土方降水機(jī)械效率計(jì)算

第1章 土方工程常見土方工程：場地平整，基坑、溝槽開挖，人防工程和地下建筑屋的土方開挖，路基工程等；土方工程的主要施工過程：開挖、爆破、運(yùn)輸、填筑、平整和壓實(shí)等。概述土方工程的特點(diǎn)工程量大；施工工期長；工人勞動(dòng)強(qiáng)度大；施工條件復(fù)雜（受氣候、水文、地質(zhì)等影響較大；土的工程分類土的分類方法：按土的顆粒級(jí)配（幾何上）按土的塑性指數(shù)（物理指標(biāo)上）按土的沉積年代（時(shí)間上）按土的開挖難易程度（工程性質(zhì)上，見書本P4表2-1土的基本性質(zhì)一般用土的三相圖來表示土的組成。土的物理性質(zhì)：經(jīng)回填壓實(shí)，也不能恢復(fù)到原來的性質(zhì)；土的可松性可松性系數(shù)表示：Ks

V/V2

K's

V/V3 1V——土在天然狀態(tài)下的體積；1V——土在開挖后松散狀態(tài)下的體積；2V——土在經(jīng)壓（夯）后的體積3200m3則回填后余下松土有多少？（k=1.2, k =1.1）S S練習(xí)：某基坑開挖體積為500m3，基礎(chǔ)體積為250m3用土去填滿，填滿后，剩余的土填入底面積為10×10m2的坑內(nèi)，問坑為多高？（k=1.2,k =1.1）S Sm土的天然含水量——指土中水的重量與土的固體顆粒重量的百分比，w w100%msmVd

m sVV土的孔隙比——土的孔隙體積與固體體積的比值，evVsV土的孔隙率——土的孔隙體積與總體積的比值，nv100%V土的滲透性及滲透系數(shù)——指水流通過土中孔隙的難易程度的能力用滲透系數(shù)K表示，單位為m/d.土方工程量計(jì)算及土方調(diào)配基坑、基槽20m23倍以內(nèi)者；基坑的土方量計(jì)算（例：V=（H/6）×(A

+4A

+A)式中：A、A——上、下底面積；1 2A——中截面的面積；0H——深度；

1 0 2基槽：寬度在3m以內(nèi)，且長度等于或大于寬度3倍者；基槽的土方量計(jì)算：V=（H/6）×(A

+4A

+A)式中：A、A——上、下底面積；1 2A——中截面的面積；0H——深度；場地平整土方量的計(jì)算

1 0 2場地平整：將現(xiàn)場平整為施工所要求的設(shè)計(jì)平面；場地平整的步驟：確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高－>計(jì)算挖、填土方工程量—>確定土方平整調(diào)配方案—>選擇土方機(jī)械、擬定施工方案。確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高初步計(jì)算場地設(shè)計(jì)標(biāo)高原則：場地內(nèi)挖、填方量平衡；（地形圖時(shí)計(jì)算場地設(shè)計(jì)標(biāo)高；設(shè)計(jì)標(biāo)高的計(jì)算公式：n H H H

H2H 4HHna2(a2 i1 i2 i3 i4)

1 2 3 40 i1 4

0 4n場地標(biāo)高的調(diào)整土的可松性；邊坡挖填方量不等；就近挖填土；泄水坡度的影響——單向泄（H H li雙向泄（H H lili；i 0 i 0 xx yy場地土方量的計(jì)算（節(jié)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高－自然地面標(biāo)高）累計(jì)求挖、填方總量；hn

H Hnhn

——角點(diǎn)施工高度；H——角點(diǎn)的實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高；nH——角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高；計(jì)算零點(diǎn)位置當(dāng)一個(gè)方格內(nèi)同時(shí)有填挖方時(shí)，按下式計(jì)算零點(diǎn)位置：x

