土方降水机械效率计算Word文件下载.docx
《土方降水机械效率计算Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土方降水机械效率计算Word文件下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
——土在天然状态下的体积;
——土在开挖后松散状态下的体积;
——土在经压(夯)后的体积
例:
某基坑开挖体积为200m3,基础体积为120m3,基础做好后进行土方回填。
则回填后余下松土有多少?
(kS=1.2,kS=1.1)练习:
某基坑开挖体积为500m3,基础体积为250m3用土去填满,填满后,将剩余的土填入底面积为10×
10m2的坑内,问坑为多高?
(kS=1.2,kS=1.1)
2)土的天然含水量——指土中水的重量与土的固体颗粒重量的百分比,
3)土的天然密度——指自然状态下单位体积土的质量,
4)土的干密度——指单位体积固体颗粒部分的质量,
5)土的孔隙比——土的孔隙体积与固体体积的比值,
6)土的孔隙率——土的孔隙体积与总体积的比值,
7)土的渗透性及渗透系数——指水流通过土中孔隙的难易程度,水在单位时间内穿透土层的能力用渗透系数K表示,单位为m/d.
1.2土方工程量计算及土方调配
1.2.1基坑、基槽
基坑:
底面积在20m2以内,且底长为底宽3倍以内者;
基坑的土方量计算(书上的图例):
V=(H/6)×
(A1+4A0+A2)
式中:
A1、A2——上、下底面积;
A0——中截面的面积;
H——深度;
基槽:
宽度在3m以内,且长度等于或大于宽度3倍者;
基槽的土方量计算:
1.2.2场地平整土方量的计算
场地平整:
将现场平整为施工所要求的设计平面;
场地平整的步骤:
确定场地设计标高->
计算挖、填土方工程量—>
确定土方平整调配方案—>
选择土方机械、拟定施工方案。
1)确定场地设计标高
确定场地设计标高时应考虑的因素:
建筑规划、生产工艺、运输、尽量利用地形、排水;
初步计算场地设计标高
原则:
场地内挖、填方量平衡;
步骤:
划分网格->
利用等高线内插求得节点标高(有地形图时)/测量节点木桩高度(无地形图时)->
计算场地设计标高;
(1)设计标高的计算公式:
场地标高的调整
(2)场地标高调整的原因:
土的可松性;
边坡挖填方量不等;
就近挖填土;
泄水坡度的影响——单向泄水()、双向泄水();
2)场地土方量的计算
计算步骤:
(节点实际设计标高-自然地面标高)->
计算每个方格的挖填方量—>
计算场地边坡的挖填方量—>
累计求挖、填方总量;
(1)各方格角点的施工高度计算:
——角点施工高度;
——角点的实际设计标高;
——角点的自然地面标高;
(2)计算零点位置
当一个方格内同时有填挖方时,按下式计算零点位置:
;
(3)计算方格土方工程量(书上列出了各种挖填方的土方量计算公式)
(4)边坡土方量计算
(5)计算土方总量(累加)
1.2.3土方调配
土方调配:
对挖土的弃和填的填的综合协调;
土方调配的原则
挖方和填方基本平衡和就近调配;
考虑施工与后期利用;
合理布置挖、填分区线,选择恰当的调配方向、运输路线;
好土用在回填质量高的地区;
土方调配图表的编制方法(教材上例题)
1)划分调配区(若干个网格的联合);
2)计算土方量(编写在图上);
3)计算调配区之间的平均运距
平均运距:
挖方区土方重心至填方区重心的距离。
挖(填)方区重心的求法——取场地或方格网中纵横两边为坐标轴,求各区土方的重心公式为:
4)确定土方最优调配方案(以线性规划理论为基础);
5)在场地地形图上绘制土方调配图、调配平衡表(调配方向、土方数量和平均运距);
1.3施工准备与辅助工作
1.3.1施工准备
土方开挖前的主要准备准备工作:
场地清理(房屋、古墓、通讯电缆、水道、树木等);
排出地面水(尽量利用自然地形来排水,设置排水沟);
修筑临时设施(道路、水、电、机棚);
1.3.2土方边坡与土壁支撑
1)土方边坡
土方边坡的坡度:
土方挖方深度H与底宽B之比,即,式中,m成为边坡系数;
影响土方边坡大小的因素:
土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间、边坡附近的荷载状况、排水情况;
书上给出了不放坡和放坡两种情形的具体条件;
2)土壁支撑
土壁支撑的优点:
缩小施工面、减少土方量和克服场地限制;
挡土板的类型、适用情形:
横撑式挡土板——断续式(适合湿度较小的粘土)、连续式(适合松散、湿度大的土);
——随挖随撑,随拆随填;
垂直式挡土板(适合松散和湿度很大的土);
1.3.3土方工程施工和降低地下水位
降水方法:
明排水法和人工降低地下水位
1)明排水法:
在基坑或沟槽开挖时,采用截、疏、抽的方法进行排水(开挖时,沿坑底周围或中央开挖排水沟,再在沟底设集水井,使基坑内的水经排水沟流向集水井,然后用水泵抽走)
集水井的截面尺寸和构造要求见教材P19;
明排水方法的适用范围:
开挖深度不宜太大,地下水位不宜太高,土质宜较好;
2)流砂:
基坑底部的土成流动状态,随地下水涌入基坑的现象
(1)流砂的特点:
土完全丧失承载能力
(2)流砂的成因:
