建筑施工技术课程设计指导书.docx

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建筑施工技术课程设计指导书

建筑工程施工技术课程设计

一、课程设计的主要任务

本课程设计是在学完土石方工程施工技术后进行。

通过课程设计让学生进一步熟悉和了解建筑单项工程施工方案的选择，新技术新工艺在建筑施工中的具体运用，掌握其施工方案的编制方法和步骤，技术安全措施的方法及内容，从而为今后的工作打下基础。

二、设计内容

某建筑场地地形、场地（虚线）如图1所示，该场地地土质为硬塑性粘土，不考虑土的最后可松性系数，场地设计泄水坡度ix=3‰，iy=2‰,挖方区边坡系数1:

m1=1:

1.25，填方区边坡系数1:

m2=1:

1.25。

试根据已知条件：

计算该场地平整时挖方、填方工程量，并计算边坡土方量。

图1某建筑场地所处的地形和范围

三、成绩考核

根据学生课程设计期间的学习态度,出勤率及完成设计的质量。

一、场地设计标高的确定………………………………………………………………1

二、场地平整土方量的计算…………………………………………………………2

1、计算场地各方格角点的施工高度…………………………………………………2

2、确定“零线”………………………………………………………………………2

3、计算方格填挖土方量………………………………………………………………3

4、计算边坡土方量……………………………………………………………………3

三、土方量计算步骤……………………………………………………………………3

1、设计标高……………………………………………………………………………3

2、施工高度……………………………………………………………………………4

3、确定“零线”………………………………………………………………………4

4、土方量计算…………………………………………………………………………4

5、总挖填土方量………………………………………………………………………5

6、边坡计算……………………………………………………………………………5

（一）场地设计标高的确定

场地设计标高一般由设计单位确定，他是进行场地平整和土方量计算的依据。

合理的确定场地设计标高，对减少土方量、加快建设速度都具有十分重要的经济意义。

因此选择设计标高时，需考虑以下因素：

1）、满足生产工艺和运输的要求

2）、尽量利用地形，以减少挖填土方量

3）、场地内的挖、填方尽量平衡且土方量最小，以便降低土方工程施工费用。

4）、场内要有一定的泄水坡度（i>=2%），以满足排水要求。

5）、考虑最高洪水水位的要求。

6）、满足市政道路与规划大的要求。

如果场地设计标高无其他特殊的要求，其确定步骤和方法如下：

（1）、初步确定场地设计标高H0，初步确定场地设计标高时根据场地填挖土方量平衡的原则进行，即场内土方的绝对体积在平整前十相等的。

1）、在具有等高线的地形图上将施工区域划分为边长a=20m的六个方格（见图1-1）。

2）、确定各小方格的角点高程。

可根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得：

也可用一张透明纸，上面画六根等距的平行线，把该透明纸放到标有方格网的地形图上，将六根平行线的最外两根分别对准A、B两点，这时六根等距的平行线将A、B之间的高差分为五等分，于是便可直接读得四点的地面标高，具体情况见（图1-2）。

此外，在无地形图的情况下，也可以再地面用木桩或钢钎大打好方格网，然后用仪器直接测出方格网角点标高。

按填方平衡原则确定设计标高Ho,即：

Ho=（∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4）/4N

（2）、场地设计标高Ho的调整，按上述公式所计算的设计标高Ho系一理论值，实际上还需要考虑以下因素进行调整：

1）、由于土的可松性，会使填土有剩余，为此需相应地提高设计标高，以达到土方量的实际平衡。

2）、考虑场地泄水坡度对角点设计标高的影响。

3）、由于设计标高以上的各种填方工程需降低设计标高，或者由于设计标高以下的各种挖方工程需提高设计标高。

4）、根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分填方就近取于场外而引起挖、填土方量的变化后，需增减设计标高。

上述四方面因素对Ho的影响同时出现的机会较小，可根据现场情况适当考虑。

（二）场地平整土方量的计算

场地平整土方量的计算有方格网法和横截面法两种。

横截面法是将计算的场地划分成若

干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。

横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。

对于地形平坦地区，一般采用方格网法。

其计算步骤如下：

1、计算场地各方格角点的施工高度：

式中  hn------角点施工高度即填挖高度（以“+”为填，“-”为挖），m；

      n------方格的角点编号（自然数列1，2，3，…，n）.

      Hn------角点设计高程，

------角点原地面高程.

2、确定“零线”

“零线”是方格网中的挖填分界线。

其位置的确定方法是：

先求出有关方格边线上的“零点”相连既为一条折线，这条折线是要确定的“零线”。

确定零点可根据如下公式：

式中  x1、x2——角点至零点的距离,m；

      h1、h2——相邻两角点的施工高度（均用绝对值）,m；

      a—方格网的边长，m.

3、计算方格填挖土方量

“零线”求出后，场地的挖填区即随之标出，便可按“四方棱角主体法”计算出方格的挖填土方量。

方格网中的“零线”将方格划分为三种类型。

1）、方格四个角点全为挖或填。

其土方量为：

2）、方格的相邻两个角点为挖，另两个角点为填。

其挖方量为：

填方量为：

3）、方格的三个角点为挖，一个角点为填。

其填方量为：

挖方量为：

4、计算边坡土方量

场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，以保证挖方、填方区土壁稳定和施工安全。

土方边坡一般用边坡坡度与边坡坡度系数表示。

边坡坡度是挖土深度与边坡宽度之比即：

边坡坡度=

按下图及公式计算相应的边坡量。

1、三角棱锥体边坡体积：

   式中    l1——边坡①的长度；

          A1——边坡①的端面积；

           h2——角点的挖土高度；

           m——边坡的坡度系数，m=宽/高.

