建筑施工-第一章 土方工程

建筑工程施工课件2008.12.261/29/20241第一章土方工程主要内容：土方工程量计算、土方工程施工准备与基坑（槽）施工、土方工程的机械化施工、土方回填与压实、爆破施工及土方工程质量标准与安全技术；学习重点：土的工程性质，土的工程性质，土方填筑与压实，土方机械化施工，深基坑施工1/29/20242学习要求:掌握土的工程性质，土方机械化施工，深基坑施工；掌握基坑(槽)、场地平整土石方工程量的计算方法；了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法，爆破工程、土方常见的质量事故及处理；熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提高生产率的方法；掌握回填土施工方法及质量检验标准。第一章土方工程1/29/202431.1

概述1.2

土方工程量计算1.3

土方工程施工准备与辅助工程1.4

土方工程得机械化施工1.5

土方回填与压实1.6基坑（槽）施工1.7土方工程质量标准与安全技术1.8爆破施工工程实践案例第一章土方工程1/29/20244一、土方工程的分类及特点土方工程分类场地平整基坑（槽）开挖基坑（槽）回填土方施工特点工程量大、劳动强度高。施工条件复杂。受场地限制。1.1概述1/29/20245二、土的分类与现场鉴别方法在工程上，土根据开挖难易程度分为八类，其中一～四类土为土，五～八类土为岩石。其开挖难易直接影响其施工方案、劳动量消耗和工程费用。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。

土的工程分类与现场鉴别方法见表1－1所示。

1.1概述1/29/20246表1－1土的工程分类与现场鉴别方法土的分类

土的名称

可松性系数

现场鉴别方法

KSK’s一类土(松软土)

砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)

1.08～1.17

1.01～1.03

能用锹、锄头挖掘

二类土(普通土)

亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土

1.14～1.28

1.02～1.05

用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

三类土(坚土)

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

1.24～1.30

1.04～1.07

要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍

四类土(砂砾坚土)

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

1.26～1.32

1.06～1.09

整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤

1.1概述1/29/20247土的分类

土的名称

可松性系数

现场鉴别方法

KSK’s五类土(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，软的石炭岩1.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(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1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖

八类土(特坚硬石))

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1.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖1.1概述1/29/20248三、土的工程性质

土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即

式中KS、KS′——土的最初、最终可松性系数；

V1——土在天然状态下的体积，m3；

V2——土挖出后在松散状态下的体积，m3；

V3——土经压(夯)实后的体积，m3。

1.1概述1/29/20249例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200m3，土的最初可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应外运多少松土？预留夯实土：2000-1200=800m3；预留原土：800/1.05=762m3；外运原土：2000-762=1238m3；外运松土：1238×1.14=1412m3。1.1概述1/29/202410土的天然含水量

土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。表达式为：

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概述1/29/202411土的天然密度和干密度

土的密度：

(黏土=1.8~2.0，砂=1.6~2.0）

土的干密度：

土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：

1.1概述1/29/202412土的孔隙比和孔隙率

孔隙比：

孔隙率：一般情况：n=0.5~1.2是粘性土，n=0.3~0.9是砂土；e＜0.6是密实的低压缩性土，e＞1是疏松的高压缩性土。1.1概述1/29/202413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。土的渗透系数见表1－2所示。1.1概述1/29/202414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

1.1概述1/29/2024151.2土方工程量计算及土方调配

土方施工前，通常要计算土方的工程量，根据土方工程量拟定土方施工的方案，组织土方工程的施工。单土方工程的地形往往复杂，不规则，要进行精确计算比较困难。通常都是将其假设或者划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度由于实际情况相近似的方法进行计算。1/29/202416一、基坑土方量的计算

基坑是指长宽比小于等于3的矩形土体，其土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算(图1－1)。即

式中H——基坑深度，m；

A1、A2——基坑上、下底的面积，m2；

A0—基坑中截面的面积，m2。1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202417基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图1-2)：

式中

V1——第一段的土方量，m3；

L1——第一段的长度，m。式中V1、V2、

……

Vn——各段的土方量，m31.2土方工程量计算及土方调配1/29/202418二、场地平整土方计算（一）场地设计标高的确定设计标高选择，需考虑以下因素：（1）满足生产工艺和运输的要求；（2）尽量利用地形，以减少挖方数量；（3）尽量使场地内挖填平衡，以降低土方运输费用；（4）有一定泄水坡度（≥2‰），满足排水要求；（5）考虑最高洪水位的要求。1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202419场地的设计标高，可根据挖填平衡的原则确定。

