单元1土方工程施工.pptx
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1、单元单元1 土方工程施工土方工程施工土方工程是建筑地基与基础工程施工的重要工程之一,土方土方工程是建筑地基与基础工程施工的重要工程之一,土方工程主要包括:地基土现场鉴别、基坑开挖、土方回填等工工程主要包括:地基土现场鉴别、基坑开挖、土方回填等工作。作。土方工程一般工程量较大,为了缩短工期、降低成本,应合土方工程一般工程量较大,为了缩短工期、降低成本,应合理地选择土方机械,组织机械化施工。土方工程多为露天作理地选择土方机械,组织机械化施工。土方工程多为露天作业,受到气候、水文地质等条件影响较大,一般宜在春秋季业,受到气候、水文地质等条件影响较大,一般宜在春秋季节开工。雨期施工应采取必要的防洪排水
2、措施,冬期施工应节开工。雨期施工应采取必要的防洪排水措施,冬期施工应采取相应的防冻保温措施。采取相应的防冻保温措施。返回第1页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别地球形成至今大约有地球形成至今大约有60亿年以上。在这漫长的地质历史中,亿年以上。在这漫长的地质历史中,地壳经历了一系列的演变过程。在第四纪时期地壳经历了一系列的演变过程。在第四纪时期(距今距今60万年万年),曾发生多次冰川作用,地壳岩石在相互交替的地质作用下风曾发生多次冰川作用,地壳岩石在相互交替的地质作用下风化、破碎为散碎体,在风、水和重力等作用下,被搬运到一化、破碎为散碎体,在风、水和重力等作用下,被搬运到一个新
3、的位置沉积下来形成个新的位置沉积下来形成“沉积土沉积土”。由于沉积的历史不长,。由于沉积的历史不长,尚未胶结岩化,通常是松散软弱的多孔体,与岩石的性质有尚未胶结岩化,通常是松散软弱的多孔体,与岩石的性质有很大的差别。因此,土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、很大的差别。因此,土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程,在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。沉积等过程,在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗粒土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗粒构成土的骨架,是三相体系中的主体,水和气体填充土骨架构成土的骨架,是三相体系中的
4、主体,水和气体填充土骨架之间的空隙,土体三相组成中每一相的特性及三相比例关系之间的空隙,土体三相组成中每一相的特性及三相比例关系对土的性质有显著影响。对土的性质有显著影响。下一页返回第2页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别1.1 地基土分类地基土分类自然界土的类别众多,工程性质各异,根据土的性质差异将自然界土的类别众多,工程性质各异,根据土的性质差异将土划分成一定的类别,其目的在于通过一种通用的鉴别标准,土划分成一定的类别,其目的在于通过一种通用的鉴别标准,在不同土类间作出比较、评价。在不同土类间作出比较、评价。1.1.1按岩土的主要特征分类按岩土的主要特征分类为了评价岩土的
5、工程性质以及进行地基基础设计与施工,为了评价岩土的工程性质以及进行地基基础设计与施工,建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)根据岩土的主要根据岩土的主要特征,按工程性能近似的原则,把作为建筑地基的岩土分为特征,按工程性能近似的原则,把作为建筑地基的岩土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土六类。岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土六类。上一页 下一页返回第3页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(1)岩石。岩石是指颗粒间牢固联结,呈整体或具有纹理裂隙岩石。岩石是指颗粒间牢固联结,呈整体或具有纹理裂隙的岩体。其坚硬程度划分为坚硬岩、较
6、硬岩、较软岩、软岩的岩体。其坚硬程度划分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩;其完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极软岩;其完整程度划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。和极破碎。(2)碎石土。碎石土是指粒径大于碎石土。碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50的土。按其颗粒形状及粒组含量可分为漂石、块石、卵石、的土。按其颗粒形状及粒组含量可分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾,碎石、圆砾、角砾,见表见表1-1;按重型圆锥动力触探锤击数;按重型圆锥动力触探锤击数N63.5将碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实,将碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实
