内容正文:
专题一 土方工程概述(教案)-河南省对口招生《地基与基础工程施工》(第2版)(高教社)专题复习讲练测
一、考纲解读
1. 了解土方工程的内容、特点及分类。
2. 掌握土的工程性质,了解土方施工中的常用机械。
二、知识点梳理
一、土的工程分类
土的种类繁多,分类方法也较多。在建筑工程土方工程施工中,按土的开挖难易程度将土分为八类,一至四类为一般土,五至八类为岩石。土的工程分类及现场鉴别方法见表。
土的分类有多种方法,如根据土的沉积年代分类、根据土的工程特点分类、根据土的粒径级配及液塑性指标分类等。其中,将土按粒径级配及液塑性指标进行分类是世界上采用较多的土分类方法,国家标准《土的工程分类标准》(GB/T50145—2007)即按此法分类,将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土,是“从土的基本特性出发,以土的颗粒尺寸、水理性质等为界定指标的分类体系”,是“土的基本分类”。该标准同时指出,“各行业在工程中对土的分类有各自的专门需要,细节繁多,难以统一规定,故本标准只能从整体上建立共同遵守的体系,较为原则与概括,属通用分类范畴。各行业可据此延伸与充实,编制符合需要的专门分类标准。”在土方工程施工中,土是按其开挖难易程度进行分类的。
特别提示
土的工程类别对选择土方工程施工机械和确定基坑边坡支护方式等方面都有重要影响。
二、土的工程性质
土的工程性质对土方工程施工有直接影响,其中反映土工程性质的基本指标有土的密度、密实度、可松性、含水率(又称含水量)、渗透性等。
1.土的密度
土的密度分天然密度和干密度等。土的天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量,可通过试验测得。它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。
p=m/V
式中p——土的天然密度,g/cm³或kg/m³;
m——土的总质量,g或kg;
V——土的天然体积,cm³或m³。
土的干密度是指单位体积土中固体颗粒的质量。土的干密度越大,土越密实。工程上常把干密度作为检验回填土压实质量的控制指标。
Pa=m/V
式中pa——土的干密度,g/cm³或kg/m³;
m,——土中固体颗粒的质量,g或kg;
V——土的天然体积,cm³或m³。
2.土的密实度
土的密实度是指土的密实程度,通常用土的实际干密度与土的最大干密度之比表示。即D1=pao/pdmax
式中D,——土的密实度(即压实系数);
Pao——土的实际干密度;
Pdmax——土的最大干密度。
土的密实度对回填土的施工质量有很大影响,它是衡量回填土施工质量的重要指标。
3.土的可松性
土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实,也不能恢复其原来的体积的性质。由于土方工程量是以自然状态土的体积来计算的,所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等时,必须考虑土的可松性。土的可松性用可松性系数(不同类型土的可松性系数见表1-1)表示,即
式中K₅——土的最初可松性系数;
K'——土的最后可松性系数;
V₁——土在天然状态下的体积,m³;
V₂——土经开挖后的松散体积,m³;
V₃——土经回填压实后的体积,m³。
特别提示
在土方工程中,K,是计算土方工程施工机械及运土车辆等所需数量的重要参数,K'是计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数。
4.土的含水率
土的含水率是指土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率,可通过试验测得。
式中m湿——含水状态土的质量,g或kg;
m干——烘干后土的质量,g或kg;mw——土中水的质量,g或kg;
m——固体颗粒的质量,g或kg。
特别提示
土的含水率影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的夯实质量,如土的含水率超过25%~30%,则机械化施工就困难,容易打滑、陷车。每种土都有其最优含水率,土在这种含水率的条件下,使用同样的压实能量进行压实,所得到的密实度最大。土的最优含水率需通过击实试验测得。
5.土的渗透性
土的渗透性是指水在土体中渗流的性能,一般以渗透系数k表示。渗透系数k是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义,将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性,其单位为m/d或cm/s。表所列数据可供参考。
三、真题练讲
1.(2020年河南省统一考试)下列地基处理方法中,适用于处理浅层(0.5~3m)软弱土地基的是( )
A.强夯法
B.换填法
C.预压法
D.深层搅拌法
答案:B
