xA第一章-土石方工程课件.ppt

1、三三.土的工程性质土的工程性质:1.土的分类土的分类:定额将土分为定额将土分为11类类 普氏分类将土分为普氏分类将土分为16类。类。10/23/2022Teacher Chen Hong（1）在建筑工程中，根据工程性质，）在建筑工程中，根据工程性质，将能作为建筑用的土分为五大类：将能作为建筑用的土分为五大类：I.粘性土粘性土 II.砂土，砂土，III.碎石土碎石土 IV.岩土，岩土，V.人工填土。人工填土。10/23/2022Teacher Chen Hong（2）按开挖的难易程度分类为八大类：）按开挖的难易程度分类为八大类：松软土松软土 普通土普通土 坚土坚土 砂砾坚土砂砾坚土 软石软石 次

2、坚石次坚石 坚石坚石 特坚石特坚石10/23/2022Teacher Chen Hong2土的含水量（干湿度）土的含水量（干湿度）是指在天然状态下，土中水的质量与是指在天然状态下，土中水的质量与土颗粒质量之比的百分率称为土的含水量。土颗粒质量之比的百分率称为土的含水量。时为湿土。当时为潮湿土；当时为干土；当%30%30%5%5%,100WWWmmWsw10/23/2022Teacher Chen Hong3土的可松性和可松性的系数：土的可松性和可松性的系数：（1）土的可松性：）土的可松性：是指自然状态下的土，经开挖后，是指自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压其体积因松散

3、而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复到原体积的这种性质称实，仍不能恢复到原体积的这种性质称为为土的可松性土的可松性：10/23/2022Teacher Chen Hong（2）可松性系数：）可松性系数：Ks=V2/V1;Ks=V3/V1式中：式中：Ks为最初可松性系数为最初可松性系数,如如:松土松土1.081.17,普通土普通土1.141.28,坚坚 土土1.241.30；Ks为最后可松性系数为最后可松性系数,如如：松土松土1.011.04普通土普通土1.021.05,坚土坚土1.041.07;10/23/2022Teacher Chen Hong V1 土在天然状态时的体积土在天然状态时的体

4、积;(坑槽的坑槽的体积体积)V2 土经开挖后的松散体积土经开挖后的松散体积;（堆积体（堆积体积）积）V3 土经回填压实后的体积。土经回填压实后的体积。10/23/2022Teacher Chen Hong4土的透水性：土的透水性：是指土中水流通过土孔隙的难易程度。是指土中水流通过土孔隙的难易程度。其衡量指标是：渗透系数其衡量指标是：渗透系数K，它表示单位，它表示单位时间内水穿透土的能力。由时间内水穿透土的能力。由K的的大小将土大小将土分为分为2类：类：不透水性土不透水性土K 0.005m/天天，透透水性土水性土K 0.005m/天，天，K值一般通过室内值一般通过室内实验和现场抽水实验测定（扬水

5、实验）。实验和现场抽水实验测定（扬水实验）。10/23/2022Teacher Chen Hong 5土的粘结力土的粘结力.摩擦力和摩擦力和 抗剪强度。抗剪强度。是表明土体承受外是表明土体承受外荷荷作用的强度和稳定性作用的强度和稳定性.（1 1）粘结力：是指土固体之间的凝聚能力；粘结力：是指土固体之间的凝聚能力；（2 2）摩擦力：是指土体产生相对移动时产摩擦力：是指土体产生相对移动时产 生的力；生的力；（3 3）抗剪强度：是指土在外力作用下将要抗剪强度：是指土在外力作用下将要 产生剪应力，土对剪应力的抵抗能力。产生剪应力，土对剪应力的抵抗能力。10/23/2022Teacher Chen Ho

6、ng 第二节第二节 土石方的计算与调配土石方的计算与调配 10/23/2022Teacher Chen Hong 一基槽坑和路堤的土方量计算一基槽坑和路堤的土方量计算 一般用平均断面法一般用平均断面法 1.平均断面法：平均断面法：是指将不规则的土石方用相互平行是指将不规则的土石方用相互平行的平面划分为比较规则的断面，利用数的平面划分为比较规则的断面，利用数学的原理进行体积计算的方法。学的原理进行体积计算的方法。一般基坑采用拟柱体计算，基槽和一般基坑采用拟柱体计算，基槽和路基采用沿长度方向分段计算。路基采用沿长度方向分段计算。10/23/2022Teacher Chen Hong 2.计算公式：

