大学精品课件：专题1：土方工程.ppt

1、电力工程施工技术电力工程施工技术 华北电力大学华北电力大学 刘金朋刘金朋 个人简介个人简介 刘金朋：刘金朋： 华北电力大学工程管理教研室教师华北电力大学工程管理教研室教师 电电 话：话：1521007943015210079430 邮邮 箱：箱：hbdlljp hbdlljp 办公地点：教一楼办公地点：教一楼634634室室 课程概况课程概况 施工技术是工程管理专业一门重要的主干课程，又是一门理论和实践结合施工技术是工程管理专业一门重要的主干课程，又是一门理论和实践结合 较紧密的应用课程。本门课程属于工程管理专业的必修课较紧密的应用课程。本门课程属于工程管理专业的必修课，通过本课程的学习，培通

2、过本课程的学习，培 养养大家大家掌握工业与民用建筑物各主要分部分项工程的掌握工业与民用建筑物各主要分部分项工程的施工方法施工方法，主要，主要施工机械的性施工机械的性 能、参数与应用能、参数与应用条件，熟悉对土方工程、爆破工程、地基工程、钢筋混凝土工程、条件，熟悉对土方工程、爆破工程、地基工程、钢筋混凝土工程、 钢结构工程、结构吊装工程钢结构工程、结构吊装工程、砌体工程、装饰工程及防水工程、砌体工程、装饰工程及防水工程等的等的施工要求施工要求，进一进一 步认识了解电力工程施工技术要求规范步认识了解电力工程施工技术要求规范。 参考教材：参考教材： 电力工程施工技术，侯学良，电力工程施工技术，侯学良

3、，著著，中国电力出版社，中国电力出版社，2011年第一版。年第一版。 施工技术施工技术，穆静波，编著，清华大学出版社，穆静波，编著，清华大学出版社，2014年第一版。年第一版。 课程安排：课程安排：1-12周，周，48学时学时 考查形式：考查形式： 平时成绩（平时成绩（20%）：考勤）：考勤+课堂表现课堂表现 卷面成绩（卷面成绩（80%）：闭卷考试）：闭卷考试 主讲内容主讲内容 土方工程土方工程 爆破工程爆破工程 地基工程地基工程 钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程 钢结构工程钢结构工程 结构吊装工程结构吊装工程 砌体工程砌体工程 装饰工程装饰工程 防水工程防水工程 电力工程施工技术电力工程施工技术

4、 相关阅读书籍相关阅读书籍 电力工程技术电力工程技术 电力工程建设电力工程建设 电力电缆施工电力电缆施工 电力工程施工技术电力工程施工技术 土木工程施工技术土木工程施工技术 现代建筑施工技术现代建筑施工技术 第一章第一章 土方工程土方工程 一般来讲，为了合理有序施工进行的前期准备工作，工程开始时要进一般来讲，为了合理有序施工进行的前期准备工作，工程开始时要进 行施工现场的行施工现场的: 三通一平三通一平:通水、通电、通路、平整土地。（最基础的要求）通水、通电、通路、平整土地。（最基础的要求） 五通一平：五通一平：通水、通电、通路、通讯、通气、平整土地。通水、通电、通路、通讯、通气、平整土地。

5、在一些沿海发达地区，也有要求“七通一平”的在一些沿海发达地区，也有要求“七通一平”的 七通一平：七通一平：通给水、通排水、通电、通讯、通路、通燃气、通热力以及通给水、通排水、通电、通讯、通路、通燃气、通热力以及 场地平整。场地平整。 由于一般的施工场地条件与理想的施工要求相差太远，因此，土方工由于一般的施工场地条件与理想的施工要求相差太远，因此，土方工 程成为施工中最开始的项目，是整个项目实施的前提和基础。程成为施工中最开始的项目，是整个项目实施的前提和基础。 第一章第一章 土方工程土方工程 土方及土方工程：土方及土方工程：土方工程中最基础的操作工艺包括挖土、土方工程中最基础的操作工艺包括挖土

6、、 填土、运土等，而挖土、填土、运土的工作量通常都用立填土、运土等，而挖土、填土、运土的工作量通常都用立 方米计算，一立方米称为一个土方。那么这一类的相关工方米计算，一立方米称为一个土方。那么这一类的相关工 作叫土方工程。作叫土方工程。 一般的建筑工程中，土方工程主要包括：一般的建筑工程中，土方工程主要包括：场地平整、土方场地平整、土方 开挖（基坑或基槽开挖）、填筑（路基填筑、基坑回填开挖（基坑或基槽开挖）、填筑（路基填筑、基坑回填 土）、压实等。土）、压实等。 场地平整场地平整 土方开挖土方开挖 土方填筑土方填筑 土方压实土方压实 土方工程的显著特点：施工条件复杂土方工程的显著特点：施工条件

