土木工程施工第一章土方工程

将所有方格的挖方相加，填方相加
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：
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
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） 可近似以几何形心代替土方体 积重心
• h1 =70.32－
+0.23 -0.04
70.36
-0.55
70.40
-0.99
70.44
70.09=＋0.23 70.09 70.32 （m）； 度。
+0.55
70.26
• 正值为填方高 •h2 =70.36－
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
70.40=－0.04 （m）；
3）再求位势及空格的检验数
若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部ij ≥0而 得到最优解。
（C）方案调整
调整方法：闭回路法。 调整顺序：从负值最大的格开始。 • 找闭回路
•
•
沿水平或垂直方向前进，遇适当的有数字的格转弯，直至回到出发点。
+0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
•负值为挖方高度
+1.04
70.14
+0.56
70.18
+0.02
70.22
-0.44
70.26
• 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
70.36
-0.55
70.40
-0.99
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
最后可松性系数 KS’=V3 /V1
1.08~1.5
1.01~1.3
– 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。
• 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）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－
•或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n H11 H21 H12 H22
a
a
a
a
a
a
• 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
角点设计标高为: H11 L H12
• Hn = H0 L• i •(2)双向排水时，各方格
角点设计标高为：
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） • 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
L
Δh
• 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： • 天然含水量 W=（G湿-G干）/G干
0 A1 B1
0 A3
A2 0 挖方量 500 500 500 400 1900 90 70 40
A4
（4）列挖、填方平衡及运距表
挖 填 A1 A2 A3 A4 填方量 B1 50 70 60 80 800 B2 70 40 110 100 600 B3
B2
B3 0
100
500
（5）调配方案的优化（线性规划中—表上作业法）
• 用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土
• 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： • （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）。
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。
H0
H21 Hn H0
H0 i iy
Ly
• Hn = H0 Lx ix L yi y
Lx
ix
【例】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。
70.09
• 解： • （1）初步设计标高（场地平均标高）
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 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
10×2‰+30×3‰ =70.36 •H3=70.29+10×2 ‰+30×3‰=70.40
70.0970.32
70.36 70.40 70.44
70.26
70.30
H0＝70.29
70.34
70.38
• 其它见图
70.20
70.24
70.28
70.32
70.14
70.18
70.22
70.26
（二）场地土方量计算 • 1、计算各方格角点的施工高度 hn ： hn= Hn－Hn’ • 即：hn=该角点的设计标高—自然地面标高（m）
2）求空格的检验数ij
初方案
挖 A1 A2 填 B1 50 B2 70 40 110 100 × 800 600 400 500 1900 B3 挖方量 500 500
500 × 300 ×
× 500 100
× × 100
100
90 70 40
70
60 80
A3
A4 填方量
500
400
总运输量97000m3-m
——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）。
第二节 土方量计算与调配
• 一、基坑、基槽、路
堤土方量计算
F下
H
• 1、基坑土方量：
• 按拟柱体法—— • V=(F下+4F中+F上)H/6
2、基槽（路堤）土方量：
L1
L5
I
I
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
http://kczy.zjut.edu.cn/tmgcsg/
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
六、项目管理人员需具备的素质
（c）方案调整
调整方法：闭回路法。 调整顺序：从负值最大的格开始。
1）找闭回路
沿水平或垂直方向前进，遇适当的有数字的格转弯，直至 回到出发点。
2）调整调配值
•
从空格出发，在奇数次转角点的数字中，挑最小的土方数 调到空格中。且将其它奇数次转角的土方数都减、偶数次转 角的土方数都加这个土方量，以保持挖填平衡。
（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。
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：
Fi
I－ I
H
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， • 内墙——槽底净长
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：
挖 填 •求检验数表 B1 V1=50 0
位势数
Ui U1=0 U2=-60 U3=10 Vj
B2 V2=100
B3 V3=60
位势数
A1 A2 A3
-30 +80 70 0
50
70 40
+40 100 +90 90
0
60 0 +20
110 0 100 0
70
40
A4
U4=-20
+50 80
检验数12为负值，方案不是最优，需调整
气侯影响大。
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 ——爆破开挖
• 五类～八类土
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 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
70.44
70.09 70.32
+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 0 70.22
-0.44
70.26
• 3、场地土方量的计算：
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
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
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、
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。
挖 填 位势数 A1 A2 A3 A4 位势数 Ui Vj U1= 0 U2=－60 U3=10 300 B1 V1=50 500 50 70 60 80 500 100 B2 V2=100 70 40 110 100 100 400 B3 V3= 60 100 90 70 40
•
•
(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）
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） 。
则场地初步标高：
H0=（H11+H12+H21+H22）/4n
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）
二、教材
土木工程施Байду номын сангаас（上册），应惠清，同济大学出版 社（第二版）
U4=－20
计算方法：平均运距（或单方费用）Cij = Ui+Vj • 设 U1=0，则V1= C11－U1=50－0=50；U3= C31－ V1=60－50=10；V2=110－10=100； ……
求空格的检验数ij • ij= Cij – Ui – Vj ; • 11=50－0－50＝0（有土）; 12=70－0－100＝－30 •13=100－0－60＝40; 21=70－(－60)－50＝80; ……