1 ；h1 hhh1 2計(jì)算方格土方工程量（書上列出了各種挖填方的土方量計(jì)算公式）邊坡土方量計(jì)算計(jì)算土方總量（累加）土方調(diào)配土方調(diào)配：對(duì)挖土的棄和填的填的綜合協(xié)調(diào)；土方調(diào)配的原則挖方和填方基本平衡和就近調(diào)配；考慮施工與后期利用；合理布置挖、填分區(qū)線，選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸路線；好土用在回填質(zhì)量高的地區(qū)；土方調(diào)配圖表的編制方法（教材上例題）劃分調(diào)配區(qū)（若干個(gè)網(wǎng)格的聯(lián)合；計(jì)算土方量（編寫在圖上；計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距平均運(yùn)距：挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)重心的距離。挖（填）方區(qū)重心的求法——取場地 Vx Vy或方格網(wǎng)中縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，求各區(qū)土方的重心公式為：[X,Y][ii

i,i

i i]；確定土方最優(yōu)調(diào)配方案（以線性規(guī)劃理論為基礎(chǔ)；

V Vj j j j在場地地形圖上繪制土方調(diào)配圖、調(diào)配平衡表（調(diào)配方向、土方數(shù)量和平均運(yùn)距；施工準(zhǔn)備與輔助工作施工準(zhǔn)備土方開挖前的主要準(zhǔn)備準(zhǔn)備工作：場地清理（房屋、古墓、通訊電纜、水道、樹木等；排出地面水（盡量利用自然地形來排水，設(shè)置排水溝；修筑臨時(shí)設(shè)施（道路、水、電、機(jī)棚；土方邊坡與土壁支撐土方邊坡土方邊坡的坡度：土方挖方深度H與底寬B之比，即土方邊坡坡度＝1

1，式中，m成為邊坡系數(shù)；

B/H m影響土方邊坡大小的因素：土質(zhì)、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時(shí)間、邊坡附近的荷載狀況、排水情況；書上給出了不放坡和放坡兩種情形的具體條件；土壁支撐土壁支撐的優(yōu)點(diǎn)：縮小施工面、減少土方量和克服場地限制；擋土板的類型、適用情形：橫撐式擋土板——斷續(xù)式（適合濕度較小的粘土、連續(xù)式（適合松散、濕度大的土；——隨挖隨撐，隨拆隨填；()；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明排水法：在基坑或溝槽開挖時(shí)，采用截、疏、抽的方法進(jìn)行排水（水泵抽走）集水井的截面尺寸和構(gòu)造要求見教材P19；明排水方法的適用范圍：開挖深度不宜太大，地下水位不宜太高，土質(zhì)宜較好；流砂：基坑底部的土成流動(dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入基坑的現(xiàn)象流砂的特點(diǎn)：土完全喪失承載能力一定程度時(shí)，使土粒處于懸浮流動(dòng)狀態(tài)；流砂的受力分析：F

hFw1

hFTlF0w2 hF——作用在土體a－a截面上的總水壓力；w1 hF——作用在土體b－b截面上的總水壓力；w2TlF ——水滲流時(shí)的土顆?？傋枇?；hh水力坡度：水頭差與滲透路徑長度的比值1l 2GD

TIw當(dāng)動(dòng)水壓力GD'一起流動(dòng)，發(fā)生“流砂現(xiàn)象易發(fā)生流砂的土（見教材P21；法、水下挖土法、人工降低地下水位（輕型井點(diǎn)降水）等；量小于承壓水的頂托力時(shí)，發(fā)生管涌現(xiàn)象；Hw人工降低地下水位定義：在基坑開挖前，預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的慮水管（井水，使地下水位降落在坑底以下。方法：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)等，各種方法的適用范圍見教材P22；輕型井點(diǎn)降低地下水位（圖例見教材P23頁）組成：管路系統(tǒng)與抽水設(shè)備；管路系統(tǒng)：井點(diǎn)管、濾管、總管、聯(lián)結(jié)管；抽水設(shè)備：離心泵、真空泵、水氣分離器；水深度等；U形井點(diǎn)、環(huán)狀井點(diǎn)；輕型井點(diǎn)的平面布置的構(gòu)造；輕型節(jié)點(diǎn)的高層布置：井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H（不包括慮管長，按下式計(jì)算（圖例見教材P24：HHhIL；1式中I——地下水降落坡度，環(huán)狀井點(diǎn)1/10，單排線狀井點(diǎn)為1/4；輕型節(jié)點(diǎn)的高層布置的構(gòu)造；注意事項(xiàng)：慮管必須埋設(shè)在透水層內(nèi)；總管的布置宜接近地下水位線（可事先挖槽；水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略低于總管；總管應(yīng)具有0.2％0.％的坡度（坡向泵房；輕型井點(diǎn)的計(jì)算井點(diǎn)的分類：（不）完整井（井底是否達(dá)到不透水層（無）承壓井（地下水是否有壓力；承壓完整井、承壓非完整井、無壓完整井、無壓非完整井；涌水量計(jì)算對(duì)于無壓完整井，其涌水量計(jì)算公式為（教材P27上有圖例：(2Hs)sQ1.366K lgRlgx0式中，K——土的滲透系數(shù)；H——含水層厚度；s——水位降低值；HKR——抽水影響半徑，一般用式RsHK