7、复杂 土方工程施工条件复杂，多为露天作业，受气候、水土方工程施工条件复杂，多为露天作业，受气候、水 文、地质等影响较大，难以确定的因素较多文、地质等影响较大，难以确定的因素较多 因此，在土方工程施工前，需要做好充足的准备工作：因此，在土方工程施工前，需要做好充足的准备工作： 分析工程环境复杂性及不确定性因素；分析工程环境复杂性及不确定性因素； 掌握施工场地土的性质、场地地下设施布置等情况，掌握施工场地土的性质、场地地下设施布置等情况， 据此，确定挖土方式、开挖机械、土方运输方式等施工技据此，确定挖土方式、开挖机械、土方运输方式等施工技 术措施。术措施。 第一节第一节 土方工程施工特点和土的性质

8、土方工程施工特点和土的性质 土方工程施工主要有以下特点：土方工程施工主要有以下特点： 1、施工面积和工程量相对较大，劳动繁重、施工面积和工程量相对较大，劳动繁重 2、大多为露天作业，施工中易受地区气候条件影响、大多为露天作业，施工中易受地区气候条件影响 3、施工作业方法和效率与地质条件紧密相关、施工作业方法和效率与地质条件紧密相关 4、施工条件可能存在复杂的地下环境，不可预见情、施工条件可能存在复杂的地下环境，不可预见情 况多况多 5、所耗费用占工程比例较大、所耗费用占工程比例较大 6、土方工程施工用时相对较长、土方工程施工用时相对较长。 因此，为了减轻劳动强度，提高生产效率，确保因此，为了减

9、轻劳动强度，提高生产效率，确保 工程施工安全，加快工程进度和降低成本，在组织工程施工安全，加快工程进度和降低成本，在组织 土方工程施工时，土方工程施工时，应根据工程特点和周边环境，制应根据工程特点和周边环境，制 定合理的施工方案，并尽可能采用新技术和机械化定合理的施工方案，并尽可能采用新技术和机械化 施工，为后续工作的尽快开展提供便利。施工，为后续工作的尽快开展提供便利。 其中：最重要的工作是其中：最重要的工作是对土方的性质、状况进行对土方的性质、状况进行 勘察勘察了解，其对工程施工方法和工程进度影响很大。了解，其对工程施工方法和工程进度影响很大。 在土方工程施工中，根据土方开挖难度，将开挖的

10、土方分为在土方工程施工中，根据土方开挖难度，将开挖的土方分为8类类17级：级： 土的可松性：土的可松性： 自然状态下的土，经过开挖以后，其体积因松散而增加后，虽然回填压实，仍不自然状态下的土，经过开挖以后，其体积因松散而增加后，虽然回填压实，仍不 能恢复到原来的体积，这种性质称为土的能恢复到原来的体积，这种性质称为土的可松性可松性。 可松性系数：可松性系数： 其中：其中： V1 土在天然状态下的体积（立方米）；土在天然状态下的体积（立方米）； V2 土在松散态下的体积（立方米）；土在松散态下的体积（立方米）； V3土经压实后的体积（立方米）。土经压实后的体积（立方米）。 可松性对土方的平衡调配

11、，场地平整土方量的计算，基坑（槽）开挖后的留弃土可松性对土方的平衡调配，场地平整土方量的计算，基坑（槽）开挖后的留弃土 方量计算以及确定土方运输工具数量等都有着密切的关系。方量计算以及确定土方运输工具数量等都有着密切的关系。 一类土：松软土一类土：松软土 砂土砂土 种植土种植土 二类土：普通土二类土：普通土 粉质黏土粉质黏土 粉土混卵石粉土混卵石 三类土：坚土三类土：坚土 砾石土砾石土 干黄土干黄土 四类土：砂砾坚土四类土：砂砾坚土 砂砾砂砾 软泥灰岩软泥灰岩 五类土：软石五类土：软石 泥灰岩泥灰岩 页岩页岩 六类土：次坚石六类土：次坚石 风化花岗岩风化花岗岩 七类土：坚石七类土：坚石 大理石

12、大理石 八类土：特坚石八类土：特坚石 玄武岩玄武岩 土土 方方 的的 工工 程程 性性 质质 密密 度度 含含 水水 率率 渗渗 透透 性性 可可 松松 性性 边坡坡度边坡坡度 在土方工程施工中，土方的工程性质对施工方法和施工在土方工程施工中，土方的工程性质对施工方法和施工 进度影响很大，进度影响很大，因此了解和掌握土方的工程性质非常重要因此了解和掌握土方的工程性质非常重要 （勘察设计、施工方案制定）（勘察设计、施工方案制定）。主要包括以下几个方面：。主要包括以下几个方面： 土的密度土的密度单位体积的重量。单位体积的重量。 一般来讲，土的密度越大，土体就越密实。一般来讲，土的密度越大，土体就越

