法
推土机重复在一条作业在线切土和推土,使地面逐渐形成一条
浅槽,在槽中推运土可减少土的散失,可增加10%~30%的推运
土量。槽的深度在1m左右为宜,土埂宽约500mm。当推出多条槽
后,再将土梗推入槽中运出。当推土层较厚、运距较远时,采用
此法较为适宜,如图1-15所示。
5.铲刀附加侧板法
对于运送疏散松土壤且运距较大时,可在铲刀两侧边加装侧板,
增加铲刀前的土方体积和减少推土漏失量。
图1-15 槽形推土法
1.3 土方工程机械选择
1.3.2 单斗挖掘机
基坑土方开挖一般采用挖土机,挖土机按行走方式不同分为履带式和轮胎式两种;按传动方式不同
分为机械传动和液压传动;按斗容量不同可分为0.2 m3、0.4 m3、1.0 m3、1.5 m3、2.5 m3;按作业方式
不同可分为正铲、反铲、抓铲及拉铲,如图1-16所示。
(a)正铲 (b)反铲 (c)抓铲 (d)拉铲
图1-16 单斗挖掘机
1.3 土方工程机械选择
1.3.3 铲运机
铲运机是一种能够单独完成铲土、装土、运土、卸土、
压实的土方机械。按行走方式不同,铲运机可分为自行式
铲运机和拖式铲运机两种,如图1-21、图1-22所示;
按铲斗的操纵系统不同,铲运机可分为液压操纵和钢丝绳
操纵两种。
铲运机操作简便灵活、行驶快,对行驶道路要求较低,
可直接对一类至三类土进行铲运。
图1-21 自行式铲运机
1.铲运机介绍
图1-22 拖式铲运机
1.3 土方工程机械选择
1.3.3 铲运机
(1)小环形路线
这种开行路线简单、常用,当施工地段较短、地形起伏
不大时,采用小环形路线,如图1-23a所示,这种路线每一
循环完成一次铲土、卸土。当挖填交替、挖填之间的距离
又较短时,可采用大环形路线,如图1-23b所示,这种路线
每一次循环能完成多次铲土和运土,从而减少铲运机的转弯
次数,提高工作效率。
(2)“8”字形路线
当地势起伏较大、施工地段又较长时,采用“8”字形开
行路线,如图1-23c所示,这种开行路线每一次循环完成两
次铲土和卸土,减少了转弯次数和运距,因而节约了运行
时间,提高了生产效率。
2.铲运机作业方法
铲运机开挖坚硬土需推土机助铲。在选定铲运机后,其
生产率的高低还取决于机械的开行路线。为提高铲运效率,
可根据现场具体情况,选择合理的开行路线和施工方法。
(a)小环形路线
(b)大环形路线 (c)“8”字形路线
图1-23 铲运机开行路线
1.3 土方工程机械选择
1.3.4 压路机
1.平蹍压路机
平蹍压路机又称光蹍压路机,如图1-24所示。按重量
等级不同分为轻型(3~5t),中型(6~10t)和重型
(12~15t)三种;按装置形式不同又分为单轮压路机、
双轮压路机和三轮压路机等。平蹍压路机操作灵活、
碾压速度较快,但单位压力小,碾压上层密度大于下层。
图1-24 平蹍压路机
1.3 土方工程机械选择
1.3.4 压路机
2.小型打夯机
常用的小型打夯机有蛙式打夯机、内燃打夯机,
如图1-25所示。适用于黏性较低的土(砂土、粉土、
粉质粉土)的基坑(槽)、管沟及各种零星分散、
边角部位的填方的夯实,以及配合压路机对边缘和
边角碾压不到之外的夯实。
(a)蛙式打夯机 (b)内燃打夯机
图1-25 小型打夯机
1.3 土方工程机械选择
1.3.4 压路机
3.平板式振动器
如图1-26所示,平板式振动器为现场常备机具,
体型小、轻便、适用,操作简单,但振实深度有限。
适用于小面积黏性土薄层回填土夯实,较大面积
砂土、薄层砂卵石、碎石垫层的夯实。
图1-26 平板式振动器
1.3 土方工程机械选择
1.3.5 土方施工机械的选择
土方施工机械的选择应考虑基础形式、
工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、
土方量、运距、现场和机具设备条件、工期
要求以及土方机械的特点等因素。
合理选择挖方机械,以充分发挥机械效率,节省机械费
