1、1第一章 土方工程、教学目的与要求:(1)了解土的工程分类及其工程物理性质;基坑(槽)土方量计算,维护坑(槽)稳定的做法;拉锚和土层锚杆的构造及施工艺,制定土方开控的方法。了解降低地下水位的方法;集水坑降、井点降水;了解轻型井点设计及计算方法,理解轻型井点计算实例。(2)掌握场地平整的计算;土方压实的基本方法;推土机、铲运机、挖土机的特点、作业方式。、教学重点与难点:(1)重点:土的工程分类及其工程物理性质;支护结构破坏形成;填土质量控制;流砂产生的原因。(2)难点:场地平整相关土方量的计算方法;挖土机作业方式。、教学内容:(1)土的工程分类及其工程物理性质;(2)基坑(槽)的土方开挖;(3)
2、土方填筑与压实;(4)土方工程的机械化施工;(5)人工降低地下水位。、授课时数:、授课方式:讲述、举例、启发、教学过程:第一节 土的分类及其工程物理性质一、土方工程施工特点施工面广、工程量大、劳动繁重、施工条件复杂。 二、土的工程分类按开挖难易程度土的工程分类参见课本表 1-1 三、土的工程物理性质1、土的天然含水量:水的质量与固体颗粒质量之比,以百分数表示,即210%wsm式中: 土中水的质量;wm土中固体颗粒的质量。s越大,越不利当: 5% 干土; =530% 湿土; 30%饱和土含水率影响挖土的难易、边坡坡度、回填压实程度 2、土的密度:(1)土的天然密度 mV式中: 土的总质量;m土的
3、天然体积。V(2)土的干密度: sdmV式中: 土中固体颗粒的质量;sm土的天然体积。V越大,土越密实。干密度影响基坑底及回填土压实程度。d3、土的可松性:可松性:自然状态土经开挖后,体积增大、回填压实後,其体积仍不能恢复原状的性质 可松性系数。 21sVk31s式中: 土的最初可松性系数;sk土的最终可松性系数;s土在天然状态下的体积;1V3土被挖出后在松散状态下的体积;2V土经压实后的体积。3可松性影响平衡调配、场地设计标高、机具数量。4、土的渗透性:渗透性:水流通过土中孔隙的难易程度,水在单位时间内穿透土层的能力。渗流速度:12HhvkkiL第二节 基坑(槽)的土方开挖一、土方边坡:1、
4、土方边坡坡度= 1:hmb2、边坡形式:3、不放坡规定:密实、中密的砂土和碎石土为 1m;硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为 1.25m;硬塑、可塑粘土为 1.5m;坚硬的粘性土为 2m。44、最陡坡度:参见表 14二、土方量计算(基坑、基槽)基坑土方量计算: 102(4)6VHA基槽或路堤: 1L2n三、场地平整四通一平:通水、通电、通路、通讯、平整场地。步骤:确定设计标高计算场地各点的施工高度场地挖填土方量。1、确定场地设计标高 设计步骤: (1)初步确定场地设计标高 a、划分方格网 a=1050m 或 a=20m b、确定方格网各角点实际标高 根据地形等高线 确定设计等标高 123404HH
5、n(2)调整场地设计标高 土的可松性影响5总挖方体积为: wVFh总填方体积为: ()TswskkV sTThF1wsTkV场地设计标高调整为: 0HhV 取土或弃土的影响 02Qna 泄水坡度的影响0ijHli2、场地及边坡土方量的计算 (1)方格网法6确定各角点的施工高度 填方“+” ,挖方“-” 。确定零线位置(零点求法、零点连线)方格中土方量计算 四角棱柱 A、角点全填或全挖B、角点二填或二挖C、角点一填(挖)或三挖(填) 填方部分:挖方部分:7 三角棱柱体积计算(略) (2)断面法 地形不平情况下所求土方量为:(3)边坡土方量计算: 三棱锥边坡体积 13VAl 三棱柱边坡体积或 (当
6、两端断面面积相差很大时)4124()l41624(VAl四、土壁支护作用: 建筑密集地区; 防止地下水渗入基坑 形式:木挡板横撑式:8 水平挡土板、断续式 粘性土、挖掘深度3;、连续式 潮湿土、散粒土5。 垂直挡土板 松散或湿度很高的土,深度不限。五、基坑支护结构作用: 挡土; 挡水 分类: 重力式支护结构 深层搅拌水泥土桩、旋喷桩幕墙; 非重力支护结构 悬壁式、内撑式、坑外锚拉式; 边坡稳定式结构 土钉墙、档土墙 1、重力式支护墙类型 (1)深层搅拌水泥土桩挡墙 原理:特制进入土层深处,深层搅拌和喷水泥固化剂与地基土原位拌合成水泥土桩,桩相互搭接成壁状挡墙 适用: 任何平面形状的基坑另外深度
7、大时可加筋 适用于软土区 6hm(2)旋喷桩挡墙 原理:钻杆钻孔,提杆喷水泥浆固化剂,与地基土成小泥土桩、桩连成帷幕墙。 适用:同上且用狭窄地区 2、非重力式支护墙类型 (1)型钢支柱挡板支护挡墙 原理:支柱打入土中,支柱间设木挡板 适用:土质好,地下水位较低地区 (2)钢板桩 截面形式:9原理:钢桩打入土中,挡土挡水适用:软土地基 (3)钢筋混凝土桩排桩挡墙 桩类型:钻孔灌注桩、沉管灌注桩、挖孔灌注桩 桩布置形式适用:钻孔桩 h713 基坑,深基坑支护 6001100 10沉管桩:h10以下 500800 挖孔桩:单层地下室 8001200 (4)地下连续墙 适用:深度大,地下结构层数多的深
8、基础 3、支撑系统类型 分类: 基坑内支撑 钢支撑、钢筋混凝土支撑; 基坑外拉锚 顶部拉锚、土层拉锚 (1)钢结构支撑 特点:拚拆方便、重复使用、变形大、支肋小,间距小,影响挖土 分类: 钢管支撑; H 型钢支撑 (2)钢筋混凝土支撑 特点:刚度大变形小;但形成支撑慢 分类: 对撑; 角撑; 圆形支撑; 桁架式支撑 构造:C30 以上、截面、腰梁、支撑4、支护结构破坏形式 (1)非重力式支护强度破坏 (2)非重力式支护稳定性破坏 (3)重力式支护结构强度破坏六、拉锚与土层锚杆分类:拉锚、坑外地表设置、锚杆、坑内沿坑壁设置 适用:较密实沙土、土粉、硬塑及坚硬粘性土层或岩石层 环境:底下埋设物不允许损伤,慎用;周围有地面,地下构筑物,限用 (一)拉锚 组成 围护桩、拉杆、锚固体 桩式地面拉锚:拉杆水平浅埋地表 板式地面拉锚:拉杆钻孔斜置