1、2022年7月6日6时15分,1,建 筑 施 工 技 术 主讲：赵珍玲,2022年7月6日6时15分,2,绪 论,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。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 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,2022年7月6日6时15分,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,2022年7月6日6时15分,4,1.1 概述,1.1.1 引言 1.1.2 施工中土方分类方
2、法 1.1.3 土的工程性质,2022年7月6日6时15分,5,1.1.1 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。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。,2022年7月6日6时15分,6,1.1.2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。,2022年7月6日6时15分,7,1.1.3 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，
3、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)。,2022年7月6日6时15分,8,1.2场地设计标高的确定,引言 一般方法设计标高调整,2022年7月6日6时15分,9,1.2.1 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
4、。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；,2022年7月6日6时15分,10,1.2.2 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）。,2022年7月6日6时15分,11,由图1可见，11号角点为一个方格独有，而12，13，21，
5、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。,2022年7月6日6时15分,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划分场地方格网；2.计算或实测各角点的原地形标
6、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。,2022年7月6日6时15分,13,2)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
7、方。,2022年7月6日6时15分,14,1.2.3 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。,2022年7月6日6时15分,15,1.3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
8、土方量计算步骤,2022年7月6日6时15分,16,1.3.1 引 言,引言在土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。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。,2022年7月6日6时15分,17,1.3.2 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
9、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）。,2022年7月6日6时15分,18,基槽与路堤通常根据其形状（曲线、折线、变截面等）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,2022年7月6日6时15分,19,1.3.3 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
10、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。,2022年7月6日6时15分,20,补充知识 1.方格网法,2022年7月6日6时15分,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“
11、三角棱柱体法”。,2022年7月6日6时15分,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）。,2022年7月6日6时15分,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
12、填（挖）三挖（填）,2022年7月6日6时15分,24,补充知识 2.常用方格网计算公式,2022年7月6日6时15分,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。,2022年7月6日6时15分,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
13、。,2022年7月6日6时15分,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：其余各角点设计标高均可求出，详见图2.12。,2022年7月6日6时15分,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：(+)(+)(+)(-),2
14、022年7月6日6时15分,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、填方基本平衡。,2022年7月6日6时15分,30,1.4井 点 降 水,引言降水方法 集水井降水 流 砂 井点降水,2022年7月6日6时15分,31,1.4.1 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
15、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。,2022年7月6日6时15分,32,1.4.2 降 水 方 法,（一）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
16、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。,2022年7月6日6时15分,33,3）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。,2022年7月6日6时15分,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。严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。2）产生流砂现象的原因 流砂现象产生的原因，是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。
