【正文】 第一章 土方工程 【思考題】 施工中土分成哪八類？如何區(qū)分？ 在土木工程施工中，按土的開挖難易程度將土分為八類：一類土（松軟土），用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬；二類土（普通土），用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松；三類土（堅(jiān)土），主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍；四類土（砂礫堅(jiān)土），整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘；五類土（軟石），用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法；六類土（次堅(jiān)石），用爆破方法開挖，部分用風(fēng)鎬；七類土（堅(jiān)石），用爆破方法開挖；八類土（特堅(jiān)石），用爆破方法開挖。 什么是土的可松性？對土方施工有何影響？ 土的可松性是土經(jīng)挖掘以后，組織破壞，體積增加的性質(zhì)，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)成原來的體積。土的可松性程度一般以可松性系數(shù)表示，它是挖填土方時(shí)，計(jì)算土方機(jī)械生產(chǎn)率、回填土方量、運(yùn)輸機(jī)具數(shù)量、進(jìn)行場地平整規(guī)劃豎向設(shè)計(jì)、土方平衡調(diào)配的重要參數(shù)。 工程中場地設(shè)計(jì)標(biāo)高一般要滿足哪些要求？ （ 1）應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅? （ 2）充分利用地形（如分區(qū)或分臺階布置），盡量使挖填方平衡，以減少土方量； （ 3）要有一定泄水坡度（≥ 2%），使之能滿足排水要求； （ 4）要考 慮最高洪水位的影響。 試述按挖填平衡確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的步驟。 （ 1）初步確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高（ H0） （ 2）場地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整 （ 3）場地平整土方量計(jì)算 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)滿足哪些要求？ 開挖基坑（槽）時(shí)，如地質(zhì)、周圍條件允許，可放坡開挖，但在建筑密集地區(qū)施工，有時(shí)不允許按要求放坡開挖，或需防止地下水滲入基坑要求時(shí)，就需要用支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐土壁，以保證施工的順利和安全，并減少對相鄰已有建筑物的不利影響。 流砂是怎么形成的？流砂可采取哪些防治措施？ 流砂現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是水在土中滲流所產(chǎn)生的動水壓力對土 體作用的結(jié)果。當(dāng)水流在水位差的作用下對土顆粒產(chǎn)生向上壓力時(shí)，動水壓力不但使土粒受到了水的浮力，而且還使土粒受到向上動水壓力的作用。如果動水壓力等于或大于土的浮重度 w?? ，即 DwG ??? ，則土粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土的抗剪強(qiáng)度等于零，土粒能隨著滲流的水一起流動，這種現(xiàn)象就叫“流砂現(xiàn)象”。 防治流砂的方法主要有：水下挖土法、打板樁法、搶挖法、地下連續(xù)墻法、枯水 期施工法及井點(diǎn)降水等。 井點(diǎn)降水的原理是怎樣的？ 井點(diǎn)降水是人工降低地下水位的一種方法，它是沿基坑四周或一側(cè)將直徑較細(xì)的井管沉入深于基底的含水層內(nèi)，井管上部與總管連接，通過總管利用抽水設(shè)備將地下水從井管內(nèi)不斷抽出，使原有地下水位降低到基底以下。 輕型井點(diǎn)降水如何施工？對周圍環(huán)境的不利影響及防治措施有哪些？ 沿基坑四周每隔一定間距布設(shè)井點(diǎn)管，井點(diǎn)管底部設(shè)置濾水管插入透水層，上部接軟管 與集水總管進(jìn)行連接，集水總管為 Φ150 鋼管，周身設(shè)置與井點(diǎn)管間距相同的 Φ40 吸水管口，然后通過真空吸水泵將集水管內(nèi)水抽出 ，從而達(dá)到降低基坑四周地下水位的效果，保證了基底的干燥無水。 