中职施工技术单元1土方工程概要

《中职施工技术单元1土方工程概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中职施工技术单元1土方工程概要（143页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一章 土方工程,单元1 土方与基坑工程,主讲人：熊高明 建筑学院,【教学要求】了解土方施工的基本特点；掌握基坑开挖、支护、回填的施工要点和安全要求，掌握基坑开挖土方量的计算方法。,【教学重点】基坑开挖土方量的计算方法；边坡稳定及土壁支护的方法；轻型井点降水；土方的填筑与压实。,【教学难点】基坑开挖土方量的计算方法；轻型井点降水；边坡稳定及土壁支护；影响填土压实的因素。,第1讲 土的基本性质和分类,1 土的工程分类与现场鉴定 2 土的组成与工程性质,土方与基坑工程的施工要求, 土方量少、工期短、费用省； 因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；, 要求标高、断面控

2、制准确；, 应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。, 土体有足够的强度和稳定性；,基坑土方开挖,包括一切土的挖掘、填筑、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。常见的土方工程施工内容有：,土方与基坑工程的内容, 场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。 开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。 土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。,1.1.1 土的工程分类与现场鉴定 土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度

3、、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。,土的工程分类及鉴别方法,（1） 土的含水量W,土由固相、液相、气相组成，则含水量是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示，见下式：,含水量影响土方 施工方法的选择 、边坡的稳定和 回填土的质量,土的含水量超过25-30%， 则机械化施工就困难，容易 打滑、陷车,回填土则需有最佳含水量方能 夯压密实，获得最大干密度,快速含水量测定仪,1.1.2 土的组成与工程性质,土的自然密度-是指土在自然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。 土的干密度

4、-是指单位体积中固体颗粒的质量，它是用以 检验土夯实质量的控制指标。,（2） 土的自然密度和干密度,取土环刀 标准击实仪,不同类的土，其最大 干密度是不同的；同 类的土在不同的状态 下(含水量、压实程度 )其密实度也是不同的,（3） 土的可松性,即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。土的可松性用可松性系数 KS 表示。 土的最初可松性系数 KS= V2 / V1； 土的最后可松性系数 K，S= V3 / V1 。 式中：V1 土在天然状态下的体积； V2 土经开挖后的松散体积； V3 土经回填压实后的体积。,土的最初可松性系数 KS是计算挖

5、掘机械生 产率、运土车辆数量 及弃土坑容积的重要 参数，最后可松性系 数K，S是计算场地平 整标高及填方所需的 挖方体积等的重要参 数。,（4） 土的渗透性,是指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度 V 与土的渗透系数 K 和水头梯度 I 有关，地下水在土中的渗流速度可按达西公式计算： V（m/d）=KI,土的渗透试验仪,渗透系数K 值将直接 影响排、降水方案的选择和涌水量计算的准确性,1.2 场地平整,基本概念：场地平整就是将需要进行建设范围内的天然地面，通过人工或机械挖填平整改造成工程上所要求的设计平面。 1.2.1施工准备 1、在场地平整施工前，应利用原场地上已有各类控制点

6、，或已有建筑物、构筑物的位置、标高，测设平场范围线和标高。 2、 对施工区域内障碍物要调查清楚，制订方案，并征得主管部门意见和同意，拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道；迁移树木。,3、尽可能利用自然地形和永久性排水设施，采用排水沟、截水沟或挡水坝措施，把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除，使场地保持干燥,便于土方工程施工。 4、对于大型平整场地，利用经纬仪、水准仪，将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来，各角点用木桩定位，并在桩上注明桩号、施工高度数值,以便施工。 5、修好临时道路、电力、通讯及供水设施，以及生活和生产用临时

7、房屋。,1.2.2 施工工序（重点） 场地平整的一般施工工序安排是： 现场勘察清除地面障碍物标定整平范围设置水准点设置方格网测量标高计算土方挖填工程量平整场地场地辗压验收,1.2.3 场地平整土方量的计算（重点） 基本思路：1、确定一个场地设计标高 2、以此标高为基准分别计算标高以下的 填方量和标高以上的挖方量,场地平整土方量计算,1.1 H0的重要性 场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。,1 场地设计标高H0的确定,确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，

8、选择一个最佳方案。,1.2 H0 的确定原则, 满足生产工艺和运输的要求； 充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高； 考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；（场地平整一般采用“挖填平衡法”） 要有合理的泄水坡度(2)，满足排水要求； 考虑最高洪水位的影响。,1.3 H0 的确定步骤,如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0 ,其步骤如下：, 划分方格网 方格网边长a 可取1050m，常用20m、40m；,挖填平衡原则即 场地内土方的绝 对体积在平整前 、后相等, 确定各方格网角点高程 水准仪实测； 利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。,用

