土木工程施工全册配套完整教学课件.ppt
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1、土木工程施工全册 配套完整教学课件 1 土方工程 1.1 概述 土方工程是建筑工程的主要工种工程土方工程是建筑工程的主要工种工程 之一之一 。 1.1 土方工程概述土方工程概述 一、土方工程内容一、土方工程内容 由土的开由土的开挖挖、运运输、输、填填筑与弃土、平筑与弃土、平 整与压实等主要施工过程以及场地清理、整与压实等主要施工过程以及场地清理、 测量放线、施工排水、降水和土壁支护等测量放线、施工排水、降水和土壁支护等 准备和辅助施工过程。准备和辅助施工过程。 1.1 土方工程概述土方工程概述 一、土方工程内容 二、常见土方工程二、常见土方工程 场地平整;基坑、基槽与管沟的开挖场地平整;基坑、
2、基槽与管沟的开挖 与回填;人防及地下建筑物的土方开挖与与回填;人防及地下建筑物的土方开挖与 回填;地坪填土与压实;路基填筑等。回填;地坪填土与压实;路基填筑等。 1.1 土方工程概述土方工程概述 一、土方工程内容 二、常见土方工程 三、土方工程的施工特点三、土方工程的施工特点 1. 面广量大,劳动繁重;面广量大,劳动繁重; 2. 施工条件复杂。施工条件复杂。 露天作业、自然条件影响大;露天作业、自然条件影响大; 土为天然物质、成分性质变化大;土为天然物质、成分性质变化大; 工程性质、水文地质条件变化大。工程性质、水文地质条件变化大。 1.1 土方工程概述土方工程概述 一、土方工程内容 二、常见
3、土方工程 三、土方工程的施工特点 四、土方工程施工组织原则四、土方工程施工组织原则 1.避开雨季;避开雨季; 2.组织机械化施工;组织机械化施工; 3.少占耕地。少占耕地。 1.1 土方工程概述土方工程概述 一、土方工程内容 二、常见土方工程 三、土方工程的施工特点 四、土方工程施工组织原则 五、土的工程分类五、土的工程分类 土力学: 颗粒粒径(分类标准) 1.1 土方工程概述土方工程概述 五、土的工程分类五、土的工程分类 土力学: 颗粒粒径(分类标准) 岩石、碎石、砂土、粉土、粘 性土、人工填土 1.1 土方工程概述土方工程概述 五、土的工程分类五、土的工程分类 土力学: 颗粒粒径(分类标准
4、) 岩石、碎石、砂土、粉土、粘 性土、人工填土 土的施工分类标准?土的施工分类标准? 1.1 土方工程概述土方工程概述 五、土的工程分类五、土的工程分类 土力学: 颗粒粒径(分类标准) 岩石、碎石、砂土、粉土、粘 性土、人工填土 土的施工分类标准土的施工分类标准土体开挖的难土体开挖的难 易程度易程度 1.1 土方工程概述土方工程概述 五、土的工程分类五、土的工程分类 土的施工分类标准土体开挖的难易程度 土的类别: 一类土(松软土)、二类土(普通土)、 坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、 特坚石 分类表见 P-2 表1.1 土的工程分类 1.1 土方工程概述土方工程概述 五、土的工程分类五、土
5、的工程分类 从 表1.1 土的工程分类得出的结论: 1.土的类别和土质之间的对应关系;土的类别和土质之间的对应关系; 2.开挖难度、工具、施工方法开挖难度、工具、施工方法 随着土的类别提高,开挖难度越来随着土的类别提高,开挖难度越来 越大;工具要求越来越高越大;工具要求越来越高 1.1 土方工程概述土方工程概述 五、土的工程分类五、土的工程分类 新的分类标准的讨论 工具的变化挖土机械 机械开挖的难易程度? 1.1 土方工程概述土方工程概述 一、土方工程内容 二、常见土方工程 三、土方工程的施工特点 四、土方工程施工组织原则 五、土的工程分类 六、土的工程性质六、土的工程性质 1.1 土方工程概