7、计算公式：（1）基坑：）基坑：V=H（F1+4F+F2）/6 式中式中:H基坑深度基坑深度；F1、F2 基坑上下两底面积；基坑上下两底面积；F基坑中截面面积。基坑中截面面积。10/23/2022Teacher Chen Hong（2）基槽和路堤：）基槽和路堤：Vi=Li（F1+4F+F2）/6 式中：式中：Vi第第i段的土方量段的土方量；Li第第i段的长度段的长度。各段算法相同，然后将各段土方量各段算法相同，然后将各段土方量叠加即得总土方量；叠加即得总土方量；V=V1+V2+.+Vn。10/23/2022Teacher Chen Hong 二场地平整的土方量计算：二场地平整的土方量计算：1.场

8、地最佳设计平面场地最佳设计平面:是指在满足建筑规划，生产工艺和是指在满足建筑规划，生产工艺和运输，排水等要求的前提下，尽量使土运输，排水等要求的前提下，尽量使土方填挖平衡并使总的土方运输量达到最方填挖平衡并使总的土方运输量达到最少，这样的设计平面称为少，这样的设计平面称为最佳设计平面最佳设计平面。10/23/2022Teacher Chen Hong 一般运用最小二乘法原理求出最佳设计一般运用最小二乘法原理求出最佳设计平面的参数平面的参数(原点标高及地面坡度原点标高及地面坡度)。填挖高。填挖高度的平方和为最小的平面即为最佳。度的平方和为最小的平面即为最佳。由图由图1-1-3可知可知:在平面在平

9、面ABC上任一点上任一点i的标高的标高 方向的坡度。点在方向的坐标；点在的标高；任一点式中：yxiiiyxiyxiZiyixcZyxiiyixiii,1.10/23/2022Teacher Chen Hong 方格角点总数标高；方格网各角点的原地形面标高；方格网各角点的设计平度；方格网各角点的施工高式中：高度为：故方格网各角点的施工天然地面标高之差。是指设计平面的标高与施工高度nZZHniZiyixcZZHiiiiyixiiii2.2,1.210/23/2022Teacher Chen Hong 方程：，经整理得出下列准则且令其为求偏导式并分别对式代入将上面和为土方施工高度的平方，令用次数度在

10、计算时的应考虑方格网各点施工高0,323.221121yxHPHPHPPnninii10/23/2022Teacher Chen Hong yxnnnnnnnnnyxyxyxiicyxPyxPyxPPxyxxPxxPxxPPxxxPxPxPPxPPPPPyziPyyiPxycPyPxziPxyiPxxcPxPziPyiPxcP、式得其余类推，解式中：:4.4.00022211122211122112110/23/2022Teacher Chen Hong2、讨论最佳设计平面的几种情况：、讨论最佳设计平面的几种情况：(1)场地为水平面时：场地为水平面时：ix=iy=0，H0=C(2)C为一定值为

11、一定值(已知已知),根据根据(4)式求式求ix,iy；(3)ix或或iy已知已知,根据根据(4)式求出另两个参数。式求出另两个参数。10/23/2022Teacher Chen Hong3、场地设计标高调整、场地设计标高调整（1）土的可松性系数影响）土的可松性系数影响 设挖方区面积为设挖方区面积为Fw，体积为，体积为Vw,填填方区面积方区面积FT，体积，体积VT，求设计标高达到，求设计标高达到挖填平衡时的提高值挖填平衡时的提高值H，则有：，则有：HHHFFVVKHiiTWTWs010/23/2022Teacher Chen Hong（2）根据场地竖向规划时要满足生产工艺、）根据场地竖向规划时要

12、满足生产工艺、运输、排水等要求及地下工程施工后的余土运输、排水等要求及地下工程施工后的余土或路堤，池塘等填土而需调整设计标高：或路堤，池塘等填土而需调整设计标高：（3）场地取御土，要达到最经济。）场地取御土，要达到最经济。为场地的边长为场地方格网数为挖填后多余的土方量式中：aNQNaQHHii2010/23/2022Teacher Chen Hong 4.4.场地平整土方量计算：场地平整土方量计算：一般计算采用方格网平均高度法（取一般计算采用方格网平均高度法（取角点施工高度的平均值）进行计算，计算角点施工高度的平均值）进行计算，计算过程中只有一挖一填的两点会出现零线过程中只有一挖一填的两点会出

13、现零线（零线零线：是指填挖土的交界线，施工高度：是指填挖土的交界线，施工高度为零）。用插入法来确定出零线点的位置，为零）。用插入法来确定出零线点的位置，连接即成零线。连接即成零线。10/23/2022Teacher Chen Hong(1)(1)四棱柱体法：（人工设计）四棱柱体法：（人工设计）A.A.当方格网和各角点的施工标高均为正当方格网和各角点的施工标高均为正或为负时：或为负时：V=V=（H H1 1+H+H2 2+H+H3 3+H+H4 4）a a2 2/4/4 B.B.方格网中有挖有填时：方格网中有挖有填时：V V填填=a=a2 2(H H填填)2 2/4/4 H;H;V V挖挖=a=

