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1、建筑施工技术Building Construction Technology目录Contents 04 钢筋混凝土工程01 土方工程02 桩基础工程03 砌筑工程05 结构安装工程06 防水工程07 装饰工程章目录ChapterContents04 土方工程的机械化施工01 土的工程分类及其工程物理性质02 基坑（槽）的土方开挖03 土方填筑与压实05 人工降低地下水位第1章 土方工程全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程第1节土的工程分类及其工程物理性质1.1.1 土的工程分类 土的工程分类方法主要有二种，其中，按照土的开挖难易程度可分为八类，见表1-1 1.1.2 土的基本性质
2、在学习土的基本性质之前，让我们先来了解“土的组成”。1.1.2.1 土的组成全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.1.2.1 土的组成m 土的总质量（m=ms=mw）(kg);ms 土中固体颗粒的质量（kg）;mw土中水的质量（kg）;V 土的总体积（V=Va+Vw+Vs）(m3);Va 土中空气体积(m3)；Vs 土中固体颗粒体积(m3)；Vw 土中水所占的体积(m3)；Vv 土中孔隙体积（Vv=Va+Vw）(m3)；第1节土的工程分类及其工程物理性质全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.1.2.2 土的物理性质1.土的可松性与可松性系数最初可松性系数：KS=
3、V2/V1 ；最终可松性系数：KS=V3/V1。2.土的天然含水量：=mw100%/ms3.土的天然密度和干密度土的天然密度：=m/V；土的干密度：d=ms/V4.土的孔隙比和孔隙率孔隙比：e=Vv/Vs；孔隙率：n=Vv100%/V 5.土的渗透系数：土的渗透性系数表示土中的水在单位水力坡度作用下，单位时间内渗透的距离，即：K=v/i。其取值见表1-1第1节 土的工程分类及其工程物理性质全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 开挖方法开挖方法 可松性系数可松性系数 KS KS 一类土一类土(松软土松软土)砂、亚砂土，冲积砂土，种植土、泥炭砂
4、、亚砂土，冲积砂土，种植土、泥炭(淤泥淤泥)能用锹、锄头挖能用锹、锄头挖掘掘 1.081.17 1.011.04 二类土二类土(普通土普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土、填筑土及亚砂土土、填筑土及亚砂土 用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻少许用镐翻松松 1.141.28 1.021.05 三类土三类土(坚土坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土 主要用镐，少许主要用镐，少许用锹、锄头，用锹
5、、锄头，部分用撬棍部分用撬棍 1.241.30 1.041.07 四类土四类土(砂砾坚土砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土、天然级配砂石，软的泥灰岩及蛋白石土、天然级配砂石，软的泥灰岩及蛋白石 用镐、撬棍，然用镐、撬棍，然后用锹挖掘，后用锹挖掘，部分用楔子部分用楔子及大锤及大锤 1.261.37 1.061.09 五类土五类土(软石软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩，白垩土，硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩，白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩胶结不紧的砾岩，软的石灰岩 用镐或撬棍、大用镐或撬棍、大锤，部分使锤，部分使
6、用爆破用爆破 1.301.45 1.101.20 六类土六类土(次坚石次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩、泥灰岩，密实的泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩、片麻岩石灰岩，风化花岗岩、片麻岩 用爆破方法，部用爆破方法，部分用风镐分用风镐 1.301.45 1.101.20 七类土七类土(坚石坚石)大理岩，辉绿岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、大理岩，辉绿岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩 用爆破方法用爆破方法 1.301.45 1.101.20 八类土八类土(特坚石特坚石)玄武岩，花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长
7、岩、玄武岩，花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉绿岩石英岩、辉绿岩 用爆破方法用爆破方法 1.451.50 1.201.30 全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程第2节 基坑（槽）的土方开挖1.2.1 土方边坡图1-2土方边坡a)直线形 b)折线形 c)踏步形全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.2 基坑、基槽土方量计算图1-3基坑土方量计算基坑土方量可按立体几何中棱柱体体积计算公式计算：全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程图1-4基槽土方量计算基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分段后，再用同样的方法计算：全国高职高专教育“十二五”规划
8、教材第1章 土方工程1.2.3 场地平整土方量计算1.1.场地设计标高的确定场地设计标高的确定确定场地设计标高时应考虑以下因素:满足建筑规划和生产工艺及运输的要求;尽量利用地形，减少挖填方数量;场地内的挖、填土方量力求平衡，使土方运输费用最少;有一定的排水坡度，满足排水要求。按照挖填平衡原则，场地设计标高可按下式计算:全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.3 场地平整土方量计算2.2.场地设计标高的调整场地设计标高的调整原计划所得的场地设计标高H0仅为一理论值，实际上，还需考虑以下因素进行调整：(1)土的可松性影响由于土具有可松性，一般填土会有多余，需相应地提高设计标高(2
9、)场内挖方和填方的影响由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及从经济观点出发，将部分挖方就近弃于场外，将部分填方就近取土于场外等，均会引起挖填土方量的变化。必要时.亦需调整设计标高。(3)排水坡度的影响当按调整后的同一设计标高进行场地平整时，则整个地表面均处于同一水平面；但实际上由于排水的要求，场地表面需有一定的排水坡度。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.4 边坡土方量计算 1.划分方格网并计算各方格角点的施工高度 根据已有地形图(一般用1/500的地形图)划分成若干个方格网，尽量使方格网与测量的纵、横坐标网对应，方格的边长一般采用1040m，将设计标高和
