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第六章 结构安装工程 第一章 土方工程 本章要求 1. 了解土方工程施工特点 ;掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计 。 2. 掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法,基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理 。 3. 熟悉常用土方机械的性能和使用范围 。 4. 掌握填土压实和路堤填筑的要求和方法 。 5. 自学爆破施工的基本概念及常用爆破方法 。 本章重点: 土的可松性,土方量的计算,场地平整施工的竖向规划设计,轻型井点系统的设计,边坡塌方、流砂的原因及防治,填土压实的原理、方法及施工控制。 本章难点: 利用土的可松性系数进行土方量的计算,轻型井点的计算,影响填土压实的因素。 概述 土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程,有时还要进行排水、降水、土壁支撑等准备工作。在建造工程中,最常见的土方工程有:场地平整、基坑(槽)开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。 土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点;土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大,不可确定的因素也较多,有时施工条件极为复杂。 土的分类 土的分类繁多,其分类法也很多,如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中,按土的开挖难易程度将土分为八类如下表,这也是确定土木工程劳动定额的依据(详见下表)。 土的工程性质 土的工程性质对土方工程施工有直接影响,也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有:土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。 ⑴土具有可松性即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实,仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示,即 ⑵土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动,当基坑开挖至地下水位以下,地下水在土中渗透时受到土颗粒的阻力,其大小与土的渗透性及地下水渗流路线长短关。 1.1 土方量的计算 1.1.1基坑、基槽、土方量的计算 土方量可按拟柱体积的公式算: 1.1.2场地平整土方量的计算 ? 在场地平整土方工程施工之前,通常要计算土方的工程量。但土方外形往往复杂,不规则,要得到精确的计算结果很困难。一般情况下,可以按方格网将其划为一定的几何形状,并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。其计算步骤如下: ⑴划分方格网⑵计算各角点的地面标高⑶计算各角点的设计标高⑷计算各角点的施工高度⑸计算零点、绘出零线⑹计算各方格内的挖填方体积⑺统计挖、填方量⑻调整设计标高 工程实例:计算方格网零点及其零线 零线即挖方区与填方区的交线,在该线上,施工高度为零。零线的确定方法是:在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上,用插入法求出(下图)方格边线上零点的位置,再将各相邻的零点连接起来即得零线。 1.2 土方工程量事故的原因及其防治 在基坑(基槽)施工过程中,可能会发生边坡塌方或流砂,将会影响工程的正常进行,延误工期,甚至造成人身事故,所以需要采取相应的防治措施。 边坡塌方:⑴边坡塌方的原因; ⑵防治塌方的措施 流砂:⑴产生流砂的成因; ⑵流砂的防治措施 1.3 基坑降水 在基坑开挖过程中,当基底低于地下水位时,由于土的含水层被切断,地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时,地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施,把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低,不仅会使施工条件恶化,而且地基土被水泡软后,容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外,当基坑下遇有承压含水层时,若不降水减压,则基底可能被冲溃破坏。因此,为了保证工程质量和施工安全,在基坑开挖前或开挖过程中,必须采取措施,控制地下水位,使地基土在开挖及基础施工时保持干燥基坑降水的方法有集水坑降水和井点降水法。 1.3.1集水井坑降 集水井降水法一般适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。当基坑开挖较深,又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时,基坑内降水也多采用集水井降水法。在井点降水仍有局部区域降水深度不足时,也可辅以集水井降水。 1.3.2井点降水 井点降水有两个类型:轻型井点和管井,一般可根据渗透系数,降水深度,设备条件和经济比较来确定,可参照下表。 轻型井点设计 轻型井点设计包括: ⑴井点系统的平面布置 ⑵井点系统的高程布置 ⑶涌水量计算
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