13、密实。 土的含水率土的含水率土中水的质量与固体颗粒质量之比。土中水的质量与固体颗粒质量之比。 一般以百分率表示，土的含水率随气候条件、季一般以百分率表示，土的含水率随气候条件、季 节和地下水的影响而变化，它与土方工程中的地下节和地下水的影响而变化，它与土方工程中的地下 水降低、土方边坡的稳定性及填方的密实性直接相水降低、土方边坡的稳定性及填方的密实性直接相 关。关。 土的渗透性土的渗透性土体被水浸透过的性质。土体被水浸透过的性质。 由于土体孔隙水在重力作用下会发生流动，因此当基坑由于土体孔隙水在重力作用下会发生流动，因此当基坑 开挖至地下水位以下时，地下水就会不断流入基坑。土的开挖至地下水位以

14、下时，地下水就会不断流入基坑。土的 渗透性可用渗透系数来表示，与土的颗粒级配、密实度等渗透性可用渗透系数来表示，与土的颗粒级配、密实度等 有关，有关，般由实验确定。般由实验确定。 土的可松性土的可松性自然状态下的土经开挖后内部组织被破坏，其体自然状态下的土经开挖后内部组织被破坏，其体 积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积，积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积， 土的这种性质称为土的可松性。土的这种性质称为土的可松性。 土的可松性可用可松系数来表示，其值为开挖后松散状态下土的可松性可用可松系数来表示，其值为开挖后松散状态下 的体积与原来自然状态下的体积之比

15、。（最初可松系数）的体积与原来自然状态下的体积之比。（最初可松系数） 土方边坡坡度土方边坡坡度土坑或土槽边坡土坑或土槽边坡高度与边坡宽高度与边坡宽 度之比值，它表示了土体自由倾斜能力的大小。度之比值，它表示了土体自由倾斜能力的大小。 第二节第二节 土方工程量计算土方工程量计算 土方工程量是土方工程土方工程量是土方工程施工组织设计主要数施工组织设计主要数 据据之一，也是采用人工挖掘时组织劳动力或采用之一，也是采用人工挖掘时组织劳动力或采用 机械施工时计算机械台班和工期的主要依据之一。机械施工时计算机械台班和工期的主要依据之一。 因此，如何计算土方工程量就成为土方工程施工因此，如何计算土方工程量就

16、成为土方工程施工 管理的重要内容，主要包括以下三个方面：管理的重要内容，主要包括以下三个方面： 场地平整土方工程量的计算场地平整土方工程量的计算 基坑、基槽土方工程量的计算基坑、基槽土方工程量的计算 堤坝填筑土方工程量的计算堤坝填筑土方工程量的计算 场地平整土方工程量计算场地平整土方工程量计算 土方开挖前要进行必要的场地平整，将施工现场平整为满足施工布置要求土方开挖前要进行必要的场地平整，将施工现场平整为满足施工布置要求 的施工现场。场地平整前，首先应确定场地的设计标高，计算挖填土方工程的施工现场。场地平整前，首先应确定场地的设计标高，计算挖填土方工程 量，进行挖填土方的平衡调配。量，进行挖填

17、土方的平衡调配。 场地平整土方工程量的计算一般采用方格网法，计算步骤如下：场地平整土方工程量的计算一般采用方格网法，计算步骤如下： （1）在地形图上将需要平整的施工场地划分成边长为）在地形图上将需要平整的施工场地划分成边长为10-40米的方格网。米的方格网。 （2）计算各方格角点的自然地面标高。）计算各方格角点的自然地面标高。 （3）确定场地设计标高，计算各方格角点的设计标高。）确定场地设计标高，计算各方格角点的设计标高。 （4）确定各方格角点的挖填高度。）确定各方格角点的挖填高度。 （5）确定零线，即挖填方的分界线。）确定零线，即挖填方的分界线。 （6）计算各方格内挖填土方量和场地边坡土方量

18、，最后求出整个场地的挖）计算各方格内挖填土方量和场地边坡土方量，最后求出整个场地的挖 填土方量填土方量 场地平整土方工程量计算场地平整土方工程量计算 场地平整土方工程量计算场地平整土方工程量计算 基坑的土方量基坑的土方量V的计算的计算 102 (4)/6VAAAH 基坑工程量可近似按台体体积公式计算基坑工程量可近似按台体体积公式计算 其中：其中：H为基坑深度，为基坑深度， A1、A2为基坑上下底面积，为基坑上下底面积， A0为基坑为基坑1/2深处的面积深处的面积。 基槽的土方量基槽的土方量V 基槽一般为狭长沟槽，其土方工程量计算可沿其长度方向分段进行，然基槽一般为狭长沟槽，其土方工程量计算可沿

19、其长度方向分段进行，然 后相加求得总土方工程量。后相加求得总土方工程量。 当基槽某段内截面尺寸不变时，其土方工程量即为该段横截面的面积乘以当基槽某段内截面尺寸不变时，其土方工程量即为该段横截面的面积乘以 该段基槽长度；该段基槽长度； 当某段内横截面的尺寸、形状有变化时，可分段计算。当某段内横截面的尺寸、形状有变化时，可分段计算。 堤坝填筑的土方量堤坝填筑的土方量V 堤坝工程为狭长形，工程中一般采用断面法计算，即每隔一定长度取一堤坝工程为狭长形，工程中一般采用断面法计算，即每隔一定长度取一 断面，断面，每一段土方工程量用两端断面面积的平均值乘以段长每一段土方工程量用两端断面面积的平均值乘以段长即

