場地平整及土方調(diào)配

1、場地平整及土方調(diào)配.第一頁，共84頁。1. 施工面廣、工程 量大、勞動(dòng)繁重、施工條件復(fù)雜，施工工期長；2. 多為露天作業(yè)，接受到地區(qū)交通、氣候、水文、地質(zhì)和鄰近建（構(gòu)）筑物等條件的影響；3. 土、石為天然物質(zhì)，成分較為復(fù)雜，難以確定的因素較多，有時(shí)施工條件極為復(fù)雜。0.土方工程施工特點(diǎn)第二頁，共84頁。土方工程施工的工作過程場地設(shè)計(jì)標(biāo)高挖填土方量 施工方案土方調(diào)配方案 施工機(jī)械 開挖尺寸邊坡穩(wěn)定措施 定位放線 土方工程量 基坑開挖 驗(yàn) 槽項(xiàng)目1.場地平整與土方調(diào)配項(xiàng)目2.基坑開挖第三頁，共84頁。項(xiàng)目4.基坑降排水 土方填筑 土方壓實(shí)項(xiàng)目5.基坑填筑與壓實(shí)項(xiàng)目3.基坑支撐與支護(hù)第四頁，共84頁

2、。項(xiàng)目一： 土方工程施工任務(wù)一：場地平整與土方調(diào)配任務(wù)三：基坑支撐與支護(hù)任務(wù)五：土方填筑與壓實(shí)任務(wù)二：土方開挖濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)四：基坑降排水第五頁，共84頁。任務(wù)一 場地平整與土方調(diào)配 建 筑 施 工 技 術(shù)第六頁，共84頁。1.1土的工程分類1.2土的工程物理性質(zhì)1.4土方量計(jì)算1.3場地平整第七頁，共84頁。1.1土的工程分類1.按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002，將建筑物地基的土石分為：巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六類。 2.在施工中，根據(jù)土的堅(jiān)硬程度和開挖難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)硬石等八類。第八頁，共

3、84頁。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工；堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)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(jiān)石、堅(jiān)石和特堅(jiān)硬石一般要用爆破方法施工。第九頁，共84頁。 土的工程分類土的分類土的級(jí)別土的名稱普氏系數(shù)f密度(g/cm 3)開挖方法及工具一類土(松軟土)I砂土；粉土沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥（泥炭）0.50.60.61.5用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類土(普通土)粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵（碎）石；種植土；填土0.60.81.11.6用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅(jiān)土）軟及中等密實(shí)粘土重粉質(zhì)粘土、礫石土；干黃土、

4、含有碎石、卵石的黃土、粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土0.81.01.75 1.9主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類土(砂礫堅(jiān)土)堅(jiān)硬密實(shí)的粘性土或黃土；含碎石、卵石的中等密實(shí)的粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r1.01.51.9整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘第十頁，共84頁。土的分類土的級(jí)別*土的名稱普氏系數(shù)f密度(g/cm 3)開挖方法及工具五類土(鐵石)V硬質(zhì)粘土；中密的頁巖,泥灰?guī)r,白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石1.54.01.12.7用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)泥巖、砂巖、礫巖;堅(jiān)實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r;密實(shí)的石灰?guī)r;風(fēng)化花崗巖

5、;片麻巖及正長巖4.0102.22.9用爆破方法開挖，部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)X大理巖,輝綠巖；玢巖;粗、中粒花崗巖；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖;微風(fēng)化安山巖；玄武巖10182.53.1用爆破方法開挖八類土(特堅(jiān)石)安山巖；玄武巖；花崗片麻巖;堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、角閃巖、玢巖、輝綠巖1825以上2.73.3用爆破方法開挖續(xù)表第十一頁，共84頁。1.2 土的工程物理性質(zhì)土的天然含水量 土的含水量是土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即 （11）式中： mw土中水的質(zhì)量； ms土中固體顆粒的質(zhì)量。第十二頁，共84頁。土的干濕程度用含水量表示:土的含水量在5%以

