1、*1建 筑 施 工 技 术*2绪论v建筑施工技术：如何最有效地建造房屋的理论、方法和有关的施工规律。v建筑施工方面的主要规范施工及验收规范GBJ 建筑工程质量检验评定标准 GBJ v组成工种工程（按工艺流程）土方工程、桩基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程等*3第一章 土方工程1.概述2.场地设计标高的确定3.土方工程量的计算4.井点降水5.边坡稳定及土壁支护6.土方开挖与填筑*41.1 概述 1.1.1 引言 1.1.2 施工中土方分类方法 1.1.3 土的工程性质*51.1.1 引言 土方工程：包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。
2、最常见的土方工程（在土木工程中）：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。*61.1.2施工中土方分类方法按土的开挖难易程度将土分为八类（表1-1），这也是确定土木工程劳动定额的依据。类别土的名称开挖方法可松性系数KsKs第一类（松软土）1.081.171.011.04第二类（普通土）1.141.281.021.05第三类（坚土）1.241.30 1.041.07 第四类（砾砂坚土）1.261.37 1.061.09 第五类（软石）1.301.45 1.101.20 第六类（次坚石）1.301.45 1.101.20 第七类（坚石）1.301.45 1.101.20第八类（
3、特坚石）1.451.50 1.201.30*71.1.3 土 的 工 程 性 质土的主要工程性质有：土的天然含水量，土的密度，土的可松性，土的渗透性等；土的可松性：土具有可松性。即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即（1-1）式中 最初可松 性系数；最后可松性 系数；土在天然状态下的体积(m3)土经开挖后的松散体积(m3)；土经回填压实后的体积(m3)。*81.2场地设计标高的确定引言 一般方法 设计标高调整*91.2.1 引言 设计标高一般要求大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平整。场地平整就是将自然地面
4、改造成人们所要求的平面。场地设计标高应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水水位等要求，并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。设计标高确定方法 一般方法：如场地比较平缓，对场地设计标高无特殊要求，可按照挖填土方量相等的原则确定场地设计标高；*101.2.2 一 般 方 法原理将场地划分成边长为a的若干方格，并将方格网角点的原地形标高标在图上（图1-1）。原地形标高可利用等高线用插入法求得或在实地测量得到。按照挖填土方量相等的原则（图1-2），场地设计标高可按下式计算：即:式中:z 所计算场地的设计标高（m）；n 方格数；zi1,zi2,zi3,zi4 第i个方格四个角点的原地形标高（m）。
5、*11由图1可见，11号角点为一个方格独有，而12，13，21，24号角点为两个方格共有，22，23，32，33号角点则为四个方格所共有，在用式（1-3）计算z0的过程中类似11角点的标高仅加一次，类似12号角点的标高加两次，类似22号角点的标高则加四次，这种在计算过程中被应用的次数Pi，反映了各角点标高对计算结果的影响程度，测量上的术语称为“权”。考虑各角点标高的“权”，式（1-3）可改写成更便于计算的形式：（1-4）式中:z1 一个方格独有的角点标高；z2,z3,z4分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。*12 计算方法1)标高场地设计标高确定的一般方法是按如下步骤计算的：1划分场地方格
6、网；2.计算或实测各角点的原地形标高；3按式（1-4）计算场地设计标高；4设计标高调整。设计标高的调整主要是泄水坡度的调整，由于按式（1-4）得到的设计平面为一水平的挖填方相等的场地，实际场地均应有一定的泄水坡度。因此，应根据泄水要求计算出实际施工时所采用的设计标高。以Z作为场地中心的标高（图1-2），则场地任意点的设计标高为（1-5）式 中:zi考虑泄水坡度的角点设计标高。*132)施工高度土方的施工高度求得 zi后，即可按下式计算各角点的施工高度Hi，施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值：（1-6）式中:zi i角点的原地形标高。若Hi为正值，则该点为填方，Hi为负值则为挖方
7、。*141.2.3 设 计 标 高 调 整设计标高的调整实际工程中，对计算所得的设计标高，还应考虑下述因素进行调整，此工作在完成土方量计算后进行。(1)考虑土的最终可松性，需相应提高设计标高，以达到土方量的实际平衡(2)考虑工程余土或工程用土，相应提高或降低设计标高。(3)根据经济比较结果，如采用场外取土或弃土的施工方案，则应考虑因此引起的土方量的变化，需将设计标高进行调整。场地设计平面的调整工作也是繁重的，如修改设计标高，则须重新计算土方工程量。*151.3土方工程量的计算 1.引言 2.基坑（槽）及路堤土方量 3.场地平整土方量计算步骤*161.3.1 引 言引言在土方工程施工之前，通常要
8、计算土方的工程量。但土方工程的外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。*171.3.2 基坑（槽）及路堤土方量基坑（槽）及路基土方量基坑（槽）和路堤的土方量可按拟柱体积的公式计算（图1-4），即（1-13）式中V土方工程量（m3）；H，F1，F2如图所示。对基坑而言，H为基坑的深度，F1，F2分别为基坑的上下底面积（m2）；对基槽或路堤，H为基槽或路堤的长度（m），F1，F2为两端的面积（m2）；F0F1与F2之间的中截面面积（m2）。*18基槽与路堤通常根据其形状（曲线、折线、变截面
9、等）划分成若干计算段，分段计算土方量，然后再累加求得总的土方工程量。如果基槽、路堤是等截面的，则H，F1=F2=F 0，由式（1）计算V=HF1。图1-4 土方量计算a）基坑土方量计算；b）基槽、路堤土方量计算*191.3.3 场地平整土方量计算步骤场地平整土方量计算步骤1.场地设计标高确定后，求出平整的场地各角点的施工高度Hi。2.确定“零线”的位置确定“零线”的位置有助于了解整个场地的挖、填区域分布状态。3.然后按每个方格角点的施工高度算出填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样即得到整个场地的填、挖土方总量。*20补充知识1.方格网法图示计算步骤方法适用范围1划方格网 根据地形图划分方
