專業(yè)工種工程施工技術(shù)01土方工程

1、土木工程施工（Ⅰ）,○． 學(xué)科引入及簡(jiǎn)介,1．施工學(xué)科簡(jiǎn)介,（1）學(xué)科內(nèi)容,①施工技術(shù)部分：,②施工組織部分：,主要工種工程施工工藝及原理（教材第1篇）；,新技術(shù)、新材料、新工藝的發(fā)展,施工項(xiàng)目組織原理（教材第2篇）,（3部分）,③施工設(shè)計(jì)部分：,①、②部分的綜合應(yīng)用（教材第3篇第1章及第4章）,（2）學(xué)習(xí)方法,注意學(xué)科的系統(tǒng)性、整體性；記一定的筆記；*,2．（房屋）建設(shè)一般程序（非嚴(yán)格意義）,中標(biāo),交付使用、保修,↙概算,↙預(yù)算,∣

2、→選施工企業(yè),↙決算,∣施工企業(yè)→,3．相關(guān)學(xué)科,→工程測(cè)量、工程材料、制圖、構(gòu)造、工程機(jī)械等,→數(shù)學(xué)、三大力學(xué)、彈塑性力學(xué)、土力學(xué)、 基礎(chǔ)工程、構(gòu)件設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,→土木工程施工、高層建筑施工、項(xiàng)目管理、合同 管理與索賠、建設(shè)法規(guī)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、概預(yù)算等,4．（房屋）施工一般過程,裝飾工程,——第1篇—第一章,——第1篇—第二章,——第1篇—第三、四、五、六章,——第1篇—第七章,——第1篇—第八章,地基與基礎(chǔ)工程,↙主體結(jié)

3、構(gòu)工程,—建筑屋面工程,—建筑裝飾裝修工程,… …*,第一章 土方工程,第1篇 專業(yè)工種工程施工技術(shù),場(chǎng)地平整,基坑（槽）開挖,土壁支護(hù),降水,土方填筑與壓實(shí),……,主要內(nèi)容,——§1.2,——§1.3 *,——§1.4,§1.1 概述,了解：①土方工程主要內(nèi)容； ②土方工程施工特點(diǎn)。,1.1.1 土的分類,①土的分類方法很多，種類也很多；,②掌握土的工程分類,

4、③關(guān)于“土”*,分類依據(jù),類別：四類土，四類石,1.1.2 土的工程性質(zhì),1．土的可松性,概 念,表示方法：,、,對(duì)土方工程施工的影響,2．原狀土經(jīng)機(jī)械壓實(shí)后的沉降量,①土的滲透性（概念、表示方法）,②土的含水量（概念、表示方法）,另外：,§1.2 場(chǎng)地平整,場(chǎng)地平整：,1.2.1 場(chǎng)地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì),確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的原則：,滿足規(guī)劃要求,滿足生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸要求,滿足排水及防洪要求,力求使場(chǎng)地內(nèi)挖填方平衡、土方量最小,

5、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的方法,挖填方平衡法（一般方法）,①將場(chǎng)地劃分成若干方格→②標(biāo)出各方格角點(diǎn)的標(biāo)高→③按下式初定設(shè)計(jì)標(biāo)高,式中：,——一個(gè)方格所具有的角點(diǎn)標(biāo)高；,——二個(gè)方格所具有的角點(diǎn)標(biāo)高；,——三個(gè)方格所具有的角點(diǎn)標(biāo)高；,——四個(gè)方格所具有的角點(diǎn)標(biāo)高；,——方格個(gè)數(shù)；,設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整,①泄水坡度的影響；,②土的可松性的影響；,③就近取土或就近棄土的影響；,④其它情況的影響：如填方區(qū)局部挖土或 挖方區(qū)局部填土等。,習(xí) 題 1

6、,某工程場(chǎng)地平整，方格網(wǎng)（20m×20m）如圖所示，不考慮泄水坡度、土的可松性及邊坡的影響，試按填挖平衡原則求場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。,習(xí) 題 2,1.2.2 場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算,1．步驟：,確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高→,計(jì)算各方格角點(diǎn)的施工高度→,確定場(chǎng)地零線→,計(jì)算各方格（或局部）、邊坡的土方量,→匯總挖（填）方區(qū)土方量,2．幾點(diǎn)說明,①施工高度的求解,②零線：概念、性質(zhì)、確定方法,③方格中土方量的計(jì)算方法——平均高度法,1.2.

