1、第一章 土方工程、教學目的與要求：（1）了解土的工程分類及其工程物理性質；基坑(槽)土方量計算,維護坑(槽)穩定的做法；拉錨和土層錨桿的構造及施工藝,制定土方開控的方法。了解降低地下水位的方法；集水坑降、井點降水；了解輕型井點設計及計算方法，理解輕型井點計算實例。（2）掌握場地平整的計算；土方壓實的基本方法；推土機、鏟運機、挖土機的特點、作業方式。、教學重點與難點：（1）重點：土的工程分類及其工程物理性質；支護結構破壞形成；填土質量控制；流砂產生的原因。（2）難點：場地平整相關土方量的計算方法；挖土機作業方式。、教學內容：（1）土的工程分類及其工程物理性質；（2）基坑（槽）的土方開挖；（3）土

2、方填筑與壓實；（4）土方工程的機械化施工；（5）人工降低地下水位。、授課時數：、授課方式：講述、舉例、啟發、教學過程：第一節 土的分類及其工程物理性質一、土方工程施工特點施工面廣、工程量大、勞動繁重、施工條件復雜。 二、土的工程分類按開挖難易程度土的工程分類參見課本表1-1 三、土的工程物理性質1、土的天然含水量：水的質量與固體顆粒質量之比，以百分數表示，即式中：土中水的質量； 土中固體顆粒的質量。越大，越不利當：5% 干土；=530% 濕土；30%飽和土含水率影響挖土的難易、邊坡坡度、回填壓實程度 2、土的密度：（1）土的天然密度式中：土的總質量；土的天然體積。（2）土的干密度：式中：土中固

3、體顆粒的質量；土的天然體積。越大，土越密實。干密度影響基坑底及回填土壓實程度。3、土的可松性：可松性：自然狀態土經開挖后,體積增大、回填壓實後,其體積仍不能恢復原狀的性質 可松性系數。式中：土的最初可松性系數；土的最終可松性系數；土在天然狀態下的體積；土被挖出后在松散狀態下的體積；土經壓實后的體積。可松性影響平衡調配、場地設計標高、機具數量。4、土的滲透性：滲透性:水流通過土中孔隙的難易程度，水在單位時間內穿透土層的能力。滲流速度： 第二節 基坑（槽）的土方開挖一、土方邊坡：1、土方邊坡坡度=2、邊坡形式：3、不放坡規定：密實、中密的砂土和碎石土為1m；硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土為1.25m

4、；硬塑、可塑粘土為1.5m；堅硬的粘性土為2m。4、最陡坡度：參見表14二、土方量計算（基坑、基槽） 基坑土方量計算：基槽或路堤：三、場地平整四通一平：通水、通電、通路、通訊、平整場地。步驟：確定設計標高計算場地各點的施工高度場地挖填土方量。1、確定場地設計標高 設計步驟: （1）初步確定場地設計標高 a、劃分方格網 a=1050m或a=20m b、確定方格網各角點實際標高 根據地形等高線 確定設計等標高 （2）調整場地設計標高 土的可松性影響總挖方體積為：總填方體積為： 場地設計標高調整為： 取土或棄土的影響 泄水坡度的影響 2、場地及邊坡土方量的計算 （1）方格網法確定各角點的施工高度 填

5、方“+” ，挖方“-”。確定零線位置（零點求法、零點連線）方格中土方量計算 四角棱柱 A、角點全填或全挖B、角點二填或二挖C、角點一填(挖)或三挖(填) 填方部分：挖方部分： 三角棱柱體積計算(略) （2）斷面法 地形不平情況下所求土方量為:（3）邊坡土方量計算： 三棱錐邊坡體積 三棱柱邊坡體積或(當兩端斷面面積相差很大時)四、土壁支護作用： 建筑密集地區； 防止地下水滲入基坑 形式：木擋板橫撐式： 水平擋土板、斷續式 粘性土、挖掘深度3；、連續式 潮濕土、散粒土5。 垂直擋土板 松散或濕度很高的土，深度不限。五、基坑支護結構作用： 擋土； 擋水 分類： 重力式支護結構 深層攪拌水泥土樁、旋噴

6、樁幕墻； 非重力支護結構 懸壁式、內撐式、坑外錨拉式； 邊坡穩定式結構 土釘墻、檔土墻 1、重力式支護墻類型 （1）深層攪拌水泥土樁擋墻 原理：特制進入土層深處，深層攪拌和噴水泥固化劑與地基土原位拌合成水泥土樁， 樁相互搭接成壁狀擋墻 適用：任何平面形狀的基坑另外深度大時可加筋 適用于軟土區 （2）旋噴樁擋墻 原理：鉆桿鉆孔，提桿噴水泥漿固化劑，與地基土成小泥土樁、樁連成帷幕墻。 適用：同上且用狹窄地區 2、非重力式支護墻類型 （1）型鋼支柱擋板支護擋墻 原理：支柱打入土中，支柱間設木擋板 適用：土質好，地下水位較低地區 （2）鋼板樁 截面形式：原理：鋼樁打入土中，擋土擋水適用：軟土地基 （3

