建筑施工技术第1章土方工程1

1、2022-2-221建筑施工技术建筑施工技术Construction Technology2022-2-222建筑施工建筑施工施工技术施工组织（工程项目管理）绪绪 论论建筑施工技术建筑施工技术 是一门研究建筑施工中各主要工种工程的工艺原是一门研究建筑施工中各主要工种工程的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。理、技术方案和施工方法的学科。2022-2-223一、课程内容一、课程内容( (房屋施工的全过程房屋施工的全过程) ) 1.1.土石方工程土石方工程 2.2.基础工程基础工程 3.3.砌体工程砌体工程 4.4.混凝土结构工程混凝土结构工程 5.5.预应力混凝土工程预应力混凝土工程 6.6.房

2、屋结构安装工程房屋结构安装工程 7.7.防水工程防水工程 8.8.建筑装饰装修工程建筑装饰装修工程二、课程研究对象二、课程研究对象 本课程研究的是建筑工程专业领域施工技术的一般规律。本课程研究的是建筑工程专业领域施工技术的一般规律。三、课程教学目的三、课程教学目的 是使学生掌握建筑工程施工的基础知识、基本理论和是使学生掌握建筑工程施工的基础知识、基本理论和 决策方法，使学生具有解决建筑工程施工中施工技术问题决策方法，使学生具有解决建筑工程施工中施工技术问题 的初步能力。的初步能力。2022-2-224四、课程基本要求四、课程基本要求 1.1.了解建筑工程施工中各主要工种工程施工工艺，了解建筑工

3、程施工中各主要工种工程施工工艺， 掌握施工方案拟定的基本方法。掌握施工方案拟定的基本方法。 2.2.具有分析处理施工技术问题的初步能力。具有分析处理施工技术问题的初步能力。 3.3.对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。五、课程特点五、课程特点 综合性、工艺性、实践性、操作性较强综合性、工艺性、实践性、操作性较强六、学习方法六、学习方法注意：理论联系实际和知识的综合运用。注意：理论联系实际和知识的综合运用。掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算2022-2-225七、七、土木工程施工土木工程施工

4、在土木工程中的地位在土木工程中的地位 土木工程的四个阶段土木工程的四个阶段 八、我国土木工程施工的发展八、我国土木工程施工的发展勘测勘测 设计设计 施工施工 验收验收2022-2-226 所有建筑工程的施工所有建筑工程的施工, ,都是由土方工程开始的都是由土方工程开始的, ,我我们的施工技术课程也就由此开始。们的施工技术课程也就由此开始。工作内容：工作内容：挖掘、支护、填筑、地下水控制。挖掘、支护、填筑、地下水控制。 1.1 1.1 概述概述一、一、 土方工程的土方工程的分类及施工特点：分类及施工特点： ( (一一) )分类：分类：1 1、场地平整、场地平整 2 2、基坑（槽）、管沟施工、基坑

5、（槽）、管沟施工3 3、地下大型挖土工程（常采用、地下大型挖土工程（常采用“逆筑法逆筑法”） 4 4、回填工程、回填工程 1 1 土方工程土方工程2022-2-227 ( (二二) )特点特点 1.1.工程量大工程量大采用机械化施工。采用机械化施工。 2.2.施工条件复杂施工条件复杂制定施工方案。制定施工方案。 二、土的工程分类二、土的工程分类 根据土方开挖的难易程度，将土分为八类及根据土方开挖的难易程度，将土分为八类及1616个级别。个级别。一一 四类为土四类为土; ;五八类为石。五八类为石。2022-2-228土的类别土的级别 土的名称开挖方法及工具 一类土（松软土） 砂；亚砂土；冲积砂土

6、层；种植土；泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘 二类土（普通土） 亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘；少许用镐翻松 三类土（坚土） 软及中等密实的粘土、重亚粘土、干黄土及含有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锲子及大锤 四类土（砂砾坚土） 重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤 五类土（软石） -硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩用镐或撬棍、大锤挖掘，部分用爆破方法 六类土（次坚石） -IX泥炭岩