計(jì)算；x——環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑，對(duì)于矩形基坑，其長度與寬度之比不大于5時(shí)，F(xiàn)/F/可按式x 0

計(jì)算，F(xiàn)為環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)所包圍的面積；對(duì)于無壓非完全井，其涌水量計(jì)算公式為（教材P27上有圖例：Q1.366K

(2H0

s)slgRlgx0式中，H——有效抽水深度，H f(S',l)，可按教材P26上表格查；0 0S'——井點(diǎn)管中水位降落值；l——慮管長度；對(duì)于承壓完全井，其涌水量計(jì)算公式為：Q2.73K KMslgRlgx0式中，M——承壓含水層厚度上述三式的應(yīng)用條件：5；基坑寬度小于抽水影響半徑的兩倍；井點(diǎn)管數(shù)量與井距的確定qdl3Kn/qDL/n，其中L注意事項(xiàng)：井點(diǎn)管間距不能過小，否則彼此干擾過大；在基坑周圍四角和靠近地下水流方向一邊的井點(diǎn)管應(yīng)適當(dāng)加密；實(shí)際采用的井距，還應(yīng)與集水總管上的短接頭間距相適應(yīng)；抽水設(shè)備的選擇：真空泵，按總管長度選用；離心泵，按涌水量的大小選用；井點(diǎn)管的安裝使用輕型井點(diǎn)的安裝程序：排總管→埋設(shè)井點(diǎn)管→彎管連接→安裝抽水設(shè)備井點(diǎn)管的沖水法埋設(shè)程序：吊直定位→邊沖邊沉（構(gòu)造慮層→粘土封口（防漏氣；輕型井點(diǎn)使用時(shí)的注意事項(xiàng)：宜連續(xù)抽水，否則易堵塞慮管，建筑屋沉降，地下水回升（邊坡塌方觀察真空泵的真空度，對(duì)于漏氣，采取措施；檢查井點(diǎn)管是否堵塞（正常管，則應(yīng)冬暖夏涼設(shè)置觀察孔在影響半徑內(nèi)觀察地下水位；噴射井點(diǎn)降低地下水位6m0.1~2.0m/d噴射井點(diǎn)的主要設(shè)備（見教材P31；噴射井點(diǎn)的工作原理（見教材P31；噴射井點(diǎn)的平面布置（見教材P31；深井井點(diǎn)降低地下水位適用情形：抽水量大、較深的砂類土，降水深度可達(dá)50米；土方機(jī)械化施工常用的施工機(jī)械有：推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、單斗挖土機(jī)、裝載機(jī)等；常用土方施工機(jī)械的施工特點(diǎn)推土機(jī)施工按推土板分類：鋼絲繩操作、油壓操作（升調(diào)推土板、轉(zhuǎn)動(dòng)推土板使用范圍：場地清理、場地平整；破、松硬土；土方壓實(shí)；特點(diǎn)：操作靈活、工作面小、行駛塊；提高生產(chǎn)率的作業(yè)方法：下坡推土——利用機(jī)械重力勢能提高生產(chǎn)率；并列推土——減小土的散失；多刀送土——先集中堆積在A處，然后再推到B處；推土機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算P