20、可，各段土方即可，各段土方 工程量之和即为总土方工程量。工程量之和即为总土方工程量。 工程案例计算（工程案例计算（1） 某建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积某建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积 为为2.5m2。基槽深。基槽深1.5m，底宽为，底宽为2.0m，边坡坡度为，边坡坡度为 1:0.5。地基为粉土，。地基为粉土，KS=1.25，KS=1.05。计算。计算 100m长的基槽挖方量、需留填方用松土量和弃土量。长的基槽挖方量、需留填方用松土量和弃土量。 工程案例计算（工程案例计算（2） 某基坑坑底平面尺寸如图，坑深某基坑坑底平面尺寸如图，坑深5.5m，四边均按，四边均按 1:0

21、.4的坡度放坡，土的可松系数的坡度放坡，土的可松系数KS=1.30，KS=1.12， 坑深范围内箱形基础的体积为坑深范围内箱形基础的体积为2000m3 试求：基坑开挖的土方量和需预留回填土的松散体积。 试求：基坑开挖的土方量和需预留回填土的松散体积。 第三节第三节 土方工程开挖土方工程开挖 一、土方工程施工前准备工作：一、土方工程施工前准备工作： （1）场地清理。）场地清理。包括拆除施工区域内的房屋、树木、包括拆除施工区域内的房屋、树木、 设备、管道和其他构筑物等。（勘探）设备、管道和其他构筑物等。（勘探） （2）地面水排除。）地面水排除。若施工场地内有积水，会给施工带若施工场地内有积水，会给

22、施工带 来一定的影响，因此地面水和雨水均应及时排走，使得来一定的影响，因此地面水和雨水均应及时排走，使得 场地内保持干燥。地面水一般采用排水沟、截水沟和挡场地内保持干燥。地面水一般采用排水沟、截水沟和挡 水坎等排除。临时排水设施应尽可能与永久性排水设施水坎等排除。临时排水设施应尽可能与永久性排水设施 相结合。相结合。 （3）修好临时设施及供水、供电、供压缩空气等管线，）修好临时设施及供水、供电、供压缩空气等管线， 并试水、试电、试气，搭设必要的的临时工棚。并试水、试电、试气，搭设必要的的临时工棚。 （4）修建运输道路。）修建运输道路。修筑场地内机械运行的道路，路面宜修筑场地内机械运行的道路，路

23、面宜 为双车道，宽度不小于为双车道，宽度不小于7米，两侧设排水沟。米，两侧设排水沟。 （5）做好设备维修准备。）做好设备维修准备。对进场作业的土方机械、运输车对进场作业的土方机械、运输车 辆及各种辅助没备应进行维修检查、试运转，确保工程的辆及各种辅助没备应进行维修检查、试运转，确保工程的 正常进行。正常进行。 （6）编制施工组织设计方案。）编制施工组织设计方案。主要确定基坑主要确定基坑(槽槽)的降水的降水 方案，确定挖、填土方和边坡处理方法，土方开挖机械的方案，确定挖、填土方和边坡处理方法，土方开挖机械的 选择及组织，回填土料选择及回填方法。选择及组织，回填土料选择及回填方法。 二、土方开挖机

24、械二、土方开挖机械 土土 方方 开开 挖挖 机机 械械 推土机推土机 铲运机铲运机 装载机装载机 挖掘机挖掘机 推土机是推土机是 一种挖运综合作一种挖运综合作 业机械，是在拖业机械，是在拖 拉机上装上推土拉机上装上推土 铲刀而成。推土铲刀而成。推土 机按推土板的操机按推土板的操 作方式不同，可作方式不同，可 分为分为索式和液压索式和液压 式式两种。两种。 土方开挖机械土方开挖机械推土机推土机 索式推土机的铲刀是借刀具自重切人土中，切索式推土机的铲刀是借刀具自重切人土中，切 入深度较小；入深度较小； 液压推土机能强制切土，推土板的切土角度可液压推土机能强制切土，推土板的切土角度可 以调整，切入深

25、度较大。以调整，切入深度较大。 因此，液压推土机是目前工程中常用的一种因此，液压推土机是目前工程中常用的一种 推土机。推土机。 推土机构造简单，操作灵活，运转方便，所需作业面推土机构造简单，操作灵活，运转方便，所需作业面 小，功率大，能爬小，功率大，能爬30度左右的缓坡，适用于施工场地清度左右的缓坡，适用于施工场地清 理和平整，开挖深度不超过理和平整，开挖深度不超过1.5米的基坑以及沟槽的回填米的基坑以及沟槽的回填 和堆筑高度在和堆筑高度在1.5米以内的路基、堤坝等。米以内的路基、堤坝等。 若在推土机后面安装上松土装置，可破松硬土和冻土，若在推土机后面安装上松土装置，可破松硬土和冻土， 还可牵

