第1章土方工程上课

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。

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。长江三峡工程船闸高边坡土体为砂土,然后淤泥软土广州市海珠城广场工地基坑挡土墙发生坍塌事故北京西城一工地连续塌陷一路人被埋身亡2008-01-14坍塌处最终形成长约23米、宽约8米、深约17米的缺口20060103北京东三环京广桥附近主辅路出现200平方米的大坑南京闹市煤气管道爆炸原因系地铁施工路面下沉

09-04-28浙江金华一公安局长在别墅区挖井引爆煤气管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KsK'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。

土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。1.1.2土的工程性质1.1.2.1土的含水量式中：m湿——含水状态土的质量，kg；m干——烘干后土的质量，kg；mW——土中水的质量，kg；

mS—固体颗粒的质量，kg。

土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.1)土的天然密度:在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：

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——土的总质量，kg；V—

土的体积，m3。

(1.2)干密度:

土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：

式中ρd——土的干密度，kg/m3；mS——固体颗粒质量，kg；

V—

土的体积，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。

(1.3)1.1.2.4土的渗透性土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数

表1.2土的渗透系数参考表

土的名称

渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)粘土

＜0.005中砂

5.00～20.00亚

粘

土

0.005～0.10均质中砂

35～50轻亚粘土

0.10～0.50粗砂

20～50黄土

0.25～0.50圆

砾

石

50～100粉砂

0.50～1.00卵石

100～500细砂

1.00～5.00

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

—最初可松性系数—最后可松性系数土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数.．土的压缩量：原状土经机械压实后的沉降量：根据不同土质，其沉降量一般在：3~30cm之间。式中：P——机械压实的有效作用力（MPa）

C——原状土的抗陷系数（MPa）1.2.2场地平整土方计算

对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。

场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。

方格网法计算场地平整土方量步骤为：(1)读识方格网图方格网图由设计单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长a=10～40m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)(2)计算场地各个角点的施工高度

施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：式中hn——角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为挖)，m；n—方格的角点编号(自然数列1，2，3，…，n)。

(1.9)(3)计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.4)。1．计算场地各方格角点的施工高度：“＋”为填方；“－”为挖方。2．确定零线：4)．计算每一方格的挖填方工程量：编号施工高度地面标高设计标高A0Bh2h1xa⑴方格四个角点全部为挖（填）方时：⑵两个角点为挖、两个角点为填时：挖方：填方：⑶方格三个角点为挖、另一个角点为填时：填方：挖方：

5.计算方格土方工程量

按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.表1-3常用方格网点计算公式【例1.1】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为20m×20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。

【解】

(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图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)计算零点位置。从图1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。由公式1.10求得：

1—5线x1=4.55(m)2—6线x1=13.10(m)6—7线x1=7.69(m)7—11线x1=8.89(m)11—12线x1=15.38(m)

将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如图1.8。

(3)计算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形，土方量为：

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底面为两个梯形，土方量为：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底面为三边形和五边形，土方量为：

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

方格网总填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)

方格网总挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)(4)边坡土方量计算。如图1.9，④、⑦按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，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)边坡总填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)边坡总挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)1.2.3土方调配

土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。

土方调配的原则：力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则。进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案。调配方案确定后，绘制土方调配图(如图1.10)。在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。图中的土方调配，仅考虑场内挖方、填方平衡。W为挖方，T为填方。1.3施工准备与辅助工作1.3.1施工准备

(1)在场地平整施工前，应利用原场地上已有各类控制点，或已有建筑物、构筑物的位置、标高，测设平场范围线和标高。(2)对施工区域内障碍物要调查清楚，制订方案，并征得主管部门意见和同意，拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道；迁移树木。(3)尽可能利用自然地形和永久性排水设施，采用排水沟、截水沟或挡水坝措施，把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除，使场地保持干燥,便于土方工程施工。(4)对于大型平整场地，利用经纬仪、水准仪，将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来，各角点用木桩定位，并在桩上注明桩号、施工高度数值,以便施工。

(5)修好临时道路、电力、通讯及供水设施，以及生活和生产用临时房屋。1.3.2土方边坡与土壁支撑

土壁稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就会塌方。造成土壁塌方的主要原因有：

边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。

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，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：

1.5m；坚硬的粘土：2m。挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。

当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实行情况采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或挂网。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，挖方深度在5m以内且不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表1.4规定。