7、；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩用爆破方法开挖，部分用镐 七类土 （坚石） X-XIII大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法开挖 八类土 （特坚石） XIV-XVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩用爆破方法开挖 土的工程分类2022-2-229三三 土的工程性质土的工程性质( (一一) )土的密度土的密度: :1 天然密度:土在天然状态下单位体积的质量。2 干密度d :单位体积土中固体颗粒的质量。( (二二) )土的含水量土的含水量 : :

8、 土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。 %100221GGG 式中: 土的含水量 G1含水状态时土的质量； G2烘干后土的质量。 G1- G2=水分的质量。 干土干土: : 30%2022-2-2210 自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复成原来的体积。土的这种性质称为可松性。 土的可松性大小用可松性系数表示:式中 :Ks 最初可松性系数;Ks 最终可松性系数; V1土在自然状态下的体积(天然密实土)； V2土经开挖后松散状态下的体积(松土)； V3土经回填压实后的体积(压实土)。 V V1 1 V V3 3 V V2 2 1 K 1 KS S K KS

9、S1312VVKVVKss( (三三) )土的可松性土的可松性: :312VVV2022-2-2211说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积 V1 （2）土方运输：用松土的体积 V2，考虑 KS （3）土方回填：用压实土的体积 V3 ，考虑 KS 土的类型KsKs 一类土 1.08 1.171.01 1.03 二类土 1.14 1.241.02 1.05 三类土 1.24 1.30 1.04 1.07 四类土 1.26 1.451.06 1.20 土的可松性系数2022-2-2212 土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过的性质称为渗透性。土的渗透性是土的水力学主要性质之一

10、。( (四四) )土的渗透性土的渗透性: :L Lh h2 2h h1 1v vA AB B达西达西(H.Darcy)(H.Darcy)定律定律: :V=K V=K = K = KI I h h1 1-h-h2 2 L L式中式中: : I I= = = - = -称为水力坡度称为水力坡度 ; ; K- K-渗透系数渗透系数(m/h,m/d) (m/h,m/d) 为一比例系数为一比例系数, , 当当 I I =1.0=1.0时时, , V=KV=Kh h1 1-h-h2 2 L L h h L L2022-2-2213土的类型K (m/d)土的类型K (m/d) 漂石(无砂质充填) 500 1

11、000 粉 砂0.5 1 卵 石 100 500 黄 土0.25 0.5 砾 石 50 150 粘砂土0.1 0.25 粗 砂 20 50 轻砂粘土0.05 0.1 中 砂 5 20 重砂粘土0.001 0.05 细 砂 1 5 粘 土 0.001渗透系数K经验近似值2022-2-2214四、土方边坡和土方量计算四、土方边坡和土方量计算 : :( (一一) )边坡边坡令令: m = m 边坡系数边坡系数 1:m = H:B = 1:m 边坡坡度边坡坡度B B H HH H B BBH坡宽坡角坡肩坡顶坡底坡高边坡各部位名称2022-2-2215( (二二) ) 土方量计算土方量计算 : :1.1

12、.基坑基坑:( :( 3 ) 3 )按棱台体积计算按棱台体积计算 2.2.基槽基槽:(:( 3 ) 3 )按平均断面法计算按平均断面法计算 : : V = V = (F (F1 1+F+F2 2) )a ab bL L2 2Hbaa1b1b ba a基坑土方计算图LF1F2基槽土方计算图2022-2-2216例题例题1 1一一1 1 建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均断面面积为3.0m2 。基坑深2.0 m，底宽为1.5 m，地基为粉质粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量？回填所需的自然状态下土方量和需运走的松散体积？ (1m10.5；KS1.30；KS1.05)3.5m3.5m1.5m1.

13、5m2.0m2.0m3m3m1:0.51:0.52022-2-2217解:挖方量 =1.5+（1.5+220.5）21002 =500m3(V1状态) 填方体积=500-3100=200m3 (V3状态) 回填所需的自然状态下土方量=2001.05=190m3(V1状态) 运走的自然状态下土方量 = 500-190=310m3(V1状态) 运走的松散体积 =3101.30=403m3(V2状态)2022-2-2218 1.2 1.2 场地平整施工场地平整施工 场地平整场地平整: :就是将天然地面改造成我们所要求的设计就是将天然地面改造成我们所要求的设计平面。平面。它包括它包括: :确定场地设计

