土方工程詳細演示文稿

土方工程詳細版演示文稿本文檔共68頁；當前第1頁；編輯于星期三\4點22分土方工程詳細版本文檔共68頁；當前第2頁；編輯于星期三\4點22分

學習要求:了解土木工程施工技術(shù)的研究方向；掌握學習方法；熟悉施工中土的工程分類及分類依據(jù)；掌握土的可松性；熟悉原狀土壓實后的沉降量。

本文檔共68頁；當前第3頁；編輯于星期三\4點22分§1.1概述1.1.1土方工程的特點

1、內(nèi)容主要：場地平整；坑、槽開挖；土方填筑。輔助：施工排、降水；土壁支撐。

2、施工特點（1）量大面廣；（2）勞動強度大，人力施工效率低、工期長；（3）施工條件復雜，受地質(zhì)、水文、氣侯影響大，不確定因素多。本文檔共68頁；當前第4頁；編輯于星期三\4點22分3、施工設計應注意（1）摸清施工條件，選擇合理的施工方案與機械；（2）合理調(diào)配土方，使總施工量最少；（3）合理組織機械施工，以發(fā)揮最高效率；（4）作好道路、排水、降水、土壁支撐等準備及輔助工作；（5）合理安排施工計劃，避開冬、雨季施工；（6）制定合理可行的措施，保證工程質(zhì)量和安全。本文檔共68頁；當前第5頁；編輯于星期三\4點22分1.1.2土的工程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，部分用楔子及大錘本文檔共68頁；當前第6頁；編輯于星期三\4點22分五類土軟石V～VI硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、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VII～IX泥巖、砂巖、礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖及正長巖用爆破方法開挖，部分用風鎬七類土堅石X～XIII大理石；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風化安山巖；玄武巖用爆破方法開挖八類土特堅石XIV～XVI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本文檔共68頁；當前第7頁；編輯于星期三\4點22分1.1.2土的工程分類

按開挖的難易程度分為八類一類土（松軟土）二類土（普通土)

三類土（堅土）四類土（砂礫堅土）

機械或人工直接開挖

五類土（軟石）六類土（次堅石）七類土（堅石）八類土（特堅石）爆破開挖本文檔共68頁；當前第8頁；編輯于星期三\4點22分

1、土的可松性：自然狀態(tài)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。

V1——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。m3V3——土經(jīng)回填壓實后的體積。m3

最初可松性系數(shù)1.08~1.5

最后可松性系數(shù)1.01~1.3

用途：KS：可估算裝運車輛和挖土機械

KS’

：可估算填方所需挖土的數(shù)量V1V2V2

＞V1V2V3

＞V1V31.1.3土的工程性質(zhì)本文檔共68頁；當前第9頁；編輯于星期三\4點22分案例1208m3某基坑208m3

，現(xiàn)需回填，用2m3

的裝載車從附近運土，問需要多少車次的土？（KS=1.20，KS’=1.04）答：填方用土：

V1=V3/KS’=208/1.04=200m3（原狀土）

V2=KSV1=1.02*200=240m3（松散土）

2m3

的裝載車運土需要車次：

n=240/2=120車次本文檔共68頁；當前第10頁；編輯于星期三\4點22分2、原狀土經(jīng)機械壓實后的沉降量

經(jīng)驗公式：S=P/CS—原狀土經(jīng)機械壓實后的沉降量(cm)P—機械壓實的有效作用力(kg/cm2)C—原狀土的抗陷系數(shù)(kg/cm3),按表取值本文檔共68頁；當前第11頁；編輯于星期三\4點22分3、土的滲透性土體被水透過的性質(zhì)，用滲透系數(shù)K

表示。K的意義：水力坡度（I=Δh/L）為1時，單位時間內(nèi)水穿透土體的速度（V=KI）LΔhK的單位：m/d粘土<0.1，粗砂50~75，卵石100~200

用途：降低水位;回填。本文檔共68頁；當前第12頁；編輯于星期三\4點22分

4.土的天然密度：在天然狀態(tài)下，單位體積土的重量。它與土的密實程度和含水量有關(guān)。

土的天然密度按下式計算：

式中:

——土的天然容重,t/m3；m——土的天然重量t；V—土的體積,m3..干密度:

土的固體顆粒重量與總體積的比值.用下式表示：

式中

rd——土的天然容重,t/m3；ms——土的總重量t；V—土的體積,m3.