6、下 干土，土的含水量在530之間 濕土，土的含水量大于30 飽和土。 含水量越大，土就越濕，對(duì)施工越不利。土的含水量大小對(duì)挖土的難易、施工時(shí)邊坡的坡度、 回填土的壓實(shí)等均有影響。第十三頁，共84頁。 1.2.2土的密度（1）土的天然密度 土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為土的天然密度。土的天然密度用表示： （12）式中：m土的總質(zhì)量； V土的天然體積。第十四頁，共84頁。（2）土的干密度 單位體積中土的固體顆粒的質(zhì)量稱為土的干密度，土的干密度d表示： （13）式中：ms土中固體顆粒的質(zhì)量； V土的天然體積。 第十五頁，共84頁。 土的干密度越大，表示土越密實(shí)。工程上常把土的干密度作為評(píng)定土體密

7、實(shí)程度的標(biāo)準(zhǔn)，以控制基坑底壓實(shí)及填土工程的壓實(shí)質(zhì)量。第十六頁，共84頁。1.2.3土的可松性 土具有可松性，即自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，其體積仍不能恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱為土的可松性。 第十七頁，共84頁。 土的可松性程度用可松性系數(shù)表示，即 （14） （15）式中： Ks 土的最初可松性系數(shù)； Ks土的最終可松性系數(shù)； V1 土在天然狀態(tài)下的體積； V2 土被挖出后在松散狀態(tài)下的體積； V3 土經(jīng)壓實(shí)后的體積。第十八頁，共84頁。土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)KS是計(jì)算填方所需填土工程量的主要參數(shù)第十九頁

8、，共84頁。表12 各種土的可松性參考數(shù)值土的類別體積增加百分比/可松性系數(shù)最初最終KsKs一類土(種植土除外)81713.01.081.171.011.03一類土(植物性土，泥炭)2030341.201.301.031.04二類土14281.551.141.281.021.05三類土2430471.241.301.041.07四類土(泥灰?guī)r，蛋白石除外)2632691.261.321.061.09四類土(泥灰?guī)r，蛋白石)333711151.331.371.111.15五至七類土304510201.301.451.101.20八類土455020 301.451.501.201.30第二十頁，共

9、84頁。 1.2. 4土的滲透性 土的滲透性指水流通過土中孔隙的難易程度，水在單位時(shí)間內(nèi)穿透土層的能力稱為滲透系數(shù)，用k表示，單位為m/d。 圖1-1土的滲透試驗(yàn)濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 水的滲透性大小取決于不同的土質(zhì)。地下水的流動(dòng)以及在土中的滲透速度都與土的滲透性有關(guān)。第二十一頁，共84頁。地下水在土中滲流速度一般可按達(dá)西定律計(jì)算，其公式如下： (16)式中：v水在土中的滲透速度，m/d； i水力坡度， ，即A、B兩點(diǎn)水頭差與水平距離之比 k土的滲透系數(shù)，m/d。k值的大小反映出土體透水性的強(qiáng)弱，土的滲透系數(shù)可以通過室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場抽水試驗(yàn)測定，一般土的滲透系數(shù)見表13。第二十二頁，共84頁。

10、土的種類K/(m/d)土的種類K/(m/d)粘土、亞粘土0.1含粘土的中砂及純細(xì)砂2025亞砂土0.10.5含粘土的細(xì)砂及純中砂3550含粘土的粉砂0.51.0純粗砂5075純粉砂1.55.0粗砂夾卵石50100含粘土的細(xì)砂1015卵石100200表13 土的滲透系數(shù)第二十三頁，共84頁。1.3 場地平整 場地平整通常是挖高填低。計(jì)算場地平整的挖方量和填方量，首先要確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，由設(shè)計(jì)地面的標(biāo)高和天然地面的標(biāo)高之差，可以得到場地各點(diǎn)的施工高度（即填挖高度），由此可計(jì)算場地平整的挖方和填方的工程量。第二十四頁，共84頁。1.3.1 確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高場地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)

