第一章土方工程概述和工程量计算.

建筑施工技术项目1土方施工1.1土方工程简介一、土方工程的施工：挖掘、运输、填筑、平整、压实正铲挖机前进向上，强制切土反铲挖机后退向下，强制切土拉铲挖机后退向下，自重切土抓铲挖机直上直下，自重切土自卸汽车中远距离适用于50～100m短距离土或软石的挖运作业推土机铲运机平地机压实机械二、土方工程的特点：（1）工程量大，劳动强度高。根据工程量的大小、实际情况选择人工或者机械开挖。（2）施工条件复杂。受气候、水文、地质条件影响大，又多为露天作业。（3）受场地影响大。三、土的工程性质1、含水率2、天然密度3、干密度4、可松性（可松性系数）5、渗透性（渗透系数K）第一章第二节土方工程量的计算复习提问1.土的工程分类共分为几类？2.土的含水率如何计算？一.基坑、基槽土方量计算基坑概念：是指长宽比不大于3的矩形土体。基坑的土方量的计算可近似地按拟柱体体积公式计算：V=（F上+4F中+F下)式中H---基坑深度F上、F下---基坑上下两底面面积F中--基坑中（H/2截面处）截面面积6H一.基坑、基槽土方量计算基槽：一般为管沟、水渠等。基坑和基槽都是用来建筑建筑物的基础的,只是平面形状不同而已.基坑是方形或者比较接近方形;基槽是长条形状的,而且有时候比较长.要掌握的是它们的形状的区别。基槽土方量可沿长度方向分段计算)4(620111AAALVＶ1——第一段土方量。Ｌ1——第一段的长度。n21VVVVn21VVVV对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。二、场地平整土方量的计算场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。（一）方格网法计算场地平整土方量步骤3.确定场地设计标高；5.确定零线，即挖、填方的分界线；1.网格编号；2.确定各方格角点的自然地面标高；4.计算各方格角点的土方挖填高度；6.计算土方挖填量。步骤11.在地形图上将需要平整的施工场地划分成10-40m的方格网，并在各方格左上角一一标出其角点编号；12345678910111213141516171819各方格角点的上下左右位置均有规定：左上角为角点编号；左下角为该角点自然地面标高；右上角为该角点施工高度；右下角为该角点设计标高。步骤22.确定各方格角点的自然地面标高；115.44216.07316.52416.32515.95615.57716.27817.17917.701017.741115.121217.621317.621418.241519.041615.121715.241816.871917.07确定场地设计标高的步骤：（1）根据挖填平衡原则确定场地初步设计标高；（2）调整场地设计标高；步骤33.确定场地设计标高，并根据泄水坡度要求计算各方格角点的设计标高；选择场地设计标高应考虑的因素：（1）满足生产工艺和运输的要求；（2）尽量利用地形，使场内挖填平衡，减少运输费用；（3）有一定泄水坡度（2‰）,满足排水要求。场地设计标高H0计算示意图(a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图1一等高线；2--自然地面，3一场地设计标高平面(a)(b)（1）、确定场地初步设计标高（1）、确定场地初步设计标高方法：将场地划分为每格边长10～40m的方格网，找出每个方格各个角点的自然地面标高（实测法、等高线插入法）。场地设计标高为：•H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n•H1——一个方格所独有角点的标高；•H2、H3、H4——分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。•n——方格个数。（1）、确定场地初步设计标高主要考虑泄水坡度•Hn=H0L•i(1)单向排水时，各方格角点设计标高为:（2）、调整场地设计标高注：当底于H0时，土方开挖，公式中为减号；反之则为加号。(2)双向排水时，各方格角点设计标高为：•Hn=H0LxixLyiyx'0'0'034'0y（2）、调整场地设计标高注：当底于H0时，土方开挖，公式中为减号；反之则为加号。确定场地设计标高的计算步骤：1．计算场地初步设计标高H０；H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n2．设计标高调整，计算每一个方格角点的Hn。Hn=H0L•iHn=H0LxixLyiy【例1】某建筑场地方格网、地面标高如图,格边长a=20m。泄水坡度ix=2‰，iy=3‰，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高。•解：•（1）确定场地初步设计标高（场地平均标高）•H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4n=[70.9+71.43+69.10+70.70+2×(70.40+70.95+69.71+…)+4×（70.17+70.70+69.81+70.38）]/(4×9)=70.31(m)•（2）按泄水坡度调整设计标高：•Hn=H0LxixLyiy；•H1=70.31－30×2‰+30×3‰=70.32m•H2=70.31－10×2‰+30×3‰•H3=70.29+10×2‰+30×3‰•其它见图70.3270.3870.4270.4670.2870.3270.3670.4070.2270.2670.3070.3470.1670.2070.2470.28小结一.土方边坡二.土壁支撑三.基坑和基槽土方量计算1.网格编号2.各格自然地面标高3.各格场地设计标高四.场地平整土方量计算本节课主要内容结束，大家还有什么不清楚的疑问吗？P.S.请同学们按时完成作业！谢谢！复习提问2.设计标高调整时有两个公式，公式Hn=H0L•i用于什么情况计算？公式Hn=H0LxixLyiy用于什么情况计算？1.