土方工程教案2.ppt

第一章土方工程 1土方规划一 土方工程分类及施工特点 一 分类1 场地的平整 如小区 广场 机场等2 基坑或基槽的开挖3 土方的填筑 压实 二 特点1 量大 面广 数十平方公里以上2 劳动繁重 数百万立方米以上 施工持续时间长3 条件复杂 露天作业 土是天然物 三 施工措施1 尽量采用机械化和半机械化施工2 尽量合理安排施工计划 施工排水 降水 土壁支护等 防止流砂 塌方 二 土的工程分类及基本性质 一 分类分为8类 10类 16类 根据开挖的难易度按8类 1 4类土方 松软土 普通土 坚土 砂砾坚土 5 8类岩石 软石 次坚石 坚石 特坚石 二 基本性质 对施工的影响 1 质量密度 单位体积土的质量湿密度 天然密度干密度 单位体积土中固体颗粒的质量影响 土承载力 土压力 边坡稳定 填土压实质量 按土的开挖难易程度将土分为八类 类别土的名称开挖方法可松性系数KsK s第一类 松软土 砂 粉土 冲积砂土层用锹 锄头挖掘1 08 1 171 01 1 04种植土 泥炭 淤泥 第二类 普通土 粉质粘土 潮湿的黄土 用锹 锄头挖掘 夹有碎石 卵石的砂 少许用镐翻松1 14 1 281 02 1 05种植土 填筑土和粉土第三类 坚土 软及中等密实粘土 重粉主要用镐 质粘土 粗砾石 干黄土少许用锹 锄头 1 24 1 301 04 1 07及含碎石 卵石的黄土 部分用撬棍粉质粘土 压实的填筑土第四类 砾砂坚土 重粘土及含碎石 卵石的先用镐 撬棍 粘土 粗卵石 密实的黄土部分用锲子1 26 1 371 06 1 09天然级配砂石 软泥灰岩及大锤及蛋白石然后用锹挖掘 第五类 软石 硬石炭纪粘土 中等密实 用镐或撬棍 大锤 页岩泥灰岩 白垩土 部分用爆破方法1 30 1 451 10 1 20胶结不紧的砾岩软的石灰岩第六类 次坚石 泥岩 砂岩 砾岩 坚实页岩 用爆破方法 泥灰岩 密实的石灰岩 部分用风镐1 30 1 451 10 1 20风化花岗岩 片麻岩第七类 坚石 大理岩 辉绿岩 玢岩 粗 中粒花岗岩 坚实的白云岩 砾岩 用爆破方法1 30 1 451 10 1 20砂岩 片麻岩 石灰岩 风化痕迹的安山岩 玄武岩第八类 特坚石 安山岩 玄武岩 花岗片麻岩 用爆破方法1 45 1 501 20 1 30坚实的细粒花岗岩 闪长岩 石英岩 辉长岩 辉绿岩 玢岩 2 含水量含水率 G1 潮 G2 干 影响 土方开挖 平整的难易程度 边坡稳定性 填土压实质量3 可松性最初可松性 V2 开挖后的体积 V1 自然状态的体积 最后可松性 V3 夯实后的体积 V1 自然状态的体积 影响 确定土方开挖的留弃量 运土工具的数量 土方平衡调配 最佳含水量 采用同样机具夯实条件下 能获得最大密实度 现场鉴定方法 用手捏成团 不会散掉 再用手一打散掉 各种土的可松性参考数值 最初 最终 最初 4 渗透性 土体被水透过的性质 m h m d V 渗流速度 K 渗透系数 I 水力坡度 h 水位差 水力坡度是A B两点的水位差斜体与渗流路程长度斜体之比 显然 渗流速度斜体与A B两点水位差成正比 与渗流路程长度L成反比 比例系数K称土的渗透系数 m d 1 边坡坡度i H B 1 mm B Hm 坡度系数2 影响边坡坡度的因素 1 与土本身的性质有关 不同类型的土是不一样的 2 与基坑开挖的深度有关 3 与开挖浸水有关 4 与有无荷载或动荷载有关 5 与开挖的方法有关 人工或机械 直线型 折线型 踏步型 三 土方边坡 四场地平整土方量计算 一 场地设计标高的确定1 确定的原则 1 应与周围已有房屋标高尽量相一致 2 尽量利用地形 3 场内挖填达平衡 且土方量最小 4 适当泄水坡度 满足排水 洪水水位等要求 四土方场地平整土方量计算 一 场地设计标高的确定1 确定的原则 1 