工程施工1、2.ppt

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环境工程施工环境工程施工目录目录n第一章土石方工程与地基处理第一节土的工程性质及分类第二节沟槽与基坑断面的选择及土方量的计算第三节沟槽与基坑开挖第四节沟槽支撑第五节土方回填第六节地基处理第一章第一章土石方工程土石方工程第一节第一节土的性质与分类土的性质与分类一、土的组成二、土的三相比例指标三、无黏性土的密实度四、黏性土的物理特性五、土的工程分类六、土的压实度与压缩性七、土的渗透性八、土的可松性九、土中应力及分布十、土的抗剪强度十一、土压力一、土的组成l土是岩石风化后经搬移、堆积而成的。

由矿物固体颗粒、水分和空气组成，称为土的三相组成，其中，固相是矿物颗粒及有机质；液相是水；气相是空气。

矿物固体颗粒有大小不等的粒径和形状，自漂石至细微的粘土颗粒。

粒径大小称为粒度。

相近的粒度化为一组。

（一）土的固体颗粒l土的颗粒级配天然土是由无数大小不同的土粒组成，通常把大小相近的土粒合并为一组，称为粒组。

工程上采用的粒组为六大粒组，即漂石、卵石、圆砾、砂粒、粉粒和黏粒。

（二）土中的水和空气l1、土中水土中水可以处于液态、固态和气态。

当土中温度在0以下时土中的水结冻成冰，形成冻土，其强度增大。

但冻土融化后，强度急剧降低。

至于土中气态水，对土的性质影响不大。

l土中液态水可分为结合水和自由水。

l2、土中气体l土中气体有与大气相连通的和封闭的。

在粗粒中常见到与大气相连通的空气，它对土的力学性质影响不大。

在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，它在外力作用下具有弹性，并使土的透水性减小。

二、土的三相比例指标l土中的土粒、水和气三部分的质量（或重力）与体积之间的比例关系，随着各种条件的改变而变化，土的疏密、轻重、软硬、干湿等性质，可通过某些表示其三相组成比例关系的指标反映出来。

（一）土的质量密度单位体积土的质量称为土的质量密度，简称土的密度。

即

（二）土的重力密度单位体积土所受的重力称为土的重力密度，简称土的重度。

即（三）土的相对密度土的固体颗粒单位体积的质量与水在4时单位体积的质量之比称为土中固体颗粒的密度，简称颗粒的相对密度。

即（四）土的含水量土中水的质量与土粒质量之比称为水的含水量。

即（1-4）（五）土的干密度单位体积土中土粒的质量称为土的干密度。

即（1-5）（六）土的干重度l土的单位体积内土粒所受中立称为土的干重度。

（七）土的饱和重度土中孔隙完全被水充满时土的重度成为饱和重度。

即（八）土的孔隙比土中孔隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比。

即（九）土的孔隙率l土中孔隙体积与总体积之比称为土的孔隙率。

即（十）土的饱和度土中水的体积与孔隙体积之比称为土的饱和度。

即三、无黏性土的密实度l砂土、碎石土统称为无黏性土。

无黏性土的密实度对其工程性质有重要的影响。

l相对密实度为：

l式中，e砂土的天然孔隙比；emax砂土的最大孔隙比；emin砂土的最小孔隙比。

一般规定，Dr0.33,为松散状态；0.33Dr0.67,为中密度状态；Dr0.67,为密实状态l四、黏性土的物理特性l

（一）界限含水量l根据含水量的变化，粘性土可呈4种状态：

流态、塑态、半固态和固态。

流态、塑态、半固态和固态之间分界的含水量，分别称为流性限界（又称液界L）、塑性界限（又称塑界P）和收缩限界。

l

（二）塑性指数和液性指数l流限和塑限之差称塑性指数IP，即塑性指数愈大，土吸附的水量愈多，即土的颗粒愈细、矿物成分吸水能力愈大。

液性指数是判别黏性土软硬状态的指标，即五、土的工程分类

（一）碎石土ld2mm的颗粒占全重50以上，根据颗粒级配和占全重百分率不同，分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。