14、标高、计算土方量、土方确定场地设计标高、计算土方量、土方调配、选择土方施工机械、拟定施工方案调配、选择土方施工机械、拟定施工方案。一、一、 场地设计标高的确定场地设计标高的确定 考虑因素：考虑因素： （1 1）生产工艺与运输；）生产工艺与运输； （2 2）地形；）地形； （3 3）挖填方平衡；）挖填方平衡； （4 4）泄水坡度。）泄水坡度。( (如设计无要求，一般应向排水沟方向作成如设计无要求，一般应向排水沟方向作成 不小于不小于2 2的坡度的坡度) ) 方法方法: :方格网法方格网法( (在地形图上划分方格网在地形图上划分方格网, ,边长边长a a为为10m 20m 40m)10m 20m

15、40m)2022-2-2219 ( (一一) ) 初步确定场地设计标高初步确定场地设计标高 原则：场地内挖填方平衡原则：场地内挖填方平衡, ,并尽量减少土方工程量并尽量减少土方工程量。 方法采用 “方格网法” 1.将场地划分为边长为a 的方格(一般取a=20m)。 2.测定各角点的地面标高。 3.计算设计标高H0 。 H H0 0计算示意图计算示意图2022-2-2220 假设设计平面为水平面。根据挖、填方平衡，则 式中：H11个方格仅有的角点标高； H22个方格共有的角点标高； H33个方格共有的角点标高； H44个方格共有的角点标高； 44321220iiiiHHHHaanHnHHHHH4

16、43243210nHHHHHiiii4)(432102022-2-2221(二) 设计标高H0的调整1. 考虑土的可松性而提高设计标高 调整前：VW=VT (1) 调整后：VT=KSVW (2)由于: VW = VW -FW*h (3) VT = VT + FT*h(4) 得:SWTSwKFFKVh)1(2022-2-2222式中式中: V: VW W 按理论标高计算出的总挖方体积按理论标高计算出的总挖方体积; ; F FW W,F,FT T 按理论标高计算出的挖方区按理论标高计算出的挖方区, , 填方区的总面积填方区的总面积 。调整后设计标高调整后设计标高: : H H0 0= H= H0

17、0 + h + h2.考虑泄水坡度的调整 泄水坡度 i= 2hL2022-2-2223(1)单向泄水: Hn=H0iL如:H10=H0-i0.5a(2)双向泄水: Hn=H0ixLxiyLy如:H10=H0-ix0.5a-iy0.5aaaaaaaH0H0H10H10ii(a)aaaaaayyH10H10ixi(b)iyiyH10 xxH0H0H02022-2-2224二、场地土方量计算二、场地土方量计算: : ( (一一) )角点施工高度角点施工高度h hn n: :h hn n=H=Hn n-H-Hn n= =设计标高设计标高- -地面标高地面标高h hn n为角点的挖、填方高度为角点的挖、

18、填方高度“+ +”为填方高度为填方高度“- -”为挖方高度为挖方高度角点编号角点编号地面标高地面标高施工高度施工高度设计标高设计标高2022-2-2225( (二二) )确定零线确定零线: : 零线零线即挖、填方区的分界线即挖、填方区的分界线 零点位置零点位置: : X = X = ahah1 1h h1 1+h+h2 2h1ACODBh2xa零点位置计算+ + + + + + + + + + +- - - - - - -x xa a2022-2-2226例题例题1 1一一2 2 某建筑场地方格网如图所示某建筑场地方格网如图所示 , ,方格边长方格边长20m,20m,双向泄水双向泄水ix=iy

19、=3ix=iy=3, ,土层为亚粘土。不考虑土的可松性土层为亚粘土。不考虑土的可松性影响影响 , ,试根椐挖填方平衡的原则试根椐挖填方平衡的原则, ,计算场地设计标高计算场地设计标高 , ,角点施工高度及总土方量。角点施工高度及总土方量。171.00171.00170.50170.50170.00170.00171.50171.50171.00171.00170.50170.50172.00172.00171.50171.50171.00171.001 12 23 34 45 56 67 78 89 9某建筑场地方格网图某建筑场地方格网图2022-2-2227解:(1)计算设计标高 : H0 =