建筑施工技術(shù)土方工程ppt課件

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：土的分類及工程性質(zhì)、土方量計算、施工輔助工作、土方機械化施工；學(xué)習(xí)重點：學(xué)習(xí)重點：土的工程性質(zhì)及其對施工的影響，土壁支護與邊坡，以及降低地下水位的方法。學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求: :v 了解土的分類和現(xiàn)場鑒別土的種類；v 掌握基坑(槽)、場地平整土石方工程量的計算方法；v 了解土壁塌方和發(fā)生流砂現(xiàn)象的原因及防止方法；v 熟悉常用土方施工機械的特點、性能、適用范圍及提高生產(chǎn)率的方法；本章內(nèi)容本章內(nèi)容 1.1 概述概述 1.2 土方與土方量計算土方與土方量計算 1.3 施工準(zhǔn)備與輔助工作施工準(zhǔn)備與輔助工作 1.5 土方填筑與壓實土方填筑與壓實 1.4 土方機械化施工土方機械化施工 按土

2、開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運機、推土機、挖土機施工；堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工；次堅石、堅石和特堅硬石一般要用爆破方法施工。1 1.1.1 .1.1 土的分類與鑒別土的分類與鑒別 土的分類 土 的 名 稱 可松性系數(shù) 現(xiàn)場鑒別方法 KSKs一類土(松軟土) 砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥) 1.081.17 1.011.03 能用鍬、鋤頭挖掘 二類土(普通土) 亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土 1.141.2

3、8 1.021.05 用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松 三類土(堅土) 軟及中等密實粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍 四類土(砂礫堅土) 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實的黃土，天然級配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整個用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘 土的分類 土 的 名 稱 可松性系數(shù) 現(xiàn)場鑒別方法 KSKs五類土(軟石) 硬石炭紀(jì)粘土，中等密實的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖 1.301.45 1.101.20

4、用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法 六類土(次堅石) 泥巖，砂巖，礫巖，堅實的頁巖，泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r，風(fēng)化花崗巖，片麻巖 1.301.45 1.101.20 用爆破方法開挖,部分用風(fēng)鎬 七類土 (堅石) 大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖 1.301.45 1.101.20 用爆破方法開挖 八類土(特堅硬石) 安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖 1.451.50 1.201.30 用爆破方法開挖 1.1.2 1.1.2 土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì) 1.1.2.1 1.1.

5、2.1 土的含水量土的含水量-100%100%wsmmmWmm干濕干式中：m濕含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg； m干烘干后土的質(zhì)量，kg； mW 土中水的質(zhì)量，kg； mS固體顆粒的質(zhì)量，kg。 土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實程度有直接的影響。(1.1)土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。 1.1.2.2 1.1.2.2 土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度mV式中土的天然密度； m 土的總質(zhì)量； V 土的體積。 土的天然密度土的天然密度在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實程度和含水量有關(guān)。sdmV式中d土的干密度； mS 固體顆粒質(zhì)量；

6、V 土的體積。 在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制。 土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式表示： 干密度干密度1.1.2.3 1.1.2.3 土的可松性系數(shù)土的可松性系數(shù) 土的可松性：土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。21sVKV31sVKV式中 KS、KS土的最初、最終可松性系數(shù)； V1土在天然狀態(tài)下的體積； V2土挖出后在松散狀態(tài)下的體積； V3土經(jīng)壓(夯)實后的體積。可松性系數(shù)：可松性系數(shù)：（1）土的最初可松性系數(shù)

7、KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)；（2）土的最終可松性系數(shù)是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)1.1.2.4 1.1.2.4 土的滲透性土的滲透性土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。指土體被水透過的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。 滲透系數(shù)：滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇的顆粒級配、密實程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。各類井點的主要參數(shù)。土的名稱 滲透系數(shù)(m/d) 土的名稱滲透系數(shù)(m/d) 粘