26、引无动力的土方机械还可牵引无动力的土方机械(如拖式铲运机、羊脚碾等如拖式铲运机、羊脚碾等)进进 行其他土方作业。推土机的推运距离宜在行其他土方作业。推土机的推运距离宜在100米以内，当米以内，当 推运距离在推运距离在30-60米时，经济效益最好。米时，经济效益最好。 提高推土机生产效率的方法有以下几种：提高推土机生产效率的方法有以下几种： （1）下坡推土。借推土机自重，增大铲刀的切土深度和运土数）下坡推土。借推土机自重，增大铲刀的切土深度和运土数 量，以提高推土能力和压缩运土时间，这种方法一般可提高效率量，以提高推土能力和压缩运土时间，这种方法一般可提高效率 30%-40%。 （2）并列推土。

27、对于大面积土方工程，可用）并列推土。对于大面积土方工程，可用2-3台推土机并列推台推土机并列推 土。推土时，两铲刀相距土。推土时，两铲刀相距15-30m，以减少土的侧向散失。平均运，以减少土的侧向散失。平均运 距距50-75m时，效率最高。时，效率最高。 （3）沟槽推土。当运距较远、挖土层较厚时，利用前次推土形成）沟槽推土。当运距较远、挖土层较厚时，利用前次推土形成 的槽推土，可大大减少土方散失，从而提高效率。此外，还可以在推的槽推土，可大大减少土方散失，从而提高效率。此外，还可以在推 土板两侧附加侧板，增大推土板前的推土体积，以提高推土效率。土板两侧附加侧板，增大推土板前的推土体积，以提高推

28、土效率。 土方开挖机械土方开挖机械铲运机铲运机 按行走机构不同，铲运机有按行走机构不同，铲运机有拖式和自行式拖式和自行式两种。两种。 拖式铲运机由拖拉机牵引，工作时靠拖拉机上的拖式铲运机由拖拉机牵引，工作时靠拖拉机上的 操作机构进行操作。根据操作机构不同，拖式铲操作机构进行操作。根据操作机构不同，拖式铲 运机又分运机又分索式和液压式索式和液压式两种。两种。 土方开挖机械土方开挖机械拖式拖式铲运机铲运机 土方开挖机械土方开挖机械自行式自行式铲运机铲运机 自行式铲运机的行驶和工作都靠自身的动力设备，不自行式铲运机的行驶和工作都靠自身的动力设备，不 需要其他机械的牵引和操作。需要其他机械的牵引和操作

29、。 铲运机能独立完成铲运机能独立完成铲土、运土、卸土和平土铲土、运土、卸土和平土作业，对作业，对 行驶道路要求低操作灵活，运转方便，生产效率高。行驶道路要求低操作灵活，运转方便，生产效率高。 铲运机适用于大面积场地平整开挖大型基坑、沟槽铲运机适用于大面积场地平整开挖大型基坑、沟槽 以及填筑路基、堤坝等，最适合开挖含水量不大于以及填筑路基、堤坝等，最适合开挖含水量不大于27% 的松土和普通土，不适合在砾石层和沼泽区工作。当铲运的松土和普通土，不适合在砾石层和沼泽区工作。当铲运 较坚硬的土壤时，宜先用推土机先翻松较坚硬的土壤时，宜先用推土机先翻松0.2-0.4米，以减米，以减 少机械磨损，提高效率

30、。少机械磨损，提高效率。 常用铲运机的铲斗容量为常用铲运机的铲斗容量为1.5-6m 。拖式铲运机的运。拖式铲运机的运 距不宜超过距不宜超过800米，当运距在米，当运距在300米左右时，效率最高。米左右时，效率最高。 自行式铲运机经济运距为自行式铲运机经济运距为800-1500米。米。 土方开挖机械土方开挖机械装载机装载机 装载机是一种高效的挖运综合作业机械，主要用途是铲装载机是一种高效的挖运综合作业机械，主要用途是铲 取散粒材料并装上车辆，可用于取散粒材料并装上车辆，可用于装运、挖掘、平整场地和装运、挖掘、平整场地和 牵引车辆牵引车辆等。更换工作装置后，可用于抓举或起重等作业，等。更换工作装置

31、后，可用于抓举或起重等作业， 因此在工程中被广泛应用。因此在工程中被广泛应用。 装载机按行走装置分为轮胎式和履带式装载机按行走装置分为轮胎式和履带式 两种。两种。 装载机按卸料方式可分为前卸式、后卸式和回转式三种装载机按卸料方式可分为前卸式、后卸式和回转式三种 装载机按载重量分为小型装载机按载重量分为小型(1t)、轻型、轻型(13t)、中型、中型(48t)、 重型重型(10t)四种。目前使用最多的是四轮驱动铰接转向的轮式装载四种。目前使用最多的是四轮驱动铰接转向的轮式装载 机，其铲斗为前卸式。机，其铲斗为前卸式。 土方开挖机械土方开挖机械单斗挖掘机单斗挖掘机 单斗挖掘机是一种循环作业的施工机单