11、，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土石方量、加快工程進(jìn)度有重要的經(jīng)濟(jì)意義。第二十五頁，共84頁。確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的原則是： 應(yīng)滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸?shù)囊螅?充分利用地形（如分區(qū)或分臺(tái)階布 置），盡量使挖填方平衡，以減少土方量； 要有一定排水坡度（2）， 滿足排水要求； 要考慮最高洪水位的影響。第二十六頁，共84頁。 步驟1.初步確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0）將場地劃分成邊長為a的若干方格，將方格網(wǎng)角點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在圖上，如圖15所示。原地形標(biāo)高可利用等高線由插入法求得或在實(shí)地測量得。按照挖填平衡原則確定H0第二十七頁，共84頁。第二十八頁，共84頁。場地區(qū)域內(nèi)

12、挖填前土石方量 =施工至（毛）設(shè)計(jì)標(biāo)高后的土石方量 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高可按下式計(jì)算： (1-11)即 (1-12) 第二十九頁，共84頁。式中：H0所計(jì)算場地的初定設(shè)計(jì)標(biāo)高； n 方格數(shù)； zi1、zi2、zi3、zi4第i個(gè)方格四個(gè)角點(diǎn)的天然地面標(biāo)高。 由圖15可見，假定z1為一個(gè)方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高；z2、z3、z4分別為二、三、四個(gè)方格所共有的角點(diǎn)標(biāo)高，式（112）可改寫為如下計(jì)算式： （113）第三十頁，共84頁。2.場地標(biāo)高的調(diào)整初步確定的場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0僅為理論值，實(shí)際上，還需要考慮以下因素對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。 土的可松性 取土或棄土 考慮泄水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高第三十一頁，共84頁。 將場地劃分為邊

13、長1040m的正方形方格網(wǎng)；通 常以20m居多。 將場地設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格 角點(diǎn)上，場地設(shè)計(jì)標(biāo)高與自然地面標(biāo)高的差值即 為各角點(diǎn)的施工高度（挖或填），習(xí)慣以“十”號(hào) 表示填方，“一”號(hào)表示挖方。 計(jì)算前應(yīng)先確定“零線”的位置。零線即挖方區(qū)與 填方區(qū)的分界線，在該線上的施工高度為零。3.確定各角點(diǎn)挖填土方量及零線第三十二頁，共84頁。第三十三頁，共84頁。 4.計(jì)算方格土方工程量 將施工高度標(biāo)注于角點(diǎn)上，然后分別計(jì)算每一方格的填挖土方量，并算出場地邊坡的土方量。將挖方區(qū)（或填方區(qū)）所有方格計(jì)算的土方量和邊坡土方量匯總，即得場地挖方和填方的總土方 量。 第三十四頁，共84頁。（1

14、）全挖全填方格方格四個(gè)角點(diǎn)全部為挖（或填）的方格，土方量為：第三十五頁，共84頁。（2）兩挖兩填方格方格相鄰兩角點(diǎn)為挖，另兩點(diǎn)為填。其土方量為：第三十六頁，共84頁。（3）三挖一填（三填一挖）方格方格的三個(gè)角點(diǎn)為挖，另一角點(diǎn)為填。（或方格的三個(gè)角點(diǎn)為填，另一角點(diǎn)為挖）其土方量為：第三十七頁，共84頁。 土方調(diào)配 土方調(diào)配步驟：1）劃分調(diào)配區(qū),計(jì)算土方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（或單位土方運(yùn)價(jià)、單位土方施工費(fèi)用）；2）確定土方最優(yōu)調(diào)配方案；3）繪制土方調(diào)配圖。 第三十八頁，共84頁。一、劃分土方調(diào)配區(qū)，計(jì)算平均運(yùn)距或土方施工單價(jià)1.調(diào)配區(qū)的劃分（1）劃分原則a. 應(yīng)力求挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最??；

15、b. 便于改土造田、支援農(nóng)業(yè)；c. 考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。第三十九頁，共84頁。（2）劃分調(diào)配區(qū)應(yīng)注意：a. 調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)與房屋或構(gòu)筑物的位置相協(xié)調(diào)，滿足工程施工順序和分期施工的要求，使近期施工和后期利用相結(jié)合；b. 調(diào)配區(qū)的大小，應(yīng)考慮土方及運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)性能，使其功能得到充分發(fā)揮。例如，調(diào)配區(qū)的長度應(yīng)大于或等于機(jī)械的鏟土長度；調(diào)配區(qū)的面積最好與施工段的大小相適應(yīng)； 第四十頁，共84頁。c. 調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)與計(jì)算土方量用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，通?？捎扇舾蓚€(gè)方格網(wǎng)組成一個(gè)調(diào)配區(qū)。d. 從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，考慮就近借土或就近棄土區(qū)均可作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)配區(qū)。e. 調(diào)配區(qū)劃分還應(yīng)盡可能

