《土方工程》PPT課件

建筑施工技術(shù),第三章土方工程,主講：胡莉萍,建筑施工技術(shù),目錄,第一節(jié)概述,第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,第三節(jié)邊坡穩(wěn)定問題,第四節(jié)施工排水及人工降低地下水位,第五節(jié)填方施工,建筑施工技術(shù),第一節(jié)概述,建筑施工技術(shù),本節(jié)要點(diǎn),土方工程施工的特點(diǎn)土的可松性土的工程分類,建筑施工技術(shù),土方工程是建筑工程的先導(dǎo)工程，是建筑施工主要的工種工程之一。它的施工過程包括土的開挖、爆破、運(yùn)輸、填筑、平整和壓實(shí)。工業(yè)與民用建筑工程中土方工程一般分為四類：1.場地平整2.基坑(槽)及管溝開挖3.地下工程大型土方開挖4.土方填筑,建筑施工技術(shù),土方工程的特點(diǎn)：1、面廣量大、勞動繁重2、施工條件復(fù)雜土方工程多為露天作業(yè)，施工受當(dāng)?shù)貧夂驐l件影響大，且土的種類繁多，成分復(fù)雜，工程地質(zhì)及水文地質(zhì)變化多，也對施工影響較大。,建筑施工技術(shù),第一節(jié)概述,1、土的可松性自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)成原來的體積，這種性質(zhì)，稱為土的可松性。工程意義：對土方平衡調(diào)配，基坑開挖時留棄土方量及運(yùn)輸工具的選擇有直接影響。土的可松性的大小用可松性系數(shù)表示。分為最初可松性系數(shù)和最終可松性系數(shù)。,建筑施工技術(shù),土的可松性系數(shù),建筑施工技術(shù),第一節(jié)概述,（1）最初可松性系數(shù)KS自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖成松散狀態(tài)后，其體積的增加，用最初可松性系數(shù)表示。（2）最終可松性系數(shù)K/S自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖成松散狀態(tài)后，回填夯實(shí)后，仍不能恢復(fù)到原自然狀態(tài)下體積，夯實(shí)后的體積與原自然狀態(tài)下體積之比，用最終可松性系數(shù)表示。(見教材P19表3-1),建筑施工技術(shù),第一節(jié)概述,土的工程分類土的種類繁多，其工程性質(zhì)直接影響土方工程施工方法的選擇，勞動量的消耗和工程費(fèi)用。土的分類方法很多，我們主要學(xué)習(xí)掌握與我們建筑施工技術(shù)課聯(lián)系較大的，根據(jù)土的開挖難易程度，在現(xiàn)行預(yù)算定額中，將土分為松軟土、普通土、堅土等八大類。(見教材P19表3-2),建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術(shù),本節(jié)要點(diǎn),基坑、基槽土方量計算場地設(shè)計標(biāo)高的確定場地平整土方量計算土方調(diào)配方案土方工程機(jī)械化施工,模擬題,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,了解:臨時性挖方邊坡值。三棱柱法計算土方量，邊坡土方量計算方法。熟悉：影響土方邊坡的穩(wěn)定的因素及土方邊坡的形式，場地設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整方法。掌握：基坑（基槽）土方量計算公式，場地平整的基本原則和計算步驟及方法。講授重點(diǎn)基坑（基槽）土方量計算，場地平整的基本原則和計算步驟及方法。講授難點(diǎn)場地平整的基本原則和計算步驟及方法。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,一、基坑、基槽土方量計算（一）基坑土方量計算基坑土方量的計算，可近似地按擬柱體體積公式計算（圖3-1圖3-2）,圖3-1基坑土方量計算圖3-2基槽土方量計算,基坑土方量計算,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,1第一段土方量。1第一段的長度。總土方量為各段土方量之和。12n1、2、n各分段的土方量（m3）,（二）基槽土方量計算,基槽土方量計算,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,二、場地設(shè)計標(biāo)高的確定（一）確定場地設(shè)計標(biāo)高的方法：、一般要求挖方量和填方量基本平衡；、初步確定場地設(shè)計標(biāo)高時，可根據(jù)平整前和平整后，方格網(wǎng)內(nèi)的挖方量和填表方量相等的原則確定；、最終采用的場地設(shè)計標(biāo)高，還應(yīng)考慮到一些因素的影響；、要考慮土的可松性的影響，標(biāo)高會提高一個H。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,適當(dāng)提高設(shè)計標(biāo)高,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,總之，合理確定場地設(shè)計標(biāo)高，是對工程設(shè)計和施工都十分重要的一項工作。除了進(jìn)行必要的理論計算外，還要對場地設(shè)計標(biāo)高的各種影響因素進(jìn)行分析，經(jīng)綜合考慮后做出最后的決定，作為最終采用的場地設(shè)計標(biāo)高。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,（二）初步確定場地設(shè)計標(biāo)高（理論）,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,平整場地坡度，一般標(biāo)明在圖紙上，如設(shè)計無要求，一般取不小于2的坡度，根據(jù)設(shè)計圖紙或現(xiàn)場情況，泄水坡度分單向泄水和雙向泄水。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,A單向泄水什么叫單向泄水當(dāng)場地向一個方向排水時，稱為單向泄水。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,單向泄水時場地設(shè)計標(biāo)高計算將已調(diào)整的設(shè)計標(biāo)高（H/0）作為場地中心線的標(biāo)高參考圖113，場地內(nèi)任一點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高為：,Hij=H/0LiHij場地內(nèi)任一點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高。