第1章土方工程第一章土方工程第一章土方工程本章要求

1.了解土方工程施工特點；掌握土方量的計算、場地平整施工的豎向規劃設計。

2.掌握基坑開挖施工中的降低地下水位方法，基坑邊坡穩定及支護結構設計方法的基本原理。

3.熟悉常用土方機械的性能和使用范圍。

4.掌握填土壓實和路堤填筑的要求和方法。

5.自學爆破施工的基本概念及常用爆破方法。本章重點：土的可松性，土方量的計算，場地平整施工的豎向規劃設計，輕型井點系統的設計，邊坡塌方、流砂的原因及防治，填土壓實的原理、方法及施工控制。本章難點：利用土的可松性系數進行土方量的計算，輕型井點的計算，影響填土壓實的因素。概述

土方工程包括土的開挖、運輸和填筑等施工過程，有時還要進行排水、降水、土壁支撐等準備工作。在建造工程中，最常見的土方工程有：場地平整、基坑（槽）開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。土方工程施工往往具有工程量大、勞動繁重和施工條件復雜等特點；土方工程施工又受氣候、水文、地質、地下障礙等因素的影響較大，不可確定的因素也較多，有時施工條件極為復雜。

概述

土方工程包括土的開挖、運輸和填筑等施工過程，有時還要進行排水、降水、土壁支撐等準備工作。在建造工程中，最常見的土方工程有：場地平整、基坑（槽）開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。

土方工程施工往往具有工程量大、勞動繁重和施工條件復雜等特點；土方工程施工又受氣候、水文、地質、地下障礙等因素的影響較大，不可確定的因素也較多，有時施工條件極為復雜。長江三峽工程船閘高邊坡土體為砂土,然后淤泥軟土廣州市海珠城廣場工地基坑擋土墻發生坍塌事故北京西城一工地連續塌陷一路人被埋身亡2008-01-14坍塌處最終形成長約23米、寬約8米、深約17米的缺口20060103北京東三環京廣橋附近主輔路出現200平方米的大坑南京鬧市煤氣管道爆炸原因系地鐵施工路面下沉

09-04-28浙江金華一公安局長在別墅區挖井引爆煤氣管土的分類土的分類繁多，其分類法也很多，如按土的沉積年代、顆粒級配、密實度、液性指數分類等。在土木工程施工中，按土的開挖難易程度將土分為八類如下表，這也是確定土木工程勞動定額的依據（詳見下表）。類別土的名稱開挖方法可松性系數KsK's第一類（松軟土）砂，粉土，沖積砂土層，種植土，泥炭（淤泥）用鍬、鋤頭挖掘1.08~1.171.01~1.04第二類（普通土）粉質粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土和粉土用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松1.14~1.281.02~1.05第三類（堅土）軟及中等密實粘土，重粉質粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、粉質粘土、壓實的填筑土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍1.24~1.301.04~1.07第四類（礫砂堅土）重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實的黃土，天然級配砂石，軟泥灰巖及蛋白石先用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用鍥子及大錘1.26~1.371.06~1.09第五類（軟石）硬石炭紀粘土，中等密實的頁巖、泥灰巖、白堊土，膠結不緊的礫巖，軟的石灰巖用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破方法1.30~1.451.10~1.20第六類（次堅石）泥巖，砂巖，礫巖，堅實的頁巖、泥灰巖，密實的石灰巖，風化花崗巖、片麻巖用爆破方法，部分用風鎬1.30~1.451.10~1.20第七類（堅石）大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中粒花崗巖，堅實的白云巖、礫巖、砂巖、片麻巖、石灰巖，風化痕跡的安山巖、玄武巖用爆破方法1.30~1.451.10~1.20第八類（特堅石）安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖，玢巖用爆破方法1.45~1.501.20~1.30土的工程分類

土的工程性質

土的工程性質對土方工程施工有直接影響，也是進行土方施工設計必須掌握的基本資料。土的主要工程性質有：土的可松性、滲透性、密實度、抗剪強度、土壓力等。

土的含水量：土中水的質量與固體顆粒質量之比的百分率。1.1.2土的工程性質1.1.2.1土的含水量式中：m濕——含水狀態土的質量，kg；m干——烘干后土的質量，kg；mW——土中水的質量，kg；

mS—固體顆粒的質量，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:在天然狀態下，單位體積土的質量。它與土的密實程度和含水量有關。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——土的總質量，kg；V—

