土方工程培训.ppt
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1、概述概述土方工程是建筑工程施工中主要工种之一,常见的土方工程土方工程是建筑工程施工中主要工种之一,常见的土方工程有:场地平整、基坑(槽)的开挖、岩土爆破及运输、土方回填有:场地平整、基坑(槽)的开挖、岩土爆破及运输、土方回填与夯实等主要施工过程,其中包括基坑(槽)降水、排水和边坡与夯实等主要施工过程,其中包括基坑(槽)降水、排水和边坡处理等准备与辅助工作。土方工程施工质量,直接影响基础工程处理等准备与辅助工作。土方工程施工质量,直接影响基础工程乃至主体结构工程施工的正常进行。乃至主体结构工程施工的正常进行。.土方工程施工土方工程施工p土方土方工程施工准备工程施工准备p土方工程施工工艺、技术介绍
2、土方工程施工工艺、技术介绍p土方工程质量通病预控与防范土方工程质量通病预控与防范p土方工程施工注意事项土方工程施工注意事项p土方工程质量验收土方工程质量验收.一、土方工程施工准备1.1土方工程施工要求土方工程施工要求土方量少、工期短、费用省;土方量少、工期短、费用省;因地制宜因地制宜编制编制合理的合理的施工方案,预防流砂、管涌、塌方等事故发生,确施工方案,预防流砂、管涌、塌方等事故发生,确保安全;保安全;要求要求标高、断面标高、断面控制准确;控制准确;土体有足够的土体有足够的强度强度和和稳定性稳定性;应尽可能采用应尽可能采用先进的先进的施工工艺、施工组织和施工工艺、施工组织和机械化施工机械化施
3、工。.1.2土方工程内容土方工程内容包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有:准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有:场地平整:场地平整:包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。填土方量、合理进行土方平衡调配等。开挖沟槽、基坑开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝竖井、隧道、修筑路基、堤坝):包括测量放线、施工包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。排水降水、土方
4、边坡和支护结构等。土方回填与压实:土方回填与压实:包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。等。.1.3土的工程分类土的工程分类工程中,按照土的工程中,按照土的开挖难易程度开挖难易程度分类,可将土划分为分分类,可将土划分为分8类类16级级。.1.3土的工程分类土的工程分类.1.4土的工程性质土的工程性质土的质量密度土的质量密度天然密度天然密度-是指土在天然状态下单位体积的质量,是指土在天然状态下单位体积的质量,它影响它影响土的承载力土的承载力、土压力土压力及及边坡的稳定性边坡的稳定性。干密度干密度-是指单位体积中固体颗粒的质量,是指单位体积
5、中固体颗粒的质量,它是用以检验土压实质量的控制指标。它是用以检验土压实质量的控制指标。注意:不同类的土,其最大干密度是不同的;同类的土在不同的状态下注意:不同类的土,其最大干密度是不同的;同类的土在不同的状态下(含含水量、压实程度水量、压实程度)其密实度也是不同的。其密实度也是不同的。取土环刀取土环刀标准击实仪标准击实仪.1.4土的工程性质土的工程性质土的含水率土的含水率W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比,是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比,以百分数表示,见下式以百分数表示,见下式注意:含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量;注意:含水量影响土方施工方法的选择、边坡的
6、稳定和回填土的质量;土的含水量超过土的含水量超过2530%,则机械化施工就困难,容易打滑、陷车,则机械化施工就困难,容易打滑、陷车,因此回填土则需有因此回填土则需有最佳含水率最佳含水率方能夯压密实,获得最大干密度。方能夯压密实,获得最大干密度。快速含水量测定仪快速含水量测定仪.1.4土的工程性质土的工程性质土的渗透性土的渗透性是指水流通过土中孔隙的难易程度。渗透系数是指水流通过土中孔隙的难易程度。渗透系数K 值将直接影响降水方案的值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性。选择和涌水量计算的准确性。水在土中渗流时,水头差与渗透路程长度之比,水在土中渗流时,水头差与渗透路程长度之比,称为称为
7、水力坡度水力坡度。地下水在土中的地下水在土中的渗流速度渗流速度V 与与土的渗透系数土的渗透系数K 和和水头梯度水头梯度I 有关,地下有关,地下水在土中的渗流速度可按达西公式计算:水在土中的渗流速度可按达西公式计算:V(m/d)=KI土壤渗透试验仪土壤渗透试验仪.1.4土的工程性质土的工程性质土的可松性土的可松性即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积。不能恢复其原来的体积。土经开挖后的松散体积与原自然状态下的体积之比,土经开挖后的松散体积与原自然状态下的体积之比,称为称为土的
