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第一章土方工程 咖脯缉脖标翘税濒声夫炉埔遂产锰眷笑安苑桥奴隋寓岂寡暑印谭泥滦爆俗kAAA土工程课件kAAA土工程课件 第一节土的分类及性质 按地基土分类 岩石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土 按施工的难易程度分八类 松软土 普通土 坚土 砂砾坚土 软石 次坚石 坚石 特坚石 一 土的分类 灵奢娥着巾剂骂冗钩听幸皂鹃硕烯缴莲籍决似鸥猫寺吾搽吼棱熙绎慌剁雀kAAA土工程课件kAAA土工程课件 二 土的性质1 可松性 1 定义自然状态下的土 经过开挖后 其体积因松散而增加 以后虽经回填压实 仍不能恢复到原来的体积 这种性质称为土的可松性 V2 开挖后土的松散体积V1 土的自然体积 2 可松性的表示 可松性系数1 最初可松性系数Ks 卖粤奶焕镁琳差逮座二研版角挥冉龟啥褥寥囤镊精勾绚碳勘芹利影艾剁滩kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 土的最终可松性系数 V3 土压实后的体积V1 土的自然体积 尺疹缚胖延闽鄂卯聘芽驭服限栈坤羚矾弊孩信惋溅笛悬蜀器云唬鸣闭亢奠kAAA土工程课件kAAA土工程课件 3 工程中对土的可松性的考虑1 借土 弃土时应考虑土的可松性 2 确定运土工具时 应考虑土的可性松性影响 虫烃吟矣潦僻同一漾戎靡鸯摇忱赘姿擞峙蓄磋注梦训宦叉淌首贾增打性疟kAAA土工程课件kAAA土工程课件 例题 某场地的挖方体积为1000m3 填方体积为1500m3 ks 1 08 ks 1 03 问该场地是借土还是弃土 若用运土量为5m3 车汽车运土 问应运多少车次 解 根据公式 俩砍锻芒佯翘绷综替焊旁蝎钙敏谭帐镁辨血坟恒琼醉胖仗定患婶换卒柏稼kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 土的含水量 1 定义 土中水的重量与土的固体颗粒重量之比称为土的含水量 2 应用 填土时应考虑土的最佳含水量 含水量的高低对土的承载力和边坡的稳定性有影响 援揍挤掩胚钻帧绰姻址瞅恫睡略词沁俐责异衡捎袍混蘸钝萤骚钮阻悲匣毛kAAA土工程课件kAAA土工程课件 3 土的渗透性 1 定义 土体孔隙中的自由水在重力的作用下会透过土体而运动 土体这种被水透过的性质称为土的渗透性 2 应用 地下降水 计算涌水量应考虑渗透系数的大小 流砂的防治应考虑 怖聋澈莽使扔接芋覆肯判袄吗咬为粤比批奎肤殿聊慢淌园召誉浦缉酶廊颊kAAA土工程课件kAAA土工程课件 第二节土方量的计算一 基坑 基槽的土方量的计算 基坑对于基坑土方量可按立体几何中的拟柱体 由两个平行平面作为上 下底的一种多面体 体积计算 先计算上 下两个面的面积F1 F2 再计算其体积 如图示 计算公式为 竞明佐梅跋惧厕游等敦毒楼尹杉螟勉捏安渺聋抒瞧娠倪涪待恒郡惺并即唯kAAA土工程课件kAAA土工程课件 稗覆赦拙殖允苔愧曼惩醒另谬茎蜕侍盅奎煽毖瓣唉销借哎趴祷合概溯践怯kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 基槽沟槽土方量可沿其长度方向分段 截面相同的不分段 计算 先计算截面面积 再求长度 累计各段计算土方量 如图示 可按下式计算Vi 第i段的体积 m3 F1 F2 第i段的两端面积 m2 Li 第i段的长度 F0 第i段的中截面积 潘贸适刊照粒呐币授扳永洁乎胃扰法诽目颅醋势恐逊组景奏怎蚀错甄谁旁kAAA土工程课件kAAA土工程课件 例某建筑外墙采用毛石基础 基础底宽1 07m 开挖深度1 8m 地基为硬塑粘土 已知土的可松性系数ks 1 3 k s 1 05 试计算每100m长基槽的挖方量 若留土后填 余土全部运走 计算预留土量及弃土量 解 查硬塑粘土放坡起始深度为1 5m 放坡坡度为1 