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1、建筑工程施工课件 2010.10.26 *1 模块一 土方工程 主要内容： 任务一：土的工程分类及土方工程量的计算 1.理论支撑：土方的工程分类与鉴别，土的工程性质， 土方工程量的计算与土方调配，基坑基槽土方工程量的 计算，场地平整土方工程量的计算，土方平衡与调配。 二、任务二：土方的开挖与回填 1.理论支撑：明排水法，井点降水法，土方边坡极其稳 定，浅基坑（槽）支撑，深基坑支护，土方开挖流程及 方式，土方施工机械，土料选用与处理，填土压实方法 ，填土压实影响因素。 *2 第一章 土方工程 土方的工程分类与鉴别 土的工程性质 土方工程量的计算与土方调配 基坑基槽土方工程量的计算 场地平整土方工
2、程量的计算 土方平衡与调配 工程实践案例 任务一 土的工程分类及土方工程量的计算 Date3 第一章 土方工程 土方工程的分类及特点 土方工程分类 场地平整 基坑（槽）开挖 基坑（槽）回填 土方施工特点 工程量大、劳动强度高 施工条件复杂 受场地限制 一、土方的工程分类与鉴别 Date4 第一章 土方工程 在工程上，土根据开挖难易程度分为八类，其中一 四类土为土，五八类土为岩石。其开挖难易直接影 响其施工方案、劳动量消耗和工程费用。 松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土 机、挖土机施工； 坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松 土，部分用爆破的方法施工； 次坚石、坚石和特坚硬
3、石一般要用爆破方法施工。 土的工程分类与现场鉴别方法见表11所示。 土的分类与现场鉴别方法 Date5 第一章 土方工程 土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs 一类土 (松软土) 砂，亚砂土，冲积砂土层，种植 土，泥炭(淤泥) 1.08 1.17 1.01 1.03 能用锹、锄头挖掘 二类土 (普通土) 亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石 、卵石的砂，种植土，填筑土及 亚砂土 1.14 1.28 1.02 1.05 用锹、锄头挖掘， 少许用镐翻松 三类土 (坚土) 软及中等密实粘土，重亚粘土， 粗砾石，干黄土及含碎石、卵石 的黄土、亚粘土，压实的填筑土 1.24 1.30 1
4、.04 1.07 要用镐，少许用锹 、锄头挖掘，部分 用撬棍 四类土(砂 砾坚土) 重粘土及含碎石、卵石的粘土， 粗卵石，密实的黄土，天然级配 砂石，软泥灰岩及蛋白石 1.26 1.32 1.06 1.09 整个用镐、撬棍， 然后用锹挖掘，部 分用楔子及大锤 表11 土的工程分类与现场鉴别方法 Date6 第一章 土方工程 土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs 五类土 (软石) 硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、 泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩 ，软的石炭岩 1.30 1.45 1.10 1.20 用镐或撬棍、大 锤挖掘，部分使 用爆破方法 六类土 (次坚石) 泥岩，砂岩，
5、砾岩，坚实的页岩， 泥灰岩，密实的石灰岩，风化花 岗岩，片麻岩 1.30 1.45 1.10 1.20 用爆破方法开挖, 部分用风镐 七类土 ( 坚石) 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒 花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾 岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的 安山岩、玄武岩 1.30 1.45 1.10 1.20 用爆破方法开挖 八类土 ( 特坚硬石 ) ) 安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚 实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩 、辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.45 1.50 1.20 1.30 用爆破方法开挖 表11 土的工程分类与现场鉴别方法 Date7 第一章 土方工程 土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松
6、散而增加 ，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积，土 的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系 数表示，即 式中 KS、KS土的最初、最终可松性系数； V1 土在天然状态下的体积，m3； V2 土挖出后在松散状态下的体积，m3； V3 土经压(夯)实后的体积，m3。 二、土的工程性质 Date8 第一章 土方工程 例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土 的最初可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应 外运多少松土？ 预留夯实土：2000-1200=800 m3； 预留原土：800 / 1.05=762m3； 外运原土：2000-762=1238 m3； 外运
7、松土：12381.14=1412 m3。 例题 Date9 第一章 土方工程 土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的百分 比。表达式为： 式中：m湿含水状态土的质量，kg； m干烘干后土的质量，kg； mW 土中水的质量，kg； mS固体颗粒的质量，kg。 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对 土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。 土的天然含水量 Date10 第一章 土方工程 土的密度： (黏土=1.82.0，砂=1.62.0） 土的干密度： 土的干密度与土的天然密度之间有如下关系： 土的天然密度和干密度 Date11 第一章 土方工程 孔隙比： 孔隙率： 一般情