1.初步计算场地设计标高

方格网法：方格的角点标高，一般根据地形图上相邻两等高线的标高用插入法求得；无地形图时，也可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。一般说来，理想的设计标高，应该使场地的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡1.2土方工程量计算及土方调配1/29/2024201.2土方工程量计算及土方调配1/29/202421

2.计算设计标高的调整值

所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还需考虑以下因素进一步进行调整:（1）土具有可松性；（2）填(挖)影响；（3）边坡填挖量不等；（4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外挖填土的变化。1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202422

3.考虑泄水坡度对设计标高的影响

由于排水要求，场地表面场有一定的泄水坡度。因此，还需根据场地泄水坡度的要求（单面泄水或双面泄水），计算出场地内各方格角点实际施工时的设计标高。单面泄水双面泄水1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202423（二）场地土方量的计算

1.计算方格土方工程量：

方格网法

1）四个角点挖（填）方

2）两个角点填方，另外两个角点挖方

3）一个角点填（挖）三个角点挖（填）方断面法；公式法;累高法

2.边坡土方量的计算

三角棱体:V=1/3A1L1A1=1/2mh2

三角棱柱体:V=1/2(A1+A2)l4

或V=l4/6(A1+4A0+A2)

3.计算土方总量

所有方格土方量和边坡土方量汇总1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202424

（a）直线形

（b）折线形

（c）阶梯形

m=b/h

，称为边坡系数。

1.2土方工程量计算及土方调配1/29/2024254.场地土方量的计算(1)计算各方格角点的施工高度(2)计算零点位置(3)计算方格土方工程量按方格网底面积图形和公式，计算每个方格内的挖方或填方量。

平均高度法：计算图形底面积乘以平均施工高度而得出。如：二点填方或挖方（梯形）1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202426(4)边坡土方量的计量1）三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如①）计算公式式中：

2）三棱柱体边坡体积：

三棱柱体边坡体积如④）计算公式：

当两端横端面面积相差很大的情况1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202427四角全填（全挖）1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202428相邻两角为挖，另两角为填1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202429三角填（挖），另一角挖（填）1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202430表1.3常用方格网点计算公式

项目图式计算公式一点填方或挖方(三角形)

两点填方或挖方(梯形)

三点填方或挖方(五角形)

四点填方或挖方(正方形)

1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202431【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。

1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202432【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1.8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=0.061.2土方工程量计算及土方调配1/29/2024331.2土方工程量计算及土方调配1/29/202434(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。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)

1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202435

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)1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202436

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)1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202437(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)1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202438

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土方工程量计算及土方调配1/29/202439三、土方调配土方调配原则力求达到挖、填平衡和运距最短的原则；土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则；采取分区与全场结合来考虑的原则；土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工结合；选择适当的调配方向、运输路线，使土方机械和运输车辆的功效能得到充分发挥。好土用在回填质量要求高的地方。1.2土方工程量计算及土方调配1/29/202440土方调配图表的编制划分调配区计算土方量计算调配区间的平均运距确定土方最有调配方案绘制土方调配图1.2土方工程量计算及土方调配1/29/2024411.3施工准备与辅助工作一、施工准备及定位放线

（一）施工准备工作：

1.场地清理；

2.地面水排除；

3.修筑临时设施（二）定位放线：

1.建筑物定位；2.放线1/29/202442二、土方边坡与土壁支撑

（一）土方边坡土方边坡坡度＝＝1:mBH土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水情况有关。m－－称为边坡系数1.3施工准备与辅助工作1/29/202443（二）土壁支护

土壁支撑形式应根据开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。

横撑式支撑1.3施工准备与辅助工作1/29/202444（三）大面积深基坑支护

1.支护特点

①主要支护方法:钢板桩、柱列式钢筋砼桩、连续墙等，对方形或圆形基坑采用拱圈。

②利用深层搅拌法加固基坑四周土体

③逆作法施工技术日益被重视

2.一些先进施工技术

(1)地下连续墙

(2)柱列式灌注桩

(3)土锚杆

(4)土钉墙1.3施工准备与辅助工作1/29/202445(1)地下连续墙（动画）

地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状灵活缺点：需用专用机械，成本较高1.3施工准备与辅助工作1/29/202446(2)柱列式灌注桩

