施工基本技术Word文件下载.docx
- 文档编号:16565039
- 上传时间:2022-11-24
- 格式:DOCX
- 页数:72
- 大小:86.33KB
施工基本技术Word文件下载.docx
《施工基本技术Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《施工基本技术Word文件下载.docx(72页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
式中ρ、ρd——分别为土的天然密度和干密度
m——土的总质量(kg)
ms——土中固体颗粒的质量(kg)
V——土的体积(m3)
2.土的天然含水量
在天然状态下,土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率叫土的天然含水量,反映了土的干湿程度,用下式表示:
(2-3)
式中mw——土中水的质量(kg)
ms——土中固体颗粒的质量(kg)
3.土的孔隙比和孔隙率
孔隙比和孔隙率是土中孔隙的比率,它反映了土的密实程度。
孔隙比和孔隙率越小土越密实。
孔隙比(2-4)
孔隙率(2-5)
式中V——土的总体积(m3);
V=Vs+Vv
Vs——土的固体体积(m3)
Vv——土的孔隙体积(m3)
4.土的可松性
天然土经开挖后,其体积因松散而增加,虽经振动夯实,仍然不能完全复原,这种现象称为土的可松性。
土的可松性用可松性系数表示:
土的最初可松性系数(2-6)
土的最后可松性系数(2-7)
Ks、K/s——土的最初、最后可松性系数
V1——土在天然状态下的体积(m3)
V2——土挖后松散状态下的体积(m3)
V3——土经压(夯)实后的体积(m3)
5.土的透水性
土的透水性是指水流通过土中孔隙的难易程度,用渗透系数K(单位时间内水穿透土层的能力,单位m/d)表示。
根据土的渗透系数不同,可分为透水性土(如砂土)和不透水性土(如粘土)。
土的透水性影响施工降水与排水的速度,一般土的渗透系数见表2-1。
表2-1土的渗透系数参考表
土的名称渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)
粘土、亚粘土<0.1含粘土的中砂及纯细砂20~25
亚砂土0.1~0.5含粘土的细砂及纯中砂35~50
含粘土的粉砂0.5~1.0纯粗砂50~75
纯粉砂1.5~5.0粗砂夹卵石50~100
含粘土的细砂10~15卵石100~200
三.土的分类与现场鉴别方法
在建筑施工中,根据土的坚硬程度及开挖的难易程度,将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石等八类。
前四类属一般土,后四类属岩石。
土的类别对土方工程施工方法的选择、劳动量和机械台班的消耗及工程费用都有较大的影响,应高度重视。
土的这种八类分类法及其现场鉴别方法见表2-2
表2-2土的工程分类与现场鉴别方法
土的分类土的名称可松性系数现场鉴别方法
KsK/s
一类土
(松软土)砂;
亚砂土;
冲积砂土层;
种植土;
泥炭(淤泥)1.08~1.171.01~1.03能用锹、锄头挖掘
二类土
(普通土)亚粘土;
潮湿的黄土;
夹有碎石、卵石的砂;
填筑土及亚砂土1.14~1.281.02~1.05用锹、条锄挖掘,少许用镐翻松
三类土
(坚土)软及中等密度粘土;
重亚粘土粗砾石;
干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土;
压实的填筑土1.24~1.301.05~1.07主要用镐,少许用锹、条锄挖掘
四类土
(沙砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土;
粗卵石;
密实的黄土;
天然级配砂石;
软泥灰岩及蛋白石1.26~1.351.06~1.09整个用镐、条锄挖掘,少许用撬棍挖掘
五类土
(软石)硬石灰纪粘土;
中等密度的页岩、泥灰岩、白垩土;
胶结不紧的砾岩;
软的石灰岩1.30~1.401.10~1.15用镐或撬棍、大锤挖掘,部分用爆破方法
六类土
(次坚石)泥岩;
砂岩;
砾岩;
坚实的页岩;
泥灰岩;
密实的石灰岩;
风化花岗岩;
片麻岩1.35~1.451.11~1.20用爆破方法开挖,部分用风镐
七类土
(坚石)大理岩;
辉绿岩;
玢岩;
粗、中粒花岗岩;
坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩、风化痕迹的安山岩、玄武岩1.40~1.451.15~1.20用爆破方法开挖
