第一章 土方工程复习课程

《第一章 土方工程复习课程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章 土方工程复习课程（138页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2020/7/8,1,第1章 土方工程 第2章 深基础工程施工 第3章 砌体工程 第4章 混凝土结构工程 第5章 预应力混凝土工程 第7章 结构安装工程 第10章 防水工程 第12章 流水工程施工 第13章 网络计划技术 第14章 单位工程施工组织设计,一、土木工程施工课程讲授内容,2020/7/8,2,1.土木工程施工，杨和礼主编，武汉大学出版社，2010年8月； 2.土木工程施工，刘宗仁主编，高等教育出版社，2003年2月； 3.土木工程施工，刘津明、韩明主编，天津大学出版社，2002年11月； 4.建筑工程施工， 重庆大学、哈尔滨建筑大学、同济大学编，中国建筑工业出版社，1985年；,二

2、、教学参考书,2020/7/8,3,第一章 土方工程,1.1 土的工程分类及性质 一、土的工程分类,土方工程是各类土木工程项目开始施工的第一个工序，土方工程具有工程量大、劳动强度大，施工条件复杂等特点，在土木工程施工中占有重要地位。 土方工程施工包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水和土壁支承等过程。,土的分类方法很多，若按：,2020/7/8,4,碎石类土漂石土、块石土、卵石土、 碎 石、 圆砾土、角砾土 砂土砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂 粘性土粘土、亚粘土、轻亚粘土,土的颗粒级配或塑性指数,根据土的沉积年代,粘性土老粘性土、一般粘性土、 新近沉积粘性土、,土的工程特性,特殊性土软

3、土、人工填土、黄土、 膨胀土、红粘土、盐渍土、冻土等,2020/7/8,6,2020/7/8,7,二、土的工程性质,（一）土的可松性,1.土的可松性 自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，也不能恢复为原来状态时的体积。土的可松性程度，一般用最初可松性系数和最后可松性系数来表示 ：,（1.1.1）,2020/7/8,8,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。,土的可松性与土的土质有关，根据土的工程分类，其相应可松性系数见表1.1.1。,（1.1.2）,2020/7/8,9,例1：挖基坑体积1000m3，ks1.2

4、4，ks1.04，求 松方体积、填方体积和弃土体积？ 解： （1）松方体积： （2）填方体积： （3）留土方： （4）弃土方,2020/7/8,10,（二）土的含水量,一般土的干湿程度用含水量表示，土的含水量()是土中水的质量(mw)与土的固体颗粒质量(ms)之比，以百分比表示。,（1.1.3）,土的含水量,含水量小于5%的称为干土； 在5%30%间的称为潮湿土； 大于30%的称为湿土。,2020/7/8,11,（三）土的透水性,土的透水性是指水流通过土中孔隙的难易程度。 土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑土方开挖到地下水位以下，地下水的平衡被破坏后，地下水会不断流入基坑。 地下

5、水的流动以及在土中的渗透速度都与土的透水性有关。,2020/7/8,12, 地下水在土中渗流速度一般可按达西定律计算(见图1.1.1)，其公式为：,1.1.1 水力坡度示意图,式中： v水在土中的渗流速度(md)； K土的渗透系数（m/d）； 水力坡度，表示两点水头差（h1-h2） 与其水平距离L之比。,2020/7/8,13,1.2 场地平整,一、场地平整前的施工准备工作,1.了解施工现场技术资料地下管线、工程水文地质、气象等； 2.场地清理建筑物、构筑物、管道、坟墓、沟坑、垃圾、树根等； 3.地面水排除施工区域设置排水设施，如排水沟、截水沟、挡水土坝 4.修建临时道路、临时设施主要道路结合