在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度.土的干密度愈大,表示土愈密實.土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制.1.6t/m3本文檔共68頁；當前第13頁；編輯于星期三\4點22分5.土的天然含水量

土的含水量：土中水的重量與固體顆粒重量之比的百分率

式中：gw——土中水的重量,t；

gS——固體顆粒的重量,t.

土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實程度有直接的影響.對工程施工的影響：土方開挖的難易程度，開挖機械的選擇、地基處理的方法、夯實填土的質(zhì)量——最佳含水量（砂土8~12%；亞砂土9~15%；亞粘土12~15%；粘土19~23%）；行車（25~30%陷車）、邊坡穩(wěn)定

——開挖、行車（25~30%陷車）、邊坡穩(wěn)定

最佳含水量——可使填土獲得最大密實度的含水量。（擊實試驗、手握經(jīng)驗確定）本文檔共68頁；當前第14頁；編輯于星期三\4點22分§1.2場地平整

場地豎向規(guī)劃設計場地平整土方量計算土方調(diào)配場地平整土方機械及其施工本文檔共68頁；當前第15頁；編輯于星期三\4點22分1.2.1場地的豎向規(guī)劃設計確定場地設計標高考慮的因素：(1)滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅?/p>

(2)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，降低運輸費;(4)有一定泄水坡度，滿足排水要求。場地設計標高一般在設計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：

(1)小型場地――挖填平衡法

(2)大型場地――最佳平面設計法（用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小）本文檔共68頁；當前第16頁；編輯于星期三\4點22分aaaaaaH11H12H21H221、初步計算場地設計標高H0

方法：將場地劃分為每格邊長10～40m的方格網(wǎng)，找出每個方格各個角點的地面標高（實測法、等高線插入法）。原則：場地內(nèi)挖填方平衡，平整前后土方量相等。本文檔共68頁；當前第17頁；編輯于星期三\4點22分初步計算場地設計標高H0

H11H12H21H22

H0=（H11+H12+H21+H22）/4MH11、H12、H21、H22——一個方格各角點的自然地面標高

M

——方格個數(shù)?；颍篐0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4MH1－－一個方格所僅有角點的標高；

H2、H3、H4－－分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標高。本文檔共68頁；當前第18頁；編輯于星期三\4點22分【案例2】某建筑場地方格網(wǎng)、地面標高如圖,格邊長a=20m。泄水坡度ix=2‰，iy=3‰，不考慮土的可松性的影響，確定方格各角點的設計標高和施工高度。

答：（1）初步計算場地的設計標高H0H0=（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）]/（4×9）

=70.29（m）70.09本文檔共68頁；當前第19頁；編輯于星期三\4點22分2、場地設計標高的調(diào)整(H0’)

土具有可松性，必要時應相應的提高H0挖方量填方量h受局部填挖的影響溝渠經(jīng)過經(jīng)濟比較后，認為就近借土或棄土一部分更合理案例2

答：(2)不考慮土的可松性H0’=H0=70.29m本文檔共68頁；當前第20頁；編輯于星期三\4點22分3、根據(jù)要求的泄水坡度計算方格網(wǎng)各角點的設計標高Hn’

單向排水時:H＝H0±l·i雙向排水時，各方格角點設計標高Hn’為：以場地中心點為H0’

Hn’=H0’

Lxix

Lyiy按要求的泄水坡度調(diào)整各角點設計標高Hn’

：LyLxixiyH0Hn本文檔共68頁；當前第21頁；編輯于星期三\4點22分70.09（3）按泄水坡度調(diào)整設計標高Hn’

：Hn’

=H0’

Lxix

Lyiy

70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26H0＝70.29H2’

=70.29－10×2‰+30×3‰=70.36

H3’

=70.29+10×2‰+30×3‰=70.40H1’

