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第二章 土方工程1、土方工程施工内容:通常包括场地平整,地下室和基坑(槽)及管沟开挖与回填,地坪填土与碾压,路基填筑等。此外还包括排水、降水和土壁支护等准备工作和辅助过程。2、土方特点:1)、量大面广、劳动繁重 2)、受自然条件影响大(p6)3、土的工程分类:土方开挖的难易程度分8类,1-4类为土,5-8类为岩石,详见(P7)(松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、铁石、次坚石、坚石、特坚石)4、土的工程性质土的天然含水量w是水的质量与固体颗粒质量之比,W=Mw/Ms*100%。(P7)土的干密度:指单位体积土中固体颗粒的质量,即土体孔隙中无水时的单位土重(kg/m3) 。土的干密度越大表示土越密实,工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准,以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。土的可松性:自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增大,以后虽然经回填压实,其体积仍不能恢复原状,这种性质称为土的可松性。(P8)土的渗透性:指水流通过土中孔隙的难易程度。水在单位时间内穿透土层的能力,称为渗透系数,用K表示,单位为cm/s。(P9)5、原状土经机械压实后的沉降量:根据不同土质,其沉降量一般330cm 之间。6、边坡的表示方法为1:m(m为坡度系数)即: 土方边坡坡度=:m m=边坡形式:1)、直线形2)、折线形3)、台阶形(P27)7、基坑(槽)和路堤的土方量计算 基坑(槽):基坑(槽)和路堤的土方量按拟柱体体积计算公式计算: ) 式中:土方工程量(m3) 对基坑来说:为基坑的深度,分别为基坑的上下底面积(m2 ); 对基槽或路堤:为基槽或路堤的长度L(m),为两端的面积(m2) 之间的中截面面积(m2)。8、基坑土方边坡稳定:土方在开挖过程中获填方后,边坡的稳定主要靠土体的内摩阻力和粘聚力来保持平衡。一旦土体是去平衡,基坑(槽)边坡土方局部或大面积塌落获滑塌。(P29)造成边坡塌方的原因:1)、基坑(槽)开挖较深,边坡过陡,是土体本身的稳定性不够,而引起塌方的现象。尤其是土质差,开挖深、面积大的坑槽中。2)、在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑(槽)时,未采取有效的降、排水措施,使土层湿化,粘聚力降低,在重力作用下失去稳定而引起塌方。3)边坡顶部堆载过大,或受车辆、施工机械等外力振动影响,使边坡土体中所产生的剪应力超过土体的抗剪强度而导致塌方4)、土方开挖顺序、方法未遵守“从上往下、分层开挖;开槽支撑,先撑后挖”的原则。9、基坑边坡支护的作用?内部支撑?10、基坑排水方法:明排水法、人工降低地下水位法11、流砂,产生流砂的原因及防治流砂现象:指当基坑挖到地下水位以下,而又采用坑内抽水时,有时坑底下面的土会形成流动状态,随地下水一起涌进基坑内德现象。(P34)产生流砂现象的原因:内因:取决于土壤的性质。土的孔隙度大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。外因:地下水及其产生动水压力的大小。(P34)流砂防治:1)、减小或平衡动水压力2)、设法使动水压力方向向下3)、截断地下水流。具体措施:1.枯水期施工2.抛大石块法3.设止水帷幕法4.水下挖土法5.人工降低地下水位法。此外还有地下连续墙、压密注浆法、土壤冻结法等阻止地下水流入基坑。(P36)12、降水方法:分重力降水(如积水井、明渠等)和强制降水(如轻型井点、深井泵、电渗井点等)1 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,并沿坑底的周围或中央开挖排水沟, 使水在重力作用下流入集水井内,然后用水泵抽出坑外。 方法比较简单、经济,对周围影响小,因为应用较广。但当涌水量较大,水位差较大或土质为细砂或粉砂,易产生流砂、边坡塌方及管涌等,此时往往采用强制降水的方法,人工控制地下水流的方向,降低水位。