基坑(槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。表1.4深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度

土的类别

边坡坡度(高∶宽)坡顶无荷载

坡顶有静载

坡顶有动载

中密的砂土

1∶1.001：1.251：1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土

1：0.671：0.751：1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉质粘土、粘土

1：0.331：0.501：0.67老黄土1：0.101：0.251：0.33软土(经井点降水后)1：1.00----

永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方的边坡值应符合表1.5的规定。

表1.5临时性挖方边坡值

土的类别

边坡值(高∶宽)砂土(不包括细砂、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软

1∶1.50或更缓碎石类土

充填坚硬、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土方边坡及其稳定：m=B/H，m——坡度系数m的物理意义：当基坑深为1米时，边坡宽度的大小。边坡可以做成：直线形、折线形、踏步形。1.边坡坡度图BH影响边坡系数m大小的因素：2.⑴土质；⑵挖土深度；⑶施工期间边坡上的荷载；⑷土的含水率及排水情况；⑸边坡的留置时间。*土含水量增加，对边坡稳定的影响：土含水量增加，将增大土的自重，从而使剪应力增加；土含水量增加，土颗粒间粘结力减小，土的抗剪强度降低。1.3.2土壁支护：三种类型：加固型支护、支挡型支护、混合型支护。1.加固型支护：是对基坑边坡滑动棱体范围及其附近土体进行加固，改善其物理力学性能，使其成为具有一定强度和稳定性的土体结构，从而保证土体结构，并兼有抗渗作用。按施工方法分：◆

深层搅拌水泥土桩墙支护；

◆

高压喷射旋喷桩支护。

2.支挡型支护：是利用设置在基坑土壁上的支挡构件承受土壁的侧压力及其他荷载，保持土体结构的稳定。按施工方法分：

土钉支护（土钉墙）；

土层锚杆支护；

排桩式支护；

板桩支护；

钢木支撑。*若按受力状态分：横撑式支撑、板桩式支护结构（悬臂式、支撑式）、重力式支护结构（如：地下砼连续墙）。⑴重力式水泥土墙：水泥土墙是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩），而构成重力式支护结构。重力式水泥土墙支护结构的设计包括：①整体稳定；②抗倾覆稳定；③抗滑移稳定；④位移；⑤其他：验算抗渗、墙体应力、地基强度。⑵板桩：1．板桩设计的五要素：板桩工程事故失败的主要原因：●

入土深度不够，在土压力的作用下，板桩的入土部分走动而出现坑壁滑坡；●

板桩本身刚度不够，在土压力作用下失稳弯曲；●

支撑或拉锚的强度不够；●

拉锚长度不足，锚碇失去作用而使土体滑动；

●

板桩位移过大，造成周边环境的破坏。★

入土深度；★截面弯矩；★支点反力；★拉锚长度；★板桩位移。1.3.3基坑、基槽土方工程量计算1．基坑：2．基槽：⑴条形基础的基槽在某一段长度内，基槽截面形状、尺寸不变时：⑵管沟土方量计算：F0HF2F1HI－I

基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土的施工要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的的环境和设施带来危害。(一)降水目的(二)集水井法(明排水法)(三)轻型井点降水1.3.4降水(一)降水目的1、防止涌水、流砂，保证在较干燥的状态下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、减少坑壁支护结构的水平荷载。

地下含水构造的种类滞水层不透水层潜水层不透水层承压水层不透水层1.3.4降水降水方法：集水坑降水法、井点降水法。1．集水坑降水法：是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟，在坑底每隔一定距离设一个集水坑，地下水通过排水沟流入集水坑中，然后用水泵抽走。适用范围：面积较小、土质较好、粗颗粒土层或粘性土层、降水深度不大的基坑（槽）开挖工程。⑴集水坑的设置：⑵抽水设备：离心泵、潜水泵、软轴水泵。

用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖土、沟、井要求：

(1)排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≮300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1％。

(2)集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，直径0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。长期用，有护壁和碎石压底。

(3)水泵：离心泵、潜水泵、污水泵3)具体条件：流砂现象

当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水位以下时，坑底下面的土会形成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂（4）流砂的产生与防治：①产生的原因：②防治方法：◆