7、,见表见表1-2。上一页 下一页返回第4页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(3)砂土。砂土是指粒径大于砂土。砂土是指粒径大于2 mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50、粒径大于粒径大于0.075 mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50的土。按粒组含的土。按粒组含量可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂,量可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂,见表见表1-3;按标准;按标准贯入试验锤击数贯入试验锤击数N将砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密将砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密实实见表见表1-4。(4)粉土。粉土是指粒径大于粉土。粉土是指粒径大于0.075 mm的颗
8、粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50、塑性指数、塑性指数IP10的土。粉土又分黏质粉土的土。粉土又分黏质粉土(粉粒粉粒0.05 mm不到不到50,IP10)、砂质粉土、砂质粉土(粉粒粉粒0.5 mm占占50以上,以上,IP10)。其性质介于砂土及黏性土之间。其性质介于砂土及黏性土之间。上一页 下一页返回第5页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(5)黏性土。黏性土是指塑性指数黏性土。黏性土是指塑性指数IP10的土。按其塑性指数的土。按其塑性指数可分为黏土和粉质黏土,可分为黏土和粉质黏土,见表见表1-5;按液性指数将黏性土分为;按液性指数将黏性土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流
9、塑五种状态,坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种状态,见表见表1-6。(6)人工填土。人工填土是指由于人类活动而堆填的土。其物人工填土。人工填土是指由于人类活动而堆填的土。其物质成分杂乱、均匀性差。按其组成和成因可分为素填土、压质成分杂乱、均匀性差。按其组成和成因可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土。实填土、杂填土和冲填土。除了上述六类土之外,还有一些特殊土,如:除了上述六类土之外,还有一些特殊土,如:淤泥和淤泥质淤泥和淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土等。土、湿陷性黄土、膨胀土等。1.1.2按岩土的坚硬程度分类按岩土的坚硬程度分类按岩土的坚硬程度和开挖方法及使用工具,将土分为八类,按岩土的坚硬程度和
10、开挖方法及使用工具,将土分为八类,见表见表1-7。上一页 下一页返回第6页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别按按土土开开挖挖的的难难易易程程度度将将土土分分为为:松松软软土土、普普通通土土、坚坚土土、砂砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。l松松土土和和普普通通土土可可直直接接用用铁铁锹锹开开挖挖,或或用用铲铲运运机机、推推土土机机、挖土机施工;挖土机施工;l坚坚土土、砂砂砾砾坚坚土土和和软软石石要要用用镐镐、撬撬棍棍开开挖挖,或或预预先先松松土土,部分用爆破的方法施工;部分用爆破的方法施工;l次坚石、坚石和特坚硬石一般要用
11、爆破方法施工。次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。第7页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别1.2常见土的现场鉴别常见土的现场鉴别黏土、粉质黏土、粉土的现场鉴别方法黏土、粉质黏土、粉土的现场鉴别方法见表见表1-8。1.3岩土工程勘察报告阅读岩土工程勘察报告阅读1.3.1岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法岩土工程勘察中,需要借助各种勘探工具,查明地下岩土分岩土工程勘察中,需要借助各种勘探工具,查明地下岩土分布特征及工程特性。勘探方法很多,现将建筑工程常用的三布特征及工程特性。勘探方法很多,现将建筑工程常用的三种方法介绍如下:种方法介绍如下:(1)钻探法。钻探就是利用钻机在地