16、與大型地下建筑物的施工相結(jié)合，避免土方重復(fù)開挖。第四十一頁，共84頁。2平均運(yùn)距的確定（1）平均運(yùn)距:挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)重心的距離。（2）方法： 取場地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，分別求出各區(qū)土方的重心位置，即： 第四十二頁，共84頁。 式中：X0、Y0 : 挖或填方調(diào)配區(qū)的重心坐標(biāo)； V: 每個(gè)方格的土方量； x、y : 每個(gè)方格的重心坐標(biāo)第四十三頁，共84頁。 重心求出后，則標(biāo)于相應(yīng)調(diào)的調(diào)配區(qū)圖上，用比例尺量出每對(duì)配區(qū)之間的平均運(yùn)距，或按下式計(jì)算： 式中：L ： 挖、填方區(qū)之間的平均運(yùn)距； X 0T、Y0T ： 填方區(qū)的重心坐標(biāo)； X 0W、Y0W ： 挖方區(qū)的重心坐標(biāo)；第四十四頁，

17、共84頁。3土方施工單價(jià)的確定 采用汽車或?qū)Ｓ眠\(yùn)土工具運(yùn)土?xí)r，調(diào)配區(qū)之間的運(yùn)土單價(jià)，可根據(jù)預(yù)算定額確定； 采用多種機(jī)械施工時(shí)，確定土方的施工單價(jià)比較復(fù)雜，不僅是單機(jī)核算問題，還要考慮運(yùn)填配套機(jī)械的施工單價(jià)，確定一個(gè)綜合單價(jià)。第四十五頁，共84頁。 挖 填B1B2B3挖方量A1 50 70 100500A2 70 40 90 500A3 60 110 70 500A4 80 100 40400填方量800600500 1900表1.2二、最優(yōu)調(diào)配方案的確定 表上作業(yè)法 1.初始方案第四十六頁，共84頁。 三、土方調(diào)配圖 將調(diào)配方案繪成土方調(diào)配圖，在土方調(diào)配圖上應(yīng)注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量

18、以及每對(duì)挖填調(diào)配區(qū)之間平均運(yùn)距。圖1.19 土方調(diào)配圖箭線上方為土方量（m3），箭線下方為運(yùn)距（m）第四十七頁，共84頁。 1.4 場地平整施工準(zhǔn)備1場地清理 拆除房屋，古墓、拆遷或改建通訊，電力線路，上下水道以及其他建筑物，遷移樹木，支除耕植土及河塘淤泥等。2排除地面水 地面水的排除一般采用排水溝，截水溝、擋水壩等。 注：排水溝最好設(shè)置在施工區(qū)域邊緣或道路兩旁；山區(qū)的場地平整施工，應(yīng)在較高一面的山坡開挖截水溝；在低洼地區(qū)施工時(shí)，必要時(shí)修筑擋水土壩，以阻擋雨水流入3修筑臨時(shí)設(shè)施道路、供水、供電另外修筑臨時(shí)住宿及辦公房屋，加工棚等。 第四十八頁，共84頁。1.5 土方機(jī)械化施工土方工程機(jī)械有：推

19、土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)挖掘機(jī)裝載機(jī)壓實(shí)機(jī)第四十九頁，共84頁。推土機(jī)第五十頁，共84頁。特點(diǎn)：操作靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬30度左右的緩坡適用范圍：可挖一三類土，所需工作面較小，行駛速度快，操縱靈活。分類：履帶式、輪胎式 （行走的方式）索式、液壓式 （鏟刀的操作方式）固定式、回轉(zhuǎn)式 （鏟刀的安裝方式）第五十一頁，共84頁。提高生產(chǎn)率的措施(1)下坡推土 坡度不超過15度(2)并列推土 2-3臺(tái)并列作業(yè),鏟刀相距15-30cm，兩臺(tái)可增加推土量15%-30%，三臺(tái)可增加推土量30%-40%。平均運(yùn)距不宜超過50-75m,也不宜小于20m .(3)多刀送土 運(yùn)距較遠(yuǎn),土質(zhì)較硬