改变动水压力方向；◆

减小动水压力，增大渗流路径。

Q

F

GDρh1Fρh2Fh1Lh2TLF如果土层中产生局部流砂现象，应采取减小动水压力的处理措施，使坑底土颗粒稳定，不受水压干扰。其方法有：

(1)如条件许可，尽量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m；

(2)水中挖土时，不抽水或减少抽水，保持坑内水压与地下水压基本平衡；

(3)采用井点降水法、打板桩法、地下连续墙法防止流砂产生。2．井点降水法：3．轻型井点：⑴轻型井点设备：管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。抽水设备：真空泵、射流泵、隔膜泵。井点类型K(m/d)H(m)轻型井点0.1~503~6（6~12）喷射井点0.1~28~20电渗井点＜0.1管井井点20~2003~5深井井点10~250＞154.轻型井点布置(1)平面布置单排：在沟槽上游一侧布置，每侧超出沟槽。用于沟槽宽度B≤6m，降水深度≤5m。(图示)双排：在沟槽两侧布置，每侧超出沟槽。用于沟槽宽度B>6m，或土质不良。环状：在坑槽四周布置。用于面积较大的基坑。⑵轻型井点布置：①平面布置：单排线状布置：B＜6m双排线状布置；环状布置。②高程布置：L②高程布置：式中：HA——井点管的埋设深度（m）；

H1——井点管埋设面至基坑底面的距离；

h1——基坑底面至降低后的地下水位的距离；取0.5~1m。

I——水力坡度；单排：1/4；双排：1/10。

L——井点管至基坑中心的水平距离。（当井点管为单排布置时，为井点管至对边坡脚的水平距离）示例：基坑底宽1.8m，深3m，地下水位距地面1.2m，土方边坡1：0.5，采用轻型井点降水。试确定：⑴平面布置类型；⑵井点管最小埋深及要求的降水深度；⑶当采用6m长井点管时，其实际埋深及降水深度。最小降水深度S：基坑中心的降水深度⑴计算基槽上口宽度：∴采用单排线状布置。⑵最小埋深HA及降水深度S：【解】当一级井点降水达不到降水深度要求时，可采用二级井点。1.4土方填筑与压实1.4.1土料的选择和填筑方法1．土料的选择：⑴碎石类土、砂土、爆破石渣，可作表层以下的填料；⑵含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料。不能选用的几种土：▲含水量大的土；▲淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量＞8%的土；▲硫酸盐含量＞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：▲接近水平的分层填土、分层压实；▲采用两种回填土时，应分层填筑，不得混杂使用。1.4.2填土压实的方法：碾压法——大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾……夯实法——小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯……振动压实法——非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器1.4.3影响填土压实质量的因素

土的含水量、铺土厚度、压实功。1．土的含水量：最优含水量：使填土压实获得最大密实度时的含水量。2．铺土厚度：填方每层铺土厚度应根据土质、压实的密实度要求和压实机械的性能确定。一般H取：200mm~300mm。3．压实功：不同机械有效影响深度不同。ρw0——小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土；应为最优含水量zσ压实机械每层铺土厚度（mm）压实遍数平碾250~3006~8振动压实机250~3503~4柴油打夯机200~2503~4人工打夯＜2003~4ρW(N·m)0压实遍数1.4.4填土压实的质量检查1．质量要求：压实系数（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填土压实系数采用“环刀法”按规定取样。（一般场地平整0.9，填土作地基0.93~0.96）土的最优含水量和最大干密度参考表项次土的种类变动范围最优含水量（%）（质量比）最大干密度（103kg/m3）1砂土8~121.80~1.882粘土19~231.58~1.703粉质粘土12~151.85~1.954粉土16~221.61~1.801.5土方工程机械化施工1.5.1推土机：作业方法：下坡推土法；并列推土；槽形推土；多铲集运；铲刀上附加侧板。适用范围：场地清理、场地平整、开挖深度不大的基坑、回填土等。1.5.2单斗挖土机：正铲、反铲、抓铲、拉铲。1．正铲挖土机：工作特点：前进向上，强制切土。适用范围：基坑内作业、3m以上无地下水的干燥基坑。停机面以上、含水量30％以下、一～四类土的大型基坑开挖。作业方式：正向挖土、侧向卸土；正向挖土、后方卸土。正铲挖掘机2．反铲挖土机：