土的體積，m3。

(1.2)干密度:

土的固體顆粒質量與總體積的比值，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)1.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過的性質。土的滲透性用滲透系數表示。滲透系數：表示單位時間內水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數。土的滲透系數

表1.2土的滲透系數參考表

土的名稱

滲透系數(m/d)土的名稱滲透系數(m/d)粘土

＜0.005中砂

5.00～20.00亞

粘

土

0.005～0.10均質中砂

35～50輕亞粘土

0.10～0.50粗砂

20～50黃土

0.25～0.50圓

礫

石

50～100粉砂

0.50～1.00卵石

100～500細砂

1.00～5.00

⑴土具有可松性即自然狀態下的土，經過開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經回填壓實，仍不能恢復。土的可松性程度用可松性系數表示，即

—最初可松性系數—最后可松性系數土的最初可松性系數KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數；土的最終可松性系數是計算填方所需挖土工程量的主要參數，各類土的可松性系數.．土的壓縮量：原狀土經機械壓實后的沉降量：根據不同土質，其沉降量一般在：3~30cm之間。式中：P——機械壓實的有效作用力（MPa）

C——原狀土的抗陷系數（MPa）1.2.2場地平整土方計算

對于在地形起伏的山區、丘陵地帶修建較大廠房、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計要求的平面。

場地挖填土方量計算有方格網法和橫截面法兩種。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。對于地形較平坦地區，一般采用方格網法。

方格網法計算場地平整土方量步驟為：(1)讀識方格網圖方格網圖由設計單位(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，與測量的縱橫坐標相對應，在各方格角點規定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設計標高(Hn)(2)計算場地各個角點的施工高度

施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設計標高為基準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；n—方格的角點編號(自然數列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)。1．計算場地各方格角點的施工高度：“＋”為填方；“－”為挖方。2．確定零線：4)．計算每一方格的挖填方工程量：編號施工高度地面標高設計標高A0Bh2h1xa⑴方格四個角點全部為挖（填）方時：⑵兩個角點為挖、兩個角點為填時：挖方：填方：⑶方格三個角點為挖、另一個角點為填時：填方：挖方：

5.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的挖方量或填方量.表1-3常用方格網點計算公式【例1.1】某建筑場地方格網如圖1.7所示，方格邊長為20m×20m，填方區邊坡坡度系數為1.0，挖方區邊坡坡度系數為0.5，試用公式法計算挖方和填方的總土方量。

【解】

(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然標高，計算結果列于圖1.8中。

由公式1.9得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=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=4.55(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)=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：

VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)

方格網總填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)

方格網總挖方量：∑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)V⑦(+)=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(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)1.2.3土方調配

土方調配是土方工程施工組織設計(土方規劃)中的一個重要內容，在平整場地土方工程量計算完成后進行。編制土方調配方案應根據地形及地理條件，把挖方區和填方區劃分成若干個調配區，計算各調配區的土方量，并計算每對挖、填方區之間的平均運距(即挖方區重心至填方區重心的距離)，確定挖方各調配區的土方調配方案，應使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本。

土方調配的原則：力求達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。進行土方調配，必須依據現場具體情況、有關技術資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法，綜合上述原則，并經計算比較，選擇經濟合理的調配方案。調配方案確定后，繪制土方調配圖(如圖1.10)。在土方調配圖上要注明挖填調配區、調配方向、土方數量和每對挖填之間的平均運距。圖中的土方調配，僅考慮場內挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方。1.3施工準備與輔助工作1.3.1施工準備

(1)在場地平整施工前，應利用原場地上已有各類控制點，或已有建筑物、構筑物的位置、標高，測設平場范圍線和標高。(2)對施工區域內障礙物要調查清楚，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、構筑物；拆除和改造通訊和電力設施、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施，采用排水溝、截水溝或擋水壩措施，把施工區域內的雨雪自然水、低洼地區的積水及時排除，使場地保持干燥,便于土方工程施工。(4)對于大型平整場地，利用經緯儀、水準儀，將場地設計平面圖的方格網在地面上測設固定下來，各角點用木樁定位，并在樁上注明樁號、施工高度數值,以便施工。

