土方工程課件

建筑工程施工技術(shù)

土方工程2016.6.30一、土的分類及性質(zhì)二、土方工程施工三、土方回填工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)四、土方工程實(shí)驗(yàn)檢測(cè)土方工程

1.1土的組成骨架，決定作用重要影響次要作用氣相固相液相++土體土的三相比例不同，其性質(zhì)不同礦物成分：粒組（fraction）

：按粒徑范圍劃分的，其粒徑和工程性質(zhì)相近的巖土顆粒形成的組別顆粒級(jí)配1.固體顆粒土的物理力學(xué)性質(zhì)一、

土的工程分類及性質(zhì)1.2土的工程分類

按性質(zhì)劃分

1.砂土d＞2mm的顆粒含量≤全重50%，d＞0.075mm顆粒≥全重50%土的名稱粒組含量礫砂d＞2mm的顆粒占全質(zhì)量25~50%粗砂d＞0.5mm的顆粒超過全質(zhì)量50%中砂d＞0.25mm的顆粒超過全質(zhì)量50%細(xì)砂d＞0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量85%粉砂d＞0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量50%2.粉土：d＞0.075mm的顆粒含量＜全質(zhì)量50%，且塑性指數(shù)Ip≤10的土3.粘性土：塑性指數(shù)Ip>10的土塑性指數(shù)Ip土的名稱10<Ip≤17粉質(zhì)粘土Ip>17粘土粘性土狀態(tài)用液性指數(shù)表示IL表示IL≤00~0.250.25~0.750.75~1IL

＞1堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑界限含水量:粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量。

縮限ws

塑限wp

液限wL含水量固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)塑性指數(shù)液性指數(shù)1.3土的主要工程物理性質(zhì)一.土的基本試驗(yàn)指標(biāo)1．土的密度

土的密度ρ（g/cm3）：土在天然狀態(tài)下（①保持土的天然結(jié)構(gòu)；②保持土的原有水分）單位體積的質(zhì)量；

應(yīng)用——影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。試驗(yàn)方法：環(huán)刀法土的干密度ρd

：單位體積土中固體顆粒的質(zhì)量；

應(yīng)用——檢驗(yàn)填土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。土的飽和密度：三者關(guān)系式中——含水狀態(tài)時(shí)土的質(zhì)量；

——烘干后土的質(zhì)量。

2.含水量：

土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示：

——反映土的干濕程度。

試驗(yàn)方法：烘干法、酒精燃燒法影響擊實(shí)效果的因素：土的性質(zhì)含水量：壓實(shí)功：粘粒含量：粘粒含量越少，dmax越大顆粒級(jí)配：顆粒級(jí)配越均勻，擊實(shí)效果越差ω不同，土顆粒間的作用力不同要達(dá)到一定的d

，則ω小時(shí)，擊實(shí)功大，ω大時(shí)，選取擊實(shí)功小的機(jī)具。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmax=1.86wop=12.1

3．壓實(shí)性壓實(shí)系數(shù)λ=

d/dmax——控制回填土質(zhì)量的指標(biāo)

4.可松性

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積會(huì)因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來的體積。

應(yīng)用——根據(jù)土的可松性系數(shù)可計(jì)算土方開挖工程量、土方運(yùn)輸量和土方調(diào)配、回填土預(yù)留量﹥1﹥11009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41Cu=d60/d10Cu

≥5,級(jí)配不均勻二.土的顆粒級(jí)配：土中各粒組的相對(duì)含量。常用表格或曲線表示

不均勻系數(shù)：表示大小不同粒組分布的情況。Cu越大，越不均勻。1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d10d30Cc=d302