6、永久性道路一次修筑，临时道路整平铺上碎石面层即可； 5.制定冬雨季施工措施防洪、边坡稳定、冻土开挖、填方等。,2020/7/8,14,二、场地平整土方量的计算,（一）小型场地平整时设计标高的确定,场地平整前，应首先确定场地的设计标高（一般设计文件上有规定），然后计算挖填方土方量进行土方调配，选择土方施工机械，拟定施工方案。,小型场地平整时设计标高的确定平整前和平整后土方量相等，挖填方平衡 最佳设计平面大型厂矿建筑、设计单位进行场平设计，施工单位进行施工,2020/7/8,15, 当小型场地无特殊要求时，一般可根据平整前和平整后土方量相等的原则确定设计标高，但这仅意味着将场地推平，并不能保证总土

7、方量最小。场地不同设计标高的影响见图1.2.1。,图1.2.1 场地不同标高的影响 设计标高为H1，填方大于挖方；设计标高为H2，挖方大于填方,2020/7/8,16,计算前，将场地划分为方格网（1010m4040m），利用地形图求出各方格角点的设计标高，一般来说理想的设计标高应使场地内土方在平整前和平整后相等。见图1.2.2。,图1.2.2场地设计标高简图 （a） 地形图上划分方格； （b）设计标高示意图 1等高线；2自然地坪；3设计标高平面；4自然地面与设计标高平面的交线（零线）,1.初步确定场地设计标高（H0）,2020/7/8,17,即：,（1.2.1）,式中： H0所计算场地的设计标

8、高(m)； a 方格边长(m)； N 方格数。 H11、H12、H21、H22某一方格的4个角点标高(m)。,2020/7/8,18,从图1.2.2可见： H11一个方格的单独角点标高； H12、H212个方格共有的角点标高； H224个方格共有的角点标高。 因此，如果将所有方格的4个角点标高相加，则类似H11这样的角点加1次，类似H12、H21的角点加2次，类似H22的角点标高加4次。因此，式(1.2.1)可改写为：,2020/7/8,19,式中： H11方格所独有的角点标高(m)； H22个方格共有的角点标高(m)； H33个方格共有的角点标高(m)； H44个方格共有的角点标高(m)。,

9、（1.2.2）,2020/7/8,20,按式（1.2.2）计算出的设计标高为一理论值，而在实际施工过程中还要考虑下列因素的影响对设计标高进行调整。 由于土具有可松性，回填压实恢复不了原来状态，要相应提高设计标高。如图1.2.3所示。 设 为土的可松性引起设计标高的增加值，则设计标高增加值 为：,2.设计标高的调整值,1）土的可松性的影响,2020/7/8,21,图1.2.3 设计标高调整示意图 （a）理论设计标高；(b)调整设计标高,2020/7/8,22,式中 设计标高调整后的总填方体积； 土的最后可松性系数。 此时，填方区的标高也应与挖方区一样，提高 ，即：,式中： 设计标高调整前的总填方

10、体积； 设计标高调整前总填方区总面积。,（1.2.4）,2020/7/8,23,经移项整理简化得(当VTVw)：,故考虑土的可松性后，场地设计标高的计算公式应调整为：,（1.2.5）,（1.2.6）,2020/7/8,24,(2)考虑泄水坡度对设计标高的影响,按上述计算出设计标高进行场地平整时，是假设整个场地为一个水平面，实际上由于排水的要求，场地表面要有一定的泄水坡度。,泄水坡度,按设计要求确定； 无设计要求，一般要求泄水坡度不小于0.2。,单向泄水场地较小，降水量较小； 双向泄水场地较大或降水量较大时。,2020/7/8,25,按单向泄水或双向泄水要求，计算出场地各方格角点实际施工时采用的

11、设计标高。 双向泄水（或单向泄水）将场地H0作为场地的中心线（或角点）标高，场地任一点设计标高为：,式中：lx、ly计算点沿x、y方向距中心点的距离； ix、iy场地沿x、y方向的泄水坡度。当ix(或iy)为零时，为单向泄水； 计算点比中心点高时，取“+”；计算点比中心点低时，则取“-”。,（1.2.7）,2020/7/8,26,（a）单向泄水；（b）双向泄水 图1.2.4 考虑泄水坡度对设计标高的影响,例如，在图1.2.4中，角点H52、H42的设计标高为： 1）对于H52点，属单向泄水，,2020/7/8,27,2) 对于H42点，属双向泄水，,土方量计算,四角棱柱体法近似计算，有时误差达

