啊土方工程讲解学习

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1、土木工程施工,主讲 周正元,联系电话：13003469525,1土方工程,1.1土方规划(场地平整 ),1.1.1 土方工程的内容及施工要求,1、内容： （1）场地平整 其中包括确定场地设计标高，计算挖、填土 方量，合理地进行土方调配等。 （2）开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝，其中 包括施工排水、降水，土壁边坡和支护结构等。 （3）土方回填与压实 其中包括土料选择，填土压实的方法 及密实度检验等。 （）在土方工程施工前，应完成场地清理，地面水的排除 和测量放线工作； （）在施工中，则应及时采取有关技术措施，预防产生流 砂、管涌和塌方现象，确保施工安全。,2、施工要求： 土方工程施工

2、： （）要求标高、断面准确，土体有足够的强度，稳定性。 （）土方量少，工期短，费用省。 在施工前： （）调查研究。 （）便编制切实可行施工组织设计，拟定合理地施工方案。 （）实现土方工程施工综合机械化。,3、土方工程的特点： （） 工程量大。 （）劳动繁重。 （）施工条件复杂。,1.1.2 土的工程分类及性质,1、土的分类：依开挖难易程度分为八类。 具体见表1-1所示。,2、土的工程性质： 影响工程施工的土的性质：土的质量密度、含水量、 渗透性和可松性。 1.1.2.1 土的质量密度： （）天然密度：是指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土的压力及边坡的稳定性。 （）土的干密度：

3、是指单位体积中固体颗粒干燥后的质量，它是用以检验填土压实质量的控制指标。,1.1.2.2 土的含水量 1、土的含水量是土中所含的水与干燥后土的固体颗 粒的质量比，以百分数表示： 含水状态下的土的质量 土烘干后的质量 2、土的含水量作用： （1）影响施工方法的选择。 （2）影响边坡的稳定。 （3）回填土的质量（回填土需有最佳含水量，方能 夯压密实，获得最大干密度。,土的最佳含水量和最大干重度参考值见下表：,1.1.2.3 土的渗透性 1、定义：是指水在土体中渗流的性能。一般用渗透系数 K表示。 表1-3表示常用的K值 达西公式V=KI 其中 V水在土中的渗透速度m/d I水力坡度，即A、B两点水

4、头差与其水平距离之比 K土的渗透系数m/d,2、渗透系数K值将直接影响降水的选择和涌水量计算的 准确性，可以通过室内的渗透试验或现场的扬水试验 确定。,1.1.2.4 土的可松性 1、定义：土具有可松性，即在自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽然回填压实，仍不能恢复其原有的体积。 土的可松性程度用可松性系数表示，即： 最初可松性系数 最终可松性系数,2、用途： 土方量的平衡调配，确定运土机具的数量及弃土体积，以及计算基坑填土所需的填方量。 计算挖土的体积：实际的基坑大小，即指在自然状态下 土的体积 机具运土的体积：开挖后松散体积 即； 基坑回填体积=基坑体积基础在基坑内的体积

5、,各种土的可松性系数可参考表1-4,例题分析： 某工程基础（地下室）外围尺寸35m20m，埋深4.5m，为满足施工要求，基坑底面尺寸在基础外每侧留0.6m宽的工作面，基坑长边采用1：0.5放坡，短边按1：0.33放坡。已知Ks=1.25， =1.05，试计算： （1）基坑开挖土方量。 （2）现场留作回填土用的土方量。 （3）如果现场多余土用容量6立方米汽车外运，应 安排多少车次？,解： （1）计算挖方量 A1=(35+0.62) (20+0.62)=36.221.2=767.44m2 A2=(35+0.62+0.334.52) (20+0.62+.054.52) =1006.67m2,(2)现

6、场留作回填土的土方量（松散） (3)计算车次,1.1.3土方边坡 1、定义：边坡的表示方法为1：m，m为坡度系数 即： 土方边坡坡度(i)= ：m 2、影响坡度的因素：土质、开挖深度、开挖方法、施工工期 地下水位、坡顶荷载的大小、及气候条件。 3、m的确定原则： 保证土体稳定、施工安全，又要节省土方,4、开挖的形式：,5、几种情况下边坡坡度： 1）使用年限较长（一年以上），土质较均匀，高度在10m以内按 表1-5。,2）当土质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑、沟槽底面标高时，挖方深度在5m以内，不加支撑的边坡按表1-6。,3）使用年限在一年以上的临时性填方边坡则为：当填方高度在10m以内，

7、可采用1：1.5；高度超过10m，可作成 折线形，上部采用1：1.5，下部采用1：1.75。 4）永久性挖方或填方边坡，则均应按设计施工（边坡稳定 计算）。,1.1.4 土方量计算的基本方法,1、基坑（槽）和路堤的土方量计算(平均截面法) 1）基坑（槽）：基坑（槽）和路堤的土方量按拟柱体体积计 算公式计算：,2、场地平整土方量计算-方格网法 方格网大小（aa）：10m10m，15m15m，20m20m 25m25m，30m30m，35m35m，40m40m，45m45m，50m50m。 在场地设计标高确定后，需平整的场地各角点的施工高度即可求得，然后按每个方格角点的施工高度计算出填、挖土方量，

