第01章 土方工程.ppt

第一章土方工程,对每一块场地,都有一种理想的用途，对每一种用途，都有一块也理想的场地西蒙兹,第一节园林用地改造与设计第二节土方工程量计算第三节土方施工,第一节园林用地改造与设计,一、地形设计的功能与作用二、地形设计的内容三、地形类型及其特点四、地形改造与设计五、竖向设计的方法六、竖向设计步骤,一、地形设计的功能与作用,山水是中国园林的骨架，对地形的整理、改造与合理利用是园林建设最基础的工程，也是建园的主要工程之一。,地形是风景园林组成的依托基础，是构成园林的骨架。地形以极其丰富变化的表现力，赋予园林以生机和多样性，产生了丰富多彩的景观效应。在满足设计意图的前提下，如何尽量减少土方量的施工量，节约投资，缩短工期，对整个造园工作都具有重要的意义。,1、合理安排各种构景要素和高程，使所在山、水、植物、建筑、园路等，满足造景，满足游人进行各项活动的需要。2、形成良好的排水工程坡面，避免形成过大的地表径流的冲刷，造成滑坡和塌方；3、形成生态园林小气候环境，以满足动植物生长和渡假休养需要；,4、组织园林空间。5、为建筑提供良好的基础。6、满足土方平衡，减少工程投资和缩短工期。7、其它功能的要求,二、地形设计的内容,处理好自然地形和园林建设工程中各单项工程间的空间关系，使其达到园林建设工程经济合理和良好的风景景观，是竖向设计的关键所在。如何丰富地形的造景特征和实现场地功能，成为地形设计的主要内容。,1、建筑及建筑群选址时，分析景区高程及地形小环境特色：确定地形设计的基本原则和土地平整方案。,（2）综合考虑园林各景点及设施工程的控制标高，使之完成工程用地的准备。因地制宜，在原有地形上创造性布置小地形，划分台地，确定其控制标高和排水标高；排除地表径流，利于工程管线的铺设；挖方与填方，尽可能就地近距平衡。,（3）巧用地形，组织好景点的通风、日照及绿地。,结合山地边坡进行立体式绿化，创造良好的生态环境。,（4）利用地形，巧安排，划分台地大小，根据土地不同使用性质，创造优美的景观条件，达到人工美中见自然。,三、地形类型及其特点,1、平地：i3%作用：开展活动和设施安排，游览需要，统一协调园景要素。,2、坡地坡地是倾斜的地面，在园林空间具有方向性和倾向性。,缓坡地3%10%：布置道路与建筑不受约束，可作为活动场地、游憩草坪、疏林草地和风景林地，可开辟小面积的园林水体，长轴应与等高线平行。,中坡地：10%25%园路做成梯道；建筑顺等高线布置，不宜大规模布置建筑群；可设计溪流，不宜开辟湖、池等较宽的水体。,中坡地比较适宜利用地形条件来创造空间和组织空间序列，通过地形和组织游览路线。中坡地可以作为山的余脉、主峰的配景或平地的边缘，可作为背景、障景或隔景。,陡坡地：25%50%视野开阔，观景条件较好。布置道路要做较陡的梯步，安排车道，曲折盘旋而上，适宜点缀少量占地宽度不大的亭、廊、轩等。,3、山地与石山地的造景设计急坡地：50%100%；悬坡地：100%山地一般利用原有地形适当改造而成，通过自然山石构成人工假山。,四、地形改造与设计,1、目的任务从最大限度地发挥园林综合功能出发，对园林地形、地貌、地物等进行综合的竖向设计，统筹安排园林各景点、设施和地貌景观之间的关系，使地上与地下设施之间，山水之间，园内与园外在高程上有一个合理的关系，使之成为新园林的骨架，对新园景的面貌起重要作用。,2、设计原则（1）利用保护为主，改造修整为辅；（2）功能优先，造景并重；（3）因地制宜，顺应自然；（4）就地取材，就地施工；（5）填挖结合，土方平衡。,充分利用原有地貌的基础上，适当改造地形，以取得用地功能、原地形特点、园林意境三者之间的有机统一，顺应自然，宜山则山，宜水则水，减少土方工程量，节约人力，降低基建费用，多搞小地形，少搞或不搞大规模地挖湖堆山。,3、用地分析与评定（1）用地分析内容：地形地貌概况：形状、大小、地物、地势、地面水径流、植被覆盖度等。用地尺度的衡量：空间感（025）；场所感：（110）；领域感（390）,坡级分析图,用地地形坡度的划分及在工程上的应用：平地、缓坡、中坡、陡坡、山地。