以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身弯距的挡土结构优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工缺点：整体性能较差，无防水能力1.3施工准备与辅助工作1/29/202447(3)土层锚杆

土层锚杆是一种埋入土层深部的受拉杆件，它一端与构筑物相连，另一端锚固在土层中。钻孔－安放拉杆－灌浆－养护－安装锚头－张拉锚固和挖土。1.3施工准备与辅助工作1/29/202448(4)土钉墙

土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射砼面板组成，形成一个以土挡土的重力式挡土墙。土钉墙自上而下施工，靠土钉的相互作用形成复合整体作用。施工工艺：开挖工作面、喷射砼设置土钉、铺设钢筋网、设置排水系统1.3施工准备与辅助工作1/29/202449土钉墙1.3施工准备与辅助工作1/29/202450四、施工排水

为了保持基坑干燥，防止由于水浸泡发生边坡塌方和地基承载力下降，必须做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明沟排水法和井点降水法。（一）明排水法

开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然后用水泵抽出坑外1.3施工准备与辅助工作1/29/202451集水井降水（动画）对象：雨水、地下水。要求：边坡稳定，坑（槽）底不受水浸泡。方法：在基坑（槽）开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在沟下游设置集水井，汇集沟内积水，然后水泵抽走做法：1、排水沟和集水井应设置在基础范围以外；2、排水沟的横断面不小于0.5m*0.5m，纵向坡度宜为1‰-2‰；3、集水井每隔20-40m设置一个，其直径和宽度一般为

0.6-0.8m，其深度终低于挖土面0.7-1.0m。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024521.3施工准备与辅助工作1/29/202453流砂产生及防治1、现象：当基坑（槽）挖土至地下水水位以下时，而土质又是细砂或粉砂，有采用集水井法降水，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地下水一起流动涌入基坑，这种现象称为流砂现象。2、原因：当基坑底挖至地下水位以下时，坑底的土就受到动水压力的作用。如果动水压力等于或大于土的浸水重度时，土粒失去自重处于悬浮状态，能随着渗流的水一起流动，带入基坑边发生流砂现象。

3、危害：发生流砂现象时，土完全丧失承载能力，使施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下降、倾斜、倒塌等。总之，流砂现象对土方施工和附近建筑物有很大危害。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024544、易产生流砂的土a、土的颗粒组成中，黏粒含量小于10%，粉粒（颗粒为0.005-0.05mm）含量大于75%b、颗粒级配中，土的不均匀系数小于5；c、土的天然孔隙比大于0。75；d、土的天然含水量大于30%5、防治措施：

a、抢挖法b、打板桩法c、水下挖土法d、人工降低地下水位e、地下连续墙法。管涌现象：1.3施工准备与辅助工作1/29/202455人工降水法（井点降水法）在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工完毕为止。

（二）人工降低地下水位1.3施工准备与辅助工作1/29/202456

人工降水法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及渗井井点等。其中，轻型井点应用广泛。轻型井点（动画）1.轻型井点的主要设备（1）管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。（2）抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024572.轻型井点的布置

1)平面布置

当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低深度不超过5m时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度。1.3施工准备与辅助工作1/29/202458基坑（槽）大于6m或土质不良的情况可以采用双排布置。1.3施工准备与辅助工作1/29/202459

如宽度大于6m或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024602）高程布置井点管的埋置深度：

H≥H1＋h＋iL轻型井点管的降水深度在考虑设备水头损失后，不超过6m1.3施工准备与辅助工作1/29/202461

当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024623.轻型井点的计算

1）井点系统涌水量计算无压完整井：无压不完整井：有效深度H0，当H0＞H时，仍取H；

S`—井点管处水位降低值（S+iL）承压完整井：H—含水层厚度；S—水位降低值；

x0—环状井点的假想半径；

A—环状井点包围的面积1.3施工准备与辅助工作1/29/202463

2）井点管数量与井距的确定

井点管数量：

式中：q——单根井点管最大出水量

井距：井点间距D不能太大，抽水压力小，出水不大；不能太小，彼此干扰。一般取值为0.8、1.2、1.6、1.6、2.0m。

1.3施工准备与辅助工作1/29/2024645、抽水设备的选择：要求水泵的抽水能力大于井点管系统的(用水量)，通常一套抽水设备配两台离心泵，可轮换备用。6、井点管的安装埋设：采用水冲法，分为冲孔和埋管两个过程。

