第一章 土石方工程

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1. 平均断面法: 是指将不规则的土石方用相互平行
的平面划分为比较规则的断面,利用数 学的原理进行体积计算的方法。
一般基坑采用拟柱体计算,基槽和 路基采用沿长度方向分段计算。
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2. 计算公式: (1)基坑:V=H(F1+4F +F2)/6
式中:H——基坑深度 ; F1、F2 ——基坑上下两底面积; F——基坑中截面面积。
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(3)平均运距.单位土方运价或单位土方施 工费用(单价): a.平均运距: 是指用铲运机或推土机平土时,挖 方调配区与填方调配区土方重心之间的 距离称平均运距。
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c.土方施工单价: 查定额
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2. 用“表上作业法”进行土方调配: (1)初始调配方案的编制:
一. 场地平整的施工准备工作: 1. 场地清理:甲方提供一切清理过的 场地,文墓交文物主管部门; 2. 排除地下水:实用方法是:排水沟, 截水沟,挡水土坝,泄水坡; 注:截水沟距挖方边坡上缘距离≥3m 修 筑好临时道路及供水,供电等临时设施。
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二. 土方工程施工的辅助工作: 〈一〉土壁稳定性分析:
是表明土体承受外荷作用的强度和稳定性.
(1)粘结力:是指土固体之间的凝聚能力; (2)摩擦力:是指土体产生相对移动时产
生的力; (3)抗剪强度:是指土在外力作用下将要
产生剪应力,土对剪应力的抵抗能力。
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第二节 土石方的计算与调配
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一.基槽坑和路堤的土方量计算 〈一般用平均断面法〉
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(2)划分调配区应注意的几点: a.调配区的划分应与房屋及构筑物的平 面位置相协调,并考虑其开工顺序,工 程的分期施工顺序; b.调配区的大小要满足土方机械(铲运 机,挖土机)的技术要求,调配区的大 小最好与施工段的大小相适应;
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c.调配区的范围应和土方工程量计算用 的方格网协调,通常由若干个方格组成 一个调配区; d.当土方运距较大或场内范围内土方不 平衡时,可按附近地形,考虑就近弃土 和借土。
二.土石方工程的施工特点和要求: 1.特点:
施工面广,工程量大,施工条件差, 劳动繁重,受气候、水文地质影响较 大.
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2.要求(七方面): (1)要满足场地及基槽坑标高 ,断面准 确,施工安全,土体有足够的强度和稳定性, 达到工程量少,工期短,费用省; (2)合理调配土石方量,使总的施工工作 量最少; (3)合理选择机械,保证机械发挥最大的 效益;
松土1.08~1.17,普通土1.14~1.28, 坚 土1.24~1.30; Ks’为最后可松性系数,如: 松土1.01~1.04普通土1.02~1.05, 坚土1.04~1.07;
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V1 ——土在天然状态时的体积;(坑槽的 体积) V2 ——土经开挖后的松散体积;(堆积体 积) V3 —— 土经回填压实后的体积。
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<二>防止失稳的措施: 1. 放足边坡:(边坡坡度) (1) 边坡系数m =B/H,边坡坡度为H/B = 1:m,以前用休止角,即休止角的正切 表示边坡。 确定边坡的依据:施工安全,土方 量少。
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原理:最小元素法: 是指根据对应于cij最小的xij取最大
值的原则进行调配。(最小运距的地方 取最大限度的土方调配量)。
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(2)最优方案的判别法: 保证挖填土方量不变的情况下,使
土方总运输量最小。 其方法有:闭合回路法和位势法: 闭合回路法又名:假象价格系数法,
假想运距成本价格法。
弃与填土的取得三者之间关系的确定。 目的:使挖填平衡时土方量最小,土
方总输运量最少,运输成本和施工费用最 低的情况下,确定土方调配的数量和方向, 从而达到缩短工期,降低施工费用。
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程序:划分土方调配区,计算土方 调配区之间的平均运距,单位土方的运 价或单位土方施工费用,然后确定土方 的最优调配方案,绘出调配图。
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实质:都是求检验数ij来判断。 当ij0时为最优方案。位势法的步骤: 设位势数为Ui,Vj
A. 由Cij=Ui+Vj 得Ui = Cij -Vj , Vj = Cij - Ui
B. 令U1=0,求出V1 C. 然后分别求出 Ui、Vj
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注意:在求位势数时,一定要用初始方案 中有调配数的方格的Cij来进行计算!
