土木工程施工技術(shù)土方工程場地平整學(xué)習(xí)教案

1、土木工程土木工程(tm gngchng)施工技術(shù)土施工技術(shù)土方工程場地平整方工程場地平整第一頁，共68頁。 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求: :了解土木工程了解土木工程(tm gngchng)(tm gngchng)施工技術(shù)的研究施工技術(shù)的研究方向；方向； 掌握學(xué)習(xí)方法；掌握學(xué)習(xí)方法；熟悉施工中土的工程分類及分類依據(jù)；熟悉施工中土的工程分類及分類依據(jù)；掌握土的可松性；掌握土的可松性；熟悉原狀土壓實后的沉降量。熟悉原狀土壓實后的沉降量。 第1頁/共68頁第二頁，共68頁。第2頁/共68頁第三頁，共68頁。第3頁/共68頁第四頁，共68頁。1.1.2 1.1.2 土的工程土的工程(gngchng)(gngchn

2、g)分類分類土的分類土的級別土的名稱開挖方法及工具一類土松軟土I砂土、粉土、沖積砂土層、疏松的種植土、淤泥（泥炭）用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類土普通土II粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；種植土、填土用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土堅土III軟及中等密實粘土；重粉質(zhì)粘土、礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質(zhì)粘土；壓實的填土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類土砂礫堅土IV堅硬密實的粘性土或黃土；含碎石卵石的中等密實的粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r整個先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘第4頁/共68頁第五頁，共68頁。五類土軟石VVI硬質(zhì)粘土；中密的

3、頁巖、泥灰?guī)r、白奎土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土次堅石VIIIX泥巖、砂巖、礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖及正長巖用爆破方法開挖，部分用風(fēng)鎬七類土堅石XXIII大理石；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風(fēng)化安山巖；玄武巖用爆破方法開挖八類土特堅石XIVXVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細?；◢弾r、石英巖、輝長巖、粉巖、角閃巖用爆破方法開挖第5頁/共68頁第六頁，共68頁。機械機械(jxi)或人工直接開挖或人工直接開挖 五類土（軟石）五類土（軟石） 六類土（次堅石）六類土

4、（次堅石） 七類土（堅石）七類土（堅石） 八類土（特堅石）八類土（特堅石）爆破開挖爆破開挖第6頁/共68頁第七頁，共68頁。 1、土的可松性：自然狀態(tài)、土的可松性：自然狀態(tài)(zhungti)下的土經(jīng)開挖后，體積下的土經(jīng)開挖后，體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)。因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)。 V1 土在自然狀態(tài)下的體積。土在自然狀態(tài)下的體積。 m3V2 土經(jīng)開挖后松散狀態(tài)下的體積。土經(jīng)開挖后松散狀態(tài)下的體積。 m3V3 土經(jīng)回填壓實后的體積。土經(jīng)回填壓實后的體積。 m3 最初可松性系數(shù)最初可松性系數(shù) 1.081.5 最后可松性系數(shù)最后可松性系數(shù) 1.011.3 用途：

5、用途： KS：可估算裝運車輛：可估算裝運車輛(chling)和挖土機械和挖土機械 KS ：可估算填方所需挖土的數(shù)量：可估算填方所需挖土的數(shù)量V1V2V2 V1V2V3 V1V321sVKV31sVKV第7頁/共68頁第八頁，共68頁。208m3某基坑某基坑(j kn)208m3 ，現(xiàn)需回填，用，現(xiàn)需回填，用2m3 的裝載車從附近運土，的裝載車從附近運土，問需要多少車次的土？問需要多少車次的土？ （ KS=1.20 ， KS=1.04 ）答：填方用土：答：填方用土： V1 = V3/ KS=208/1.04=200m3（原狀（原狀(yun zhun)土）土） V2 = KS V1 =1.02*2

6、00=240m3（松散土）（松散土） 2m3 的裝載車運土需要車次：的裝載車運土需要車次： n=240/2=120車次車次第8頁/共68頁第九頁，共68頁。 C原狀土的抗陷系數(shù)原狀土的抗陷系數(shù)(kg/cm3),按表取值按表取值第9頁/共68頁第十頁，共68頁。LhK的單位：的單位：m / d粘土粘土 0.1，粗砂粗砂5075，卵石卵石100200 用途用途(yngt)：降低水位：降低水位;回填?；靥?。第10頁/共68頁第十一頁，共68頁。vmvmsdd第11頁/共68頁第十二頁，共68頁。%100swggw 開挖、行車(hngch)（2530%陷車）、邊坡穩(wěn)定 最佳含水量可使填土獲得最大密實度

7、的含水量。 （擊實試驗、手握經(jīng)驗確定）第12頁/共68頁第十三頁，共68頁。 場地豎向規(guī)劃設(shè)計場地豎向規(guī)劃設(shè)計 場地平整土方量計算場地平整土方量計算 土方調(diào)配土方調(diào)配(diopi) 場地平整土方機械及其施工場地平整土方機械及其施工第13頁/共68頁第十四頁，共68頁。 (1) 滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅粷M足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅?(2) 盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量； (3)爭取在場區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低爭取在場區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低(jingd)運輸費運輸費; (4)有一定泄水坡度，滿足排水要求。有一定泄水坡度，滿足排水要求。場地設(shè)計標高一般在設(shè)計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：