应与周围已有房屋标高尽量相一致 2 尽量利用地形 3 场内挖填达平衡 且土方量最小 4 适当泄水坡度 满足排水 洪水水位等要求 2 确定方法 步骤 挖填平衡 1 先按平土工程本身挖填平衡初步确定设计标高 在地形图上划分方格网边长a 10 50ma大小确定方法 地形变化比较复杂a取小 精度要求 求出各方格交点 角点 的自然标高 H确定H方法 插入法求解 平坦时相邻两条等高线的高程 现场水准测量求得 木桩打好方格网 按场地土方平衡前后相等而达到挖填平衡求得H0设计标高 2 然后考虑各项影响设计标高的因素 计算设计标高的调整值影响因素 土的可松性H0变大 设计标高以下得到土方量如地下室H0变大 采用就近取土或弃土 设计标高调整后的总挖方体积 总填方体积 填方区的标高与挖方区的标高一样 提高 当 理论设计标高 调整设计标高 3 最后有一定的泄水坡度 纵向坡度 横向坡度单向泄水双向泄水 二 场地平整土方量计算 1 计算方法 步骤 1 截面法 平均断面法 2 平均高度法 实际上是方格网 四方 三角形棱柱体法实用于场地平坦 在地形图上画方格网并且求出各点上的各方格角点的自然坐标 H 求出各方格上的角点设计标高 Hm 算出各方格角点挖填高度即 施工高度 填 挖 求出零点 有关方格边线上的既不填又不挖的点h 0 求出 零线 挖填区的 分界线 求出挖填区域内各方格的挖填方量及边土的挖填方量 2 计算公式 四种情况 三角形 正方形 梯形 五边形 1 方格内各角点全部为挖或全部为填 2 方格内相邻两角点为挖方 另两角点为填方挖方量填方量 3 方格内三个角点为挖方 另一个角点为填方 4 方格内各一个角点为挖方或填方 另两个角点为零 见书上P5表1 7 见书上P4表1 7 3 基坑 槽 及路基土方量基坑 槽 和路堤的土方量可按拟柱体积的公式计算 即式中V 土方工程量 m3 H F1 F2如图所示 对基坑而言 H为基坑的深度 F1 F2分别为基坑的上下底面积 m2 对基槽或路堤 H为基槽或路堤的长度 m F1 F2为两端的面积 m2 F0 F1与F2之间的中截面面积 m2 4 例题 五 土方调配1 划分调配区1 力求挖填平衡 运距最短 费用最省2 便于改土造田 支援农业3 考虑土方的利用 减少土方重复挖填与运输2 计算每对调配区的平均运距1 挖方区土方重心至填方区土方重心的距离 平均运距2 分别求出各区土方的重心位置3 求平均运距 用比例尺量或按下式计算 3 确定土方最优调配方案 表上作业法 1 最小元素法 优先对运距最小的调配区调配编制初始调配方案 就近调配 总运输量较小 不能保证最小 例 某场地有4个挖方区 3个填方区 其挖填土方量及各对调配区运距见书P11表1 8 1 在运距表中找一个最小数值C22 C43 40 取C43 2 计算X43 第4挖方区调运至第3填方区的土方量 由于A4 挖方量为400 而B3 填方量需500 故A4的400可全部调入B3 故不能在供给填方B1 B2土方 所以在方格中画 X X41 X42 0X43 400 由于B2 填方量需600 而A2 挖方量为500 故A2的500可全部调入B2 故不能在供给填方B1 B2土方 所以在方格中画 X X21 X23 0X22 500 重复上述步骤 依次计算 2 最优方案的判别法 闭回路法和位势法求检验数则该方案为最优方案 位势法求检验数 1 首先将初始方案中有调配数方格的Cij列出 2 Cij ui vj 3 Cij ui vj 说明 先将有解的表1 8中没有打 X 的运距 填入表1 9中 然后按上式进行计算 最后如果表1 10中如出现负值 方案不是最优 需调整 3 Cij ui vj 3 方案调整 1 在所有负值检验数中选一个 一般选最小 把它所对应的变量X12作为调整对象 3 方案调整 2 找出X12的闭回路 3 方案调整 3 从