《土木工程施工技术》课件01 土方工程-场地平整.ppt

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单向排水时:H=H0±l·i
双向排水时,各方格角点设计标高Hn’为:
以场地中心点为H0’ Hn’ = H0’ Lx ix L yi y
Hn Ly
ix
iy H0
Lx
案例2
(3)按泄 水坡度调整 设计标高
HHn’ :n’ = H0’ Lx ix L yi y
70.09 70.32 70.26 70.20
其它见图
4、计算场地各角点施工高度 hn
施工高度— 指各角点挖方或填方的高度,它等于各角 点的实际设计标高和原地形标高之差。
hn= Hn’ — Hn
hn —— 施工高度,+填-挖 Hn’—— 设计标高 Hn—— 原地形标高
案例 2 ( 4)计算各方格角点的施工高度 hn
hn= Hn’ - Hn
大理石;辉绿岩;粉岩;粗、中粒花岗岩; 坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石 用爆破方法开挖 灰岩;微风化安山岩;玄武岩
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、石英岩、辉长岩、粉岩、角闪 岩
用爆破方法开挖
1.1.2 土的工程分类
按开挖的难易程度或土的 坚实程度分为八类
零点的位置,并标注于方格网上,连接零点即得填方区与挖方区的分界线
(即零线)。不填不挖点的连线,是挖方区和填方区的分界线。
方法:插入法、比例法找零点
a hi
i
hj
Xi-j=
hi+ hj
j
hi Xi-j
施工高度绝对值代入
a
案例2 : ( 5 ) 确定零线(挖填分界线)
+0.23 0 -0.04
-0.55
(用最小二乘法,使挖填平衡且总土方量最小)
1、初步计算场地设计标高 H0
原则:场地内挖填方平衡,平整前后土方量相等。
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) 。
a
H11
H12
H21
H22
a
a
a
a
a
初步计算场地设计标高H0
H0=(H11+H12+H21+H22)/4M
H11、 H12、 H21、 H22 ——一个方格各角点 的自然地面标高
H11
H12
H21
H22
M ——方格个数。 或:
H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4M
H1--一个方格所仅有角点的标高; H2、H3、H4--分别为两个、三个、四 个方格共用角点的标高。
70.09
【案例2】某建筑场地方格网、 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和施工高度。
2. 三角棱柱体法(公式见教材)
当三角形三个角点全部为挖或全部为填时:
a2 V 6 (H1 H2 H3)
当三角形三个角点有填有挖时:
V锥
a2 6
H33 (H1 H3)(H2
+0.43 70.24
-0.55 70.40
-0.36 70.34
-0.10 70.28
-0.99 70.44
-0.84 70.38
-0.63 70.32
+1.04 70.14
+0.56 70.18
+0.02 70.22
-0.44 70.26
5、确定零线(挖填分界线)
零线 ——在一个方格网内同时有填方或挖方时,应先算出方格网边上的
1) 土具有可松性,必要时应相应的提高H0 2) 受局部填挖的影响 3) 经过经济比较后,认为就近借土或弃土一部分更合理
挖方量
h
沟渠
填方量
案例2 答: (2)不考虑土的可松性 H0’ = H0=70.29m
3、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高
按要求的泄水坡度调整各角H点n设’ 计标高Hn’ :
作;
(5)合理安排施工计划,避开冬、雨季施工; (6)制定合理可行的措施,保证工程质量和安全。
土的分 类
一类土 松软土
1.1.2 土的工程分类
土的 级别
土的名称
开挖方法及工具
I
砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植 用锹、锄头挖掘,
土、淤泥(泥炭)
少许用脚蹬
二类土 普通土
II
粉质粘土;潮湿的黄土;夹有碎石、卵 用锹、锄头挖掘,
级配、密实程度等有关,是人工降低地下水位及选择各类井点的主 要参数。
土的渗透性能影响施工降水与排水速度。
K的单位:m / d 粘土< 0.1, 粗砂50~75, 卵石100~200
用途:降低水位;回填。
Δh
L
3.土的天然密度: 在天然状态下,单位体积土的重量。它与土
的密实程度和含水量有关。
土的天然密度按下式计算:
( h1+h2+h3+h4 )
h1~ h4 —方格角点施工高度的绝对值;
h2
a — 方格网一个方格的边长;
V挖(填)—挖方或填方的体积(m3)。
h1
h4
h3
(2)方格四个角点有填有挖
h1
h4
a2[ h挖(填)] 2
V挖(填) =
4 h
h2
h3
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。
2m3 的装载车运土需要车次: n=240/2=120车次
2、原状土经机械压实后的沉降 量
经验公式:
S=P/C
S—原状土经机械压实后的沉降量(cm) P—机械压实的有效作用力(kg/cm2) C—原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表取值
2、土的渗透性
土体被水透过的性质,用渗透系数 K 表示。 K表示单位时间内水穿透土层的能力,以m/d表示。它同土的颗粒
V3 V1
1.01~1.3
用途: KS:可估算装运车辆和挖土机械
KS’ :可估算填方所需挖土的数量
V2
V1
V2 >V1
V2
V3
V3 >V1
案例1
某场地平整有1500立方米的填方量需从挖方区取 土填筑,已知ks=1.14,ks’=1.05。计算,(1)填方 的挖方量是多少?(2)若用斗容量为3立方米的 运输工具运土,需运多少车?