(5)修好臨時道路、電力、通訊及供水設施，以及生活和生產用臨時房屋。1.3.2土方邊坡與土壁支撐

土壁穩定，主要是由土體內摩阻力和粘結力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有：

邊坡過陡，使土體本身穩定性不夠，尤其是在土質差、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，或停放機具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產生的剪應力超過土體的抗剪強度。

當地質條件良好、土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，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定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。

當挖地基坑較深或晾槽時間較長時，應根據實行情況采取護面措施。常用的坡面保護方法有帆布、塑料薄膜覆蓋法，坡面拉網法或掛網。當地質條件良好，土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內且不加支撐的邊坡的最陡坡度應符合表1.4規定。

基坑(槽)或管溝挖好后，應及時進行基礎工程或地下結構工程施工。在施工過程中，應經常檢查坑壁的穩定情況。表1.4深度在5m內的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度

土的類別

邊坡坡度(高∶寬)坡頂無荷載

坡頂有靜載

坡頂有動載

中密的砂土

1∶1.001：1.251：1.50中密的碎石類土(充填物為砂土)1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土

1：0.671：0.751：1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉質粘土、粘土

1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.101：0.251：0.33軟土(經井點降水后)1：1.00----

永久性挖方邊坡坡度應按設計要求放坡。臨時性挖方的邊坡值應符合表1.5的規定。

表1.5臨時性挖方邊坡值

土的類別

邊坡值(高∶寬)砂土(不包括細砂、粉砂)1∶1.25～1∶1.50一般性粘土

硬

1∶0.75～1∶1.00硬、塑

1∶1.00～1∶1.25軟

1∶1.50或更緩碎石類土

充填堅硬、硬塑粘性土

1∶0.50～1∶1.00充填砂土

1∶1.00～1∶1.501.3基坑工程1.3.1土方邊坡及其穩定：m=B/H，m——坡度系數m的物理意義：當基坑深為1米時，邊坡寬度的大小。邊坡可以做成：直線形、折線形、踏步形。1.邊坡坡度圖BH影響邊坡系數m大小的因素：2.⑴土質；⑵挖土深度；⑶施工期間邊坡上的荷載；⑷土的含水率及排水情況；⑸邊坡的留置時間。*土含水量增加，對邊坡穩定的影響：土含水量增加，將增大土的自重，從而使剪應力增加；土含水量增加，土顆粒間粘結力減小，土的抗剪強度降低。1.3.2土壁支護：三種類型：加固型支護、支擋型支護、混合型支護。1.加固型支護：是對基坑邊坡滑動棱體范圍及其附近土體進行加固，改善其物理力學性能，使其成為具有一定強度和穩定性的土體結構，從而保證土體結構，并兼有抗滲作用。按施工方法分：◆

深層攪拌水泥土樁墻支護；

◆

高壓噴射旋噴樁支護。

2.支擋型支護：是利用設置在基坑土壁上的支擋構件承受土壁的側壓力及其他荷載，保持土體結構的穩定。按施工方法分：

土釘支護（土釘墻）；

土層錨桿支護；

排樁式支護；

板樁支護；

鋼木支撐。*若按受力狀態分：橫撐式支撐、板樁式支護結構（懸臂式、支撐式）、重力式支護結構（如：地下砼連續墻）。⑴重力式水泥土墻：水泥土墻是通過攪拌樁機將水泥與土進行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁），而構成重力式支護結構。重力式水泥土墻支護結構的設計包括：①整體穩定；②抗傾覆穩定；③抗滑移穩定；④位移；⑤其他：驗算抗滲、墻體應力、地基強度。⑵板樁：1．板樁設計的五要素：板樁工程事故失敗的主要原因：●

