第一章：土方工程PPT课件.ppt

主讲 李益 园林工程第一章土方工程 2 本章目录 3 1 1土的分类与特性 一 土壤的分类 1 按粒径分类 砾石 粒径 2mm 沙土 0 05 2mm 具有明显沙的手感 淤泥 0 002 0 05mm 手感滑而不糙 黏土 0 002mm 4 2 按土壤的坚硬程度即开挖时的难易程度分类土壤可分为 松软土 普通土 坚土及沙砾坚土 其组成和开挖方式见下表 5 在土方工程中的土方开挖时 要关注土壤的坚硬程度 以免发生坍塌 如下图所示 不同坚硬度的土壤 放坡起点和放坡系数 注意 同一挖方过程中 遇到不同土壤时 如有二类土还有三类土 则放坡起点和放坡系数要用加权平均法确定 放坡系数 放坡系数1K1 高1H1 放坡系数2K2 高2H2 总高度 1 2 H放坡起点 放坡起点1 高1 放坡起点2 高2 总高度 1 2 6 例如1 某土方工程 一面挖深4m 其中一 二类土挖深2 2m 三类土挖深1 8m 求其放坡系数 解析 在该挖方过程中 放坡系数要用加权平均法确定 放坡系数 放坡系数1K1 高1H1 放坡系数2K2 高2H2 总高度 1 2 H 解 已知 K1 0 5H1 2 2mK2 0 33H2 1 8m放坡系数 放坡系数1K1 高1H1 放坡系数2K2 高2H2 总高度 1 2 H 0 5 2 2 0 33 1 8 4 0 7 例如2 某土方工程 一面挖深1 45m 其中一 二类土挖深0 6m 三类土挖深0 85m 试判断是否放坡 注意 同一挖方过程中 遇到不同土壤时 如有二类土还有三类土 则放坡起点和放坡系数要用加权平均法确定 放坡起点 放坡起点1H1 高1H1 放坡起点2H2 高2H2 总高度 1 2 H放坡起点 放坡起点1 高1 放坡起点2 高2 总高度 1 2 解 已知 H起点1 1 2H1 0 6mH起点2 1 5H2 0 85m放坡起点 H起点1 H1 H起点 H2 总高度 1 2 H 1 2 0 6 1 5 0 85 1 45 1 38因为放坡起点1 38 挖深1 45 故需要放坡 8 二 土壤的特性 1 土壤的自然倾斜和安息角土壤自然堆积 经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角 就是土壤的自然倾斜角 即安息角 在工程设计时 为了使工程稳定 其边坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值 安息角 9 常见土壤的安息角 从上表可知 土壤的安息角与土壤含水量有密切关系 10 附 土方工程中 坡度的常用表示方法 土方工程的边坡坡度以其高度和水平距离之比表示 边坡坡度 H L tg 其中 H 高L 水平距离 坡角 坡度表示 1 可以用百分比表示 例如 tg 1 则坡度可以表示为100 2 可以用度数表示 例如 tg 1 则坡度可以表示为45 11 2 土壤的可松性土壤经过挖掘后 原有紧密结构遭到破坏 土体变得松软二使得体积增加的性质 在施工过程中 土壤的可松性与土方的挖方 填方和土方的运输由密切关系 土壤可松性表示方法一 最初可松性系数Kp 开挖后土壤松散体积V2 开挖前自然体积V1 最终可松性系数Kp 填方夯实后土壤体积V3 开挖前自然体积V1 土壤可松性表示方法二 利用百分比 最初体积增加百分比 开挖后土壤松散体积V2 开挖前自然体积V1 开挖前自然体积V1 100 Kp 1 100 最后体积增加百分比 填方夯实后土壤体积V3 开挖前自然体积V1 开挖前自然体积V1 100 Kp 1 100 12 下表为 各级土壤的可松性 由上表可知 一般情况下 土壤容重越大 土质越坚硬 则开挖后增加的体积越多 可松性系数越大 13 1 2地形设计 一 地形设计的概念及作用 地形设计的概念1 地貌指地表面呈现的高低起伏的状态 如 山地 草原 丘陵 平地等 丘陵 草原 14 2 地物指地表上分布的固定物体 如 各种建筑物 构筑物 路桥 江河 植物 湖泊等 3 地形指地貌和地物的总称 即地表面上分布的固定物体与地表面本身共同呈现出的高低起伏的状况 15 4 地形图按照一定的测绘方法 用比例投影和专用符号 把地面的地貌 