土木工程施工之土方工程培训课件

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计算土方工程量。
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1.2 场地标高的确定
• 场地设计标高的调整
• (1)考虑土的可松性影响 • 由于土有可松性,为了达到填挖平衡,则应把Hi提高△h,如图示
AT
VW △h
VT
AW
• 标高调整简图
1.2 场地标高的确定
AT
• 场地设计标高的调整
VT
• 增加高度为:
VW
△h
AW
VT
AT
h
(VW
AW
h)k
算结果,当[PH]=0,则计算无误。
1.2 场地标高的确定
• 场地设计标高的调整
• 实际工程中,对计算所得的设计标高,还应考虑下述因素进行调整, 这些工作在完成土方量计算后进行。
• (1)考虑土的最终可松性; • (2)考虑工程余土或工程用土; • (3)采用场外取土或弃土。 • 场地设计平面的调整工作也是繁重的,如修改设计标高,则须重新
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 为了求得σ最小时的设计平面参数c、ix、iy,可以对c、ix、iy分别求
偏导数,并令其为0,于是得:
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 经过整理,可得下列准则方程:
1.2 场地标高的确定
• 土方工程量计算
• 2.场地平整土方量计算 • 步骤3: • 按每个方格角点的施工高度算出每个方格的填、挖土方量,并计算
场地边坡的土方量,这样即得到整个场地的填、挖土方总量。
方格中土方量的计算有两种方法: “四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”
四方棱柱体法
• 四方棱柱体的体积计算方法分两种情况: • (1)方格四个角点全部为填或全部为
果的影响程度,测量上的术语称为“权”。
式中:z1 —一个方格独有的角 点标高; z2、z3、z4 —分别为二、三、 四个方格所共有的角点标高。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高 • 步骤4: • 施工高度——角点的设计标高与原地形标高的差值。 • 求得设计标高zi′后,即可按下式计算各角点的施工高度
• 式中Hi—方格网i 角点的施工高度; • zi’—方格网i 角点的设计平面标高; • zi—方格网i角点的原地形标高; • m—方格角点总数。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面
• 土方工程量与施工高度之和成正比。 • 施工高度之和为零时,则表明该场地土方的填挖平衡。 • 由于施工高度有正有负,故“施工高度之和”不能反映出填方和挖
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 解联立方程组
• 然后即可根据方程式
可求得最佳设计 平面的三个参数c、
ix、iy (尚未考虑工艺、 运输等要求)。
算出各角点 的施工高度。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 在实际计算时,可采用列表方法。最后一列的和[PH]可用于检验计
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配 • 1. 土方调配的目的
• 在使土方总运输量最小或土方运输成本最小的条件下,确定填挖方区 土方的调配方向和数量,从而达到缩短工期和降低成本的目的。
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 2、调配原则 • 1、填方、挖方基本平衡,减少运土 • 2、填、挖方量与远距的乘积之和尽可能小,使总的运费最低 • 3、好土应用于回填质量要求高的区域 • 4、调配应与地下构筑物的施工相配合,地下设施的挖土,应留土后
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
• (一)土的可松性
• 定义:自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加, 以后虽经回填压实,仍不能恢复到原来的体积。
• 最初可松性系数Ks
最终可松性系数K’s
• V1 — 土的自然体积; • V2— 开挖后土的松散体积 • V3 ——土压实后的体积
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
• 式中V—土方工程量(m3);H、F1、F2如图所示。
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方工程量计算
• 2.场地平整土方量计算 • 步骤1:场地设计标高确定后,求出平整的场地各角点的施工高度Hi。 • 步骤2:确定“零线”的位置。 x H 2 a
H1 H 2
1.3 土方工程量计算及土方调配
填 • 5、选择恰当的调配方向及线路、避免对流与乱流现象,同时便利调
配、机械化施工
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 3、 用“线性规划”方法进行土方调配的数学模型 土方平衡与施工运距(单价)表
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 3、 用“线性规划”方法进行土方调配的数学模型 目标函数 为最小值,并满足下列约束条件:
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 4. 用“表上作业法”进行土方调配
• (2)最优方案判别
土方:m3;价格:元/m3
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 4. 用“表上作业法”进行土方调配
(3)方案的调整 第一步在所有负检验数中选一个(一般可选最小的一个),把它所对应的变量 作为调整对象; 第二步找出该变量的闭回路(转角点为有数字的方格); 第三步从该变量空格出发,沿着闭回路前进,在各奇数次转角点(出发点为0) 的数字中,挑出一个最小的,将它调到第一步确定的变量的方格(即空格中); 第四步闭回路上其他奇数次转角的数字都减去第三步调去的数,偶数次转角的 数字都增加该数,保持挖填平衡; 第五步对新调配方案,再进行检验,看其是否最优;如果为最优,完成;如非 最优继续调整。
Vw
Vt
Q
(Vw
Vt
K
' s
)
K
s
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
Q
(Vw
Vt
K
' s
)Ks
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
• (一)土的可松性 • 场地填筑,已知Ks 、Ks',场地需要填高20cm,问需要
填高多少厚的松土,经压实后正好等于20cm。
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
挖:
• 式中V ——挖方或填方体积(m3); • H1、H2、H3、H4 ——方格四个角点的
施工高度,均取绝对值(m)。
四方棱柱体法
• (2)方格四个角点,部分是挖方,部分是填方:
• 式中ΣH填(挖)——方格角点中填(挖)方施工高度的总和,取绝对 值(m);
• ΣH ——方格四角点施工高度之总和,取绝对值(m); • a ——方格边长(m)。
' s
h
VW
(
k
' s
1)
AT
AW
k
' s
• 式中:
• VT、VW — 设计标高调整前的填挖方体积
• AT、AW — 设计标高调整前的填挖方面积;

