专业工种工程施工技术-土方工程

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1、土木工程施工（ ） 学科引入及简介 1施工学科简介 （1）学科内容 施工技术部分 ： 施工组织部分 ： 主要工种工程施工工艺及原理（教材第1篇） ； 新技术、新材料、新工艺的发展 施工项目组织原理（教材第2篇） （3部分 ） 施工设计部分 ： 、部分的综合应用（教材第3篇第1章 及第4章） （2）学习方法注意学科的系统性、整体性； 记一定的笔记；* 2（房屋）建设一般程序（非严格意义） 建设部门申请 规划部门 委托设计、地勘 初设及送审 施工图设计 委托监理、工程招标 投标 中标 签订工程承包合同 施工准备 组织施工 竣工验收 交付使用、保修 概算预算选施工企业 决算 施工企业 3相关学科 工

2、程测量、工程材料、制图、构造、工程机械等 数学、三大力学、弹塑性力学、土力学、 基础工程、构件设计及结构设计等 土木工程施工、高层建筑施工、项目管理、合同 管理与索赔、建设法规、技术经济、概预算等 4（房屋）施工一般过程 施工准备 土方工程 基础工程 主体结构 屋面工程 装饰工程 第1篇第一章 第1篇第二章 第1篇第三、四、五、六章 第1篇第七章 第1篇第八章 地基与基础工程 主体结构工程 建筑屋面工程 建筑装饰装修工程 * 第一章 土方工程 第1篇 专业工种工程施工技术 场地平整 基坑（槽）开挖 土壁支护 降水 土方填筑与压实 主要内容 1.2 1.3 * 1.4 1.1 概述 了解：土方工

3、程主要内容； 土方工程施工特点。 1.1.1 土的分类 土的分类方法很多，种类也很多 ； 掌握土的工程分类 关于“土”* 分类依据 类别：四类土，四类石 1.1.2 土的工程性质 1土的可松性 概 念 表示方法： 、 对土方工程施工的影响 2原状土经机械压实后的沉降量 土的渗透性（概念、表示方法 ） 土的含水量（概念、表示方法 ） 另外： 1.2 场地平整 场地平整 ： 自然地面设计平面 改造 1.2.1 场地竖向规划设计 确定场地设计标高的原则： 满足规划要求 满足生产工艺及运输要求 满足排水及防洪要求 力求使场地内挖填方平衡、土方量最小 确定场地设计标高的方法 方 法原 理适用范围效 果

4、挖填方平衡法 （一般方法） 场地内 挖、填 方相等 ，即不 取不弃 场地面积较小、 原地形比较平缓 、场地设计标 高 无特殊要求 挖方量、填方量 平衡 （不能保证总 的土方量最小） 最佳设计设计 平面法 最小二 乘法 场地面积较大或 地形比较复杂 挖、填方平衡且 总土方量最小 挖填方平衡法（一般方法） 将场地划分成若干方格标出各方格 角点的标高按下式初定设计标高 式中： 一个方格所具有的角点标高； 二个方格所具有的角点标高； 三个方格所具有的角点标高； 四个方格所具有的角点标高； 方格个数； 设计标高的调整 泄水坡度的影响 ； 土的可松性的影响； 就近取土或就近弃土的影响； 其它情况的影响：如

5、填方区局部挖土或 挖方区局部填土等。 习 题 1 某工程场地平整，方格网（20m20m）如图所示， 不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响，试按填 挖平衡原则 求场地设计标高。 习 题 2 1.2.2 场地平整土方量的计算 1步骤 ： 确定场地设计标高计算各方格角点的施工高度 确定场地零线 计算各方格（或局部）、边坡的土方量 汇总挖（填）方区土方量 2几点说明 施工高度的求解 零线：概念、性质、确定方法 方格中土方量的计算方法平均高度法 1.2.3 土方调配 费用最低（较低）的前提下，确定土方调配去向 。 1调配步骤 土方量计算 划分调配区 计算各区土方量 计算平均运距、确定施工单价 编制土方

6、调配图及土方平衡表 用“线性规划”方法进行土方调配 2调配区的划分， 平均运距、施工单价的确定教材9 3用“线性规划”方法进行土方调配 土方调配运输问题线性规划运筹学 可用单纯形法或表上作业法求解。 给定一初始方案 结束 是 调整 否 判断为最优 （1）编制初始方案 最小元素法，可保证方案较优 就近调配最小的施工单价取最大的土方量 挖方量（ m3） 5070100 500 704090 500 6011070 500 8010040 400 填方量（m3 ） 8006005001900 400 500 500 300100100 （2）方案最优性判别 假想价格系数法 求解各个方格的假想价格系数

7、 求解无调配土方方格的检验数 判别：所有无调配土方方格的检验数，方案最优， 否则不为最优，需调整。 挖方量（ m3） 5070100 500 704090 500 6011070 500 8010040 400 填方量（m3 ） 8006005001900 400 500 500 300100100 50 有调配土方的方格 无调配土方的方格 60 40 11070 40 -10 100 8030 0 60 （3）方案的调整闭回路法 挖方量（ m3） 5070100 500 704090 500 6011070 500 8010040 400 填方量（m3 ） 8006005001900 400

8、 500 500 300100100 50 60 40 11070 40 -10 100 8030 0 60 将最小的负检验数对应的变量作为调整对象找出其闭合回路*调整 100400 400 （4）方案判别 （5）计算土方总运输量、绘制土方调配图 教材15 * *几点说明 1前提条件：挖、填方平衡。 2初始调配方案及调配过程中必须保证m+n-1 个 有调配土方的格子。如果多一个空格，应令其为a （a0），继续进行判别调整。 3不平衡问题的求解 增加一个假想的取土点（或弃土点），将其转 化为平衡问题，再求解。 4多个最优解的判别及求解 判别：有 说明存在多个最优解； 求解：以 的格子为出发点，按