14、a2 2(H H挖挖)2 2/4/4 H H 式中：式中：H H取绝对值取绝对值 10/23/2022Teacher Chen Hong(2)(2)三角梭柱体法：（计算机使用）三角梭柱体法：（计算机使用）10/23/2022Teacher Chen Hong5 5、场地土方量计算的步骤（、场地土方量计算的步骤（整理整理）：）：（1 1）划分方格网；）划分方格网；（2 2）确定场地方格网中各角点的原始标）确定场地方格网中各角点的原始标高，（插入法、图解法、实测法）高，（插入法、图解法、实测法）（3 3）求最佳设计平面；）求最佳设计平面；（4 4）计算各方格土方量；）计算各方格土方量；（5 5）分

15、别求出挖填方量的总和。）分别求出挖填方量的总和。10/23/2022Teacher Chen Hong三、土方调配：三、土方调配：是指在场地平整中，挖土的利用和堆是指在场地平整中，挖土的利用和堆弃与填土的取得三者之间关系的确定。弃与填土的取得三者之间关系的确定。目的目的：使挖填平衡时土方量最小，土：使挖填平衡时土方量最小，土方总输运量最少，运输成本和施工费用最方总输运量最少，运输成本和施工费用最低的情况下，确定土方调配的数量和方向，低的情况下，确定土方调配的数量和方向，从而达到缩短工期，降低施工费用。从而达到缩短工期，降低施工费用。10/23/2022Teacher Chen Hong 程序程

16、序：划分土方调配区，计算土方：划分土方调配区，计算土方调配区之间的平均运距，单位土方的运调配区之间的平均运距，单位土方的运价或单位土方施工费用，然后确定土方价或单位土方施工费用，然后确定土方的最优调配方案，绘出调配图。的最优调配方案，绘出调配图。10/23/2022Teacher Chen Hong1.1.划分调配区划分调配区,土方运距土方运距,单位土方运价或施工费单位土方运价或施工费用用:(1)(1)土方调配的原则：土方调配的原则：a.a.力求达到挖填平衡，运输量最少。力求达到挖填平衡，运输量最少。b.b.近期施工与后期利用要相适合。近期施工与后期利用要相适合。c.c.分区调配与全场调配相结

17、合分区调配与全场调配相结合,以求总体平衡；以求总体平衡；d.d.尽可能与地下建尽可能与地下建,构筑物相结合构筑物相结合,以便就近分以便就近分配配;e.e.合理划分填挖方区合理划分填挖方区,选择合理调配方向和路线选择合理调配方向和路线,便于发挥机械效率。便于发挥机械效率。10/23/2022Teacher Chen Hong（2 2）划分调配区应注意的几点：）划分调配区应注意的几点：a.a.调配区的划分应与房屋及构筑物的平调配区的划分应与房屋及构筑物的平面位置相协调，并考虑其开工顺序，工面位置相协调，并考虑其开工顺序，工程的分期施工顺序；程的分期施工顺序；b.b.调配区的大小要满足土方机械调配区

18、的大小要满足土方机械(铲运铲运机，挖土机机，挖土机)的技术要求，调配区的大的技术要求，调配区的大小最好与施工段的大小相适应；小最好与施工段的大小相适应；10/23/2022Teacher Chen Hong c.c.调配区的范围应和土方工程量计算用调配区的范围应和土方工程量计算用的方格网协调，通常由若干个方格组成的方格网协调，通常由若干个方格组成一个调配区；一个调配区；d.d.当土方运距较大或场内范围内土方不当土方运距较大或场内范围内土方不平衡时，可按附近地形，考虑就近弃土平衡时，可按附近地形，考虑就近弃土和借土。和借土。10/23/2022Teacher Chen Hong(3)(3)平均运

19、距平均运距.单位土方运价或单位土方施单位土方运价或单位土方施工费用（单价）：工费用（单价）：a.a.平均运距：平均运距：是指用铲运机或推土机平土时，挖是指用铲运机或推土机平土时，挖方调配区与填方调配区土方重心之间的方调配区与填方调配区土方重心之间的距离称距离称平均运距平均运距。10/23/2022Teacher Chen Hong坐标为填挖方区土方的重心式中：各调配区的平均运距jijijijiijijyyxxyyxxllb22)()(.10/23/2022Teacher Chen Hong c.c.土方施工单价：土方施工单价：查定额查定额10/23/2022Teacher Chen Hong

