大工13春《建筑施工》辅导资料一

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1、大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 1 页 共 30 页建筑施工建筑施工辅导资辅导资料一料一主主 题题：第一章 第一节至第三节 概述、土方计算与调配、排水与降水学学习时间习时间：2013 年 3 月 30 日4 月 7 日内内 容容：这周我们将学习第一章土方工程中的第一节概述、第二节土方计算与调配以及第三节排水与降水，本周的内容比较多，涉及到土方的计算及优化等，是重点内容。通过本节的学习，也希望同学们对施工过程中排水及降水方面常用的方法有所了解。一、学一、学习习要求要求1、了解土方工程施工的特点、组织土方工程施工的要求、土的天然密度和干密度；2、掌握土的含水量、土的可松性系数、

2、土方边坡坡度；3、掌握基坑、基槽和路堤的土方量计算、确定场地设计标高的方法；4、掌握场地土方量计算、土方调配与优化；5、了解地面排水的方法； 6、了解集水井排水或降水；7、掌握流砂发生的原因及防治措施；8、掌握井点降水法；9、了解降水对周围地面的影响及预防措施。二、主要内容二、主要内容第一节 概述土方工程是土木工程施工中首先进行的一项重要内容，它主要包括场地平整、基坑及沟槽开挖、路基填筑及基坑回填等主要工程，同时往往还需要进行排水、降水、土壁支撑等辅助性工程加以配合。、土方工程的特点与施工要求 大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 2 页 共 30 页1、土方工程施工的特点 （1

3、）面广量大、劳动繁重。 （2）施工条件复杂。2、组织土方工程施工的要求（重点掌握）（1）在条件允许的情况下应尽可能采用机械化施工；（2）要合理安排施工计划，尽量避开冬、雨期施工； （3）为了降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田，要对土方进行合理调配、统筹安排。 （4）在施工前要做好调查研究， 拟定合理的施工方案和技术措施，以保证工程质量和安全，加快施工进度。、土的工程分类及性质 （一）土的工程分类 土的分类方法较多，在施工中按开挖的难易程度将土分为八类。（二）土的工程性质 1、土的质量密度分天然密度和干密度。土的天然密度，是指土在天然状态下单位体积的质量，用 表示；它影响土的承载力、土

4、压力及边坡的稳定性。土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒的质量，用 d表示；它是检验填土压实质量的控制指标。2、土的含水量 土的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： 干干湿 GGG式中 G湿含水状态时土的质量； 大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 3 页 共 30 页G干 烘干后土的质量。 土的含水量影响土方的施工方法选择、边坡的稳定和回填土的质量，如土的含水量 25%-30%时，机械化施工就难以进行；含水量超过 20%时，一般运土汽车就容易打滑、陷车。而在填土中则需保持“最佳含水量（课件中为需佳含水量）”，方能在夯压时获得最大干密度。如砂土的最佳含水量

5、为 8%12%，而粘土则为 19%-23%。 3、土的渗透性 土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数 K 表示。达西地下水流动速度公式 v =KI，从此公式中我们可以看出渗透系数的物理意义，即：当水力坡度 I（水头差与渗流距离之比）为 1 时，水在土中的渗透速度。不同土质，其渗透系数由较大差异，如粘土的渗透系数小于 0.1m/天，细砂为 5-10m/天，而砾石则为 100-200m/天。4、土的可松性（重点掌握）土具有可松性，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。土的可松性程度用可松性系数表示：最初可松性系数=土经开挖后的松散体

6、积/土在天然状态下的体积sK2V1V最后可松性系数=土经回填压实后的体积/土在天然状态下的体积 sK3V1V土的可松性对土方量的平衡调配，确定运土机具的数量及弃土坑的容积，以及计算填方所需的挖方体积、确定预留回填用土的体积和堆场面积等均有很大的影响。、土方边坡坡度 土方开挖或填筑的边缘都要保留一定的斜面，称土方边坡。m 称坡度系数， 1/m 称土方边坡坡度。边坡形式如下图所示：m:1B/H1 BH土方边坡坡度大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 4 页 共 30 页、土方施工的准备工作（七点）制定施工方案。场地清理。扫除地面水。修筑好临时道路及供水、供电等临时设施。做好材料、机具

7、、物资及人员的准备工作。设置测量控制网，打设方格网控制桩，进行建筑物、构筑物的定位放线等。根据土方施工设计做好边坡稳定、基坑（槽）支护、降低地下水等土方工程的辅助工作。第二节 土方计算与调配、基坑、基槽和路堤的土方量计算当基坑上口与下底两个面平行时，基坑土方量可按拟柱体的体积公式计算，如下： ）（20146FFFHV式中 H基坑深度（m）； F1，F2基坑上下两底面积()； F0F1 与 F2 之间的中截面面积()。 大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 5 页 共 30 页当基槽和路堤沿长度方向断面呈连续性变化时其土方量可以用同样方法分段计算。 )4(62011 1FFFLV式

8、中 V1第一段的土方量(m3)； L1第一段的长度(m)； 将各段土方量相加即得总土方量，即： V=V1+V2+Vn 式中 V1，V2Vn为各分段土的土方量（m）。、场地平整标高与土方量场地平整前，要确定场地的设计标高，计算挖方和填方的工程量，然后确定挖方和填方的平衡调配方案，再根据工程规模、施工期限、现有机械设备条件，选择土方机械，拟定施工方案。 对较大面积的场地平整，正确地选择设计标高是十分重要的。选择设计标高时应遵循以下原则：要满足生产工艺和运输的要求；尽量利用地形，以减少挖填方数量；争取场地内挖填方平衡，使土方运输费用最少；要有一定泄水坡度，满足排水要求。 场地设计标高一般应在设计文件