7、3 土方調(diào)配,費(fèi)用最低（較低）的前提下，確定土方調(diào)配去向。,1．調(diào)配步驟,編制土方調(diào)配圖及土方平衡表,2．調(diào)配區(qū)的劃分， 平均運(yùn)距、施工單價(jià)的確定—教材Ｐ9,3．用“線性規(guī)劃”方法進(jìn)行土方調(diào)配,土方調(diào)配→,運(yùn)輸問題→,線性規(guī)劃→,運(yùn)籌學(xué),可用單純形法或表上作業(yè)法求解。,給定一初始方案,（1）編制初始方案,——最小元素法，可保證方案較優(yōu),就近調(diào)配——最小的施工單價(jià)取最大的土方量,Ｗ,400,×,×,500,

8、×,×,500,×,×,300,100,100,（2）方案最優(yōu)性判別,——假想價(jià)格系數(shù)法,①求解各個(gè)方格的假想價(jià)格系數(shù),Ｗ,50,,60,40,110,70,40,-10,100,80,30,0,60,＋,—,＋,＋,＋,＋,（3）方案的調(diào)整——閉回路法,Ｗ,①將最小的負(fù)檢驗(yàn)數(shù)對(duì)應(yīng)的變量作為調(diào)整對(duì)象,→②找出其閉合回路*,→③調(diào)整,·,↓↓,←,‖,→,‖,↓↓,→,‖,↓,←←←←←←

9、,↑↑↑↑,→→→→→→,100,400,400,×,（4）方案判別,（5）計(jì)算土方總運(yùn)輸量、繪制土方調(diào)配圖,教材——Ｐ15,* *幾點(diǎn)說明,1．前提條件：挖、填方平衡。,2．初始調(diào)配方案及調(diào)配過程中必須保證m+n-1 個(gè) 有調(diào)配土方的格子。如果多一個(gè)空格，應(yīng)令其為a（a→0），繼續(xù)進(jìn)行判別調(diào)整。,3．不平衡問題的求解,增加一個(gè)假想的取土點(diǎn)（或棄土點(diǎn)），將其轉(zhuǎn)化為平衡問題，再求解。,4．多個(gè)最優(yōu)解的判別及求解,判別：有

10、 說明存在多個(gè)最優(yōu)解；,求解：以 的格子為出發(fā)點(diǎn)，按閉回路法調(diào)整；,性質(zhì)：多個(gè)最優(yōu)解的目標(biāo)函數(shù)值相等。,1.2.4場(chǎng)地平整土方機(jī)械及其施工,1．推土機(jī)2．鏟運(yùn)機(jī),主要用于場(chǎng)地平整，,掌握其,工作特點(diǎn)適用范圍提高生產(chǎn)率的措施,3．挖掘機(jī)——少量用于場(chǎng)地平整工程， 多用于基坑（槽）開挖。詳見1.3.4,§1.3 基坑工程,1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)

11、定,1．土方邊坡的形式及坡度的表示方法,2．確定土方邊坡坡度應(yīng)考慮的因素,3．土方邊坡穩(wěn)定的機(jī)理及失穩(wěn)原因,穩(wěn)定機(jī)理：土顆粒之間存在內(nèi)聚力和摩擦力，使土體具有一定的抗剪強(qiáng)度,4．邊坡穩(wěn)定的分析方法,放足邊坡,土壁支護(hù),5．保證邊坡穩(wěn)定的措施,其它：改善土體性質(zhì)等,1.3.2 土壁支護(hù),1．基槽支護(hù)—教材Ｐ19~20,2．基坑支護(hù),（1）重力式水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu),·適用于軟土地區(qū)4~6m深的基坑，最大達(dá)7~8m。,·即

12、可擋土，又可防水,·設(shè)計(jì)：進(jìn)行整體穩(wěn)定、抗傾覆、抗滑移驗(yàn)算， 控制位移量；,·施工工藝—教材Ｐ19~20,（2）板式支護(hù)結(jié)構(gòu),·一般包括,擋墻系統(tǒng)：,支撐（拉錨）系統(tǒng),槽鋼、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等,·鋼板樁,即可擋土，也可防水；,鋼板樁失效的原因——教材Ｐ26；,鋼板樁施工方法,單獨(dú)打入法,圍檁插樁法,分段復(fù)打法,土層錨桿,,房屋建筑,懸索橋,電視塔,1.3.3

13、 降（排）水,降（排）水,地表水：截（水溝）、（筑堤）堵、排等,地下水,集水井（坑）降水,井點(diǎn)降水——人工降水/暗降,明排,一般淺基礎(chǔ)的基坑（槽）開挖，主要是地表水，其次是高水位地區(qū)的地下水問題。,○．地下水流的基本性質(zhì),○．1 潛水和層間水,潛水——從地表算起（向下）第一層不透水層以上含 水層中所含的水，這種水無壓力，屬重力水。,層間水——夾于兩個(gè)不透水層之間含水層中所含的水。