20、2.用用“表上作业法表上作业法”进行土方调配：进行土方调配：（1）初始调配方案的编制：）初始调配方案的编制：原理：最小元素法：原理：最小元素法：是指根据对应于是指根据对应于cij最小的最小的xij取最大取最大值的原则进行调配。（最小运距的地方值的原则进行调配。（最小运距的地方取最大限度的土方调配量）。取最大限度的土方调配量）。10/23/2022Teacher Chen Hong（2）最优方案的判别法：）最优方案的判别法：保证挖填土方量不变的情况下，使保证挖填土方量不变的情况下，使土方总运输量最小。土方总运输量最小。其方法有：闭合回路法和位势法：其方法有：闭合回路法和位势法：闭合回路法闭合回路

21、法又名又名：假象价格系数法，：假象价格系数法，假想运距成本价格法。假想运距成本价格法。10/23/2022Teacher Chen Hong 实质：都是求检验数实质：都是求检验数 ij来判断。来判断。当当 ij 0时为最优方案。位势法的步骤：时为最优方案。位势法的步骤：设位势数为设位势数为Ui,Vj A.由由Cij=Ui+Vj 得得Ui=Cij-Vj，Vj=Cij-Ui B.令令U1=0，求出，求出V1 C.然后分别求出然后分别求出 Ui、Vj 10/23/2022Teacher Chen Hong注意：注意：在求位势数时，一定要用初始方案在求位势数时，一定要用初始方案中有调配数的方格的中有调

22、配数的方格的Cij来进行计算！来进行计算！D D一一求出各位势数后再求出各空格的一一求出各位势数后再求出各空格的检验数检验数 ij=Cij-Ui-Vj，依次求出各空格检，依次求出各空格检验数后，判断其正负，当全为正时，说验数后，判断其正负，当全为正时，说明为最优方案，否则不是最优，按以下明为最优方案，否则不是最优，按以下方法再调配；方法再调配；10/23/2022Teacher Chen HongE E：利用已知的假想价格系数或运距，在方：利用已知的假想价格系数或运距，在方格表中寻找适当的方格（格表中寻找适当的方格（从从 ij为负且最为负且最小处开始小处开始）构成一）构成一矩形闭合回路矩形闭合

23、回路。构成。构成回路的规则是从：回路的规则是从：ij最小处起，沿水平最小处起，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的或竖直方向前进，遇到适当的有数字有数字的的方格方格作作90900 0转弯转弯。然后继续前进，路线然后继续前进，路线恰当在有限的步骤便能到出发点，构成恰当在有限的步骤便能到出发点，构成一个在转角点有数字的闭合的矩形回路。一个在转角点有数字的闭合的矩形回路。10/23/2022Teacher Chen Hong 从从 ij的最小值点出发，沿闭合回路的最小值点出发，沿闭合回路（方向任意）一直前进，在各（方向任意）一直前进，在各奇数次奇数次转转角点的数字中挑出一个最小值，将其由角点的数字中挑出

24、一个最小值，将其由该处调到该处调到偶数次偶数次转角上，且在各偶数次转角上，且在各偶数次转角上加上最小的奇数次转角点处的数转角上加上最小的奇数次转角点处的数值，而各奇数转角点处均减去该数而重值，而各奇数转角点处均减去该数而重新达到填挖平衡。新达到填挖平衡。10/23/2022Teacher Chen HongF F调整后仍按位势法进行检验，如此调整后仍按位势法进行检验，如此循环直至循环直至 ij均大于等于零时，即得出均大于等于零时，即得出最优方案。最优方案。10/23/2022Teacher Chen Hong4 4、绘制土方调配图：、绘制土方调配图：内容：调配方向，土方量，运距。内容：调配方向

25、，土方量，运距。作业：第作业：第1,2,3,41,2,3,4题题10/23/2022Teacher Chen Hong第三节第三节 土方工程的准备与辅助工作土方工程的准备与辅助工作10/23/2022Teacher Chen Hong1.1.土方工程施工前的准备工作：土方工程施工前的准备工作：a.a.施工场地清理；施工场地清理；b.b.排除地下水排除地下水 c.c.修筑临时道路；修筑临时道路；d.d.油燃料及其它材料准备；油燃料及其它材料准备；e.e.临设的搭设；临设的搭设；f.f.给水电力照明管线铺设；给水电力照明管线铺设；g.g.土方工程放线；土方工程放线；h.h.技术资料的准备（当地实技

26、术资料的准备（当地实测地形图，原有地下管线或构筑物竣工图，测地形图，原有地下管线或构筑物竣工图，土石方施工图，工程地质，气象，平面控制土石方施工图，工程地质，气象，平面控制桩，水准点等）。桩，水准点等）。10/23/2022Teacher Chen Hong 2.2.施工过程中的辅助工作：施工过程中的辅助工作：a.a.基坑，路堤的边坡保护；基坑，路堤的边坡保护；b.b.土壁的临时支撑；土壁的临时支撑；c.c.降低地下水位等。降低地下水位等。10/23/2022Teacher Chen Hong 3.3.特殊情况的施工方法：（其准备与特殊情况的施工方法：（其准备与辅助工作更应周密与详细）辅助工作