,排水分析图,光照分析图,利用地形、植被、水体围和空间情况；,用计算机对地形进行分析（数字地形模型）；,（2）用地评定地形处理对规划功能的落实度：地形处理对雨水、理水及土坡稳定性的影响度：地形处理强度：地形处理改善和保护生态环境的有效度：地形艺术处理与规划功能目标的和谐度,五、竖向设计的方法,概念：在一块场地上进行垂直于水平方向的布置和处理。1、纵横断面法优点：立体形象强，易考虑对地形的整理和处理。缺点：设计过程较长，费时较多。,步骤：A：编制方格网等；,B：求交叉点自然标高；C：确定设计坡度和交点的设计标高；D：相对标点，选定一标高点作纵横断面起点；E：施工标高，同时进行粗略的土方平衡计算；F：抄写方格网和标高；G：绘制设计地面线,2、等高线法,优点：将设计等高线、标高数值、平面图三者紧密结合，生动形象表达地形的起伏蜿蜒，准确匀绘地形地物、地貌的整个空间轮廓。,特点：等高线上各点高程相等，且总是连续、闭合曲线；,相邻等高线水平间距相等，则坡度相同。,内容：园路交叉点、中心点及变坡点；建筑的室内外地坪标高；场地的控制标高；铺砌地面标高；挡土墙（墙顶及墙趾）、园桥顶点、涵闸出入口；最高、最低及常水位标高；山顶标高。,坡度：任意两点间的高差与两点之间的水平距离的比值。I=h/l工程界常以1：M表示，M是坡度系数，I=1/M。,4、模型法,六、竖向设计步骤,1、资料收集2、现场踏勘与调研3、图纸内容,第二节土方工程量计算,土方计算结果，可以修改设计图中的不合理处，使图纸更臻完善，加快施工进度，降低投资成本。同时，根据土方量的计算结果，所得资料可以组织施工及工程管理。,一、用求体积公式法二、断面法三、方格法四、土方的平衡与调配,一、用求体积公式法,特点：方法简单，精度差，用于估算。1、圆锥：V=r2h/32、圆台：V=h(r12+r22+r1r2)/3,3、棱锥：V=sh/34、棱台：V=h(s1+s2+s1s2)/35、球缺：V=h(h2+3r2)/6,二、断面法,断面法适用于长形单体（沟、渠、堤、路堤、路堑及带状山体等）。方法是将要计算的地形单体分割成许多相同距离的段，分别计算各段的体积，最后将这些各段加起来，求得地形单体的体积。,1、垂直断面法当S1=S2时，V=SL当S1S2时，V=L(S1+S2)/2,当S1、S2面积相差较大，L又大于50m时，宜采用下面的公式：V=L(S1+S2+S1S2)/3=L（S1+S2+S0）/6，S0=（S1+S2+2S1S2）/4。用S1、S2各相应边的算术平均值求。,2、等高面法（水平断面法）等高面法是沿等高线截取断面，等高距即为两相邻等高线的高程之差，其计算方法同断面法。适宜于大面积的自然山水地形的土方计算。,V=(（S1+Sn）/2+S2+S3+Sn-1)h+Snh/3Sn为各等高面的面积，h为等高距,三、方格法,在建园过程中，许多大小用途不同的地坪、缓坡需要按设计要求整理成各种用途的场地，这时采用方格法，计算比较准确，还保持土方量的平衡，便于施工安排。,1、在附有等高线的原地形图上作方格网控制施工现场。,方格边长取决于计算精度要求和地形变化程度，并将方格网上角点编号。一般1040m为边长。,2、求角点的原地形标高采用插入法，先过角点作相邻两等高线间的最小距离L，高程差为h，设角点原地形标高为Hx。Hx=bxh/L,3、求原地形土方量V=a2（h1h2h3h4）/4,V原=a2（h12h23h34h4）/4V原=202(20.29+20.23+19.37+19.64+18.79+19.32)+2（20.54+20.89+21.00+19.50+19.39+19.35）+3（19.91+20.15）4（20.21+20.50）/4=100（117.64+241.34+120.18+162.84）=64200m3,4、求角点设计标高V设=a2（h12h23h34h4）/4V设=a2(x-0.8+x-0.8+x-1.3+x-1.3+x-1.1+x-1.1)+2（x-0.4+x-0.4+x+x-1.0+x-1.0+x-0.9）+3（x-0.7+x-0.7）4（x-0.3+x-0.6）/4=100（6x-6.4+12x-7.4+6x-4.2+8x-3.6）=100(32x-21.6),V原=V后100(32x-21.6)=64200X=20.74,5、求施工标高施工标高=设计标高原地形标高得数“”号为填方，得数为“”号为挖方。