运输,排水等要求的前提下,尽量使土 方填挖平衡并使总的土方运输量达到最 少,这样的设计平面称为最佳设计平面。
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一般运用最小二乘法原理求出最佳设计 平面的参数(原点标高及地面坡度)。填挖高 度的平方和为最小的平面即为最佳。 由图1-1-3可知:在平面ABC上任一点i的标高
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2、讨论最佳设计平面的几种情况: (1) 场地为水平面时:ix=iy=0,H0=C (2) C为一定值(已知),根据(4)式求ix,iy; (3) ix或iy已知,根据(4) 式求出另两个参数。
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3、场地设计标高调整 (1)土的可松性系数影响
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(4) 做好运输道路,排、降水,土壁支撑 等准备工作;
(5) 合理安排施工计划,避免冬雨季施工; (6) 保证工程质量,对工程中遇到的实际
问题提出解决措施; (7)城市施工应特别注意文明施工和确
保安全.
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三.土的工程性质: 1.土的分类:
定额将土分为11类 普氏分类将土分为16类。
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(1)在建筑工程中,根据工程性质,
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将能作为建筑用的土分为五大类:
I.粘性土
II.砂土,
III.碎石土 IV.岩土,
V. 人工填土。
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(2)按开挖的难易程度分类为八大类:
松软土
普通土
坚土
砂砾坚土
软石
次坚石
坚石
特坚石
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2.土的含水量(干湿度) 是指在天然状态下,土中水的质量与
滑力滑移力。 (2)外因:
A.降低了土体的抗剪强度: a.气候原因使土松软; b.粘土杂层因侵水产生润滑作用; c.饱和的液砂,粉砂因施工时外荷作 用而产生液化,降低了抗剪强度。
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B.土体剪应力大于土体抗剪强度; a.边坡荷载增加,(土体,施工材料、 机械); b.下雨使土体含水量增加,土体自重增 大,动水压力增加; c.土体裂缝中的水产生静水压力,使剪 应力增加,大于抗剪能力。
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从ij的最小值点出发,沿闭合回路 (方向任意)一直前进,在各奇数次转 角点的数字中挑出一个最小值,将其由 该处调到偶数次转角上,且在各偶数次 转角上加上最小的奇数次转角点处的数 值,而各奇数转角点处均减去该数而重 新达到填挖平衡。
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F.调整后仍按位势法进行检验,如此 循环直至ij均大于等于零时,即得出 最优方案。
设 挖 方 区 面 积 为 Fw , 体 积 为 Vw, 填 方区面积FT,体积VT,求设计标高达到 挖填平衡时的提高值⊿H,则有:
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(2)根据场地竖向规划时要满足生产工艺、 运输、排水等要求及地下工程施工后的余土 或路堤,池塘等填土而需调整设计标高:
(3)场地取御土,要达到最经济。
土颗粒质量之比的百分率称为土的含水量。
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3.土的可松性和可松性的系数: (1)土的可松性:
是指自然状态下的土,经开挖后, 其体积因松散而增加,以后虽经回填压 实,仍不能恢复到原体积的这种性质称 为土的可松性:
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(2)可松性系数:
Ks =V2/V1; Ks’=V3/V1 式中:Ks为最初可松性系数,如;
D.一一求出各位势数后再求出各空格的 检验数ij=Cij-Ui-Vj,依次求出各空格检 验数后,判断其正负,当全为正时,说 明为最优方案,否则不是最优,按以下 方法再调配;
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E:利用已知的假想价格系数或运距,在方 格表中寻找适当的方格(从ij为负且最 小处开始)构成一矩形闭合回路。构成 回路的规则是从:ij最小处起,沿水平 或竖直方向前进,遇到适当的有数字的 方格作900转弯。 然后继续前进,路线 恰当在有限的步骤便能到出发点,构成 一个在转角点有数字的闭合的矩形回路。
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2. 施工过程中的辅助工作: a.基坑,路堤的边坡保护; b.土壁的临时支撑; c.降低地下水位等。
