土方工程量计算与土方调配

第一章土方工程第一节土方工程施工概述第二节土方工程量计算与土方调配第三节基坑(槽)施工第四节土方机械化施工第五节土方的回填与压实第六节土方工程施工安全技术本章小结第一节土方工程施工概述一、土的工程分类与性质(一)土的工程分类(1)根据土的颗粒级配或塑性指数，可分为碎石类土、砂土和黏性土。(2)根据土的沉积年代，可分为老劲性土、一般劲性土和新近沉积劲性土。(3)根据土的工程性质可分为软土、人工填土、黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土和冻土。在土方工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为8类，见表1-l。返回下一页第一节土方工程施工概述(二)土的工程性质1.土的可松性土的可松性用可松性系数表示:有关土的可松性系数见表1-2。2.土的压缩性一般土的压缩率见表1-3。返回上一页下一页第一节土方工程施工概述用原状土和压缩后干土质量密度计算压缩率为:此外，也可用最大密实度时的干土质量密度与压实系数K值计算压缩率:3.原地面经机械压实后的沉陷量返回上一页下一页第一节土方工程施工概述一般可用下列经验公式计算其沉降量:P——有效作用力。C——土的抗陷系数(MPa)，见表1-4。二、土方工程的施工特点(1)土方量大，劳动繁重，工期长。(2)施工条件复杂。返回上一页下一页第一节土方工程施工概述三、场地设计平面的确定1.场地设计标高的初步确定返回上一页下一页第一节土方工程施工概述2.设计标高的调整(1)由于土壤具有可松性，即一定体积的土方开挖后体积会增大，为此需相应提高设计标高，以达到土方量的实际平衡;(2)由于设计标高以上的各种填方工程(如场区上填筑路堤)而影响设计标高的降低，或者由于设计标高以下的各种挖方工程而影响设计标高的提高(如开挖河道、水池、基坑等);(3)根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分填方就近取于场外而引起挖、填土方量的变化后，需增、减设计标高。返回上一页下一页第一节土方工程施工概述如图1-1所示，设为因考虑土的可松性而引起的设计标高的增加值，则总挖方体积应减少，即:设计标高调整后，总填方体积则变为:此时，填方区的标高也与挖方区的标高一样增加△h，即:hWVhFW返回上一页下一页第一节土方工程施工概述故考虑土的可松性后，场区的设计标高经调整后改为:返回上一页第二节土方工程量计算与土方调配一、土方工程量的计算1.三角棱柱体法全挖或全填的体积公式(图1-2):当划分方格为部分挖方和部分填方时，零线将三角形划分成底面为三角形的锥体和底面为四边形的楔体(图1-3)。锥体的体积为:返回下一页第二节土方工程量计算与土方调配楔体的体积为:2.四角棱柱体法当划分方格为全挖或全填时(图1-4)，其计算公式是根据中断面法的近似公式推导出来的，具体如下:如方格中部分是挖方、部分是填方(图1-5)，则其体积公式为:返回上一页下一页第二节土方工程量计算与土方调配二、土方调配(一)划分土方调配区(1）调配区的划分应该与房屋和构筑物的平面位置相协调，并考虑它们的开工顺序、工程的分期施工顺序;(2）调配区的大小应该满足土方施工用主导机械(铲运机、挖土机等)的技术要求，例如调配区的范围应该大于或等于机械的铲土长度，调配区的面积最好和施工段的大小相适应;(3)调配区的范围应该和土方的工程量计算用的方格网协调，通常由若干个方格组成一个调配区;返回上一页下一页第二节土方工程量计算与土方调配(4)当土方运距较大或场区范围内土方不平衡时，可考虑就近借土或就近弃土，这时一个借土区或一个弃土区都可作为一个独立的调配区。(二)计算土方的平均运距(三)用“表上作业法”进行土方调配1.作初始方案2.判别最优方案3.方案调整返回上一页第三节基坑(槽)施工一、施工准备1.技术准备2.编制施工方案3.设置排水设施，排除地面积水4.