32、斗挖掘机是一种循环作业的施工机 械，在土石方工程施工中最常见。按其行械，在土石方工程施工中最常见。按其行 走机构的不同，可分为走机构的不同，可分为履带式和轮胎式履带式和轮胎式； 按其传动方式不同，分按其传动方式不同，分机械传动和液机械传动和液 压传动压传动两种；两种； 按工作装置不同分为按工作装置不同分为正铲、反铲、拉正铲、反铲、拉 铲和抓铲铲和抓铲。 土方开挖机械土方开挖机械轮胎式轮胎式单斗挖掘机单斗挖掘机 土方开挖机械土方开挖机械履带式履带式单斗挖掘机单斗挖掘机 土方运输机械可分为有轨运输、无轨运输和土方运输机械可分为有轨运输、无轨运输和 皮带机运输。皮带机运输。 三、土方运输机械三、土方

33、运输机械 （1）有轨运输）有轨运输 有轨运输主要是通过预先铺设的轨道来输送土方。由于这种方有轨运输主要是通过预先铺设的轨道来输送土方。由于这种方 法前期投资较多，故仅用于土方工程量较大的场合，工程量一般不法前期投资较多，故仅用于土方工程量较大的场合，工程量一般不 少于少于30万万m ，运距也大于，运距也大于1km以上。但也由于其前期投资较多，以上。但也由于其前期投资较多， 有时有轨运输路基施工较难，效率较低，因而较少采用。有时有轨运输路基施工较难，效率较低，因而较少采用。 （2）汽车运输）汽车运输(无轨运输）无轨运输） 目前多采用自卸汽车运输。这种方法机动灵活，目前多采用自卸汽车运输。这种方法

34、机动灵活， 运输线路布置受地形影响小，但运输效率易受气候运输线路布置受地形影响小，但运输效率易受气候 条件的影响，燃料消耗多，维修费用高。自卸汽车条件的影响，燃料消耗多，维修费用高。自卸汽车 运输，运距一般不宜小于运输，运距一般不宜小于300米，重车上坡最大米，重车上坡最大 允许坡度为允许坡度为8一一10，转弯半径不宜小于，转弯半径不宜小于20米。米。 （3）皮带机运输）皮带机运输 皮带机是一种连续式的运输设备。与车辆运输皮带机是一种连续式的运输设备。与车辆运输 相比，皮带机具有结构简单、工作可靠、管理方便，相比，皮带机具有结构简单、工作可靠、管理方便， 易于实现自动控制，且负荷均匀，动力装置

35、的功率易于实现自动控制，且负荷均匀，动力装置的功率 小，能耗低，连续运输，生产效率高。小，能耗低，连续运输，生产效率高。 课程回顾课程回顾 一、土方工程的性质一、土方工程的性质 土方工程施工的特点土方工程施工的特点 土方的分类土方的分类 土方的工程特征指标土方的工程特征指标 二、土方工程量的计算二、土方工程量的计算 场地平整土方工程量计算场地平整土方工程量计算 基坑、基槽土方工程量计算基坑、基槽土方工程量计算 堤坝填筑土方工程量计算堤坝填筑土方工程量计算 三、土方工程开挖三、土方工程开挖 土方工程施工前的准备土方工程施工前的准备 土方开挖机械（推土机、铲运机、装载机、单斗挖掘机、土方开挖机械（

36、推土机、铲运机、装载机、单斗挖掘机、 运输机）运输机） 课程导入课程导入 思考思考1： 基坑底面面积与建筑实体底层平面面积之间的大小关系？基坑底面面积与建筑实体底层平面面积之间的大小关系？ 一般来讲，基坑底面面积应适当大于建筑实体底层平面面积，四周适当一般来讲，基坑底面面积应适当大于建筑实体底层平面面积，四周适当 预留保障施工正常进行的操作空间，保证技术安全可行、经济最优。通常预留保障施工正常进行的操作空间，保证技术安全可行、经济最优。通常 至少单边侧应预留至少单边侧应预留500mm左右灵活操作距离。左右灵活操作距离。 课程导入课程导入 思考思考2： 基坑的开挖深度一般由哪些影响因素决定？基坑

37、的开挖深度一般由哪些影响因素决定？ （1）地下空间结构设计）地下空间结构设计 （2）需要承担的地上建筑整体负载情况）需要承担的地上建筑整体负载情况 （3）地质的一般冻土深度）地质的一般冻土深度 （4）地下水位情况）地下水位情况 （5）其他方面）其他方面 课程导入课程导入 思考思考3： 为什么大部分基坑都呈现台体、倒梯形截面、开口形状？为什么大部分基坑都呈现台体、倒梯形截面、开口形状？ 基坑开挖时进行基坑开挖时进行土方放坡土方放坡能够防止土壁塌方，确保施工安全。能够防止土壁塌方，确保施工安全。 第四节第四节 土方边坡与土壁支撑土方边坡与土壁支撑 土方开挖之前，应充分了解和掌握土体的性质，以便制定