7、轻型井点的使用：连续抽水，直至基础施工完成并回填8、轻型井点系统降水设计实例（见教材P53）。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024651.3施工准备与辅助工作1/29/202466喷射井点降水（喷水井点和喷气井点）构件：喷射井点的主要工作部件是喷射井管内管底端的扬水装置—喷嘴和混合室工作原理：当喷射井作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水，喷嘴喷出，在喷嘴处由于过水断面突然收缩变小，使工作水流具有极高的流速(30～60m/s)，在喷口附近造成负压(形成真空)，因而将地下水经滤管吸人，吸入的地下水在混合室水流压力相对增大，把地下水连同工作水一起扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，由此再用排水泵排出。1.3施工准备与辅助工作1/29/202467布置要求：采用喷射井点时，当基坑宽度小于10m可单排布置;大于10m则双排布置。当基坑面积较大时，宜环形布置。井点间距一般为2～

3m。埋设时冲孔直径约400～600mm，深度应大于滤管底lm以上。工作水要求：工作水要干净，不得含泥砂和其他杂物，尤其在工作初期更应注意工作水的干净，因为此时抽出的地下水可能较浑浊，如不经过很好的沉淀即用作工作水，会使喷嘴、混合室等部位很快的磨损。如果扬水装置已磨损。在使用前应及时更换。为防止产生工作水反灌现象.在滤管下端最好增设逆止球阀。1.3施工准备与辅助工作1/29/202468电渗井点降水工作原理：是在降水井点管的内侧打人金属棒(钢筋、钢管，连以导线。以井点管为阴级金属棒为阳极，通入直流电后，土颗粒自阴极向阳极移动，称电泳现象，使土体固结;地下水自阳极向阴极移动，称电渗现象，使软土地基易于排水。它用于渗透系数小于0.1m/d的土层。电渗井点是以轻型井点管或喷射井点管作阴极，Φ20～Φ25的钢筋或Φ50～Φ75的钢管为阳极，埋设在井点管内侧，与阴极并列或交错排列。当用轻型井点时，两者的距离为0.8～1.0m;当用喷射并点则为1.2～1.5m。阳极入土深度应比井点管深500mm，露出地面200～400mm。阴、阳极数量相等，分别用电线联成通路，接到直流发电机或直流电焊机的相应电级上。1.3施工准备与辅助工作1/29/202469工作要求：电渗井点降水的工作电压不宜大于60V。土中通电的电流密度宜为0.5～1.2A/m2

，为避免大部分电流从土表面通过，降低电渗效果，通电前应清除阴阳极间地面上的导电物，使地面保持干燥，如涂一层沥青则绝缘效果更好。通电时，为消除由于电解作用产生的气体积聚在电极附近，使土体电阻增大，加大电能消耗，宜采用间隔通电法，即每通24h，停电2～

3h。在降水过程中，应量测和记录电压、电流密度、耗电量及水位变化。1.3施工准备与辅助工作1/29/202470管井井点降水

管井井点就是沿开挖的基坑，每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵(潜水泵、离心泵)进行抽水，降低地下水位。用此法可降低地下水位5～10m，适用于渗透系数较大（土的渗透系数K＝20～200m/d）地下水量大的土层中。1.3施工准备与辅助工作1/29/202471深井泵降水

每一个深井泵由井管和滤管组成，单独配备一台电动机和一台真空泵，开动后达到一定的真空度，则可达到深层降水的目的，在渗透系数较小的淤泥质勃土中亦能降水。这种真空深井泵的吸水口真空度可达0.05～0.095MPa；最大吸水作用半径15m左右；降水深度可达8～18m(井管长度可变);钻孔直径Ф850～Ф

1000;电动机功率7.5kW;最大出水量30L/min。安装这种真空深井泵时，钻孔设备应用清水作水源冲钻孔，钻孔深度比埋管深度大1m。成孔后应在2h内及时清孔和沉管，清孔的标准是使泥浆达到1:1.1～1:1.I5。沉管时应使溢水箱的溢出口高于基坑排水沟系统人水口200mm以_L，以便排水。滤水介质用中粗砂与Ф

