建筑施工技术之土方工程.ppt

建筑施工技术之土方工程.ppt

《建筑施工技术之土方工程.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑施工技术之土方工程.ppt（88页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第一章第一章土方工程土方工程概概述述土方量计算与调配土方量计算与调配土方开挖的辅助工作土方开挖的辅助工作土方工程机械化施工土方工程机械化施工土方填筑土方填筑第一节概述一、土方工程的施工分类、特点1、施工分类、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。

二、土的工程分类按开挖的难易程度分为八类一类土（松软土）、二类土（普通土）三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）以上土适合于机械或人工直接开挖机械或人工直接开挖五类土（软石）、六类土（次坚石）七类土（坚石）、八类土（特坚石）以上土适合于爆破开挖爆破开挖三、土的工程性质1、土的可松性土的可松性：

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/V11.081.5最后可松性系数KS=V3/V11.011.3V1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。

用途：

开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土第二节第二节土方量计算与调配土方量计算与调配一、基坑、基槽、路堤一、基坑、基槽、路堤土方量计算土方量计算11、基坑土方量：

、基坑土方量：

按拟柱体法按拟柱体法VV=（=（FF下下+4+4FF中中+FF上上）HH/6/6F下F上上F中中H二、场地平整土方量二、场地平整土方量方格网法方格网法

（一）确定场地设计标高

（一）确定场地设计标高考虑的因素：

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。

场地设计标高场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：

如无规定：

挖填平衡法1、初步标高、初步标高（按（按挖填平衡）挖填平衡）方法方法：

将场地划分为每格边长1040m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）。

aaaaaaH11H12H21H22则场地初步标高：

场地初步标高：

H0=（H11+H12+H21+H22）/4MH11、H12、H21、H22一个方格各角点的自然地面标高；M方格个数。

或：

或：

H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4MH1一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。

2、场地设计标高的调整、场地设计标高的调整按泄水坡度调整。

按泄水坡度调整各角点设计标高按泄水坡度调整各角点设计标高：

LyLxixiyH0

（2）双向排水时，各方格角点设计标高为：

LH11H0H0iH12H21Hn=H0LiHn=H0LxixLyiy

（1）单向排水时，各方格角点设计标高为:

Hn【例例】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。

解：

解：

（1）初步设计标高）初步设计标高（场地平均标高）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）/（49）=70.29（m）70.0970.09

（2）按泄水坡度调整设计标高：

）按泄水坡度调整设计标高：

Hn=H0LxixLyiy；H1=70.29302+303=70.3270.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26H070.29H2=70.29102+303=70.36H3=70.29+102+303=70.40其它见图70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09

（二）场地土方量计算

（二）场地土方量计算1、计算各方格角点的施工高度、计算各方格角点的施工高度hn：

hn=HnHn即：

hn=该角点的设计标高自然地面标高（m）h1=70.3270.09=0.23（m）；正值为填方高度。

+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44h2=70.3670.40=0.04（m）；负值为挖方高度70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.092、确定零线、确定零线（挖填分界线）（挖填分界线）插入法、比例法找零点零点连线h1003、场地土方量的计算：

、场地土方量的计算：

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

（1）四角棱柱体法）四角棱柱体法1）全挖、全填格）全挖、全填格：

V挖（填）=a2（h1+h2+h3+h4）/4h1h4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：

）部分挖、部分填格：

V挖（填）=a2h挖（填）2/4hh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。

（2）四方棱柱体平均高度法）四方棱柱体平均高度法（略）（3）三角棱柱体法）三角棱柱体法（略）均见教材三、土方的调配：

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。

11、要求：

、要求：

总运输量最小；土方施工成本最低。

2、步骤：

、步骤：

（11）找出零线，画出挖方区、填方区；找出零线，画出挖方区、填方区；

（2）划分调配区）划分调配区注意：

注意：

1）位置与建、构筑物协调，且考虑开、施工顺序；2）大小满足主导施工机械的技术要求；3）与方格网协调，便于确定土方量；4）借、弃土区作为独立调配区。

B1A1A2A3A4B2B30000（3）找各挖、填方区间的平均）找各挖、填方区间的平均运距运距（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挖填B1B2B3挖方量A15070100500A2704090500A36011070500A48010040400填方量8006005001900划分调配区示例：