6、述土方工程概述 六、土的工程性质六、土的工程性质 影响土方施工的工程性质 1.1 土方工程概述土方工程概述 六、土的工程性质 影响土方施工的工程性质 1. 土的可松性土的可松性 天然状态的土,经过开挖以后,其体积因天然状态的土,经过开挖以后,其体积因 松散而增加,以后虽经回填压实仍然不能恢复松散而增加,以后虽经回填压实仍然不能恢复 到原来的体积,这种性质称为土的可松性。到原来的体积,这种性质称为土的可松性。 1.1 土方工程概述土方工程概述 1.土的可松性 表示方法: 土的最初可松性系数土的最初可松性系数Ks : 开挖后土体松散体积( V2)和原自然状 态下的体积( V1)之比。 Ks = V
7、2/V1 土的最后可松性系数土的最后可松性系数Ks : 回填压实后体积( V3)和原自然状态下 的体积( V1)之比。 Ks = V3/V1 vv/ 1.1 土方工程概述土方工程概述 1. 土的可松性土的可松性 工程应用: 1.影响土方运输工程量Ks V1 ; 2.影响填土的取方量V1 = V3/ Ks 2.土的渗透性土的渗透性 定义: 水流通过土体的难易程度;反映土体水流通过土体的难易程度;反映土体 透水性的大小。透水性的大小。 2.土的渗透性土的渗透性 单位时间水的流量单位时间水的流量Q=? H L 2.土的渗透性 单位时间水流量单位时间水流量Q H 正比 L 反比 A 透水面积 正比 K
8、 土的透水性(例砂石、砂土、 粘土 Q=K* A*H /L 单位时间单位面积水流量单位时间单位面积水流量V V=K*I I= H /L I水力梯度水力梯度 2.土的渗透性 工程应用:工程应用: 影响涌水量的计算、降水设备的选择;影响涌水量的计算、降水设备的选择; 测试方法:测试方法: 室内渗透试验、现场试验(大型工程应现场室内渗透试验、现场试验(大型工程应现场 试验)试验) 变化规律:变化规律:P3 表表1-2 随着土的粒径的增加,土的渗透性系数加随着土的粒径的增加,土的渗透性系数加 大。大。 3.土的物理、力学指标 (1) 土的三相组成土的三相组成 固体颗粒、液态水、气态孔隙(回填、固体颗粒
9、、液态水、气态孔隙(回填、 压实)压实) (2)土的力学、变形指标)土的力学、变形指标 土的承载力、压缩系数、压缩模量、土的承载力、压缩系数、压缩模量、 抗剪强度(边坡稳定、基坑支护)抗剪强度(边坡稳定、基坑支护) 3.土的物理、力学指标 (3)持力层、下卧层)持力层、下卧层 持力层持力层位于基础底面以下的土层;位于基础底面以下的土层; 下卧层下卧层持力层以下的各层土。持力层以下的各层土。 验槽时土层的认定验槽时土层的认定 (4)土的侧压力)土的侧压力 土的主动土压力土的主动土压力 土的被动土压力土的被动土压力 土的静止土压力土的静止土压力 影响基坑支护结构计算影响基坑支护结构计算 3.土的物
10、理、力学指标 (5)土的天然密度)土的天然密度、重度、重度 土体在天然状态下单位体积的质量土体在天然状态下单位体积的质量 (6)土的干密度)土的干密度d然、然、 干重度干重度 d 单位体积中土体固体颗粒的质量单位体积中土体固体颗粒的质量 (7)土的含水量)土的含水量w 土中水的质量和固体质量之比土中水的质量和固体质量之比 (8)土的压实系数)土的压实系数c 土的控制干重度和最大干重度之比土的控制干重度和最大干重度之比 应用:用于土方回填压实质量检查应用:用于土方回填压实质量检查 地铁站施工,土方开挖的深基坑支护采用钻孔地铁站施工,土方开挖的深基坑支护采用钻孔 灌注桩钢管内撑支护方案。灌注桩钢管
