土方工程施工培训课件(ppt 52页)

•70.09
答：（1）初步计算场地的设计标高H0
H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4N =[70.09+71.43+69.10+70.70+2×70.40+70.95+69.71+…） +4×（70.17+70.70+69.81+70.38）] /（4×9）
=70.29（m）
•例1-2: 计算场地平整达到挖填平衡的设计标高，a＝20m
VII～ IX
泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩， 密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正 长岩
用爆破方法开挖， 部分用风镐
七类土 坚石
X～ XIII
大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩； 坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石 用爆破方法开挖 灰岩；微风化安山岩；玄武岩
八类土 特坚石
XIV～ XVI
土体被水（自由水）透过的性质，用渗透系数 K 表示。
K的意义：水力坡度（I=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体 的速度（V=KI） →达西定律
K的单位：m / d
粘土< 0.1，
•Δh
粗砂50~75，
卵石100~200
用途：土的渗透系数与土的颗粒级
•L
配、密实程度有关，直接影响降水
方案的选择和涌水量的计算
场地平整：将自然地面改造成设计要求的地面; 一、确定场地设计标高考虑的因素：
(1) 满足生产工艺和运输的要求； (2) 尽量利用地形，减少挖填方数量； (3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费; (4)有一定泄水坡度，满足排水要求。 场地平整的基本原则：
总挖方量等于总填方量；（挖填平衡）
二、场地平整的土方量计算
方法：将场地划分为每格边长10～40m的方格网，找出每 个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法、等距 离平行线法P14） 。
•a
•H11 •H21
•H12 •H22
•a
•a
•a
•a
•a
式中：H1——一个方格独有的角点标高； H2——两个方格共有的角点标高； H3——三个方格共有的角点标高； H4——四个方格共有的角点标高；
ix 3%0
2、场地设计标高的调整 ( H0’ )
1) 土具有可松性，必要时应相应的提高H0 2) 受局部填挖的影响 3) 经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理
3、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高 Hn •按要求的泄水坡度调整各角点设计标高Hn：
单向排水时:Hn＝H0±l·i
零线 ——在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出 方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得 填方区与挖方区的分界线（即零线）。不填不挖点的连线，是 挖方区和填方区的分界线。
•ΔAOC ∽ ΔDOB
x ax h1 h2
x ah1 h1 h2
•O
•x
•a-x
•a
•图1-15 求零点方法
7、边坡土方量的计量
h1 填方区
①
②③
h5
挖方区
④
零
线
h11
⑩ ⑨
h15
⑧
⑦
⑤ ⑥
图1.13 场地边坡平面图
（1）三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如①）计算公式
（2）三棱柱体边坡体积：
三棱柱体边坡体积如④）计算公式：
当两端横端面面积相差很大的情况
三、土方调配
•土方调配的步骤与方法 •1 划分调配区； •2 计算各调配区的土方量； •3 计算各挖、填方调配区之间的运距（即每对调配区之间重心 之间的距离），或单位土方运价或单位土方施工费用。 •4 确定土方调配的初始方案； •5 土方调配初始方案的优化——得到最优方案； •6 绘出土方调配图表。
（1）土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖 土机械的主要参数；
（2）土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主 要参数
用途： KS ：可估算装运车辆和挖土机械
K’S ：可估算填方所需挖土的数量
案例 1
•某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土， 问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS’=1.04 ）
（一）计算内容：方格土方量、边坡土方量 （二）计算方法：
场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。 横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用 横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。 横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地 区。
对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。
1、初步计算场地设计标高 H0
（一）土方调配原则
1．应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。 2．应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。 3．尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。 4．编制土方调配方案。 （二）最优方案
例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土的最初 可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应预留多少回填 土（自然状态下）？
例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土的最初 可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应预留多少回填 土（自然状态下）？
预留夯实土：2000-1200=800 m3； 预留原土：800 / 1.05=762 m3； 外运原土：2000-762=1238 m3； 外运松土：1238×1.14=1411 m3。
土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。
Wm湿 -m干100%mw100%
m干
ms
式中：m湿——含水状态土的质量kg； m干——烘干后土的质量，kg； mW ——土中水的质量，kg； mS—固体颗粒的质量，kg；
土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化， 对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。
案例 1 •某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土， 问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS’=1.04 ）
答：填方用土： V1 = V3/ KS’=208/1.04=200m3（原状土） V2 = KS V1 =1.02*200=240m3（松散土）
2m3 的装载车运土需要车次： n=240/2=120车次
对工程施工的影响：土方开挖的难易程度，开挖机械的 选择、地基处理的方法、夯实填土的质量——最佳含水（砂 土8~12%；亚砂土9~15%；亚粘土12~15%；粘土19~23%）；行 车（25~30%陷车）、边坡稳定
最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量。
（击实试验、手握经验确定）
3、土的渗透性
Hn----某角点（计算的那个交点）的设 计标高 i----某角点到与排水方向垂直的场地 中心线的距离 l----泄水坡度 “±”----某角点比H0高时取“+”
某角点比H0低时取“-”
双向排水时，各方格角点设计标高Hn为：
Hn = H0 Lx ix L yi y
4、计算场地各角点施工高度 hn（挖填高度） 施工高度——指各角点挖方或填方的高度，它等于
N ——方格个数。
【案例2】某建筑场地方格网、 地面标高如图,格边长a=20m。泄 水坡度 ix =2‰，iy=3‰，不考 虑土的可松性的影响，确定方格 各角点的设计标高和施工高度。
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【案例2】某建筑场地方格网、 地面标高如图,格边长a=20m。泄 水坡度 ix =2‰，iy=3‰，不考 虑土的可松性的影响，确定方格 各角点的设计标高和施工高度。
二、 土的工程分类
按开挖的难易程度分为八类
一类土（松软土） 二类土（普通土) 三类土（坚土） 四类土（砂砾坚土） 五类土（软石） 六类土（次坚石） 七类土（坚石）
八类土（特坚石）
机械或人工直接开挖 爆破开挖
土的分 类
一类土 松软土
二类土 普通土
三类土 坚土
四类土 砂砾坚
土
土的 级别
土的名称
开挖方法及工具
V — 土的体积。
土的固体颗粒质量与总体积 的比值，用下式表示：
d