（二）砂土ld2mm的颗粒含量全重50，干燥时呈无塑性或微塑性（塑性指数IP3）的土。

砂土根据粒径和占全部质量的百分率不同，又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。

（三）粉土和粘性土l塑性指数IP，当10IP17为粉质砂土；当IP17时为粘土。

（四）人工填土l人工填土是指人类活动而形成的堆积物，其物质成分较杂乱，均匀性差。

按其形成有素填土、杂填土和冲填土。

六、土的压实性与压缩性l压实是指用机械的方法，如用静力的，振动的冲击的设备使土密实。

土的压实过程时间是比较短。

其目的是使地基土密实，提高承载力，减少土的压缩性。

l压缩是指地基土在压力作用下体积减少的性质。

土的压缩过程时间的长短，随土质、压力和含水量的不同而不同。

引起地基变形，从而使建筑物等产生一定的沉降量和沉降差，对建筑物等的使用和安全造成危害。

七、土的渗透性土的渗透性表示土的透水的性质。

土的渗透性用渗透系数K表示。

土的渗透系统大小决定于土的结构、土颗粒大小和粒径级配状况、土的密实程度等。

八、土的可松性l土经挖掘后，颗粒间的连接遭到破坏，在把土回填到沟槽内，并按一般回填密实度夯实后其体积也要比开槽前自然体积增大一些。

土体积增大归因于土的可松性。

l土经挖掘后体积增加值用最初可松性系数K松表示：

l土经回填后的体积增加值，用最后可松性系数K松表示：

ll式中V1开挖前土的自然密实体积；lV2开挖后土的松散体积；lV3压实后土的体积。

九、土中应力及分布l土中的应力，主要有两种：

自重应力和附加应力。

l构筑物没有修建前，由于土体本身质量引起的土中应力，称自重应力。

l构筑物荷载作用于地基，导致地基上产生应力，这种荷载称为附加荷载，这种应力称为附加应力。

l附加应力是引起地基沉降的主要因素。

l十、土的抗剪强度l土的抗剪强度是土抵抗剪切破坏的性能。

l砂土的抗剪强度：

l式中土的内摩擦角。

l砂是散粒体，颗粒间没有相互的粘聚作用，砂的抗剪强度来源于颗粒间摩擦力。

粘性土抗剪强度组分，除了内摩擦外，还有一部分粘聚力。

l式中c粘土的粘聚力。

十一、土压力l各种用途的档土墙，地下给水排水构筑物的墙壁和池壁，地下管沟的侧壁，工程施工中沟槽的支撑，顶管工作坑的后背，以及其他各种档土结构，都受到土从侧向施加的压力。

这种压力称土压力，又称挡土墙土压力，或称侧土压力。

l土压力E可由下式确定（1-21）l式中土的重度；h档土墙高度；K土压力系数。

l挡土墙在土压力作用下，会产生位移。

根据位移的性质不同，土压力可分为：

主动土压力、被动土压力静止土压力。

第二节第二节土石方平衡与调配土石方平衡与调配一、土石方工程量的计算l在土石方施工之前，通常需要计算土石方的工程量。

但土石方工程的外形往往复杂、不规则，精确计算很困难，在一般情况下，都将其假设划分为一定的几何形状近似计算。

l

（一）基坑的土方量计算l

（二）沟槽土方量计算l（三）场地土方量计算l（四）边坡土方量的计算二、土方的平衡调配l土方的平衡调配，是对挖土、填土、堆弃或移运之间的关系进行综合协调，以确定土方的调配数量及调配方向。

它的目的是使土方的运输量或土方运输成本最低。

1、土方平衡调配的原则1）应力求达到挖、填平衡和运距最短；2）调配区的划分应该与构筑物的平面位置相协调，并考虑它们的分期施工顺序；3）好土要用在回填质量要求较高的地区；4）分区调配应与全场调配相协调。

避免只顾局部平衡；5）取土或弃土应尽量少占或不占农田及便于机械施工等。

2、土方平衡调配图表的编制l场地土方平衡调配需作相应的土方调配图表，编制方法如下：

A、划分调配区B、计算各挖、填方调配区之间的平均运距C、绘出土方调配图D、列出土方量平衡表第三节第三节土石方开挖与机械化施工土石方开挖与机械化施工一、准备工作土石方开完前的准备工作主要包括：

l拆除或搬迁施工区域内有碍施工的障碍物；l修建排水防洪措施，在有地下水的区域，应有妥善的排水措施；l修建运输道路和土方机械的运行道路；l修建临时水、电、气等管线设施；l作好挖土、运输车辆及各种辅助设备的维修检查、试运转和进场工作等。