7、）鋼筋混凝土樁排樁擋墻 樁類型：鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、挖孔灌注樁 樁布置形式適用：鉆孔樁 h713基坑，深基坑支護 6001100 沉管樁：h10以下 500800 挖孔樁：單層地下室 8001200 （4）地下連續墻 適用：深度大，地下結構層數多的深基礎 3、支撐系統類型 分類： 基坑內支撐 鋼支撐、鋼筋混凝土支撐； 基坑外拉錨 頂部拉錨、土層拉錨 （1）鋼結構支撐 特點：拚拆方便、重復使用、變形大、支肋小，間距小，影響挖土 分類： 鋼管支撐； H型鋼支撐 （2）鋼筋混凝土支撐 特點：剛度大變形小；但形成支撐慢 分類： 對撐； 角撐； 圓形支撐； 桁架式支撐 構造：C30 以上、截面、腰梁

8、、支撐4、支護結構破壞形式 （1）非重力式支護強度破壞 （2）非重力式支護穩定性破壞 （3）重力式支護結構強度破壞六、拉錨與土層錨桿分類：拉錨、坑外地表設置、錨桿、坑內沿坑壁設置 適用：較密實沙土、土粉、硬塑及堅硬粘性土層或巖石層 環境：底下埋設物不允許損傷，慎用；周圍有地面，地下構筑物，限用 （一）拉錨 組成 圍護樁、拉桿、錨固體 樁式地面拉錨：拉桿水平淺埋地表 板式地面拉錨：拉桿鉆孔斜置(二)、土層錨桿 1、 錨桿支護體系構造組成：A、支護擋墻：鋼板樁、灌注樁、地連墻 B、腰梁及托架：把由擋墻傳來荷載，傳給錨桿 C、錨桿：錨頭、拉桿、錨固體 2、土層錨桿類型 3、土錨的承載能力（極限抗拔力

9、）拉桿的極限抗拉強度，拉桿與錨固體間的極限握裹力s 錨固體與土體間的極限側阻力4、 土層錨桿施工 (1) 準備 (2) 鉆孔 鉆孔機具：沖擊式鉆孔機、螺旋式鉆孔機 鉆孔方法：螺旋鉆孔干作法 適用于地下水位以上的粘土、粉質粘土、沙土 壓水鉆進成孔法：軟硬土都適用 擴孔方法：機械擴孔、爆炸擴孔、水利擴孔、壓漿擴孔 （3）拉桿制作安裝 拉桿除銹、油、防腐處理 拉桿制作：拉桿長度=設計長度+張拉長度（4）注漿 形成錨固段、防腐蝕、改善周圍土體力學性能載力更大 材料：水泥 425號以上普硅水泥；水泥漿：水灰比 0.40.45；水泥沙漿：灰沙比 1:11:1.2,水灰比 注漿方法：一次注漿法；二次注漿法

10、（5）張拉、鎖定 5、土層錨桿實驗：基本實驗、驗收實驗 七、土釘支護構造：適用：開控支護，天然邊坡支護 類型：鉆孔注漿型、打入型、射入型 八、深基坑工程土方開挖（一）開挖方法 1、無支護結構基坑開挖(放坡開挖) 特點：占地面積大，適用四周場地開闊， 周圍無臨近建筑物、地下管線和道路 2、有支護結構基坑開挖 盆式開挖 先挖中間，后挖四周 特點：擋墻的無支撐，暴露時間短，開挖速度慢，適用較密支撐 島式開挖 先挖四周，后挖中心 特點：速度快，擋墻受荷時間長，適用無支撐或邊桁架大空間支護（二）開挖注意事項 1、基坑開挖的時空效應 2、先撐后挖，嚴禁超挖 3、防止坑底隆起變形 4、防止邊坡失穩 5、防止

