土方降水機(jī)械效率計(jì)算

/土方工程常見土方工程：場(chǎng)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(zhǎng)；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)土的組成——土的固體顆粒、土中的水、土中的空氣；土的三相物質(zhì)實(shí)混合分布的，但一般用土的三相圖來表示土的組成。土的物理性質(zhì):土的可松性和可松性系數(shù)-—指自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，體積因松散而增大,以后雖經(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：最初可松性系數(shù)：,最終可松性系數(shù)：——土在天然狀態(tài)下的體積；——土在開挖后松散狀態(tài)下的體積;——土在經(jīng)壓（夯）后的體積例：某基坑開挖體積為２00m3,基礎(chǔ)體積為120m3，基礎(chǔ)做好后進(jìn)行土方回填。則回填后余下松土有多少?（ｋS=1。２,kS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，將剩余的土填入底面積為１0×10m2的坑內(nèi)，問坑為多高？(kS=1.2，k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，土的天然密度——指自然狀態(tài)下單位體積土的質(zhì)量,土的干密度——指單位體積固體顆粒部分的質(zhì)量，土的孔隙比——土的孔隙體積與固體體積的比值,土的孔隙率——土的孔隙體積與總體積的比值，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，水在單位時(shí)間內(nèi)穿透土層的能力用滲透系數(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、基槽基坑：底面積在2０ｍ2Ｖ=(H/6)×（A1+4Ａ0+Ａ2）式中：A1、A2—-上、下底面積;A0——中截面的面積；H——深度；基槽:寬度在3ｍ以內(nèi),且長(zhǎng)度等于或大于寬度3倍者；基槽的土方量計(jì)算:V=(H/6）×（A1+4A０+A2)式中：A1、A2——上、下底面積；A0—-中截面的面積；Ｈ——深度；場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算場(chǎng)地平整:將現(xiàn)場(chǎng)平整為施工所要求的設(shè)計(jì)平面;場(chǎng)地平整的步驟:確定場(chǎng)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(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)考慮的因素:建筑規(guī)劃、生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸、盡量利用地形、排水；初步計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高原則：場(chǎng)地內(nèi)挖、填方量平衡；步驟：劃分網(wǎng)格—〉利用等高線內(nèi)插求得節(jié)點(diǎn)標(biāo)高（有地形圖時(shí))/測(cè)量節(jié)點(diǎn)木樁高度（無地形圖時(shí))->計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高;設(shè)計(jì)標(biāo)高的計(jì)算公式：場(chǎng)地標(biāo)高的調(diào)整場(chǎng)地標(biāo)高調(diào)整的原因：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-—單向泄水(）、雙向泄水（）;場(chǎng)地土方量的計(jì)算計(jì)算步驟：（節(jié)點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高—自然地面標(biāo)高)->計(jì)算每個(gè)方格的挖填方量—＞計(jì)算場(chǎng)地邊坡的挖填方量—>累計(jì)求挖、填方總量;各方格角點(diǎn)的施工高度計(jì)算：式中：——角點(diǎn)施工高度；——角點(diǎn)的實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高;——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：；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(chǎng)地或方格網(wǎng)中縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，求各區(qū)土方的重心公式為:；確定土方最優(yōu)調(diào)配方案（以線性規(guī)劃理論為基礎(chǔ)）；在場(chǎng)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(chǎng)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，式中，m成為邊坡系數(shù)；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(chǎng)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;垂直式擋土板(適合松散和濕度很大的土）；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（開挖時(shí)，沿坑底周圍或中央開挖排水溝,再在溝底設(shè)集水井,使基坑內(nèi)的水經(jīng)排水溝流向集水井，然后用水泵抽走）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流砂的成因：高低水位間的壓力差使得水在其間的土體內(nèi)發(fā)生滲流，當(dāng)壓力差達(dá)到一定程度時(shí)，使土粒處于懸浮流動(dòng)狀態(tài)；流砂的受力分析：式中：——截面積—-作用在土體a-ａ截面上的總水壓力；——作用在土體b—ｂ截面上的總水壓力；--水滲流時(shí)的土顆?？