8、土的最初可松性系数最初可松性系数。土的可松性系数土的可松性系数KS表示。表示。土的最初可松性系数土的最初可松性系数KS=V2/V1;土的最后可松性系数土的最后可松性系数K,S=V3/V1。式中:式中:V1土在天然状态下的体积;土在天然状态下的体积;V2土经开挖后的松散体积;土经开挖后的松散体积;V3土经回填压实后的体积。土经回填压实后的体积。注意:土的最初可松性系数注意:土的最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数,最后可松性系数坑容积的重要参数,最后可松性系数K,S是计算场地平整标高及填方所需的是计算场地平整标高及填方
9、所需的挖方体体积等要参数。挖方体体积等要参数。.不同分类的土的可松性系数可参考下表:不同分类的土的可松性系数可参考下表:不同分类的土的可松性系数可参考下表:不同分类的土的可松性系数可参考下表:.二、土方工程施工工艺、技术介绍2.1.场地平整场地平整场地设计标高场地设计标高H0的确定的确定H0的确定原则的确定原则满足满足生产工艺和运输生产工艺和运输的要求;的要求;充分利用地形,充分利用地形,分区或分台阶布置分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标高;,分别确定不同的设计标高;考虑考虑挖填平衡挖填平衡,弃土运输或取土回填的土方量最少;,弃土运输或取土回填的土方量最少;要有合理的泄水坡度要有合理的泄水
10、坡度(2),满足排水要求满足排水要求;考虑考虑最高洪水位最高洪水位的影响。的影响。场地设计标高场地设计标高H0的调整的调整H0仅为一理论值,还应考虑以下因素进行调整,求出仅为一理论值,还应考虑以下因素进行调整,求出H,0:土的可松性影响土的可松性影响填方因土的可松性引起的填方填方因土的可松性引起的填方体积增加体积增加;场内挖方和填方的影响场内挖方和填方的影响从经济观点出发,安排的挖方就近弃土和填方从经济观点出发,安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土,引起的就近场外取土,引起的挖填土方量的变化挖填土方量的变化;场地泄水坡度的影响场地泄水坡度的影响单坡?双坡?单坡?双坡?.2.1.场地平整场地平整
11、场地土方量计算场地土方量计算1、求各方格角点的施工高度、求各方格角点的施工高度hn;2、绘出零线;、绘出零线;3、计算场地挖、填土方量;、计算场地挖、填土方量;4、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。土方调配土方调配划分调配区(绘出零线)划分调配区(绘出零线)计算调配区之间的平均运距(即挖方区至填方区土计算调配区之间的平均运距(即挖方区至填方区土方重心的距离)方重心的距离)确定初始调配方案确定初始调配方案优化方案判别优化方案判别绘制土方调配图表。绘制土方调配图表。原则是:原则是:力求挖填平衡、运距最短、费用最省,考虑土方的利用,以减少土方力求挖填平衡、运距
12、最短、费用最省,考虑土方的利用,以减少土方的重复挖填和运输的重复挖填和运输。.2.2.土方开挖土方开挖土方施工准备工作土方施工准备工作踏勘现场;踏勘现场;熟悉图纸、编制施工方案;熟悉图纸、编制施工方案;清除现场障碍物,平整施工场地,进行地下墓探,设置排水降水设施;清除现场障碍物,平整施工场地,进行地下墓探,设置排水降水设施;永久性控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网,设置方格网、控制桩等;永久性控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网,设置方格网、控制桩等;搭设临时设施、修筑施工道路;搭设临时设施、修筑施工道路;施工机具、用料准备。施工机具、用料准备。边坡开挖边坡开挖场地边坡开挖应采取沿等高线
13、场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时,上台阶应比下台阶开挖进深不少于多台阶同时进行开挖时,上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m,以防塌方。,以防塌方。边坡台阶开挖,应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时,边坡台阶开挖,应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时,在边坡修完后,应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通,以保证坡面不被在边坡修完后,应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通,以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。冲刷和坡脚范围内不积水。.土方工程的多台阶开挖土方工程的