工作特点：后退向下、强制切土。适用范围：开挖停机面以下、一至三类的砂土或粘土，最大挖土深度4~6m。基坑、基槽、管沟等。作业方式：沟端开挖；沟侧开挖。3．抓铲挖土机：工作特点：直上直下、自重切土。适用范围：停机面以下、开挖较松软的土（一～二类土），窄而深的基坑、沉井，特别是水下挖土。作业方式：立于作业面一侧。4．拉铲挖土机：工作特点：后退向下、自重切土。适用范围：停机面以下、一至三类土，较大基坑、沟渠，挖取水下泥土。填筑路基、堤坝、河道清淤。作业方式：沟端开挖；沟侧开挖。反铲挖掘机抓铲挖掘机拉铲挖掘机地下连续墙作用：截水、防渗、挡土、承重。适用范围：地下深基础的侧墙、高层建筑基础、水工建筑。a、修筑导墙测量放线土方开挖钢筋绑扎模板安装混凝土浇筑拆模、养护

b、划分槽段，进行开挖c、泥浆护壁d、清槽换浆e、吊放钢筋笼f、槽段接头g、浇筑混凝土§1.6土石方工程常见的质量事故及处理一、场地积水现象：场地平整后局部或大面积积水。原因：挖方时，场地表面不平，没有排水坡度或排水沟；填方时，未分层回填压实。预防：排水设施；压实回填土；杜绝标高出现差错。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理一、场地积水根治：立即疏通排水设施，排除积水；加大排水坡度；对低洼部位，填土找平，夯实至不再积水为止。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理二、填方出现翻浆现象现象：填土受夯时，基土出现受压处下陷而四周鼓起，形成软塑状态，而体积并没有压缩。原因：填土下面的腐殖土、淤泥等原状土未清除。填土时扰动了原状土。夯实使表面形成硬壳更加阻止其水分蒸发。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理二、填方出现翻浆现象预防：避免在腐殖土、淤泥等原状土上回填土。控制新的回填土的含水量。作好填土范围的排水设施排除地表水。根治：用灰土以及碎砖掺入翻浆土。将翻浆土挖除，换填3：7灰土，并级配砂、石夯实。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理三、边坡塌方（填方）现象：填方边坡滑塌，造成坡脚处的土方堆积。原因：边坡基底的杂草、淤泥未清除干净。原陡坡与新填土未形成阶梯形搭接。边坡未分层夯实。护坡措施不利。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理三、边坡塌方（填方）预防：按规定放坡。选择符合要求的回填土。对回填土分层夯实。采取铺砌片石、草皮、喷浆、抹面等防护措施。根治：清除塌方上部的松土，用3：7灰土分层回填夯实修复。作好排水和表面防护。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理三、边坡塌方（挖方）现象：边坡局部或大面积滑塌。原因：放坡不够。未及时排除地表和地下水。坡顶荷载或外力影响使土体失去稳定。§1.5土石方工程常见的质量事故及处理三、边坡塌方（挖方）预防：按规定放坡。不允许放坡时进行可靠支护。控制坡顶堆物荷载。根治：将坡度改缓。作好表面防护。不能放坡时加设临时支护。清除塌方，用块石填砌或回填灰土嵌补，并与原状土作阶梯形搭接。1.7、土石方工程的冬期施工一、冻土的定义、特性及分类：1.冻土：温度低于0℃，且含有水的各类土2.按照冻融时间的长短分类：季节性冻土（分布于东北、华北地区）永冻土（分布于大小兴安岭、青藏高原和西北高山区）3.季节性冻土层：一般指年复一年的冬季冻结、夏季融化的土层。4.冻结深度：季节性冻土层的厚度。5.最大冻深：冻结深度在一年之中的最大值。6.冻胀：土在冻结后，体积比冻前增大的现象。7.冻胀量：△V=Vi—V0△V——冻胀量（cm3)Vi——冻后的体积（cm3）