12、层中钻孔,通过沿孔深取钻探法。钻探就是利用钻机在地层中钻孔,通过沿孔深取样,以鉴别和划分土层,并测定岩土层的物理力学性质。这样,以鉴别和划分土层,并测定岩土层的物理力学性质。这是最广泛使用的传统方法。是最广泛使用的传统方法。上一页 下一页返回第8页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别按钻进方式不同,钻机一般常用回钻式、冲击式、振动式三按钻进方式不同,钻机一般常用回钻式、冲击式、振动式三种。其中,回钻式是最普及的一种方式。回钻式钻机是利用种。其中,回钻式是最普及的一种方式。回钻式钻机是利用钻机的回钻器带动钻头旋转,磨削孔底地层向下钻进,通常钻机的回钻器带动钻头旋转,磨削孔底地层向
13、下钻进,通常使用管状钻头取柱状使用管状钻头取柱状(原状原状)土样。目前,国内工程勘察常用的土样。目前,国内工程勘察常用的浅孔钻机型号有浅孔钻机型号有30型、型、50型和型和100型等型等(数字表示最大钻进深数字表示最大钻进深度度),其中,其中SH-30型钻机的结构型钻机的结构如图如图1-1所示。所示。(2)触探法。触探法是间接的勘察方法,不取土样做试验,只触探法。触探法是间接的勘察方法,不取土样做试验,只是将一个特制探头装在触探杆底部,打入或压入地基土中,是将一个特制探头装在触探杆底部,打入或压入地基土中,根据贯入阻力的大小探测土层的工程性质。根据贯入阻力的大小探测土层的工程性质。根据探头的结
14、构和入土方法不同,可分为动力触探和静力触根据探头的结构和入土方法不同,可分为动力触探和静力触探两大类,动力触探又分为圆锥动力触探和标准贯入试验。探两大类,动力触探又分为圆锥动力触探和标准贯入试验。上一页 下一页返回第9页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别1)圆锥动力触探。用标准质量的穿心锤提升至标准高度自由圆锥动力触探。用标准质量的穿心锤提升至标准高度自由下落,将特制的圆锥探头贯入地基土层标准深度,用所需锤下落,将特制的圆锥探头贯入地基土层标准深度,用所需锤击数击数N的大小来判定土的工程性质的好坏。的大小来判定土的工程性质的好坏。N值越大,表明贯值越大,表明贯入阻力越大,土质
15、越密实。入阻力越大,土质越密实。2)标准贯入试验。标准贯入试验简称为标贯。采用质量为标准贯入试验。标准贯入试验简称为标贯。采用质量为63.5 kg(140磅磅)的穿心锤,自由落距的穿心锤,自由落距76 cm(30英寸英寸),将贯入器锤击,将贯入器锤击打入土中打入土中15 cm后,开始记录每打入后,开始记录每打入10 cm的锤击数,累计打的锤击数,累计打入入30 cm(1英尺英尺)的锤击数,即为标准贯入锤击数的锤击数,即为标准贯入锤击数N。当锤击数。当锤击数已达已达50击,而贯入深度未达击,而贯入深度未达30 cm时,记录实际贯入深度并终时,记录实际贯入深度并终止试验。止试验。上一页 下一页返回
16、第10页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别试验后拔出贯入器,绘制标准贯入锤击数试验后拔出贯入器,绘制标准贯入锤击数N与深度的关系曲线。与深度的关系曲线。标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土,不适用于软标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土,不适用于软塑至流塑的软土。塑至流塑的软土。3)静力触探。静力触探试验是利用压力装置将触探头用静力静力触探。静力触探试验是利用压力装置将触探头用静力压入试验土层,通过触探头中的传感器和量测仪表测试土层压入试验土层,通过触探头中的传感器和量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物对触探头的贯入阻力,以此来判断、分
17、析、确定地基土的物理力学性质。理力学性质。静力触探适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土、素填土和静力触探适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土、素填土和含少量碎石的土。含少量碎石的土。上一页 下一页返回第11页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(3)掘探法。掘探法就是在建筑场地或地基内有代表性的地段掘探法。掘探法就是在建筑场地或地基内有代表性的地段用人工开挖探洞、探井或探槽,直接观察了解土层情况与性用人工开挖探洞、探井或探槽,直接观察了解土层情况与性质。这种方法直观、明了,可直接观察土层的天然结构。质。这种方法直观、明了,可直接观察土层的天然结构。掘探法一般适用于钻探法难以进行勘察
18、掘探法一般适用于钻探法难以进行勘察(如地基中含有大块漂如地基中含有大块漂石、块石等石、块石等)或难以准确查明或难以准确查明(如土层很不均匀、颗粒大小相差如土层很不均匀、颗粒大小相差悬殊、分布不规则等悬殊、分布不规则等)的土层、湿陷性黄土地区的勘察、事故的土层、湿陷性黄土地区的勘察、事故处理质量检验等。处理质量检验等。1.3.2岩土工程勘察报告岩土工程勘察报告岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)中强制性条文明确指中强制性条文明确指出:出:“各项工程建设在设计和施工之前,必须按基本建设程各项工程建设在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。序进行岩土工程勘察。
