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1、第1章土方工程土方工程概述土方工程量计算与土方调配土方边坡与土壁支护排水与降水土方工程机械化施工主要内容【实际问题】某工程位于经济开发区内,北侧和东侧为道路,南侧和西侧紧临其他建筑。该工程为高层综合楼,地下一层地上二十二层,基坑呈矩形状,长98.0m,宽40.2m,地下水位距地面1.500m左右,基础开挖深度为6.00m。该工程所处地区地下水位高,土质条件差,属冲积-海积平原,填垫前为盐田,现用耕植土填起。主要土层为淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土层,含水量一般在50%左右,孔隙比一般在1.2～1.6之间,土的压缩性高,抗剪强度低,在外荷载作用下,地基承载能力低,
2、变形大,不均匀沉降也大。近年来，本地区在基坑施工中由于开挖不慎，造成基坑坍塌的事故屡有出现，对周围建筑、道路、管线等造成很大破坏，从而影响了工程进度，给人们生活带来不便，造成不好的社会影响。本工程基坑土方开挖如何施工才能安全并尽量减少对周围环境的影响？2.1.1土方工程的特点及施工要求1）面广量大、劳动繁重2）施工条件复杂2.1土方工程概述1）在条件允许的情况下应尽可能采用机械化施工；在条件不够或机械设备不足时，应创造条件，采取半机械化和革新工具相结合的方法；2）要合理安排施工计划，尽量避开冬季、雨季施工，并做好相应准备工作。3）对土方进行合理调配、统筹安排
3、，降低费用。4）做好调查研究，了解土壤的种类和工程性质，工期要求、质量要求及施工条件，施工地区的地形、地质、水文、气象资料，拟定合理的施工方案和技术措施，以保证工程质量、安全、进度。组织土方工程施工的要求（4条）：工程分类直观的鉴别方法，就是根据开挖难易程度和开挖中使用不同的工具和方法来进行分类。土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方案，劳动量消耗和工程费用。土越硬，劳动量消耗越多，工程成本越高。2.1.2土的工程分类土的构成：固体颗粒、水和气体三部分。（1）土的体积：V=Vw+Va+Vs＝Vv+Vs式中：Vw—水的体积，Vs—土颗粒的体积，Va—气体体积
4、，Vv—孔隙的体积。（2）土的质量：M=Mw+Ms式中：Mw—水的质量，Ms—土颗粒的质量。2.1.3土的工程性质天然密度ρ：和土的天然密度，是指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。干密度ρd：土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒的质量，即土体空隙中无水时的单位土重。一定程度上反应了土颗粒排列的紧密程度，可用来作为填土压实质量的控制指标。（3）土的密度：ρ＝M/V（4）土的重度：γ＝ρg（式中：g—重力加速度。）（5）土的干重度：γd＝（Ms/V）g（6）饱和重度：γsat＝[（Mw+Ms+Va×ρw）/V]g（7）有效重度
5、:γ'=γsat-ρwg=γsat-γw土重度的比较：γsat≥γ≥γd≥γ'（8）孔隙比：e＝Vv/Vs*100%（9）孔隙率：n＝Vv/V*100%孔隙比和孔隙率之间的换算关系：e＝n/(1-n)n=e/(1+e)（10）饱和度：St=Vw/Vv*100%（11）土的含水量：mw——土中水的质量；ms——土中固体颗粒经温度为105℃烘干后的质量。土的含水量会影响土方开挖、边坡稳定和回填土夯实等的施工。当土的含水量超过25%~30%时，采用机械施工就很困难，含水量超过20%是，一般运土汽车就容易打滑、陷车，影响挖土机的工作。回填土夯实时若含水量过大则会产生
6、橡皮土现象，无法夯实。土的最初可松性系数：土的最后可松性系数：注：Ks＞Ks'＞1.0V1—自然状态下土的体积；V2—开挖后的松散体积；V3—回填压实后的体积。一般有：V2＞V3＞V1（12）土的可松性：土体孔隙中的自由水在重力作用下会透过土体运动，这种被水透过的性质称为土的渗透性。以确定降水方案和计算涌水量、确定土方填筑铺筑顺序。单位时间渗水量：渗流速度：(⊿H-水头差;L-渗流路径长度;A-土体横截面积)（13）土的渗透性常规土体渗透性比较：粘土﹤粉土﹤砂土﹤砾石2.1.4土方边坡坡度土方边坡坡度=m=称为坡度系数；当边坡高度为h时，边坡宽度为b=mh。
7、（a）直线形（b）折线形（c）阶梯形图2.1土方放坡形式土方边坡的大小影响因素：土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水情况有关。当土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底标高时，挖方边坡可做成直立壁而不加支撑，但深度不宜超过下列规定：当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或沟底标高时，挖土深度在5m以内不加支撑的边坡最陡坡度应符合下表规定，并在施工中随时检查边坡的稳定情况。土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无荷载坡顶有静荷载坡顶有动荷载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类土（填充物为砂土）1:0
8、.751:1.1001:1.25硬塑的粉土1:0.6