修筑临时设施二、基坑边坡与支护(一)土方边坡1.土方边坡基本规定(1)深度不宜超过表1-5规定的数值。(2)坡度应符合表1-6的规定返回下一页第三节基坑(槽)施工(3)使用时间较长、高10m以内的临时性挖方边坡坡度值(见表1-7)(4)边坡的坡度允许值可按表1-8和表1-9确定。(5)遇到下列情况之一时，边坡的坡度允许值应另行设计:边坡的高度大于表1-8和表1-9的规定。地下水比较丰富或具有软弱结构面的倾斜地层。岩层层面的倾斜方向与边坡的开挖面的倾斜方向一致，且两者走向的夹角小于45°(6)对于土质边坡或易于软化的岩质边坡，在开挖时应采取相应的排水和坡脚、坡面保护措施，并不得在影响边坡稳定的范围内积水。返回上一页下一页第三节基坑(槽)施工(7）开挖土石方时，宜从上到下依次进行；挖、填土宜求平衡，尽量分散处理弃土，如必须在坡顶或山腰大量弃土时，应进行坡体稳定性验算。2.边坡处理方法土方开挖边坡的处理方法，见表1-10、图1-6。3.边坡加固土方开挖边坡危岩的加固方法见表1-11。(二)土壁支护1.一般基坑支护一般基坑的支护方法见表1-12返回上一页下一页第三节基坑(槽)施工2.深基坑支护深基坑的支撑(护)方法见表1-13。三、基坑(槽)降水(一)集水井降水(如图1-7所示)(二)流砂及其防治1.流砂产生的原因(如图1-8)2.流砂的防治(1）在枯水期施工。(2)打板桩法。(3)水下挖土法。返回上一页下一页第三节基坑(槽)施工(4)井点降低地下水位。(5)地下连续墙法。(三)井点降水(如图1-9所示)井点降水方法：1.轻型井点降水（详见图1-10～图1-13）2.喷射井点降水（详见图1-14）3.管井井点降水（详见图1-15）返回上一页第四节土方机械化施工一、推土机推土机推土作业方法见表1-14。二、铲运机(1)铲运机作业运行方法见表1-15。(2)铲运机铲土方法见表1-16。三、单斗挖土机1.正铲挖土机作业法正铲挖土机作业方法见表1-17。2.反铲挖土机作业法反铲挖土机作业方法见表1-18。返回下一页第四节土方机械化施工3.拉铲挖土机作业法拉铲挖土机作业方法见表1-19四、土方工程机械化施工选择土方开挖机械的选择主要是确定类型、型号、台数。挖土机械的类型是根据土方开挖类型、工程量、地质条件及挖土机的适用范围确定;其型号再根据开挖场地条件、周围环境及工期等确定;最后确定挖土机台数和配套汽车数量。挖土机的数量应根据所选挖土机的台班生产率、工程量大小和工期要求进行计算。(计算公式见教材)返回上一页第五节土方的回镇与压实一、填方土料的选择和填筑要求(一)土料的选用及要求1.土料的选用2.含水率要求(二)填筑要求1.人工填土2.机械填土二、填土压实的质量标准土方回填施工结束应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合表1-20的规定。返回下一页第五节土方的回镇与压实三、填土压实方法1.碾压法2.夯实法3.振动压实法四、影响填土压实的因素1.压实功2.土的含水量3.压实厚度返回上一页第六节土方工程施工安全技术(1)基坑开挖时，两人操作间距应大于3.0m，不得对头挖土;挖土面积较大时，每人工作面不应小于6m2。挖土应由上而下，分层分段按顺序进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土，或采用底部掏空塌土方法挖土。(2)挖土方不得在危岩、孤石的下边或贴近未加固的危险建筑物的下面进行。(3)基坑开挖应严格按要求放坡，操作时应随时注意土壁的变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行支撑或放坡，并注意支撑的稳固和土壁的变化。当采取不放坡开挖措施时，应设置临时支护，各种支护应根据土质及基坑深度经计算确定。返回下一页第六节土方工程施工安全技术(4)机械多台阶同时开挖，应验算边坡的稳定性，挖土机离边坡应有一定的安全距离，以防塌方造成翻机事故。