【正文】 第一章 土方工程 土方工程施工一般包括：開挖、運輸、填筑、平整和壓實等主要施工過程，以及排水、降水和土壁支撐等準(zhǔn)備工作與輔助工作。 概述 [目的要求 ] 了解： 建筑施工課程的研究對象和方法，建筑施工規(guī)范、規(guī)程。 熟悉： 土方工程分類及施工特點。 掌握： 土的工程性質(zhì)，土的工程分類。 [講授重點 ] 土的工程分類， [講授難點 ] 土的滲透性 [講授內(nèi)容 ] 一、土方工程的施工特點 土方工程的工程量大，施工工期長，勞動強度大。土方施工條件復(fù)雜，又多為露天作業(yè)，受氣候、水 文、地質(zhì)等影響較大，難以確定的因素較多。 二、土的工程分類 土方施工中，根據(jù)土的堅硬程度和開挖方法將土分為八類。 三、土的基本性質(zhì) 土的組成 土一般由土顆粒（固相）、水（液相）和空氣（氣相）三部分組成。 一般用三相圖表示，三相圖中，把土的固體顆粒、水、空氣各自劃分開來。 土的物理性質(zhì) （ 1）土的可松性與可松性系數(shù) 天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復(fù)原，這種現(xiàn)象稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示： 最初可松性系數(shù) 最后可松性系數(shù) 可松性系數(shù)對土方的調(diào)配，計算土方運輸量都有影響。 （ 2）土的天然含水量 在天然狀態(tài)下，土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率叫土的天然含水量，反映了土的干濕程度。 （ 3）土的天然密度和干密度 土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，叫土的天然密度（簡稱密度）。 干密度是土的固體顆粒重量與總體積的比值。 （ 4）土的孔隙比和孔隙率 孔隙比和孔隙率反映 了土的密實程度?？紫侗群涂紫堵试叫⊥猎矫軐崱? 孔隙比 e 是土的孔隙體積 Vv 與固體顆粒體積 Vs 的比值。 孔隙率 n 是土的孔隙體積 Vv 與總體積 V 的比值，用百分率表示。 （ 5）土的滲透系數(shù) 土的滲透系數(shù)表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以 m/d 表示。根據(jù)土的滲透系數(shù)不同，可分為透水性土（如砂土）和不透水性土（如粘土）。它影響施工降水與排水的速度。 土的滲透系數(shù)參考表 土的名稱 滲透系 數(shù) K （ m/d） 土的名稱 滲透系數(shù) K （ m/d） 粘土 ＜ 中砂 ~ 粉質(zhì)粘土 ~ 均質(zhì)中砂 35~50 粉土 ~ 粗砂 20~50 黃土 ~ 圓礫石 50~100 粉砂 ~ 卵石 100~500 細砂 ~ （ 6）土的壓縮性 移挖作填或取土回填，松土經(jīng)運輸、填壓以后，均會壓縮，一般土的壓縮率 土的壓縮率 K 的參考值 土的類別 土的名稱 土的 壓縮率 每立方米松散土壓實的體 積 m3 土的類別 土的名稱 土的壓縮率 每立方米松散土壓實且的體積 m3 一、二類土 種植土 一般土 砂 土 20% 10% 5% 三類土 天然濕度黃土 一般土 干燥堅實黃土 12%~17% 5% 5%~7% 第二節(jié)土方量計算 [目的要求 ] 了解 :臨時性挖方邊坡值。三棱柱法計算土方量，邊坡土方量計算方法。 熟悉： 影響土方邊 坡的穩(wěn)定的因素及土方邊坡的形式，場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整方法。 掌握： 基坑（基槽）土方量計算公式，場地平整的基本原則和計算步驟及方法。 [講授重點 ] 基坑（基槽）土方量計算，場地平整的基本原則和計算步驟及方法。 [講授難點 ] 場地平整的基本原則和計算步驟及方法。 [講授內(nèi)容 ] 一、基坑、基槽土方量計算 基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體體積公式計算。 基槽和路堤管溝的土方量可以沿長度方向分段后，再用同樣方法計算。 將各段土方量相加即得總土方量 V 總 ： V 總 =∑ Vi 二、場地平整的土方量計算 場地平整是將現(xiàn)場天然地面平整成施工所要求的設(shè)計平面。場地平整前，首先要確定場地設(shè)計標(biāo)高，計算挖、填土方工程量，確定土方平衡調(diào)配方案。進而擬定施工方案，選擇施工方法和施工機械。 