38、有土方开挖之前，应充分了解和掌握土体的性质，以便制定有 效的开挖方式，确保开挖过程中和基础施工阶段土体的稳定。效的开挖方式，确保开挖过程中和基础施工阶段土体的稳定。 土方边坡的类型一般分为以下几种类型：土方边坡的类型一般分为以下几种类型： 1.土方放坡形式土方放坡形式 放坡的形式由场地土的类别、开挖深度、周围环境、放坡的形式由场地土的类别、开挖深度、周围环境、 技术经济的合理性等因素决定。常用的放坡形式有直线形、技术经济的合理性等因素决定。常用的放坡形式有直线形、 折线形、阶梯形和分级形。折线形、阶梯形和分级形。 1.土方放坡形式土方放坡形式 当场地为一般粘性土或粉土且基坑、基槽周围有存放当场

39、地为一般粘性土或粉土且基坑、基槽周围有存放 土料和机具土料和机具 地下水位较低或降水、放坡不会对相邻建筑物产生地下水位较低或降水、放坡不会对相邻建筑物产生 不利影响且具有放坡开挖条件时：不利影响且具有放坡开挖条件时： 可采用局部或全深度的放坡开挖方法，开挖土质均匀可采用局部或全深度的放坡开挖方法，开挖土质均匀 可放成直线形。可放成直线形。 当土质多层且差异较大时，可按各层土的性质放坡成当土质多层且差异较大时，可按各层土的性质放坡成 折线形、阶梯形或分级形。折线形、阶梯形或分级形。 例如，砂土结构一般用折线形例如，砂土结构一般用折线形 土方边坡的稳定主要是依靠土体内土颗粒间的土方边坡的稳定主要是

40、依靠土体内土颗粒间的 摩擦力和粘结力，摩擦力和粘结力，使土体具有了一定的抗剪强度而使土体具有了一定的抗剪强度而 形成的。抗剪强度越高，土体越稳定。形成的。抗剪强度越高，土体越稳定。 土体抗剪强度土体抗剪强度 ： 英文：英文：soil shear strength 含义：土抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强含义：土抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限强 度，包括内摩擦力和内摩擦角。度，包括内摩擦力和内摩擦角。 2影响土方边坡稳定的因素影响土方边坡稳定的因素 土体塌方：土体塌方： 但当外界因素发生变化后，土体的抗剪强度有但当外界因素发生变化后，土体的抗剪强度有 可能受到影响而降低，这就有可能破坏土

41、体原有的可能受到影响而降低，这就有可能破坏土体原有的 状态，导致土体失去稳定而塌方。状态，导致土体失去稳定而塌方。 思考：思考：影响土体抗剪强度、土方边坡稳定的因影响土体抗剪强度、土方边坡稳定的因 素有哪些？素有哪些？ 2影响土方边坡稳定的因素影响土方边坡稳定的因素 1、土质的不同、土质的不同 2、挖填方高度、挖填方高度 3、边坡留置时间、边坡留置时间 4、雨水或施工用水使土的含水量增加，水的润滑作用使土颗粒之、雨水或施工用水使土的含水量增加，水的润滑作用使土颗粒之 间的摩擦力和粘结力降低，使得土体失去稳定性；间的摩擦力和粘结力降低，使得土体失去稳定性； 5、边坡上部荷载：当土体周围堆积荷载太

42、大时，也可能会由于荷、边坡上部荷载：当土体周围堆积荷载太大时，也可能会由于荷 载所产生的剪应力超过土体所能承受的强度时而产生塌方。载所产生的剪应力超过土体所能承受的强度时而产生塌方。 6、气候的影响使土质松软；、气候的影响使土质松软； 7、饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。、饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。 8、地下水渗流产生一定的动水压力；、地下水渗流产生一定的动水压力； 所以，在施工过程中，土体的放坡不仅要考虑土体自身的性质，所以，在施工过程中，土体的放坡不仅要考虑土体自身的性质， 而且还要考虑内外因素和环境条件保证土方工程的安全施工。而且还要考虑内外因素和环境条件保证土方工程的安全施工。

43、2影响土方边坡稳定的因素影响土方边坡稳定的因素 土方工程施工过程中，放坡的方法有很多种，如土方工程施工过程中，放坡的方法有很多种，如 直臂支撑、土壁支撑等，应结合实际情况确定。直臂支撑、土壁支撑等，应结合实际情况确定。 （1）直壁开挖不加支撑）直壁开挖不加支撑 当土质为天然湿度、结构均匀、水文地质条件良当土质为天然湿度、结构均匀、水文地质条件良 好且无地下水时，开挖的基坑可采取不放坡、不加支好且无地下水时，开挖的基坑可采取不放坡、不加支 护的直壁方式。护的直壁方式。 但开挖深度不宜超过下列规定：但开挖深度不宜超过下列规定： 当土质为密实、中小密的砂土和碎石土应小于当土质为密实、中小密的砂土和碎