入土深度不夠，在土壓力的作用下，板樁的入土部分走動而出現坑壁滑坡；●

板樁本身剛度不夠，在土壓力作用下失穩彎曲；●

支撐或拉錨的強度不夠；●

拉錨長度不足，錨碇失去作用而使土體滑動；

●

板樁位移過大，造成周邊環境的破壞?！?/p>

入土深度；★截面彎矩；★支點反力；★拉錨長度；★板樁位移。1.3.3基坑、基槽土方工程量計算1．基坑：2．基槽：⑴條形基礎的基槽在某一段長度內，基槽截面形狀、尺寸不變時：⑵管溝土方量計算：F0HF2F1HI－I

基坑工程中的降低地下水亦稱地下水控制，即在基坑工程施工過程中，地下水要滿足支護結構和挖土的施工要求，并且不因地下水位的變化，對基坑周圍的的環境和設施帶來危害。(一)降水目的(二)集水井法(明排水法)(三)輕型井點降水1.3.4降水(一)降水目的1、防止涌水、流砂，保證在較干燥的狀態下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、減少坑壁支護結構的水平荷載。

地下含水構造的種類滯水層不透水層潛水層不透水層承壓水層不透水層1.3.4降水降水方法：集水坑降水法、井點降水法。1．集水坑降水法：是在基坑開挖過程中，沿坑底周圍或中央開挖有一定坡度的排水溝，在坑底每隔一定距離設一個集水坑，地下水通過排水溝流入集水坑中，然后用水泵抽走。適用范圍：面積較小、土質較好、粗顆粒土層或粘性土層、降水深度不大的基坑（槽）開挖工程。⑴集水坑的設置：⑵抽水設備：離心泵、潛水泵、軟軸水泵。

用于土質較好、水量不大、基坑可擴大者挖至地下水位時，挖排水溝→設集水井→抽水→再挖土、溝、井要求：

(1)排水溝：沿基坑底四周設置，底寬≮300mm，溝底低于坑底500mm，坡度1％。

(2)集水井：沿基坑底邊角設置，間距20～40m，直徑0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。長期用，有護壁和碎石壓底。

(3)水泵：離心泵、潛水泵、污水泵3)具體條件：流砂現象

當開挖深度大、地下水位較高而土質為細砂或粉砂時，如果采用集水井法降水開挖，當挖至地下水位以下時，坑底下面的土會形成流動狀態，隨地下水涌入基坑，這種現象稱為流砂（4）流砂的產生與防治：①產生的原因：②防治方法：◆

改變動水壓力方向；◆

減小動水壓力，增大滲流路徑。

Q

F

GDρh1Fρh2Fh1Lh2TLF如果土層中產生局部流砂現象，應采取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩定，不受水壓干擾。其方法有：

(1)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；

(2)水中挖土時，不抽水或減少抽水，保持坑內水壓與地下水壓基本平衡；

(3)采用井點降水法、打板樁法、地下連續墻法防止流砂產生。2．井點降水法：3．輕型井點：⑴輕型井點設備：管路系統：濾管、井點管、彎聯管、總管。抽水設備：真空泵、射流泵、隔膜泵。井點類型K(m/d)H(m)輕型井點0.1~503~6（6~12）噴射井點0.1~28~20電滲井點＜0.1管井井點20~2003~5深井井點10~250＞154.輕型井點布置(1)平面布置單排：在溝槽上游一側布置，每側超出溝槽。用于溝槽寬度B≤6m，降水深度≤5m。(圖示)雙排：在溝槽兩側布置，每側超出溝槽。用于溝槽寬度B>6m，或土質不良。環狀：在坑槽四周布置。用于面積較大的基坑。⑵輕型井點布置：①平面布置：單排線狀布置：B＜6m雙排線狀布置；環狀布置。②高程布置：L②高程布置：式中：HA——井點管的埋設深度（m）；