9、插入法求得 H13=251.70,水准仪进行高程测量,按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：, 按挖填平衡确定设计标高,式中： n 方格网数； H1 一个方格仅有的角点坐标； H2 两个方格共有的角点坐标； H3 三个方格共有的角点坐标； H4 四个方格共有的角点坐标。,（4） 场地设计标高H0的调整,按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出H,0： 土的可松性影响填方因土的可松性引起的填方体积增加； 场内挖方和填方的影响从经济观点出发，安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土，引起的挖填土方量的变化； 场地泄

10、水坡度的影响单坡？双坡？,1.2.4 土方调配,2 土方调配的原则 土方调配是土方规划中的一个重要内容。其原则是：力求挖填平衡、运距最短、费用最省，考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。,1 土方调配的步骤 划分调配区（绘出零线） 计算调配区之间的平均运距（即挖方区至填方区土方重心的距离） 确定初始调配方案 优化方案判别 绘制土方调配图表。,3 最优调配方案的确定,最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础，常用“表上作业法”求解。调配的步骤如下：,用“最小元素法” 编制初始调配方案,最优方案判别,绘制土方调配图,最优方案判别,方案的调整,是,否,小结： 总之，进行土方调配必须根据现场具

11、体情况、周围环境、相关技术资料、工期要求、施工机械与运输方案等综合考虑，反复比较，确定出经济合理的调配方案。方案制订时，在可能条件下宜将弃土场平整为耕地，防止乱弃乱堆， 或堵塞河流，损害农田。,第3讲 土方机械化施工,有履带式和轮胎式，推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地平整、开挖深度1.5m内的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。,1.1 推土机施工,TQ230G全液压 高原推土机,TY320C前铲后犁推土机,水中清碴 平整场地,

12、土方推送 移挖作填,提高推土机生产效率的方法,下坡推土 借本身重力， 顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大铲刀切土深度和运土数量，缩短推土时间,但坡度不宜超过15。,并列推土,大面积施工区可采用2-3台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，采用两台推土机并列推土提高生产率约15-30%。,3台推土机 并列推土,分批集中、一次推送 当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送。,槽型推土 当土层较厚时，可利用前次推土的槽形推土，可减少土的散失量，增大推土量。但槽的深度为1m左右，土埂宽约0.5m,军用推土机,美国M9,铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成铲土、运土、

13、卸土、填筑、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200 以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。,1.2 铲运机施工,CL9A自行式铲运机,CTY9A拖式铲运机,铲运机施工作业中,铲运机的斗容量为28m3，自行式铲运机的经济运距为8001500m，拖式铲运机的经济运距为600m（800m以内），效率最高的经济运距为200350m。如采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运距可增加至1000m。,宇通重工CTY9A拖式铲运机,卡特彼勒 657G 自行式铲运机,运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。,1.2.1 铲运机的运行路线, 椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大

14、、填方不高(1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶方向，以免机械单侧磨损。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。 （其中，小环形路线为一次铲土、卸土）, “8 ”字形路线：该路线一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次转弯方向不同，铲运机机械磨损均匀。在地形起伏较大、施工地段狭长时采用。,为提高铲运效率，根据施工现场，选择合理的开行路线，一般有如下几种：,1.2.2 提高铲运机生产效率的方法,下坡铲土 当工作面坡在39时，利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土时间。,推土机助铲 在较坚硬的土层中用推土机助铲，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土

15、速度。推土机在助铲间隙时间可兼作松土、平整工作，为铲运机创造施工条件。, 挖近填远、挖远填近：挖土先从距离填土区最近一端开始，由近而远；填土则从距挖土区最远一端开始，由远而近。既可使铲运机始终在合理的经济运距内工作，又可创造下坡铲土的条件。, 双联铲运法：拖式铲运机的动力有富余时，可在拖拉机后串连两个铲斗进行双联铲运。对坚硬土层，可先铲满一个斗，再铲另一个斗，即“双联单铲”；对松软土层，可两个斗同时铲土，即“双联双铲”。即，双联铲运法适用于较松软的土。, 跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂、间隔铲土的方法。可缩短铲土时间和减少向外撒土,提高效率。, 波浪式铲土法：铲土开始时，铲刀以最大

16、深度切入土中，随着负荷增加、车速降低，相应减小切土深度，依次反复进行，直至铲斗装满为止，适用于较硬土层。, 挂大斗铲运：在土质松软地区，可改挂大型土斗，充分利用拖拉机的牵引力提高工效。,卡特彼勒 657G 铲运机,657G铲运机斗容量达85t，是2014年的新品，铲斗可上下，内部推板可动，铰链式转向，可前后拖挂 。,1.3 挖掘机施工,挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常用机械。,挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作装置分为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机是正铲和反铲挖掘机。,1.3.1 正铲挖掘机,正铲适用于开挖含水量27%以内的1-4类土和