土方工程课件

建筑工程施工技术

土方工程2016.6.30一、土的分类及性质二、土方工程施工三、土方回填工程质量检验标准四、土方工程实验检测土方工程

1.1土的组成骨架，决定作用重要影响次要作用气相固相液相++土体土的三相比例不同，其性质不同矿物成分：粒组（fraction）

：按粒径范围划分的，其粒径和工程性质相近的岩土颗粒形成的组别颗粒级配1.固体颗粒土的物理力学性质一、

土的工程分类及性质1.2土的工程分类

按性质划分

1.砂土d＞2mm的颗粒含量≤全重50%，d＞0.075mm颗粒≥全重50%土的名称粒组含量砾砂d＞2mm的颗粒占全质量25~50%粗砂d＞0.5mm的颗粒超过全质量50%中砂d＞0.25mm的颗粒超过全质量50%细砂d＞0.075mm的颗粒超过全质量85%粉砂d＞0.075mm的颗粒超过全质量50%2.粉土：d＞0.075mm的颗粒含量＜全质量50%，且塑性指数Ip≤10的土3.粘性土：塑性指数Ip>10的土塑性指数Ip土的名称10<Ip≤17粉质粘土Ip>17粘土粘性土状态用液性指数表示IL表示IL≤00~0.250.25~0.750.75~1IL

＞1坚硬硬塑可塑软塑流塑界限含水量:粘性土由一种状态转变到另一种状态的分界含水量。

缩限ws

塑限wp

液限wL含水量固态半固态可塑状态流动状态塑性指数液性指数1.3土的主要工程物理性质一.土的基本试验指标1．土的密度

土的密度ρ（g/cm3）：土在天然状态下（①保持土的天然结构；②保持土的原有水分）单位体积的质量；

应用——影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。试验方法：环刀法土的干密度ρd

：单位体积土中固体颗粒的质量；

应用——检验填土压实质量的控制指标。土的饱和密度：三者关系式中——含水状态时土的质量；

——烘干后土的质量。

2.含水量：

土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示：

——反映土的干湿程度。

试验方法：烘干法、酒精燃烧法影响击实效果的因素：土的性质含水量：压实功：粘粒含量：粘粒含量越少，dmax越大颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差ω不同，土颗粒间的作用力不同要达到一定的d

，则ω小时，击实功大，ω大时，选取击实功小的机具。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1

3．压实性压实系数λ=

d/dmax——控制回填土质量的指标

4.可松性

自然状态下的土，经过开挖后，其体积会因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。

应用——根据土的可松性系数可计算土方开挖工程量、土方运输量和土方调配、回填土预留量﹥1﹥11009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41Cu=d60/d10Cu

≥5,级配不均匀二.土的颗粒级配：土中各粒组的相对含量。常用表格或曲线表示

不均匀系数：表示大小不同粒组分布的情况。Cu越大，越不均匀。1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d10d30Cc=d302

/(d60×d10)较大颗粒缺少Cc

减小较小颗粒缺少Cc

增大Cc=1~3,

级配连续性好曲率系数：描述级配曲线的整体形状，反映是否缺失的情况应用

①对级配连续的土：仅用Cu即可判断级配情况。Cu＞10为级配良好土。

②级配不连续土：砂、砾土必须同时满足Cu≥5，Cc=1~3则级配良好。2.1土方工程概述

2.1.1

常见的土方工程1.场地平整：是指将天然地面改造成设计要求的平面所进行的土方施工程。这类土方工程施工面积大，土方工程量大，应采用机械化作业2.开挖基坑：是指开挖宽度在3m以内，长宽比≥3的基坑或长度比＜3，底面积在20m2以内的基坑进行的土方开挖过程。这类土方开挖时，要求开挖的标高、断面、轴线准确，因此施工时，应制定合理的施工方案，尽量采用中小型施工机械，以提高生产率，加快施工进度和降低工程成本。3.土方回填与压实：基础完成后的基槽、房心需回填，为确保填方的强度和稳定性，必须正确选择填方土料与填筑方法。填筑应分层进行，并尽量采用同类土填筑。填土必须具有一定的压实密度，以避免建筑物产生不均匀沉降。。二、土方工程施工2.1.2土方工程施工的特点（1)土方工程量大、劳动强度高。如大型项目的场地平整，土方量可达数百万立方米以上，面积达数十平方公里，工期长。因此，为了减轻繁重的劳动强度，提高劳动生产率，缩短工期，降低工程成本，在组织土方工程施工时，应尽可能采用机械化或综合机械化方法进行施工。

（2)施工条件复杂。土方工程施工，一般为露天作业，土为天然物质，种类繁多。施工时受地下水文、地质、地下妨碍、气候等因素的影响较大，不可确定的因素较多、因此，施工前必须做好各项准备工作，进行充分的调查研究，详细研究各种技术资料，制定合理的施工方案进行施工。

（3)

受场地限制。任何建筑物都需要一定埋置深度，土方的开挖与土方的留置存放都受到施工现场地的限制，特别是城市内施工，场地狭窄，周围建筑较多，往往由于施工方案不当，导致周围建筑设施不安全并失去稳定。

因此，施工前必须详细了解周围建筑的结构形式及各种管线的分布走向，熟悉地质技术资料，制定切实可行的施工安全方案，充分利用施工场地。

2.1.3组织土方工程施工的要求

（1）尽可能机械化施工；（2）合理安排施工计划，尽量避开冬、雨期施工；（3）为了降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田，要对土方进行合理调配、统筹安排。（4）施工前要做好调查研究，拟定合理的施工方案和技术措施，以保证工程质量和安全，加快施工进度。2.2土工合成材料