8、場地設(shè)計標高一般在設(shè)計文件上規(guī)定，如無規(guī)定： (1)小型場地小型場地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型場地大型場地最佳平面設(shè)計法最佳平面設(shè)計法（用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小）（用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最?。┑?4頁/共68頁第十五頁，共68頁。aaaaaaH11H12H21H22原則：場地內(nèi)挖填方平衡，平整前后原則：場地內(nèi)挖填方平衡，平整前后(qinhu)土方量相等。土方量相等。第15頁/共68頁第十六頁，共68頁。H11H12H21H22 H0=（H11+H12+H21+H22）/4M H11、 H12、 H21、 H22 一個方格一個方格(fn )各角點的自然地面標高各角

9、點的自然地面標高 M 方格方格(fn )個數(shù)。個數(shù)。或：或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M H1一個方格一個方格(fn )所僅有角點的標高；所僅有角點的標高； H2、H3、H4分別為兩個、三個、四個方分別為兩個、三個、四個方格格(fn )共用角點的標高。共用角點的標高。第16頁/共68頁第十七頁，共68頁。70.09第17頁/共68頁第十八頁，共68頁。1)土具有土具有(jyu)可松性，必要時應(yīng)相應(yīng)的提高可松性，必要時應(yīng)相應(yīng)的提高H0挖方挖方(wfng)量量填方量填方量h2)受局部填挖的影響受局部填挖的影響溝渠溝渠3)經(jīng)過經(jīng)濟比較后，認為就近借土或棄土一部分更合理經(jīng)過經(jīng)濟比較后，

10、認為就近借土或棄土一部分更合理案例案例2 答：答： (2)不考慮土的可松性不考慮土的可松性 H0 = H0=70.29m第18頁/共68頁第十九頁，共68頁。單向單向(dn xin)排水時排水時:HH0li 雙向排水時，各方格角點設(shè)計標高雙向排水時，各方格角點設(shè)計標高Hn為：為：以場地中心點為以場地中心點為H0 Hn = H0 Lx ix L yi y按要求的泄水按要求的泄水(xi shu)坡度調(diào)整各角點設(shè)計標高坡度調(diào)整各角點設(shè)計標高Hn ：LyLxixiyH0Hn第19頁/共68頁第二十頁，共68頁。70.0970.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.387

11、0.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26 H070.29H2 =70.29102+303=70.36 H3 =70.29+102+303=70.40H1 =70.29302+303=70.32其它其它(qt)見圖見圖案例案例(n l)2第20頁/共68頁第二十一頁，共68頁。hn= Hn Hn hn 施工施工(sh gng)高度，填挖高度，填挖Hn 設(shè)計標高設(shè)計標高Hn 原地形標高原地形標高第21頁/共68頁第二十二頁，共68頁。70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1

12、470.1870.2270.2670.09+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 =70.36 70.40 =0.04 （m）；）；負值為挖方高度負值為挖方高度第22頁/共68頁第二十三頁，共68頁。ijhihjXi-jaXi-j=a hihi+ hj施工施工(sh gng)高度絕高度絕對值代入對值代入第23頁/共68頁第二十四頁，共68頁。70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.14

13、70.1870.2270.26+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+0.02-0.4470.090 0Xi-j=a hihi+ hjX1-2=20 *0.230.23+ 0.04= a h1h1+ h2= 17.04m第24頁/共68頁第二十五頁，共68頁。1.2.2 場地平整土方場地平整土方(tfng)量的計量的計算算h1 h4 方格角點施工高度方格角點施工高度(god)的絕對值的絕對值;a 方格網(wǎng)一個方格的邊長；方格網(wǎng)一個方格的邊長；V挖（填）挖（填）挖方或填方的體積（挖方或填方的體積（

14、m3）。）。V挖（填）挖（填）= ( h1+h2+h3+h4 )a24分別按方格求出挖、填方量，再求場地總挖方量、總填方量。分別按方格求出挖、填方量，再求場地總挖方量、總填方量。h1h2h3h4第25頁/共68頁第二十六頁，共68頁。（2）方格）方格(fn )四個角點有填有挖四個角點有填有挖a2 h挖（填）挖（填） 24 hV挖（填）挖（填） =h1h2h3h4第26頁/共68頁第二十七頁，共68頁。第27頁/共68頁第二十八頁，共68頁。)(63212HHHaV)(63231332HHHHHaV錐當三角形三個角點全部(qunb)為挖或全部(qunb)為填時：當三角形三個角點有填有挖時：)(6