3600q (m3/h)；h TKv sPd

8QKh

(m3/臺(tái)班）鏟運(yùn)機(jī)施工構(gòu)成：牽引機(jī)械和土斗；分類：拖式和自行式，油壓式和索式；使用范圍：挖土、運(yùn)土、平土和填土；特點(diǎn)：適合大面積土方工程，適合松土和普通土，適合含水率低的土質(zhì)；提高生產(chǎn)率的作業(yè)方法：8字形路線；鏟土機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算3600qK小時(shí)生產(chǎn)率：P c(m3/h)；h TKc s式中：K ——鏟斗裝土的充盈系數(shù)（一般砂土為0.7，其它土為0.8～1.；cl平均運(yùn)距）Tt裝土?xí)r間)t(土?xí)r間)t(檔和調(diào)頭時(shí)間)c 1 平均運(yùn)速）2 3cP8PK(m3/臺(tái)班）d h B單斗挖土機(jī)施工分類：履帶式和輪胎式（行走裝置，正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟（工作裝置；正鏟挖土機(jī)特點(diǎn)：向前先上，強(qiáng)制切土；適用范圍：大型干燥基坑開挖，土丘開挖；性能指標(biāo)：動(dòng)臂傾角、最大挖土高度、最大挖土半徑等（其它性能指標(biāo)見教材開挖方式：正向挖土，側(cè)向卸土（動(dòng)臂回轉(zhuǎn)半徑小，工作面小，效率高；正向挖土，發(fā)現(xiàn)卸土（動(dòng)臂回轉(zhuǎn)半徑大，工作面大，效率低；工作面：一次開行中進(jìn)行挖土的工作范圍，由挖土機(jī)技術(shù)指標(biāo)及挖、卸土的方式?jīng)Q定；工作面的布置原則：保證挖土機(jī)生產(chǎn)效率最高，而土方的欠挖數(shù)量最少；根據(jù)開挖方式，工作面分為正工作面，側(cè)工作面（教材P39～P40工作面計(jì)算方式；開挖層數(shù)和每層的開行次數(shù)的確定：D(挖方總高度）開挖層數(shù)：n ；（工作面高度，取H或h）m

F(挖方表面寬度）G（工作面高度，取B或B'正鏟挖土機(jī)的工作面布置（見教材P41；反鏟挖土機(jī)特點(diǎn)：后退向下，強(qiáng)制切土；適用范圍：基坑、基槽和管溝、含水率比較大的土質(zhì)；開挖方式：溝端開挖、溝側(cè)開挖；拉鏟挖掘機(jī)特點(diǎn)：后退向下、自重（土斗自重）切土；適用范圍：大而深的基坑；抓鏟挖土機(jī)特點(diǎn)：直上直下、自重（土斗自重）切土；適用范圍：窄而深的基坑；土方挖運(yùn)機(jī)械的選擇及配套計(jì)算土方機(jī)械的選擇：根據(jù)工程特點(diǎn)和技術(shù)條件以及各種土方挖運(yùn)機(jī)械的特點(diǎn)和適用范圍，選擇效率高、費(fèi)用低的機(jī)械進(jìn)行施工；教材P44～45頁給出了針對(duì)若干種工程特征和技術(shù)條件進(jìn)行土方挖運(yùn)機(jī)械的選擇方案；土方挖運(yùn)機(jī)械的配套計(jì)算：方法：確定主導(dǎo)施工機(jī)械的，根據(jù)主導(dǎo)機(jī)械的性能選擇配套機(jī)械；教材P45列舉了“挖運(yùn)機(jī)與運(yùn)土車輛的配套計(jì)算”案例；土方的填筑和壓實(shí)填筑的要求填方工程強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求正確選擇填土的種類和填筑方法。填筑的種類：碎石類土、砂土和爆破石渣用作表層下填料；粘土的含水量不宜太大；不應(yīng)采用大量含有有機(jī)質(zhì)的土——吸水變形；不應(yīng)采用防水溶性硫酸鹽的土——易溶解后形成空洞；不應(yīng)采用淤泥、凍土和膨脹土等用作填土；填筑方法：分層填筑；宜用同類土填筑；不同土，應(yīng)將透水性大的土置于下層；填筑壓實(shí)方法碾壓法適用范圍：大面積填土工程；種類：光面碾、羊足碾和氣胎碾；夯實(shí)法原理：利用夯錘的勢能來夯實(shí)土壤；適用范圍：小面積回填工程；種類：夯錘、內(nèi)燃機(jī)夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)；振動(dòng)壓實(shí)機(jī)原理：土粒在外界振動(dòng)力的作用下發(fā)生相對(duì)位移而變得密實(shí)；適用范圍：非粘性土的大面積填土；填土壓實(shí)的影響因素填土壓實(shí)的主要影響因素：壓實(shí)功、土的含水量、每層的鋪土厚度。壓實(shí)功的影響土體密度的變化梯度逐漸減小；對(duì)于松散土，不宜用重型碾壓機(jī)碾壓，應(yīng)先用輕型碾壓機(jī)碾壓；含水量的影響含水量過低，土粒間的摩擦力較大，不易壓實(shí)；含水量適中，水起潤滑作用，減小摩擦力，易壓實(shí)；教材P47上給出了各類土的最佳含水量；鋪土厚