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料，土工网，玻纤网，土工垫等类型。土工合成材料

重量轻、成本低、耐腐蚀、具有反滤、排水、隔离、增强等优良性能土工合成材料的特点l、土层分离的过滤材料；2、水库、矿山选矿的排水材料，高层建筑地基的排水材料；3、江河堤坝、护坡的防冲刷材料；4、铁路、公路、机场跑道路基的补强材料，沼泽地带修路的加固材料；5、沥青路面的防裂材料应用范围2.3常用土方施工机械一.推土机：

是一种自行式的挖土、运土工具。1.分类

按行走的方式——履带式和轮胎式；按铲刀的操作方式——索式和液压式；按铲刀的安装方式——固定式和回转式。2.特点：

操作灵活、运转方便、工作面小、行驶速度快、能爬30°缓坡。3.适用范围：

①适于运距在100m以内平土或移挖作填、以40～60m为最佳；

②开挖或堆土高度≤1.5米挖土或填土；

③挖运一～三类土；④做牵引动力二．挖土机适于开挖停机面以下的一～三类土的基坑、基槽或管沟；每层经济合理的开挖深度为1.5～3.0m；对地下水位较高处也适用；

2.分类：履带式机械传动挖土机；履带式液压反铲挖土机三、装载机主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.5～6.1m3。四、平地机

利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。

五.自卸汽车

又称翻斗车、工程车。装载车厢能自动倾翻一定角度卸料，大大节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，降低运输成本。常同挖掘机、装载机等联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、松散物料的装卸运输。按底盘承载能力可分为轻卡系列自卸、中吨系列自卸和大吨位系列自卸

1.平碾（光碾压路机）适用于砂类土和粘性土；分为轻型、中型、重型；施工时先用轻型，再用重型压路机。

六、压路机2.羊足碾单位面积压力大，压实效果好，适用于粘性土3.气胎碾（轮胎压路机）压力均匀，填土质量好

常见的有平板振动机、振动平碾、振动凸块碾七、打夯机利用夯锤自由下落的冲击力夯实土壤。适用于小面积或作业面受限制的土方回填工程。人工夯实：石夯、木夯机械夯实：蛙式打夯机

2.4基槽回填施工

编制土方施工方案施工场地平整检验土料工作面清理分层铺土人工整平夯压密实验收

2.4.1

土方施工的基本流程为：2.4.2土料选择土方回填前要清除基底垃圾，树根等杂物，抽除坑底积水、淤泥，验收基底标高。如在耕植土、松土上填方，应将基底压实后进行，填料应按设计要求，去除草皮、植物、或垃圾，最好采用砂砾土。

1、土质：素土，不含有机物、杂物、树根草皮塑料、腐殖物、淤泥质等；

2、颗粒：粒径比较小而均匀，不宜大于50mm。

3、状态：天然含水量，不宜大于40%，软塑~硬塑状态。

2.4.2填方施工注意事项●虚铺厚度：人工木夯20(粘性土)～30cm(砂质土)；推土机填土30cm；铲运机或汽车填土30～50cm

；压实机具每层铺土厚度（mm）每层压实遍数平碾200～3006～8羊足碾200～3508～15振动压实机200～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～4压实作用沿深度的变化●斜坡上的土方回填应将斜坡改成阶梯形，以防填方滑动；●填方区如有积水、杂物和软弱土层等，必须进行换土回填，换土回填亦分层进行；●回填基坑、墙基或管沟时，应从四周或两侧分层、均匀、对称进行，以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。2.4.3填土压实方法1.碾压法

适用于大面积的场地平整和路基、堤坝工程，用压路机进行填方压实时，填土厚度不应超过25～30cm，碾压遍数一样，碾轮重量先轻后重，碾压方向应从两边逐渐压向中央，每次碾压应有15～25cm的重叠。压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”2.夯实法

常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机适用于粘性较低的土，常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实，也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。3、强夯法

是利用起重机械和重锤进行软土地基处理的施工方法，可夯实较厚的土层。4.振动法适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械是振动压路机、平板振动器。振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高，适用于各类土壤的压实，是大型土石方压实的首选设备。回填土检验批的质量检验标准：项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法柱基基坑基槽场地平整管沟地（路）面基础层人工机械主控项目1标高-5030±50-50-50水准仪2分层压实系数设计要求按规定或直观检查一般项目1回填土料设计要求取样检查或直观检查2分层厚度及含水量设计要求水准仪及抽样检查3表面平整度2020302020用靠尺或水准仪检验批：检测项目相同，质量要求和生产工艺等基本相同，由一定数量构件等构成的检测对象。

三、土方回填工程质量检验标准3.1土方回填验收标准3.2影响填土压实的因素

1.压实功的影响

砂土夯实2~3遍，亚粘土或粘土5~6遍。2.含水量的影响

3．铺土厚度的影响

土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小，因此铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。4.1环刀法

1.仪具与材料；●

人工取土器，包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆、落锤、手柄）。环刀内径6～8cm，高2～3cm，壁厚1.5～2mm。●

电动取土器：由底座、行走轮、立柱、齿轮箱、升降机构、取芯头等组成。●

天平：感量0.1g（用于取芯头内径小于70mm样品的称量），或1.0g（用于取芯头内径100mm样品的称量）。●

其它；镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含水量设备等。四、土方工程试验检测2.方法与步骤●

按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度ρc及最佳含水量。●

用人工取土器测定粘性土及无机结合料稳定细粒土密度的步骤：（1）擦净环刀，称取环刀质量m2，准确至0.1g。（2）在试验地点，将面积约30cm×30cm的地面清扫干净，并将压实层铲去表面浮动及不平整的部分，到达一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度但不得将下层扰动。

（3）将