H1——井點管埋設面至基坑底面的距離；

h1——基坑底面至降低后的地下水位的距離；取0.5~1m。

I——水力坡度；單排：1/4；雙排：1/10。

L——井點管至基坑中心的水平距離。（當井點管為單排布置時，為井點管至對邊坡腳的水平距離）示例：基坑底寬1.8m，深3m，地下水位距地面1.2m，土方邊坡1：0.5，采用輕型井點降水。試確定：⑴平面布置類型；⑵井點管最小埋深及要求的降水深度；⑶當采用6m長井點管時，其實際埋深及降水深度。最小降水深度S：基坑中心的降水深度⑴計算基槽上口寬度：∴采用單排線狀布置。⑵最小埋深HA及降水深度S：【解】當一級井點降水達不到降水深度要求時，可采用二級井點。1.4土方填筑與壓實1.4.1土料的選擇和填筑方法1．土料的選擇：⑴碎石類土、砂土、爆破石渣，可作表層以下的填料；⑵含水量符合壓實要求的粘性土，可作各層填料。不能選用的幾種土：▲含水量大的土；▲淤泥、凍土、膨脹性土及有機物含量＞8%的土；▲硫酸鹽含量＞5%的土。▲在道路工程中，粘性土不是理想的路基填料。2．填筑方法：▲接近水平的分層填土、分層壓實；▲采用兩種回填土時，應分層填筑，不得混雜使用。1.4.2填土壓實的方法：碾壓法——大面積填筑工程。滾輪壓力。壓路機、平碾、羊足碾……夯實法——小面積填筑工程。沖擊力。蛙式夯、柴油夯、人工夯……振動壓實法——非粘性土填筑。顆粒失重、排列填充。振動夯、平板振搗器1.4.3影響填土壓實質量的因素

土的含水量、鋪土厚度、壓實功。1．土的含水量：最優含水量：使填土壓實獲得最大密實度時的含水量。2．鋪土厚度：填方每層鋪土厚度應根據土質、壓實的密實度要求和壓實機械的性能確定。一般H?。?00mm~300mm。3．壓實功：不同機械有效影響深度不同。ρw0——小則不粘結、摩阻大，大則橡皮土；應為最優含水量zσ壓實機械每層鋪土厚度（mm）壓實遍數平碾250~3006~8振動壓實機250~3503~4柴油打夯機200~2503~4人工打夯＜2003~4ρW(N·m)0壓實遍數1.4.4填土壓實的質量檢查1．質量要求：壓實系數（λc）：是土的施工控制干密度和土的最大干密度的比值。P42表1-23填土壓實系數采用“環刀法”按規定取樣。（一般場地平整0.9，填土作地基0.93~0.96）土的最優含水量和最大干密度參考表項次土的種類變動范圍最優含水量（%）（質量比）最大干密度（103kg/m3）1砂土8~121.80~1.882粘土19~231.58~1.703粉質粘土12~151.85~1.954粉土16~221.61~1.801.5土方工程機械化施工1.5.1推土機：作業方法：下坡推土法；并列推土；槽形推土；多鏟集運；鏟刀上附加側板。適用范圍：場地清理、場地平整、開挖深度不大的基坑、回填土等。1.5.2單斗挖土機：正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟。1．正鏟挖土機：工作特點：前進向上，強制切土。適用范圍：基坑內作業、3m以上無地下水的干燥基坑。停機面以上、含水量30％以下、一～四類土的大型基坑開挖。作業方式：正向挖土、側向卸土；正向挖土、后方卸土。正鏟挖掘機2．反鏟挖土機：

工作特點：后退向下、強制切土。適用范圍：開挖停機面以下、一至三類的砂土或粘土，最大挖土深度4~6m?；?、基槽、管溝等。作業方式：溝端開挖；溝側開挖。3．抓鏟挖土機：工作特點：直上直下、自重切土。適用范圍：停機面以下、開挖較松軟的土（一～二類土），窄而深的基坑、沉井，特別是水下挖土。作業方式：立于作業面一側。4．拉鏟挖土機：工作特點：后退向下、自重切土。適用范圍：停機面以下、一至三類土，較大基坑、溝渠，挖取水下泥土。填筑路基、堤壩、河道清淤。作業方式：溝端開挖；溝側開挖。反鏟挖掘機抓鏟挖掘機拉鏟挖掘機地下連續墻作用：截水、防滲、擋土、承重。適用范圍：地下深基礎的側墻、高層建筑基礎、水工建筑。a、修筑導墻測量放線土方開挖鋼筋綁扎模板安裝混凝土澆筑拆模、養護