计算场地初步设计标高公式H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4N中，H1、H2、H3、H4分别表示什么角点的自然地面标高？N是什么意思？（P6）（P7）【课堂作业】某建筑场地方格网、地面标高如下图所示,方格边长a=20m。泄水坡度ix=3‰，iy=2‰，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高和施工高度。127.2227.6328.3429.5529.4627.7728.0829.0929.61029.91128.11228.51329.21429.8角点编号施工高度地面标高设计标高iy=2‰ix=3‰•解：•（1）确定场地设计标高（场地平均标高）•H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4N127.2227.6328.3429.5529.4627.7728.0829.0929.61029.91128.11228.51329.21429.8角点编号施工高度地面标高设计标高iy=2‰ix=3‰•H1=27.2+29.4+29.9+28.1+29.8=144.4•H2=27.6+28.3+29.5+27.7+29.2+28.5=170.8•H3=29.6•H4=28.0+29.0=57•H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4N=(144.4+2×170.8+3×29.6+4×57)/(4×7)=28.67（m）•N=7•（2）按泄水坡度调整设计标高：•Hn=H0LxixLyiy；•H1=28.67－40×3‰+20×2‰=28.59(m)•H2=28.67－20×3‰+20×2‰=28.65(m)iy=2‰ix=3‰127.2227.6328.3429.5529.4627.7728.0829.0929.61029.91128.11228.51329.21429.8a=20m28.5928.6528.7128.7728.8328.7928.7328.6728.6128.5528.6928.6328.5728.51需进一步明确的几个问题：1．上述方法用在小型平缓的场地；2．大型复杂场地由规划部门进行场平设计；3．考虑坡度，调整设计标高时，如何确定H０的位置：必须保证挖填大致平衡回顾一.基坑和基槽土方量计算1.网格编号2.各方格自然地面标高3.各方格场地设计标高二.场地平整土方量计算4.各方格土方挖填高度5.确定零线6.计算场地挖填土方量各角点的施工高度（施工高度）hn：hn=Hn－Hhn：该角点施工高度（m）Hn：该角点设计标高（m）H：该角点自然地面标高（m）若hn为正值，则该点为填方，hn为负值则为挖方。步骤44.计算各方格角点的施工高度注意：施工高度一定要标于各角点的右上角，并标明正负号，“+”为填方，“—”为挖方。70.3270.3870.4270.4670.2870.3270.3670.4070.2270.2670.3070.3470.1670.2070.2470.28【例2】计算各方格角点的施工高度hnhn=Hn－H;即：hn=该角点的设计标高—自然地面标高（m）h1=70.32－70.9=－0.58(m)-0.58-0.02-0.53+0.03+0.57+0.15-0.34+0.18+0.85+0.45-0.08-0.61+1.06+0.58+0.04-0.42h2=70.38－70.40=－0.02(m)负值为挖方高度正值为填方高度•解：（1）零点：方格边线上不挖不填的点。（2）零线：挖填方的分界线。确定方法：将零点连线。h1零界线零界点x2x1h4h2h3零界点步骤55.确定零线，即挖、填方的分界线；挖填填挖确定方法零线：观察方格边线施工高程，一端为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”将零点连线，即为零线。步骤55.确定零线零点位置按下式计算：1112ahXhh2212ahXhh式中:x1、x2——角点至零点的距离，m；h1、h2——相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，m；a—方格网的边长，m。h1零界线x2x1h4h2h3零界点71.1370.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+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+0.02-0.44001112ahXhh2212ahXhh【例3】确定零线位置。1.利用公式确定零点位置，并标注于方格网图上；2.将图上各零点连线，即为零线。6、确定方格挖填方量项目图式计算公式一点填方或挖方(三角形)两点填方或挖方(梯形)三点填方或挖方(五角形)四点填方或挖方(正方形)32312366hbchVbcahV当b=a=c时，=1324()()248()()248hbcaVabchhhdeaVadehh22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh步骤6•（1）四角棱柱体法•1）全挖、全填格：V挖（填）=a2(h1+h2+h3+h4)/4•h1~h4—方格角点施工高度绝对值•V挖（填）—挖方或填方的体积。h1h4h3h2h1h4h2h3aa工程应用简便算法：•2）部分挖、部分填格：•V挖（填）=a2[h挖（填）]2/4h•h挖（填）—方格角点挖或填施工高度绝对值之和；•h—方格四个角点施工高度绝对值之和。h1h4h2h3aah4h3h2h1h4h3h2h1h1h4h2h3aV挖=a2[h挖]2/4h=a2(h3+h4)2/4(h3+h4+h3+h4)V填=a2[h填]2/4h=a2(h1+h2)2/4(h3+h4+h3+h4)V挖=a2[h挖]2/4h=a2(h1+h3+h4)2/4(h3+h4+h3+h4)V填=a2[h填]2/4h=a2(h2)2/4(h3+h4+h3+h4)70