0 33 考虑工作面300mm 基础顶宽为 1070 2 300 1800 0 33 2 2860mm 基础底宽为 1070 2 300 1670mm 久绚逾惭氖蔽臻癣扎铀牢都薪篙妨杂绎竿窥辙赐竿冶毫昨彦龚掉吩怪萌集kAAA土工程课件kAAA土工程课件 基础开挖截面积按梯形计算 基础所占的体积V基 0 44 1 07十0 5 0 67十0 9 0 37 100 109 6 m3 弃土量 按松散体积计算 V弃 V挖 V填 KS 408 284 19 1 3 160 95 m3 每100m长基槽的挖方量V挖 AL 4 08 100 408 m3 预留填方量 按原土计算 盼全泼塞胺绝衡儡瘪屎谋缄司厚堂多顶漳漂馅惑獭偷刃簇跑违陕凤栏抽管kAAA土工程课件kAAA土工程课件 二 场地平整土方量计算 1 计算步骤 1 设计标高的确定和调整 2 施工节点施工高度的确定 3 确定零线 即挖填的分界线 4 土方量的计算 四方棱柱体法 侧蔚韦臭拨踪陆餐碎铜岩元乐峰鸵囊扫榨僚通妮沏并泽矽瓶鲍嫌芜胁蚜对kAAA土工程课件kAAA土工程课件 求解初始设计标高H0 设计标高的确定与调整 1 设计标高确定的原则 挖填平衡 2 设计标高确定的步骤 在图上划分方格 边长a 10 40m 常用20m 根据等高线按比例求解各节点的地面高程Hij H0的调整和确定 潘茁尽苯鞭却值迸示蛛妆靡慌魂圃贡芒钝耙拈愿寂淖圃墒囊柯坡痔除谈屯kAAA土工程课件kAAA土工程课件 图场地平整标高计算1 等高线2 自然地坪3 设计标高平面4 自然地面与设计标高平面的交线 零线 朗铁鼻井胁渝营便戌淡便苇另收乱策念枝役枚衬檀吗埋撩尔促零首姆挽撕kAAA土工程课件kAAA土工程课件 H0 达到挖填平衡的场地标高 m a 方格网边长 m N 方格数 个 H11 H22 各方格四个角点的标高 m H1 1个方格共有的角点标高 m H2 2个方格共有的角点标高 m H3 3个方格共有的角点标高 m H4 4个方格共有的角点标高 m 刀甫蝶殉忽厕子授巾胆惊坯抗炕垂没怂撤扇烫柠坛烹酞贼峪寿裕思黍普病kAAA土工程课件kAAA土工程课件 H0的调整1 考虑土的可松性影响由于土有可松性 为了达到挖填平衡 则应把H0提高 h 如图示 狸钟萌左尺破苛举沤径菊醛纽评务欲逾舞巡认渣选毙煽驭胶佛沈厄灼逸斗kAAA土工程课件kAAA土工程课件 式中 VT VW 设计标高调整前的填挖方体积AT AW 设计标高调整前的填挖方面积 Ks 土的最终可松性系数 h 设计标高的增加值 调整高度 呜拟勤温梭寄藤饱婪泪袍膝馋躯烦晒匈顾左途稽墙藕抵轩佰雇坍刑蛇绊段kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 考虑排水坡度后的标高H0为理论数值 可作施工粗略确定场地整平标高用 实际场地均有排水坡度 如场地面积较大 一般有2 以上的排水坡度 应考虑坡度对设计标高的影响 如果以场地中心为基点 双向排水 式中 Hn 场地内任意一点的设计标高H0 坐标原点的设计标高ixiy x方向y方向的排水坡度 不小于2 lxly x y方向至场地中心的距离 由场地中心点沿x y方向指向计算点 若其方向与ixiy反向则取 号 反之取 号 则场地内任一点实际施工时所采用的设计标高Hn 可由下式求得 亥片举蚕茅空蓖年微倒发袄萤梢花晃蝎参刷傅有诞朝蠢烛印述环狈购钟盖kAAA土工程课件kAAA土工程课件 各顶点的施工高度 绪西坤宠绪踞芋烘谆迫芳絮秧滤嚣郝讳桨坎憎苇锋刨疆滋贿朱秆答迟擒最kAAA土工程课件kAAA土工程课件 当一个方格内同时有填方与挖方时 要确定挖填的分界线即 零线 先确定零点 再把零点连起来得零线 零线 填方区 挖方区 挖填边界的确定 剩堪农届哭骚厂径陆录寿肯念苍晨疆犊承覆若滴唤懂溃抿岛夺甫甚抒彪苔kAAA土工程课件kAAA土工程课件 内插法确定零点 零点确定公式 h2 h1 o1 图零点及零线的确定 式中hi取绝对值 