《给水排水工程施工技术》

单击此处编辑母版文本样式,*,山东省特种设备检验研究院日照分院李宗九,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,给水排水工程施工技术,山东省特种设备检验研究院,日照分院,山东省特种设备检验研究院,日照分院,第三节沟槽及基坑的土方施工,一、沟槽断面形式,常用的沟槽断面形式有直槽、梯形槽、混合槽和联合槽等，如图1-18所示。,正确地选择沟槽断面形式，可以为管道施工创造良好的施工作业条件。在保证工程质量和施工安全的前提下，减少土方开挖量，降低工程造价，加快施工速度。要使沟槽断面形式选择合理，应综合考虑土的种类、地下水情况、管道断面尺寸、埋深和施工环境等因素。沟槽底宽由下式确定，如图1-19所示。,沟槽上口宽度由下式计算：,工作面宽度b决定于管道断面尺寸和施工方法，每侧工作面宽度参见表1-13。,沟槽开挖深度按管道设计纵断面确定。,当采用梯形槽时，其边坡的选定，应按土的类别并符合表1-14的规定。不需支撑的直槽边坡一般采用1,:0.05,。当槽深,h,不超过下列数值可开挖直槽并不需要支撑。,砂土、砂砾土 h1.0m,亚砂土、亚黏土 h1.25m,黏土 h1.5m,二、沟槽及土方量计算,(一)沟槽土方量计算,沟槽土方量计算通常采用平均法，由于管径的变化、地面起伏的变化，为了更准确地计算土方量，应沿长度方向分段计算，如图1-20所示。,其计算公式：,将各计算段土方量相加即得总土方量。,(二)基坑土方量计算,基坑土方量可按立体几何中柱体体积公式计算，如图1-21所示。,其计算公式为：,【例题1-2 】已知某一给水管线纵断面图设计如图1-22所示，土质为黏土，无地下水，采用人工开槽法施工，其开槽边畅通采用1: 0.25,工作面宽度b=0.4，计算土方量。,【解】 根据管线纵断面图，可以看出地形是起伏变化的。为此将沟槽按桩号0+100至0150, 0+150至0+200,0+200至0+225，分三段计算。,1.各断面面积计算,三、沟槽及基坑的土方开挖,(一)土方开挖的一般原则,(1)合理确定开挖顺序：保证土方开挖的顺序进行，应结合现场的水文、地质条件，合理确定开挖顺序。如相邻沟槽和基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工顺序。,(2)土方开挖不得超挖，减小对地基土的扰动。采用机械挖土时，可在设计标高以上留20cm土层不挖，待人工清理。即使采用人工挖土也不得超挖。如果挖好后不能及时进行下一工序时，可在基底标高以上留15cm土层不挖，待下一工序开始前再挖除。,(3)开挖时应保证沟槽槽壁稳定，一般槽边上缘至弃土坡脚的距离应不小于0.8,1.5m，推土高度不应超过1.5m。,(4)采用机械开挖沟槽时，应由专人负责掌握挖槽断面尺寸和标高。施工机械离槽边上缘应有一定的安全距离。,(5)软土、膨胀土地区开挖土方或进入季节性施工时，应遵照有关规定。,(二)开挖方法,土方开挖方法分为人工开挖和机械开挖两种方法。为了减轻繁重的体力劳动，加快施工速度，提高劳动生产率，应尽量采用机械开挖。,沟槽、基坑开挖常用的施工机械有单斗挖土机和多斗挖土机两个种类。,1.单斗挖土机,单斗挖土机在沟槽或基坑开挖施工中应用广泛，种类很多。按其工作装置不同，分为正铲、反铲、拉铲和抓铲等。按其操纵机构的不同，分为机械式和液压式两类，如图1-23 所示。目前，多采用的是液压式挖土机，它的特点是能够比较准确地控制挖土深度。,(1)正铲挖土机。它适用于开挖停机面以上的一一三类土，一般与自卸汽车配合完成整个挖运任务。可用于开挖高度大于2.0m的大型基坑及土丘。其特点是：开挖时土斗前进向上，强制切土，挖掘力大，生产率高。其外形如图1-24所示。