27、更应周密与详细）a.a.水下挖土；地下不开槽施工；水下挖土；地下不开槽施工；b.b.地下连续墙工艺；冻结法；地下连续墙工艺；冻结法；c.c.化学灌浆法。化学灌浆法。10/23/2022Teacher Chen Hong一一.场地平整的施工准备工作：场地平整的施工准备工作：1 1 场地清理：甲方提供一切清理过的场地清理：甲方提供一切清理过的场地，文墓交文物主管部门；场地，文墓交文物主管部门；2 2 排除地下水：实用方法是：排水沟，排除地下水：实用方法是：排水沟，截水沟，挡水土坝，泄水坡；截水沟，挡水土坝，泄水坡；注注：截水沟距挖方边坡上缘距离：截水沟距挖方边坡上缘距离33m m 修修筑好临时道路

28、及供水筑好临时道路及供水,供电等临时设施。供电等临时设施。10/23/2022Teacher Chen Hong 二二.土方工程施工的辅助工作：土方工程施工的辅助工作：一土壁稳定性分析：一土壁稳定性分析：1.1.土壁稳定性概念：土壁稳定性概念：在基槽坑开挖到一定深度时，由于在基槽坑开挖到一定深度时，由于土体的磨擦力和内聚力产生的抗滑力土体的磨擦力和内聚力产生的抗滑力（抗剪强度）大于土体及外荷载产生的（抗剪强度）大于土体及外荷载产生的下滑力而保持土体稳定的这种性质。下滑力而保持土体稳定的这种性质。10/23/2022Teacher Chen Hong土坡滑移面的三种形式：土坡滑移面的三种形式：直

29、线，弧线，对数螺线。直线，弧线，对数螺线。计算方法：极限平衡法。计算方法：极限平衡法。10/23/2022Teacher Chen Hong 2.2.失稳原因：失稳原因：（1 1）内因：土壁太陡，使土体稳定性不够，抗）内因：土壁太陡，使土体稳定性不够，抗滑力滑力 滑移力。滑移力。（2 2）外因：）外因：A.A.降低了土体的抗剪强度：降低了土体的抗剪强度：a.a.气候原因使土松软；气候原因使土松软；b.b.粘土杂层因侵水产生润滑作用；粘土杂层因侵水产生润滑作用；c.c.饱和的液砂，粉砂因施工时外饱和的液砂，粉砂因施工时外荷荷作作 用而产生液化，降低了抗剪强度。用而产生液化，降低了抗剪强度。10/

30、23/2022Teacher Chen HongB B土体剪应力大于土体抗剪强度；土体剪应力大于土体抗剪强度；a.a.边坡荷载增加，（土体，施工材料、边坡荷载增加，（土体，施工材料、机械）；机械）；b.b.下雨使土体含水量增加，土体自重增下雨使土体含水量增加，土体自重增大，动水压力增加；大，动水压力增加；c.c.土体裂缝中的水产生静水压力，使剪土体裂缝中的水产生静水压力，使剪应力增加，大于抗剪能力。应力增加，大于抗剪能力。10/23/2022Teacher Chen Hong 防止失稳的措施：防止失稳的措施：1.1.放足边坡：（边坡坡度）放足边坡：（边坡坡度）(1)(1)边坡系数边坡系数m=B

31、/H,m=B/H,边坡坡度为边坡坡度为H/B H/B=1:m,=1:m,以前用休止角，即休止角的正切以前用休止角，即休止角的正切表示边坡。表示边坡。确定边坡的依据：施工安全，土方确定边坡的依据：施工安全，土方量少。量少。10/23/2022Teacher Chen Hong(2)(2)边坡的留置形式：边坡的留置形式：A.A.直槽（不放坡）：适用于基底在湿直槽（不放坡）：适用于基底在湿度正常的士层中开挖基槽坑或管沟且敝度正常的士层中开挖基槽坑或管沟且敝露时间不长，深度不超过如下规定时：露时间不长，深度不超过如下规定时：砂土和碎石土：砂土和碎石土：1m;1m;轻亚粘土：轻亚粘土：1.25m;1.2

32、5m;粘土：粘土：1.5m;1.5m;坚硬的粘土：坚硬的粘土：2.0m.2.0m.10/23/2022Teacher Chen Hong B.B.斜坡式斜坡式(全放坡全放坡):):适用于土的湿度适用于土的湿度,土质及其地质条件较好的且地下水位低土质及其地质条件较好的且地下水位低于基底于基底,深度在深度在5m5m以内且不支撑的坑以内且不支撑的坑,槽槽或沟管时或沟管时.放坡坡度应满足下表放坡坡度应满足下表.土的类别土的类别人工挖土并将土抛于人工挖土并将土抛于槽、坑或沟的上边槽、坑或沟的上边机械挖土机械挖土在槽坑沟底挖土在槽坑沟底挖土在槽坑沟上边挖土在槽坑沟上边挖土轻亚粘土轻亚粘土1：0.671：0