8、土 0.005 中砂 5.0020.00 亞 粘 土 0.0050.10 均質(zhì)中砂 3550 輕亞粘土 0.100.50 粗砂 2050 黃土 0.250.50 圓 礫 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 細砂 1.005.00 土的滲透系數(shù)參考表 1 1.2.1 .2.1 基坑與基槽土方量計算基坑與基槽土方量計算 基坑土方量基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算。 102(4)6HVAAA式中 H 基坑深度； A1、A2基坑上、下底的面積； A0 基坑中截面的面積?；弁练搅炕弁练搅坑嬎憧裳亻L度方向分段計算： 1102(4)6

9、LVAAA式中V1第一段的土方量； L1 第一段的長度。 將各段土方量相加即得將各段土方量相加即得總土方量總土方量： 12nVVVV1 1.2.2 .2.2 場地平整土方計算場地平整土方計算 對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計要求的平面。 場地挖填土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結(jié)果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。 方格網(wǎng)法計算場地平整土方量

10、方格網(wǎng)法計算場地平整土方量(1) 讀識方格網(wǎng)圖 方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=1040m的若干方格，與測量的縱橫坐標(biāo)相對應(yīng)，在各方格角點規(guī)定的位置上標(biāo)注角點的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計標(biāo)高(Hn)，如圖所示如圖所示。(2)計算場地各個角點的施工高度 施工高度為角點設(shè)計地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點設(shè)計標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算： nnhHH式中 hn角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為 挖)； n 方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，n)。 （1.9）(3) 計算“零點”位置，確定零線 方格邊線一端施工高

11、程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”。零點位置按下式計算： 1112ahXhh2212ahXhh式中 x1、x2角點至零點的距離； h1、h2相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)； a方格網(wǎng)的邊長。 （1.10）(4) 計算方格土方工程量 按方格底面積圖形和表表1.1.1 1所列計算公式，逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量。(5) 邊坡土方量計算 場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算，一種為三角棱錐體(圖圖1.61.6中、)，另一種為三角棱柱體(圖圖1.61.6中)。 表1.

12、1 常用方格網(wǎng)點計算公式 項 目圖 式計算公式一點填方或挖方(三角形) 兩點填方或挖方(梯形) 三點填方或挖方(五角形) 四點填方或挖方(正方形) 32312366hbchVbca hV當(dāng)b=a=c時， =1324()()248()()248hbcaVabc hhhdeaVade hh22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhhA三角棱錐體邊坡體積11 113VAl式中 l1邊坡的長度； A1邊坡的端面積； h2角點的挖土高度； m邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。(1.11)B三角棱柱體邊坡體積 兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積 式中l(wèi)4邊坡的長度；

13、 A1、A2、A0邊坡兩端及中部橫斷面面積。 12442AAVl44102(4)6lVAAA(1.12)(1.13)【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖如圖1.71.7所示所示，方格邊長為20m20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計算挖方和填方的總土方量。 【解】 (1) 根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計算結(jié)果列于圖圖1.81.8中。 由公式1.91.9得： h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251

14、.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06(2) 計算零點位置。從圖圖1.81.8中可知，15、26、67、711、1112五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明此方格邊上有零點存在。 由公式1.10 求得： 15線 x1=4.55(m) 26線 x1=13.10(m) 67線 x1=7

15、.69(m) 711線 x1=8.89(m) 1112線 x1=15.38(m) 將各零點標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點連接起來，即得零線位置，如如圖圖1. .8。 (3) 計算方格土方量。方格、底面為正方形，土方量為：V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面為兩個梯形，土方量為： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 方格、底面為三邊形和五

16、邊形，土方量為： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格網(wǎng)總填方量： V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格網(wǎng)總挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)(4) 邊坡土方量計算。如圖如圖1.91.9，、按三角棱柱體計算外，其余均按三角棱錐體計算， 依式 1.11、1.12 可得： V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.00

17、01 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3) V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 邊坡總填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01 =13.29(m3) 邊坡總挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 1 1.2.3 .2.3 土方調(diào)配土方調(diào)配 土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計算完成后進行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理條件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個調(diào)配區(qū)，計算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計算每對挖、填方區(qū)之間的平均運距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距