10一Ф

15的细石，先灌人2m高(一般孔深lm用量1t)的细石，然后灌中粗砂。砂灌入后立即安装真空泵和电动机，随即通电预抽水，直至抽出清水为止。这种深井泵应由专用电箱供电。这种真空深井泵在软土中，每台泵的降水服务范围约200m21.3施工准备与辅助工作1/29/202472降水对周围建筑的影响及防止措施1、影响情况：

a、会产生较大的地面沉降；b、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。2、防止措施：（1）采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施（2）适当调整井点管的埋置深度（3）采用井点降水与回灌相结合的技术。（4）采用注浆固土技术防止水土流失。1.3施工准备与辅助工作1/29/2024731.3施工准备与辅助工作1/29/2024741.4.1常用土方施工机械和施工特点

1.4.1.1推土机

按行走的方式，可分为履带式推土机和轮胎式推土机。履带式推土机附着力强，爬坡性能好，适应性强；轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。目前，我国生产的履带式推土机有东方32100、T-120、黄河220等；轮胎式推土机有TL160等。1.4土方机械化施工1/29/202475（一）特点多用于场地清和理和平整、开挖深度1.5m以内的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、挖土机工作等。推土机可以推挖一-三类土，运距在100m以内的平土或移挖作填，宜采用推土机，尤其是当运距在30-60m之间，最有效，即效率最高。1.4土方机械化施工1/29/202476（二）作业方法及提高生产率的措施推土机可以完成铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。推土机的主要作业方法：1.下坡推土法方法：在斜坡上，推土机顺下坡方向切土与堆运，借助于机械本身向下的重力作用切土，增大切土深度和运间，可提高生产率30%-40%，但坡度不宜超过15度。适用：半挖半填地区推土丘、回填沟、渠时使用。2.并列推土法方法：平整较大面积场地时，可采用2-3台推土机并列作业（15~30cm），以减少土体漏失量，提高效率20%。适用：大面积场地平整及运送土用。

1.4土方机械化施工1/29/2024773.多刀送土方法：在硬质土中，切土深度不大，将土先积聚在一个或数个中间点，然后再整批推送到卸土区，使铲刀前保持满载。（提高效率12%—18%）适用：适于运送距离较远，而土质又比较坚硬，或长距离分段送土时采用。4.槽形推土法方法：推土机重复多次在一条作业线上切土和推土，使地面逐渐形成一条浅槽，再反复在沟槽中进行推土，以减少土从铲刀两侧漏散，可增加10%-30%的推土量。槽的深度以1m左右为宜，槽与槽之间的土坑宽约50cm。适用：推土层较厚，运距较远的情况。1.4土方机械化施工1/29/202478（三）推土机生产率计算Ph=3600qtvks(m3/h)小时生产率Ph台班生产率Pd

Pd=8phkB1.4土方机械化施工1/29/2024791.4.1.2铲运机

（一）特点铲运机的特点是能综合完成铲土、运土、平土或填土等全部土方施工工序，对行驶道路要求较低；操纵灵活、运转方便，生产率高，在土方工程中常应用用于大面积场地平整。在工业与民用建筑施工中，常用铲运机的斗容量为1.5-7m3。自行式铲运机的经济运距以800-1500m为宜，拖式铲运机的运距以600m为宜，当运距为200-300m时效率最高。1.4土方机械化施工1/29/202480（二）开行路线铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。1.小环形开行路线（一个循环只完成一次铲土和卸土）适于长100m内填土高15m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等工程采用。2.大环行开行路线（一个循环完成多次铲土和卸土）适于工作面很短（50-100m）和填不高(0.1-1.5m)的路堤、路堑、基坑以及场地平整等工程采用。3.“8”字形开行路线（一个循环完成两次铲土和卸土）适于开挖管沟、沟边卸土或土坑较长（300-500m）的侧向取土、填筑路基以及场地平整等工程采用4.锯齿形开行路线（一个循环完成多次铲土和卸土）适于工作地段很长（500m以上）的路堤、堤坝修筑时采用。（两侧高、中间低）1.4土方机械化施工1/29/202481铲运机1.4土方机械化施工1/29/2024821.4土方机械化施工1/29/202483（三）作业方法1、下坡铲土法：适于斜坡地形大面积场地平整或推土回填沟渠用。2、跨铲法：较坚硬的土铲土回填或场地平整。3、助铲法：地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型场地平整。（铲土机+推土机）（四）铲运机生产率计算Ph=3600qkctcks(m3/h)小时生产率Ph台班生产率Pd

