土方降水机械效率计算

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1、第1章 土方工程常见土方工程：场地平整，基坑、沟槽开挖，人防工程和地下建筑屋的土方开挖，路基工程等；土方工程的主要施工过程：开挖、爆破、运输、填筑、平整和压实等。1.1 概述1.1.1 土方工程的特点 工程量大； 施工工期长； 工人劳动强度大； 施工条件复杂（受气候、水文、地质等影响较大）；1.1.2 土的工程分类土的分类方法： 按土的颗粒级配（几何上） 按土的塑性指数（物理指标上） 按土的沉积年代（时间上） 按土的开挖难易程度（工程性质上），见书本P4表2-1 1.1.3 土的基本性质土的组成土的固体颗粒、土中的水、土中的空气；土的三相物质实混合分布的，但一般用土的三相图来表示土的组成。土的

2、物理性质：1) 土的可松性和可松性系数指自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增大，以后虽经回填压实，也不能恢复到原来的性质；土的可松性可松性系数表示：最初可松性系数：，最终可松性系数：土在天然状态下的体积；土在开挖后松散状态下的体积；土在经压（夯）后的体积例：某基坑开挖体积为200m3 ，基础体积为120m3，基础做好后进行土方回填。则回填后余下松土有多少？（kS=1.2, k S=1.1）练习：某基坑开挖体积为500m3 ，基础体积为250m3用土去填满，填满后，将剩余的土填入底面积为1010m2的坑内，问坑为多高？（kS=1.2,kS =1.1）2) 土的天然含水量指土中水的重量与土的固体

3、颗粒重量的百分比，3) 土的天然密度指自然状态下单位体积土的质量，4) 土的干密度指单位体积固体颗粒部分的质量，5) 土的孔隙比土的孔隙体积与固体体积的比值，6) 土的孔隙率土的孔隙体积与总体积的比值，7) 土的渗透性及渗透系数指水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力用渗透系数K 表示，单位为m/d.1.2 土方工程量计算及土方调配1.2.1 基坑、基槽基坑：底面积在20m2以内，且底长为底宽3倍以内者；基坑的土方量计算（书上的图例）：V=（H / 6） (A1+4A0+ A2)式中：A1、A2上、下底面积；A0中截面的面积；H深度；基槽：宽度在3m以内，且长度等于或大于宽度

4、3倍者；基槽的土方量计算：V=（H / 6） (A1+4A0+ A2)式中：A1、A2上、下底面积；A0中截面的面积；H深度；1.2.2 场地平整土方量的计算场地平整：将现场平整为施工所要求的设计平面；场地平整的步骤：确定场地设计标高计算挖、填土方工程量确定土方平整调配方案选择土方机械、拟定施工方案。1) 确定场地设计标高确定场地设计标高时应考虑的因素：建筑规划、生产工艺、运输、尽量利用地形、排水；初步计算场地设计标高原则：场地内挖、填方量平衡；步骤：划分网格利用等高线内插求得节点标高（有地形图时）/测量节点木桩高度（无地形图时）计算场地设计标高；(1) 设计标高的计算公式：场地标高的调整(2

5、) 场地标高调整的原因：土的可松性；边坡挖填方量不等；就近挖填土；泄水坡度的影响单向泄水（）、双向泄水（）；2) 场地土方量的计算计算步骤：（节点实际设计标高自然地面标高）计算每个方格的挖填方量计算场地边坡的挖填方量累计求挖、填方总量；(1) 各方格角点的施工高度计算：式中：角点施工高度； 角点的实际设计标高； 角点的自然地面标高；(2) 计算零点位置当一个方格内同时有填挖方时，按下式计算零点位置：；(3) 计算方格土方工程量（书上列出了各种挖填方的土方量计算公式）(4) 边坡土方量计算(5) 计算土方总量（累加）1.2.3 土方调配土方调配：对挖土的弃和填的填的综合协调；土方调配的原则 挖方

6、和填方基本平衡和就近调配； 考虑施工与后期利用； 合理布置挖、填分区线，选择恰当的调配方向、运输路线； 好土用在回填质量高的地区；土方调配图表的编制方法（教材上例题）1) 划分调配区（若干个网格的联合）；2) 计算土方量（编写在图上）；3) 计算调配区之间的平均运距平均运距：挖方区土方重心至填方区重心的距离。挖（填）方区重心的求法取场地或方格网中纵横两边为坐标轴，求各区土方的重心公式为：；4) 确定土方最优调配方案（以线性规划理论为基础）；5) 在场地地形图上绘制土方调配图、调配平衡表（调配方向、土方数量和平均运距）；1.3 施工准备与辅助工作1.3.1 施工准备土方开挖前的主要准备准备工作：

7、 场地清理（房屋、古墓、通讯电缆、水道、树木等）； 排出地面水（尽量利用自然地形来排水，设置排水沟）； 修筑临时设施（道路、水、电、机棚）；1.3.2 土方边坡与土壁支撑1) 土方边坡土方边坡的坡度：土方挖方深度H与底宽B之比，即，式中，m成为边坡系数；影响土方边坡大小的因素：土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间、边坡附近的荷载状况、排水情况；书上给出了不放坡和放坡两种情形的具体条件；2) 土壁支撑土壁支撑的优点：缩小施工面、减少土方量和克服场地限制；挡土板的类型、适用情形： 横撑式挡土板断续式（适合湿度较小的粘土）、连续式（适合松散、湿度大的土）；随挖随撑，随拆随填； 垂直式挡土板(适合松