8、并计算场地边坡的土方量，这样可以求得整个场地的填、挖土方总量。 填挖土方的计算首先要知道“零线”的位置，在该线上，施工高度为0。 “零线”：挖方区与填方区的交线。即不填不挖的交线。 确定方法：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点位置（图1-7），将各相邻的零点连接起来就为零线。如不需要计算零线的确切位置，则绘出零线的大致走向即可。,1）四方棱柱体的体积计算方法 方格四个角点全部为填或全部为挖时（图1-8a）： 式中： 挖方或填方体积（m3）； 方格四个角点的填挖高度，均取绝对值 方格四个角点，部分为填方、部分为挖方时（图1-8b、c） 方法一： 式中： 方格角点中填（挖）

9、方施工高度的总和，取绝对值 方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）； 方格边长（m）。,方法二：（表1-7）,2）三角棱柱体法 三角棱柱体法，是将每一个方格顺地形的等高线沿对角划分成两个三 角形，然后计算每一个三角棱柱体的土方量。 当三角形为全挖或全填时（图1-3a）： 当三角形有填有挖时（图1-3b），则其零线将三角形分成两部分， 一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体。 土方量计算分别为：,1.1.5 场地平整土方量计算,1.1.5.1 场地设计标高的确定 1、场地设计标高确定应满足的条件 1）满足建筑规划、生产工艺及运输、场地排水和最高 洪水位等要求； 2）力求使场地内土方

10、挖填平衡且土方量最小。 3）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。,2、场地设计标高确定的具体步骤： 1）在地形图上将施工区域划分为边长为1050m若干个方格网； 2）确定各小方格角点的高程； 方法： 水准仪测量； 根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得； 用一条透明纸带，在上面画6根等距离的平行线， 把该透明纸带放在标有方格网的地形图上，将6根平行线的最外两根分别对准A点和B点，这时6根等距离的平行线将A、B之间的0.5M或1m(等高线的高差)均分成5等分于是就可直接得到点的地面标高。,3）按填挖方平衡确定设计标高 按每一个方格的角点的计算次数，即方格的角点为几个方

11、格共有的情况。 式中： 方格网数； 一个方格仅有的角点坐标； 两个方格共有的角点坐标； 三个方格共有的角点坐标； 四个方格共有的角点坐标。,例如：图1-9中的为： （252.45+251.40+250.60+251.60） +2(252.00+251.70+251.90+250.95 +251.25+250.85)+4(251.60+251.28) =251.45m,1.1.5.2 场地设计标高的调整 1）土的可松性影响,由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高（图1-11），设为因土的可松性引起设计标高的增加值，则设计标高调整后总的挖方体积 为： 其中 为挖土时预留沉降部分 总的填方体积

12、为： 因 此时，填方区的标高也应与挖方区一样，提高 即： 当 时，有：,故考虑了土的可松性后，场地设计标高调整为： 式中： 按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积； 按理论设计标高计算的挖方区、填方区总面积； 土的最后可松性系数。,2）场内挖方和填方的影响 弃土于场外、从场外取土回填等情况。 场地设计标高的调整值 为： 式中：Q-场地根据平衡后多余或不足的土方量。 3）场地泄水坡度的影响 泄水坡度有单面泄水、双面泄水 单面泄水：场地内只有一个方向排水； 双面泄水：场地内只有两个方向排水，且互相垂直。 场地有单面泄水坡度时的设计标高 场地内已调整的设计标高 为场地中心线的标高（因此将场地 中心作

13、为坐标的原点）,图1-12，场地内任意点的设计标高则为：,说明： 的取值： 坐标原点位于场地的中心点，X、Y 方向逆着泄水坡度方向，按坐标象限判断正、负号，即位于第一象限 的 X、Y 皆为正，第二象限为 X 负，Y 为正。 式中： 场地内任一点的设计标高； 该点至设计标高的距离； 场地泄水坡度（不小于2） 例如： 角点的设计标高为：,场地有双面泄水坡度时的设计标高 场地内已调整的设计标高为场地纵横方向中心线的标高（因此将场地中心作为坐标的原点） 式中： 该点沿X-X，Y-Y方向距场地中心线的距离； 场地沿X-X，Y-Y方向的泄水坡度。,1.1.5.4 场地边坡土方量计算 场地平整时，还要计算边

14、坡土方量（图1-16），其计算步骤如下： （1）标出场地四个角点A、B、C、D填、挖高度和零线位 置； （2）根据土质确定填、挖边坡的坡度系数（边坡 率） ； （3）计算出四个角点的放坡宽度，如A点= ， D点= ； （4）计算边坡的土方量。,1.1.6 土方调配,工作内容：划分调配区；计算土方调配区之间的平均运距 （或单位土方运价，或单位土方施工费用）；确定 土方最优调配方案；绘制土方调配图表。 1.1.6.1 土方调配区的划分 1、原则： 1）应力求挖填平衡、运距最短、费用最省； 2）便于改土造田、支援农业； 3）考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。,2、划分调配区应注意： 1）调

15、配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程 施 工顺序和分期施工的要求，使近期施工和后期利用相 结合。 2）调配区的大小，应考虑土方及运输机械的技术性能，使其功 能得到充分发挥。例如，调配区的长度应大于或等于机械的 铲土长度；调配区的面积最好与施工段的大小相适应。 3）调配区的范围应与计算土方量用的方格网相协调，通常可由 若干个方格网组成一个调配区。 4）从经济效益出发，考虑就近借土或就近弃土区均可作为一个 独立的调配区。 5）调配区划分还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，避 免土方重复开挖。,1.1.6.2 调配区之间的平均运距 1、定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。 2、方法： 取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即： 式中： 挖或填方调配区的重心坐标； 每个方格的土方量； 每个方格的重心坐标。,重心求出后，则标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每