Pd=8phkB1.4土方机械化施工1/29/2024841.4土方机械化施工1/29/2024851.4土方机械化施工1/29/2024861.4.1.3单斗挖土机

单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。1.4土方机械化施工1/29/2024871.4土方机械化施工1/29/202488(1)正铲挖土机

（动画）正铲挖土机的工作特点是前进行驶，铲斗由下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高；适用于开挖含水量不大于27%的一至三类土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同，挖土和卸土的方式有以下两种：正向挖土，侧向卸土正向挖土，反向卸土1.4土方机械化施工1/29/2024891.4土方机械化施工1/29/202490(2)

反铲挖土机

（反铲）反铲挖土机的工作特点是机械后退行驶，铲斗由上而下强制切土，用于开挖停机面以下的一至三类土，适用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、含水量较大的及地下水位以下的土壤开挖。反铲挖土机的开行方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。沟端开挖:反铲挖土机停在沟端，向后退着挖土。沟侧开挖:挖土机在沟槽一侧挖土，挖土机移动方向与挖土方向垂直。1.4土方机械化施工1/29/2024911.4土方机械化施工1/29/202492(3)拉铲挖土机

（动画）

拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗由上而下，靠自重切土，可以开挖一、二类土壤的基坑、基槽和管沟等地面以下的挖土工程，特别适用于含水量大的水下松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与反铲相似，可沟端开挖，也可沟侧开挖。(4)抓铲挖土机

抓铲挖土机主要用于开挖土质比较松软，施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施工。

1.4土方机械化施工1/29/2024931.4土方机械化施工1/29/2024941.4土方机械化施工1/29/2024951.4土方机械化施工1/29/2024961.4.2土方挖运机械的选择及配套计算（一）土方挖运机械的选择1.依据：基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等。

2.要求：合理选择挖方机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。3.要点：

1）当地形起伏不大，坡度在20度以内，挖填平整土方的面积较大，土的含水量适当，平均运距短（一般在1km以内）时，采用铲运机较为合适。（地形起伏不大，运距≤1km）1.4土方机械化施工1/29/2024972）地形起伏较大的丘陵地带，一般挖土高度在3m以上，运输距离超过1km，工程量较大且又集中时，可采用下述三种方式进行挖土和运土。（地形起伏较大，运距＞1km）

a、正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。（正铲+汽车）

b、推土机将土推入漏斗，并用自卸汽车在漏斗下承土并运走。

c、推土机预先把土推成一堆，用装载机把土装到汽车上运走。

4.原则：（含水量、运距、深度）1）土的含水量较小，可结合运距长短、挖掘深浅，分别采用推土机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行施工。当基坑深度在1-2m，基坑不太长时可采用推土机；尝试须2m以内长度较大的线状基坑，宜由铲运机开挖；当基坑较大，工程量集中时，可选项用正铲挖土机挖土。2）如地下水位较高，又不采用降水措施，或土质松软，可能造成正铲挖土机和铲运机陷车时，则采用反铲，拉铲或抓铲挖土机配合自卸汽车较为合适，挖掘尝深度见有关机械的性能表。1.4土方机械化施工1/29/202498（二）配套计算挖土机数量的计算N′==tcks挖土机的数量N＝台班产量PdT′8×3600qKcKB(m3/台班)QT·C·K1Pd·运输车辆的计算t′1.4土方机械化施工1/29/2024991.4.2.2土方开挖方式与机械选择

(1)平整场地常由土方的开挖、运输、填筑和压实等工序完成。

地势较平坦、含水量适中的大面积平整场地，选用铲运机较适宜。地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1000m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工。挖填方高度均不大，运距在100m以内时，采用推土机施工，灵活、经济。

1.4土方机械化施工1/29/2024100(2)地面上的坑式开挖

单个基坑和中小型基础基坑开挖，在地面上作业时，多采用抓铲挖土机和反铲挖土机。抓铲挖土机适用于一、二类土质和较深的基坑；反铲挖土机适于四类以下土质，深度在4m以内的基坑。(3)长槽式开挖

