土石方工程课件

1、第1章 市政道路工程基础知识,1.1道路的结构组成 1.2 道路的分类 1.3 道路附属设施 1.4 道路施工机械 1.5 道路施工图,内容简介,1 道路的结构组成主要包括路基和路面。,1.1 道路的结构组成,2.路基 （1）路基的定义：道路结构体的基础，是由土、石材料按照一定尺寸、结构要求所构成的带状土工结构物 （2）路基的基本形式 路堤 路堑 半填半挖路基,1.1 道路的结构组成,2.路面 （1） 路面的定义：路基表面的行车部分，用各种筑路材料分层铺筑的结构物，供车辆在其上得以安全、舒适地行驶 （2） 路面结构层次划分,1.1 道路的结构组成,2.路面 （2）路面结构层次划分 1）垫层 功

2、能： 改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响。 将车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形.同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。 要求： 排水、隔水、防冻、防污和扩散荷载 修筑材料： 透水性垫层，如砂、砾石、炉渣等 稳定类垫层，如水泥或石灰稳定土等,1.1 道路的结构组成,（2） 路面结构层次划分 2)基层 功能： 承受由面层传来的车辆荷载，并扩散到垫层和土基中 要求： 足够的水稳定性 较好的平整度 修筑材料： 结合料(如石灰、水泥或沥青等)稳定土 石灰工业废渣 3）级配碎（砾）石 4）填隙碎石,1.1 道路的结

3、构组成,（2）路面结构层次划分 3）面层 功能： 直接承受行车荷载、大气降水和温度变化的影响 要求： 较高的结构强度，抗变形能力 较好的水稳定性和温度稳定性 表面的耐磨、抗滑和平整度 修筑材料： 沥青混凝土、沥青碎(砾)石混合料 乳化沥青碎石、沥青灌入式、沥青表面处治 水泥混凝土 砂砾或碎石掺或不掺土的混合料以及块料,1.1 道路的结构组成,1.道路的分类 1)按面层所用的材料划分： 水泥混凝土路面 沥青路面 砂石路面 2)按路面结构力学特性划分： 柔性路面 刚性路面 半刚性路面,1.2 道路的分类与分级,2.按道路平面 及横向布置分类 单幅路 双幅路 三幅路 四幅路,1.2 道路的分类与分级

4、,1.3道路附属设施,道路附属设施包括： 1.人行道 2.侧石 3.树池,1.4 道路施工机械,1.4 道路施工机械,1.挖土（掘）机 2.推土机 3.铲运机 4.平地机 5.压路机 6.摊铺机,1.4 道路施工机械,摊铺机,水稳摊铺机,沥青摊铺机,沥青摊铺机,水泥混凝土摊铺机,1.5 道路施工图,道路工程施工图的组成 主要由平面图、纵断面图、横断面图、路面结构图组成 1）平面图：道路的中线在水平面上的投影 2）纵断面图：道路的中线在竖直面上的投影 3）横断面图：道路的中线上任意一点的法向切面,1） 道路平面图,1） 道路平面图,T：圆曲切线长；L：曲线长；E：外距；R：曲线半径； a：转角；

5、J：校正值；交点 ：JD； ZY：圆曲线起点 （直圆点） QZ：圆曲线中点 （曲中点） YZ：圆曲线终点 （圆直点）,2） 道路纵断面图,* 纵断面图上表示原地面高程起伏变化的标高线，称为地面线。它是道路规定的中心线各桩号实测高程的连线。 地面线上各点的高程，称为原地面标高。沿道路中心线所作的立面设计线,称为纵断面设计线。 *工程设计中对中心线各点要求达到的高程称为设计高程(标高)。设计线与地面线各对应桩号上的高程差值称为填挖高度。凡设计线高于地面线的各桩点需填土，反之应挖土。 *通过道路中线的竖向剖面，称为纵断面。它反映路线竖向的走向、高程、纵坡大小，即道路沿中线的高低起伏情况。,2） 道路

