1土方工程215

建筑工程施工工艺悉尼歌剧院卢浮宫北京国家体育场（鸟巢）武汉天兴洲长江大桥某住宅小区什么是建筑施工？建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程。它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等。施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”，也叫工地。施工现场1土方工程主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、施工辅助工作、土方机械化施工；学习重点：土的工程性质及其对施工的影响，土方工程量的计算方法、土石方的施工方法。学习要求:了解土的分类和现场鉴别土的种类；掌握土方工程量的计算方法；掌握常用土方的人工、机械施工方法；掌握排水、降水的方法、采用机械设备；掌握回填土施工方法及质量检验标准。按土开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分类与现场鉴别方法见表1.1所示。1.1土的种类及性质1.1.1土的种类及鉴别表1.1土的工程分类与现场鉴别方法土的分类土的名称可松性系数现场鉴别方法KSK’s一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用锹、锄头挖掘二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土1.14～1.281.02～1.05用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土1.24～1.301.04～1.07要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石1.26～1.321.06～1.09整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤'sK土的分类土的名称可松性系数现场鉴别方法KSK’s五类土(软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩1.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖(特坚硬石))安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩1.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖土的天然密度:在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。（又称湿密度）土的天然密度按下式计算：1）土的质量密度mV式中：ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的总质量，kg；V—土的体积，m3。(1.1)在土方运输中，汽车载重量折算体积时，采用天然密度。1.1.2土的工程性质干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：sdmV式中：ρd——土的干密度，kg/m3；mS——固体颗粒质量，kg；V—土的体积，m3。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。(1.2)2）土的可松性土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即：21sVKV'31sVKV式中KS、KS′——土的最初、最终可松性系数；V1——土在天然状态下的体积，m3；V2——土挖出后在松散状态下的体积，m3；V3——土经压(夯)实后的体积，m3。(1.3)(1.4)例题有一填坑，其土方量为1000m3，使用斗容量3m3的汽车运土，每车运费10元，请问填满夯实此坑需多少运费？（Ks＝1.25，Ks′＝1.1）解：V2＝Ks·V1＝Ks·V3/Ks′＝1.25×1000/1.1＝1136.4m3W＝10×1136.4/3＝3788元土的最初可松性系数Ks是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数Ks′是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表1.1所示。土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。3）土的含水量-100%100%wsmmmWmm干湿干式中：m湿——含水状态土的质量，kg；m干——烘干后土的质量，kg；mW——土中水的质量，kg；mS—固体颗粒的质量，kg。土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.5)测定方法：先称取原土样质量m，再将土样放入烘箱（105℃）烘干。最佳含水量：在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度。4）土的渗透性土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表1.2所示。地下水在土中的渗流速度可按达西定律计算：V=Ki式中：V—水在土中的渗流速度，m/d或m/h；K—土的渗透系数，m/d或m/h；i—水力坡度渗透系数K反映土透水性的强弱，直接影响降水方案的选择和涌水量的计算。表1.2土的渗透系数参考表土的名称渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)粘土＜0.005中砂5.00～20.00亚粘土0.005～0.10均质中砂35～50轻亚粘土0.10～0.50粗砂20～50黄土0.25～0.50圆砾石50～100粉砂0.50～1.00卵石100～500细砂1.00～5.001.2.1场地平整土方工程量的计算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。1.2土方工程量的计算1）场地设计标高的确定大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平整。场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。场地设计标高应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水位等要求，并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。（1)初步计算场地设计标高（H0）初步计算场地设计标高的原则：场内挖填方平衡，即场内挖方总量等于填方总量。①在具有等高线的地形图上将场地划分为边长为a＝10～40m的若干方格。②确定各小方格的角点标高。方格网角点高程可利用等高线用插入法求得或在实地测量得到。1－等高线图1-1③按挖填方平衡确定设计标高H0按照挖填土方量相等的原则，场地设计标高可按下式计算：2－自然地面3－设计平面niiiiiHHHHaHna143212024由上式可得到：niiiiiHHHHnH14321041式中：H0－所计算场地的设计标高（m）；n－方格数；Hi1、Hi2、Hi3、Hi4－第i个方格四个角点的原地形标高（m）。如令：H1──为一个方格仅有的角点标高；H2──为二个方格共有的角点标高；H3──为三个方格共有的角点标高；H4──为四个方格共有的角点标高。则场地设计标高H0的计算公式可改写为下列形式：nHHHHH443243210（2）调整场地设计标高①土的可松性影响※②场内挖方和填方的影响③考虑泄水坡度对设计标高的影响由于排水的要求，场地需有一定泄水坡度。平整场地的表面坡度应符合设计要求，如无设计要求时，排水沟方向的坡度不应小于0.2%。需要根据场地的泄水坡度的要求（单向泄水或双向泄水），计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。将已调整的设计标高(H'0)作为场地中心线的标高，场地内任意一点的设计标高则为：0ijHHLi单向泄水场地Hij—场地内任一点的设计标高，m；L—该点至H0-H0中心线的距离，m将已调整的设计标高(H'0)作为场地方向的中心点，场地内任一点的设计标高为：0ijxxyyHHLiLi双向泄水场地图单向泄水图双向泄水单向泄水：H11=H〞0+1.5×a×i双向泄水：H11=H〞0+1.5×a×ix+a×iy方格网法计算场地平整土方量步骤：确定场地设计标高；计算各方格角点的施工高度；确定场地零线；计算各方格的土方量汇总挖（填）方区土方量2）场地平整土方量计算（1）计算场地各方格角点的施工高度施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：nnhHH式中：hn——角点施工高度即填挖高度（以“+”为填，“-”为挖），m；n—方格的角点编号(自然数列1，2，3，…，n)。(1.11)（2）计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.4)。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。(1.12)零线位置的确定：先求出有关方格边线上的零点，将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。（3）计算场地填挖土方量零线确定后，便可进行土方量的计算。方格中土方量的计算有两种方法：“四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”。用四方棱柱体的体积计算方法①方格四个角点全部为填或全部为挖（如下图a）时：式中：V——挖方或填方体积，m3；H1，H2，H3，H4—方格四个角点的填挖高度，均取绝对值，m。a——方格边长，m。432124HHHHaVb方格四个角点，部分是挖方，部分是填方（上图b和c）时：HHaV224填填HHaV224挖挖式中：∑H填（挖）—方格角点中填（挖）方施工高度总和，各角点施工高度取绝对值，m；∑H—方格四角点施工高度总和，各角点施工高度取绝对值，m；常用方格网点计算公式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22124()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh【例1.1】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为20m×20m，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1.8中。由公式1.11得：h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06(2)计算零点位置。从图1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。由公式1.12求得：1—5线x1=4.55(m)2—6线x1=13.10(m)6—7线x1=7.