指在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽，适于挖大型厂房的柱列基础和管沟，宜采用反铲挖土机；若为水中取土或土质为淤泥，且坑底较深，则可选择抓铲挖土机挖土。若土质干燥，槽底开挖不深，基槽长30m以上，可采用推土机或铲运机施工。地面上的坑式开挖1.4土方机械化施工1/29/2024101(4)整片开挖

对于大型浅基坑且基坑土干燥，可采用正铲挖土机开挖。若基坑内土潮湿，则采用拉铲或反铲挖土机，可在坑上作业。(5)对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽的开挖，则采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑(槽)的挖掘和运土。

1.4土方机械化施工1/29/2024102回填土是一项很重要的工作，一些建筑物沉降过大，室内地坪和散水大面积开裂，主要原因之一就是由于回填压实没有达到设计规范要求的缘故。1.5土方回填与压实1/29/20241031.5土方回填与压实1.5.1填筑的要求

填土的土料应符合设计要求。含有大量有机物、石膏和水溶性硫酸盐(含量大于5%)的土以及淤泥、冻土、膨胀土等，均不应作为填方土料；以粘土为土料时，应检查其含水量是否在控制范围内，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石类土、砂土和爆破石渣可作表层以下填料，其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2/3。1/29/2024104填土应按整个宽度水平分层进行，当填方位于倾斜的山坡时，应将斜坡修筑成1∶2阶梯形边坡后施工，以免填土横向移动。填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。回填施工前，填方区的积水采用明沟排水法排除，并清除杂物。1.5土方回填与压实1/29/20241051.5.2土的压实方法填土的压实方法一般有碾压、夯实、振动压实等几种。

碾压法是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的，适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾、振动碾和汽胎碾。碾压机械进行大面积填方碾压，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。

夯实方法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。

1.5土方回填与压实1/29/20241061.5.3填土压实的影响因素填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。1.5.3.1压实功的影响

填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的关系见图。

1.5土方回填与压实1/29/20241071.5.3.2含水量的影响

填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。

较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量称做最佳含水量。各种土的最佳含水量和最大干密度见表1.7所示。

1.5土方回填与压实1/29/20241081.5土方回填与压实1/29/2024109表1.7土的最佳含水量和最大干密度参考表

项次土的种类变动范围最佳含水量(%)(质量比)最大干密度(g/cm3)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土方回填与压实1/29/20241101.5.3.3铺土厚度的影响在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。

各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验决定。若无试验依据应符合表1.8的规定。1.5土方回填与压实1/29/20241111.5土方回填与压实1/29/2024112表1.8填土施工时的分层厚度及压实遍数

压实机具分层厚度(mm)每层压实遍数平碾250～3006～8振动压实机250～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～41.5土方回填与压实1/29/20241131.5.4填土质量检查填土压实后必须要达到密实度要求，填土密实度以设计规定的控制干密度ρd(或规定的压实系数λ)作为检查标准。土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数，即可计算出填土控制干密度ρd的值。土的实际干密度可用“环刀法”测定。填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合表1.9的规定。

1.5土方回填与压实1/29/2024114一、房屋定位二、放线三、基槽开挖宽度的计算四、基槽(坑)土方开挖1

基槽(坑)开挖深度控制2

基槽(坑)开挖中注意事项3

验槽1.6基坑（槽）施工1/29/2024115一、房屋定位

房屋定位：在基础施工之前根据建筑总平面图设计要求，将拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来。

定位一般用经纬仪、水准仪和钢尺等测量仪器，根据主轴线控制点，将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上

(见图1-20所示)。

房屋外墙轴线测定后，根据建筑平面图将内部纵横的所有轴线都一一测出，并用木桩及桩顶面小钉标识出来。1.6基坑（槽）施工1/29/20241161.6基坑（槽）施工1/29/2024117二、放线

房屋定位后，根据基础的宽度、土质情况、基础埋置深度及施工方法，计算确定基槽(坑)上口开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上画出基槽(坑)开挖的上口边线即放线(见图1-21所示)。