輕型井點(diǎn)降水有許多優(yōu)點(diǎn)，在基礎(chǔ)施工中廣泛應(yīng)用，但其影響范圍較大，影響半徑可達(dá)百米甚至數(shù)百米，且會導(dǎo)致周圍土壤固結(jié)而引起地面沉陷。 土方工程施工機(jī)械的種類有哪些？并試述其作業(yè)特點(diǎn)和適用范圍？ （ 1）推土機(jī)操縱靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬 30o 左右的緩坡，因此應(yīng)用范圍較廣。多用于場地清理和平整、開挖深度 以內(nèi)的基坑，填平溝坑，以及配合鏟運(yùn)機(jī)、挖土機(jī)工作等。此外，在推土機(jī)后面可安裝松土裝置，破、松硬土和凍土；也可 拖掛羊足碾進(jìn)行土方壓實(shí)工作。推土機(jī)可以推挖一 ~三類土，經(jīng)濟(jì)運(yùn)距 100m以內(nèi)，效率最高為 40~60m。 （ 2）鏟運(yùn)機(jī)對行駛的道路要求較低，操縱靈活，行駛速度快，生產(chǎn)率高，且費(fèi)用低。在土方工程中常應(yīng)用于大面積場地平整，開挖大型基坑，填筑堤壩和路基等。最宜于開挖含水量不超過 27%的一 ~三類土。對于硬土需用松土機(jī)預(yù)松后才能開挖。自行式鏟運(yùn)機(jī)適用于運(yùn)距800~3500m 的大型土方工程施工，以運(yùn)距 800~1500m 的范圍內(nèi)生產(chǎn)效率最高。拖式鏟運(yùn)機(jī)適用于運(yùn)距在 80~800m 的土方工程施工，而運(yùn)距在 200~350m 時(shí)，效率 最高。 （ 3）單斗挖土機(jī)在土方工程中應(yīng)用較廣，種類很多，可以根據(jù)工作的需要，更換其工作裝置。按其工作裝置的不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟等。 填方土料應(yīng)符合哪些要求？影響填土壓方的因素有哪些？ 選擇填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。如設(shè)計(jì)無要求時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：碎石類土、砂土（使用細(xì)、粉砂時(shí)應(yīng)取得設(shè)計(jì)單位同意）和爆破石碴，可用作表層以下的填料；含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可用作各層填料；碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于 8%的土，僅用于無壓實(shí)要求的填方；淤泥和淤泥質(zhì)土一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過處理含 水量符合壓實(shí)要求后，可用于填方中的次要部位；含鹽量符合規(guī)定的鹽漬土，一般可以使用，但填料中不得含有鹽晶、鹽塊或含鹽植物的根莖。 填土壓實(shí)質(zhì)量與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素為：壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 [習(xí)題 ] 某建筑外墻應(yīng)用毛石基礎(chǔ)，其斷面尺寸如圖 148 所示，地基為黏土，已知土的可松性系數(shù) Ks=, Ks′ =。試計(jì)算每 100m 長基槽的挖方量；若留下回填土后，余土要求全部運(yùn)走，計(jì)算預(yù)留填土量及棄土量。 挖方量 （實(shí)方） 預(yù)留填土量 M3（虛方） 棄土量 M3（虛方） 圖 148 基槽斷面圖 某場地方格網(wǎng)及角點(diǎn)原始標(biāo)高（邊長 a=）如圖 149 所示。試確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高（不考慮土的可松性影響），計(jì)算各方格挖、填土方工程量。 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高 ； 方格四個(gè)角點(diǎn)全部為填或全部為挖 )(4 43212 hhhhaV ???? 部分是挖方，部分是填方時(shí)，其挖方或填方體積分別為： )(4 3222412122..1 hh hhh haV ???? )(4 412432232 hh hhh haV ???? 