b、劃分槽段，進行開挖c、泥漿護壁d、清槽換漿e、吊放鋼筋籠f、槽段接頭g、澆筑混凝土§1.6土石方工程常見的質量事故及處理一、場地積水現象：場地平整后局部或大面積積水。原因：挖方時，場地表面不平，沒有排水坡度或排水溝；填方時，未分層回填壓實。預防：排水設施；壓實回填土；杜絕標高出現差錯?！?.5土石方工程常見的質量事故及處理一、場地積水根治：立即疏通排水設施，排除積水；加大排水坡度；對低洼部位，填土找平，夯實至不再積水為止。§1.5土石方工程常見的質量事故及處理二、填方出現翻漿現象現象：填土受夯時，基土出現受壓處下陷而四周鼓起，形成軟塑狀態，而體積并沒有壓縮。原因：填土下面的腐殖土、淤泥等原狀土未清除。填土時擾動了原狀土。夯實使表面形成硬殼更加阻止其水分蒸發。§1.5土石方工程常見的質量事故及處理二、填方出現翻漿現象預防：避免在腐殖土、淤泥等原狀土上回填土。控制新的回填土的含水量。作好填土范圍的排水設施排除地表水。根治：用灰土以及碎磚摻入翻漿土。將翻漿土挖除，換填3：7灰土，并級配砂、石夯實?！?.5土石方工程常見的質量事故及處理三、邊坡塌方（填方）現象：填方邊坡滑塌，造成坡腳處的土方堆積。原因：邊坡基底的雜草、淤泥未清除干凈。原陡坡與新填土未形成階梯形搭接。邊坡未分層夯實。護坡措施不利?！?.5土石方工程常見的質量事故及處理三、邊坡塌方（填方）預防：按規定放坡。選擇符合要求的回填土。對回填土分層夯實。采取鋪砌片石、草皮、噴漿、抹面等防護措施。根治：清除塌方上部的松土，用3：7灰土分層回填夯實修復。作好排水和表面防護?！?.5土石方工程常見的質量事故及處理三、邊坡塌方（挖方）現象：邊坡局部或大面積滑塌。原因：放坡不夠。未及時排除地表和地下水。坡頂荷載或外力影響使土體失去穩定。§1.5土石方工程常見的質量事故及處理三、邊坡塌方（挖方）預防：按規定放坡。不允許放坡時進行可靠支護?？刂破马敹盐锖奢d。根治：將坡度改緩。作好表面防護。不能放坡時加設臨時支護。清除塌方，用塊石填砌或回填灰土嵌補，并與原狀土作階梯形搭接。1.7、土石方工程的冬期施工一、凍土的定義、特性及分類：1.凍土：溫度低于0℃，且含有水的各類土2.按照凍融時間的長短分類：季節性凍土（分布于東北、華北地區）永凍土（分布于大小興安嶺、青藏高原和西北高山區）3.季節性凍土層：一般指年復一年的冬季凍結、夏季融化的土層。4.凍結深度：季節性凍土層的厚度。5.最大凍深：凍結深度在一年之中的最大值。6.凍脹：土在凍結后，體積比凍前增大的現象。7.凍脹量：△V=Vi—V0△V——凍脹量（cm3)Vi——凍后的體積（cm3）

V0——凍前的體積（cm3）8.凍脹率：

Ka=(Vi—V0)/V0*100%=△V/V0*100%一、土石方工程的冬期施工分類：Ⅰ類不凍脹Ka≤1%對敏感的淺基礎無任何危害Ⅱ類弱凍脹Ka≈1%~3%對淺埋基礎的建筑物也無危害，在最不利的條件下，結構可能產生微小的裂縫，但不影響建筑物的安全Ⅲ類凍脹Ka=3.5%~6%淺埋基礎的建筑物將會產生裂縫Ⅳ類強凍脹Ka>6%淺埋基礎的建筑物將會產生嚴重破壞青藏高原的凍土層施工人員在進行凍土地帶勘探一、土石方工程的冬期施工二、分為松土防凍法、覆雪防凍法和保溫材料覆蓋法地基土的保溫防凍：三種。1.松土防凍法：在土壤凍結之前，在預先確定的冬季挖土面上，將表土翻松耙平，利用松土中的空氣來降低土壤的導熱性。翻松深度一般為0.25m~0.3m。經過z晝夜的凍結，土的凍結深度H為：H=A（4p—p∧2）