33、.51：0.75亚粘土亚粘土1：0.51：0.331：0.75粘土粘土1：0.331：0.251：0.67中密碎石土中密碎石土1：0.671：0.51：0.7510/23/2022Teacher Chen Hong C.C.踏步式踏步式(半放坡半放坡)D.D.混合式混合式(半放坡半放坡)：适用于土质较好：适用于土质较好,槽槽坑较深时坑较深时。10/23/2022Teacher Chen Hong(3)(3)边坡大小应考虑之因素边坡大小应考虑之因素:A.A.土质情况：土质较好，坡陡；土质情况：土质较好，坡陡；B.B.开挖高度：越深开挖高度：越深(高高)，坡越大，坡越大(缓缓)C.C.填挖方法：机

34、械时坡小，人工坡大；填挖方法：机械时坡小，人工坡大；D.D.排水情况：排水良好，坡小；排水情况：排水良好，坡小；E.E.工程的重要性与留置时间的长短。工程的重要性与留置时间的长短。10/23/2022Teacher Chen Hong 2.2.设置支撑设置支撑:(:(埸地允许时尽量采用放坡开挖埸地允许时尽量采用放坡开挖)在建筑稠密地区施工，有时不允许按要求在建筑稠密地区施工，有时不允许按要求宽度放坡开挖时，或有防止地下水渗入基坑要宽度放坡开挖时，或有防止地下水渗入基坑要求时就需设置支撑，以保证施工的顺利和安全，求时就需设置支撑，以保证施工的顺利和安全，并可减小对相邻建筑的不利影响。并可减小对相

35、邻建筑的不利影响。根据断面的大小可分为：横撑式支撑和板根据断面的大小可分为：横撑式支撑和板桩支撑。桩支撑。10/23/2022Teacher Chen Hong（1 1）横撑式支撑（在开挖断面较窄的沟槽时使用）横撑式支撑（在开挖断面较窄的沟槽时使用）A.A.水平档土板式水平档土板式 ：a.a.断续式：湿度小，挖深小于断续式：湿度小，挖深小于3m3m的粘性大；的粘性大；b.b.连续式：湿度大，松散，挖深在家连续式：湿度大，松散，挖深在家5m5m以以 内的土壤内的土壤 B.B.垂直档土板式：适用于松散和和湿度较垂直档土板式：适用于松散和和湿度较 高的土挖深不限。高的土挖深不限。10/23/2022

36、Teacher Chen Hong (2)(2)板桩支撑：板桩支撑：适用于开挖较深，地下水位较高且适用于开挖较深，地下水位较高且有可能出现流砂现象时的基坑及靠近原有可能出现流砂现象时的基坑及靠近原有建筑物开挖时。有建筑物开挖时。10/23/2022Teacher Chen Hong A.A.板桩由材料分板桩由材料分:木板桩木板桩,钢筋混泥土板钢筋混泥土板桩桩,钢筋混泥土护坡桩钢筋混泥土护坡桩,钢板桩钢板桩,钢木混钢木混合板桩。合板桩。其中其中:钢板桩可多次重复使用钢板桩可多次重复使用,铝板桩是铝板桩是一次性使用。一次性使用。钢板桩的种类钢板桩的种类有：有：a.a.平板桩平板桩：防水及承受轴向应

37、力性能：防水及承受轴向应力性能好，易施工，长轴向受弯差。好，易施工，长轴向受弯差。b.b.波浪形桩波浪形桩：防水抗弯性能均较好。：防水抗弯性能均较好。10/23/2022Teacher Chen Hong B.B.根据有无锚碇分：有锚板桩和无锚板桩。根据有无锚碇分：有锚板桩和无锚板桩。a.有锚板桩有锚板桩:在板桩的中上部增加拉锚或支撑在板桩的中上部增加拉锚或支撑形成。该类板桩受力较好形成。该类板桩受力较好,稳定稳定 性较好。性较好。b.无锚板桩无锚板桩:在较浅的基坑中依靠板桩入土部在较浅的基坑中依靠板桩入土部分的土压中来维持板桩的稳定分的土压中来维持板桩的稳定,该类板桩稳定该类板桩稳定性不好。