方格中的三個(gè)角點(diǎn)為挖方（或填方）另一角點(diǎn)為 填方（或挖方）。其填方部分的土方量為： ))((6 43412424 hhhh haV ??? 其挖方部分的土方量為： 443212 )22(6 VhhhhaV ????? 已知某場地的挖防區(qū)為 W W W W4，填方區(qū)為 T T T3，其挖填土方量及每一對調(diào)配區(qū)運(yùn)距如下表 125。用“表上作業(yè)法”求最優(yōu)調(diào)配方案。 土方平衡運(yùn)距 表 125 挖 方區(qū) 填方區(qū) 挖方量（ m3） T1 T2 T3 W1 50 70 100 500 W2 70 40 90 500 W3 60 110 70 500 W4 80 100 40 600 填方量（ m3） 800 600 700 2100 W＝ 400179。 50＋ 100179。 70＋ 500179。 40＋ 400179。 60＋ 100179。 70＋ 600179。 40＝ 102020（ m3178。 m) 某工程基礎(chǔ)外圍尺寸 35m179。 20m，埋深 ，基礎(chǔ)地面尺寸外每側(cè)留 寬工作面，基坑長邊按 1： 放坡，短邊按 1: 放坡。地下表土為 ~ 的雜填土，其下為含黏土的粗砂土層，滲透系數(shù)為 K=30m/d，地表下 以下為不透水層，地下水位為地表下 ，如下圖 150 所示。設(shè)該基坑采用輕型井點(diǎn)降水方案，井點(diǎn)管長 6m，直徑 50mm，濾管長 ，直徑 50mm。 圖 149 某場地方格網(wǎng)圖 圖 150 井點(diǎn)高程布置圖 第二章 地基與基礎(chǔ)工程 【 思考題 】 預(yù)制樁的起吊如何設(shè)置？ 預(yù)制樁的起吊設(shè)置在正負(fù)彎矩相等處。 預(yù)制樁的打樁順序？？ 當(dāng)基坑不大時(shí)，打樁應(yīng)逐排打設(shè)或從中間開始分頭向周邊或兩邊進(jìn)行。對于密集群 樁，自中間向兩個(gè)方向或向四周對稱施打，當(dāng)一側(cè)毗鄰建筑物時(shí)，由毗鄰建筑物處向另一方向施打。當(dāng)基坑較大時(shí)，應(yīng)將基坑分為數(shù)段，而后在各段范圍內(nèi)分別進(jìn)行，但打樁應(yīng)避免自外向內(nèi)，或從周邊向中間進(jìn)行，以避免中間土體被擠密，樁難以打入，或雖勉強(qiáng)打入，但使鄰樁側(cè)移或上冒。 接樁的方法有哪些？ 接樁方式有焊接、法蘭接及硫磺膠泥錨接等幾種 沉樁的方法有幾種？各有什么特點(diǎn)？分別適用于何種情況？ 打樁方法有錘擊法、振動法及靜力壓樁法 錘擊沉樁法 施工速度快，機(jī)械化程度高，適用范圍廣，是預(yù)制鋼筋混凝土樁最常用的沉樁方法。但施工 時(shí)有噪音和振動，對施工場所、施工時(shí)間有所限制。 一般適用于松散、中密砂土、黏性土。 振動沉樁法 具有適應(yīng)工況范圍廣，沉樁效率高等優(yōu)點(diǎn)， 一般適用于砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較松的碎石土。 射水法沉樁的特點(diǎn)是：當(dāng)在堅(jiān)實(shí)的砂土中沉樁，樁難以打下或久打不下時(shí)，使用射水法可防止將樁打斷，或樁頭打壞；比錘擊法可提高工效 2~4 倍，節(jié)省時(shí)間，加快工程進(jìn)度；但需一套沖水裝置。本法最適用于堅(jiān)實(shí)砂土或砂礫石土層上的支承樁，在粘性土中亦可使用。 靜壓法沉樁特點(diǎn)是：樁機(jī)全部采用液壓裝置驅(qū)動，壓力大，自動化程度高，縱橫移動方便，運(yùn)轉(zhuǎn) 靈活；樁定位精確，不易產(chǎn)生偏心，可提高樁基施工質(zhì)量；施工無噪聲、無振動、無污染；沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力，可避免錘擊應(yīng)力，打碎樁頭，樁截面可以減小，混凝土強(qiáng)度等級可降低 1~2 級，配筋比錘擊法可省 40%；效率高，施工速度快，壓樁速度每分鐘可達(dá) 2m，正常情況下每臺班可完 15 根，比錘擊法可縮短工期 1/3；壓樁力能自動記錄，可預(yù)估和驗(yàn)證單樁承載力，施工安全可靠，便于拆裝維修，運(yùn)輸?shù)取５嬖趬簶对O(shè)備較笨重，要求邊樁中心到已有建筑物間距較大，壓樁力受一定限制，擠土效應(yīng)仍然存在等問題，如圖 222 所示。適用于軟 土、填土及一般粘性土層中應(yīng)用，特別適合于居民稠密及危房附近環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的地區(qū)沉樁；但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有 4m 以上硬隔離層的情況。 