A——土的防凍計算系數；

p——用公式p=∑zt/1000求的；

z——土的凍結時間（d）；

t——土凍結時外部空氣的溫度（℃），負溫取絕對值。一、土石方工程的冬期施工2、.覆雪防凍法：（1）適用于降雪量較大的地區，利用雪的覆蓋做保溫層，防止土壤凍結。（2）大面積土方工程：在地面上設置籬笆，高為0.5~1.0m，間距10~15m，布置方向與與風向垂直設置。（3）小面積土方工程：在初次降雪后，在待開挖的基槽地面上，挖上積雪溝，深度為30~50cm，挖好后就快用雪填滿。一、土石方工程的冬期施工大面積土方工程小面積土方工程3.保溫材料（1）適用于面積較小的基坑、基槽的防凍。（2）保溫材料：爐渣、鋸末、膨脹珍珠巖、草袋、樹葉等。（3）對于已挖基坑，保溫材料鋪設在基坑、基槽的底面上，靠近坑壁處應該加厚。（4）對于未挖基坑，保溫材料的鋪設寬度應為凍結深度的兩倍之和。已挖基坑保溫法未挖基坑保溫法凍土的融化：燜火烘烤法：適用于面積較小，凍土不深,且燃料便宜的地區。循環針法：適用于大部分地區，分為蒸汽循環針法和熱水循環針法。電熱法：效果最佳，但是能源消耗大。凍土的開挖：1.人工法:適用于小面積和場地狹窄的地區。一、土石方工程的冬期施工2.機械開挖：凍土深度（m）施工機械<0.2m推土機或中等動力的挖掘機<0.3m專用松土機<0.4m大馬力挖掘機0.4~1.0m打樁機3.爆破法：深度在2m以內，采用直立爆破孔。深度超過2m，采用水平爆破孔。冬期回填施工：1.室外的基坑、基槽、管溝可用含有凍土塊的土回填，但是凍土塊的體積不得超過總體積的15%。2.室內的回填不得使用含有凍土塊的土回填。3.管溝回填時，溝底至管頂0.5m的范圍內，不得使用含有凍土塊的土，上部回填土中凍土塊的體積不應該超過該部分填土的15%。4.回填應該連續進行。1.雨期施工要解決排水問題；2.雨期開挖的基坑、基槽、管溝，應該注意邊坡穩定；3.雨期施工工作面不宜過大，應該逐段、逐片施工；4.為防止基坑浸泡，開挖時應在基坑內做好排水溝、集水井；5.基礎施工完成后，應抓緊基坑四周的回填工作。土方工程雨期施工土方工程場地平整基坑工程填筑壓實機械化施工H0△hHnhnVm支護板樁降水填壓方法影響因素質量檢查工作特點總結1.1土的可松性在工程中有哪些應用？1.2場地設計標高的確定方法有幾種？它們有何區別？1.3試述影響邊坡穩定的因素有哪些？并說明原因。1.4土壁支護有哪些形式？1.5試述“相當梁法”的計算原理。1.6水泥土墻設計應考慮哪些因素？1.7降水方法有哪些？其適用范圍有哪些？1.8簡述流砂產生的原因及防治措施？1.9輕型井點的設備包括哪些？1.10輕型井點的設計包括哪些內容？其設計步驟如何？1.11單斗挖土機有幾種形式？分別適用開挖何種土方？1.12敘述影響填土壓實的主要因素？1.13填土的密實度如何評價？復習思考1.名詞解釋：⑴土的最終可松性系數：⑵流砂現象：⑶滲透系數：⑷動水壓力：⑸坡度系數：⑹壓實系數：⑺土的最佳含水量：⑻土的可松性：練習2．單項選擇：⑴某基坑開挖土方量為V1，基礎在坑內占體積為V2，土的最初可松性系數和最終可松性系數分別為Ks和K’s。則該基坑除留下回填用土后的多余土方外運量為：（