八类土
(特坚石)安山岩;
玄武岩;
花岗片麻岩;
坚实的细粒花岗岩,闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩1.45~1.501.20~1.30用爆破方法开挖
2.1.2.土方量的计算
一.基坑、基槽土方量的计算
(一)基坑土方量的计算
基坑土方量可按立体几何中的拟柱体(由两个平行的平面做底的一种多面体)体积公式计算(图2-2)。
即
(2-8)
式中H——基坑深度(m)
A1、A2——基坑上、下的底面积(m3)
A0——基坑中截面的面积(m3)
图2-2基坑土方量计算图2-3基槽土方量的计算
(二)基槽土方量的计算
基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分段后,再用同样方法计算(图2-3)
(2-9)
式中V1——第一段的土方量(m3)
L1——第一段的长度(m)
将各段土方量相加即得总土方量
(2-10)
式中V1、V2、…Vn——各分段的土方量(m3)
二.场地平整土方量的计算
场地平整就是将天然地面改造成我们所要求的设计平面。
场地设计平面通常由设计单位在总图竖向设计中确定。
由设计平面的标高和天然地面的标高之差,可以得到场地各点的填挖高度,由此可计算场地平整的土方量。
场地平整的土方量计算通常采用方格网法。
其计算步骤为:
(一)划分方格网
根据已有地形图(一般用1/500的地形图),将地面划分成若干个方格网,尽量与测量的纵、横坐标网对应,方格一般采用20m×
20m~40m×
40m。
(二)在方格网上标注填挖高度
1.场地设计标高值的确定
在进行场地设计时,设计单位应综合各方面因素确定场地的设计标高,这个设计标高可以是一固定值,但实际上由于排水的要求,场地表面均应有一定的泄水坡度。
因此,应根据场地泄水坡度的要求(单向泄水或双向泄水),计算出场地内各方格角点实际施工时所采用的设计标高。
(1)单向泄水时,场地各点设计标高的求法
场地用单向泄水时,以设计给定的场地中心线(与排水方向垂直的中心线)标高H0作为原始标高(图2-5),场地内任意一点的设计标高为;
(2-11)
式中H0——场地内设计确定的标高;
l——该点至场地中心线的距离;
i——场地泄水坡度(不小于2‰)。
例如:
图2-5中H52点的设计标高为:
(2)双向泄水时,场地各点设计标高的求法
场地用双向泄水时,设计给定的场地中心点标高H0作为原始标高(图2-6),场地内任意一点的设计标高为:
(2-12)
式中lx、ly——该点对场地中心线x-x、y-y的距离:
ix、iy——x-x、y-y方向的泄水坡度。
图2-6中场地内H42点的设计标高为:
图2-5单向泄水坡度的场地图2-6双向泄水坡度的场地
2.场地填挖高度的标注
将设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。
设计地面标高与自然地面标高的差值,即各角点的填挖高度,填在方格网的左上角,挖方为(-),填方为(+)。
(三)计算方格网的零点位置
在一个方格网内同时有填方或挖方时,要先算出方格网的零点位置,并标注于方格网上,连接零点就得零线,它是填方区与挖方区的分界线(见图2-9)。
零点位置的确定可用计算法(见图2-7)或图解法。
零点的位置按下式计算:
;
(2-13)
式中x1、x2——角点至零点的距离(m)
h1、h2——相邻两角点的施工高度(m),均用绝对值
a——方格网的边长(m)
图2-7零点位置计算法示意图图2-8零点位置图解法示意图
在实际工作中,为省略计算,常采用图解法直接求出零点,如图2-8所示,方法是用尺在各角上标出相应比例,用尺相连,与方格相交点即为零点位置,甚为方便,同时可避免计算或查表出错。
(四)计算方格网中各方格的土方量
按照表2-3所列公式,分别计算每个方格内的挖方或填方量。
表2-3常用方格网计算公式
项目图式计算公式
一点填方或挖方
(三角形)
二点填方或挖方
(梯形)
三点填方或挖方
(五角形)
四点填方或挖方
(正方形)
注:
1.a--方格网的边长(m);
b、c——零点到一角的边长(m);
h1、h2、h3、h4——方格网四角点的填挖高度(m),用绝对值代入;
∑h——填方或挖方高度的总和(m),用绝对值代入;
V--挖方或填方体积(m3)。
2.本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程而得出的.