划分调配区示例：

（4）列挖、填方平衡及运距表）列挖、填方平衡及运距表（5）调配）调配方法：

最小元素法就近调配。

方法：

最小元素法就近调配。

顺序顺序：

先从运距小的开始，使其土方量最大。

n列列填方量填方量填填挖挖B1B2B3挖方量挖方量A15070100500A2704090500A36011070500A480100404008006005001900m行行400500500300100100结果：

所得运输量较小，但不一定是最优方案。

结果：

所得运输量较小，但不一定是最优方案。

（总运输量（总运输量97000m3-m）（6）画出调配图（略）画出调配图（略）5003、调配方案的优化、调配方案的优化（线性规划中表上作业法）

（1）确定初步调配方案）确定初步调配方案（如上）

（2）判别是否最优方案）判别是否最优方案用位势法求检验数ij，若所有ij0，则方案为最优解。

1）求位势）求位势Ui和和Vj：

位势和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。

计算方法：

平均运距（或单方费用）Cij=Ui+Vj设U1=0，挖挖填填位势数位势数B1B2B3位势数位势数UiVjA15005070100A2705004090A33006010011010070A48010040040U1=0V1=50U3=10V2=100U2=60V3=60U4=20U3=C31V1=6050=10；则V1=C11U1=500=50；V2=11010=100；2）求空格的检验数）求空格的检验数ijij=CijUiVj;11=500500（有土）;结论：

结论：

表中12为负值负值，不是最优方案。

应对初始方案进行调整。

-30+40+80+90+50+2013=10006040;挖挖填填B1B2B3UiVjV1=50V2=100V3=60A1U1=0070100A2U2=-6070090A3U3=10000A4U4=-20801000位势数位势数5060110404070求检验数表21=70（60）5080;12=70010030（三）方案调整（三）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。

填方量填方量填填挖挖B1B2B3挖方量挖方量A1500A2500A3500A44008006005001900400500500300100100X12（100）（0）（400）（400）3）再求位势及空格的检验数）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ij0而得到最优解。

+40+50+60+50+50U1=0V1=50V2=70U2=30U3=10V3=60U4=20位势数位势数挖挖填填B1B2B3UiVjA1A2A3A4506011040407080100707010090+30000000由于所有的检验数ij0，故该方案已为最优方案。

（5）求出最优方案的求出最优方案的总运输量总运输量：

40050100705004040060100704004094000m3-m。

（4）绘出调配图）绘出调配图：

（包括调运的流向、数量、运距）。

（包括调运的流向、数量、运距）。

A1A2A3A4B1B2B3m3m有借、弃土时的土方调配图有借、弃土时的土方调配图第三节第三节土方开挖的辅助工作土方开挖的辅助工作一、降低地下水位

（一）降水目的降水目的1、防止涌水、冒砂，保证在较干燥的状态下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、减少坑壁支护结构的水平荷载。

（二）流砂现象流砂现象1概念概念：

基坑挖土至地下水位以下，土质为细砂土或粉砂土的情况下，采用集水坑降低地下水时，坑下的土有时会形成流动状态，并随着地下水流入基坑，这种现象称为流砂现象流砂现象。

2流砂原因流砂原因内因：

土质为粉状，密度较小外因：

动水压力Gd的存在动水压力的原理动水压力实验：

结论：

2流砂原因内因：

土质为粉状，密度较小外因：

动水压力的存在QFGD当动水压力大于或等于土的浸水重度（GDQ-F）时，土粒被水流带到基坑内.主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中。

3流砂的防治减小动水压力（板桩等增加L）；平衡动水压力（抛石块、水下开挖、泥浆护壁）；改变动水压力的方向（井点降水）。

25排水沟排水沟集水井集水井水泵水泵（三）降排水方法（三）降排水方法1集水井法（明排水法）用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者挖至地下水位时，挖排水沟设集水井抽水再挖土、沟、井

（一）普通明沟排水法

（一）普通明沟排水法

（二）分层明沟排水法二）分层明沟排水法2井点降水法井点降水法

（1）特点）特点效果明显，使土壁稳定、避免流砂、防止隆起、方便施工；可能引起周围地面和建筑物沉降。

（2）井点类型及适用范围）井点类型及适用范围井点类型渗透系数降水深度最大井距主要原理单级轻型井点0.120m/d36m1.62m地上真空泵或喷射嘴真空吸水多级轻型井点620喷射井点0.12082023m地下喷射嘴真空吸水电渗井点6m，或土质不良。

环状：

环状：

在坑槽四周布置。

用于面积较大的基坑。

单排单排井点平面及高程布置井点平面及高程布置环状环状井点平