土石方和基础工程的计算

单元二土石方和基础工程计算•基础知识•学习情境一平整场地的计算•学习情境二条形基础土方及基础工程量的计算•学习情境三独立基础土方及基础工程量的计算•学习情境四桩基础土方及基础工程量的计算•学习情境五筏板基础土方及基础工程量的计算1民用建筑的分类1.按建筑物的层数和高度分根据《民用建筑设计通则》GB50352，民用建筑按层数或高度分类划分如下：（1）住宅建筑按层数分类：1～3层为低层住宅，4～6层为多层住宅，7～9层为中高层住宅，10层及以上为高层住宅。（2）除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑）。（3）建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。2按承重体系分•（1）混合结构体系。混合结构根据承重墙所在的位置，划分为纵墙承重和横墙承重两种方案。纵墙承重方案的特点是楼板支承于梁上，梁把荷载传递给纵墙。横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求，其优点是房屋的开间相对大些，使用灵活。3•（2）框架结构体系。框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系，同时承受竖向荷载和水平荷载，其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便；主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生较大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰等〉破坏，而影响使用。非地震区，一般不超过15层。4•（3）剪力墙体系。剪力墙体系是利用墙体来抵抗水平力。因为剪力墙既承受垂直荷载，也承受水平荷载。对高层建筑主要荷载为水平荷载，墙体既受剪又受弯，所以称剪力墙。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于140mm，剪力墙的间距一般为3～8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小；缺点是间距小，结构建筑平面布置不灵活，不适用于大空间的公共建筑，另外结构自重也较大。5•（4）框架-剪力墙体系。框架一剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构，具有框架结构平面布置灵活，有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优点。框架一剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。框架一剪力墙结构一般宜用于10～20层的建筑。一般情况下，整个建筑的全部剪力墙至少承受80%的水平荷载。6•（5）筒体结构体系。在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载愈来愈大，起着控制作用，筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系。筒中筒结构的内筒一般由电梯间、楼梯间组成。内筒与外筒由楼盖连接成整体，共同抵抗水平荷载及竖向荷载。这种结构体系适用于30～50层的房屋。7•（6）桁架结构体系。桁架是由杆件组成的结构体系。在进行内力分析时，节点一般假定为铰节点，当荷载作用在节点上时，杆件只有轴向力，其材料的强度可得到充分发挥。桁架结构的优点是利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。屋架的弦杆外形和腹杆布置对屋架内力变化规律起决定性作用。同样高跨比的屋架，当上下弦成三角形时，弦杆内力最大；当上弦节点在拱形线上时，弦杆内力最小。屋架的高跨比一般为1/6～1/8较为合理。一般屋架为平面结构，平面外刚度非常弱。•8•（7）网架结构体系。网架是由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。网架结构可分为平板网架和曲面网架。它改变了平面桁架的受力状态，是高次超静定的空间结构。平板网架采用较多，其优点是：空间受力体系，杆件主要承受轴向力，受力合理，节约材料，整体性能好，刚度大，抗震性能好。杆件类型较少，适于工业化生产。9•（8）拱式结构体系。