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资源描述
-第一章 土方工程、教学目的与要求:1了解土的工程分类及其工程物理性质;基坑(槽)土方量计算,维护坑(槽)稳定的做法;拉锚和土层锚杆的构造及施工艺,制定土方开控的方法。了解降低地下水位的方法;集水坑降、井点降水;了解轻型井点设计及计算方法,理解轻型井点计算实例。2掌握场地平整的计算;土方压实的根本方法;推土机、铲运机、挖土机的特点、作业方式。、教学重点与难点:1重点:土的工程分类及其工程物理性质;支护构造破坏形成;填土质量控制;流砂产生的原因。2难点:场地平整相关土方量的计算方法;挖土机作业方式。、教学容:1土的工程分类及其工程物理性质;2基坑槽的土方开挖;3土方填筑与压实;4土方工程的机械化施工;5人工降低地下水位。、授课时数:、授课方式:讲述、举例、启发、教学过程:第一节 土的分类及其工程物理性质一、土方工程施工特点施工面广、工程量大、劳动繁重、施工条件复杂。二、土的工程分类按开挖难易程度土的工程分类参见课本表1-1 三、土的工程物理性质1、土的天然含水量:水的质量与固体颗粒质量之比,以百分数表示,即式中:土中水的质量;土中固体颗粒的质量。越大,越不利当:5% 干土;=530% 湿土;30%饱和土含水率影响挖土的难易、边坡坡度、回填压实程度2、土的密度:1土的天然密度式中:土的总质量;土的天然体积。2土的干密度:式中:土中固体颗粒的质量;土的天然体积。越大,土越密实。干密度影响基坑底及回填土压实程度。3、土的可松性:可松性:自然状态土经开挖后,体积增大、回填压实後,其体积仍不能恢复原状的性质可松性系数。式中:土的最初可松性系数;土的最终可松性系数;土在天然状态下的体积;土被挖出后在松散状态下的体积;土经压实后的体积。可松性影响平衡调配、场地设计标高、机具数量。4、土的渗透性:渗透性:水流通过土中孔隙的难易程度,水在单位时间穿透土层的能力。渗流速度:第二节基坑槽的土方开挖一、土方边坡:1、土方边坡坡度=2、边坡形式:3、不放坡规定:密实、中密的砂土和碎石土为1m;硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m;硬塑、可塑粘土为1.5m;坚硬的粘性土为2m。4、最陡坡度:参见表14二、土方量计算基坑、基槽基坑土方量计算:基槽或路堤:三、场地平整四通一平:通水、通电、通路、通讯、平整场地。步骤:确定设计标高计算场地各点的施工高度场地挖填土方量。1、确定场地设计标高;设计步骤: 1初步确定场地设计标高 :a、划分方格网 a=1050m或a=20mb、确定方格网各角点实际标高 根据地形等高线 确定设计等标高2调整场地设计标高 土的可松性影响总挖方体积为:总填方体积为:场地设计标高调整为:取土或弃土的影响泄水坡度的影响2、场地及边坡土方量的计算1方格网法确定各角点的施工高度 填方+ ,挖方-。确定零线位置零点求法、零点连线方格中土方量计算四角棱柱A、角点全填或全挖B、角点二填或二挖C、角点一填(挖)或三挖(填) 填方局部:挖方局部:三角棱柱体积计算(略) 2断面法 地形不平情况下所求土方量为:3边坡土方量计算: 三棱锥边坡体积 三棱柱边坡体积或(当两端断面面积相差很大时)四、土壁支护作用:建筑密集地区;防止地下水渗入基坑 形式:木挡板横撑式:水平挡土板、断续式 粘性土、挖掘深度3;、连续式 潮湿土、散粒土5。