=70.29－30×2‰+30×3‰=70.32其它見圖案例2本文檔共68頁；當前第22頁；編輯于星期三\4點22分4、計算場地各角點施工高度hn

施工高度—指各角點挖方或填方的高度，它等于各角點的實際設計標高和原地形標高之差。hn=

Hn’—Hnhn——施工高度，＋填－挖Hn’——設計標高Hn——原地形標高本文檔共68頁；當前第23頁；編輯于星期三\4點22分70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09案例2（4）計算各方格角點的施工高度hn

hn=Hn’

－Hn

即：hn=該角點的設計標高—自然地面標高（m）h1=70.32－70.09=＋0.23（m）；正值為填方高度。+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=70.36－70.40=－0.04（m）；負值為挖方高度本文檔共68頁；當前第24頁；編輯于星期三\4點22分5、確定零線（挖填分界線）

零線——在一個方格網(wǎng)內(nèi)同時有填方或挖方時，應先算出方格網(wǎng)邊上的零點的位置，并標注于方格網(wǎng)上，連接零點即得填方區(qū)與挖方區(qū)的分界線（即零線）。不填不挖點的連線，是挖方區(qū)和填方區(qū)的分界線。

方法：插入法、比例法找零點ijhihjXi-jaXi-j=ahihi+hj施工高度絕對值代入本文檔共68頁；當前第25頁；編輯于星期三\4點22分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+0.02-0.4470.09案例2

：（5）確定零線（挖填分界線）

00Xi-j=ahihi+hjX1-2=20*0.230.23+0.04=ah1h1+h2=17.04m本文檔共68頁；當前第26頁；編輯于星期三\4點22分1.四角棱柱體法（1）方格四個角點全挖或全填：

1.2.2場地平整土方量的計算h1~h4—方格角點施工高度的絕對值;a—方格網(wǎng)一個方格的邊長；V挖（填）—挖方或填方的體積（m3）。V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。h1h2h3h4本文檔共68頁；當前第27頁；編輯于星期三\4點22分h挖（填）—方格角點挖或填施工高度絕對值之和；

h—方格四個角點施工高度絕對值總和。（2）方格四個角點有填有挖a2[h挖（填）]24hV挖（填）

=h1h2h3h4本文檔共68頁；當前第28頁；編輯于星期三\4點22分2.三角棱柱體法（公式見教材）本文檔共68頁；當前第29頁；編輯于星期三\4點22分當三角形三個角點全部為挖或全部為填時：當三角形三個角點有填有挖時：本文檔共68頁；當前第30頁；編輯于星期三\4點22分1.2.3土方調(diào)配在施工區(qū)域內(nèi)，挖方、填方或借、棄土的綜合協(xié)調(diào)。土方調(diào)配的目的土方調(diào)配的原則土方調(diào)配圖的編制步驟用線性規(guī)劃的表上作業(yè)法進行土方調(diào)配

本文檔共68頁；當前第31頁；編輯于星期三\4點22分1.土方調(diào)配的目的總運輸量最?。ǔ杀咀畹停?，縮短工期和降低成本。合理確定調(diào)配方向和數(shù)量本文檔共68頁；當前第32頁；編輯于星期三\4點22分2.土方調(diào)配的原則力求挖填平衡，運量最小合理劃分調(diào)配區(qū):應考慮近期施工與后期施工利用應考慮分區(qū)和全場相結(jié)合盡可能與大型地下建筑物的施工相結(jié)合

一期先平整

余土欠土二期數(shù)量，堆放位置TW天然地基本文檔共68頁；當前第33頁；編輯于星期三\4點22分3.土方調(diào)配圖的編制步驟（1）劃分調(diào)配區(qū)

注意：

1）與建筑物、開工順序協(xié)調(diào)；

2）大小滿足主導施工機械的技術(shù)要求；

3）與方格網(wǎng)協(xié)調(diào)，便于確定土方量；

4）借、棄土區(qū)作為獨立調(diào)配區(qū)。

（2）求出各挖、填方區(qū)間的平均運距即每對調(diào)配區(qū)土方重心間的距離,可近似以幾何形心代替土方體積重心，在圖上將重心連起來，用比例尺量出來。

（3）進行土方調(diào)配：

線性規(guī)劃法（4）畫出土方調(diào)配圖：

在圖上標出各調(diào)配區(qū)的調(diào)配方向、數(shù)量及平均運距。（5）列出土方調(diào)配平衡表本文檔共68頁；當前第34頁；編輯于星期三\4點22分

