土方工程监理学习课件

第一章土方工程本章要求1.了解土方工程施工特点；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计。2.掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法，基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理。3.熟悉常用土方机械的性能和使用范围。4.掌握填土压实和路堤填筑的要求和方法。5.自学爆破施工的基本概念及常用爆破方法。本章重点：土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。

本章难点：利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型井点的计算，影响填土压实的因素。概述

土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程，有时还要进行排水、降水、土壁支撑等准备工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、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、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。土的分类土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。类别

土的名称

开挖方法

可松性系数

Ks

K's

第一类

（松软土）

砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤泥）

用锹、锄头挖掘

1.08~1.171.01~1.04第二类

（普通土）

粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土和粉土

用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

1.14~1.281.02~1.05第三类

（坚土）

软及中等密实粘土，重粉质粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘土、压实的填筑土

主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍

1.24~1.301.04~1.07第四类

（砾砂坚土）

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，软泥灰岩及蛋白石

先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤

1.26~1.371.06~1.09第五类

（软石）

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

用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法

1.30~1.451.10~1.20第六类

（次坚石）

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

用爆破方法，部分用风镐

1.30~1.451.10~1.20第七类

（坚石）

大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、砂岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩

用爆破方法

1.30~1.451.10~1.20第八类

（特坚石）

安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩，玢岩

用爆破方法

1.45~1.501.20~1.30土的工程分类

土的工程性质

土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。

⑴土具有可松性即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即

⑵土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑开挖至地下水位以下，地下水在土中渗透时受到土颗粒的阻力，其大小与土的渗透性及地下水渗流路线长短关。—最初可松性系数—最后可松性系数1.1土方量的计算1.1.1基坑、基槽、土方量的计算

土方量可按拟柱体积的公式算：

式中V——土方工程量，H，F1，F2如下图所示。F1、F2分别为基坑的上下底面积，F0为中截面面积，

a）基坑土方量计算；b）基槽、土方量计算1.1.2场地平整土方方量的计算在场地平整土土方工程施工工之前，通常常要计算土方方的工程量。。但土方外形形往往复杂，，不规则，要要得到精确的的计算结果很很困难。一般般情况下，可可以按方格网网将其划为一一定的几何形形状，并采用用具有一定精精度而又和实实际情况近似似的方法进行行计算。其计计算步骤如下下：⑴划分方格网⑵计算各角点的的地面标高⑶计算各角点的的设计标高⑷计算各角点的的施工高度⑸计算零点、绘绘出零线⑹计算各方格内内的挖填方体体积⑺统计挖、填方方量⑻调整设计标高高工程实例：计计算方格网零零点及其零线线零线即挖方区区与填方区的的交线，在该该线上，施工工高度为零。。零线的确定定方法是：在在相邻角点施施工高度为一一挖一填的方方格边线上，，用插入法求求出（下图））方格边线上上零点的位置置，再将各相相邻的零点连连接起来即得得零线。1.2土方工工程量量事故故的原原因及及其防防治在基坑坑（基基槽））施工工过程程中，，可能能会发发生边边坡塌塌方或或流砂砂，将将会影影响工工程的的正常常进行行，延延误工工期，，甚至至造成成人身身事故故，所所以需需要采采取相相应的的防治治措施施。边坡塌塌方：：⑴边坡塌塌方的的原因因；⑵防治塌塌方的的措施施流砂：：⑴产生流流砂的的成因因；⑵流砂的的防治治措施施1.3基坑降降水在基坑坑开挖挖过程程中，，当基基底低低于地地下水水位时时，由由于土土的含含水层层被切切断，，地下下水会会不断断地渗渗入坑坑内。。雨期期施工工时，，地面面水也也会不不断流流入坑坑内。。如果果不采采取降降水措措施，，把流流入基基坑内内的水水及时时排走走或把把地下下水位位降低低，不不仅会会使施施工条条件恶恶化，，而且且地基基土被被水泡泡软后后，容容易造造成边边坡塌塌方并并使地地基的的承载载力下下降。。另外外，当当基坑坑下遇遇有承承压含含水层层时，，若不不降水水减压压，则则基底底可能能被冲冲溃破破坏。。因此此，为为了保保证工工程质质量和和施工工安全全，在在基坑坑开挖挖前或或开挖挖过程程中，，必须须采取取措施施，控控制地地下水水位，，使地地基土土在开开挖及及基础础施工工时保保持干干燥基基坑降降水的的方法法有集集水坑坑降水水和井井点降降水法法。1.3.1集水井井坑降降集水井井降水水法一一般适适用于于降水水深度度较小小且土土层为为粗粒粒土层层或渗渗水量量小的的粘性性土层层。当当基坑坑开挖挖较深深，又又采用用刚性性土壁壁支护护结构构挡土土并形形成止止水帷帷幕时时，基基坑内内降水水也多多采用用集水水井降降水法法。在在井点点降水水仍有有局部部区域域降水水深度度不足足时，，也可可辅以以集水水井降降水。。1.3.2井点降降水井点降降水有有两个个类型型：轻轻型井井点和和管井井，一一般可可根据据渗透透系数数，降降水深深度，，设备备条件件和经经济比比较来来确定定，可可参照照下表表。井点类别土的渗透性(m/d)降水深度(m)轻型井点一级轻型井点0.1~503~6多级轻型井点0.1~50视井点级数而定喷射井点0.1~508~20电渗井点<0.1视选用的井点而定管井类管井井点20~2003~5深井井点10~250>15各种井井点的的适用用范围围1.3.3轻型井井点降降水系系统轻型井井点设设备由由管路路系统统和抽抽水设设备组组成。。管路路系统统包括括：滤滤管、、井点点管、、弯联联管及及总管管（见见下图图）。。轻型井井点设设备1—地面；；2—水泵；；3—总管；；4—井点管管；5—滤管；；6—降落后后的水水位；；7—原地下下水位位；8—基坑底底滤管构构造1—钢管；；2—管壁上上的孔孔；3—塑料管管；4—细滤网网5—粗滤网网；6—粗铁丝丝保护护网；；7—井点管管；8—铸铁头头干式真真空泵泵工作作原理理1—滤管；2—井点管；；3—弯联管；；4—集水总管管；5—过滤室；；6—水气分离离器；7—进水管；；8—副水气分分离器；；9—放水口；；10—真空泵；；11—电动机；；12—循环水泵泵；13—离心水泵泵轻型井点点设计轻型井点点设计包包括：⑴井点系统统的平面面布置⑵井点系统统的高程程布置⑶涌水量计计算⑷确定井点点管的数数量根据基坑坑（槽））形状，，轻型井井点可采采用单排排布置、、双排布布置、环环形布置置，当土土方施工工机械需需进出基基坑时，，也可采采用U形布置，，如下图图。a）单排布布置；b）双排布布置；c）环形布布置（d）U形布置井点的平平面布置置1.4土方的填填筑与压压实影响填土土压实因因素填土压实质量量与许多因素素有关，其中中主要影响因因素为：压实功、、土的含水量量以及每层铺铺土厚度。填土压实的质质量控制。⑴选择好填土的的材料。⑵控制适宜的含含水量。⑶填土的压实要要达到一定的的密实度的要要求.填土的压实度度用压实系数数来表示：填土的压实方方法有碾压、、夯实和振动动压实等几种种。1.5土方工程机械械化施工推土机推土机适于推推挖一至三类类土。用于平平整场地，移移挖作填，回回填土方，堆堆筑堤坝以及及配合挖土机机集中土方、、修路开道等等。推土机的的作业效率与与运距有很大大关系，下表表为直铲作业业时的经济运运距。行走装置机