11、内撑支护方案。 钢筋混凝土压顶梁钢筋混凝土压顶梁 第一道钢管内撑第一道钢管内撑 钻孔灌注桩排桩钻孔灌注桩排桩 粉沙土粉沙土 型钢腰梁型钢腰梁 1.2 土方边坡与基坑支护土方边坡与基坑支护 一、一、基坑基坑 为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室 的施工所开挖的地面以下空间称为建筑基坑。的施工所开挖的地面以下空间称为建筑基坑。 基坑 二、基坑开挖的施工工艺 一般有两种:一般有两种: 无支护开挖无支护开挖放坡开挖放坡开挖 有支护开挖有支护开挖基坑支护基坑支护 基坑支护应保护周边环境基坑支护应保护周边环境 安全安全,并为土体开挖创造并为土体开挖创造 便利条件便利
12、条件。 支护基坑开挖 三、基坑支护工程的主要内容 基坑勘测;基坑勘测; 支护结构的设计和施工;支护结构的设计和施工; 基坑土方的开挖和运输;基坑土方的开挖和运输; 控制地下水位;控制地下水位; 土方开挖过程中的工程监测和环境保护土方开挖过程中的工程监测和环境保护 四、基坑工程的特点 1.临时性临时性 为临时性结构为临时性结构不愿投入太多的资金不愿投入太多的资金 易出事故易出事故事故危害一般较大事故危害一般较大 (事故率事故率20%)。珠海广场珠海广场、上海地铁上海地铁 四、基坑工程的特点 2 2. .技术综合性技术综合性 岩土学科、结构、施工、测试技术、岩土学科、结构、施工、测试技术、 环境保
13、护技术知识的综合应用,环境保护技术知识的综合应用, 3.不确定性 地下地质情况无法探明地下地质情况无法探明局部特殊的局部特殊的 地质地质、场地周边情况;场地周边情况; 老城区地下设施资料不全老城区地下设施资料不全地下管线地下管线 、地下设施地下设施, 4.地域性 如上海地区如上海地区,在在2020m m深度内主要为淤泥质粉质粘土和淤深度内主要为淤泥质粉质粘土和淤 泥质粘土泥质粘土,含水量一般在含水量一般在4040% %,孔隙比孔隙比1 1. .2 2 1 1. .6 6,土的压土的压 缩性高缩性高,抗剪强度低抗剪强度低,在外荷载作用下在外荷载作用下,承载力低承载力低,变变 形大形大,不均匀沉降
14、也较大不均匀沉降也较大,沉降历时长沉降历时长,周围建筑密集周围建筑密集。 所以在上海地区所以在上海地区,根据不同的基坑开挖深度根据不同的基坑开挖深度,形成地下形成地下 连续墙连续墙、钻孔灌注桩钻孔灌注桩、深层搅拌桩等具有特色的基坑支深层搅拌桩等具有特色的基坑支 护技术护技术。 深圳地区深圳地区挖孔桩挖孔桩 北京北京、天津天津土钉墙土钉墙 五、基坑工程基本技术资料 工程地质和水文地质资料;工程地质和水文地质资料; 基坑周边环境情况;基坑周边环境情况; 拟建工程建筑拟建工程建筑、结构和基础相关要求;结构和基础相关要求; 施工条件;施工条件; 相关技术规范相关技术规范、规程和当地管理部门规程和当地管