,正铲挖土机技术性能见表1-15和表1-16。,正铲挖土机挖土方式有两种，正向工作面挖土和侧向工作面挖土。,开挖基坑一般采用正向工作面挖土，方便汽车倒车、装土和运土，如图1-25(b）所示。,开挖土丘一般采用侧向工作面挖土，挖土机回转卸土的角度小，且避免汽车的倒车和转弯多的缺点，如图1-25(a)所示。,(2)反铲挖土机。反铲挖土机开挖停机面以下的一三类土方，其机身和装土都在地面上操作，受地下水的影响较小。,它适用于开挖沟槽和深度不大的基坑。其外形如图1-26 所示。,反铲挖土机的技术性能见表1-17 。,反铲挖土机挖土方法通常采用沟端开挖或沟侧开挖两种，如图1-27所示。后者挖土的宽度与深度小于前者，但弃土距沟边较远。,(3)拉铲挖土机。它适用于开挖停机面以下的一三类土或水中开挖，主要开挖较深较大的沟槽、基坑。其工效低。外形如图1-28所示。,(4)抓铲挖土机。它适用于开挖停机面以下一三类土，主要用于开挖面积较小、深度较大的基坑及开挖水中的淤泥或疏通旧有渠道等。其外形如图1-29所示。,2.多斗挖土机,多斗挖土机种类：按工作装置分，有链斗式和轮斗式两种；按卸土方法分，有装卸土皮带运输器和未装卸土皮带运输器两种。,多斗挖土机由工作装置、行走装置和动力操纵及传动装置等部分组成，如图1-30所示。,多斗挖土机与单斗挖土机相比，其优点为挖土作业是连续的，生产效率较高；沟槽断面整齐；开挖单位土方量所消耗的能量低；在挖土的同时能将土自动地卸在沟槽一侧。多斗挖土机不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土。宜于开挖黄土、亚黏土和亚砂土等。,(三)开挖质量标准,(1)不扰动天然地基或地基处理符合设计要求。,(2)槽壁平整，边坡坡度符合施工设计规定。,(3)沟槽中心每侧净宽，不应小于管道沟槽底部开挖宽度的一半。,(4)槽底高程允许偏差：开挖土方时为20mm，开挖石方时为+20mm，-20mm。,(四)沟槽、基坑土方工程机械化施工方案的选择,大型工程的土方工程施工中应合理地选择机械,使各种机械在施工中配合协调,充分发挥机械效率,保证工程质量、加快施工进度、降低工程成本。因此,在施工前要经过经济和技术分析比较，制定出合理的施工方案，用以指导施工。,1.制定施工方案的依据,(1)工程类型及规模；,(2)施工现场的工程及水文地质情况；,(3)现有机械设备条件；,(4)工期要求。,2.施工方案的选择,在大型管沟、基坑施工中，可根据管沟、基坑深度、土质、地下水及土方量等情况，结合现有机械设备的性能、适合条件，采取不同的施工方法。,开挖沟槽常优先考虑采用挖沟机，以保证施工质量，加快施工进度。也可以用反向挖土机挖土，根据管沟情况，采取沟端开挖或沟侧开挖。,大型基坑施工可以采用正铲挖土机挖土，自卸汽车运土；当基坑有地下水时，可先用正铲挖土机开挖地下水位以上的土，再用反向铲或拉铲或抓铲开挖地下水位以下的土。,采用机械挖土时，为了不使地基土遭到破坏，管沟或基坑底部应留200,300mm 厚土层，由人工清理整平。,3.挖沟机的生产率计算,挖沟机的生产率为：,在一定的土质条件下，提高挖沟机的生产率的主要途径是加快开挖时的行驶速度。但应考虑皮带运输器的运送能力是否及时将土方卸出。,4.单斗挖土机与自卸汽车配套计算,(1)单斗挖土机生产率计算。,单斗挖土机生产率计算式为：,K,1, 土的影响系数。按土的等级确定：级土约为1.0;,级土约为10.95; 级土约为0.8 ; 级土约为0.55,(2)挖土机数量确定。根据土方量大小和工期，可确定挖土机数量N ，即,若挖土机数量已定，工期T可按下式计算：,(3)车配套计算。自卸汽车装载容量Q,1,，一般宜为挖土机容量的35倍。,自卸汽车的数量N : ，应保证挖土机连续工作，可按下式计算：,再 见,