土方工程思维脑图思维导图

U160634124

2024-03-08

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土方工程

施工排水

施工作业

土方工程的特点，性质，施工等内容讲解

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思维导图大纲

一、土方工程的主要内容与施工特点

主要内容

土方工程是建筑、道路、桥梁、水利、地下工程等各种土木工程施工的首项工程。土方工程的主要内容包括平整、开挖、填筑等主要分项工程和稳定土壁、控制地下水等辅助性分项工程。土方工程往往工程量大、劳动繁重、施工条件复杂、不确定因素多、危险性较大，因此在施工前必须做好调查研究，选择合适的施工时期，制订合理的施工方案和采用可靠的措施，并选用先进的施工方法和机械，以保证工程的质量与安全，获得较好的效益。

施工特点

面广量大

某些大型工矿企业或机场的场地平整可达数十平方公里，大型基坑开挖土方量可达数百万立方米，路基、堤坝及地下工程施工中土方量更大。

工作强度大

一般土的密度为1.5~2.5t/m，挖掘及运输强度大。石方或冻土坚硬，开挖难度大。

施工条件复杂

施工多为露天作业，土的成分较为复杂，地下情况难以确切掌握。因此，施工中直接受到地区、气候、水文和地质等条件及周围环境的影响。

危险性大

施工中易产生溜滑、坍塌、冒水、沉陷等事故。

二、土的工程性质

土的质量密度

土的质量密度分天然密度和干密度。土的天然密度，是指在天然状态下单位体积的质量，用p表示；土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒的质量，用p：表示；它是检验填土压实质量的控制指标。

土的含水率

土的含水率w是指土中所含的水与其固体颗粒间的质量比，以百分数表示。

土的渗透性

它是指土体中水可以渗流的性能，一般以渗透系数K表示。从达西地下水流动速度公式v=KI可以看出渗透系数K的物理意义，即当水力坡度I为1时地下水的渗流速度。

土的可松性

土具有可松性，即处于自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。

三、边坡稳定

边坡稳定的条件

自然边坡或人工边坡保持安全稳定的条件和能力。这两类边坡的岩土体在各种内外因素作用下逐渐发生化，坡体应力状态也随之改变，当滑动力或倾覆力达以至超过抗滑力或抗倾覆力而失去平衡时，即出现变破坏，造成灾害或威胁建筑物安全。山坡变形破坏是当普遍的一种自然灾害；大规模工程开挖边坡或大型库岸坡的安全稳定问题也很突出。

影响因素

土坡坡度，i=h/b=1:m或m=b/h=1/i，m为边坡坡度素数。m越大，坡度越小，土坡越稳定但不经济;m越小，坡度越大，越经济但不安全。

土坡高度，其他条件相同，高度越大越不安全。

坡顶堆载，坡顶堆放材料、建造建筑物、打桩等，可引起边坡失稳。

含水量增加，地下水位上升，含水量增加，则土体自重应力增加，抗剪强度降低，会促进边坡的滑动。

振动影响，振动会使土坡土质变得疏松，特别对含水量高的细砂、粉砂土等，因受振动而液化，都可能导致土方边坡失稳。

边坡稳定及支护的方法与适用条件

重力式挡墙

重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前常用的一种挡土墙。它的优点是就地取材，施工方便，经济效果好。所以，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。

扶壁式挡墙

扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，其主要特点是构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。适用于缺乏石料及地震地区。一般在较高的填方路段采用来稳定路堤，以减少土石方工程量和占地面积。

格构式锚杆挡墙支护

格构式锚杆挡墙加固技术是利用现浇混凝土梁和柱构成框架进行边坡坡面防护，并利用锚杆加以固定的一种边坡加固技术。格构框架中可以进行植被护坡，既能达到边坡支护的目的，又能恢复植被，提高绿化率，美化环境。它具有工期短，施工条件好，效果显著，外形美观等优点而被城市建设边坡广泛应用。

锚喷支护

锚喷支护是由锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展，调整围岩的应力分布，防止岩体松散坠落。它可用作施工过程中的临时支护，在有些情况下，也可以不必再做永久支护或衬砌。