V0——冻前的体积（cm3）8.冻胀率：

Ka=(Vi—V0)/V0*100%=△V/V0*100%一、土石方工程的冬期施工分类：Ⅰ类不冻胀Ka≤1%对敏感的浅基础无任何危害Ⅱ类弱冻胀Ka≈1%~3%对浅埋基础的建筑物也无危害，在最不利的条件下，结构可能产生微小的裂缝，但不影响建筑物的安全Ⅲ类冻胀Ka=3.5%~6%浅埋基础的建筑物将会产生裂缝Ⅳ类强冻胀Ka>6%浅埋基础的建筑物将会产生严重破坏青藏高原的冻土层施工人员在进行冻土地带勘探一、土石方工程的冬期施工二、分为松土防冻法、覆雪防冻法和保温材料覆盖法地基土的保温防冻：三种。1.松土防冻法：在土壤冻结之前，在预先确定的冬季挖土面上，将表土翻松耙平，利用松土中的空气来降低土壤的导热性。翻松深度一般为0.25m~0.3m。经过z昼夜的冻结，土的冻结深度H为：H=A（4p—p∧2）

A——土的防冻计算系数；

p——用公式p=∑zt/1000求的；

z——土的冻结时间（d）；

t——土冻结时外部空气的温度（℃），负温取绝对值。一、土石方工程的冬期施工2、.覆雪防冻法：（1）适用于降雪量较大的地区，利用雪的覆盖做保温层，防止土壤冻结。（2）大面积土方工程：在地面上设置篱笆，高为0.5~1.0m，间距10~15m，布置方向与与风向垂直设置。（3）小面积土方工程：在初次降雪后，在待开挖的基槽地面上，挖上积雪沟，深度为30~50cm，挖好后就快用雪填满。一、土石方工程的冬期施工大面积土方工程小面积土方工程3.保温材料（1）适用于面积较小的基坑、基槽的防冻。（2）保温材料：炉渣、锯末、膨胀珍珠岩、草袋、树叶等。（3）对于已挖基坑，保温材料铺设在基坑、基槽的底面上，靠近坑壁处应该加厚。（4）对于未挖基坑，保温材料的铺设宽度应为冻结深度的两倍之和。已挖基坑保温法未挖基坑保温法冻土的融化：焖火烘烤法：适用于面积较小，冻土不深,且燃料便宜的地区。循环针法：适用于大部分地区，分为蒸汽循环针法和热水循环针法。电热法：效果最佳，但是能源消耗大。冻土的开挖：1.人工法:适用于小面积和场地狭窄的地区。一、土石方工程的冬期施工2.机械开挖：冻土深度（m）施工机械<0.2m推土机或中等动力的挖掘机<0.3m专用松土机<0.4m大马力挖掘机0.4~1.0m打桩机3.爆破法：深度在2m以内，采用直立爆破孔。深度超过2m，采用水平爆破孔。冬期回填施工：1.室外的基坑、基槽、管沟可用含有冻土块的土回填，但是冻土块的体积不得超过总体积的15%。2.室内的回填不得使用含有冻土块的土回填。3.管沟回填时，沟底至管顶0.5m的范围内，不得使用含有冻土块的土，上部回填土中冻土块的体积不应该超过该部分填土的15%。4.回填应该连续进行。1.雨期施工要解决排水问题；2.雨期开挖的基坑、基槽、管沟，应该注意边坡稳定；3.雨期施工工作面不宜过大，应该逐段、逐片施工；4.为防止基坑浸泡，开挖时应在基坑内做好排水沟、集水井；5.基础施工完成后，应抓紧基坑四周的回填工作。土方工程雨期施工土方工程场地平整基坑工程填筑压实机械化施工H0△hHnhnVm支护板桩降水填压方法影响因素质量检查工作特点总结1.1土的可松性在工程中有哪些应用？1.2场地设计标高的确定方法有几种？它们有何区别？1.3试述影响边坡稳定的因素有哪些？并说明原因。1.4土壁支护有哪些形式？1.5试述“相当梁法”的计算原理。1.6水泥土墙设计应考虑哪些因素？1.7降水方法有哪些？其适用范围有哪些？1.8简述流砂产生的原因及防治措施？1.9轻型井点的设备包括哪些？1.10轻型井点的设计包括哪些内容？其设计步骤如何？1.11单斗挖土机有几种形式？分别适用开挖何种土方？1.12叙述影响填土压实的主要因素？1.13填土的密实度如何评价？复习思考1.名词解释：⑴土的最终可松性系数：⑵流砂现象：⑶渗透系数：⑷动水压力：⑸坡度系数：⑹压实系数：⑺土的最佳含水量：⑻土的可松性：练习2．单项选择：⑴某基坑开挖土方量为V1，基础在坑内占体积为V2，土的最初可松性系数和最终可松性系数分别为Ks和K’s。则该基坑除留下回填用土后的多余土方外运量为：（