38、性不好。注：在板桩中：拉锚是柔性斜杆，支撑是刚注：在板桩中：拉锚是柔性斜杆，支撑是刚性系杆性系杆.10/23/2022Teacher Chen Hong3.3.单锚板桩的计算单锚板桩的计算(1)(1)单锚板桩失败的原因：单锚板桩失败的原因：A.A.板桩的入土深度不够；入土部分走动而出现板桩的入土深度不够；入土部分走动而出现壁滑坡；壁滑坡；B.B.拉锚的强度不够或长度不足：锚碇失去作用拉锚的强度不够或长度不足：锚碇失去作用而使土体滑动。而使土体滑动。C.C.板桩本身刚度不够：在土压力下失稳而弯曲。板桩本身刚度不够：在土压力下失稳而弯曲。故引出板桩设计的故引出板桩设计的三要素三要素：“入土深度，锚

39、入土深度，锚杆拉力，截面弯矩杆拉力，截面弯矩”。10/23/2022Teacher Chen Hong（2 2）单锚板桩按入土深度和所承受压力）单锚板桩按入土深度和所承受压力状况分为三种状态：状况分为三种状态：A.A.入土深度为最小且安全时：板桩有入土深度为最小且安全时：板桩有微小位移，被动土压力得以全部发挥，微小位移，被动土压力得以全部发挥，此时；此时；t=tt=tmimmim(下端相当于简支下端相当于简支)10/23/2022Teacher Chen Hong B.B.入土深度增加，入土深度增加，ttttmimmim，板桩下端承，板桩下端承受左右两端的被动土压力而使左端的被受左右两端的被动

40、土压力而使左端的被动土压力得不到充分发挥。其下端仍为动土压力得不到充分发挥。其下端仍为简支，且下端有向左运动的趋势。若下简支，且下端有向左运动的趋势。若下端左右两边的土压力之各为零时，板桩端左右两边的土压力之各为零时，板桩底端无位移，但转动了一个角度。底端无位移，但转动了一个角度。10/23/2022Teacher Chen Hong C.C.入土深度再增加，板桩的入土部分前入土深度再增加，板桩的入土部分前后均出现被动土压力，板桩在土中处于后均出现被动土压力，板桩在土中处于嵌固状态，而形成上端简支，下端嵌固嵌固状态，而形成上端简支，下端嵌固的超静定结构，将出现正负两个方向的的超静定结构，将出现

41、正负两个方向的弯矩，正弯矩大大减小。（计算用）弯矩，正弯矩大大减小。（计算用）10/23/2022Teacher Chen Hong 若当板桩入土深度过深，若当板桩入土深度过深，ttttmaxmax时，时，桩前桩后的被动土压力均不能充分发挥，桩前桩后的被动土压力均不能充分发挥，对减小跨间弯矩并不起太大的作用，超对减小跨间弯矩并不起太大的作用，超深而造成不经济。深而造成不经济。10/23/2022Teacher Chen Hong（3 3）按支承情况将桩分为自由支承单锚桩）按支承情况将桩分为自由支承单锚桩和嵌固支承单锚桩，而支承桩的计算按和嵌固支承单锚桩，而支承桩的计算按上面的第三种状态进行。上

42、面的第三种状态进行。A.A.自由支承单锚桩设计；由下图可得；自由支承单锚桩设计；由下图可得；土的摩檫角安全系数，为式中：0.25.12452124521022022ntgtEtgtHEnEERpapaT10/23/2022Teacher Chen Hong 10/23/2022Teacher Chen Hong嵌固支承单锚板桩的设计：嵌固支承单锚板桩的设计：“相当梁法相当梁法”245245245020202tgtgHtgKKHKyyapa反弯点到坑底的距离10/23/2022Teacher Chen HongHyHyHy007.04008.03025.020000时；时；时近似取值对于无粘性土

43、：10/23/2022Teacher Chen Hong 由由C C点将板桩分成两段简支梁，即点将板桩分成两段简支梁，即ACAC和和CECE梁。梁。然后对然后对A A点取矩：（点取矩：（ACAC梁）梁）即：点的力矩相等的原理求在桩上的土压力对和作用点，根据梁的反向作用于将,3232323200000 xDPCCEPyHEHyEyHPEHyEyHPyHMpapaA10/23/2022Teacher Chen HongTapapapapapDRxyxxytttxtKKPxxKyHyKKKxPxKyHyKxKKxxPM最后求出然后令由2.12.02.0,62161213210002022010/23

44、/2022Teacher Chen Hong（4 4）板桩的施工：）板桩的施工：板桩的施工要正确选择打桩方法，打板桩的施工要正确选择打桩方法，打桩机械和流水段，以便使打桩后的板桩墙桩机械和流水段，以便使打桩后的板桩墙有足够的刚度、防水作用和稳定性。有足够的刚度、防水作用和稳定性。A.A.施工程序施工程序 放线放线-安装打桩机械安装打桩机械-插桩插桩打桩及打桩及 辅助工作。辅助工作。10/23/2022Teacher Chen HongB.B.打桩方法打桩方法 a.a.单独打入法；单独打入法；(逐块打入逐块打入)b.b.分段打法；分段打法；10/23/2022Teacher Chen Hong三