44、石土应小于1米米 当为硬塑、可塑的粉质粘土及粉土时应小于当为硬塑、可塑的粉质粘土及粉土时应小于1.25米米 当为坚硬的粘土时应小于当为坚硬的粘土时应小于2米米 对于使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，应根对于使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，应根 据地质和边坡高度，结合当地实践经验和具体情况进据地质和边坡高度，结合当地实践经验和具体情况进 行放坡。行放坡。 3.放坡方法放坡方法 3.放坡方法放坡方法 土的类别土的类别 密实度或状态密实度或状态 坡度容许值（高度比）坡度容许值（高度比） 坡高坡高5m以下以下 坡高为坡高为5-10m 碎石土碎石土 密实密实 1:0.51:0.35 1:0.751:0

45、.5 中密中密 1:0.751:0.5 1:11：0.75 稍密稍密 1:11:0.75 1:1.251:1 粉质黏土粉质黏土 坚硬坚硬 1:0.75 硬塑硬塑 1:1.251:1 可塑可塑 1:1.51:1.25 黏性土黏性土 坚硬坚硬 1:11:0.75 1:1.251:1 硬塑硬塑 1:1.251:1 1:1.5-1:1.25 花岗岩花岗岩 硬塑硬塑 1:1.11:0.75 可塑可塑 1:1.251:0.85 砂土砂土 - 1:1 （或自然休止角）或自然休止角） （2）土壁支撑）土壁支撑 在开挖沟槽或基坑时，为了减少土方量并保障施工安全或因受场在开挖沟槽或基坑时，为了减少土方量并保障施工

46、安全或因受场 地限制而不能放坡时，可设置土壁支撑体系来确保土方边坡的稳定。地限制而不能放坡时，可设置土壁支撑体系来确保土方边坡的稳定。 土壁支撑体系一般由围护结构和撑锚结构组成。围护结构为垂土壁支撑体系一般由围护结构和撑锚结构组成。围护结构为垂 直受力部分，主要承担土压力、水压力、边坡上的荷载，并将这些荷直受力部分，主要承担土压力、水压力、边坡上的荷载，并将这些荷 载传递到撑锚结构。撑锚结构为水平受力部分，除承受围护结构传递载传递到撑锚结构。撑锚结构为水平受力部分，除承受围护结构传递 来的荷载外，还要承受施工荷载（施工机具、堆放的材料、堆土等）来的荷载外，还要承受施工荷载（施工机具、堆放的材料

47、、堆土等） 和自重，所以，支撑结构是一种空间受力结构体系。和自重，所以，支撑结构是一种空间受力结构体系。 （2）土壁支撑）土壁支撑 1）围护结构的类别）围护结构的类别 围护结构根据所用材料分为木挡墙、钢板桩挡墙、钢筋混凝土板桩挡墙、围护结构根据所用材料分为木挡墙、钢板桩挡墙、钢筋混凝土板桩挡墙、 H型钢支柱挡墙、钢筋混凝土支柱桩墙、钻孔灌注桩挡墙、深层搅拌水泥土型钢支柱挡墙、钢筋混凝土支柱桩墙、钻孔灌注桩挡墙、深层搅拌水泥土 挡墙、地下连续墙等。挡墙、地下连续墙等。 2）土壁支撑结构的选择和回收：）土壁支撑结构的选择和回收： 土方围护结构一般为临时结构，待建筑物或构筑物的基础施工完毕或土方围护

48、结构一般为临时结构，待建筑物或构筑物的基础施工完毕或 管道埋设完成后，可拆除回收，所以常采用可回收再利用的材料，如木桩、管道埋设完成后，可拆除回收，所以常采用可回收再利用的材料，如木桩、 钢挡板等做防护支撑体系。钢挡板等做防护支撑体系。 也可采用永久性埋在下的材料，如深层搅拌水泥土墙等。也可采用永久性埋在下的材料，如深层搅拌水泥土墙等。 一般在确定时，尽可能采用费用较低的方法，如钢筋混凝土版桩挡墙、一般在确定时，尽可能采用费用较低的方法，如钢筋混凝土版桩挡墙、 灌注桩挡墙等。灌注桩挡墙等。 在较深的基坑中，可采用地下连续墙或灌注桩挡墙，由于其所受土压力、在较深的基坑中，可采用地下连续墙或灌注桩

49、挡墙，由于其所受土压力、 水压力较大、配筋较多，因此费用较高。水压力较大、配筋较多，因此费用较高。 为了发挥地下连续墙的强度、刚度、整体性和抗渗性，可将其作为地下为了发挥地下连续墙的强度、刚度、整体性和抗渗性，可将其作为地下 结构的一部分，按永久构件进行设计。结构的一部分，按永久构件进行设计。 （2）土壁支撑体系类型）土壁支撑体系类型 根据基坑或基槽的开挖深度、宽度、施工方法和场地条件及有无支撑，根据基坑或基槽的开挖深度、宽度、施工方法和场地条件及有无支撑， 围护结构的支撑体系可分为以下几种形式：围护结构的支撑体系可分为以下几种形式： （2）土壁支撑体系类型）土壁支撑体系类型 1）悬臂式支撑结构）悬臂式支撑结构 当基坑、基槽或管沟的开挖深度不大，或当基