2 轻型井点降水: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中,利用真空原理,不断抽出地下水,使地下水位降到坑底一下。井点降水有下述作用:防止地下水涌入坑内,防止边坡由于地下水的渗流而引起塌方,使坑底的土层消除地下水位的压力,因此防止了坑底的管涌。降水后,使板桩减少了横向荷载,消除了地下水的渗流,也就防止了流砂现象。降低水位后,还能使土壤固结,增加地基的承载能力。井点降水的作用a) 防止涌水 b) 稳定边坡c) 防止管涌d) 减少横向荷载e) 防止流砂轻型井点降水组成:由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。轻型井点布置: 平面布置; 高程布置13、涌水量计算14、土方施工机械:按工作装置的不同,挖土机可分为正铲、反铲、拉铲、抓铲等。(P48)正铲的挖土特点:“前进向上,强制切土”。其挖掘力大,生产率高,能开挖停机面以上的1-4类土,宜用与开挖高度大于2m的干燥基坑,但需设置上下坡道。反铲挖土机的特点是:“后退向下,强制切土”。其挖掘力比正铲校小,能开挖停机面以下1-3类的砂或粘土,宜用于开挖深度不大于4m的基坑,对地下水位较高处也适用。拉铲挖土机的施工特点是:“后退向下,自重切土”。适用于开挖1-三类土,开挖较深较大的基坑(槽)、沟渠,挖取水中泥土以及填筑路基、修筑堤坝等。抓铲挖土机的挖土特点:直上直下,自重切土,挖掘能力小。适用于开挖松软的土,在施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井,也适用于水下挖土,土是地下连续墙施工挖土的专用机械。15、土料选择a 碎石类土、砂土、爆破石渣(最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3)可作表层以下的填料;b 含水量符合压实要求的粘性土,可用作各层填料;c 碎块草皮和有机质含量大于8%的土,仅用于无压实要求的填方;d 淤泥和淤泥质土一般不能用作填料,但在软土或沼泽地区,经处理含水量符合压实要求后,可用于填方中的次要部位。e 含盐量符合规定的盐渍土,一般可以使用,但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。16、填土压实施工方法:1)、碾压2)、夯实3)、振动(P63)碾压法(大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾)夯实法(小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯)振动压实法(非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器)17、影响填土压实的因素:1)、压实功的影响2)、含水量的影响(最佳含水量和最大干密度)3)、铺土厚度的影响(P64)18、填土压实的质量检查:a 控制干密度 b 规定压实系数第四章 深基础工程1、桩的分类按桩的功能不同分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩和复合受荷桩。其中竖向抗压桩可按承载性状不同分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四种。按成桩有无挤土效应分为挤土桩、部分挤土桩及非挤土桩三类。按成桩方法分为混凝土预制桩与灌注桩。2、混泥土预制桩的制作、运输和堆放(?)1)混凝土达到设计强度等级的70%才后,方可起吊,达到设计强度等级的100%后方可进行运输。 2)桩的堆放场地必须平整坚实,垫木间距应根据吊点确定,并应设在同一垂直线上,最下层垫木应适当加宽,堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩,应分别堆放。(1)制作应由工厂加工,保证质量要点:叠制4层,上下隔离,下层30再上层;钢筋接长用对焊,接头错开;混凝土由顶至尖连续浇筑,注意养护与保护;预应力管桩离心成型,直径400500,壁厚80100,节长810m,C60。