L該點(diǎn)至H0H0中心線的距離。i場地泄水坡度。+該點(diǎn)比H/0H/0線高取“+”號，反之取“”號。H11=H/0+1.5ai,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,圖113單向泄水,返回,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,圖114雙向泄水,返回,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,B雙向泄水什么叫雙向泄水,場地向兩個方向排水，叫雙向泄水,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,雙向泄水時設(shè)計標(biāo)高計算將已調(diào)整的設(shè)計標(biāo)高H/0作為場地縱橫方向的中心點(diǎn)（圖114），場地內(nèi)任一點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高為：,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,雙向泄水時設(shè)計標(biāo)高計算Hij=H/0LxiXLyiyLx該點(diǎn)距軸的距離（m）；Ly該點(diǎn)距軸的距離（m）；iX.iy場地在方向的泄水坡度。+該點(diǎn)比H0點(diǎn)高取“+”號，反之取“”號。如圖：H11=H/0+1.5aix+aiy,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,計算零點(diǎn)標(biāo)出零線計算各方格角點(diǎn)的施工高度公式H0是假定場地為水平，不考慮泄水坡、邊坡，根據(jù)平整前總土方量等于平整后總土方量求得的。公式Hij是考慮泄水坡度后場地內(nèi)任一方格角點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高。但是在實(shí)際施工中，每一個方格是挖方還是填方呢？若為挖方，應(yīng)挖多少？若為填方，應(yīng)填多少？這就是施工高度問題。,建筑施工技術(shù),所謂施工高度:就是每一個方格角點(diǎn)的挖填高度，用hn表示。hn=HijHnh該角點(diǎn)的挖填高度，“+”值表示填方“，”值表示挖方。Hij該角點(diǎn)設(shè)計標(biāo)高。Hn該角點(diǎn)自然地面標(biāo)高。也就是地形圖上，各方格角點(diǎn)實(shí)際標(biāo)高，當(dāng)?shù)匦纹教箷r，按地形圖用插入法求的，當(dāng)?shù)孛嫫露茸兓鸱^大時，用經(jīng)緯儀測出。,第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術(shù),計算零點(diǎn)標(biāo)出零線當(dāng)同一方格的四個角點(diǎn)的施工高度全為“+”或全為“”時，說明該方格內(nèi)的土方則全部為填方或全部為挖方，如果一個方格中一部分角點(diǎn)的施工高度為“+”，而另一部分為“”時，說明此方格中的土方一部分為填方，而另一部分為挖方，這時必定存在不挖不填的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)叫零點(diǎn)，把一個方格中的所有零點(diǎn)都連接起來，形成直線或曲線，這道線叫零線，即挖方與填方的分界線。,第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術(shù),計算零點(diǎn)的位置:是根據(jù)方格角點(diǎn)的施工高度用幾何法求出，如圖（圖115）所示，D點(diǎn)為挖方，C點(diǎn)為填方，則：AOCDOB,圖115計算零點(diǎn)的位置示意圖,第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,式中：h1、h2相鄰兩角點(diǎn)填、挖方施工高度（以絕對值帶入）（m）；a方格邊長（m）；x零點(diǎn)距角點(diǎn)A的距離（m）。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,計算土方工程量四棱柱法A、方格四個角點(diǎn)全部為挖或填方時（圖116），其挖方或填方體積為：式中：h1、h2、h3、h4、方格四個角點(diǎn)挖或填的施工高度，以絕對值帶入（m）；a方格邊長(m)。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,圖116角點(diǎn)全填或全挖,返回,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,B、方格四個角點(diǎn)中，部分是挖方，部分是填方時（圖117），其挖方或填方體積分別為：,B、方格四個角點(diǎn)中，部分是挖方，部分是填方時（圖117），其挖方或填方體積分別為：,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,圖117角點(diǎn)二填或二挖,返回,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,C、方格三個角點(diǎn)為挖方，另一個角點(diǎn)為填方時（圖118），其填方體積為：,其挖方體積為：,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,圖118角點(diǎn)一填三挖,返回,建筑施工技術(shù),計算土方工程量,三棱柱法計算時先把方格網(wǎng)順地形等高線將各個方格劃分成三角形（圖119）,圖119按地形方格劃分成三角形每個三角形的三個角點(diǎn)的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,A、當(dāng)三角形三個角點(diǎn)全部為挖或填時（圖120a），其挖填方體積為：,式中：a方格邊長（m）；h1、h2、h3三角形各角點(diǎn)的施工高度，用絕對值（m）代入。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,五、土方工程機(jī)械化施工土方工程施工機(jī)械的種類繁多，常用的有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、平土機(jī)、松土機(jī)、單斗挖土機(jī)、多斗挖土機(jī)和各種碾壓、夯實(shí)機(jī)械。