ms V
式中ρ d——土的干密度； mS ——固体颗粒质量； V — 土的体积。
在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排 列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。 土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含 水量来控制。
2、 土的含水量
•11
•12
•13
•14
•角点编号 •施工高度
•28.1
•28.
5
•29.
•29.
2
8
•地面标高 •设计标高
•iy=2%0
•6
•27. 7
•1
•27. 2
•7
•28. 0
•8
•29. 0
•9
•29. 6
•10
•29. 9
•2
•3
•4
•27.
•28.
•29.
6
3
5
•图1-4 场地方格网及地面标高
•5
•29. 4
方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例， 用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零 点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方 的分界线。
6、计算各方格内的挖填土方量
h
V= S
n
S ----各个方格的挖或填方区的面积； h ----划分后方格的各个角点的挖或填的施工高度总和； n ----角点的数量
IV
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石 的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石； 天然级配砂石；软泥灰岩
整个先用镐、撬 棍，后用锹挖掘， 部分用楔子及大 锤
五类土 软石
V～VI
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土； 胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石
用镐或撬棍、大 锤挖掘，部分使 用爆破方法
六类土 次坚石
零点位置按下式计算：
X1

a h1 h1 h2
X2

ah2 h1 h2
式中 x1、x2——角点至零点的距离；
h1、h2——相邻两角点的施工 高度(均用绝对值)；
总结：
a—方格网的边长。
hn符号相同的两点之间不会有零点； hn符号相异的两点之间定有零点；
• 确定零点的办法也可以用作图法，如下图 所示。
例题：
1、某条形基础底宽1.2米，挖深2.5米，砖基础（C=0.1m）， 边坡为1:0.5.求这个基槽开挖土方量？（槽长50m）
2、某基坑底面边长为12*10m,挖深为4米，按1:0.5放坡，最初 可松性系数ks=1.20，挖出的土用装载量为4m³/每车的汽车运走，求 需要运输的车次？
1.2 场地平整
项目1土方工程施工
常见土方工程分类： 场地平整、挖基坑、挖基槽、挖土方、土 方回填；排水、降水和土壁支护等。
本章内容 1.1 土方工程基础知识 1.2 场地平整 1.3 土方工程施工降水 1.4 基坑（槽）开挖 1.5 土方回填
1.1 土方工程基础知识
一、土方工程的特点 1、内容 主要：场地平整； 坑、槽开挖； 土方填筑。 辅助：施工排、降水； 土壁支撑。 2、施工特点 （1）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确
定因素多。
3、施工设计应注意 （1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械； （2）合理调配土方，使总施工量最少； （3）合理组织机械施工，以发挥最高效率； （4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作； （5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工； （6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细 粒花岗岩、石英岩、辉长岩、粉岩、角闪 岩
用爆破方法开挖
三、 土的工程性质
土的组成：土颗粒（固相）、水（液相）、空气（气相）
1、 土ຫໍສະໝຸດ Baidu密度
土的天然密度
干密度
在天然状态下，单位体积土的 质量。它与土的密实程度和含 水量有关。
m V
式中ρ ——土的天然密度；
m ——土的总质量
4、土的可松性
自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加， 以后虽经回填压实，仍不能恢复。
最初可松性系数
K
s

V2 V1
1.08~1.5
最终可松性系数
K
' s

V3 V1
1.01~1.3
V1 ——土在自然状态下的体积。m3 V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。m3 V3 ——土经回填压实后的体积。m3
各角点的实际设计标高和原地形标高之差。
hn= Hn— H
hn —— 角点的施工高度，“＋”填，“－”挖
Hn—— 角点的设计标高
H—— 角点的自然地面标高
5、确定零线、画零线（挖填分界线）
零点——设计标高与自然地面标高相等的点（施工高度等 于零的点或不挖不填的点）
方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则 沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”。
I
砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植 用锹、锄头挖掘，
土、淤泥（泥炭）
少许用脚蹬
II
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵 用锹、锄头挖掘，
石的砂；种植土、填土
少许用镐翻松
III 软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石 主要用镐，少许 土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉 用锹、锄头挖掘，
质粘土；压实的填土
部分用撬棍