15、1233231332HHHHHHHHaV偰第28頁/共68頁第二十九頁，共68頁。第29頁/共68頁第三十頁，共68頁?？傔\輸量最小（成本總運輸量最?。ǔ杀?chngbn)最低），最低），縮短工期和降低成本縮短工期和降低成本(chngbn)。合理確定合理確定(qudng)調(diào)配方向和數(shù)量調(diào)配方向和數(shù)量第30頁/共68頁第三十一頁，共68頁。 一期(y q) 先平整 余土余土欠土欠土二期二期數(shù)量，堆數(shù)量，堆放位置放位置TW天然地基天然地基第31頁/共68頁第三十二頁，共68頁。第32頁/共68頁第三十三頁，共68頁。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)第33頁/共68頁第三十四頁，共68頁。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)

16、挖方區(qū)第34頁/共68頁第三十五頁，共68頁。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)第35頁/共68頁第三十六頁，共68頁。最小元素法最小元素法 即對運距（或單價）最小的一對挖填分區(qū)，優(yōu)先地最大即對運距（或單價）最小的一對挖填分區(qū)，優(yōu)先地最大限度地供應(yīng)土方量，滿足該分區(qū)后，以此類推，直至所有的挖方分區(qū)限度地供應(yīng)土方量，滿足該分區(qū)后，以此類推，直至所有的挖方分區(qū)土方量全部分土方量全部分(b fen)完為止。完為止。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)400500500300100100第36頁/共68頁第三十七頁，共68頁。A.用矩陣法求假想運距：將有土方量的運距填入表中，利用矩形對角線用矩陣法求假想運距：將有土方量的運

17、距填入表中，利用矩形對角線角點之和相等角點之和相等(xingdng)的原則，求出未知的假想運距。的原則，求出未知的假想運距。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030第37頁/共68頁第三十八頁，共68頁。B.求檢驗數(shù)求檢驗數(shù)ij ： ij=運距運距cij 假想運距假想運距cij，C. 全部全部(qunb)ij 0 ，方案最優(yōu)；若有，方案最優(yōu)；若有ij 0，非優(yōu)，需調(diào)整。，非優(yōu)，需調(diào)整。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+第38頁/共68頁第三十九

18、頁，共68頁。閉回路法閉回路法 從負數(shù)方格出發(fā)，沿水平或垂直方向前進，遇到有土從負數(shù)方格出發(fā)，沿水平或垂直方向前進，遇到有土方量的方格可轉(zhuǎn)方量的方格可轉(zhuǎn)90度角再前進，如此轉(zhuǎn)彎和前進，必將能回到度角再前進，如此轉(zhuǎn)彎和前進，必將能回到原位置，形成原位置，形成(xngchng)折線形閉回路。折線形閉回路。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+第39頁/共68頁第四十頁，共68頁。調(diào)整土方量：從奇數(shù)轉(zhuǎn)角點格子中，找一個土方量最小的格子，將此格子變?yōu)檎{(diào)整土方量：從奇數(shù)轉(zhuǎn)角點格子中，找一個土方量最小的格子，將此格子變?yōu)榱?，并以?/p>

19、為調(diào)整值，奇數(shù)角點的土方量減去該值，歐數(shù)角點的土方量零，并以此為調(diào)整值，奇數(shù)角點的土方量減去該值，歐數(shù)角點的土方量加上該值，形成一個新的調(diào)配加上該值，形成一個新的調(diào)配(diopi)方案。方案。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+100 0400400第40頁/共68頁第四十一頁，共68頁。重復(fù)第三步步驟，若不是重復(fù)第三步步驟，若不是(b shi)最優(yōu)，繼續(xù)調(diào)整，直最優(yōu)，繼續(xù)調(diào)整，直至最優(yōu)。至最優(yōu)。填方填方區(qū)區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)400500400400100504060704070208030605030+由于所有的檢驗由于

20、所有的檢驗(jinyn)數(shù)數(shù) ij 0，故該方案已為最優(yōu)方案。，故該方案已為最優(yōu)方案。第41頁/共68頁第四十二頁，共68頁。最優(yōu)方案最優(yōu)方案(fng n)的總運輸量的總運輸量 = 400501007050040400601007040040= 94000m3-m 。初始方案初始方案(fng n)的總運輸量的總運輸量 = 5005050040300601001101007040040= 97000m3-m 。第42頁/共68頁第四十三頁，共68頁。T2-100型液壓操縱型液壓操縱(cozng)推土機推土機適用于： （1）平整場地：經(jīng)濟運距在100m內(nèi)（效率(xio l)最高60m），一三類土的挖運，壓實； （2）坑槽開挖：深度在1.5m內(nèi)、一三類土； （3）回填土方。第43頁/共68頁第四十四頁，共68頁。第44頁/共68頁第四十五頁，共68頁。第45頁/共68頁第四十六頁，共68頁。第46頁/共68頁第四十七頁，共68頁。第47頁/共68頁第四十八頁，共68頁。第48頁/共68頁第四十九頁，共68頁。A鏟刀鏟刀(chn do)寬；寬；B不大于拖拉機履帶凈寬不大于拖