同济大学土木工程施工第01章 土方工程精品PPT课件

课程内容
1—8
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
3. 场地任意点的设计标高－－以 z0 作为场地中心的标高（见图）：
z'izolxixlyiy
式中，
ix, iy ---- x , y 方向的泄水坡度。
4. 各角点的施工高度 Hi ：
Hi zi' zi
➢
若 Hi 为正值、该点为填方；若 Hi 为负值、该点为挖方。
第一章 土方工程
● 场地方格网角点的施工高度为
H i z i z i c x iix y iiy z i (i1, ,n)
式中,
Hi — 方格网各角点的施工高度；
z
' i
—
方格网各角点的设计平面标高；
z i — 方格网各角点的原地形标高；
n — 方格角点总数。
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《土木施工工程学 》
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
第一章 土方工程
第一节 概 述
一、土方工程的工作内容：
土的挖掘、填筑和运输等过程， 排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。
二、土方工程施工特点：
工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等；
l
受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响大，
不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。
n
n2 a z o
i 1
(a 2z i1 z i2 z i3 z i4) 4
即
zo4 1 ni n 1(zi1zi2zi3zi4)
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第一章 土方工程
上式中， z0 ---- 场地设计标高（m）； n ---- 方格数；
zi1 , zi2 , zi3 , zi4 ---- 第 i 个方格四个角点的原地形标高（m）。
3. 土的透水性 ➢ 土的透水性是指水流通过途中孔隙的难易程度， ➢ 用渗透系数 K 来表示。
4. 土的其他工程性质 ➢ 密实度、抗剪强度、土压力等
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第一章 土方工程
第二节 场地设计标高的确定
一、场地设计概念
➢ 场地设计平面：大型工程项目，将自然地面通过场地平整，改 造为人们所要求的平面；
四、设计标高的调整
在实际工程中，应考虑下述因素，调整场地设计标高： (1) 考虑土的最终可松性； (2) 考虑工程余土或工程用土； (3) 由经济比较结果，确认场外取土或弃土的土方量的变化。
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第一章 土方工程
第三节 土方工程量的计算与调配
一、 土方工程量计算
土方工程施工之前，需计算土方的工程量。但土方工程精确的计算工程量 很困难。一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定 精度而又和实际情况近似的方法进行计算。
基槽与路堤通常根据其形状（曲线、折线、变截面等）划分成若干计 算段，分段计算土方量，然后再累加求得总的土方工程量。
P c P i x x P i y y P 0 z P c x P i x x P x i y x P y x 0z P c y P i x x P y i y y P y y 0z
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第一章 土方工程
三、土的工程分类
施工中，根据土的“开挖难易程度”，将土分为八类，见下表：
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第一章 土方工程
四、土的工程性质
1. 土的可松性： ➢ 自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后 虽经回填压实，仍不能恢复。
➢ 土方工程量是以自然状态的体积来计算的，在土
方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等时，必须考虑土 的可松性。
2. 场地设计标高的计算公式－－考虑各角点标高的“权” ：
z o 4 1 n ( z 1 2z 2 3 z 3 4 z 4 )
式中， z1 ---- 一个方格独有的角点标高（m）； z2 , z3 , z4 ---- 分别为二、三、四个方格所共有的角点标高（m）； z0 ---- 场地的中心标高（m） 。
（一） 基坑（槽）和路堤的土方量计算
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第一章 土方工程
基坑（槽）、路堤 的土方量 按拟柱体积 公式计算，
即
VH 6(F 14F oF 2)
式中 V — 土方工程量（m3）；
H — 基坑的深度，或基槽或路堤的长度（m）；
F1，F2 — 基坑的上下底面积，或基槽、路堤两端的面积（m2）； F0 — F1与F2之间的中截面面积（m2）。
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➢ 土的可松性程度用可松性系数表示，即
第一章 土方工程
KS V V1 2；KS ’V V1 3
式中 Ks——最初可松性系数； Ks’——最后可松性系数； V1——土在天然状态下的体积（m3）； V2——土经开挖后的松散体积（m3）； V3——土经回填压实后的体积（m3）。
(1-1)
➢ KS ：计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数， ➢ KS′：计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数。
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第一章 土方工程
2. 原状土经机械压实后的沉降量
➢ 原状土经机械往返压实或经其他压实措施后，会产生一定的沉陷， 根据不同土质，其沉陷量一般在3～30cm之间。
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第一章 土方工程
三、最佳设计平面
➢ 要求满足： a. 规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等 b. 场地内土方的挖填平衡、且土方工程量最小。
➢ 最小二乘法原理：
● 如图，在平面上任何一点的
标高，可以根据下式求
出：
zicxiixyiiy
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第一章 土方工程
● 令σ为土方施工高度之平方和，则
n p iH i2 p 1 H 1 2 p 2 H 2 2 p n H n 2 i 1
当σ的值最小时，该设计平面既能使土方工程量最小，又能保证填
挖方量相等（填挖方不平衡时，上式所得数值不可能最小）。这就是最 小二乘法求设计平面的方法。 即有，
➢ 场地设计标高：要求满足 a. 规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等 b. 场地内土方的挖填平衡、且土方工程量小。
二、场地设计标高的确定 －－ 方格网法（见下图）
条件：场地比较平缓，对场地设计标高无特殊要求时。
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第一章 土方工程
1. 场地设计标高的计算原理－－挖填土方量平衡：