(五)计算边坡土方量
图2-9是一场地边坡的平面示意图。
从图中可看出:
边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体进行计算,一种为三角棱锥体(如体积1~3,5~11),另一种为三角棱柱体(如体积4)。
1.三角棱锥体边坡体积
例如图2-9中的①,其体积计算公式为:
(2-14)
式中l1一一边坡①的长度
A1一一边坡①的端面积,即
h2一一角点的挖土高度
m一一边坡①的坡度系数,
注:
在计算A1时,图2-9剖面系近似表示,实际上,地表面不完全是水平的。
图2-9场地边坡平面图
2.三角棱柱体边坡体积
例如图2-9中的④计算公式如下
(2-15)
当两端横断面面积相差很大的情况下,则应按下式计算:
(2-16)
式中l4一一边坡④的长度
A1、A2、A0、一一边坡④的两端及中部的横截面面积面积,算法同上
(六)计算土方总量
将挖方区(或填方区)的所有方格土方量和边坡土方量汇总后即得场地平整挖(填)方的工程量。
(七)例题
某建筑场地方格网如图2-10所示,方格边长为20m×
20m,填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的土方总量。
解:
(1)标注施工高度。
根据所给方格网各角点的设计地面标高和自然地面标高,计算方格角点的施工高度(填挖高度),计算结果标于图中。
(2)计算零点位置。
从图2-10中可知,2-3、7-8、8-13三条方格边两端的施工高度符号不同,说明在此方格边上有零点存在。
由公式求得如下零点位置
2-3线
7-8线
8-13线
14点本身就是零点,将各零点标于图上,并将零点连接起来,即得零线位置,如图2-10。
标注图例:
施工高度设计高度
角点编号自然高度
图2-10某建筑场地方格网布置图
(3)计算方格土方量。
A.方格Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ为四点挖方(填方)。
由公式求得如下结果:
B.方格Ⅱ为二点挖方(填方)。
C.方格Ⅵ为三点填方、一点挖方。
D.方格Ⅶ为一点填方、二点挖方,其中填方底面为三角形、挖方底面为梯形。
因此:
方格网的总填方量
方格网的总挖方量
(4)计算边坡土方量。
图2-11场地边坡平面图
如图2-11所示,除④、⑩按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算。
边坡的总填方量
边坡的总挖方量
三.土方调配
土方量计算完成后,即可着手土方的调配工作。
土方调配,就是对挖土的利用、土方的堆弃和填土的取得这三者之间的关系进行综合协调的处理。
好的土方调配方案,应该是使土方运输量或运输费用达到最小,而且又能方便施工。
土方调配应按以下原则进行:
(1)应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配,使挖方量与运距的乘积之和尽可能为最小,即使土方运输量或费用最小;
(2)土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则,考虑分区与全场相结合的原则,还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合,以避免重复挖运和场地混乱;
(3)合理布置挖、填方分区线,选择恰当的调配方向、运输线路,使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥,
(4)好土用在回填质量要求高的地区。
总之,进行土方调配,必须根据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法,综合考虑上述原则,并经计算比较,选择经济合理的调配方案。
2.1.3.施工准备及辅助工作
土方工程施工前通常需完成下列准备工作:
施工现场准备,土方工程的测量放线(见2.1.5)和编制施工组织设计等;
有时尚需完成下列辅助工作,如:
基坑、沟槽的边坡保护,土壁的支撑,降低地下水位等。
一.施工现场准备
(一)场地清理
1.地面以上的场地清理:
拆迁或改建通讯、电力设备(电杆、高压线等)。
2.地面的场地清理:
拆除房屋,迁移树木,去除耕植土及河塘淤泥等。
3.地面以下的场地清理:
拆迁或改建通讯、电力设备(地下埋设部分),拆除或改建上下水管道及其它各种管道。
(二)排除地面水
场地内低洼地区的积水必须排除,同时应注意雨水的排除,使场地保持干燥,以利土方施工。
地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。
应尽量利用自然地形来设置排水沟,使水直接排至场外,或流向低洼处再用水泵抽走。