H1-1=19.94-20.29=-0.35H1-2=20.34-20.54=-0.20H2-1=19.64-19.37=+0.27H2-2=20.04-19.91=+0.13,6、求零点线零点：不挖不填的点，零点的连线为零点线。X=ah1/（h1+h2）X零点距一端的水平距离；H1、h2方格相邻二角点的施工标高绝对值a方格边长,土方平衡图,7、土方计算,V=Sh/n,四、土方的平衡与调配,1、土方的平衡与调配原则挖方与填方基本达到平衡，减少重复倒运；挖（填）方量与运距的乘积之和尽可能最小，即总土方量运输或运输费用最小；,好土应用在密实度要求较高的地区，以避免出现质量问题；分区调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡；选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序，避免土方运输出现对流或乱流现象，同时便于机具调配及机械化施工。,2、土方平衡的步骤与方法,划分调配区,计算各调配区的土方量,计算各挖填方区之间的平均运距;确定土方最优调配方案;,土方调配图,绘出土方调配图：根据以上计算，标出调配方向、土方数量及运距,第三节土方施工,土方工程的进度和质量，直接影响到后续工程如建设工程、绿化工程、管线工程等，因此应予以重视。,一、土方施工基本知识二、土方工程施工准备三、土方施工机具四、土方施工,一、土方施工基本知识,1、施工方式及内容（1）施工方式根据施工现场、工程量施工条件来决定。人力施工：工程量小，施工分散，场地限制机械化施工：规模大，土方集中；半机械化施工：场地一定限制，施工分散,（2）施工内容挖方：人力：锹、镐、钢钎、铁锤、锄头；机械：挖掘机、推土机运方：人力：人力车、手推车、肩挑背扛；机械：推土机、自卸汽车压方：人力：木夯、石碾、硪、滚筒等；机械：打夯机、压路机填方：,2、土壤的工程性质（1）土壤容重：单位体积内天然状况下的土壤重量，单位kg/m3。（2）土壤含水量：土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。（3）土壤的相对密实度：反映土壤在填筑后的密实程度。,（4）可松性：土壤挖掘后，其原有紧密结构遭到破坏，土体松散而使体积增加的性质。最初可松性系数：KP=开挖后土壤的松散体积V2/开挖前土壤的自然体积V1最后可松性系数：KP=运至填方区夯实后土壤的体积V3/开挖前土壤的自然体积V1,（5）土壤自然倾斜角（安息角）：土壤自然堆积，经沉稳落实后的表面与地平面所形成的夹角。,3、土壤的工程分类,二、土方工程施工准备,1、研究和审查图纸2、查勘施工现场3、编制施工方案4、清除现场障碍物5、进行地下墓探,6、作好排水措施7、设置测量控制网,8、修建临时设施和道路9、准备机具、物资和人员10、建立施工管理机构,三、土方施工机具,土方工程中，为加快工程建设进度，多采用机械化施工。其机械选用应根据工程规模（开挖断面、范围大小和土方量）、不同工程对象、土壤情况、施工机械的特点及施工现场条件选择恰当的机械。,1、开挖机械,2、夯实机具,四、土方施工,1、土方的挖掘人力施工：工作面有46/人；土方附近不得有重物下落极易坍塌物；注意有合理的边坡，若垂直下挖，松软土不得超过0.7m，中等密实土不超过1.25m，坚硬土不超过2m；挖方工人不得向里挖土，防止坍塌；施工中应保护基桩、龙门桩和标高桩；,机械施工：作业人员了解设计地形的特点；桩号和施工放线要明显；施工人员应常到施工现场检查桩号及放线情况。推土机从两端