垂直挡土板 松散或湿度很高的土,深度不限。五、基坑支护构造作用:挡土;挡水 分类:重力式支护构造 深层搅拌水泥土桩、旋喷桩幕墙;非重力支护构造 悬壁式、撑式、坑外锚拉式;边坡稳定式构造 土钉墙、档土墙 1、重力式支护墙类型1深层搅拌水泥土桩挡墙 原理:特制进入土层深处,深层搅拌和喷水泥固化剂与地基土原位拌合成水泥土桩,桩相互搭接成壁状挡墙适用:任何平面形状的基坑另外深度大时可加筋 适用于软土区 2旋喷桩挡墙 原理:钻杆钻孔,提杆喷水泥浆固化剂,与地基土成小泥土桩、桩连成帷幕墙。适用:同上且用狭窄地区2、非重力式支护墙类型1型钢支柱挡板支护挡墙 原理:支柱打入土中,支柱间设木挡板适用:土质好,地下水位较低地区2钢板桩 截面形式:原理:钢桩打入土中,挡土挡水适用:软土地基3钢筋混凝土桩排桩挡墙 桩类型:钻孔灌注桩、沉管灌注桩、挖孔灌注桩桩布置形式适用:钻孔桩 h713基坑,深基坑支护 6001100沉管桩:h10以下 500800挖孔桩:单层地下室 80012004地下连续墙 适用:深度大,地下构造层数多的深根底3、支撑系统类型分类:基坑支撑 钢支撑、钢筋混凝土支撑;基坑外拉锚 顶部拉锚、土层拉锚 1钢构造支撑 特点:拚拆方便、重复使用、变形大、支肋小,间距小,影响挖土分类:钢管支撑;H型钢支撑2钢筋混凝土支撑 特点:刚度大变形小;但形成支撑慢分类: 对撑;角撑;圆形支撑;桁架式支撑 构造:C30 以上、截面、腰梁、支撑4、支护构造破坏形式1非重力式支护强度破坏 2非重力式支护稳定性破坏 3重力式支护构造强度破坏六、拉锚与土层锚杆分类:拉锚、坑外地表设置、锚杆、坑沿坑壁设置 适用:较密实沙土、土粉、硬塑及坚硬粘性土层或岩石层 环境:底下埋设物不允许损伤,慎用;周围有地面,地下构筑物,限用 一拉锚 组成 围护桩、拉杆、锚固体 桩式地面拉锚:拉杆水平浅埋地表 板式地面拉锚:拉杆钻孔斜置(二)、土层锚杆 1、 锚杆支护体系构造组成:A、支护挡墙:钢板桩、灌注桩、地连墙 B、腰梁及托架:把由挡墙传来荷载,传给锚杆 C、锚杆:锚头、拉杆、锚固体 2、土层锚杆类型 3、土锚的承载能力极限抗拔力拉杆的极限抗拉强度,拉杆与锚固体间的极限握裹力s 锚固体与土体间的极限侧阻力4、 土层锚杆施工 (1) 准备 (2) 钻孔 钻孔机具:冲击式钻孔机、螺旋式钻孔机钻孔方法:螺旋钻孔干作法 适用于地下水位以上的粘土、粉质粘土、沙土压水钻进成孔法:软硬土都适用 扩孔方法:机械扩孔、爆炸扩孔、水利扩孔、压浆扩孔 3拉杆制作安装 拉杆除锈、油、防腐处理 拉杆制作:拉杆长度=设计长度+拉长度4注浆 形成锚固段、防腐蚀、改善周围土体力学性能载力更大 材料:水泥 425号以上普硅水泥;水泥浆:水灰比 0.40.45;水泥沙浆:灰沙比 1:11:1.2,水灰比 注浆方法:一次注浆法;二次注浆法5拉、锁定 5、土层锚杆实验:根本实验、验收实验 七、土钉支护构造:适用:开控支护,天然边坡支护类型:钻孔注浆型、打入型、射入型八、深基坑工程土方开挖一开挖方法 1、无支护构造基坑开挖(放坡开挖) 特点:占地面积大,适用四周场地开阔,周围无临近建筑物、地下管线和道路2、有支护构造基坑开挖 盆式开挖 先挖中间,后挖四周 特点:挡墙的无支撑,暴露时间短,开挖速度慢,适用较密支撑 岛式开挖 先挖四周,后挖中心 特点:速度快,挡墙受荷时间长,适用无支撑或边桁架大空间支护二开挖本卷须知 1、基坑开挖的时空效应 2、先撑后挖,严禁超挖 3、防止坑底隆起变形 4、防止边坡失稳 5、防止位移和倾斜 6、对邻近建筑物及地下设施保护第三节 土方填筑及压实一、土料要求碎石土类、爆破石渣 表层下填料,粒径不超过2/3层厚,大块料不集中。