主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁,其横断面和纵向坡度应根据最大流量确定。
一般排水沟的横断面不小于0.5m×
0.5m,纵向坡度一般不小于3‰。
平坦地区,如出水困难,其纵向坡度不应小于2‰。
,沼泽地区可减至1‰。
场地平整过程中,要注意排水沟保持畅通,必要时应设置涵洞。
山区的场地平整施工,应在较高一面的山坡上开挖截水沟。
在低洼地区施工时,除开挖排水沟外,必要时应修筑挡水土坝,以阻挡雨水的流入。
(三)修建临时设施
根据施工现场的实际需要,修建临时办公室、宿舍、食堂、厕所、仓库等;
修筑临时道路;
布置临时水电管线及安全防护设施。
二.土方边坡保护
土方开挖过程中及开挖完毕后,基坑(槽)边坡土体由于自重产生的下滑力在土体中产生剪应力,该剪应力主要靠土体的内摩阻力和内聚力平衡,一旦土体中力的体系失去平衡,边坡就会塌方。
造成边坡塌方的原因有两方面,其一是土体剪应力增加。
如坡顶堆物、行车等荷载;
基坑边坡太陡;
开挖深度较大;
雨水或地面水渗入土中,使土的含水量增加而使土的自重增加;
地下水的渗流产生一定的动水压力;
土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。
其二是土的抗剪强度(土体的内摩阻力和内聚力)降低。
如本身土质较差或因气候影响使土质变软;
土体内含水量增加而产生润滑作用;
饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。
土体自重P
基坑(槽)边坡线
外加压力
(土壁支撑)
边坡土体滑移线
图2-12防止边坡土体塌方原理示意图
为了防止塌方保证施工安全,在基坑(槽)开挖深度超过一定限度时,土壁应做成有斜率的边坡以减少土体自重P,或者加以临时的土壁支撑利用外加压力以保持土体的稳定(如图2-12)。
土方边坡的坡度以土方挖方深度H与底宽B之比表示。
即:
(如图2-13)
式中称为坡度系数
土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水情况有关。
根据施工经验,当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时,挖方边坡可作成直立壁不加支撑,但
深度不宜超过下列规定:
密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)——1.0m;
硬塑、可塑的粉土及粉质粘土——1.25m;
硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)——1.5m;
图2-13边坡坡度示意图
坚硬的粘土——2m。
挖方深度超过上述规定时,应考虑放坡或做成直立壁加支撑。
当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时,挖方深度在5m以内,根据施工经验,不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表2-4规定。
表2-4挖方深度在5m以内不加支撑的边坡的最陡坡度
土的类别边坡坡度(高:
宽)
坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载
中密的砂土1:
1.001:
1.251:
1.50
中密的碎石类土(充填物为砂土)1:
0.751:
1.25
硬塑的粉土1:
0.671:
1.00
中密的碎石类土(充填物为粘土)1:
0.501:
0.75
硬塑的粉质粘土、粘土1:
0.331:
0.67
老黄土1:
0.11:
0.251:
0.33
软土(经井点降水后)1:
1.00----
静载指堆土或材料等;
动载指机械挖土或汽车运输作业等。
静载或动载距挖方边缘的距离应保证边坡和直立壁的稳定;
堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外,高度不超过1.5m。
永久性挖方边坡应按设计要求放坡。
对于临时性挖方,根据现行规范,其边坡的挖方深度及边坡的最陡坡度应符合表2-5规定。
表2-5临时性挖方边坡值
土的类别边坡值(高:
砂土(不包括细砂、粉砂)1:
1.25~1:
一般性粘土硬1:
0.75~1:
硬、塑1:
1.00~1:
软1:
1.50或更缓
碎石类土充填坚硬、硬塑粘土1:
0.50~1:
充填砂土1:
1.设计有要求时,应符合设计要求;
2.如采用降水措施或其它加固措施,可不受本表限制,但应计算复核;
3.开挖深度,对软土不应超过4m,对硬土不应超过8m。