/(d60×d10)較大顆粒缺少Cc

減小較小顆粒缺少Cc

增大Cc=1~3,

級(jí)配連續(xù)性好曲率系數(shù)：描述級(jí)配曲線的整體形狀，反映是否缺失的情況應(yīng)用

①對(duì)級(jí)配連續(xù)的土：僅用Cu即可判斷級(jí)配情況。Cu＞10為級(jí)配良好土。

②級(jí)配不連續(xù)土：砂、礫土必須同時(shí)滿足Cu≥5，Cc=1~3則級(jí)配良好。2.1土方工程概述

2.1.1

常見的土方工程1.場地平整：是指將天然地面改造成設(shè)計(jì)要求的平面所進(jìn)行的土方施工程。這類土方工程施工面積大，土方工程量大，應(yīng)采用機(jī)械化作業(yè)2.開挖基坑：是指開挖寬度在3m以內(nèi)，長寬比≥3的基坑或長度比＜3，底面積在20m2以內(nèi)的基坑進(jìn)行的土方開挖過程。這類土方開挖時(shí)，要求開挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確，因此施工時(shí)，應(yīng)制定合理的施工方案，盡量采用中小型施工機(jī)械，以提高生產(chǎn)率，加快施工進(jìn)度和降低工程成本。3.土方回填與壓實(shí)：基礎(chǔ)完成后的基槽、房心需回填，為確保填方的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必須正確選擇填方土料與填筑方法。填筑應(yīng)分層進(jìn)行，并盡量采用同類土填筑。填土必須具有一定的壓實(shí)密度，以避免建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。。二、土方工程施工2.1.2土方工程施工的特點(diǎn)（1)土方工程量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高。如大型項(xiàng)目的場地平整，土方量可達(dá)數(shù)百萬立方米以上，面積達(dá)數(shù)十平方公里，工期長。因此，為了減輕繁重的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短工期，降低工程成本，在組織土方工程施工時(shí)，應(yīng)盡可能采用機(jī)械化或綜合機(jī)械化方法進(jìn)行施工。

（2)施工條件復(fù)雜。土方工程施工，一般為露天作業(yè)，土為天然物質(zhì)，種類繁多。施工時(shí)受地下水文、地質(zhì)、地下妨礙、氣候等因素的影響較大，不可確定的因素較多、因此，施工前必須做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，進(jìn)行充分的調(diào)查研究，詳細(xì)研究各種技術(shù)資料，制定合理的施工方案進(jìn)行施工。

（3)

受場地限制。任何建筑物都需要一定埋置深度，土方的開挖與土方的留置存放都受到施工現(xiàn)場地的限制，特別是城市內(nèi)施工，場地狹窄，周圍建筑較多，往往由于施工方案不當(dāng)，導(dǎo)致周圍建筑設(shè)施不安全并失去穩(wěn)定。

因此，施工前必須詳細(xì)了解周圍建筑的結(jié)構(gòu)形式及各種管線的分布走向，熟悉地質(zhì)技術(shù)資料，制定切實(shí)可行的施工安全方案，充分利用施工場地。

2.1.3組織土方工程施工的要求

（1）盡可能機(jī)械化施工；（2）合理安排施工計(jì)劃，盡量避開冬、雨期施工；（3）為了降低土石方工程施工費(fèi)用，減少運(yùn)輸量和占用農(nóng)田，要對(duì)土方進(jìn)行合理調(diào)配、統(tǒng)籌安排。（4）施工前要做好調(diào)查研究，擬定合理的施工方案和技術(shù)措施，以保證工程質(zhì)量和安全，加快施工進(jìn)度。2.2土工合成材料

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料，土工網(wǎng)，玻纖網(wǎng)，土工墊等類型。土工合成材料

重量輕、成本低、耐腐蝕、具有反濾、排水、隔離、增強(qiáng)等優(yōu)良性能土工合成材料的特點(diǎn)l、土層分離的過濾材料；2、水庫、礦山選礦的排水材料，高層建筑地基的排水材料；3、江河堤壩、護(hù)坡的防沖刷材料；4、鐵路、公路、機(jī)場跑道路基的補(bǔ)強(qiáng)材料，沼澤地帶修路的加固材料；5、瀝青路面的防裂材料應(yīng)用范圍2.3常用土方施工機(jī)械一.推土機(jī)：

是一種自行式的挖土、運(yùn)土工具。1.分類

按行走的方式——履帶式和輪胎式；按鏟刀的操作方式——索式和液壓式；按鏟刀的安裝方式——固定式和回轉(zhuǎn)式。2.特點(diǎn)：

操作靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、工作面小、行駛速度快、能爬30°緩坡。3.適用范圍：