如何控制打樁的停止？ 樁端持力層作為定性控制；最后貫入度或最后 1m 沉樁錘擊數(shù)作為定量控制，均通過試樁或設(shè)計(jì)確定。一般停止錘擊的控制原則是：摩擦樁以設(shè)計(jì)標(biāo)高為主，貫入度可作參考；端承樁以貫入度控制為主，樁端標(biāo)高可作參考。 預(yù)制樁和灌注樁的特點(diǎn)和各自的適用范圍是什么？ 預(yù)制樁其特點(diǎn)：堅(jiān)固耐久，不受地下水或潮濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機(jī)械化程度高，進(jìn)度快 ，能適應(yīng)不同土層施工。鋼筋混凝土預(yù)制樁是我國目前廣泛采用的一種樁型。 與預(yù)制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點(diǎn)。 灌注樁的成孔方法有哪幾種？各種方法的特點(diǎn)及適用范圍如何？ 沖擊成孔灌注樁特點(diǎn)是：設(shè)備構(gòu)造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn) 定，坍孔少，不受施工場地限制，無噪聲和振動影響等（圖 228）。但存在掏泥渣較費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能連接作業(yè)，成孔速度較慢，泥渣污染環(huán)境，孔底泥渣難以掏盡，使樁承載力不夠穩(wěn)定等問題。適用于黃土、粘性土或粉質(zhì)粘土和人 工雜填土層中應(yīng)用，特別適于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅(jiān)硬土層、巖層中使用，對流砂層亦可克服，但對淤泥及淤泥質(zhì)土，則要十分慎重，對地下水大的土層，會使樁端承載力和摩阻力大幅度降低，不宜使用。 回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁可用于各種地質(zhì)條件，各種大小孔徑（ 300~2020mm）和深度（ 40~100m），護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠；施工無噪聲、無振動、無擠壓；機(jī)具設(shè)備簡單，操作方便，費(fèi)用較低。但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴(kuò)孔率較難控制。適用于高層建筑中，地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、粘性土、砂土 ，軟質(zhì)巖等土層應(yīng)用。 振動沉管灌注樁特點(diǎn)是：能適應(yīng)復(fù)雜地層；能用小樁管打出大截面樁（一般單打法的樁截面比樁管擴(kuò)大 30%；復(fù)打法可擴(kuò)大 80%；反插法可擴(kuò)大 50%左右），使有較高的承載力；對砂土，可減輕或消除地層的地震液化性能；有套管護(hù)壁，可防止坍孔、縮孔，樁質(zhì)量可靠；對附近建筑物的振動影響以及噪聲對環(huán)境的干擾都比常規(guī)打樁機(jī)?。荒艹聊馨?，施工速度快，效率高，操作簡便，安全，同時(shí)費(fèi)用比較低，比預(yù)制樁可降低工程造價(jià) 30%左右。但由于振動會使土體受到擾動，會大大降低地基強(qiáng)度，因此，當(dāng)為軟粘土或淤泥及淤泥質(zhì)土?xí)r，土體至 少需養(yǎng)護(hù) 30d；砂層或硬土層需養(yǎng)護(hù) 15d，才能恢復(fù)地基強(qiáng)度。適用于在一般粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、濕陷性黃土，稍密及松散的砂土及填土中使用；但在堅(jiān)硬砂土、碎石土及有硬夾層的土層中，因易損壞樁尖，不宜采用。 錘擊沉管灌注樁特點(diǎn)是：可用小樁管打較大截面樁，承載力大；可避免坍孔、瓶頸、斷樁、移位、脫空等缺陷；可采用普通錘擊打樁機(jī)施工，機(jī)具設(shè)備和操作簡便，沉樁速度快。但樁機(jī)較笨重，勞動強(qiáng)度較大，再要特別注意安全。適于粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、稍密的砂土及雜填土層中使用，但不能用于密實(shí)的中粗砂、砂礫石、漂石層中使用 。 挖孔 灌注樁的特點(diǎn)是：單樁承載力高，結(jié)構(gòu)傳力明確，沉降量小，可一柱一