   2、三角棱柱体边坡体积：

 两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积：

   式中  l4——边坡④的长度；

         A1、A2、A0——边坡④两端及中部横断面面积.

（三）土方量计算步骤

按照挖填平衡原则，场地设计标高可按下式计算：

Ho=（∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4）/4N

即：

Ho=（132.38+306.62×2+42.60×3+130.25×4）/4×8=43.70m

场地设计标高算出后，可算各角点的设计标高：

ix=3‰：

iy=2‰，确定原点，建立坐标,8点为原点。

如图1-3所示。

（1）、设计标高：

H1=43.70-40×3‰-20×2‰=43.54m

H2=43.70-20×3‰-20×2‰=43.60m

H3=43.70-20

2‰=43.66m

H4=43.70+20×3‰-20×2‰=43.72m

H5=43.70+40×3‰-20×2‰=43.78m

H6=43.70-40×3‰=43.58m

H7=43.70-20×3‰=43.62m

H8=43.70+0×3‰+0×2‰=43.70m

H9=43.70+20×3‰=43.76m

H10=43.70+40×3‰=43.82m

H11=43.70-40×3‰+20×2‰=43.62m

H12=43.70-20×3‰+20×2‰=43.68m

H13=43.70+20×2‰=43.74m

H14=43.70+20×3‰+20×2‰=43.80m

H15=43.70+40×3‰+20×2‰=43.86m

（2）、施工高度：

h1=43.54-42.60=0.94m

h2=43.60-42.90=0.70m

h3=43.66-43.25=0.41m

h4=43.72-43.85=-0.13m

h5=43.78-44.25=-0.47m

h6=43.58-42.60=0.98m

h7=43.64-43.36=0.28m

h8=43.70-43.69=0.01m

h9=43.76-44.20=-0.44m

h10=43.82-44.60=-0.78m

h11=43.62-43.30=0.32m

h12=43.68-43.67=0.01m

h13=43.74-43.95=-0.21m

h14=43.80-44.40=-0.60m

h15=43.86-44.83=-0.97m

（3）、确定“零线”：

由公式

计算得：

X3-4=0.41×20/（0.41+0.13）=15.19m

X8-9=0.01×20/（0.01+0.44）=0.44m

X8-13=0.01×20/（0.01+0.21）=0.91m

X12-13=0.01×20/（0.01+0.21）=0.91m

（4）、土方量计算：

方格A、E、F为全填，D、H为全挖：

VA=

×（0.32+0.01+0.98+0.28）=159m³

VE=

×（0.94+0.70+0.98+0.28）=290m³

VF=

×（0.28+0.70+0.41+0.01）=140m³

VD=

×（+0.60+0.97+0.44+0.78）=279m³

VH=

×（+0.13+0.47+0.44+0.78）=182m³

方格:

G为二挖二填：

V填=

=31.15m³

V挖=

=46.15m³

方格:

B为三填一挖：

V挖=

12.76m³

V填=

20.09m³

方格：

C为三挖一填

V填=

0.001m³

V挖=

120.67m³

（5）、总挖填土方量：

V填=159+290+140+31.15+20.09+0.001=640.24m³

V挖=279+182+46.15+12.76+120.67=640.58m³

（6）、边坡计算（场地边坡图见图1-4）：

①-③、⑤-⑾为三角棱锥体，④为三角棱柱。

1）、三角棱柱体边坡体积：

Vn=

L1=80mA1=

=1.25/2×0.97×0.97=0.59㎡V1=1/3×80×0.59=16.01m³

L2=h2m=0.97

1.25=1.2mA2=

=1.25/2×0.97×0.97=0.59㎡

V2=1/3×1.2×0.59=0.24m³

L3=h2m=0.97

1.25=1.2mA3=

1.25/2×0.47×0.47=0.14㎡

V3=1/3×1.2×0.14=0.06m³

L5=h3m=0.47

1.25=0.58mA5=

1.25/2×0.94×0.94=0.55㎡

V5=1/3×0.58×0.55=0.11m³

L6=h3m=0.47

1.25=0.58mA6=

1.25/2×0.94×0.94=0.55㎡

V6=1/3×0.58×0.55=0.11m³

L7=h3m=0.47

1.25=0.58mA7=

1.25/2×0.94×0.94=0.55㎡

V7=1/3×0.58×0.55=0.11m³

L8=h4m=0.94

1.25=1.18mA8=

0.06㎡

V8=1/3×1.18×0.06＝0.02m³

L9=h4m=0.94

1.25=1.18mA9=

0.06㎡

V9=1/3×1.18×0.06＝0.02m³

L10=h4m=0.94

1.25=1.18mA10=

0.06㎡

V10=1/3×1.18×0.06=0.02m³

L11=40mA11=

1.25/2×0.97×0.97=0.59㎡

V11=1/3×40×0.59=8.00m3

2）、三角棱柱体边坡体积：

V4=

L4=40mA1+A2=0.59+0.59=1.18㎡

V4=1.18/2×40=23.6m

3）、边坡总挖方量：

    ∑V（-）=16.01+0.24+0.06+3×0.11+23.6=40.24m³

4）、边坡总填方量：

   ∑V（+）=1.18+3×0.02+8.00=9.24m³