8、散和湿度很大的土)；1.3.3 土方工程施工和降低地下水位降水方法：明排水法和人工降低地下水位1) 明排水法：在基坑或沟槽开挖时，采用截、疏、抽的方法进行排水（开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，再在沟底设集水井，使基坑内的水经排水沟流向集水井，然后用水泵抽走）集水井的截面尺寸和构造要求见教材P19；明排水方法的适用范围：开挖深度不宜太大，地下水位不宜太高，土质宜较好；2) 流砂：基坑底部的土成流动状态，随地下水涌入基坑的现象(1) 流砂的特点：土完全丧失承载能力(2) 流砂的成因：高低水位间的压力差使得水在其间的土体内发生渗流，当压力差达到一定程度时，使土粒处于悬浮流动状态；(3) 流砂的受

9、力分析：式中：截面积作用在土体aa截面上的总水压力；作用在土体bb截面上的总水压力；水渗流时的土颗粒总阻力；(4) 水力坡度：水头差与渗透路径长度的比值(5) 动水压力：当动水压力时，土粒处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土粒随着渗流的水一起流动，发生“流砂现象”。(6) 易发生流砂的土（见教材P21）；流砂的治理办法，主要途径是消除、减少或平衡动水压力，具体措施有抢挖法、打板桩法、水下挖土法、人工降低地下水位（轻型井点降水）等；3) 管涌：坑底位于不透水层，不透水层下面为承压蓄水层，坑底不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时，发生管涌现象；管涌的受力分析：4) 人工降低地下水位定义：在

10、基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的虑水管（井），利用抽水设备抽水，使地下水位降落在坑底以下。方法：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点等，各种方法的适用范围见教材P22；5) 轻型井点降低地下水位（图例见教材P23页）(1) 组成：管路系统与抽水设备； 管路系统：井点管、滤管、总管、联结管； 抽水设备：离心泵、真空泵、水气分离器；(2) 轻型井点的布置的影响因素：基坑大小、深度、土质、地下水位的高低、流向、降水深度等；(3) 轻型井点的平面布置：单排线状井点、双排井点、U形井点、环状井点；(4) 轻型井点的平面布置的构造；(5) 轻型节点的高层布置：井点管的埋设深度H（不包括虑管长），

11、按下式计算（图例见教材P24）：；式中 地下水降落坡度，环状井点1/10，单排线状井点为1/4；(6) 轻型节点的高层布置的构造；(7) 注意事项： 虑管必须埋设在透水层内； 总管的布置宜接近地下水位线（可事先挖槽）； 水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管； 总管应具有0.250.5的坡度（坡向泵房）；6) 轻型井点的计算井点的分类： （不）完整井（井底是否达到不透水层）、（无）承压井（地下水是否有压力）； 承压完整井、承压非完整井、无压完整井、无压非完整井；(1) 涌水量计算对于无压完整井，其涌水量计算公式为（教材P27上有图例）：式中，K土的渗透系数； H含水层厚度； s水位降低值； R抽

12、水影响半径，一般用式计算； x0环状井点系统的假想半径，对于矩形基坑，其长度与宽度之比不大于5时，可按式计算，F为环状井点系统所包围的面积；对于无压非完全井，其涌水量计算公式为（教材P27上有图例）：式中，H0有效抽水深度，可按教材P26上表格查； S井点管中水位降落值； l虑管长度；对于承压完全井，其涌水量计算公式为：式中，M承压含水层厚度上述三式的应用条件： 矩形基坑的长宽比小于5； 基坑宽度小于抽水影响半径的两倍； 井点管数量与井距的确定(2) 单根井点管的最大出水量：(3) 井点管的最少根数：(4) 井点管的平均间距：，其中L为总管长度；注意事项： 井点管间距不能过小，否则彼此干扰过大

13、； 在基坑周围四角和靠近地下水流方向一边的井点管应适当加密； 实际采用的井距，还应与集水总管上的短接头间距相适应；(5) 抽水设备的选择：真空泵，按总管长度选用；离心泵，按涌水量的大小选用；(6) 井点管的安装使用 轻型井点的安装程序：排总管埋设井点管弯管连接安装抽水设备 井点管的冲水法埋设程序：吊直定位边冲边沉（构造）拔冲管，插井点管填灌砂虑层粘土封口（防漏气）； 轻型井点使用时的注意事项：宜连续抽水，否则易堵塞虑管，建筑屋沉降，地下水回升（边坡塌方）；观察真空泵的真空度，对于漏气，采取措施；检查井点管是否堵塞（正常管，则应冬暖夏凉）；设置观察孔在影响半径内观察地下水位；7) 喷射井点降低地

14、下水位 适用情形：降水深度超过6m，土层渗透系数为0.12.0m/d，降水深度可大20m； 喷射井点的主要设备（见教材P31）； 喷射井点的工作原理（见教材P31）； 喷射井点的平面布置（见教材P31）；8) 深井井点降低地下水位适用情形：抽水量大、较深的砂类土，降水深度可达50米；1.4 土方机械化施工常用的施工机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等；1.4.1 常用土方施工机械的施工特点推土机施工按推土板分类：钢丝绳操作、油压操作（升调推土板、转动推土板）；使用范围：场地清理、场地平整；破、松硬土；土方压实；特点：操作灵活、工作面小、行驶块；提高生产率的作业方法： 下坡推土利用机械重力势能提高生产率； 并列推土减小土的散失； 多刀送土先集中堆积在A处，然后再推到B处； 槽形推土减少土的散失；推土机的生产率计算 小时生产率：； 推土机的台班生产率：铲运机施工构成：牵引机械和土斗；分类：拖式和自行式