14、多台阶开挖.2.2.土方开挖土方开挖基坑(槽)和管沟开挖基坑(槽)和管沟开挖基坑开挖,上部应有排水措施基坑开挖,上部应有排水措施,防止地表水流入坑内冲刷边坡防止地表水流入坑内冲刷边坡,造成塌方和破造成塌方和破坏基土;坏基土;基坑开挖,应进行测量定位、抄平放线,定出开挖宽度,根据土质和水文基坑开挖,应进行测量定位、抄平放线,定出开挖宽度,根据土质和水文情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖,坑底宽度应注意预留施工操作面;情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖,坑底宽度应注意预留施工操作面;应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定
15、土壁稳定的方的方法和措施;法和措施;基坑开挖的一般程序:基坑开挖的一般程序:测量放线测量放线测量放线测量放线切线分层开挖切线分层开挖切线分层开挖切线分层开挖排降水排降水排降水排降水修坡修坡修坡修坡整平整平整平整平留足预留土层等留足预留土层等留足预留土层等留足预留土层等。相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序,挖。相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序,挖土应自上而下水平分段分层进行,边挖边检查坑底宽度及坡度,每土应自上而下水平分段分层进行,边挖边检查坑底宽度及坡度,每3m左右修左右修一次坡,至设计标高再统一进行一次修坡清底;一次坡,至设计标高再统一进行一次修坡清底;基坑开挖
16、应防止对基础持力层的扰动。基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序基坑挖好后不能立即进入下道工序时,应预留时,应预留15(人工)(人工)30cm(机械)一层土不挖,待下道工序开始前再挖(机械)一层土不挖,待下道工序开始前再挖至设计标高,以防止至设计标高,以防止持力层持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡;土壤被阳光曝晒或雨水浸泡;.超挖后回填的松软土层超挖后回填的松软土层持力层被雨水浸泡后留下的水渍持力层被雨水浸泡后留下的水渍.基坑(槽)和管沟开挖基坑(槽)和管沟开挖在地下水位以下挖土,应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施,在地下水位以下挖土,应在基坑内设置排水沟、集
17、水井或其它施工降水措施,降水工作应持续到基础施工完成;降水工作应持续到基础施工完成;雨季施工时基坑槽应分段开挖,挖好一段浇筑一段垫层;雨季施工时基坑槽应分段开挖,挖好一段浇筑一段垫层;弃土应及时运出,在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时,应与弃土应及时运出,在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时,应与基坑上边缘保持基坑上边缘保持1m以上的距离,以保证坑壁或边坡的稳定;以上的距离,以保证坑壁或边坡的稳定;基坑挖完后,应组织有基坑挖完后,应组织有业主、设计、勘察、监理业主、设计、勘察、监理业主、设计、勘察、监理业主、设计、勘察、监理四方参与的基坑验槽,并报质四方参与的基坑验槽,并
18、报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。(10)土方开挖应遵循:土方开挖应遵循:开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖的原则。的原则。(11)机械开挖基坑时。基底以上应预留机械开挖基坑时。基底以上应预留200300mm厚土层由人工清底,以避厚土层由人工清底,以避免免超挖超挖和和基底土层遭受扰动基底土层遭受扰动。.2.3.土壁支护土壁支护保持边坡稳定的基本条件是,在土体重力及外部荷载作用下产生的保持边坡稳定的基本条件是,在土体重力及外部荷载作用下产生的剪应力剪应力小于小于土体的抗剪强度土体的抗剪强度。一般基坑的支护
19、方法有:一般基坑的支护方法有:斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法土墙支撑法 等,施工时按适用条件进行选择。等,施工时按适用条件进行选择。简易支护:简易支护:仅适用于部分地段放坡不够的仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不仅适用于部分地段下部放坡不仅适用于部分地段下部放坡不仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的基坑使用够的宽度较大的基坑使用够的宽度较大的基坑使用够的宽度较大的基坑使用.斜柱支撑斜柱支撑先沿基坑边缘打设柱桩,先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支
