土木工程施工第一章土方工程 ppt课件

2020/12/27
8
第一章 土方工程
概述 土方量计算与调配 土方开挖的辅助工作 土方工程机械化施工
土方填筑
2020/12/279Fra bibliotek第一节 概述
• 一、土方工程的分类、特点 • 1、施工分类 • 主要：场地平整； 坑、槽开挖；土方填筑。 • 辅助：施工排、降水；土壁支撑。 • 2、施工特点 • 施工条件复杂，不确定因素多。受地质、水文、
要求：有几个独立方程土方量要填几个格，即应填 m+n-1个格，不足时补“ 0 ”。
• 如例中：m+n－1=3+4－1=6，已填6个格，满足。
（b）判别是否最优方案
用位势法求检验数ij，若所有ij 0，则方案为最优解。
1）求位势数Ui和Vj：
2）求空格的检验数ij
2020/12/27
30
初方案
挖填
B1
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2020/12/27
6
五、土木工程施工的特点
1、生产流动性大 2、建筑施工的个体性 3、施工过程联系面广，综合性强 4、生产影响因素多 5、知识面要求广
2020/12/27
7
六、项目管理人员需具备的素质
1、具备全面的专业知识 2、具有较强的组织能力 3、具有很好的协调能力 4、具备经济核算能力
2、土的渗透性
用渗透系数K表示。
3、土的质量密度：
干密度 d：是检测填土密实程度的
4、土的含水量：
最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量
2020/12/27
12
三、土的工程性质
• 1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积
因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。
• 最初可松性系数 KS=V2 /V1 1.08~1.5 • 最后可松性系数 KS’=V3 /V1 1.01~1.3
• K的单位：m / d （或m/sec） 粘土< 0.1， 粗砂50~75， 卵石100~200
• 用途：计算降水量
2020/12/27
Δh
L
15
• 3、土的质量密度：
• 天然密度 ：一般 =16~20 KN/m3
• 干密度 d：是检测填土密实程度的指标。 • （105℃，烘干3~4h）
• 4、土的含水量：
土木工程施工
一、课程主要内容及学时分配：
第一章：土方工程（10学时）
第二章：桩基础工程（6学时）
第三章：钢筋混凝土工程（12学时）
第四章：预应力混凝土工程（4学时）
第五章：砌筑工程（4学时）
第七章：脚手架工程（4学时）
第八章：结构吊装工程（8学时）
2020/12/27
1
二、教材
土木工程施工（上册），应惠清，同济大学出版 社（第二版）
70.36
-0.55
70.40
-0.99
70.44
+0.55
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
+0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
70.14
+0.56
70.18
+0.02 700.22
-0.44
70.26
2020/12/27
B2
B3
挖方量
A1 A2 A3 A4 填方量
50 500
×
70
100 ×
500
× 70 500 40 × 90
500
60
110
70
500
300
100
100
80
100
40
400
×
×
400
800
600
500
1900
总20运20/1输2/27量97000m3-m
31
求位势数：位势数就是在运距表的行或列中用运距（ 或单价）同时减去的数，目的是使有调配数字的格检 验数为零，而对调配方案的选取没有影响。
25
• 3、场地土方量的计算：
分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、 总填方量
• 四角棱柱体法 • 1）全挖、全填格： V挖（填）=a2 (h1+h2+h3+h4)/4
• h1~ h4 —方格角点施工高度绝对值 • V挖（填）—挖方或填方的体积。 • 2）部分挖、部分填格：V挖（填） = a2[ h挖（填）] 2 / 4 h • h挖（填） —方格角点挖或填施工高度绝对值之和； • h —方格四个角点施工高度绝对值总和。
• （1）每20米长基础施工时的土方挖方量（按原始
状态计）；
• （2）如留下回填土后，余土要求全部运走，计算
预留回填量和弃土量（按堆在地面的松散状态计）。
2020/12/27
14
2、土的渗透性
• 土体被水透过的性质，用渗透系数K表示。 • K的意义：水力坡度（I=Δh/L）为1时，单位时间
内水穿透土体的速度（V=KI）
总运输量最小； 土方施工成本最低。
• 2、步骤：
（1）找出零线，画出挖方区、填方区； （2）划分调配区
2020/12/27
28
划分调配区示例：
（3）找各挖、填方区间的平均 运距（即土方重心间的距离）
00
A1 B1
A3
可近似以几何形心代替土方体
积重心
A2
A4 B3
（4）列挖、填方平衡及运距表 0
B2
二、场地平整土方量 方格网法
• （一）确定场地设计标高 • 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： • (1)小型场地――挖填平衡法 • (2)大型场地――最佳平面设计法（用最小二乘
法，使挖填平衡且总土方量最小）
2020/12/27
19
1、初步标高（按挖填平衡）
方法：将场地划分为每格边长10～40m的方格网，找出每个方格 各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法） 。
• 设 U1=0，则V1= C11－U1=50－0=50；U3= C31－
2V0210/=126/270－50=10；V2=110－10=100； ……
32
求空格的检验数ij
• ij= Cij – Ui – Vj ; • 11=50－0－50＝0（有土）; 12=70－0－100＝－30
22
• （2）按泄水坡度调整设计标高：
• Hn = H0 Lx ix L yi y • H1 =70.29－30×2‰+30×3‰=70.32
•H2 =70.29－
70.0970.32
70.36
70.40
70.44
10×2‰+30×3‰
=70.36
•H3=70.29+10×2
‰+30×3‰=70.40
• h710.=0790=.＋320－.23
+0.23 70.09 70.32
（m）；
-0.04
70.36
-0.55
70.40
-0.99
70.44
• 正值为填方高
度。
+0.55