用,加速工程进度。
① 当地形起伏不大,坡度在20°以内,挖填平整土方的
面积较大,土的含水量适当,平均运距短在1km以内时,采
用铲运机较为合适。
② 地形起伏较大的丘陵地带,一般挖土高度在3m以上,
运输距离超过1km,工程量较大且又集中时,可采用下述
三种方式进行挖土和运土。
●正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。
●推土机将土推入漏斗,并用卸土汽车在漏斗下承土并运走。
●推土机预先把土推成一堆,用装载机把土装到汽车上运走。
1.选择依据
2.选择要求
1.3 土方工程机械选择
1.3.5 土方施工机械的选择
土方施工机械的选择原则有:
① 土的含水量较小,可结合运距长短、挖掘深浅,
分别采用推土机、铲运机或正铲挖掘机配合自卸汽车进
行施工。当基坑深度在1~2m,基坑不太长时可采用
推土机;当需要开挖2m以内长度较大的线状基坑,应
采用铲运机;当基坑较大,工程量集中时,可选用正铲
挖掘机挖土。
② 如地下水位较高,又不采用降水措施或土质松软,
可能造成正铲挖掘机和铲运机陷车时,则采用反铲
挖掘机,拉铲或抓铲挖掘机配合自卸汽车较为合适。
3.选择原则
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.1 房屋定位
房屋定位是指在基础施工之前根据建筑总平面
图设计要求,将拟建房屋的平面位置和零点标高在
地面上固定下来。定位一般用经纬仪、水平仪和
钢尺等测量仪器,根据主轴线控制点,将外墙
轴线的四个交点用木桩测设在地面上,如图1-27
所示。房屋外墙轴线测定后,根据建筑平面图将
内部纵横的所有轴线都一一测出,并用木桩及
桩顶面小钉标识出来。
1—龙门板(标志板);2—龙门桩;3—轴线针;4—轴线桩(角桩);
5—轴线;6—控制桩(引桩、保险桩)
图1-27 建筑物的定位
(a)
(b)
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.2 放线
房屋定位后,根据基础的宽度、土质情况、基础埋置深度及施工方法,计算确定基槽(坑)上口
开挖宽度,拉通线后用石灰在地面上画出基槽(坑)开挖的上口边线即放线,如图1-28所示。
(a)
(b)
图1-28 放线示意图
1—墙(柱)轴线;2—龙门板;
3—白灰线(基槽边线);4—基槽宽度
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.3 基槽(坑)开挖宽度的计算
1.不放坡,可不留工作面
即基槽(坑)和基础同宽。
2.不放坡,但要留工作面
一般,当基槽(坑)底在地下水位以上时,每边
留出工作面宽度为300mm,如图1-29所示,基槽
(坑)灰线宽(开挖的最外围线)为
d = a+2c
式中:d——基槽(坑)灰线宽,mm;
a——基础底宽,mm;
c——工作面宽,一般取300mm。
图1-29 直壁基槽开挖留工作面示意图
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.3 基槽(坑)开挖宽度的计算
3.留工作面并加支撑
当留工作面并加支撑时,基槽(坑)灰线宽为
d = a+2c+2×100
当基础埋置较深,场地又狭窄不能放坡时,为防止
土壁坍塌,必须设置支撑。此时,放灰线尺寸除
考虑基础底宽、工作面宽外,还需加上支撑所需
尺寸(一般为100 mm)。
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.3 基槽(坑)开挖宽度的计算
4.放坡
如果基槽槽(坑)深度超过《土方和爆破工程
施工及验收规范》的规定时,即使土质良好且无
地下水,需根据挖土深度和土质情况,参照表1-2
放坡。放灰线尺寸如图1-30所示。基槽(坑)
灰线宽(开挖的最外围线)为
d = a+2c+2b