地物测绘在纸面上的图形 16 5 地形设计地形设计和整理时竖向设计的一项主要内容 地形骨架的 塑造 山水布局 坡 河 湖 峰等地貌小品的设置 它们间的相对位置 高低 大小 比例 尺度 外观形状 坡度的控制等都要通过地形设计来解决 17 地形设计作用1 骨架作用地形是构成任何景观的基本骨架 是其他设计要素和使用功能布局的基础 一般地形平坦的园林用地 有利于开辟大面积的水体 而地形起伏大的山地 由于地形的限制 可以设计为奇突的峰石和山林等 18 2 空间作用园林的空间形成是由地形因素直接制约着的 地块的平面形状如何 园林空间在水平方向上的形状也就如何 地块在竖向上有何变化 空间立面形式也就发生相应变化 19 3 造景作用地形改变在很大程度上决定园林风景面貌 人类设计和改造的依据是自然界中的山水风光 所遵循的是自然山水地形 地貌 所以在建设中 要进行加工 提炼 概括 最大限度地利用自然特点 最小量地动用土石方 在有限的园林用地内获得最好地形景观效果 20 4 工程作用地形因素在园林给排水工程 绿化工程 环境生态工程和建设工程中起着主要作用 比如 地形创造一定的起伏 合理安排地形的水系和汇水线 使地形具有较好的自然排水条件 可以有效地提高排水效率 21 二 地形设计的原则和要求园林地形设计应与园林绿地总体规划同时进行 在设计中 处理好其与其他园林单项工程之间的关系 做到经济合理 质量舒适良好 风景优美 地形设计的原则1 功能优先 造景并重在地形设计时 先考虑满足各种功能设施对建筑 场地的用地需要 多设计为平地地形 园路用地 依山随势 灵活掌握 控制好最大纵坡 最小排水坡度的要求 在此基础上 注重造景作用 尽量使地形满足造景的需要 22 2 利用为主 改造为辅在地形设计时 能够利用的尽量利用 做到尽量不动或少动原有地形与原状植被 更好地体现原有乡土风貌和地方环境特色 23 3 因地制宜 顺应自然地形设计要顺应自然 天趣自成 景物的安排 空间的处理 意境的表达都要力求依山就势 高低起伏 前后错落 疏密有致 灵活自由 就地挖池 就高堆山 使园林地形合乎自然山水的规律 同时 要使园林建筑与自然地形紧密结合 浑然一体 24 各类园林用地的设计要求1 平地 坡度小于3 具有一定坡度的相对平整的地面 平地坡度的大小 根据植被和铺装情况以及排水要求而定 用于种植的平地 如有人散步的草坪 坡度课大些 介于1 3 较为理想 目的是 达到快速排水 便于布置相关设施 用于构筑物的平地 坡度要求尽量小些 宜在0 3 1 0 之间 但是排水尽可能多向 以加快地表排水速度 如广场 平台 建筑物四周等 25 2 坡地坡地一般与山地 丘陵或水体并存 坡地根据坡度的大小分为缓坡地 中坡地 陡坡地 急坡地 悬崖 陡坎等 缓坡地 坡度在3 10 坡角为2 6 属于陡坡与平地或水体间的过渡类型 可作为活动场地和种植用地 26 中坡地 坡度为10 25 坡角为6 14 在建筑区域需要设置台阶 建筑的布置受限制 通车道路不宜垂直于等高线布置 坡道过长时 应该让台阶与平台交替布置 以增加舒适性和平立面变化 27 陡坡为25 50 坡角为14 26 道路与等高线应该斜交 一般作为种植用地 25 30 的坡度可种植草皮 25 50 的坡度可种植树木 急坡地50 100 坡角为26 45 是自然安息角的极限范围 多位于土石结合的山地 一般用做种植林坡 道路一般曲折盘旋 梯道需与等高线斜角布置 建筑需要特殊处理 28 悬崖坡地为大于100 坡角为45 以上 超出了土壤的自然安息角 一般位于土山或石山 种植需要采取特殊措施 以保持水土 涵养水分 不宜布置道路和建筑 29 等高线 用一组等间隔的水平面去截割地形面 所得截交线在水平基准面上的投影 简而言之 等高线就是地面高程相等的各点的连线 等高线示意图 1 3土方工程计算 土方计算一般是根据附有等高线的地形图进行的 何为等高线 30 等高线的平距 两条相邻等高线之间的水平距离 等高线的等高距 两条相邻等高线之间的高程差 在一幅地形图中 等高距一般是不变的 但是平距会因地形的陡缓而发生变化 等高线密集 表示地势陡峭 等高线稀疏 表示地势平缓 等高线密集 表示地势陡峭 等高线稀疏 表示地势平缓 