場地設(shè)計標(biāo)高的確定 確定場地設(shè)計標(biāo)高時一般要滿足以下要求： ①滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝及運輸要的要求；②盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；③場地內(nèi)的挖、填土方量力求平衡，以節(jié)約土方運輸費用；④有 一定的泄水坡度，滿足排水要求。 場地土方量計算 場地平整的土方量，通常采用方格網(wǎng)法計算。 （ 1）、劃分方格網(wǎng)并計算各方格角點的施工高度 各方格角點的施工高度按下式計算： hn = Hn — H （ 2）、計算零點位置、繪制零線 在一個方格網(wǎng)內(nèi)同時有填方或挖方時，要先算出方格網(wǎng)邊的零點位置，并標(biāo)注于方格網(wǎng)上，連接零點就是零線，它是填方區(qū)與挖方區(qū)的分界線。 （ 3）、計算方格土方工程量 計算每個方格內(nèi)的挖方或填方量。 （ 4）、邊坡土方量計算 邊坡的土方量可以劃分為兩種近似幾何形體計算，一種為三角棱錐體，另一種為三 角棱柱體。 （ 5）、計算土方總量 將挖方區(qū)（或填方區(qū)）的所有方格土方量和邊坡土方量匯總后即得到場地平整挖（填）方的工程量。 三、土方調(diào)配 (土方調(diào)配方案確定 ) 第三節(jié) 施工準(zhǔn)備與輔助工作 一、施 工 準(zhǔn) 備 場地清理 排除地面水 地面水的排除一般采用排水溝、截水溝、擋水土壩等措施。 修筑臨時設(shè)施 修筑臨時道路、供水、供電及臨時停機棚與修理間等臨時措施。 二、土方邊坡與土壁支撐 在基坑（槽）開挖深度超過一定限度時，土壁應(yīng)做成有斜率的邊坡，或者加以臨時支撐以保持土壁的穩(wěn)定。 土方邊坡 土 方邊坡的坡度是以土方挖方深度 H 與底寬 B 之比表示。 m=B/H 稱為邊坡系數(shù)。 根據(jù)《土方和爆破工程施工及驗收規(guī)范》（ GB502012020）的規(guī)定，挖方邊城可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過規(guī)定值 土壁支撐 開挖較窄的溝槽多用橫撐式支撐。橫撐式支撐根據(jù)檔土板的不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類，前者擋土板的布置又分?jǐn)嗬m(xù)式和連續(xù)式兩種。 三、土方工程施工排水與降低地下立位 降水方法分明排水法和人工降低地下水位法兩類。 明排水法 在基坑或溝槽開挖時，采用截、疏、抽的方法來進行排水。 明排水法由于設(shè)備 簡單和排水方便，采用較為普通，但當(dāng)開挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)又不好時，用明排水法降水，挖至地下水水位以下時，有時坑底下面的土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài)，隨地下水涌入基坑。這種現(xiàn)象稱為流砂現(xiàn)象。 （ 1）、流砂產(chǎn)生的原因 高水位的端（水頭為 h1）與低水位的端（水頭為 h2）之間存在壓力差，水經(jīng)過長度為 l，斷面積為 F 的土體由左端向右端滲流。 由靜力平衡條件（設(shè)向右的力為正）有： h1 F— h2 F＋ T l F=0 水頭差與滲透路程長度 l 之比，稱為水力坡度，以 I 表示。 T=— r w 由于單位土體阻力與水在土中滲流時對單位土體的壓力 DD大小相等，方向相反，所以： DD = — T = rw 如果動水壓力等于或大于土的 倍的浸水重度 r1時，即 DD≥ r1 （ 2）易產(chǎn)生流砂的土 流砂現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在細砂、粉砂、粉土中。經(jīng)驗還表時：在可能發(fā)生流砂的土質(zhì)處，基坑挖深超過地下水位線 左右，就會發(fā)生流砂。 （ 3）、管涌現(xiàn)象 （ 4）、流砂的防治辦法 在基坑開挖中，防 治流砂的原則是“治流砂必治水”。主要途徑有消除、減少或平衡動水壓力。其具體措施有： ①搶挖法 ②打板樁法 ③水下挖土法 ④人工降低地下水位 ⑤地下連續(xù)墻法 人工降低地下水位 人工降低地下水位不僅是一種施工措施，也是一種地基加固方法。但在降水過程中，基坑附近的地基上壤會有一定的沉降，施工時應(yīng)加以注意。 人工降低地下水位的方法有：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點及深井泵等。 