20、顶,在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶,挡土板内侧回填土夯实。挡土板内侧回填土夯实。锚拉支撑锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩,在先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板,柱桩上端用拉杆拉柱桩内侧支设挡土板,柱桩上端用拉杆拉紧,挡土板内侧填土夯实。紧,挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用或机械挖土时使用适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横(斜)撑时使用能安设横(斜)撑时使用.2.3.土壁支护土壁支护深基坑支护深基坑支护深基坑支护的基本要求:深基坑支护的基本要求:确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定;
21、确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定;确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全,不因土体的变形、确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全,不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害;沉陷、坍塌受到危害;通过排水降水等措施,确保基础施工在地下水位以上进行。通过排水降水等措施,确保基础施工在地下水位以上进行。.2.3.土壁支护土壁支护深基坑支护深基坑支护(1)挡土灌注桩支护挡土灌注桩支护开挖前在基坑周围设置砼灌注桩,桩的排列有间隔式、双排式和连续式,开挖前在基坑周围设置砼灌注桩,桩的排列有间隔式、双排式和连续式,桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。桩顶设置砼连系梁或锚桩
22、、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。适于开挖面积大、深度大于适于开挖面积大、深度大于6m、不允许、不允许放坡、邻近有建(构)筑物的基坑支护。放坡、邻近有建(构)筑物的基坑支护。深基坑的间隔式排桩支护深基坑的间隔式排桩支护.2.3.土壁支护土壁支护深基坑支护深基坑支护(2 2)土层锚杆支护)土层锚杆支护在立壁土层上钻(掏)孔至要求深度,孔内放入钢筋,灌入水泥砂浆或化学浆在立壁土层上钻(掏)孔至要求深度,孔内放入钢筋,灌入水泥砂浆或化学浆液,使之与土层结合成液,使之与土层结合成抗拉锚杆抗拉锚杆,将,将立壁土体侧压力传至稳定土层立壁土体侧压力传至稳定土层。适于较硬土层或破碎岩石中开挖较适于较硬土层或
23、破碎岩石中开挖较适于较硬土层或破碎岩石中开挖较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大较深基坑,邻近有建筑物须保证大较深基坑,邻近有建筑物须保证大较深基坑,邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用边坡稳定时采用边坡稳定时采用边坡稳定时采用基坑锚杆支护施工中基坑锚杆支护施工中.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,邻近有建邻近有建筑物筑物,不允许支护不允许支护,、邻近地基不允许有下、邻近地基不允许有下沉位移时使用沉位移时使用深基坑的间隔式排桩支护深基坑的间隔式排桩支护桩顶连系梁桩顶连系梁悬臂支护桩悬臂支护桩锚杆及横撑锚杆及横撑2.3.土壁支护土壁支护深基坑支护深基
24、坑支护(3)挡土灌注桩与土层锚杆结合支护)挡土灌注桩与土层锚杆结合支护桩顶不设锚桩锚杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,桩顶不设锚桩锚杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑、拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度。达到强度后,安上横撑、拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度。.2.3.土壁支护土壁支护深基坑支护深基坑支护(4)土钉墙支护)土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆亦称砂浆锚杆)就地加固并与喷射就地加固并与喷射砼面板相结合,形成类似重力挡墙的砼面板相结合,形成类似重力挡
25、墙的土钉墙土钉墙,以抵抗墙后的土压力,保持开挖,以抵抗墙后的土压力,保持开挖面的稳定。也称为面的稳定。也称为喷锚网加固边坡喷锚网加固边坡或或喷锚网挡墙喷锚网挡墙。土钉墙支护土钉墙支护.钻钻孔孔插筋、注浆插筋、注浆土钉墙支护土钉墙支护.铺设钢筋网铺设钢筋网土钉墙支护土钉墙支护喷射砼护面:喷射砼护面:按土钉墙支护的构造按土钉墙支护的构造要求,其面层喷射混凝土的厚度及强度要求,其面层喷射混凝土的厚度及强度等级到少应为等级到少应为80mm,C20.2.3.土壁支护土壁支护深基坑支护深基坑支护(5)钢板桩支撑)钢板桩支撑当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时,采用板桩作为支护结构,既可挡当基坑较深、地下
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