6、纵断面图,道路纵断面图,里程桩 k8+080：表示从道路起始点的第8公里80米处 k8+080k8+100：表示从道路起始点的第8公里80m处开始到起始点 第8公里100m处. ？那么K88+500K90+000表示什么意思。,3）横断面图（区别道路横断面和路基横断面）,主要有“两图”，即横断面设计图、标准横断面图,道路横断面设计图,道路标准横断面图,3）横断面图,路基横断面,路基标准横断面,24,第二章 土石方工程,土石方工程的内容,人工土石方工程,平整场地,机械土石方工程,挖土,回填土,土方运输,山坡切土,挖沟槽,挖基坑,挖一般土方,山脚边切去 一部分土方,道路及管网 等挖土,场内回填,买

7、土回填,余土外运,买土回填,推土机推土、铲运机铲运土、挖掘机挖土、载重汽车运土,土石方工程计算依据,1）土壤及岩石的类别 土壤类别：普通土一、二类土；坚土三类土；砂砾坚土四类土。 岩石类别：极软岩、软质岩、硬质岩 2）地下水位标高 地下常水位以上的土壤称为干土；以下的土壤为湿土。 3）土（石）方挖（填）起止标高、施工方法及运距； 挖土深度指原地面标高至槽、坑底的平均高度；施工方法是指人工挖土方或机械挖土方。,4、放坡,5、工作面,土石方工程清单计算规则（建筑与市政的区别？）,土石方工程清单计算规则,土石方工程清单计算规则,土石方工程清单计算规则,需说明的问题： 1、土方体积应按挖掘前天然密实体

8、积计算。 沟槽、基坑、一般土方的划分应符合以下规定： （1）底宽7m，底长3倍底宽应按沟槽计算。 （2）底长3倍底宽，底面积150m2应按基坑计算。 （3）超过上述范围，应按一般土方计算。,路基土石方计算,1. 平均断面法： 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：,2. 棱台体积法： 若F1和F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：,路基土石方计算（横断面面积计算 ）,（一）积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。,横断面面积：,已知断面

9、图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：,（二）坐标法,平均断面法例题,例：按土方量汇总表，桩号K0+025的填方横断面积为2.8m2，挖方横断面积为10.25m2，桩号K0+000的横断面积为3.2m2，挖方横断面积为5.6m2.试计算其挖填方量。 解：V挖方=1/2（5.6+10.25） 25=198.125（M3） V填方=1/2 （3.2+2.8） 25=75（M3）,挖一般土、石方（市政道路工程） （1）挖方工程量计算 V=（F1F2)/2L 式中 V-土方量， m3 F1、F2-相邻两个横断面的面积，m2 L-相邻两横断面的距离，m 利用道路逐桩横断面图计算 利用道路工程土方

10、量计算表计算 【例题】试计算1+5401+600 段道路挖方量。,【例题1】某道路施工横断面如图1所示，不同桩号处挖方横断面面积、填方横断面面积见表1，试计算该道路土石方工程量。 图1 道路施工横断面 表1 土方量计算表,土石方工程案例,【例题2】如图示，计算砼管道沟槽开挖的土方量，采用机械在沟槽边挖土，土质为三类土。其中;L=500m,H=3.0m,B=900,b=100.,按挖填方平衡原则 确定场地设计标高,1初步确定场地设计标高H0：, 测绘出场地的地形图；,按挖填方平衡原则确定H0。,根据相邻等高线，用插入法求出各方格角点的地面标高；,将场区划分成方格网；,土石方计算（方格网计算）,由

11、图 可看出，H11只属于一个方格的角点标高，H12和H21则属于两个方格公共的角点标高，H22则属于四个方格公共的角点标高，它们分别在上式中要加一次、二次、四次。因此，上式可改写成下列形式：,场地设计标高H0的调整 按上述公式所计算的设计标高H0系一理论值，实际上还需要考虑以下因素进行调整： （1）由于土的可松性，会使填土有剩余； （2）考虑场地泄水坡度对角点设计标高的影响； （3）设计标高以上的各种填方工程（如场区上填筑路堤）；或者由于设计标高以下的各种挖方工程（如挖河道、水池、基坑等） （4）根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分填方就近取于场外而引起挖、填土方量的变化后，需增