1.6基坑（槽）施工1/29/2024118图1-21

放线示意图1.6基坑（槽）施工1/29/2024119三、基槽开挖宽度的计算：(1)不放坡，不加挡土板支撑

可不留工作面，即基槽(坑)和基础同宽。(2)不放坡，但要留工作面

一般，当基槽(坑)底在地下水位以上时，每边留出工作面宽度为300mm(见图1-22所示)，基槽放灰线尺寸为：

d=a+2c

式中

d——基础放灰线宽，mm；

a——基础底宽，mm；

c—工作面宽(一般取300mm)1.6基坑（槽）施工1/29/2024120图1-22

直壁基槽开挖留工作面示意图1.6基坑（槽）施工1/29/2024121(3)留工作面并加支撑

d=a+2c+2×100(mm)

当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍塌，必须设置支撑。此时，放灰线尺寸除考虑基础底宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸(一般为100mm)。(4)放坡

如果基槽深度超过《土方和爆破工程施工及验收规范》的规定时，即使土质良好且无地下水，亦需根据挖土深度和土质情况，参照[表1-4]放坡。放灰线尺寸为(见图1-23所示)：1.6基坑（槽）施工1/29/2024122图1-23

放坡基槽开挖留工作面示意图

d=a+2c+2b

式中b——放坡宽度，b=mh；m——坡度系数；

h——基槽开挖深度。1.6基坑（槽）施工1/29/2024123四、基槽(坑)土方开挖

基槽(坑)开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两种形式。

开挖基槽(坑)应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进行，且连续施工。

土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。1.6基坑（槽）施工1/29/20241241.7质量标准及安全技术1.7.1土方工程质量验收内容

(1)场地平整挖填方工程的验收内容

平整区域的坐标、高程和平整度；挖填方区的中心位置、断面尺寸和标高；边坡坡度要求及边坡的稳定；泄水坡度，水沟的位置、断面尺寸和标高；填方压实情况和填土的密实度；隐蔽工程记录。1/29/2024125(2)基槽的验收内容

基槽(坑)的轴线位置、宽度；

基槽(坑)底面的标高；基槽(坑)和管沟底的土质情况及处理；槽(坑)壁的边坡坡度；槽(坑)、管沟的回填情况和密实度。

1.7质量标准及安全技术1/29/20241261.7.2质量标准

项序项目允许偏差或允许值(mm)检查方法桩基基坑基槽挖方场地平整管沟地(路)面基层人工机械主控项目1标高-503050-50-50水准仪2长度、宽度(由设计中心线向两边量)+200-50+300-100+500-150+100_经纬仪，用钢尺量3边坡设计要求观察或用坡度尺检查一般项目1表面平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺检查2基底土性设计要求观察或土样分析表1.10土方开挖工程的质量检验标准

1.7质量标准及安全技术1/29/20241271.7.3安全技术

施工前进行场地清理，拆除施工区域内的房屋、古墓，拆除或改建通讯和电力设备、上下管道、地下电缆等；迁移树木，清除树墩及含有大量有机物的草皮、耕植土和河塘淤泥等。基槽(坑)开挖时，人工操作间距应不小于25m；采用机械作业时，挖土机的间距应大于10m。挖土应由上而下逐层进行。基槽(坑)的开挖严格按要求放坡。1.7质量标准及安全技术1/29/2024128尽量避免在坑槽边缘堆置大量土方、材料和机械设备。运输道路应平整坚实，坡度和转弯半径应符合有关安全规定。

深基坑上下应先挖好阶梯或设置靠梯，禁止踩踏支撑上下；坑的四周应设安全栏杆或悬挂危险标志。

基槽(坑)设置的支撑应经常检查有无松动、变形等不安全迹象，特别是雨雪后要加强巡视检查。1.7质量标准及安全技术1/29/2024129一、爆破原理

炸药引爆后，由原来体积很小的炸药，经过化学变化，在极短的时间内，由固体状态转变为气体状态，体积增加数百倍甚至数千倍，同时产生很高的温度和巨大的冲击力，使周围的介质受到程度不同的破坏，这就叫做爆破。(一)爆破作用圈(二)爆破漏斗1.8爆破工程1/29/2024130

爆破时距离爆破中心近的，受到的破坏就大；远的，受到的破坏就小。通常将爆破影响的范围分为以下几个爆破作用圈(见图所示)：1.压缩圈2.抛掷圈3.破坏圈4.振动圈

1.8爆破工程1/29/2024131

当埋设在地下的药包爆炸后，地面就会出现一个爆破坑，一部分炸碎了的介质被抛至坑外，一部分仍坠落在坑内。形成爆破漏斗。（见图1-29所示）

爆破漏斗有以下几个参数：图