高低水位间的压力差使得水在其间的土体内发生渗流,当压力差达到一定程度时,使土粒处于悬浮流动状态;
(3)流砂的受力分析:
——截面积
——作用在土体a-a截面上的总水压力;
——作用在土体b-b截面上的总水压力;
——水渗流时的土颗粒总阻力;
(4)水力坡度:
水头差与渗透路径长度的比值
(5)动水压力:
当动水压力时,土粒处于悬浮状态,土的抗剪强度等于零,土粒随着渗流的水一起流动,发生“流砂现象”。
(6)易发生流砂的土(见教材P21);
流砂的治理办法,主要途径是消除、减少或平衡动水压力,具体措施有抢挖法、打板桩法、水下挖土法、人工降低地下水位(轻型井点降水)等;
3)管涌:
坑底位于不透水层,不透水层下面为承压蓄水层,坑底不透水层的覆盖厚度的重量小于承压水的顶托力时,发生管涌现象;
管涌的受力分析:
4)人工降低地下水位
定义:
在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的虑水管(井),利用抽水设备抽水,使地下水位降落在坑底以下。
方法:
轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点等,各种方法的适用范围见教材P22;
5)轻型井点降低地下水位(图例见教材P23页)
(1)组成:
管路系统与抽水设备;
管路系统:
井点管、滤管、总管、联结管;
抽水设备:
离心泵、真空泵、水气分离器;
(2)轻型井点的布置的影响因素:
基坑大小、深度、土质、地下水位的高低、流向、降水深度等;
(3)轻型井点的平面布置:
单排线状井点、双排井点、U形井点、环状井点;
(4)轻型井点的平面布置的构造;
(5)轻型节点的高层布置:
井点管的埋设深度H(不包括虑管长),按下式计算(图例见教材P24):
式中——地下水降落坡度,环状井点1/10,单排线状井点为1/4;
(6)轻型节点的高层布置的构造;
(7)注意事项:
虑管必须埋设在透水层内;
总管的布置宜接近地下水位线(可事先挖槽);
水泵轴心标高宜与总管平行或略低于总管;
总管应具有0.25%~0.5%的坡度(坡向泵房);
6)轻型井点的计算
井点的分类:
(不)完整井(井底是否达到不透水层)、(无)承压井(地下水是否有压力);
承压完整井、承压非完整井、无压完整井、无压非完整井;
(1)涌水量计算
对于无压完整井,其涌水量计算公式为(教材P27上有图例):
式中,K——土的渗透系数;
H——含水层厚度;
s——水位降低值;
R——抽水影响半径,一般用式计算;
x0——环状井点系统的假想半径,对于矩形基坑,其长度与宽度之比不大于5时,可按式计算,F为环状井点系统所包围的面积;
对于无压非完全井,其涌水量计算公式为(教材P27上有图例):
式中,H0——有效抽水深度,,可按教材P26上表格查;
S'
——井点管中水位降落值;
l——虑管长度;
对于承压完全井,其涌水量计算公式为:
式中,M——承压含水层厚度
上述三式的应用条件:
矩形基坑的长宽比小于5;
基坑宽度小于抽水影响半径的两倍;
井点管数量与井距的确定
(2)单根井点管的最大出水量:
(3)井点管的最少根数:
(4)井点管的平均间距:
,其中L为总管长度;
注意事项:
井点管间距不能过小,否则彼此干扰过大;
在基坑周围四角和靠近地下水流方向一边的井点管应适当加密;
实际采用的井距,还应与集水总管上的短接头间距相适应;
(5)抽水设备的选择:
真空泵,按总管长度选用;
离心泵,按涌水量的大小选用;
(6)井点管的安装使用
轻型井点的安装程序:
排总管→埋设井点管→弯管连接→安装抽水设备
井点管的冲水法埋设程序:
吊直定位→边冲边沉(构造)→拔冲管,插井点管→填灌砂虑层→粘土封口(防漏气);
轻型井点使用时的注意事项:
宜连续抽水,否则易堵塞虑管,建筑屋沉降,地下水回升(边坡塌方);
观察真空泵的真空度,对于漏气,采取措施;
检查井点管是否堵塞(正常管,则应冬暖夏凉);
设置观察孔在影响半径内观察地下水位;
7)喷射井点降低地下水位
适用情形:
降水深度超过6m,土层渗透系数为0.1~2.0m/d,降水深度可大20m;
喷射井点的主要设备(见教材P31);
喷射井点的工作原理(见教材P31);
喷射井点的平面布置(见教材P31);
8)深井井点降低地下水位
适用情形:
抽水量大、较深的砂类土,降水深度可达50米;
1.4土方机械化施工
常用的施工机械有:
推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等;
1.4.1常用土方施工机械的施工特点
推土机施工
按推土板分类:
钢丝绳操作、油压操作(升调推土板、转动推土板);
使用范围:
场地清理、场地平整;
破、松硬土;
土方压实;
特点:
操作灵活、工作面小、行驶块;
提高生产率的作业方法:
下坡推土——利用机械重力势能提高生产率;
并列推土——减小土的散失;
多刀送土——先集中堆积在A处,然后再推到B处;
槽形推土——减少土的散失;
推土机的生产率计算
小时生产率:
推土机的台班生产率:
铲运机施工
构成:
牵引机械和土斗;
分类:
拖式和自行式,油压式和索式;
挖土、运土、平土和填土;
适合大面积土方工程,适合松土和普通土,适合含水率低的土质;
合