20、時(shí),可多次將土集中,然后推送。堆積距離不宜大于30m，推土高度2m內(nèi)為宜。（4）槽形推土 可增加10%30%的推運(yùn)土量，槽深1m 左右，土埂寬50cm.適用于推土層較厚，運(yùn)距遠(yuǎn)時(shí)。 第五十二頁，共84頁。下坡推土法第五十三頁，共84頁。 并列推土法第五十四頁，共84頁。 多刀送土第五十五頁，共84頁。 槽形推土法第五十六頁，共84頁。鏟運(yùn)機(jī)第五十七頁，共84頁。（a）自行式鏟運(yùn)機(jī) 鏟運(yùn)機(jī)（b）拖式鏟運(yùn)機(jī)第五十八頁，共84頁。拖式鏟運(yùn)機(jī)第五十九頁，共84頁。特點(diǎn):能綜合完成鏟土,運(yùn)土、平土、填土、壓實(shí)等工作，對(duì)行駛道路要求較低，操作靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，生產(chǎn)率高。適用范圍： 含水量不大于27%的一四類

21、土，運(yùn)距800m以內(nèi)， 大面積場地平整，開挖大基坑，溝槽，填筑路基，堤壩等。不適于礫石層、凍土地帶及沼澤地區(qū)使用。第六十頁，共84頁。開行線路 環(huán)行、“8”字形、橢圓形（c）（d）第六十一頁，共84頁。施工方法: (1)下坡鏟土 坡度以50-70度為宜 (2)跨鏟法 預(yù)留土埂,間隔鏟土以減少土外散損失. (3)助鏟法 在較堅(jiān)硬的土層中用推土機(jī)助鏟,并可兼作松土,平整工作.（4）雙聯(lián)鏟運(yùn)法第六十二頁，共84頁。鏟運(yùn)機(jī)推土機(jī)助鏟推土機(jī)助鏟法第六十三頁，共84頁。雙聯(lián)鏟運(yùn)法第六十四頁，共84頁。A鏟刀寬；B不大于拖拉機(jī)履帶凈寬跨鏟法土埂溝槽跨鏟法第六十五頁，共84頁。單斗挖掘機(jī)施工分類 正鏟、反鏟、

22、拉鏟、抓鏟第六十六頁，共84頁。（a）正鏟 （b）反鏟 （c）拉鏟 （d）抓鏟第六十七頁，共84頁。 1.正鏟挖掘機(jī)施工特點(diǎn)：前進(jìn)向上、強(qiáng)制切土，適宜開挖停機(jī)面以上的一三類土。 第六十八頁，共84頁。開挖方式：1）正向挖土 、側(cè)向卸土：動(dòng)臂回轉(zhuǎn)角度小，運(yùn)輸方便，生產(chǎn)效率高，使用廣泛 2）正向挖土 后方卸土 ：工作面大，但回轉(zhuǎn)角大，生產(chǎn)率低，運(yùn)輸車輛倒車開入，只宜用于開挖工作面較狹小且較深的基坑。第六十九頁，共84頁。2.反鏟挖土機(jī)施工特點(diǎn)：后退向下，強(qiáng)制切土，適宜開挖停機(jī)面以下的一三類土。開挖方式：溝端開挖和溝側(cè)開挖第七十頁，共84頁。施工技術(shù)第七十一頁，共84頁。 3拉鏟挖掘機(jī)施工特點(diǎn)：后退向下，自重切土開挖方式：溝端開挖和溝側(cè)開挖適用范圍：停機(jī)面以下、一二類土的較大基坑開挖；填筑堤壩，河道清淤。開挖方式：與反鏟挖土機(jī)相似，也分為溝端開挖和溝側(cè)開挖 第七十二頁，共84頁。圖1.58 拉鏟挖土機(jī)開挖方式（a）溝側(cè)開挖 （b