9、闭回路法调整 ； 性质：多个最优解的目标函数值相等。 1.2.4场地平整土方机械及其施工 1推土机 2铲运机 主要用于场地平整， 掌握其 工作特点 适用范围 提高生产率的措施 3挖掘机少量用于场地平整工程， 多用于基坑（槽）开挖。详见1.3.4 1.3 基坑工程 1.3.1土方边坡及其稳定 1土方边坡的形式及坡度的表示方法 2确定土方边坡坡度应考虑的因素 3土方边坡稳定的机理及失稳原因 稳定机理：土颗粒之间存在内聚力和摩擦 力，使土体具有一定的抗剪强度 4边坡稳定的分析方法 放足边坡 土壁支护 5保证边坡稳定的措施 其它：改善土体性质等 1.3.2 土壁支护 1基槽支护教材1920 2基坑支护

10、 （1）重力式水泥土墙支护结构 适用于软土地区46m深的基坑，最大达78m 。 即可挡土，又可防水 设计：进行整体稳定、抗倾覆、抗滑移验算 ， 控制位移量； 施工工艺教材1920 （2）板式支护结构 一般包括 挡墙系统 ： 支撑（拉锚）系统 槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩 、地下连续墙等 钢板桩 即可挡土，也可防水； 钢板桩失效的原因教材26 ； 钢板桩施工方法 单独打入法 围檩插桩法 分段复打法 土层锚杆 房屋建筑悬索桥 电视塔 1.3.3 降（排）水 降（排）水 地表水：截（水沟）、（筑堤）堵、排等 地下水 集水井（坑）降水 井点降水人工降水/暗降 明排 一般浅基础的基坑（槽）开挖，主要是地

11、表水， 其次是高水位地区的地下水问题。 地下水流的基本性质 1 潜水和层间水 潜水从地表算起（向下）第一层不透水层以上含 水层中所含的水，这种水无压力，属重力水 。 层间水夹于两个不透水层之间含水层中所含的水 。 可分为有压层间水和无压层间水两种。 2 动水压力 概念 大小： 性质： 地下水在土中渗流时，对单位土体内骨架产生的压力。 动水压力大小与水力坡度成正比； 动水压力方向与地下水渗流方向一致；（区别于浮力） 3 流砂现象 概念/现象 防治途径、措施 动水压力外因 土质内因 减小/ 消除动水压力： 改变动水压力方向： 改善土质： 产生的原因 1集水井（坑）降水 2井点降水 （1）井点降水法

12、的种类教材P33 喷射井点：扬水装置造成负压（形成真空）； 电渗井点：井点管内侧打入金属棒作阳极，井点管作阴极 ， 通入直流电后土颗粒由阴极阳极（电泳现象）；地 下水由阳极阴极（电渗现象），使土中水更易于排出 。 *优先选用（一级） 轻型井点，若 降水深度不够多级轻型井点或喷射井点 K过小、水不易排出电渗井点 K大、Q大管井井点 K大、Q大且降水深度大深井井点 （2）轻型井点降水 1）降水设备：管路系统和抽水设备 2）布置和计算 A平面布置 B高程布置 计算（工程近似） 3）施工及注意事项 *准备工作敷设总管埋设井点管用弯联管连接总管和井点管 安装抽水设备试抽正式抽水 *注意事项：抽水应连续进

13、行； 注意对周围环境的影响：周围地面沉降、文明施工。 轻型井点降水计算 *完备的轻型井点设计内容，除包括平面设计和 高程设计外，尚应确定井点的数量/间距。 *Q（涌水量 ） q（单根井点管的最大出水量） 井点的数量/间距 *Q（涌水量）的求解方法依据水井类型不同，分为4种 ：无压完整井 无压非完整井 承压完整井 承压非完整井 说明说明：此处（教材）介绍的为笼统情况的近似方法，工程实 际中应参考其它资料，如工程实践经验、施工手册等。 例题轻型井点降水设计计算 某基础工程需开挖一底宽10米、长15米，深4.1米 的基坑，边坡为1:0.5。地质资料为：天然地面下 有0.5米厚的粘土层，再下面为7.4

14、米厚的极细沙层 ，再下面为不透水的粘土层，通过现场扬水试验求 得=30m/d，试按轻型井点降水系统进行降水设 计计算。 1.3.4 基坑（槽）土方施工 1基坑（槽）土方量计算 2基坑（槽）土方施工 浅基坑（槽）： 深基坑（槽）： 3施工机械 挖掘机：正铲、反铲、抓铲、拉铲四类， 掌握其工作特点、适用范围、工作方式 *土方工程综合机械化施工挖掘机与运输车辆的配合 1.4 土方的填筑与压实 1.4.1 土料的选用与处理教材P46 1.4.2 填筑的方法 1.4.3 压实方法 碾压 夯实 振动压实 掌握其压实原理、适用范围 1.4.4影响填土压实的因素 压实功存在“水平渐近线” 含水量存在最佳含水量 铺土厚度与机械有效作用深度、压实遍数有关 1.4.5填土压实的质量检查教材49 重庆通渝隧道发生涌水坍方事故 重庆晚报 本报讯 昨日 (040222) ， 重庆开县通往城口 的通渝隧道内发生 坍方事故，造成洞 内近百米长隧道塌 陷，1人死亡，1人 重伤，4人下落不明。涌水带出的大量泥石流，瞬间造成 K21730K21830约100米距离被淹没，坍塌方量 约5000立方米以上。