土石方工程与地基处理选编.ppt

第一章 土石方工程与地基处理;一、土石方工程重要性：;二、土石方工程施工特点： ;（2）量大面广且劳动繁重 如给排水管道施工属线型工程，长度常达数公里，甚至数十公里，而某些大型污水处理工程，在场地平整和大型基坑开挖中，土石方施工工程量可达数十万到百万立方米。对于量大面广的土石方工程，为了减轻劳动强度，提高劳动生产率，加快工程进度，降低工程成本，应尽可能采用机械化施工来完成。 ; （3）质量要求高，与相关施工过程紧密配合 土石方施工，不仅要求标高和断面准确，也要土体有足够强度和稳定性。常需与相关的施工排水、沟槽支撑和基坑护壁、坚硬岩土的爆破开挖等施工过程密切配合; 施工前要作好调查研究，搜集足够的资料，充分了解施工区域地形地物、水文地质和气象资料；掌握土壤的各类和工程性质；明确土石方施工质量要求、工程性质、施工工期等施工条件，并据此作为拟定施工方案、计算土石方工程量、选择土壁边坡和支撑、进行排水或降水设计、选择土方机械、运输工具及施工方法等的依据。; 在给水排水管道和构筑物工程中，常会遇到一此软弱土层，当天然地基的承功力不能满足要求时，就需要针对当地地基条件，采用合理、有效和经济的施工方案，对地基进行加固或处理。 ;三、本章内容：;第一节 土的工程性质及分类;（一）土的固体颗粒;土粒粒组的划分 表1-1 ; 颗粒级配： 土中某粒组的土粒含量为该粒组中土粒质量与干土总质量之比，常以百分数表示。而土中各粒组相对含量百分比称为颗粒级配。 确定级配方法： 用筛分法和比重计法测定。前者适用于粒径大于0.075mm的土，后者适于粒径小于0.075mm的土。 ; 颗粒级配的表示: 根据土粒分析试验结果，在半对数坐标纸上，以纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比，横坐标表示粒径（用对数座标），绘出颗粒级配曲线。; 土粒级配曲线的使用：根据土粒级配曲线陡度可判定土的均匀程度。若颗粒级配曲线陡降，说明该土粒的粒径大小相差不悬殊，土粒较均匀，级配不好；若颗粒级配曲线平缓，说明该土粒的粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。 ;不均匀系数Ku：评价土的均匀程度的指标用其表达式为： 式中 d10——小于某粒径土粒质量累计百分数为 10%时对应的粒径，称为有效粒径； d60——小于某粒径土粒质量累计百分数为 60%时对应的粒径，称为限定粒径。 在工程上Ku5的土是均匀的，级配不好；当Ku5时土是不均匀的，但级配良好。;2、土粒的矿物成分 ;碎石土和砂土颗粒组成： ;粉粒的矿物成分:石英和难溶的盐类CaCO3、MgCO3等颗粒。 粘粒的矿物成分:粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类。粘土矿物由于晶片结合情况不同，有蒙脱石、伊里石和高岭石三类。 ;高岭石的晶格结构较为稳定，亲水性小，故其膨胀性和可塑性较小，对于其它物质的吸附能力也不大。 蒙脱石与高岭石比较起来，具有截然不同的性质。蒙脱石的晶格结构不稳定，水容易渗入，亲水性就大，它与水结合的能力远高于高岭石当它与水作用时，具有极大的膨胀性、可塑性。我国湖北、安徽和西南地区有一种膨胀土，它不仅具有浸水后能严重膨胀，而且具有水分蒸发后又会严惩收缩的性质，这是因为这种土含有大量蒙脱石所致。;伊里石的性质介于高岭石与蒙脱石之间，但比较接近于蒙脱石。 粘粒组除上述矿物外，还有腐殖质等胶态物质它的颗粒很微小，能吸附大量水分子。;（二）土中水和气体;土中液态水可分为结合水和自由水： （1）结合水 结合水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。由于粘粒表面一般带有负电荷，使土粒周围形成电场，在电场范围内的水分子和水溶液中的阳离子一起被吸附在土粒表面。;结合水分为强结合水和弱结合水。 强结合水：紧靠土粒表面的结合水。它没有溶解能力，不能传递静水压力，只有在105℃温度时才蒸发。这种水性质接近固体,具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。 ;弱结合水:存在于强结合水外围的一层结合水。它仍不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向邻近较薄水膜缓慢转移。粘性土中含有较多的弱结合水时，土具有一定的可塑性。 ;（2）自由水 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水。它的性质与普通水一样，服从重力定律，能传递静水压力，冰点为0℃，有溶解能力。 自由水分为:重力水和毛细水。 ;重力水：指受重力作用而移动的自由水。它存