①適于運(yùn)距在100m以內(nèi)平土或移挖作填、以40～60m為最佳；

②開挖或堆土高度≤1.5米挖土或填土；

③挖運(yùn)一～三類土；④做牽引動(dòng)力二．挖土機(jī)適于開挖停機(jī)面以下的一～三類土的基坑、基槽或管溝；每層經(jīng)濟(jì)合理的開挖深度為1.5～3.0m；對(duì)地下水位較高處也適用；

2.分類：履帶式機(jī)械傳動(dòng)挖土機(jī)；履帶式液壓反鏟挖土機(jī)三、裝載機(jī)主要用來鏟、裝、卸、運(yùn)土與砂石類散裝物料，也可對(duì)巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘，更換工作裝置后可推土、起重、裝卸等作業(yè)。鏟容量一般1.5～6.1m3。四、平地機(jī)

利用刮刀平整地面的土方機(jī)械。刮刀裝在機(jī)械前后輪軸之間,能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，操縱方便，平整場地有較高的精度，廣泛用于公路、機(jī)場等大面積的地面平整作業(yè)。

五.自卸汽車

又稱翻斗車、工程車。裝載車廂能自動(dòng)傾翻一定角度卸料，大大節(jié)省卸料時(shí)間和勞動(dòng)力，縮短運(yùn)輸周期，降低運(yùn)輸成本。常同挖掘機(jī)、裝載機(jī)等聯(lián)合作業(yè)，構(gòu)成裝、運(yùn)、卸生產(chǎn)線，進(jìn)行土方、砂石、松散物料的裝卸運(yùn)輸。按底盤承載能力可分為輕卡系列自卸、中噸系列自卸和大噸位系列自卸

1.平碾（光碾壓路機(jī)）適用于砂類土和粘性土；分為輕型、中型、重型；施工時(shí)先用輕型，再用重型壓路機(jī)。

六、壓路機(jī)2.羊足碾單位面積壓力大，壓實(shí)效果好，適用于粘性土3.氣胎碾（輪胎壓路機(jī)）壓力均勻，填土質(zhì)量好

常見的有平板振動(dòng)機(jī)、振動(dòng)平碾、振動(dòng)凸塊碾七、打夯機(jī)利用夯錘自由下落的沖擊力夯實(shí)土壤。適用于小面積或作業(yè)面受限制的土方回填工程。人工夯實(shí)：石夯、木夯機(jī)械夯實(shí)：蛙式打夯機(jī)

2.4基槽回填施工

編制土方施工方案施工場地平整檢驗(yàn)土料工作面清理分層鋪土人工整平夯壓密實(shí)驗(yàn)收

2.4.1

土方施工的基本流程為：2.4.2土料選擇土方回填前要清除基底垃圾，樹根等雜物，抽除坑底積水、淤泥，驗(yàn)收基底標(biāo)高。如在耕植土、松土上填方，應(yīng)將基底壓實(shí)后進(jìn)行，填料應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，去除草皮、植物、或垃圾，最好采用砂礫土。

1、土質(zhì)：素土，不含有機(jī)物、雜物、樹根草皮塑料、腐殖物、淤泥質(zhì)等；

2、顆粒：粒徑比較小而均勻，不宜大于50mm。

3、狀態(tài)：天然含水量，不宜大于40%，軟塑~硬塑狀態(tài)。

2.4.2填方施工注意事項(xiàng)●虛鋪厚度：人工木夯20(粘性土)～30cm(砂質(zhì)土)；推土機(jī)填土30cm；鏟運(yùn)機(jī)或汽車填土30～50cm

；壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾200～3006～8羊足碾200～3508～15振動(dòng)壓實(shí)機(jī)200～3503～4柴油打夯機(jī)200～2503～4人工打夯＜2003～4壓實(shí)作用沿深度的變化●斜坡上的土方回填應(yīng)將斜坡改成階梯形，以防填方滑動(dòng)；●填方區(qū)如有積水、雜物和軟弱土層等，必須進(jìn)行換土回填，換土回填亦分層進(jìn)行；●回填基坑、墻基或管溝時(shí)，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對(duì)稱進(jìn)行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。2.4.3填土壓實(shí)方法1.碾壓法