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3. 特殊情况的施工方法:(其准备与 辅助工作更应周密与详细) a.水下挖土;地下不开槽施工; b.地下连续墙工艺;冻结法; c.化学灌浆法。
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4.场地平整土方量计算: 一般计算采用方格网平均高度法(取
角点施工高度的平均值)进行计算,计算 过程中只有一挖一填的两点会出现零线 (零线:是指填挖土的交界线,施工高度 为零)。用插入法来确定出零线点的位置, 连接即成零线。
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(1) 四棱柱体法:(人工设计) A.当方格网和各角点的施工标高均为正 或为负时: V=(H1+H2+H3+H4)a2/4 B.方格网中有挖有填时: V填=a2(H填)2/4H ;V挖=a2(H挖)2/4H 式中:H取绝对值
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1.划分调配区,土方运距,单位土方运价或施工费
用:
(1)土方调配的原则:
a.力求达到挖填平衡,运输量最少。
b.近期施工与后期利用要相适合。
c.分区调配与全场调配相结合,以求总体平衡;
d.尽可能与地下建,构筑物相结合,以便就近分
配;
e.合理划分填挖方区,选择合理调配方向和路线,
便于发挥机械效率。
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2020/11/27
第一章 土石方工程
第一章:土石方工程
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第一节 概述
一.土石方工程施工内容: 一切土石的挖掘,填筑和运输以及
为施工作准备的排水,降水和土壁支撑 等工程称土石方工程。常见的内容有: 场地平整,基槽坑的开挖,地坪填土, 路基填筑及基坑回填土。
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1.土壁稳定性概念: 在基槽坑开挖到一定深度时,由于
土体的磨擦力和内聚力产生的抗滑力 (抗剪强度)大于土体及外荷载产生的 下滑力而保持土体稳定的这种性质。
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土坡滑移面的三种形式: 直线,弧线,对数螺线。 计算方法:极限平衡法。
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2.失稳原因: (1)内因:土壁太陡,使土体稳定性不够,抗
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(2) 三角梭柱体法:(计算机使用)
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5、场地土方量计算的步骤(整理): (1)划分方格网; (2)确定场地方格网中各角点的原始标
高,(插入法、图解法、实测法) (3)求最佳设计平面; (4)计算各方格土方量; (5)分别求出挖填方量的总和。
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三、土方调配: 是指在场地平整中,挖土的利用和堆
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4.土的透水性: 是指土中水流通过土孔隙的难易程度。
其衡量指标是:渗透系数K,它表示单位 时间内水穿透土的能力。由K的大小将土 分为2类:不透水性土K0.005m/天,透 水性土K0.005m/天,K值一般通过室内 实验和现场抽水实验测定(扬水实验)。
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5.土的粘结力.摩擦力和 抗剪强度。
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4、绘制土方调配图: 内容:调配方向,土方量,运距。 作业:第1,2,3,4题
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第三节 土方工程的准备与辅助工作
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1. 土方工程施工前的准备工作: a.施工场地清理;b.排除地下水 c.修筑临时道路;d.油燃料及其它材料准备; e.临设的搭设; f.给水电力照明管线铺设; g.土方工程放线;h.技术资料的准备(当地实 测地形图,原有地下管线或构筑物竣工图,土 石方施工图,工程地质,气象,平面控制桩, 水准点等)。
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(2)基槽和路堤: Vi=Li(F1+4F+F2)/6
式中:Vi——第i段的土方量 ; Li——第i段的长度 。
各段算法相同,然后将各段土方量 叠加即得总土方量;
V=V1+V2+…..+Vn。
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二.场地平整的土方量计算: 1. 场地最佳设计平面; 是指在满足建筑规划,生产工艺和
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