15、理部门 的有关规定;的有关规定; 类似工程的调研。类似工程的调研。 六、 支护结构的选型 常用的基坑支护结构常用的基坑支护结构 排桩或地下连续墙排桩或地下连续墙 水泥土墙水泥土墙 土钉墙土钉墙 逆作拱墙逆作拱墙 放放 坡坡 放放 坡坡 土方边坡土方边坡 土方边坡坡度以其挖方深度(或填方土方边坡坡度以其挖方深度(或填方 高度)高度)h与其边坡底宽与其边坡底宽b之比来表示。之比来表示。 放放 坡坡 应用分析:应用分析: 基坑深度较浅,周围无紧邻的重要建基坑深度较浅,周围无紧邻的重要建 筑、施工场地允许时,可采取此开挖形式,筑、施工场地允许时,可采取此开挖形式, 无须进行基坑支护。无须进行基坑支护。
16、 特特 点:点: 坑内无支撑,坑内土方机械作业坑内无支撑,坑内土方机械作业 面宽敞无障碍,但如地下水位较高,必须面宽敞无障碍,但如地下水位较高,必须 采取降低地下水位措施。采取降低地下水位措施。 排桩或地下连续墙排桩或地下连续墙 排桩或地下连续墙排桩或地下连续墙 排桩或地下连续墙排桩或地下连续墙 在基坑开挖前在基坑开挖前,沿基坑四周以一定间距沿基坑四周以一定间距 (或连续或连续)打入或就地浇注桩体打入或就地浇注桩体(连续墙连续墙), 形成桩体队列形成桩体队列(桩体队列与支撑或拉锚组成的桩体队列与支撑或拉锚组成的 结构结构)抵抗外侧土体和地下水的侧压力抵抗外侧土体和地下水的侧压力,形成形成 挡土
17、结构挡土结构。 常见的型式常见的型式有钢板桩有钢板桩、灌注桩灌注桩、地下连续墙等地下连续墙等。 排桩或地下连续墙排桩或地下连续墙 支 撑 拉 锚 支 撑、拉 锚 沿围护竖向增设支撑点,以减少构件沿围护竖向增设支撑点,以减少构件 跨度,降低构件内力和变形,避免由构件跨度,降低构件内力和变形,避免由构件 截面的迅速加大而引起的围护结构造价的截面的迅速加大而引起的围护结构造价的 增加。增加。 如在坑内对围护墙加设支承称为如在坑内对围护墙加设支承称为内支撑内支撑; 如在坑外对围护墙拉设支承,则称如在坑外对围护墙拉设支承,则称拉锚拉锚 (土锚)。(土锚)。 排桩或地下连续墙排桩或地下连续墙 应用分析:
18、可靠性 基坑开挖的深度 水泥土墙 水泥土墙 水泥土墙水泥土墙支护结构是指由水泥土桩相互 搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式 结构。 常用的水泥土桩常用的水泥土桩有水泥土搅拌桩(包 括加筋水泥土搅拌桩)、高压喷射注浆桩。 水泥土墙 应用分析:应用分析: 1. 土质土质 2. 基坑深度基坑深度 3. 可靠性可靠性 土 钉 墙 所谓所谓“土钉土钉”,就是置入于现场原位土体就是置入于现场原位土体 中以较密间距排列的细长杆件中以较密间距排列的细长杆件,如钢筋或钢管如钢筋或钢管 等等,通常还外裹水泥砂浆或水泥净浆浆体通常还外裹水泥砂浆或水泥净浆浆体(注注 浆钉浆钉)。 土钉的特点土钉的特点是沿通长与周围
19、土体接触是沿通长与周围土体接触,以以 群体起作用群体起作用,与周围土体形成一个组合体与周围土体形成一个组合体,在在 土体发生变形的条件下土体发生变形的条件下,通过与土体接触面的通过与土体接触面的 粘接力或摩擦力粘接力或摩擦力,使土钉被动受拉使土钉被动受拉,并主要通并主要通 过受拉工作给土体以约束加固或使其稳定过受拉工作给土体以约束加固或使其稳定。 土 钉 墙 土 钉 墙 土钉墙就是采用土钉墙就是采用土钉加固基坑侧壁土体与土钉加固基坑侧壁土体与 护面护面等组成的结构。等组成的结构。 土钉支护是以土钉和它周围加固了的土体土钉支护是以土钉和它周围加固了的土体 一体作为挡土结构,一体作为挡土结构,类似
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