土方調(diào)配平衡表及運距表

1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)本文檔共68頁；當前第35頁；編輯于星期三\4點22分4.用線性規(guī)劃的表上作業(yè)法進行土方調(diào)配1900500600800填方量（m3）40040x43100x4280x41W450070x33110x3260x31W350090x2340x2270x21W2500100x1370x1250x11W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)本文檔共68頁；當前第36頁；編輯于星期三\4點22分(1)列出土方平衡-運距表1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)本文檔共68頁；當前第37頁；編輯于星期三\4點22分（2）用最小元素法求初始調(diào)配方案最小元素法—即對運距（或單價）最小的一對挖填分區(qū)，優(yōu)先地最大限度地供應土方量，滿足該分區(qū)后，以此類推，直至所有的挖方分區(qū)土方量全部分完為止。1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)400××500××500××300100100本文檔共68頁；當前第38頁；編輯于星期三\4點22分（3）判斷調(diào)配方案是否最優(yōu)用矩陣法求假想運距：將有土方量的運距填入表中，利用矩形對角線角點之和相等的原則，求出未知的假想運距。1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)400××500××500××3001001005040601107040-101008006030本文檔共68頁；當前第39頁；編輯于星期三\4點22分（3）判斷調(diào)配方案是否最優(yōu)求檢驗數(shù)ij

：ij=運距cij–假想運距cij，

全部ij≥0，方案最優(yōu)；若有ij

＜0，非優(yōu)，需調(diào)整。1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030－+++++本文檔共68頁；當前第40頁；編輯于星期三\4點22分（4）對非優(yōu)方案進行調(diào)整（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，必將能回到原位置，形成折線形閉回路。1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030－+++++本文檔共68頁；當前第41頁；編輯于星期三\4點22分（4）對非優(yōu)方案進行調(diào)整（閉回路法）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)榱悖⒁源藶檎{(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)配方案。1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030－+++++1000400400本文檔共68頁；當前第42頁；編輯于星期三\4點22分（5）判斷新方案是否最優(yōu)重復第三步步驟，若不是最優(yōu)，繼續(xù)調(diào)整，直至最優(yōu)。1900500600800填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007010050W1挖方量（m3）T3T2T1填方區(qū)挖方區(qū)400500400400100504060704070208030605030++++++由于所有的檢驗數(shù)ij≥0，故該方案已為最優(yōu)方案。本文檔共68頁；當前第43頁；編輯于星期三\4點22分（6）繪出土方調(diào)配圖最優(yōu)方案的總運輸量=400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40=94000m3-m。初始方案的總運輸量=500×50＋500×40＋300×60＋100×110＋100×70＋400×40=97000m3-m。本文檔共68頁；當前第44頁；編輯于星期三\4點22分1.2.4場地平整土方機械及其施工1.推土機T2-100型液壓操縱推土機適用于：

（1）平整場地：經(jīng)濟運距在100m內(nèi)（效率最高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。本文檔共68頁；當前第45頁；編輯于星期三\4點22分并列推土法本文檔共68頁；當前第46頁；編輯于星期三\4點22分下坡推土法本文檔共68頁；當前第47頁；編輯于星期三\4點22分槽形推土法本文檔共68頁；當前第48頁；編輯于星期三\4點22分斜角推送法作業(yè)本文檔共68頁；當前第49頁；編輯于星期三\4點22分分堆集中，一次推送法本文檔共68頁；當前第50頁；編輯于星期三\4點22分跨鏟法作業(yè)示意圖A－鏟刀寬；B－不大于拖拉機履帶凈寬溝槽土埂本文檔共68頁；當前第51頁；編輯于星期三\4點22分2、鏟運機：自行式、拖式特點：能綜合完成挖、裝、運、卸、平土的機械。適用于：運距60～800m、坡度20度以內(nèi)的一～二類土的大型場地平整或大型基坑開挖、堤壩填筑等本文檔共68頁；當前第52頁；編輯于星期三\4點22分鏟運機開行路線示意圖（b）“8”字形路線（a）環(huán)形路線本文檔共68頁；當前第53頁；編輯于星期三\4點22分

鏟運機鋸齒形開行路線

1－路堤2