10、自然地面标高分别标注在方格点的左下角和右下角。各方格角点的施工高度按下式计算:2.计算零点位置全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.4 边坡土方量计算(1)三角棱锥体边坡体积全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.4 边坡土方量计算(1)三角棱锥体边坡体积全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.4 边坡土方量计算(2)三角棱柱体边坡体积全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.5 土方调配(一一一一)土方调配原则土方调配原则土方调配原则土方调配原则 1.应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配，使挖方量与运距的乘积之和尽可能
11、为最小，即土方运输量或费用最小。2.土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则，考虑分区与全场相结合的原则，还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，以避免重复挖运和场地混乱。3.合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。4.好土用在回填质量要求高的地区。5.土方平衡调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合，将余土一次性运到指定弃土场，做到文明施工。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.5 土方调配（二）土方调配图表的编制（二）土方调配图表的编制（二）土方调配图表的编制（二）土方调配图表的编制1)划分调配区。在平面图上先划出
12、挖填区的分界线，并在挖方区和填方区适 当划出若干调配区，确定调配区的大小和位置。2)计算各调配区的土方量并标明在图上。填方区土方重心的距离，取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点，按下式求出各挖方或填方调配区土方重心坐标X0及Y0。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.3 土壁支护土壁的稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土壁就会塌方。这不仅会造成人身事故，同时亦会妨碍基坑的开挖或基础施工，有时还会危及附近的建筑物。造成土壁塌方的原因：1.边坡过陡，使土体本身的稳定性不够，而引起塌方现象。尤其是土质差，开挖深、大的坑槽中，常会
13、遇到这种情况。2.雨水、地下水渗入基坑，土体泡软、重量增大及抗剪能力降低，这是造成塌方的主要原因。3.基坑上边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体中所产生的剪应力超过土体的抗剪强度。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.3 土壁支护 为了防止塌方，保证施工安全，在基坑开挖超过一定深度后，土壁应该做成有斜率的边坡，或者加以临时支撑以保持土壁的稳定。土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及 排水状况有关。当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方边坡可作成直立壁不加支撑，但深度H
14、不宜超过规定要求。密实、中密的砂土和碎石类土 1.0m 硬塑、可塑的粉土及粉质黏土 1.25m 硬塑、可塑的黏土和碎石类土 1.5m 坚硬的黏土 2m 全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程 开挖基坑（槽）时，如地质和周围条件允许，可放坡开挖。但在建筑稠密地区施工，有时不允许按要求放坡的宽度开挖，或有防止地下水渗入基坑要求时，就需要用支护结构支撑土壁，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物等的不利影响。1.2.3 土壁支护全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程 支撑方法：支撑方法：(一一)横撑式支撑横撑式支撑横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用于宽度不大
15、、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。根据挡土板放置方式不同，分为水平挡土板和垂直挡土板两类。横撑式支撑（a）间断式水平挡土板支撑；（b）垂直挡土板支撑 1水平挡土板，2立柱，3工具式横撑；4垂直挡土板，5横楞木；6调节螺栓(a)(b)1.2.3 土壁支护全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程(二二)板桩式支撑板桩式支撑 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，可防治流砂现象产生。板桩支撑作用：板桩支撑作用：使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压力，从而可预防流砂的产生；板桩支撑既挡土又防水，特别适于开挖较深、地下水位较高的大型基坑；可以防止基坑附近建筑物基础
16、下沉。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程打入板桩的质量要求：打入板桩的质量要求：板桩位置在板桩的轴线上，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；埋置达到规定深度要求，有足够的抗弯强度和防水性能。全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程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；波浪式板桩的防水和抗弯性能都较好，施工中多采用。钢板桩施工钢板桩施工全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.4支撑系统当基坑深度较大，悬臂的挡墙在强度和变形方面不能满足要求时，需要设置支撑系统。支撑系统一般分为：基坑内支撑基坑内支撑，如图114（a）、（b）所示，以及基坑外拉锚基坑外拉锚，如图114（c）、（d）所示。图114 板式支护结构（a）水平支撑式支护；（b）斜撑式支护；（c）水平拉锚支护；（d）土层锚杆支护 全国高职高专教育“十二五”规划教材第1章 土方工程1.2.4.1基坑内支撑系统基坑内支撑常用的有钢结构支撑钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑钢筋混凝土结构支撑两类。钢筋混凝土