適用于大面積的場地平整和路基、堤壩工程，用壓路機(jī)進(jìn)行填方壓實(shí)時(shí)，填土厚度不應(yīng)超過25～30cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應(yīng)有15～25cm的重疊。壓路機(jī)碾壓應(yīng)“薄填、慢駛、多次”2.夯實(shí)法

常用的蛙式打夯機(jī)、振動(dòng)打夯機(jī)、內(nèi)燃打夯機(jī)適用于粘性較低的土，常用于基坑(槽)、管溝部位小面積的回填土的夯實(shí)，也可配合壓路機(jī)對(duì)邊緣或邊角碾壓不到之處進(jìn)行夯實(shí)。3、強(qiáng)夯法

是利用起重機(jī)械和重錘進(jìn)行軟土地基處理的施工方法，可夯實(shí)較厚的土層。4.振動(dòng)法適用于非粘性土壤的振動(dòng)夯實(shí)。主要施工機(jī)械是振動(dòng)壓路機(jī)、平板振動(dòng)器。振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)效果好、影響深度大、生產(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實(shí)，是大型土石方壓實(shí)的首選設(shè)備。回填土檢驗(yàn)批的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：項(xiàng)目序號(hào)檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法柱基基坑基槽場地平整管溝地（路）面基礎(chǔ)層人工機(jī)械主控項(xiàng)目1標(biāo)高-5030±50-50-50水準(zhǔn)儀2分層壓實(shí)系數(shù)設(shè)計(jì)要求按規(guī)定或直觀檢查一般項(xiàng)目1回填土料設(shè)計(jì)要求取樣檢查或直觀檢查2分層厚度及含水量設(shè)計(jì)要求水準(zhǔn)儀及抽樣檢查3表面平整度2020302020用靠尺或水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)批：檢測(cè)項(xiàng)目相同，質(zhì)量要求和生產(chǎn)工藝等基本相同，由一定數(shù)量構(gòu)件等構(gòu)成的檢測(cè)對(duì)象。

三、土方回填工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)3.1土方回填驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)3.2影響填土壓實(shí)的因素

1.壓實(shí)功的影響

砂土夯實(shí)2~3遍，亞粘土或粘土5~6遍。2.含水量的影響

3．鋪土厚度的影響

土在壓實(shí)功的作用下，壓應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，因此鋪土厚度應(yīng)小于壓實(shí)機(jī)械壓土?xí)r的有效作用深度，而且還應(yīng)考慮最優(yōu)土層厚度。4.1環(huán)刀法

1.儀具與材料；●

人工取土器，包括環(huán)刀、環(huán)蓋、定向筒和擊實(shí)錘系統(tǒng)（導(dǎo)桿、落錘、手柄）。環(huán)刀內(nèi)徑6～8cm，高2～3cm，壁厚1.5～2mm。●

電動(dòng)取土器：由底座、行走輪、立柱、齒輪箱、升降機(jī)構(gòu)、取芯頭等組成?！?/p>

天平：感量0.1g（用于取芯頭內(nèi)徑小于70mm樣品的稱量），或1.0g（用于取芯頭內(nèi)徑100mm樣品的稱量）?！?/p>

其它；鎬、小鐵鍬、修土刀、毛刷、直尺、鋼絲鋸、凡士林、木板及測(cè)定含水量設(shè)備等。四、土方工程試驗(yàn)檢測(cè)2.方法與步驟●

按有關(guān)試驗(yàn)方法對(duì)檢測(cè)試樣用同種材料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，得到最大干密度ρc及最佳含水量?！?/p>

用人工取土器測(cè)定粘性土及無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土密度的步驟：（1）擦凈環(huán)刀，稱取環(huán)刀質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.1g。（2）在試驗(yàn)地點(diǎn)，將面積約30cm×30cm的地面清掃干凈，并將壓實(shí)層鏟去表面浮動(dòng)及不平整的部分，到達(dá)一定深度，使環(huán)刀打下后，能達(dá)到要求的取土深度但不得將下層擾動(dòng)。

（3）將