輕型井點降低地下水位 （ 1）、輕型井點設(shè)備：輕型井點設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。 管路系統(tǒng)包括：濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。 抽水設(shè)備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成。 一套抽水設(shè)備的負荷長度（即集水總管長度），采用 W5 型 真空泵時，不大于 100m。采用 W6 型真空泵時，不大于 200m。 （ 2）輕型井點的布置。 平面布置：當(dāng)基坑或溝槽寬度小于 6m，水位降低值不大 于 5m 時，可用單排線狀井點，如溝槽寬度大于 6m，或土質(zhì)不良，宜用雙排井點。面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點。井點管距離基坑一般為 ~，以防漏氣。井點管間距一般用~。 高程布置：輕型井點的降水深度在考慮設(shè)備水頭損失后，不超過 6m。 井 點管的埋設(shè)深度 H（不包括濾管長）按下式計算。 H≥ H1+h+IL 確定井點埋深時，還要考慮到井點管一般要露出地面 左右。 當(dāng)一級井點系統(tǒng)達不到降水深度要求，也可采用二級井點。 （ 3）、輕型井點的計算。輕型井點的計算包括：涌水量計算，井點管數(shù)量與井距定，抽水設(shè)備的選用。 井點系統(tǒng)涌水量計算 井點系統(tǒng)涌水量是按水井理論進行計算的。 井點管數(shù)量與井距的確定，確定井點管數(shù)量需先確定單根井點管的抽水能力，單根井點管的最大出水量 q，取決于濾管的構(gòu)造、尺寸和土的滲透系數(shù)計算： q=65π dlK1/3 （ m3/d） 井點管的最少根數(shù) n，根據(jù)井點系統(tǒng)涌水量 Q 和單根井點管的最大出水量 q 確定。 井點管間距經(jīng)計算確定后，布置時還需注意：按 、 、 、 四種間距選用。 （ 4）、抽水設(shè)備的選擇。真空泵主要有 W W6型，按總管長度選用。當(dāng)總管長度不大于 100m時可選用 W5型，總管長度不大于 200m 時可選用 W6型。 （ 5）、井點管的安裝使用。輕型井點的安裝程序是：先排放總管，再埋設(shè)井點管，用彎管將井點管與總管接通，最后安裝抽水設(shè)備。 井點管埋設(shè)一般用水沖法，分為沖孔和埋管兩個過程。 第五節(jié) 土 方的填筑與壓實 [目的要求 ] 了解 : 填筑要求 熟悉 ：土料選擇 掌握 ：填土的壓實方法和影響填土壓實質(zhì)量的因素 [講授重點 ] 填土的壓實方法和影響填土壓實質(zhì)量的因素 [講授難點 ] 填土的壓實方法和影響填土壓實質(zhì)量的因素 [講授內(nèi)容 ] 填筑的要求 填方工程強度和穩(wěn)定性方面的要求，必須正確選擇填土的種類和填筑方法。 填方土料應(yīng)符合設(shè)計要求。 填土壓實方法 填土的壓實方法一般有碾壓法、夯實法和振動壓實法。 （ 1）、碾壓法 碾壓機械有光面碾（壓路機）、羊足 碾和氣胎碾。 （ 2）夯實法 夯實法分人工夯實和機械夯實兩種。 （ 3）振動壓實法 振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面，借助振動機械使壓實機械振動，土顆粒在振動力的作用下發(fā)生相對位移而達到緊密狀態(tài)。 填土壓實的影響因素 填土壓實的影響因素較多，主要有壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 （ 1）壓實功的影響 （ 2）含水量的影響 土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表 項次 土的種類 變動范圍 項次 土的種類 變動范圍 最佳含水量 （ %）（重量比） 最大干密度（ g/cm3） 最佳含水量（ %）（重量比） 最 大干密度（ g/cm3） 1 2 砂土 粘土 8~12 19~23 ~ ~ 3 4 粉質(zhì)粘土 粉土 12~15 16~22 ~ ~ 填方每層的鋪土厚度和壓實遍數(shù) 壓實機具 每層鋪土厚度（ mm） 每層壓實遍數(shù)（遍） 平碾 200~300 6~8 羊足碾 200~350 8~16 蛙式打夯機 200~250 3~4 推土機 200~300 6~8 拖拉機 200~300 8~16 人工打夯 不大于 200 3~4 （ 3）鋪土厚度的影響 鋪土厚度應(yīng)小于壓實機械壓土?xí)r的作用深度。 第六節(jié) 基坑（槽）施工 一、放線 基槽放線：儀器、方法、步驟 柱基放線：儀器、方法、步驟 二、基坑（槽）開