石的砂;种植土、填土
少许用镐翻松
三类土 坚土
四类土 砂砾坚

III
软及中等密实粘土;重粉质粘土、砾石 主要用镐,少许 土;干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉 用锹、锄头挖掘,
质粘土;压实的填土
部分用撬棍
IV
坚硬密实的粘性土或黄土;含碎石卵石 的中等密实的粘性土或黄土;粗卵石; 天然级配砂石;软泥灰岩
整个先用镐、撬 棍,后用锹挖掘, 部分用楔子及大 锤
辅助:施工排、降水; 土壁支撑。
2、施工特点
(1)量大面广;
(2)劳动强度大,人力施工效率低、工期长;
(3)施工条件复杂,受地质、水文、气侯影响大,不确定因素 多。
3、施工设计应注意 (1)摸清施工条件,选择合理的施工方案与机械; (2)合理调配土方,使总施工量最少; (3)合理组织机械施工,以发挥最高效率; (4)作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工
70.09 70.32
70.36
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
答:(1)初步计算场地的设计标高H0 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) =70.29(m)
2、场地设计标高的调整 ( H0’ )
案例2
挖方量为180立方米的土方能回填多大的基坑?已 知ks=1.2,Ks’=1.05。
案例 3
某基坑208m3 ,现需回填,用2m3 的装载车从附近运土, 问需要多少车次的土? ( KS=1.20 , KS’=1.04 )
208m3
答:填方用土:
V1 = V3/ KS’=208/1.04=200m3(原状土) V2 = KS V1 =1.02*200=240m3(松散土)
示土愈密实.土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制.
工程上常把干密度作为评定土体密实程度的标准,以控制填土的质量。
4.土的天然含水量
土的含水量:土中水的重量与固体颗粒重量之比的百分率
w gw 100 %
gs
式中:gw ——土中水的重量,t;
gS ——固体颗粒的重量,t.
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)
第1章 土方工程
§1.1 概述 §1.2 场地平整 §1.3 基坑工程 §1.4 土方的填筑与压实
学习要求:
了解土木工程施工技术的研究方向; 掌握学习方法; 熟悉施工中土的工程分类及分类依据; 掌握土的可松性; 熟悉原状土压实后的沉降量。
§1.1 概述
1.1.1 土方工程的特点
1、内容
主要:场地平整; 坑、槽开挖;运输; 土方填筑;压实。
即:hn=该角点的设计标高 —自然地面标高(m)
h1 =70.32-70.09 =+0.23
(m);
正值为填方高度。
+0.23
70.09 70.32
+0.55 70.26
h2 =70.36- 70.40 =-0.04 (m);
负值为挖方高度
+0.83 70.20
-0.04 70.36
+0.13 70.30
70.36
70.40
70.30
70.34
H0=70.29
70.24
70.28
70.44 70.38 70.32
70.14
70.18
70.22
70.26
H1’ =70.29-30×2‰+30×3‰=70.32 H2’ =70.29-10×2‰+30×3‰=70.36 H3’ =70.29+10×2‰+30×3‰=70.40
• 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化,对土方边坡
的稳定性及填方密实程度有直接的影响.
• 对工程施工的影响:土方开挖的难易程度,开挖机械的选择、地基处 理的方法、夯实填土的质量——最佳含水量(砂土8~12%;亚砂土 9~15%;亚粘土12~15%;粘土19~23%);行车(25~30%陷车)、边 坡稳定
§1.2 场地平整
➢ 场地竖向规划设计 ➢ 场地平整土方量计算 ➢ 土方调配 ➢ 场地平整土方机械及其施工
1.2.1 场地的竖向规划设计
确定场地设计标高考虑的因素:
(1) 满足生产工艺和运输的要求; (2) 尽量利用地形,减少挖填方数量; (3)争取在场区内挖填平衡,降低运输费; (4)有一定泄水坡度,满足排水要求。 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
一类土(松软土) 二类土(普通土) 三类土(坚土) 四类土(砂砾坚土)
五类土(软石) 六类土(次坚石) 七类土(坚石) 八类土(特坚石)
机械或人工直接开挖 爆破开挖
按土的工程特点分为五种
场地平整:厚度在30厘米以内的挖填找平工作。 挖基槽:槽宽在3米以内,槽长是槽宽的3倍以上
者。 挖基坑:坑底面积在20平方米以内者。 回填土:松填和夯填。 挖土方:前三个范围以外的;山坡上挖土。
-0.44 70.26
Xi-j=
a hi hi+ hj
X1-2=
a h1 h1+ h2
20 *0.23
=
= 17.04m
0.23+ 0.04
1.2.2 场地平整土方量的计算
分别按方格求出挖、填方量,再求场地总挖方量、总填方量。
1. 四角棱柱体法 (1)方格四个角点全挖或全填:
V挖(填)=
a2 4
1.1.3 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。
V1 ——土在自然状态下的体积。 m3
V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 m3
V3 ——土经回填压实后的体积。 m3
最初可松性系数
Ks
V2 V1
1.08~1.5
最后可松性系数
K
' s
式中:
——土的天然容重,t/m3; m—— 土的天然重量t;
m v
V — 土的体积,m3.
干密度 .
: 土的固体颗粒重量与总体积的比值.用下式表示:
式中 rdd——土的干容重,t/m3;
ms—— 土的干燥 重量t;
d
ms v
V — 土的体积,m3.
在一定程度上,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度.土的干密度愈大,表
五类土 软石
V~VI
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硬质粘土;中密的页岩、泥灰岩、白奎土; 胶结不紧的砾岩;软石灰及贝壳石灰石
用镐或撬棍、大 锤挖掘,部分使 用爆破方法
六类土 次坚石
VII~ IX
泥岩、砂岩、砾岩;坚实的页岩、泥灰岩, 密实的石灰岩;风化花岗岩、片麻岩及正 长岩
用爆破方法开挖, 部分用风镐
七类土 坚石
X~ XIII
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