等高线分类标记 31 等高线的特性 等高线个点的高程相同 等高线是闭合曲线 有时由于图幅限制 有时等高线会断开 但是若将所有图纸相接 断开的等高线将会闭合 遇河流或谷地时 等高线不直接穿过河流 而是向上游延伸 穿越河床 再向下游走出河流或谷地 等高线一般不会相交或重叠 但是遇到悬崖或峭壁时会出现相交或重叠 见右图 表示地貌的三级特征和坡向 至少需要两条等高线 等高线相交 32 几种主要地形的等高线特征 在园林景观规划设计中 常见的几种很重要的地貌骨架有 山丘 凹地 谷地和鞍部 山丘 地面隆起而高于周围的部分 如高山 丘陵等 山体由山顶和山脊组成 山顶等高线 a尖山顶b圆山顶c平山顶 山脊等高线 a尖山脊b圆山脊c平缓山脊 33 凹地和谷地 地面大面积下凹称为盆地 下凹面积小称为凹地 两条山脊之间的低凹地带称为谷地 有时俗称山沟 凹地的等高线现状与山顶相似 但是变化相反 经常在凹地的等高线上标注示坡线 指向坡度下降方向 谷地的等高线现状与山脊相似 但是变化相反 谷地等高线 a尖谷地b圆谷地c槽形谷地 34 鞍部 两个相邻山顶之间的低凹部分 等高线为两组相对的山脊与山谷对称组合 鞍部等高线 35 土方计算一般是根据附有等高线的地形图进行的 计算土方体积的方法常有 估算法 断面法和方格网法 估算法在建设过程中 碰到类似几何形状的土体 计算其体积时可以利用相近的几何体体积公式计算 此方法特点 计算简便 但精度较差 多用于估算 36 37 断面法以若干相平行的截面将要计算的土体 分截成许多 段 分别计算这些 段 的体积 再将各段体积相加 即可得出总土方量 此方法的计算精度取决于截取面的数量 面越多则越精确 越少则越粗糙 V S1 S2 2 L m3 当S1 S2时V S L m3 式中 S1 S2 断面面积L 两断面间垂直距离 截面法根据其取截面的方向不同可以分为 垂直截面法 水平截面法 即等高面法 和成角断面法 截面与水平面成一定角度 38 1 垂直截面法此法适用于带状土体 如 带状山体 水体 沟等 的土方计算 当S1和S2的面积相差较小或者两断面间的距离 50m时 可以采用 V S1 S2 2 L m3 当S1 S2时 V S L m3 式中 S1 S2 断面面积L 两断面间垂直距离 当S1和S2的面积相差较大或者两断面间的距离 50m时 采用 V L S1 S2 4S0 6 m3 39 当S1和S2的面积相差较大或者两断面间的距离 50m时 采用 V L S1 S2 4S0 6 m3 S0的面积有两种求法 方法一 S0 1 4 S1 S2 2 S1 S2 1 2 40 方法二 常见的断面计算公式 如下图 41 2 水平断面法 等高面法 等高面法是沿等高线取断面 等高距即为二相邻断面的高 此法最适于大面积的自然山体地形土方计算 V S1 S2 2 h S2 S3 2 h Sn 1 Sn 2 h Sn h 3 S1 Sn 2 S2 S3 Sn 1 h Sn h 3 42 1 4土方施工 土方施工包括挖 运 填 压四个部分 43 1 人力施工过程应该注意以下几个方面 施工人员有足够的工作面 以免发生干扰和危险 一般人均作业面积为4 6 开挖土方附近不得有重物和易坍落物体 随时注意观察土质情况 符合挖方边坡要求 垂直下挖时超过规定深度 必须设置支撑板支撑 土壁下不得向里挖土 以防坍塌 在坡上或坡顶施工者 不得向坡下随意滚落重物 按设计要求施工 施工过程中注意保护相关设施 遵守其他相关施工操作规范和安全技术要求 一 土方挖掘 44 2 机械施工效率高 但是应注意以下几个方面 机械操作手应识图和了解施工对象的情况 有利于提高工作效率 注意保护表层熟土 耕作土 这对园林植物的生长有利 一般做法是 先将表层土推到施工场地外围 待施工完毕 再将表层土铺回来 为了防止标志 一般是木桩 被破坏并有效的指引机械操作手 标志应加高或作醒目标志 放线也要明显 同时 施工人员要经常校正 核实桩点和放线 45 按照土方调配方案 组织劳力 机械和运输路线 卸土地点要明确 有专人指挥 二 土方运输 46 土方填筑时要注意 选择填土要满足工程质量要求 另外还要注意以下几方面 大面积填方应分层填筑 分层压实 一般每层30 50c