45、施工降、排水三施工降、排水 降水方法：重力降水，集水井降水，降水方法：重力降水，集水井降水，强制降水，井点降水。强制降水，井点降水。1.1.选择原则选择原则：基槽坑开挖的降水深度较：基槽坑开挖的降水深度较小且地层中无流砂时，采用集水井降水，小且地层中无流砂时，采用集水井降水，否则用井点降水。否则用井点降水。10/23/2022Teacher Chen Hong 2.2.集水井降水集水井降水（又名水沟排水法，小面积地（又名水沟排水法，小面积地下水位较高时）工艺：截下水位较高时）工艺：截疏疏抽。抽。设置要求：设置在基坑周围设置要求：设置在基坑周围,不得影响基不得影响基坑施工坑施工,设置于水流上游设

46、置于水流上游,井底应有一定坡度井底应有一定坡度,其数量由地下水水量及抽水能力确定其数量由地下水水量及抽水能力确定,集水井集水井20-40M/20-40M/个个,宽度：宽度：0.6-0.8m0.6-0.8m。当基坑挖至设。当基坑挖至设计标高后计标高后,井底应低于坑底井底应低于坑底1-2m,1-2m,并铺设滤水并铺设滤水碎石层碎石层,以免在抽水时将泥砂抽出以免在抽水时将泥砂抽出,并防止井并防止井底的土被搅动，达到底的土被搅动，达到“挖干土，排清水挖干土，排清水”。10/23/2022Teacher Chen Hong 3.3.井点降水井点降水：是一种防止流砂现象的主要方法，是一种防止流砂现象的主要

47、方法，适用于土中细砂或粉砂时。适用于土中细砂或粉砂时。意义：防止坑底上冒，清除流砂现意义：防止坑底上冒，清除流砂现象，从而使土更密实，增大其承载力。象，从而使土更密实，增大其承载力。10/23/2022Teacher Chen Hong 土方工程的施工包括：土方的开土方工程的施工包括：土方的开挖挖.运输运输.填筑与压实。这些过程应尽填筑与压实。这些过程应尽量采用机械化施工，降低劳动强度，量采用机械化施工，降低劳动强度，提高生产效率。提高生产效率。第四节第四节 土方工程机械化施工土方工程机械化施工10/23/2022Teacher Chen Hong一一.主要挖土机的性能与施工特点主要挖土机的性

48、能与施工特点一一.推土机施工：（轮胎式推土机施工：（轮胎式.履带式）履带式）1.特点：是在动力机前设推土板而成，特点：是在动力机前设推土板而成，附着牵引力大，接地压力小，推土板附着牵引力大，接地压力小，推土板可升降，可调整角度。操作灵活，运可升降，可调整角度。操作灵活，运转方便。转方便。2.工作能力：可独立地完成铲工作能力：可独立地完成铲.运运.卸三种卸三种作业。作业。10/23/2022Teacher Chen Hong 3.适用范围：适用于适用范围：适用于.类土，类土，运距运距100米以内，米以内，5060米最佳。米最佳。4.施工方法：根据土的类型具体确定。施工方法：根据土的类型具体确定。

49、生产率取决于：推移土壤的体积生产率取决于：推移土壤的体积.切土切土.推推土土.回程的工作循环时间。回程的工作循环时间。10/23/2022Teacher Chen Hong (1)下坡推土法：坡度下坡推土法：坡度150.最大最大 300.可可提高效率提高效率30-40；(2)分散集中、一次推送：可提高效率分散集中、一次推送：可提高效率12-18；(3)并列推土：可减少土体散失，相邻铲并列推土：可减少土体散失，相邻铲刀相距刀相距1530cm,最少三台；最少三台；(4)槽型推土法：铲刀附加侧板法：运距槽型推土法：铲刀附加侧板法：运距较远，土较松时；较远，土较松时；10/23/2022Teacher

50、 Chen Hong铲运机施工铲运机施工(自行式、拖式）自行式、拖式）1.特点特点:能综合完成全部土方施工工序，能综合完成全部土方施工工序，管理简单，生产率高，运转费用低，对管理简单，生产率高，运转费用低，对道路要求较低，操作灵活，使用范围道路要求较低，操作灵活，使用范围广广 2.工作能力工作能力:可独立完成挖、运、卸、平可独立完成挖、运、卸、平四种作业四种作业 10/23/2022Teacher Chen Hong3.适用范围：适用于大面积的场地平整适用范围：适用于大面积的场地平整,筑路。筑路。开挖开挖.类及含水量类及含水量%的松土的松土和普通土。和普通土。自行式自行式运距运距8003500