12、33； 三角棱柱体法计算较为精确，一般采用计算机计算。, 小型场地计算一般采用四角棱柱体法，四角棱柱体法将所需计算的场地划分为方格法，然后按方格网和确定的零线具体计算各方格的土方量。具体计算步骤如下：,（二）场地平整土方量的计算,2020/7/8,28,(1.2.8),式中 hn 角点的施工高度(m)，“+”号表示填方，“”表示挖方； Hn 角点的设计标高(m)； H 角点的自然地面标高(m) 。,2.确定零线（填、挖方的分界线）,即确定相邻一挖一填两角点间方格边线上的零点，此点即不挖也不填，方格中各相邻边线的零点间的连线即为零线（挖、填方分界线）。,1.计算场地各方格角点的施工高度（挖、填方

13、高度）,2020/7/8,29,零点位置可通过下式确定 (见图1.2.5)：,图1.2.5 零点位置计算示意图,式中： x零点至A点距离； h1、h2施工高度；a 方格边长（m）。,2020/7/8,30,零线确定后，便可进行土方量计算。,计算土方量时，先求出各方格挖、填土方量和场地周围边坡挖、填土方量，把挖、填土方量分别加起来，就得到场地总土方量。,式中 V填方或挖方体积(m3)； h1、h2、h3、h4方格四个角点的施工高度(m)； a 方格边长(m)。,（1.2.10）,3.土方量计算,（1）方格四角为全挖或全填时：,2020/7/8,31,挖方部分的土方量为：,（1.2.11）,（2）

14、方格的相邻两角点为挖方，另两角点为填方（图1.2.7），,则填方部分土方量为：,图1.2.7 两挖和两填的方格,2020/7/8,32,式中： h填方或挖方施工高程总和，用绝对值代入； b、c零点到一角点的边长。,（1.2.12）,2020/7/8,33,(3)方格的3个角点为挖方(或填方)，另一角点为填方(或挖方)，,如图1.2.8所示。填方部分的土方量为：,图1.2.8 三挖一填的方格,填方部分土方量,（1.2.13）,2020/7/8,34,挖方部分土方量,（1.2.14）,2020/7/8,35,挖方（或填方）的体积；,方格角点中挖方（或填方）施工高度总和（均用绝对值相加）；,方格四个

15、角点施工高度总和（均用绝对值相加）；,方格边长。,简化公式，挖方和填方的土方量均可按下式计算：,2020/7/8,36,（4）边坡土方量计算,为了保持边坡的稳定和施工安全，挖方或填方的边沿都应做成一定的边坡，边坡表示方法：,土方边坡坡度,a、直线边坡,b、折线边坡,c、踏步式边坡,2020/7/8,37,边坡的画法可根据控制网四点和零线，填方和挖方的坡度画出。 例:假定填方坡度1：1.5，挖方坡度1：1.25，四个角点挖、填方施工高度已知，计算角点挖、填方边坡坡度（方格用1：1000，边坡用1：100）,边坡计算示意图,L1,2020/7/8,38,边坡土方量近似划分为二种近似几何图形计算：

16、三角棱锥体（1）：,例如,三角棱柱体边坡体积（4）：,例如,式中：F1边坡断面积；L1边坡1的长度； h5 角点施工高度；m边坡坡度系数。,mh5,h5,F1,2020/7/8,39, 计算挖、填方区四角控制点边坡宽度：,挖方区：角点5边坡宽度 0.931.251.16m 角点15边坡宽度 0.381.250.48m 填方区：角点1边坡坡度 0.391.50.59m 角点11边坡宽度 0.971.51.46m,2020/7/8,40,（5）基坑土方量计算,基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）体积公式计算，即：,（1.2.13）,式中： F1、F2基坑顶、底面积； F 0基坑中截面积； H基坑深度（m） a、b基坑上口宽