）A．B．C．D．⑵井点降水系统计算时引入假想半径ｘ０的条件是基坑长宽比（）。A．不大于5

B．不小于5

C．不大于6

D．小于8练习⑶在含有自由潜水面的两个不透水层之间的砂性含水层中，当埋入的井点达到下面不透水层时，该水井类型为（）。A．无压完整井B．无压非完整井C．承压完整井D．承压非完整井⑷当基坑的土是细砂或粉砂时，宜选用的降水方法是（）。Ａ．四周设排水沟与集水井Ｂ．用抽水泵从基坑内直接抽水Ｃ．同时采用方法Ａ与ＢＤ．轻型井点降水练习(5)确定填土压实的每层铺土厚度应考虑的因素为（）。A．压实方法Ｂ．土的含水量Ｃ．压实遍数Ｄ．综合考虑A和C(6)轻型井点降水中系统中，离心泵的吸水扬程（）。A．越小越好B．越大越好C．大小均可D．等于零(7)在同一压实功条件下，土的含水量对压实质量的影响是（）。A．含水量大好B．含水量小好C．含水量为某一值好D．含水量为零时好练习2．单项选择：⑴某基坑开挖土方量为V1，基础在坑内占体积为V2，土的最初可松性系数和最终可松性系数分别为Ks和K’s。则该基坑除留下回填用土后的多余土方外运量为：（）A．B．C．D．⑵井点降水系统计算时引入假想半径ｘ０的条件是基坑长宽比（）。A．不大于5

B．不小于5

C．不大于6

D．小于8DA练习⑶在含有自由潜水面的两个不透水层之间的砂性含水层中，当埋入的井点达到下面不透水层时，该水井类型为（）。A．无压完整井B．无压非完整井C．承压完整井D．承压非完整井⑷当基坑的土是细砂或粉砂时，宜选用的降水方法是（）。Ａ．四周设排水沟与集水井Ｂ．用抽水泵从基坑内直接抽水Ｃ．同时采用方法Ａ与ＢＤ．轻型井点降水DC练习⑺确定填土压实的每层铺土厚度应考虑的因素为（）。A．压实方法Ｂ．土的含水量Ｃ．压实遍数Ｄ．综合考虑A和C⑼轻型井点降水中系统中，离心泵的吸水扬程（）。A．越小越好B．越大越好C．大小均可D．等于零⑽在同一压实功条件下，土的含水量对压实质量的影响是（）。A．含水量大好B．含水量小好C．含水量为某一值好D．含水量为零时好CDB练习3．填空题：⑴土的工程分类是按土开挖的难易程度将土分为（）大类。⑵轻型井点的布置应根据（）、（）、（）、（）而定。⑶填土压实方法有（）、（）、（）。⑷影响填土压实的因素有（）、（）、（）。(5)基坑坑壁支护的类型有（）、（）、（）三种。(6)板桩设计的五要素（）、（）、（）、（）、（）。(7)基坑降水的方法有（）、（）。(8)轻型井点平面布置的形式有（）、（）、（）。练习3．填空题：⑴土的工程分类是按土开挖的难易程度将土分为（八）大类。⑵轻型井点的布置应根据（基坑大小与深度）、（土质）、（地下水位高低与流向）、（降水深度要求）而定。⑶填土压实方法有（碾压法）、（夯实法）、（振动压实法）。⑷影响填土压实的因素有（土的含水量）、（铺土厚度）、（压实功）。⑸流砂产生的原因是（），防治流砂的方法有（改变动水压力方向）、（增大动水压力路经）等。⑹基坑坑壁支护的类型有（加固型）、（支挡型）、（混合型）三种。⑺板桩设计的五要素（入土深度）、（截面弯矩）、（支点反力）、（拉锚长度）、（板桩位移）。⑻基坑降水的方法有（集水坑降水法）、（井点降水法）。⑼井点降水根据开挖深度不一样，渗流速度不一样，可划分为（轻型井点）、（喷射井点）、（电渗井点）、（管井井点）和（深井井点）五种类型。⑽轻型井点平面布置的形式有（单排线状布置）、（双排现状布置）、（环状布置）。练习⑾轻型井点系统的类型有：（）、（）、（