型经济运距（m）备

注履带式大

型中

型小

型50~l00（最远l50）60~100（最远120）＜50上坡用小值下坡用大值轮胎式

50~80（最远150）

推土机铲运机铲运机挖掘机基坑土方开挖挖一般均采用用挖掘机施工工，对大型的的、较浅的基基坑有时也可可采用堆土机机。挖掘机按按行走方式分分为履带式和和轮胎式两种种。按传动方方式分为机械械传动和液压压传动两种。。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多种。挖掘掘机利用土斗斗直接挖土，，因此也称为为单斗挖土机机，按土斗作作业装置分为为正铲、反铲铲、抓铲及拉拉铲，使用较较多的是前三三种。⑴正铲正铲挖掘机外外型如下图-1所示。它适用用于开挖停机机面以上的土土方，且需与与汽车配合完完成整个挖运运工作。正铲铲挖掘机挖掘掘力大，适用用于开挖含水水量较小的一一类土和经爆爆破的岩石及及冻土。一般般用于大型基基坑工程，也也可用于场地地平整施工。。⑵反铲反铲挖掘机外外型如下图-2所示。适用于于开挖一至三三类的砂土或或粘土。主要要用于开挖停停机面以下的的土方，一般般反铲的最大大挖土深度为为4~6m的基坑，经济济合理的挖土土深度为3~5m。反铲也需要要配备运土汽汽车进行运输输。⑶抓铲抓铲挖掘机外外型如下图-3所示。对施工工面狭窄而深深的基坑、深深槽、深井采采用抓铲可取取得理想效果果，也可用于于场地平整中中的土堆与土土丘的挖掘。。抓铲还可用用于挖取水中中淤泥、装卸卸碎石、矿碴碴等松散材料料。抓铲也有有采用液压传传动操纵抓斗斗作业。⑷拉铲拉铲挖掘机外外型如下图-4所示。拉铲适适用于一至三三类的土，可可开挖停机面面以下的土方方，如较大基