12、减设计标高。 上述四方面因素对H0的影响同时出现的机会较小，可根据现场情况适当考虑。,考虑泄水坡度对设计标高的调整,实际场地都有一定的泄水坡度。应考虑泄水坡度对设计标高的影响，最后确定场地各方格角点的设计标高。 以计算出的设计标高H0作为场地中心点的标高，场地内任意一个角点的设计标高为： Hi=H0lx ixly iy Hi场地内任意一个角点的设计标高（m） 该点比H0高则取“+”，反之取“” lx、ly该点于xx、yy方向距场地中心点的距离（m） ix、iy场地在xx、yy方向的泄水坡度（不小于2） 例如 H42=H01.5a ix0.5a iy,(b)双向泄水,(a)单向泄水,施工高度计算

13、,求得Hi 后，即可按下式计算各角点的施工高度hi。施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值： hi= Hi-Hi,式中 Hi 角点的原地形标高。 若hi为正值，则该点为填方，hi为负值则为挖方。,场地平整土方量的计算 如前面所讲，场地平整土方量的计算一般采用方格网法。 （1）计算场地各方格角点的施工高度,式中，hi为角点施工高度，即挖填高度，以“”为填，“”为挖； Hi 为角点的设计标高； Hi为角点的自然地面标高。,（2）确定“零线” 平面网格中，相邻两个零点相连成的一条折线，就是方格网中的挖填分界线零线。 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O

14、点与A点的距离为：,求零点的图解法,常用方格网点计算公式,例题 某建筑场地地形图和方格网(边长a=20.0 m)布置如图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度 ， 。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、填土方工程量。,解：(1) 计算场地设计标高 (2) 根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高 以场地中心点(几何中心o)为 ，由式得各角点设计标高为： 其余各角点设计标高均可求出，详见图。,(3) 计算各角点的施工高度 得各角点的施工高度(以“+”为填方，“-”为挖方)： 各角点施工高度见图。 (4) 确定“零线”，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上

15、的零点相连，即为“零线” 。如1-5线上： ，即零点距角点1的距离为0.67m。 (5) 计算各方格土方工程量(以“+”为填方，“-”为挖方) 全填或全挖方格： (+) (+) (+) (-), 三填一挖或三挖一填方格： (+) (-) (-) (+) (+) (-) 将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计： 挖方：503.92 m3 填方：504.26 m3 挖方、填方基本平衡。,D.A 土石方工程 说明,一、一般说明 （一）土石方工程定额除各章另有说明外，适用于市政定额其他章。 （二）本定额不分土壤类别均执行定额，石方按类别执行相应定额。土壤及岩石分类详见土壤及

16、岩石分类表。 （三）土方定额对土壤含水量因素已综合考虑，不分干、湿土，均按本定额执行。 （四）淤泥指在静水或缓慢流水环境中沉积并含有有机质的细粒土，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5；松土（虚方）指未经碾压、堆积时间1年的土壤。,D.A 土石方工程 说明,（五）沟槽、基坑、一般土石方的划分应符合下列规定（不包括加宽工作面）： 1底宽7m，底长3倍底宽应按沟槽计算。 2底长3倍底宽，底面积150m2应按基坑计算。 3超过上述范围，应按一般土石方计算。 （六）平整场地系指厚度300mm的就地挖、填、找平；竖向布置进行挖、填土方时，不再计算平整场地。,D.A 土石方工程 说明,二、土方工程说

17、明 （一）在挡土板支撑下挖土，按相应定额项目人工乘以系数1.43，先开挖后支撑时不属支撑下挖土。 （二）人工挖一般土方，深度2m时，定额按下表乘以系数：,D.A 土石方工程 说明,（三）人工挖沟槽、基坑土方，定额内已包括槽、坑底打夯的人工。 （四）机械挖、运淤泥、流砂，按机械挖、运土方、沟槽、基坑相应定额乘以系数1.5。,D.A 土石方工程 说明,（五）机械土石方作业的坡度因素已综合考虑在定额内，坡度不同时，定额不做调整。 （六）挖土机在垫板上作业，定额不做调整，但未包括搭拆垫板的人工、材料、机械费。,D.A 土石方工程 说明,（七）取土回填，如取松土（虚方），按机械运土方相应定额项目执行；如