式中:b——放坡宽度,b=mh;
m——坡度系数;
h——基槽开挖深度。
图1-30 放坡基槽开挖留工作面示意图
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.4 基槽(坑)土方开挖
1.确定开挖顺序
根据基础和土质、现场出土等条件确定开挖顺序,
然后在分段分层平均下挖,应遵循先深后浅或同时进行
的施工顺序,并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、
严禁超挖”的原则。
2.基槽(坑)的开挖
基槽(坑)开挖有人工开挖和机械开挖两种形式。
开挖应自上而下水平分段分层并连续施工。当基槽
(坑)挖到离坑底500mm左右时,根据龙门板上标高
及时用水平仪抄平,在土壁上打上水平桩,作为控制开
挖深度的依据。为避免地基土的扰动,应预留
150~300mm厚土层,待下一道工序开始时采用人工
铲平修整至设计标高。
3.修整边坡、清底
组织验槽前,通过控制线检查基坑宽度并进行修整,
根据标高控制点把预留土层挖到设计标高,并进行清底。
1.4 基坑(槽)开挖
1.4.4 基槽(坑)土方开挖
4.验槽
基槽(坑)开挖完毕并清理好以后,在垫层施工以前,施工单位
应会同勘察、设计单位、监理单位、建设单位一起进行现场检查并
验收基槽,通常称为验槽。主要依靠施工经验以观察为主,而对基底
以下土层不可见部位要辅以钎探完成。
①核对基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底标高;核对基槽
(坑)土质和地下水情况;空穴、古墓、防空掩体及地下埋设物的
位置、深度、形状。对整个基槽(坑)底进行全面观察,注意土的
颜色是否一致,土的坚硬程度是否一样,有无软硬不一或弱土层,
局部的含水量有无异常现象,走上去有无颤动的感觉等。
②地基基坑(槽)检验方法主要有观察法和钎探法两种。观察法
利用眼睛看和钢尺量,检查土质与尺寸是否与设计资料相符;钎探法
主要通过钢钎触探检验,钢钎采用A22~A25钢筋制成,钎尖为60°
尖锥状,钎长1.8~2.0m,打钎用锤重3.6~4.5磅,把锤举高约
500~700mm,将钢钎打入土层300mm的锤击数来评定。
填方土料应符合设计要求,如无设计要求时,应符合下列规定:
碎石类土、爆破石渣(粒径不大于每层铺土厚度的2/3)、砂土,可
用做表层以下的填料。
② 含水量符合压实要求的黏性土,可用做各层填料。
③ 淤泥和淤泥质土一般不能用做填料,但在软土或沼泽地,经过处理
含水量符合压实要求后,可用于填方中的次要部位。冻土、膨胀土
也不应作为填方土料。
对含有大量有机物、水溶性硫酸盐含量大于5%的土,仅可用于无压
实要求的填土,因为地下水会逐渐溶解硫酸盐,形成孔洞,影响
土的密实度。
填土应按整个宽度水平分层进行,当填方位于倾斜的山坡时,应将
斜坡修筑成1∶2阶梯形边坡后施工,以免填土横向移动,并尽量用同类
土填筑。回填施工前,填方区的积水采用明沟排水法排除,并清除杂物。
1.5 土方回填与夯实
1.5.1 料的选择
土方回填的对象有基坑(槽)、室内地坪、
室外场地、管沟、散水等,回填土要求有一定的
夯实性,使其不产生较大的沉降。
1.碾压法
碾压法是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的,
适用于大面积填土工程。
2.夯实法
夯实法是利用冲击力来夯实土壤。夯实机械有重锤、内燃
夯土机和蛙式打夯机等。
3.振动压实法
振动压实法是将振动压实机放在土层表面,使土颗粒发生
相对位移而达到密实。用振动压实法压实时,每层铺土厚度宜
为250~350mm,每层压实遍数为3~4遍。这种方法适用于
振实非黏性土,适用于大面积填方工程。
1.5 土方回填与夯实
1.5.2 填土的压实方法
填土的压实方法一般有碾压、夯实、振动压实
等几种。
1.压实功
