第一章--土方工程.ppt

第一章土方工程 土方工程主要包括 土 或石 的挖掘 填筑和运输等施工过程以及排水 降水和土壁支撑等准备和辅助过程 常见的土方工程有 场地平整 基坑 槽 及管沟开挖 地坪填土 路基填筑 隧道开通及基坑回填等 土方工程施工特点 面广量大 劳动繁重 露天作业 施工条件复杂 易受地区气候 工程地质 水文地质条件的影响 第一节土的分类与性质 一 土的分类与工地鉴别方法分类依据 土的开挖难易程度 在土方工程施工和工程预算定额中 土分为一般土和岩石 一般土包括 松软土 普通土 坚土 砂砾坚土 岩石包括 软石 次坚石 坚石 特坚石 正确区分和鉴别土的种类的目的 1 合理选择施工方法2 准确套用定额计算土方工程费用 土的工程分类与现场鉴别方法见表1 1 二 土的工程性质土的基本工程性质包括 土的含水量 土的可松性 土的渗透性 1 土的含水量定义 土中水的质量与固体颗粒质量之比 以百分率表示为 干土 含水量小于5 潮湿土 含水量在5 30 之间 湿土 含水量大于30 土的含水量影响 土方施工方法的选择 边坡的稳定 回填土的质量 如土的含水量超过25 30 则机械化施工就困难 容易打滑 陷车 回填土需有最佳含水量 方能夯压密实 获得最大干密度 表1 2 例 含水率为5 的天然净砂100kg 其中所含水的质量为 kgA 100 5 B 100 5 5 C 100 100 1 5 D 100 1 5 100 解 含水率定义是 所以净干砂质量 m2 m1 1 w 100 1 5 含水质量为 w m1 m2 100 100 1 5 2 土的可松性土的可松性 土的可松性用可松性系数表示 即 三种体积之间的关系 V1 V3 V2 的大小与土质有关 可松性系数参见下表 可松性系数的作用 土的最初可松性系数 计算土方体积 装运车辆及选择挖土机械数量的主要参数 土的最终可松性系数 计算填方所需挖土工程量的主要参数 3 土的渗透性 土的透水性 土的渗透性 法国学者达西根据砂土渗透实验 发现水在土中的渗流速度V与水力坡度I成正比 即 I 水利坡度 A B两点的水位差 L 渗流路程 水在土中渗流的基本规律 实验结果 只要存在水头差 H 形成稳定流 单位时间内流过土样的水量Q m3 d 与水头差 H m 成正比 与土样的横截面面积A m2 成正比 而与渗流长度L m 成反比 即 那么 单位时间内流过单位横截面积的水量 称为渗流速度V m d 其中 I 水力坡度 比例系数K称为土的渗透系数 m d K与土的颗粒级配 密实程度等有关 由实验确定 K的作用 1 选择各种人工降低地下水位方法的依据 2 分层填土时 确定相邻两层结合面形式的依据 第二节场地平整土方量计算 场地平整土方量计算思路 1 要确定场地平整与基坑 槽 开挖的施工顺序 2 确定场地的设计标高 3 确定施工高度 填挖高度 4 计算挖填土方量 场地平整与基坑开挖的施工顺序 通常有三种情况 1 场地挖 填土方量较大 先平整场地 后开挖基坑 为土方机械提供较大的工作面 2 场地较平坦 先开挖基坑 基础施工后再平整场地 减少土方的重复开挖 3 场地地形复杂 工期紧迫 分区施工 先平整场地 再开挖基坑或先开挖基坑 再平整场地 一 场地设计标高确定 当场地标高为H0时 移挖作填 当设计标高为H1时 取土回填 当设计标高为H2时 向场外弃土 确定场地设计标高原则 满足生产工艺和运输的要求 满足设计时考虑的最高洪水位的影响 满足市政道路与规划的要求 充分利用地形 尽量使挖填平衡 以减少土方运输量 场地设计标高若无其他特殊要求 则可根据挖填土方量平衡的原则加以确定 场地设计标高确定步骤 1 初步确定场地设计标高 H0 原则 挖填土方量平衡 方法 1 在具有等高线的地形图上将场地划分成边长为d 10 40m的若干个正方形方格 2 确定每个方格的角点标高 1 地形较为平坦时 用插入法或内插法 图1 3 求得 2 当地形起伏较大 用测量法求得 3 按挖填平衡原则确定设计标高H0 即 上式可改写为 例 某场地平整的方格网角点的地面标高如图所示 试计算场地的设计标高 2 计算设计标高的调整值 1 若考虑土的可松性 应提高设计标高 2 若考虑设计标高以上的填方 挖方 工程 应降低 提高 设计标高 3 若考虑边坡填挖土方量不等 特别是坡度变化大时 应增减设计标高 4 将部分挖方就近弃土于场外 或将部分填方就近取土于场外 应降低或提高设计标高 5 考虑泄水坡度对设计标高的影响 二 场地平整土方量的计算计算方法 方格网法 横截面法 横截面法 断面法 计算精度较低 适用于地形起伏较大地区 方格网法 适用于地形较平坦地区 方格网法计算步骤如下 1 计算场地各方格角点的施工高度计算公式 2 确定 零线 零线 方格网中的挖填分界线 确定零线位置方法 1 确定零点 如图1 2 5所示 设h1为填方角点的填方高度 h2为挖方角点的挖方高度 O为零点位置 则可求得 2 确定零线 将相邻两个零点相连形成的折线 就是零线 3 场地土方量的计算思路 先求各方格挖 填方量 再汇总求出总挖 填方量 1 四角棱柱体法 全部挖或填的方格 两挖两填的方格 三挖一填的方格 三填一挖的方格 2 四方棱柱体平均高度法 略 3 三角棱柱体法 略 断面法计算步骤如下 断面法是沿场地取若干个相互平行的断面 将所取的每个断面划分为若干个三角形或梯形 如下图所示 对于任一断面 其三角形或梯形的面积计算为 三 基坑土方量的计算近似按立体几何中拟柱体体积公式计算 四 基槽 管沟土方量的计算沿长度方向分段利用拟柱体体积公式计算 将