坡率法

通过控制边坡的高度和坡度而无须对边坡进行整体加固就能使边坡达到自身稳定的支护方法。

四、施工降排水

主要原理

对基坑（或沟槽）底标高低于地下水位的工程，开挖时地下水会不断渗入坑内。若未采取截水、降水措施或及时将水排出，不但会使施工条件恶化、地基承载力下降，还易引发滑坡、塌方。此外，在降低地下水位时，可能引起周围地面及设施沉降而造成事故。因此，在基坑（槽）开挖和基础施工过程中，必须通过排水、降水、截水、回灌等方法控制地下水。

意义

降排地下水会造成土颗粒流失或土体压缩固结，易引起周围地面沉降。由于土层的不坞匀性和形成的水位呈漏斗状，地面沉降多为不均匀沉降，可能导致邻近建（构）筑物倾斜、下沉，道路开裂或管线断裂。因此，当降排地下水时，必须采取防沉措施，以防发生危害。

主要方法

集水明排法

适用范围

集水明排法设备简单、费用较低，可用于放坡开挖基坑的排水和降水。当土层为细砂和粉砂时，地下水渗流会带走细粒，易导致边坡坍塌或流砂现象；当地下水位较高且基底为黏土层时，易引起坑底隆起。所以，集水明排法仅适用于深度不大于3m、放坡面为粗粒土层或渗水量小的黏性土基坑。

回灌法

适用范围

对于浅层潜水可用砂井、砂沟回灌，对于承压水则需用回灌井进行回灌。

设置止水帷幕法

常用的止水帷幕做法

深层搅拌法

压密注浆法

冻结法

减少土颗粒损失法

五、常用土方施工机械作业

推土机

特点

所需作业面小、机动灵活、转移方便、短距运土效率高、干湿地都可以独立工作，同时可以配合其它机械工作

适用范围

填筑路基、开挖路堑、平整场地、管道和沟渠的回填等作业

铲运机

特点

能够完成铲装、运输、卸铺作业，并兼有一定的压实和平整能力

适用范围

土方工程，如填筑路基、开挖路堑和大面积平整场地等

平地机

特点

是一种铲土、运土、卸土能同时进行的连续作业机械

适用范围

（1）从线路两侧取土、填筑不高于1米的路堤（2)修整路基的断裂面（3)修刷边坡（4) 开挖路槽和边沟（5）大面积的场地平整.

挖掘机

特点

效率高、产量大，但机动性较差

适用范围

开挖路堑、填筑高路基等

装载机

特点

效率较高,操作简单，兼有推土机和挖掘机两者的工作能力

适用范围

铲掘、推运、平整、装卸、牵引等.

六、基坑开挖

放坡挖土

主要是无支护土方宜采用放坡挖土。当基坑开挖深度不大、周围环境允许，经验算能确保土坡的稳定性时可采用放坡挖土；

中心岛式挖土

一般用于有支护土方开挖。中心岛式挖土，宜用于具有较大空间情况下大型基坑土方开挖。具有挖土和运土速度快的优点。不过由于首先挖去基坑四周的土，支护结构受荷时间长，在软黏土中时间效应显著，有可能增大支护结构的变形量，对于支护结构受力不利。

盆式挖土

盆式挖土也是常用于有支护土方。先开挖基坑中间部分的土方，周围四边预留土坡，土坡最后挖除。采用盆式挖土方法可以使周边的土坡对围护墙有支撑作用，有利于减少围护墙的变形。其缺点是大量的土方不能直接外运。

七、土方填筑

方法与要求

对土砂石等天然建筑材料进行开采、装料、运输、卸料、铺散、压实的工程。水利工程中，土石方建筑主要用于修筑渠堤、堤防、土石围堰、土石坝等建筑物。要求根据地形、土料性质、土层分布、工程性质、质量要求、工期、工程量、运距、机械性能等，合理布置施工场地、道路，选择机型、机械数量，各工序衔接配套，保证工程质量，高效率、低成本地组织施工。

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