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,（一）推土機(jī),建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,1、推土機(jī)的作業(yè)內(nèi)容2、推土機(jī)的施工方法（1）下坡推土（2）并排推土（3）槽形推土,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,（二）鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)有拖式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)兩種。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,鏟運(yùn)機(jī)能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等多項作業(yè)。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,自行式鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為8001500m，拖式鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為200350m。鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行路線對生產(chǎn)效率影響較大，應(yīng)根據(jù)工程具體條件合理選擇。,建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,（三）單斗挖土機(jī)1、正鏟挖土機(jī),建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,2、反鏟挖土機(jī),建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,3、拉鏟挖土機(jī),建筑施工技術(shù),第二節(jié)土方工程量計算與土方調(diào)配,4、抓鏟挖土機(jī),建筑施工技術(shù),第三節(jié)邊坡穩(wěn)定問題,為了施工安全,防止塌方,保持基坑(槽)土壁的穩(wěn)定,在土方工程施工中,對挖方或填方邊緣,均應(yīng)制成一定坡度的邊坡。土方邊坡的大小，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件、挖方深度或填方高度、地下水位、排水情況、施工方法、邊坡留置時間的長短、邊坡上部的荷載情況、相鄰建筑物的情況等因素綜合考慮確定。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,一、集水井降水法1、集水井的設(shè)置,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,2、水泵性能的選擇常用的有離心泵和潛水泵。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,二、井點(diǎn)降水法1、井點(diǎn)降水法的原理與作用,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,2、井點(diǎn)降水的方法降低地下水位的方法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)等?？筛鶕?jù)降水深度、土層滲透系數(shù)、技術(shù)設(shè)備條件等合理選用，各類井點(diǎn)的施工范圍如表3-9。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,（1）輕型井點(diǎn)的設(shè)備輕型井點(diǎn)由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備兩部分組成。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,（2）輕型井點(diǎn)的布置平面布置（單排）?；訉挾刃∮?m；降水深度不超過5m。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,平面布置（環(huán)形）。當(dāng)基坑面積較大時。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,高程布置輕型井點(diǎn)降水深度,考慮抽水設(shè)備的水頭損失以后,一般不超過6m。計算公式：HH1hiLH1：井點(diǎn)管埋置面至坑底面的距離，m；h：基坑底面至降低后的地下水位線的距離，m；i：水力坡度，單排井點(diǎn)取1/4，環(huán)形井點(diǎn)取1/10；L：井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離，m。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,（3）輕型井點(diǎn)的設(shè)計與計算基坑涌水量計算根據(jù)井底是否達(dá)到不透水層，可將水井分為無壓完整井和無壓非完整井。無壓完整井：井底達(dá)到不透水層。無壓非完整井：井底未達(dá)到不透水層。確定井點(diǎn)管數(shù)量與間距,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,（4）輕型井點(diǎn)的施工輕型井點(diǎn)的施工程序為敷設(shè)總管、沖孔埋設(shè)井點(diǎn)管、安裝抽水設(shè)備、抽水試運(yùn)轉(zhuǎn)。井點(diǎn)管埋設(shè)一般采用沖孔法。用起重設(shè)備將沖管吊起，插在井點(diǎn)位置上，然后開動高壓水泵，將土沖松，沖管則邊沖邊沉。沖孔直徑一般為300mm，以保證井管四周有一定厚度的砂濾層，沖孔深度宜比濾管底深0.5m左右,以防沖管拔出時,部分土顆粒沉于底部而觸及濾管底部。,建筑施工技術(shù),第四節(jié)施工排水和人工降低地下水位,例3-4某建筑物矩形基坑，如下圖。開挖深度為4m?；拥撞科矫娉叽纾嚎拥讓挾葹?0.5m、長度為30.5m。基坑邊坡為1:m=1:0.5。自然地面標(biāo)高取為0.00m。地下水位標(biāo)高為-1.00m。不透水層標(biāo)高為-10.00m。不透水層上面的含水層為細(xì)砂層，透水系數(shù)K=15m