傋枇?；水力坡度:水頭差與滲透路徑長(zhǎng)度的比值動(dòng)水壓力：當(dāng)動(dòng)水壓力時(shí)，土粒處于懸浮狀態(tài),土的抗剪強(qiáng)度等于零，土粒隨著滲流的水一起流動(dòng),發(fā)生“流砂現(xiàn)象”。易發(fā)生流砂的土（見教材P21）；流砂的治理辦法,主要途徑是消除、減少或平衡動(dòng)水壓力,具體措施有搶挖法、打板樁法、水下挖土法、人工降低地下水位(輕型井點(diǎn)降水）等；管涌：坑底位于不透水層，不透水層下面為承壓蓄水層,坑底不透水層的覆蓋厚度的重量小于承壓水的頂托力時(shí),發(fā)生管涌現(xiàn)象；管涌的受力分析：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)，利用抽水設(shè)備抽水,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；輕型井點(diǎn)的布置的影響因素:基坑大小、深度、土質(zhì)、地下水位的高低、流向、降水深度等;輕型井點(diǎn)的平面布置：?jiǎn)闻啪€狀井點(diǎn)、雙排井點(diǎn)、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(zhǎng)）,按下式計(jì)算(圖例見教材Ｐ２４):;式中--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。２5％～0。5%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）：式中，K——土的滲透系數(shù);H-—含水層厚度；s——水位降低值；R—-抽水影響半徑，一般用式計(jì)算；x０——環(huán)狀井點(diǎn)系統(tǒng)的假想半徑,對(duì)于矩形基坑，其長(zhǎng)度與寬度之比不大于5時(shí)，可按式計(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）：式中，Ｈ０——有效抽水深度,，可按教材P26上表格查；S’——井點(diǎn)管中水位降落值;l——慮管長(zhǎng)度；對(duì)于承壓完全井,其涌水量計(jì)算公式為：式中，M——承壓含水層厚度上述三式的應(yīng)用條件:矩形基坑的長(zhǎng)寬比小于５；基坑寬度小于抽水影響半徑的兩倍；井點(diǎn)管數(shù)量與井距的確定單根井點(diǎn)管的最大出水量:井點(diǎn)管的最少根數(shù):井點(diǎn)管的平均間距：，其中L為總管長(zhǎng)度;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(zhǎng)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）→拔沖管，插井點(diǎn)管→填灌砂慮層→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)降低地下水位適用情形：降水深度超過6m，土層滲透系數(shù)為0.1～２.0m/d,降水深度可大２0m；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(chǎng)地清理、場(chǎng)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(shì)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;槽形推土——減少土的散失;推土機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算小時(shí)生產(chǎn)率：;推土機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)率：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：合理的行走路線—-環(huán)形路線、8字形路線；施工方法--下坡鏟土、跨鏟法、助鏟法;鏟土機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算小時(shí)生產(chǎn)率：;式中:—-鏟斗裝土的充盈系數(shù)（一般砂土為0．75,其它土為0。85～1。３)；鏟運(yùn)機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)率：?jiǎn)味吠谕翙C(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P38）;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頁給出了詳細(xì)的兩類工作面計(jì)算方式）;開挖層數(shù)和每層的開行次數(shù)的確定:開挖層數(shù)：;開行次數(shù)：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(shì)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)功的影響對(duì)于相同的土體,壓實(shí)功越大，土體密度增加的速度越快；在壓實(shí)功變化不大的情況下，土體密度的變化梯度逐漸減?。粚?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)；含水量過大，土粒間的孔隙處于充盈狀態(tài),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;鋪土厚度的影響土在壓實(shí)功的作用下，短期（瞬時(shí)）附加應(yīng)力隨深度的增加而減小,其影響深度與壓實(shí)機(jī)械（外界條件），土的性質(zhì)和含水量（內(nèi)部因素,實(shí)際上指土的抗剪能力）有關(guān);教材Ｐ48上給出了各類土的最佳土層厚度;基