二、基坑（沟槽）边坡坡度与开挖断面1、基坑、沟槽边坡与断面选择依据：

l土的种类及其物理力学性质、地下水情况、开挖深度、断面尺寸、施工方法、晾槽时间，周边的环境条件等，并按照设计规定的基础、管道的断面尺寸、长度和埋设深度等进行。

2、给水排水管道的沟槽常用断面形式：

l有直槽、梯形槽、混合槽等，当有两条或多条管道共同埋设时，还需采用联合槽。

三、场地平整施工方法l场地平整施工包括：

土方开挖、运输、填筑与压实等，当遇有坚硬土层、岩石或障碍物时，还常需爆破。

l场地平整的施工方法，在大面积平整时，通常采用机械施工。

常用的机械有推土机、铲运机和挖土机等。

1、推土机施工l推土机操作灵活、运行方便、所需工作面较小，既可挖土又可作短距离运土，适用于切土深度不大的场地整平，铲除腐殖土并运送到附近的卸土区；开挖深度不大于I5m的基坑；回填基坑和沟槽；平整其他机械卸置的土堆，运送松散的硬土和岩石以及砂石材料等。

2、铲运机施工l铲运机是平整场地中使用最广泛的一种土方机械，该机操纵简便灵活，不需其他机械配合，能综合完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等多项工序、行驶速度较快，适用于大面积场地平整，开挖大面积浅基坑和沟槽，填筑堤坝等挖运土方工程。

3、挖土机施工l挖土机适用于开挖场地为一四类、含水量不大于27%的丘陵地带土壤及经爆破后的岩石和冻土。

四、沟槽与基坑开挖施工l沟槽、基坑土方的开挖，除工程量不大而又分散时可采用人工或小型机械施工外，应尽量采用机械化施工，以减轻繁重的体力劳动并加快施工速度。

l沟槽与基坑机械开挖，应依施工具体条件，选择单斗挖土机和多斗挖土机。

1、单斗挖土机l单斗挖土机是给排水工程中常用的一种机械，根据其工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲等。

l单斗挖土机生产率计算l单斗挖土机的生产率p按下式计算：

（m3/h）;l式中p单斗挖土机每小时挖土量（h）；n每分钟工作循环次数；q土斗容量（m3）；k系数，主要包括土的影响系数是时间系数2、多斗挖土机施工l多斗挖土机又称挖沟机、纵向多斗挖土机。

与单斗挖土机比较有以下优点：

挖土作业是连续的，在同样条件下生产率较高；开挖每单位土方量所需的能量消耗较低，开挖沟槽的底和壁较整齐，在连续挖土的同队能将土自动卸在构槽一侧。

l挖沟机不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土。

宜于开挖黄土，扮质粘土等。

l挖沟机由工作装置、行走装置和动力、操纵及传动装置等部分组成。

五、土方机械与运输车辆的配合实际选用挖土机械时应注意：

1、选择效率高费用低的机械进行施工。

2、当挖土机挖出的土方需要运土车辆运走时，挖土机的生产率不仅取决于本身的技术性能，而且还决定于所选的运输工具是否与之协调。

3、为了使挖土机充分发挥生产能力，应使运土车辆的载重量Q与挖土机的每斗土重保持一定的倍数关系。

六、土方施工发生塌方与流砂的处理l在土石方开挖施工中，由于处理不当，常会发生边坡塌方和产生流沙现象。

1、边坡塌方l沟槽、基坑边坡的稳定，主要是由土体的内摩阻力和黏结力来保持平衡的。

当土地失去平衡，边坡就会塌方。

l塌方原因A.边坡放坡不足，过陡；B.降雨、地下水或施工水渗入；C.边缘大量堆土或停放工具；D.不合理开挖坡脚；E.受地表、地下水冲蚀。

l为了防治滑坡和塌方，应采取如下措施：

A:

注意地表水、地下水的排除；B:

严格遵守放坡规定，放足边坡；C:

当开挖深度大，施工时间长、边坡有机具或堆置材料等情况，边坡应平缓；D:

当因受场地限制，或因放坡增加土方量过大，则应采用设置支撑的施工方法。

2、流砂的防治原因：

开挖低于地下水水位，且采用坑内排水。

流砂的防治措施有多种l水下挖土法；l打钢板桩法；l地下连续墙法等；l人工降低地下水位法：

此法较广泛、可靠。

3、滑坡体施工中的作业方法l首先应对滑坡体区的地质资料作好调查研究。

据此正确选择施工程序，并拟定合理的施工方法，确定保持滑坡体稳定的边坡坡度，预防滑坡发生。

在进行开挖和填方时，应注意以下几点：

（1）在靠近滑坡边沿处开挖土方一般不应切割滑坡体的坡脚，当必须切割坡脚时，应按切割深度，将坡脚随原自然坡度由上向下削坡，逐渐挖至要求的坡脚深度。

2、在滑坡体上挖填土方

（1）当需要在滑坡体内挖方时，应遵守由上至下的开挖程序。

（2）在滑坡体上进行填方时，应遵守由下至上的施工顺序。

七、土石方爆破施工l在土石方施工中，爆破技术常用于地