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
•h2 =70.36－
70.40=－0.04 （m）；
•负值为挖方高度
+0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04 +0.56 +0.02 -0.44
2020/12/27
70.14
70.18
70.22
70.26
24
• 2、确定零线（挖填分界线） • 比例法找零点 • 零点连线
+0.23 0 -0.04
70.09 70.32
见p31表112井点类型渗透系数降水深度最大井距主要原理单级轻型井点0120地上真空泵或喷射嘴真空吸水多级轻型井点620喷射井点012082023m地下喷射嘴真空吸水电渗井点极距1m钢筋阳极加速渗流管井井点202002050单井真空泵离心泵深管井井点1025025303050单井潜水泵排水39轻型井点降水全貌图40喷射井点4136v的直流电源电渗井点示意图42管井井点构造43四轻型井点降水1降水原理
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
2020/12/27
5
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• 解：
• （1）初步设计标高（场地平均标高）
• H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M
=[70.09+71.43+69.10+70.70+2×（70.40+70.95+69.71+…）
+4×（70.17+70.70+69.81+70.38）] /（4×9）
20=207/102./2279（m）
2020/12/27
26
方格1-2-5-6（一挖三填）
V挖=20×20×0.04/4（0.23+0.04+0.55+0.13） =4.21m3
V填=20×20×（0.23+0.55+0.13）/4（ 0.23+0.04+0.55+0.13）=95.79m3
方格6-7-10-11（二挖二填）
V挖=20×20×（0.36+0.10）/4（ 0.13+0.36+0.43+0.10）=45.10m3
L
• Hn = H0 L• i
H0 H21
•(2)双向排水时，各方格
角点设计标高为：
Ly
Hn
H0
• Hn = H0 Lx ix L yi y
2020/12/27
Lx
ix
H0 i iy
21
【例】某建筑场地方
70.09
格网、地面标高如图, 格边长a=20m。泄水 坡度ix =2‰，iy=3‰， 不考虑土的可松性的 影响，确定方格各角 点的设计标高。
三、参考书
建筑施工手册（第五版）建筑工业出版社 土木工程施工，刘宗仁，高等教育出版社
四、自学课件
/tmgcsg/
2020/12/27
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
0
挖 填 B1
B2
B3 挖方量
A1
50
70 100 500
A2
70
40
90 500
A3
60
110
70 500
A4
80 100
40 400
2填020方/12/量27
800
600
500 1900
29
（5）调配方案的优化（线性规划中—表上作业法）
（a）确定初步调配方案
按最小元素法：最小运距（或运费）取最大土方量。
V填=20×20×（0.13+0.43）/4（ 0.13+0.36+0.43+0.10 ）=54. 90m3
方格9-10-13-14（全填）
V填=20×20×（0.83+0.43+1.04+0.56）/4=286.0m3
将2020所/12/2有7 方格的挖方相加，填方相加
27
三、土方的调配：
• 在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。 • 1、要求：
– V1 ——土在自然状态下的体积。 – V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 – V3 ——土经回填压实后的体积。
• 用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土
2020/12/27
13
• 例：某建筑墙基截面尺寸如图所示，地基为粘土，土
方边坡坡度为1∶0.5，已知土的最初可松性系数Ks = 1.3，最终可松性系数Ks’ = 1.05，试计算：
则场地初步标高：
H0=（H11+H12+H21+H22）/4n •或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n
H11 H12
H21
H22
aa a
2020/12/27
20
a aa
• 2、场地设计标高的调整 • 按泄水坡度调整各角点设计标高 ：
•(1)单向排水时，各方格
H11
H12
角点设计标高为:
气侯影响大。
2020/12/27
10
二、土的工程分类
• 分类依据：按开挖的难易程度； • 类别：一～八类；见P1表1.1 • 一类～四类土 • ——机械或人工直接开挖 • 五类～八类土 • ——爆破开挖
2020/12/27
11
三、土的工程性质
1、土的可松性：
最初可松性系数 KS=V2 /V1
最后可松性系数 KS’=V3 /V1
挖填
位势数
B1
B2
B3
位势数 Ui Vj
V1=50
V2=100 V3= 60
A1
U1= 0 500 50
70
100
A2
U2=－60
70 500 40
90
A3
U3=10 300 60 100 110 100 70
A4
U4=－20
80
100 400 40
计算方法：平均运距（或单方费用）Cij = Ui+Vj
•
天然含水量 W=（G湿-G干）/G干
——开挖、行车（25~30%陷车）、边坡稳定
• 最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水
量（击实试验、手握经验确定）。
2020/12/27
16
第二节 土方量计算与调配
• 一、基坑、基槽、路
堤土方量计算
H
F下
• 1、基坑土方量：
• 按拟柱体法—— • V=(F下+4F中+F上)H/6
2020/12/27
17
2、基槽（路堤）土方量：
L1
L5
Fi
H
I
I
I－I
L2
沿长度方向分段计算Vi，再 V = Vi
• 断面尺寸不变的槽段：Vi =Fi×Li
• 断面尺寸变化的槽段：Vi =(Fi1+4Fi0+Fi2)Li/6
• 槽段长Li：外墙——槽底中～中，
2020/12/27
18
• 内墙——槽底净长
70.26
70.30
70.34
H0＝70.29
70.38
• 其它见图
70.20
70.24
70.28
70.32
2020/12/27
70.14