(5)在有支撑的基坑(槽)中使用机械挖土时，应防止碰坏支撑。在坑(槽)边使用机械挖土时，应计算支撑强度，必要时应加强支撑。(6)基坑(槽)和管沟回填土时，下方不得有人，所使用的打夯机等要检查电器线路，防止漏电、触电，停机时要关闭电闸。(7）拆除护壁支撑时，应按照回填顺序，从下到上逐步拆除，更换支撑时，必须先安装新的，再拆除旧的。返回上一页本章小结(一)土方工程基本知识1.在土方工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为8类。2.土的工程性质主要包括:土的可松性、土的压缩性、原地面经机械压实后的沉陷量。3.土方工程的施工特点主要有土方量大、劳动繁重、工期长、施工条件复杂。4.确定场地设计平面的工作内容主要包括场地设计标高的初步确定与设计标高的调整。(二)土方工程量计算与土方调配1.场区土方工程量的计算方法主要有三角棱柱体法与四角棱柱体法。返回下一页本章小结2.土方调配工作内容主要包括划分调配区，计算平均运距及用“表上作业法”进行土方调配。(三)基坑(槽)施工1.施工准备工作主要有技术准备、编制施工方案、设置排水设施与排除地面积水、修筑临时设施。2.为了防止塌方，保证施工安全，在基坑(槽)开挖超过一定限度时，土壁应做成有抖率的边坡，或者加以临时支撑的保持土壁的稳定。3.降低地下水位的方法有集水井降水和井点降水两种。(四)土方机械化施工1.常用土方施工机械有推土机、铲运机与单斗挖土机。返回上一页下一页本章小结2.土方开挖机械的选择主要是确定机械的类型、型号及台数。(五)土方的回填与压实1.填方土料应符合设计要求，保证填方的强度和稳定性。2.填土的压实方法一般有碾压法、夯实法和振动压实法。3.填土压实的影响因素较多，主要有压实功、土的含水量及每层铺土厚度。返回上一页表1-1土的工程分类返回下一页表1-1土的工程分类返回上一页表1-2各种土的可松性系数参考表返回表1-3一般土的压缩率返回表1-4各种不同原状土C值参考表返回图1-1设计标高的调整计算示意图返回图1-2三角棱柱体法全填或全挖返回图1-3三角棱柱体法部分填方和部分挖方返回图1-4方格为全填或全挖返回图1-5方格中部分为挖方、部分为填方返回表1-5土方挖方边坡可作成直立壁不加支撑的最大允许深度返回表1-6深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度(不加支撑)返回表1-7使用时间较长、高10m以内的临时性挖方边坡坡度值返回表1-8土质边坡坡度允许值返回表1-9岩石边坡坡度允许值返回表1-10边坡处理方法返回下一页表1-10边坡处理方法返回上一页图1-6易风化岩石边坡护面处理返回表1-11边坡危岩的加固方法返回下一页表1-11边坡危岩的加固方法返回上一页表1-12一般基坑的支护方法返回下一页表1-12一般基坑的支护方法返回上一页表1-13深基坑的支撑(护)方法返回下一页表1-13深基坑的支撑(护)方法返回上一页下一页表1-13深基坑的支撑(护)方法返回上一页图1-7集水井降水返回图1-8动水压力原理图返回图1-9井点降水的作用返回图1-10单排井点布置简图返回下一页图1-11环形井点布置简图返回上一页下一页图1-12二级轻型井点降水示意图返回上一页下一页图1-13井点管的埋设返回上一页图1-14喷射井点设备及平面布置简图返回图1-15管井井点返回表1-14推土机推土方法返回下一页表1-14推土机推土方法返回上一页表1-15铲运机作业运行方法返回下一页表1-15铲运机作业运行方法返回上一页表1-16铲运机铲土方法返回下一页表1-16铲运机铲土方法返回上一页表1-17正铲挖土机的开挖方法返回下一页表1-17正铲挖土机的开挖方法返回上一页表1-18反铲挖土机开挖方法返回表1-19拉铲挖土机开挖方法返回下一页表1-19拉铲挖土机开挖方法返回上一页下一页表1-19拉铲挖土机开挖方法返回上一页表1-20填土压实质量检验标准返回