填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功有一定的关系,
如图1-34所示。当土的含水量一定时,在开始压实时,土的密度
急剧增加,待接近土的最大密实度时,压实功虽然增加很多,而土
的密实度变化很小。
2.含水量的影响
含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。较为干燥
的土,摩阻力较大,不易压实;当土颗粒间的空隙完全被水充满达
到饱和状态,易形成橡皮土。当土具有适当含水量时,土的颗粒之
间因水的润滑作用使摩阻力减小,在同样压实功作用下,得到最大
的密实度,这时土的含水量称作最佳含水量。
3.铺土厚度的影响
在压实功作用下,土中的应力随深度增加而逐渐减小,其压实
作用也随土层深度的增加逐渐减小,如图1-36所示。
1.5 土方回填与夯实
1.5.3 填土压实的影响因素
填土压实的主要影响因素有压实功、土的含水量
以及每层铺土厚度。
图1-34 土的密度与压实功的关系
图1-36 压实作用沿深度的变化
4.填土压实的质量检查
填土压实后必须要达到密实度要求,填土密实度以
设计规定的控制干密度ρd(或规定的压实系数λ)作为
检查标准。土的控制干密度与最大干密度之比称为压实
系数。
土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数,
即可计算出填土控制干密度ρd的值。一般场地平整,其
压实系数为0.9左右。
1.5 土方回填与夯实
1.5.3 填土压实的影响因素
① 平整区域的坐标、高程和平整度;
挖填方区的中心位置、断面尺寸和标高;
③ 边坡坡度要求及边坡稳定;
泄水坡度、水沟位置、断面尺寸和标高;
方压实情况和填土密度;
隐蔽工程记录资料。
1.6 土方工程质量验收与安全技术
1.6.1 土方工程质量验收内容
1.场地平整挖填方工程验收内容
基槽(坑)的轴线位置和宽度;
基槽(坑)底面的标高;
③ 基槽(坑)和管沟底的土质情况及处理;
基槽(坑)壁的边坡坡度;
基槽(坑)、管沟的回填情况和密度。
2.基槽(坑)的验收内容
土方工程质量检验标准应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002)的相关
规定,如表1-4所示。
1.6 土方工程质量验收与安全技术
1.6.2 土方工程质量标准
项 序 检查项目 允许偏差或允许值/mm 检查方法
桩基基坑基槽 场地平整 管沟 地(路)
面基础层 人工 机械 主控项目 1 标高 -50 -50 -50 水准仪
2 分层压实系数 设计要求 按规定方法
一般项目 1 回填土料 设计要求 取样检查或直观鉴别
2 分层厚度及含水量 设计要求 水准仪及抽样检查
3 表面平整度 20 20 20 20 20 用靠尺或水准仪
表1-4 填土工程质量检验标准
① 人工开挖时两人间距不应小于2.5m,采用机械开挖时间距不应小于10m,
应自上而下逐层进行。
②严格按要求放坡,随时观察土壁的变动、支撑的稳固和土壁的变化。
③ 基坑(槽)深度大于3m时,吊装设备距坑边距离不小于1.5m,起吊后
垂直下方不得站人,坑内人员戴安全帽。
④用手推车运土,应先铺好道路。卸土时,不得翻车卸土;翻斗汽车运土,
道路坡度、转弯半径符合安全规定。
⑤深基(槽)坑应设置上下有阶梯、开斜坡道,应在坑四周设栏杆或悬挂
危险标志。
⑥基坑(槽)沟边1m以内不得堆土、堆料和停放机具,1m以外堆土,其
高度不宜超过1.5m,基坑(槽)距周边建筑距离应不小于1.5m。
⑦回填管沟时,应采用人工先在管子的四周填土夯实,并从管道两侧对称
进行,高差不超过300mm。管顶500mm以上,在不损伤管道的情况下,方可采
用机械回填与压实。
1.6 土方工程质量验收与安全技术
1.6.3 土方工程安全技术
THANK YOU
展开更多......
收起↑