8、况：n=0.51.2是粘性土，n=0.30.9是砂土； e0.6是密实的低压缩性土，e1是疏松的高压缩性土。 土的孔隙比和孔隙率 Date12 第一章 土方工程 土的渗透性：指土体被水透过的性质。土 的渗透性用渗透系数表示。 渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的 能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实 程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类 井点的主要参数。土的渗透系数见表12所示 。 土的渗透性 Date13 第一章 土方工程 土的名称 渗透系数 (m/d) 土的名称渗透系数 (m/d) 粘土 0.005 中砂 5.0020.00 亚 粘 土 0.0050.10 均质中砂 3550 轻
9、亚粘土 0.100.50 粗砂 2050 黄土 0.250.50 圆 砾 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 细砂 1.005.00 表12 土的渗透系数参考表 Date14 第一章 土方工程 三、土方工程量计算与调配 土方施工前，通常要计算土方的工程 量，根据土方工程量拟定土方施工的方案 ，组织土方工程的施工。单土方工程的地 形往往复杂，不规则，要进行精确计算比 较困难。通常都是将其假设或者划分成为 一定的几何形状，并采用具有一定精度由 于实际情况相近似的方法进行计算。 Date15 第一章 土方工程 基坑是指长宽比小于等于3的矩形土体，其 土方量可按立体几何中拟柱体
10、(由两个平行的平 面作底的一种多面体)体积公式计算(图11)。 即 式中 H 基坑深度，m； A1、A2 基坑上、下底的面积，m2； A0 基坑中截面的面积，m2。 基坑土方量的计算基坑土方量的计算 Date16 第一章 土方工程 基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图1-2)： 式中 V1第一段的土方量，m3； L1第一段的长度，m。 式中V1、V2 、 Vn各段的土方量，m3 公式变换 Date17 第一章 土方工程 设计标高选择，需考虑以下因素： （1）满足生产工艺和运输的要求； （2）尽量利用地形，以减少挖方数量； （3）尽量使场地内挖填平衡，以降低土方运输费用 ； （4）有一定泄水坡
11、度（2），满足排水要求； （5）考虑最高洪水位的要求。 影响场地标高因素 Date18 第一章 土方工程 场地的设计标高，可根据挖填平衡的原则确定 。 1.初步计算场地设计标高 方格网法：方格的角点标高，一般根据地形图上相 邻两等高线的标高用插入法求得；无地形图时，也可 在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。 一般说来，理想的设计标高，应该使场地的土方在 平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡 方格网法 Date19 第一章 土方工程 设计标高 Date20 第一章 土方工程 所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还需考虑 以 下因素进一步进行调整: （1）土具有可松性； （2）填(挖)
12、影响； （3）边坡填挖量不等； （4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外 挖填土的变化。 计算设计标高的调整值 Date21 第一章 土方工程 由于排水要求，场地表面场有一定的泄水坡度。因此 ，还需根据场地泄水坡度的要求（单面泄水或双面 泄水），计算出场地内各方格角点实际施工时的设 计标高。 单面泄水 双面泄水 考虑泄水坡度对设计标高的影响 Date22 第一章 土方工程 1.计算方格土方工程量： 方格网法 1）四个角点挖（填）方 2）两个角点填方，另外两个角点挖方 3）一个角点填（挖）三个角点挖（填） 方 断面法；公式法; 累高法 2.边坡土方量的计算 三角棱体:V=1/3A1L1
13、A1=1/2mh2 三角棱柱体:V=1/2(A1+A2)l4 或V=l4/6(A1+4A0+A2) 3.计算土方总量 所有方格土方量和边坡土方量汇总 场地土方量的计算 Date23 第一章 土方工程 （a）直线形 （b）折线形 （ c）阶梯形 m = b/h ，称为边坡系数。 坡度及坡度系数 Date24 第一章 土方工程 （一）土方边坡 土方边坡坡度 1:m B H 土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、 边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排 水情况有关。 m称为边坡系数 土方边坡土方边坡 Date25 第一章 土方工程 (1)计算各方格角点的施工高度 (2)计算零点位置
14、(3)计算方格土方工程量 按方格网底面积图形和公式，计算每个方格内的挖方或填方量。 平均高度法：计算图形底面积乘以平均施工高度而得出。 如：二点填方或挖方（梯形） 场地土方量的计算 Date26 第一章 土方工程 (4)边坡土方量的计量 1）三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如）计算公式 式中： 2）三棱柱体边坡体积： 三棱柱体边坡体积如）计算公式： 当两端横端面面积相差很大的情况 边坡土方量的计算 Date27 第一章 土方工程 四角全填（ 全挖） 网格分类 Date28 第一章 土方工程 相邻两角为挖，另两 角为填 网格分类 Date29 第一章 土方工程 三角填（挖），另一 角挖（填）
15、 网格分类 Date30 第一章 土方工程 项 目图 式计算公式 一点填方或挖方 (三角形) 两点填方或挖方 (梯形) 三点填方或挖方 (五角形) 四点填方或挖方 (正方形) 常用方格网点计算公式 Date31 第一章 土方工程 【例1.1】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为 20m20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度 系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。 例题 Date32 第一章 土方工程 【解】 (1) 根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然 标高，计算结果列于图1.8中。 由公式1.8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=251.56-251.90=-0.34 h6=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 填挖高度 Date3