三.土壁支撑
开挖基坑(槽)时,如地质和周围条件允许,可放坡开挖。
但在建筑稠密地区施工或基坑深度较大时,无法按要求放坡的宽度开挖;
或者施工时有防止地下水渗入基坑要求,这时就需要用土壁支撑支撑土体,以保证施工的顺利和安全,并减少对相邻已有建筑物等的不利影响。
土壁支撑的种类甚多,如用于较窄沟槽的横撑式支撑;
用于深基坑的支护结构:
板桩、灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙等。
横撑式支撑根据挡土板的不同,分为水平挡土板(图2-14a)和垂直挡土板(图2-14b)两类,前者挡土板的布置又分断续式和连续式两种。
湿度小的粘性土挖土深度小于3m时,可用断续式水平挡土板支撑,松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑,挖土深度可达5m。
对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑,挖土深度不限。
图2-14横撑式支撑示意图
(a)断续式水平挡土板支撑(b)垂直挡土板支撑
1-水平挡土板;
2-竖楞木;
3-工具式横撑;
4-竖直挡土板;
5-横楞木
采用横撑式支撑时,应随挖随撑,支撑牢固。
施工中应经常检查,如有松动、变形等现象时,应及时加固或更换。
支撑的拆除应按回填顺序依次进行,多层支撑应自下而上逐层拆除,随拆随填。
四.降低地下水位
在开挖基坑、地槽、管沟或其他土方时,土的含水层常被切断,地下水将会不断地渗入坑内。
雨季施工时,地面水也会流入坑内。
为了保证施工的正常进行,防止边坡塌方和地基被水浸泡导致承载能力的下降,必须做好基坑降水工作。
降水方法可分集水井降水和井点降水两类。
(一)集水井降水法
这种方法是在基坑或沟槽开挖时,在坑底设置集水井,沿坑底的周围或中央开挖排水沟,使水由排水沟流入集水井内,然后用水泵抽出坑外(图2-15)。
图2-15集水井降水示意图
l-排水沟;
2-集水坑;
3-水泵
四周的排水沟及集水井应设置在基础范围以外,地下水流的上游。
根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力,集水井每隔20~40m设置一个。
集水井的直径或宽度,一般为0.7m~0.8m。
其深度随着挖土的加深而加深,要始终低于挖土面0.8m~1.0m。
井壁可用竹、木等简易加固。
当基坑挖至设计标高后,井底应低于坑底1~2m,井铺设0.3m碎石滤水层,以免在抽水时将泥砂抽出,并防止井底的土被搅动。
从基坑中直接抽出地下水的方法比较简单,应用也较广,但若土质为细砂或粉砂,地下水渗出时会产生流砂现象,使边坡塌方,坑底冒砂,工作条件恶化,并有引起附近建筑物下沉的危险,此时常用井点降水的方法进行施工。
(二)井点降水法
1.井点降水的概念与作用
井点降水就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),在基坑开挖前和开挖过程中,利用真空原理,不断抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下,从根本上解决地下水涌入坑内的问题(图2-16a);
防止边坡由于受地下水流的冲刷而引起的塌方(图2-16b);
使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力,因此防止了坑底土的上冒(图2-16c);
由于没有水压力,使板桩减少了横向荷载(图2-16d);
由于没有地下水的渗流,也就消除了流砂现象(图2-16e)。
降低地下水位后,由于土体固结,还能使土层密实,增加地基土的承载能力。
其中,防治流砂现象是井点降水的主要目的。
图2-16井点降水的概念与作用
(a)防止涌水;
(b)使边坡稳定;
(c)防止土体上冒;
(d)减小横向荷载;
(e)防止流砂
2.流砂现象产生的原因
如图2-17所示的试验说明:
由于高水位的左端(水头为h1)与低水位的右端(水头为h2)之间存在压力差,水经过长度为l,断面积为F的土体由左端向右端渗流(图2-17a)。
水在土中渗流时,作用在土体上的力有:
——作用在土体左端口a-a截面处的总水压力,其方向与水流方向一致
(γw-——水的重度);
——作用在土体右端b-b截面处的总水压力,其方向与水流方向相反;
——水渗流时受到土颗粒的总阻力(T——单位土体阻力)。
由静力平衡
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 施工 基本 技术
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)