18、取天然密实土，按挖掘机挖土，自卸汽车配合运土相应定额项目执行，但基本运距定额项目乘以系数0.9。 【例题】 某道路工程需取松土（虚方）回填，运距是6km，采用自卸汽车。试计算确定定额基价。如取天然密实土呢？,D.A 土石方工程 说明,四、其他说明 （一）挡土板支撑中的密撑指满铺挡板；疏撑指间隔铺挡板。 （二）挡土板支撑项目按槽、坑两侧同时支挡土板考虑，如一侧支挡土板时，人工乘以系数1.33， 除挡土板外，其他材料乘以系数2.0。 （三）如无特殊说明，沟槽深4m时，可执行疏撑项目，沟槽深4m时，可执行密撑项目。,D.A 土石方工程 15定额计算规则,一、 本定额的土石方挖、运按天然密实体积（自然

19、方）计算，夯填方按夯实后体积计算，松填方按松填后的体积计算。如需体积折算，应按下表系数计算。,D.A 土石方工程 15定额计算规则,二、平整场地工程量按实际平整面积，以“m2”计算。 三、土方工程量按施工方案图示尺寸计算，因工作面和放坡增加的工程量并入土石方 ，修建机械上下坡时便道土方量并入土方工程量内。 四、管道沟槽工程量计算规则： （一）沟槽长度：排水管道主管按管道的设计轴线长度计算，支管按支管沟槽的净长线计算 ；构筑物按设计轴线长度计算；给水、燃气管道中的井、管道及管座分别计算，主管按设计轴线净长，支管按支管沟槽的净长线计算。,D.A 土石方工程 15定额计算规则,（二）沟槽、基坑深度

20、：构筑物按基础的结构形式和埋深分别计算；当管道基础为带形基础时，按原地面高程减设计管道基础底面高程计算，设计有垫层的，还应加上垫层的厚度；当管道基础为管座时，按原地面高程减设计管底高程加管壁厚度计算 。 （注解：简单讲枕基即是只在混凝土管道接头处才做的基础。带基即是只在需要安装的混凝土管道下方通做基础。 一般枕基用于雨水管道的安装，带基用于污水管道的安装。 ） （三）沟槽、基坑底宽按施工组织设计计算。如无明确规定，按以下规则执行：1、混凝土基础：按基础外缘加两侧工作面宽度计算，混凝土垫层不计工作面宽度；2、管道（无基础）：按其管道外径加两侧工作面宽度计算；3、砂石基础：按设计图示尺寸计算；4、

21、支挡土板的沟槽底宽除按以上规定计算外，每边另加0.1m。每侧工作面增加宽度按下表计算：,D.A 土石方工程 15定额计算规则,D.A 土石方工程 15定额计算规则,（四）管道沟槽的放坡：管道沟槽的放坡应根据施工方案要求的坡度计算，如施工方案无规定，可按下表规定计算：,D.A 土石方工程 15定额计算规则,五、(沟槽放坡挖土边坡交接处产生的重复土方不扣除。排水管道井位加宽、管座基坑、集水坑挖土等不再计算。)排水管道沟槽为直槽时的井位加宽按直槽挖方总量的1.5%计算。 【例题】 某排水管道工程直槽开挖长30m,宽2m，平均深度5.2m,有井，运距是5km，采用自卸汽车。试计算土方定额工程量及定额基

22、价。 六、在充分发挥机械作用的情况下，对机械不能施工，需人工辅助开挖的部分（如死角、沟底预留厚度、修整边坡等）可按审定的施工方案规定计算，如无规定时，可按下表规定计算，其人工挖土按相应定额乘以系数1.30：,D.A 土石方工程 15定额计算规则,注：表中所列的工程量系指一个独立的施工方案所规定范围的土方工程总量。,D.A 土石方工程 15定额计算规则,七、土石方回填应扣除基础、垫层、构筑物及管径200mm的管道占位体积。 八、挡土板支撑面积按两侧挡土板面积之和以“m2”计算，如一侧支挡土板时，按一侧的面积计算工程量。,土石方工程案例,【例题0】某土方工程，挖土数量为1800m3（天然密实），填土数量为500m3（夯实），挖填土考虑现场平衡，试计算土方外运的数量,【例题1】某道路施工横断面如图1所示，不同桩号处挖方横断面面积、填方横断面面积见表1，试计算该道路土石方工程量。 图1 道路施工横断面 表1 土方量计算表,土石方工程案例,【例题2】如图示，管道基础（不含垫层）