10、格网，尽量使其与测量或施工坐标网重合，方格一般采用20m20m40m40m，将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角，求出各点的施工高度(挖或填)，填在方格网左上角，挖方为(+)，填方为(-)。2计算零点位置 计算确定方格网中两端角点施工高度符号不同的方格边上零点位置，标于方格网上，联接零点，即得填方与挖方区的分界线。零点的位置按下式计算，见图(a)：式中、角点至零点的距离 m；、相邻两角点的高程 m，均用绝对值；a 方格网的边长 m。3计算土方工程量 按方格网底面图形和下表体积计算公式，计算每个方格内的挖方或填方量。4汇总 分别将挖方区和填方区所有方格计算土方量汇总，即得
11、该建筑场地挖方区和填方区的总土方量。适于地形较平缓或台阶宽度较大的地段采用计算方法较为复杂，但作为平整场地土方量计算，精度较高。*21方格网零线及零点的确定零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为0。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点（0）的位置（图1-5），将各相邻的零点连接起来即为零线。图1-5 零点计算示意图如不需计算零线的确切位置，则绘出零线的大致走向即可。零线确定后，便可进行土方量的计算。方格中土方量的计算有两种方法：“四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”。*22四方棱柱体的体积计算方法四方棱柱体的体积计算方法粉两种情况：1方格四个角点全
12、部为填或全部为挖（图1-6a）时：（1-14）式中V挖方或填方体积（m3）；H1，H 2，H3，H4方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（m）。2方格四个角点，部分是挖方，部分是填方（图1-6b和c）时：（1-15）（1-16）式中H填（挖）方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值（m）；H方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）；a方格边长（m）。*23图1-6 四方棱柱体的体积计算a)角点全填或全挖b）角点二填二挖c）角点一填（挖）三挖（填）*24补充知识2.常用方格网计算公式项目图示计算公式一点填方或挖方(三角形)当时，二点填方或挖方(梯形)三点填方或挖方(五角形)四点填方或挖方(正方
13、形)*25上表注：1）a方格网的边长,m；b、c零点到一角的边长,m；h1,h2,h3,h4方格网四角点的施工高程,m，用绝对值代入；h 填方或挖方施工高程的总和,m，用绝对值代入；挖方或填方体积,m。2）本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程而得出的。*26 例题某建筑场地地形图和方格网(边长a=20.0 m)布置如图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度，。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、填土方工程量。*27 解：(1)计算场地设计标高(2)根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点(几何中心o)为，由式得各角点设计标高为：其余各角点设计标
14、高均可求出，详见图2.12。*28(3)计算各角点的施工高度得各角点的施工高度(以“+”为填方，“-”为挖方)：各角点施工高度见图2.12。(4)确定“零线”，即挖、填方的分界线确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。如1-5线上：，即零点距角点1的距离为0.67m。(5)计算各方格土方工程量(以“+”为填方，“-”为挖方)全填或全挖方格：(+)(+)(+)(-)*29 三填一挖或三挖一填方格，由式(2.13)：(+)(-)(-)(+)(+)(-)将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：503.92 m3 填方：504.26 m3 挖方、填方基本
15、平衡。*301.4井 点 降 水 引言 降水方法集水井降水流 砂井点降水*311.4.1 引言引言井点降水在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥。*321.4.2 降 水 方 法（一
16、）集水井降水施工施工过程构造设置1）施工过程基坑或沟槽开挖时，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。2）构造四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基坑范围内设置盲沟排水。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔2040m设置一个。*333）设置集水坑的直径或宽度一般为0.60.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.71.0m。坑壁可用竹、木材料等简易加固。当基坑挖至设计标高后，集水坑底应低于基坑底面1.02.0m，并铺设碎石滤水层（0.3m厚）或下部砾石（0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。*34（二）流 砂流砂现象产生流砂现象的原因流砂的防治1）流砂现象基坑挖土至地下水位以下，土质为细砂土或粉砂土的情况下，采用集水坑降低地下水时，坑下的土有时会形成流动状态，随着地下水流入基坑，这种现象称为流砂现象。出现流砂现象时，土完全丧失承载力，土体边挖边冒流砂，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。严重