14、 可分為有壓層間水和無壓層間水兩種。,○．2 動(dòng)水壓力,概念——,大?。?性質(zhì)：,地下水在土中滲流時(shí)，對(duì)單位土體內(nèi)骨架產(chǎn)生的壓力。,①動(dòng)水壓力大小與水力坡度成正比；,②動(dòng)水壓力方向與地下水滲流方向一致；（區(qū)別于浮力）,○．3 流砂現(xiàn)象,概念/現(xiàn)象,防治途徑、措施,動(dòng)水壓力——外因,土質(zhì)——內(nèi)因,減小/ 消除動(dòng)水壓力：,改變動(dòng)水壓力方向：,改善土質(zhì)：,產(chǎn)生的原因,1．集水井（坑）降水,2．井點(diǎn)降水,（1）井點(diǎn)降水法的種類——教材

15、P33,噴射井點(diǎn)：揚(yáng)水裝置→造成負(fù)壓（形成真空）；,電滲井點(diǎn)：井點(diǎn)管內(nèi)側(cè)打入金屬棒作陽極，井點(diǎn)管作陰極， 通入直流電后土顆粒由陰極→陽極（電泳現(xiàn)象）；地 下水由陽極→陰極（電滲現(xiàn)象），使土中水更易于排出。,*優(yōu)先選用（一級(jí)） 輕型井點(diǎn)，若,降水深度不夠→多級(jí)輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn),K過小、水不易排出→電滲井點(diǎn),K大、Q大→管井井點(diǎn),K大、Q大且降水深度大→深井井點(diǎn),（2）輕型井點(diǎn)降水,1）降水設(shè)備：管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備

16、,2）布置和計(jì)算,A．平面布置,B．高程布置,Ｃ．計(jì)算（工程近似）,3）施工及注意事項(xiàng),*準(zhǔn)備工作→敷設(shè)總管→埋設(shè)井點(diǎn)管→用彎聯(lián)管連接總管和井點(diǎn)管→安裝抽水設(shè)備→試抽→正式抽水,*注意事項(xiàng)：①抽水應(yīng)連續(xù)進(jìn)行； ②注意對(duì)周圍環(huán)境的影響：周圍地面沉降、文明施工。,輕型井點(diǎn)降水計(jì)算,*完備的輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，除包括平面設(shè)計(jì)和 高程設(shè)計(jì)外，尚應(yīng)確定井點(diǎn)的數(shù)量/間距。,*Q（涌水量）,q（單根井點(diǎn)管的最大

17、出水量）,→井點(diǎn)的數(shù)量/間距,*Q（涌水量）的求解方法依據(jù)水井類型不同，分為4種：,①無壓完整井,②無壓非完整井,③承壓完整井,④承壓非完整井,說明：此處（教材）介紹的為籠統(tǒng)情況的近似方法，工程實(shí)際中應(yīng)參考其它資料，如工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、《施工手冊(cè)》等。,例題——輕型井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)計(jì)算,某基礎(chǔ)工程需開挖一底寬10米、長(zhǎng)15米，深4.1米的基坑，邊坡為1:0.5。地質(zhì)資料為：天然地面下有0.5米厚的粘土層，再下面為7.4米厚的極細(xì)沙層，再下面為不

18、透水的粘土層，通過現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)水試驗(yàn)求得Ｋ=30m/d，試按輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)進(jìn)行降水設(shè)計(jì)計(jì)算。,1.3.4 基坑（槽）土方施工,1．基坑（槽）土方量計(jì)算,2．基坑（槽）土方施工,淺基坑（槽）：,深基坑（槽）：,3．施工機(jī)械,挖掘機(jī)：正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟四類， 掌握其工作特點(diǎn)、適用范圍、工作方式,*土方工程綜合機(jī)械化施工—挖掘機(jī)與運(yùn)輸車輛的配合,1.4 土方的填筑與壓實(shí),1.4.1 土料的選用與處理——教材P

19、46,1.4.2 填筑的方法,1.4.3 壓實(shí)方法,碾壓夯實(shí)振動(dòng)壓實(shí),掌握其壓實(shí)原理、適用范圍,1.4.4影響填土壓實(shí)的因素,壓實(shí)功——存在“水平漸近線”,含水量——存在最佳含水量,鋪土厚度——與機(jī)械有效作用深度、壓實(shí)遍數(shù)有關(guān),1.4.5填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查——教材Ｐ49,重慶通渝隧道發(fā)生涌水坍方事故,重慶晚報(bào)——本報(bào)訊　昨日(040222) ，重慶開縣通往城口的通渝隧道內(nèi)發(fā)生坍方事故，造成洞內(nèi)近百米長(zhǎng)隧道塌陷，1人