解析:换填法通过置换浅层软弱土,采用砂石等材料回填压实,适用于处理深度0.5~3m的软弱地基。强夯法适用于碎石土等坚硬土层,预压法多用于淤泥质土的深层处理,深层搅拌法处理深度通常大于3m。
2.(2022年河南省统一考试)下列属于浅基础的是( )
A.桩基
B.沉井基础
C.条形基础
D.地下连续墙
答案:C
解析:浅基础埋深较浅(通常小于5m),施工简单,条形基础直接设置在浅层土上,属于浅基础。桩基、沉井基础、地下连续墙均需埋入较深地层,施工复杂,属于深基础。
3.(2023年广东省统一考试)轻型井点降水系统中,井点管的埋设深度主要取决于( )
A.地下水位高度
B.基坑开挖深度
C.土的类别
D.水泵功率
答案:B
解析:井点管埋设深度需满足基坑底面低于地下水位0.5~1.0m,计算公式中明确与基坑开挖深度相关。地下水位和土的类别影响降水效率,水泵功率影响抽水能力,均非埋设深度的主要决定因素。
4.(2024年四川省统一考试)土方压实中,影响压实效果的关键因素是( )
A.压实机械类型
B.土的天然密度
C.压实遍数
D.含水率
答案:D
解析:土的含水率直接影响压实效果,在最优含水率时,相同压实功可获得最大干密度。压实机械、遍数影响压实效率,天然密度反映土的初始状态,均不及含水率关键。
5.(2025年河南省统一考试)下列桩基础中,属于预制桩的是( )
A.钻孔灌注桩
B.沉管灌注桩
C.预应力管桩
D.人工挖孔桩
答案:C
解析:预应力管桩在工厂预制后运至现场沉桩,属于预制桩。钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩均为现场浇筑成型,属于灌注桩。
四、限时练讲
1.下列属于三类土(坚土)的是( )
A.泥炭
B.压实的填土
C.粗卵石
D.软石灰岩
答案:B
解析:三类土包括软及中等密实黏土、压实的填土等,主要用镐挖掘。泥炭是一类土,粗卵石是四类土,软石灰岩是五类土。
2.土的密实度(压实系数)用于衡量( )
A.土的天然状态密度
B.回填土的压实质量
C.土的松散程度
D.土中水的含量
答案:B
解析:密实度Dy=实际干密度/最大干密度,直接反映回填土被压实的程度,是衡量回填土施工质量的重要指标。
3.最后可松性系数Ks'的计算公式为( )
A.V1/V2
B.V2/V1
C.V3/V1
D.V1/V3
答案:C
解析:最后可松性系数是土经回填压实后的体积(V3)与天然体积(V1)之比,即Ks'=V3/V1,用于计算填方所需挖土量。
4.关于土的最优含水率,说法正确的是( )
A.是土中水分最多的状态
B.此时压实效果最差
C.需通过击实试验测得
D.与压实能量无关
答案:C
解析:最优含水率是土在相同压实能量下获得最大密实度时的含水率,需通过击实试验确定,并非水分最多,且与压实能量相关。
5.渗透系数k的单位通常为( )
A.%
B.g/cm³
C.m/d
D.kg/m³
答案:C
解析:渗透系数反映水在土中渗流的能力,单位通常为m/d(米/天)或cm/s(厘米/秒),其他选项分别是含水率、密度的单位。
6.四类土(砂砾坚土)的现场鉴别方法是( )
A.用锹、锄头挖掘,少许用脚蹬
B.整个先用镐、撬棍,再用锹挖掘
C.主要用镐,少许用锹挖掘
D.用爆破方法开挖
答案:B
解析:四类土坚硬,需先用镐、撬棍松动,再用锹挖掘,部分需风镐。A是一类土,C是三类土,D是五至八类土的方法。
7.下列属于七类土(坚石)的是( )
A.页岩
B.大理岩
C.泥岩
D.玄武岩
答案:B
解析:七类土包括大理岩、辉绿岩等,需爆破开挖。页岩是六类土,泥岩是六类土,玄武岩是八类土。
8.土的天然密度影响( )
A.回填土压实质量
B.土的承载力
C.最优含水率
D.渗透系数
答案:B
解析:天然密度影响土的承载力、土压力及边坡稳定性。回填土质量由干密度控制,最优含水率与压实能量相关,渗透系数与土的颗粒特性有关。
9.简述土的工程分类依据及类别。
答案:依据开挖难易程度,建筑工程中土方工程的土分为八类。一至四类为一般土,包括松软土、普通土、坚土、砂砾坚土;五至八类为岩石,包括软石、次坚石、坚石、特坚石。分类对施工机械选择和边坡支护有重要影响。
10.土的可松性对施工有何意义?
答案:土开挖后体积增大,压实后也不能恢复原体积,即可松性。其系数Ks用于计算施工机械及运土车辆数量,Ks'用于计算场地平整标高及填方所需挖土量,是土方调配、机械配置的关键参数。
五、学法建议
重点复习知识点:
1.掌握土的八类分类标准,结合表格对比记忆每类土的名称、可松性系数及现场鉴别方法,重点区分易混淆的土类(如二类与三类土),理解分类对施工的指导意义。
2.熟练背诵工程性质指标公式(如ρd、Dy、Ks等),结合例题练习计算,明确各指标的实际应用场景(如干密度与回填土质量的关系),避免死记硬背。
3.关注渗透性与含水率的实际影响,熟记不同土的渗透系数范围,理解最优含水率对压实的作用,联系施工场景(如降水、夯实)加深理解,做到理论联系实际。
4.通过真题练习巩固知识点,针对易错点(如可松性系数计算、土类划分)专项突破,及时总结错题,强化重点难点,提升解题准确性。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$