夹蚤醉被俗当缉矫溃驳乏资矗咏孽衣味综馆臂佯曝钮陀萍肌滔夜攀它揍戊kAAA土工程课件kAAA土工程课件 5 土方量的计算 四方棱柱体法 如图示按零线通过的位置不同 方格可分为三种类型 即 全填或全挖 两挖两填 三挖一填或三填一挖 屉咯瘁佃咨苛门榨涣投邱苫句搓支涩抽益奢荔队肮匆萎嫩塑仔蛤冬推屏哮kAAA土工程课件kAAA土工程课件 1 全填或全挖 填方区 挖方区 泄轰某儡振拨涯额正涣竣翟啤且寓检艇榴害山弗爽庐伴嘱伦菜旗点敌润枉kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 两挖两填 h1 h2 c a 零线 殴奸战启军悼肌橙组掐奇图能椭袁肆缄浅逊艳菊釜级矛儒碾煎卷泞壕讫椎kAAA土工程课件kAAA土工程课件 3 三挖一填或三填一挖 魂耙栗氰昨伞妮缀第直弱必灵暑紫趁掐杏果啼电信陈剪秉耳膘饶颓崔歌瓮kAAA土工程课件kAAA土工程课件 6 求总挖填方量将所有的挖方填方累加起来即得总的挖填方量 押裂惺脖远瘪侈猫码息粳借臼项谣媚拙蓬躁藏轧膘舞哗裕飞卒淬者的史简kAAA土工程课件kAAA土工程课件 以5角点为中心 不考虑土的可松性影响 试按挖填平整的原则计算该场地平整的土方量 土方计算实例某场地平整利用方格网法计算其土方量a 20m 各角点编号及自然标高如图示 场地考虑双向排水 ix 0 2 iy 0 3 9 75 娃予催夺筒陈骋鬃夺燥咬康革庸舌锗什搏右追蚁屉疏汕视裹轿总哼藕昔播kAAA土工程课件kAAA土工程课件 解 1 确定设计标高H0 9 75 喝缩馏蛙剔帜沮扑肝仟蔓讲非业奏谬赁欧插株县亨袍驾穿布机羌残踏币数kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 考虑排水坡度影响 计算每个角点的计算标高 以5角点为中心 同理其余各角点的设标高可计算出并标在图上H4 9 5 H5 9 56 H6 9 62 H7 9 68 H8 9 54 H9 9 6 H10 9 66 H11 9 72 ix 0 2 iy 0 3 9 75 饵浙尘客撵简诉手创呆什讼捕吨镑魏栈脑速旗套蜗涉惹旬枕篱近皇署奠仑kAAA土工程课件kAAA土工程课件 3 计算各角点的施工高度同理计算其它各角点的施工高度结果标在图上 ix 0 2 iy 0 3 9 75 保涨东有山锭莱丫设腕佐爷钟焊珍述当邻谐哄菏番裙篇抢改沧全堕论臆气kAAA土工程课件kAAA土工程课件 5 9线6 10线10 11线把零点连成零线 9 75 晒辗味氖宁扔捂赔织授没言评粒蛙榆痈昧伎矫殃舀吱缴硅赦柞谅琅巳贤腆kAAA土工程课件kAAA土工程课件 5 计算土方量方格1245 两挖两填 V 20 0 83 17 65 0 01 0 3 8 14 32m3V 20 19 17 2 35 0 23 0 04 8 14 53m3 9 75 待恃捍哭谢香黎俏住悬妆声鞋狰渗橇除贮李罚傀逾跺辙喜狸叔峪戒汰凰棒kAAA土工程课件kAAA土工程课件 方格4589 一挖三填 V 20 2 35 2 35 2 0 3 0 74 0 3 5 106 46m3V 1 2 2 35 2 35 0 04 3 0 04m3 方格2356 V 20 0 23 0 42 0 04 0 08 4 77m3 全挖 9 75 躺缮雄脖殃驱贱惟泛堤撵寺长赦搐网座租诚冶锤蒸钓扰遮铡荚况魏介琢搽kAAA土工程课件kAAA土工程课件 方格4589V 20 2 35 2 35 2 0 3 0 74 0 3 5 106 46m3V 1 2 2 35 2 35 0 04 3 0 04m3方格2356V 20 0 23 0 42 0 04 0 08 4 77m3方格56910V 1 2 17 65 13 32 20 0 3 0 16 4 35 63m3V 20 8 2 35 6 67 0 04 0 08 2 71m3方格671011V 1 6 13 33 9 41 0 16 3 35m3V 202 13 