(2)运输混凝土强度: 起吊移位70设计强度; 运输、起吊就位100设计强度合理吊点: (正负弯矩值相等则均小)调、运平稳,避免损坏(3)堆放高度不超过四层;地面坚实、平整,垫长枕木;支承点在吊点位置,垫木上下对齐P95 预制桩的制作(看书第一段)制作预制桩的模板宜采用钢模板,模板应具有足够刚度,并应平整,尺寸应准确。预制桩钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊或电弧焊,当钢筋直径大于20mm时,宜采用机械接头连接。预制桩混凝土粗骨料(集料)应使用碎石或碎卵石,粒径宜为540mm,混凝土强度等级宜C30.预制桩混凝土应采用机械搅拌,机械振捣,宜从桩顶开始浇筑,并应防止另一端的砂浆积聚过多。预制桩制作完后应洒水养护不少于7d。P95 重叠层数根据地面允许荷载和施工条件确定,但不应超过四层。上层桩或邻桩的浇筑,应在下层柱或邻桩混凝土达到设计强度的30%以上时,方可进行。混凝土预制桩达到设计强度的70%后方可起吊,达到设计强度100%后方可进行运输。P97 空心桩堆放的规定 (书第二段) 空心桩堆放应符合下列规定:堆放场地应平整坚实,最下层与地面接触的垫木应有足够的宽度和高度。堆放时桩应稳固,不得滚动;应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放;当场地条件许可时,宜单层堆放;当叠层堆放时,外径为500600mm桩不宜超过4层,外径为300400的桩不宜超过5层;叠层堆放时,应垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木,垫木分别位于距桩端1/5桩长处;底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧;垫木宜选用耐压的长木枋或枕木,不得使用有棱角的金属构件。3、打桩设备:桩锤、桩架、动力装置。 柴油锤分为导杆式、活塞式、管式。桩架的作用是支持桩身和桩锤,将桩吊到打桩位置,并沉入过程中引导桩的方向,保证桩锤沿着所要求的方向冲击。 桩架的组成:滚筒式桩架、步履式桩架、履带式桩架。沉桩顺序(开始打入时,宜“重锤低击”) a 当桩较密集时(桩的中心距小于4倍桩径d时),应由中间向两侧(四周)对称施打或分段打设; b 当桩比较稀疏时(桩的中心距大于4倍桩径d时),可采用上述顺序,也可采用由一侧向单一方向施打,或由两侧向中间施打; c 当桩的规格、埋深、长度不同时,宜按先大后小、先深后浅、先长后短的原则。当一侧毗邻建筑物时,应由建筑一侧向另一方向施打;当桩头高出地面时,桩宜采取后退打。4、桩的连接方法有焊接连接、法兰连接、机械快速连接(螺纹式、啮合式)等方法,常用焊接连接。规范规定每根混凝土预制桩的接头数量不宜超过3个。5、混泥土灌注桩施工:a 泥浆护壁成孔灌注桩 b 套管成孔灌注桩 c 干作业成孔灌注桩6、泥浆制备:泥浆制备:制备泥浆、自成泥浆、半自成泥浆泥浆的作用:1)可以稳固孔壁,防止塌孔 2)泥浆有一定粘度,通过循环泥浆可将切削下的泥砂石屑悬浮后排除,起到携砂、排土的作用3)对钻头有冷却与润滑的作用。 制备泥浆的方法:在粘性土或粉质粘土中成孔时,可采用自配泥浆护壁;在砂土或其他土中钻孔时,应采用高塑性粘土或膨润土加水配制护壁泥浆。7、成孔要求:确保位置准确、孔身垂直,防止孔壁坍塌。泥浆护壁成孔的方法:a 正(反)循环回转成孔 b 正(反)循环潜水钻成孔 c 冲击钻成孔 d 冲抓堆成孔 e 旋挖钻成孔 正循环回转钻成孔:通过钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,由泥浆泵通过钻杆中心向桩孔底部输进泥浆,泥浆携带泥砂、石屑沿孔壁上升,从孔口溢浆出流入泥浆池,经沉淀后返回循环池重新使用。 反循环回转钻成孔:由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,利用泵吸、气举、喷射等方法从钻杆内腔抽吸循环护壁泥浆,挟带钻渣排除孔外,再由孔口不断地向桩孔内补充泥浆。8、清孔要求:清孔时,应保持孔内泥浆高出地下水位1m以上;在受
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