）A．B．C．D．⑵井點降水系統計算時引入假想半徑ｘ０的條件是基坑長寬比（）。A．不大于5

B．不小于5

C．不大于6

D．小于8練習⑶在含有自由潛水面的兩個不透水層之間的砂性含水層中，當埋入的井點達到下面不透水層時，該水井類型為（）。A．無壓完整井B．無壓非完整井C．承壓完整井D．承壓非完整井⑷當基坑的土是細砂或粉砂時，宜選用的降水方法是（）。Ａ．四周設排水溝與集水井Ｂ．用抽水泵從基坑內直接抽水Ｃ．同時采用方法Ａ與ＢＤ．輕型井點降水練習(5)確定填土壓實的每層鋪土厚度應考慮的因素為（）。A．壓實方法Ｂ．土的含水量Ｃ．壓實遍數Ｄ．綜合考慮A和C(6)輕型井點降水中系統中，離心泵的吸水揚程（）。A．越小越好B．越大越好C．大小均可D．等于零(7)在同一壓實功條件下，土的含水量對壓實質量的影響是（）。A．含水量大好B．含水量小好C．含水量為某一值好D．含水量為零時好練習2．單項選擇：⑴某基坑開挖土方量為V1，基礎在坑內占體積為V2，土的最初可松性系數和最終可松性系數分別為Ks和K’s。則該基坑除留下回填用土后的多余土方外運量為：（）A．B．C．D．⑵井點降水系統計算時引入假想半徑ｘ０的條件是基坑長寬比（）。A．不大于5

B．不小于5

C．不大于6

D．小于8DA練習⑶在含有自由潛水面的兩個不透水層之間的砂性含水層中，當埋入的井點達到下面不透水層時，該水井類型為（）。A．無壓完整井B．無壓非完整井C．承壓完整井D．承壓非完整井⑷當基坑的土是細砂或粉砂時，宜選用的降水方法是（）。Ａ．四周設排水溝與集水井Ｂ．用抽水泵從基坑內直接抽水Ｃ．同時采用方法Ａ與ＢＤ．輕型井點降水DC練習⑺確定填土壓實的每層鋪土厚度應考慮的因素為（）。A．壓實方法Ｂ．土的含水量Ｃ．壓實遍數Ｄ．綜合考慮A和C⑼輕型井點降水中系統中，離心泵的吸水揚程（）。A．越小越好B．越大越好C．大小均可D．等于零⑽在同一壓實功條件下，土的含水量對壓實質量的影響是（）。A．含水量大好B．含水量小好C．含水量為某一值好D．含水量為零時好CDB練習3．填空題：⑴土的工程分類是按土開挖的難易程度將土分為（）大類。⑵輕型井點的布置應根據（）、（）、（）、（）而定。⑶填土壓實方法有（）、（）、（）。⑷影響填土壓實的因素有（）、（）、（）。(5)基坑坑壁支護的類型有（）、（）、（）三種。(6)板樁設計的五要素（）、（）、（）、（）、（）。(7)基坑降水的方法有（）、（）。(8)輕型井點平面布置的形式有（）、（）、（）。練習3．填空題：⑴土的工程分類是按土開挖的難易程度將土分為（八）大類。⑵輕型井點的布置應根據（基坑大小與深度）、（土質）、（地下水位高低與流向）、（降水深度要求）而定。⑶填土壓實方法有（碾壓法）、（夯實法）、（振動壓實法）。⑷影響填土壓實的因素有（土的含水量）、（鋪土厚度）、（壓實功）。⑸流砂產生的原因是（），防治流砂的方法有（改變動水壓力方向）、（增大動水壓力路經）等。⑹基坑坑壁支護的類型有（加固型）、（支擋型）、（混合型）三種。⑺板樁設計的五要素（入土深度）、（截面彎矩）、（支點反力）、（拉錨長度）、（板樁位移）。⑻基坑降水的方法有（集水坑降水法）、（井點降水法）。⑼井點降水根據開挖深度不一樣，滲流速度不一樣，可劃分為（輕型井點）、（噴射井點）、（電滲井點）、（管井井點）和（深井井點）五種類型。⑽輕型井點平面布置的形式有（單排線狀布置）、（雙排現狀布置）、（環狀布置）。練習⑾輕型井點系統的類型有：（）、（）、（