11、位移和傾斜 6、對鄰近建筑物及地下設施保護第三節 土方填筑及壓實一、土料要求碎石土類、爆破石渣 表層下填料，粒徑不超過2/3層厚，大塊料不集中。沙土：表層以下碎塊草皮：含有機質土 無壓實要求時淤泥、淤泥質土 一般不做填料 鹽漬土：不含鹽晶、鹽塊、含鹽植物的根莖 二、填筑要點1、施工要求 填不同類土料時，透水性大的在下，透水性小的在上，以免形成水囊 填土位于斜坡時，將坡挖成階梯狀，分層填筑 2、填土壓實的質量檢查三、填土的壓實方法1、碾壓法 平滾碾：粘性或非粘性土 羊足碾：粘性土 適用大面積填土 氣胎碾：壓土質量好 2、夯實法 分類：土夯、挖式打夯機、火力夯、夯土機 適用：小面積回填土、較厚土層

12、 3、振動法 適用：非粘性土 四、影響壓實質量因素1、壓實法：含水率一定時，越大，壓實功越大當，當，不再起作用。所以，不少土23遍；亞砂土34遍；亞粘土、粘土56遍 2、含水量：最佳含水量 過干，顆粒的厚阻力大，不易壓實，故灑水濕潤 過濕，水占地體，故翻松晾干，吸水處理 第四節 土方工程機械化施工一、推土機分類：索式、油壓式 特點：操作靈活、運轉方便、速度快、能緩緩坡 適用：場地平整、清理、平溝坑、挖淺基坑；13類土、經濟、遠距100米、4060米。 施工方法：下坡推土：借自重，增加推土能力，適用于狹長場地；并列推土：23臺機平排，增大推土量，適用于大面積場地；槽形推土：一條作業線重復運行，增

13、大推土量；多鏟集運：多次鏟土，一次推送，縮短運時，硬質土 二、鏟運機 分類：自行式，拖式，索式，油壓式 特點：操作靈活，速度快，生產率高，費用低 適用：開挖大基坑、填筑堤壩，路基。含水量不超過去時27一三類土。 （一）、運行路線：（如圖1-33）（二）、施工方法： 1、下坡鏟土法：借自重 2、跨鏟法：形成土槽 增加鏟量 3、助鏟法：與推土機協作業 三、單頭挖土機分類：正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟、機械式、液壓式 （一）正鏟挖土機 特點：前進向前，強制切土，卸土（側面，后面） （二）反鏟挖土機 特點：后退向下，強制切土，挖掘力比正鏟小 作業方式：溝端，溝側 （三）拉鏟挖土機 特點：后退向下，自重切土

14、（四）挖土機，與汽車配套計算 1、挖土機數：2、自卸汽車配合計算：第五節 人工降低地下水影響： 地下水滲入基坑，挖土困難； 邊坡塌方； 地基浸水，影響可載力 方法： 集水坑降水； 輕型井點降水 一、集水坑降水法構造：方法：沿坑壁邊緣設排水溝、隔段設集水井、由水泵將井中水抽出坑外。1、水坑設置 平面：設在基礎范圍外，地下水上游 排水溝：寬0.20.3m 深0.30.6 溝底設縱坡0.2%0.5% 始終比挖面低0.40.5m 集水坑：寬徑0.6，土面0.71.0m，防邊坡失穩 2、泵選用 離心泵：抽水原理 潛水泵： 特點：體積小、質量輕、移動方便、安裝簡單、不需引力3、運用粗粒土層和降水量小粘性土

15、 4、流砂及其防治 現象：挖坑時，坑底下的土隨水涌入坑內，邊挖邊冒，無法挖深 流砂發生的條件： A、土層中有厚度>250mm的粉砂土層 B、土的含水率>30% 或孔隙率>43% C、粘粒含量<10%,粉砂粒含量>75% D、砂土滲透系數、排水性差 原因分析 內部條件：細砂、粉砂、 亞砂土 外部條件：地下水及動力壓力的大小和方向；地下水滲流對單位土體內骨架產生的壓力；單位土骨架對地下水阻力；力平衡方程。 防流砂措施 A、枯水期施工 B、拋大石塊法 C、打鋼板樁法 D、水下挖土法 E、人工降低地下水位法 F、地下連續墻二、井點降水方法：基坑周圍埋設點管，地下水流入管中，抽水設備抽出坑外。分類：輕型井點、噴射井點、管井井點、深井井點、電路井點。1、輕型井點：2、噴射井點： 布置：坑寬10m 時，單排布置；大面積基坑，環形布置；井點間距，坑寬>10m時，雙排布置 3、電滲井點 4、管井井點 5、深井井點三、輕型井點降水1、輕型井點設備 2、輕型井點布置 （1）平面布置 溝坑寬<6m，且降水深度<5m：單排布置，布置在地下水上游；溝坑寬>6,或土質不良：雙排布置 坑面積大，環形布置。（2）高程布置： 一般H6m；當H>6m時，降低總管平臺面標高。一級輕型井點達不到深度要