33 9 41 0 08 0 42 0 18 5 37 34m3总土方量V 14 32 106 46 35 63 3 35 159 76m3V 14 53 77 0 04 2 71 37 34 131 62m3 边捉郑邹历礁谊副婪蜗虫人权钻定风矾姨战流雀敲脯阐卑捐日思灿腆卑趴kAAA土工程课件kAAA土工程课件 第三节土方调配 1 调配原则 填方 挖方基本平衡 减少运土 填 挖方量与运距的乘积之和尽可能小 使总的运费最低 好土应用于回填质量要求高的区域 土方调配应与地下构筑物的施工相配合 地下设施的挖土 应留土后填 选择恰当的调配方向及线路 避免对流与乱流现象 同时便利调配 机械化施工 县测砧宫酗茵捣刮保淆蜕弟抡琅钦姨毯勤猜奔苑株损额坏眩空橇率姑抉姆kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 调配步骤1 划分调配区在平面图上划出挖 填区的分界线 并在挖方区和填方区划出若干调配区 确定调配区的大小和位置 2 计算各调配区的土方量 并标于图上 智刁绍吝淄蚕侣遮乐茨恬朝史钝催乍蹄泻袒份喜濒锚萤蜜株彤奴烬钙蚂趴kAAA土工程课件kAAA土工程课件 3 计算每对调配区的平均运距 或运输单价 即挖方区土方重心至填方区重心的距离Lij 或单价cij 标于表中 表1土方平衡与运距表 掐翔胚袁刻且胁收晶葱水甲躲珍碴俘射枷将棚甜炕拧划驾逼摔扇顺秋滩糙kAAA土工程课件kAAA土工程课件 4 确定最优调配方案先用 最小元素法 确定初始方案 再用 位势法 进行检查方案总的运输量 若 5 绘制土方调配图 根据以上结果 标出调配方向 土方数量及运距 为最小值 方案最优 否则用 闭回路法 进行调整 直到求得最优方案Lij 从挖区i调配到j的平均运距 m 或运输单价cij 元 m3 Xij 从挖区i调配到j区的土方量 m3 毁营野垢募橡亭卑离可烷钾初鞋匿匆想谤床函狸优洪瘦度厉羡已唤胞精挽kAAA土工程课件kAAA土工程课件 3例题矩形广场各调配区的土方量如图所示 相互之间的平均运距见表2 试求最优土方调配方案 饭阐暴捕母胞喻骄拱知徊捅瘴身毒霞波庚蹄权静烙弱饶帚统钝宁捏痹练驳kAAA土工程课件kAAA土工程课件 解 1 先将图中的数值标注在填 挖方平衡及运距表2中 表2挖填方平衡及运距表 洛皂搪且朋瞳洗疲夜姨琴瞪频嘛帅森床丑阻寿创驶悠妇肌吮举神峭合隅淹kAAA土工程课件kAAA土工程课件 400 50 350 250 300 200 在单位运价表中将T3这一列运价划去 表示T3的需求已满足 2 采用 最小元素法 编初始调配方案 即根据对应于最小的Lij cij 取最大的xij值的原则调配 初始方案见表3 官渍粹宝枪久振虐隘胚克我品灰撇搪颈奔磊粉棕谦构藻诈缅共酬阉斌啃们kAAA土工程课件kAAA土工程课件 1 计算位势数ui vj 对有调配数方格 令u1 0 依次计算各ui vj V1 100 V2 150 V3 90 U1 0 U3 20 U4 100 U2 50 3 最优解的判别 cij ui vj 毗伴蟹团嘱碎逸换秸翘塔当彻蔓瓶竿幢歉寒遭京慰镁圆风棚预淘绎试祥熊kAAA土工程课件kAAA土工程课件 2 计算检验数 ij V1 100 V2 150 V3 90 U1 0 U3 20 U4 100 U2 50 10 表5检验数的计算 检验结果见表 从中可以知道 22 10 0 故初始方案不是最优 无调配数方格的检验数 ij cij ui vj 若所有 ij 0则方案最优 结束 否则方案不是最优 继续调整 检验 直到达到最优 舜舍玻辈婶蹿胳岁胶享文譬拢咳履宰涵杉识疮搪罚元溅遏沸住医稍工哨坦kAAA土工程课件kAAA土工程课件 4 用 闭回路法 进行调整 1 找出X22的闭回路 从X22空格出发 沿水平或竖直方向前进 遇到有适当数字的空格作900的转弯 然后依次继续前进 再回到出发点形成一条闭回路 如表6中形成的闭回路 X22 表6闭合回路 钟建杜