9、上规定，若设计文件对场地设计标高没有规定时，对中小型场地可采用“挖填土方量平衡法”确定；对大型场地宜作竖向规划设计，采用“最佳设计平苗法”确定。下面主要介绍“挖填量平衡法”的原理和步基槽土方量计算基坑土方量计算大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 6 页 共 30 页骤。 （一）确定场地设计标高 （掌握计算过程）1、初步设计标高初步确定场地设计标高的原则是场地内挖填方平衡，即场地内挖方总量等于填方总量。计算场地设计标高时，首先将场地划分成有若干个方格的方格网，每格的大小根据要求的计算精度及场地平坦程度确定，一般边长为 10m40m。然后找出各方格角点的地面标高。当地形平坦时，可根

10、据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得。当地形起伏或无地形图时，可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。 按照场地内土方的平整前后相等，即挖掘填方平衡的原则，场地设计标高为各个设计概算平均标高的平均值。场地设计标高即为各个方格平均标高的平均值。可按下式计算：NHHHHH4)(22211211 0式中： H0所计算的场地设计标高(m)；a方格边长(m)； N方格数； H11，H22任一方格的四个角点的标高(m)。如令 H11 个方格仅有的角点标高； H22 个方格共有的角点标高； H33 个方格共有的角点标高； H44 个方格共有的角点标高。 则场地设计标高 H0可改写成下列形式：NH

11、HHHH4)4324321 0大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 7 页 共 30 页2、场地设计标高的调整按上述公式计算的场地设计标高为一理论值，尚需考虑以下因素进行调整： （1）土的可松性影响由于土具有可松性，一般填土会有剩余，需相应地提高设计标高。由下图可以看出，考略土的可松性引起的设计标高的增加值得：h) 1(sWtsw KFFKVh调整后的设计标高值为：H0H0+h 式中： Vw按理论标高计算出的总挖方体积； FW、Ft按理论设计标高计算出的挖方区、填方区总面积； Ks土的最后可松性系数。（2）场内挖方和填土的影响 由于场内大型基坑挖出的土方、修筑路基填高的土方、场地

12、周围挖填放坡的土方，以及经过经济比较，而将部分挖方就近弃于场外或将部分填方就近从场外取土，均会引起场地挖方或填方量的变化。必要时也需调整设计标高。场地设计标高 H0计算示意图考虑土的可松性调整设计标高计算示意图大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 8 页 共 30 页（3）场地泄水坡度的影响 1）单向泄水时各方格角点的设计标高 HnH0li 2）双向泄水时各方格角点的设计标高HnH0lxixlyiy（二）场地土方量计算场地平整土方量的计算方法通常有方格网法和断面法两种。方格网法适用于地形较为平坦、面积较大的场地，断面法多用于地形起伏变化较大的地区。 用方格网法计算时，先根据每个方

13、格角点的自然地面标高和实际采用的设计标高，算出相应的角点填挖高度，然后计算每一个方格的土方量，并算出场地边坡的土方量，这样即可得到整个场地的挖方量、填方量。其具体步骤如下： 1、计算场地各方格角点的施工高度各方格角点的施工高度(即挖、填方高度)hn nnnHHh式中 hn该角点的挖、填高度，以“”为填方高度，以“”为挖方高度(m)；Hn该角点的设计标高(m)；场地泄水坡度示意图大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 9 页 共 30 页Hn该角点的自然地面标高(m)。2、绘出“零线” 零线是场地平整时，施工高度为“0”的线，是挖、填的分界线。确定零线时，要先托到方格线上的零点。零点

14、是在相邻两角点施工高度分别为“+”、 “”的格线上，是两角点之间挖填方的分界点。零点可按下式计算： 211 hhahx式中：h1，h2相邻两角点挖、 填方施工高度(以绝对值代入)； a方格边长； x零点距角点 A 的距离。 3、场地土方量计算（理解计算过程）（1）四方棱柱体法 1）全挖全填格 21234aV(hhhh )4式中： V挖方或填方的土方量（m）； h1,h2,h3,h4方格四个角点的挖填高度，以绝对值代人（m）。 2）部分挖部分填格 22( h)aV4h填 填22( h)aV4h填 填大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 10 页 共 30 页（2）三角棱柱体法该法式

15、将每一个方格顺地形等高线方向，沿对角线划分成两个三角形（如下图），然后分别计算每一个三角棱柱体、锥体或楔形体的土方量。1）全挖全填当三角形三个角点全部为挖或全部为填时，挖或填的土方量为：)(63212 hhhaV式中： a方格边长（m）；h1，h2，h3三角形各角点的施工高度（m），用绝对值代入。2）有挖有填当三角形三个角点有挖有填时，零线将三角形分成两部分，一个是地面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体。如下图所示：其中锥体部分的体积为：)(632213 32hhhhhaV锥楔体部分体积为：大大连连理工大学网理工大学网络络教育学院教育学院第 11 页 共 30 页h)(6213 32313 32 hhhhhhhaV楔式中，h1，h2，h3分别为三角形各角点的施工高度（m），取绝对值，其中 h3指的是锥体顶点的施工高度。、土方调配与优化（理解例题的运算过程）土方调配是大型土方工程施工设计的一个重要内容。其目的是在使土方总运输量最小或土方运输成本（元）最低的条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期和降低成本的目的。具体步骤如下：（一）划分土方调配区，计算平均运距或土方施工单价 1、调配区的划分 进行土方调配时，首先要划分调配区。划分调配区应注意下列几