19、上一页 下一页返回第12页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心勘察、精心分地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心勘察、精心分析,提出资料完整、评价正确的勘察报告。析,提出资料完整、评价正确的勘察报告。”(1)岩土工程勘察报告的主要内容。岩土工程勘察报告一般有文岩土工程勘察报告的主要内容。岩土工程勘察报告一般有文字说明和图表两个部分。字说明和图表两个部分。1)文字部分。岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、文字部分。岩土工程
20、勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写,并应包括下列内容:工程特点和地质条件等具体情况编写,并应包括下列内容:勘察目的、任务要求和依据的技术标准;勘察目的、任务要求和依据的技术标准;拟建工程概况;拟建工程概况;勘察方法和勘察工作布置;勘察方法和勘察工作布置;场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;上一页 下一页返回第13页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值;力的建议值;地下
21、水埋藏情况、类型、水位及其变化;地下水埋藏情况、类型、水位及其变化;土和水对建筑材料的腐蚀性;土和水对建筑材料的腐蚀性;可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价;的评价;场地稳定性和适宜性的评价。场地稳定性和适宜性的评价。2)图表部分。一份完整的报告书,通常附有以下图纸:图表部分。一份完整的报告书,通常附有以下图纸:勘探点平面布置图。在勘探点平面布置图上标有建筑物位置,勘探点平面布置图。在勘探点平面布置图上标有建筑物位置,勘探点的编号、坐标、孔口标高以及地质剖面图的连线,说明勘探点的编号、坐标、孔口标高以及地质剖面图的连线,
22、说明勘探孔用途的图例等。勘探孔用途的图例等。上一页 下一页返回第14页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别工程地质柱状图。每一张柱状图都表明一个勘探点所穿过工程地质柱状图。每一张柱状图都表明一个勘探点所穿过的地层情况、各层岩土的名称、地质年代、层底深度、取样的地层情况、各层岩土的名称、地质年代、层底深度、取样位置及地下水位等。位置及地下水位等。工程地质剖面图。柱状图只说明一个点的情况,将相邻点工程地质剖面图。柱状图只说明一个点的情况,将相邻点的地层连接起来,就可以联想出点与点之间的地层特征,从的地层连接起来,就可以联想出点与点之间的地层特征,从而可以推论整个场地的情况。而可以推
23、论整个场地的情况。原位测试成果图表。触探和标贯及载荷试验和试桩的原位测试成果图表。触探和标贯及载荷试验和试桩的PS曲线等原位测试成果图表。曲线等原位测试成果图表。室内试验成果图表。室内试验成果图表。上一页 下一页返回第15页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别(2)岩土工程勘察报告的阅读与使用。岩土工程勘察报告是建岩土工程勘察报告的阅读与使用。岩土工程勘察报告是建筑物基础设计和基础施工的依据,因此对设计和施工人员来筑物基础设计和基础施工的依据,因此对设计和施工人员来说正确阅读、理解和使用勘察报告是非常重要的。应当全面说正确阅读、理解和使用勘察报告是非常重要的。应当全面熟悉勘察报
24、告的文字和图表内容,了解勘察的结论建议和岩熟悉勘察报告的文字和图表内容,了解勘察的结论建议和岩土参数的可靠程度,把拟建场地的工程地质条件与拟建建筑土参数的可靠程度,把拟建场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联合起来进行综合分析。以下几点应当物的具体情况和要求联合起来进行综合分析。以下几点应当引起设计和施工人员的重视:引起设计和施工人员的重视:1)场地稳定性评价。正确阅读与使用勘察报告首先是分析评场地稳定性评价。正确阅读与使用勘察报告首先是分析评价场地的稳定性和适宜性,然后才是地基土的承载力和变形价场地的稳定性和适宜性,然后才是地基土的承载力和变形问题。场地稳定性评价主要涉及区域稳定性
25、和场地稳定性两问题。场地稳定性评价主要涉及区域稳定性和场地稳定性两个方面。个方面。上一页 下一页返回第16页/共128页任务任务1 地基土现场鉴别地基土现场鉴别区域稳定性是指一个地区或区域的整体稳定,如有无构造区域稳定性是指一个地区或区域的整体稳定,如有无构造断裂带。断裂带。场地稳定性是指一个具体的工程建筑场地有无不良地质现场地稳定性是指一个具体的工程建筑场地有无不良地质现象及其对场地稳定性的直接与潜在的危害。如泥石流、滑坡、象及其对场地稳定性的直接与潜在的危害。如泥石流、滑坡、崩塌、塌陷等,应查明其成因、类型、分布范围、发展趋势崩塌、塌陷等,应查明其成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,
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