Ks’ — 土的最终可松性系数;

△h — 设计标高的增加值。
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方工程量计算 • 土方调配
1.3 土方工程量计算及土方调配
• (2)最优方案判别 假想价格系数:c'ij
有调配土方的假想价格系数c'ij=cij; 无调配土方方格的假想系数:
c'ef+c'pq= c'eq+ c'pf 无调配土方方格的检验数:λij=cij-c'ij
判别λij是否非负: 如所有检验数λij ≥ 0,则方案为最优方案, 否则该方案不是最优方案,需要进行调整。
未知量有m×n个,而方程数为m+ n个。 由于填挖平衡,因此独立方程的数量实际只有m + n -1个。
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 4. 用“表上作业法”进行土方调配
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 4. 用“表上作业法”进行土方调配 • (1)编制初始调配方案 ——最小元素法 对应于价格系数cij最小的土方量xij取最大,由此逐个确定调配方格的 土方数及不进行调配的方格,并满足:
及场地排水,场内土方挖填平衡、并使土方的总工程量 最小。 • 应用最小二乘法的原理求最佳设计平面。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高 • 1.一般方法 • 步骤1: • 将场地划分成边长为a的方格网; • 计算或实测各角点的原地形标高; • 并将方格网点的原地形标高标在
图上。
a) 地形图方格网 场地设计标高计算示意图 1—等高线
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高 • 步骤2:
式中:zo—所计算场地的设计标高(m); n —方格数; zi1、zi2、zi3、zi4—第i个方格四个角点的原地形标高(m)。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 1.一般方法 • 步骤2: • 角点的标高在计算过程中被应用的次数反映了各角点标高对计算结
方的绝对值之和的多少。 • 为了不使施工高度正负相互抵消,若把施工高度平方之后再相加,
则其总和能反映土方工程填挖方绝对值之和的大小。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 令σ为土方施工高度平方之和,并考虑它们的“权”则:
•将
得:
• 当σ的值最小时,该设计平面既能使土方工程量最小,又能保证填挖 方量相等。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高 • 1.一般方法 • 步骤2:按照挖填土方量相等的原则,
场地设计标高可按下式计算:
• 式中:zo—所计算场地的设计标高(m); • n —方格数;
• zi1、zi2、zi3、zi4—第i个方格四个角点的原 地形标高(m)。
a) 地形图方格网 场地设计标高计算示意图 1—等高线
Hi:
• 式中zi—角点的原地形标高; • zi′—角点的设计标高。 • 若:Hi 为正值,则该点为填方,Hi 为负值,则该点为挖方。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 任何一个平面在直角坐标体系中都可以用三个参数c、ix、iy来确定。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 特点:工程量大、劳动繁重、施工条件复杂
• 土的工程分类,按土的开挖难易程度分为八类
• 第一类(松软土)
第二类(普通土)
• 第五类(软石)
第六类(次坚石)
• 土的工程性质
第三类(坚土) 第四类(砾砂坚土) 第七类(坚石) 第八类(特坚石)
• (一)土的可松性
• (二)土的压缩性
• (三)原状土经机械压实后的沉降量
• 土方工程量计算
• 在土方工程施工之前,通常要计 算土方的工程量。但土方工程的 外形往往复杂、不规则,要得到 精确的结果很困难。
• 一般情况下,都将其假设或划分 成为一定的几何形状,并采用具 有一定精度而又和实际情况近似 的方法进行计算。
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方工程量计算
• 1.基坑(槽)和路堤的土方量计算 • 基坑(槽)和路堤的土方量可按拟柱体体积的公式计算,即
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
• 其他工程性质 • (1)含水量 • (2)渗透性 • (3)密实度 • (4)抗剪强度 • (5)土压力
1.2 场地标高的确定
• 场地设计标高应满足的要求 • 如何确定场地设计标高 • 场地设计标高的调整
1.2 场地标高的确定
• 场地设计标高应满足的要求 • 场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。 • 场地设计标高的基本要求:应满足规划、生产工艺及运
• 2.最佳设计平面 • 这个平面上任何一点i的标高zi′, • 可以根据下式求出:
• 其中xi —i点在x 方向的坐标; • yi—i点在y 方向的坐标;
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高
• 2.最佳设计平面 • 与前述方法类似,将场地划分成方格网,
并将原地形角点标高zi标注在图上,设角点 设计标高为zi’,则各角点的施工高度为:
土方工程
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主要内容
• 1.1 土方工程特点、分类和工程性质 • 1.2 场地标高的确定 • 1.3 土方工程量计算及土方调配 • 1.4 土方边坡及其稳定 • 1.5 土壁支护 • 1.6 降水 • 1.7 土方的机械化施工、土方的填筑与压实
1.1 土方工程的特点、分类和工程性质
输、排水及最高洪水位等要求,并力求使场地内土方挖 填平衡且土方量最小。
1.2 场地标高的确定
• 如何确定场地设计标高 • 两种方法: • 1.一般方法 • 如场地比较平坦,对场地设计标高无特殊要求,可按照
“挖填土方量相等”的原则确定场地设计标高。 • 2.最佳设计平面 • 最佳设计平面——满足建筑规划、生产工艺和运输要求
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 4. 用“表上作业法”进行土方调配 • (1)编制初始调配方案
土方:m3;价格:元/m3 初始方案:Z=150×7+200×2+50×5+450×4+50×8=3900元
1.3 土方工程量计算及土方调配
• 土方调配
• 4. 用“表上作业法”进行土方调配
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