沙土:表层以下碎块草皮:含有机质土 无压实要求时淤泥、淤泥质土 一般不做填料 盐渍土:不含盐晶、盐块、含盐植物的根茎 二、填筑要点1、施工要求 填不同类土料时,透水性大的在下,透水性小的在上,以免形成水囊 填土位于斜坡时,将坡挖成阶梯状,分层填筑 2、填土压实的质量检查三、填土的压实方法1、碾压法 平滚碾:粘性或非粘性土 羊足碾:粘性土 适用大面积填土 气胎碾:压土质量好 2、夯实法 分类:土夯、挖式打夯机、火力夯、夯土机 适用:小面积回填土、较厚土层 3、振动法 适用:非粘性土 四、影响压实质量因素1、压实法:含水率一定时,越大,压实功越大当,当,不再起作用。所以,不少土23遍;亚砂土34遍;亚粘土、粘土56遍2、含水量:最正确含水量过干,颗粒的厚阻力大,不易压实,故洒水湿润过湿,水占地体,故翻松晾干,吸水处理第四节 土方工程机械化施工一、推土机分类:索式、油压式 特点:操作灵活、运转方便、速度快、能缓缓坡 适用:场地平整、清理、平沟坑、挖浅基坑;13类土、经济、远距100米、4060米。施工方法:下坡推土:借自重,增加推土能力,适用于狭长场地;并列推土:23台机平排,增大推土量,适用于大面积场地;槽形推土:一条作业线重复运行,增大推土量;多铲集运:屡次铲土,一次推送,缩短运时,硬质土 二、铲运机分类:自行式,拖式,索式,油压式 特点:操作灵活,速度快,生产率高,费用低 适用:开挖大基坑、填筑堤坝,路基。含水量不超过去时27一三类土。一、运行路线:如图1-33二、施工方法:1、下坡铲土法:借自重 2、跨铲法:形成土槽 增加铲量 3、助铲法:与推土机协作业 三、单头挖土机分类:正铲、反铲、拉铲、抓铲、机械式、液压式一正铲挖土机特点:前进向前,强制切土,卸土侧面,后面二反铲挖土机特点:后退向下,强制切土,挖掘力比正铲小作业方式:沟端,沟侧三拉铲挖土机特点:后退向下,自重切土四挖土机,与汽车配套计算1、挖土机数:2、自卸汽车配合计算:第五节 人工降低地下水影响: 地下水渗入基坑,挖土困难; 边坡塌方; 地基浸水,影响可载力 方法:集水坑降水;轻型井点降水一、集水坑降水法构造:方法:沿坑壁边缘设排水沟、隔段设集水井、由水泵将井中水抽出坑外。1、水坑设置 平面:设在根底围外,地下水上游 排水沟:宽0.20.3m 深0.30.6 沟底设纵坡0.2%0.5% 始终比挖面低0.40.5m集水坑:宽径0.6,土面0.71.0m,防边坡失稳2、泵选用 离心泵:抽水原理潜水泵:特点:体积小、质量轻、移动方便、安装简单、不需引力3、运用粗粒土层和降水量小粘性土 4、流砂及其防治 现象:挖坑时,坑底下的土随水涌入坑,边挖边冒,无法挖深流砂发生的条件:A、土层中有厚度250mm的粉砂土层 B、土的含水率30% 或孔隙率43% C、粘粒含量75% D、砂土渗透系数、排水性差 原因分析部条件:细砂、粉砂、 亚砂土 外部条件:地下水及动力压力的大小和方向;地下水渗流对单位土体骨架产生的压力;单位土骨架对地下水阻力;力平衡方程。防流砂措施A、枯水期施工 B、抛大石块法
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