拱是一种有推力的结构，其主要内力是轴向压力，因此可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。由于拱式结构受力合理，在建筑和桥梁中被广泛应用，适用于体育馆、展览馆等建筑中。10•（9）悬索结构体系。悬索结构是比较理想的大跨度结构形式之一。目前，悬索屋盖结构的跨度已达160m，主要用于体育馆、展览馆中。悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索，钢索用高强度钢绞线或钢丝绳制成。•悬索结构包括三部分：索网、边缘构件和下部支承结构。索的拉力取决于跨中的垂度，垂度越小拉力越大。索的垂度一般为跨度的1/30。11•（10）薄壁空间结构体系。薄壁空间结构也称壳体结构，其厚度比其他尺寸（如跨度）小得多，属于空间受力结构，主要承受曲面内的轴向压力，弯矩很小。它的受力比较合理，材料强度能得到充分利用。薄壳常用于大跨度的屋盖结构，如展览馆、俱乐部、飞机库等。薄壳结构多采用现浇钢筋混凝土，费模板、费工时。12民用建筑构造•1.地基与基础的关系13•2.地基的分类•地基分为天然地基和人工地基两大类。•天然地基是指天然土层具有足够的承载能力，不需经过人工加固便可作为建筑的承载层，如岩土、砂土、黏土等。•人工地基是指天然土层的承载力不能满足荷载要求，经过人工处理的土层。143.人工地基处理方法及应用（1）压实法：地基土是由土壤颗粒、水、空气三部分组成。当土壤中水及空气含量过大时，土壤的承载力就低，且压缩变形量也大。含水量大、密实性差的地基土，可预先人工加压，排出一定量的空气和水，使土壤板结，提高地基土的承载力。这种方法不消耗建筑材料，较为经济，但作业效率低。（2）换土法：当地基的上表层部分为承载能力低的软弱土（如淤泥、杂土）时，可将软弱土层全部挖走，换成坚硬土（或垫上砂、碎石，或垫上按一定比较配制的砂石混合体），这种方法称为换土法。这种方法处理的地基强度高，见效快，但成本较大。15•（3）化学处理法：对局部地基强度不足的在建建筑物或已建建筑物，可以采用注入化学物质，促使土壤板结，提高地基承载力。（4）打桩法:是将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中，由桩和桩间土层一起组成复合地基，从而提高地基的承载力。•4.基础类型基础的类型与建筑物上部结构形式、荷载大小、地基的承载能力、地基上的地质、水文情况、材料性能等因素有关。基础按受力特点及材料性能可分为刚性基础和柔性基础；按构造的方式可分为条形基础、独立基础、片筏基础、箱形基础、桩基础。1617土石方工程施工流程18人工土石方工程平整场地机械土石方工程挖土回填土土方运输挖基槽挖基坑挖土方室外设计地面以上的挖土室外设计地面以下的挖土基础回填土房心回填土余土外运亏土内运推土机推土铲运机铲运土挖掘机挖土载重汽车运土钎探是将钢钎打入土层，根据一定进尺所需的击数探测土层情况或粗略估计土层的容许承载力的一种简易的探测方法。土石方工程列项191、清单分项（1）土方工程。包括平整场地；挖土方；挖基础土方；冻土开挖；挖淤泥、流砂；管沟土方6个分项。（2）石方工程。包括预裂爆破、石方开挖、管沟石方3个分项。（3）土石方回填：包括土(石)方回填1个分项。土石方工程基本问题202、定额分项（省消耗量定额）（1）人工土石方：包括人工挖土方，人工挖冻土，人工挖沟槽，人工挖地坑，人工挖桩孔，人工凿岩石，人工修整爆破后基底与边坡，人工运土方，人工清运石渣，人工装车10个分项。（2）机械土石方。包括推土机推土方，装载机装运土方，铲运机铲运土方，挖掘机挖土方，挖掘机挖土、自卸汽车运土方，人工打孔爆破岩石，机械打孔爆破岩石，控制爆破岩石，静力爆破岩石，机械破碎岩石，机械清运石渣，机械装车，机动翻斗车运土石方，拖拉机运土石方，自卸汽车运土石方，垂直运输土石方，运输钻孔桩泥浆17个分项。土石方工程相关知识21土石方工程包括土方工程、石方工程及回填三部分。（一）土方工程1.平整场地(施工放线)按设计图示尺寸以建筑物首层建筑面积计算(按首层结构外边线，每边各加2m计算),单位：m2。建筑物场地厚度≤±300mm的挖、填、运、找平，应按平整场地项目编码列项。土石方工程相关知识22厚度＞±300mm的竖向布置挖土或山坡切土应按一般土方项目编码列项。项目特征包括土壤类别、弃土运距、取土运距。在平整场地若需要外运土方或取土回填时，在清单项目特征中应描述弃土运距或取土运距，其报价应包括在平整场地项目中；当清单中没有描述弃、取土运距时，应注明由投标人根据施工现场实际情况自行考虑到投标报价中。学习情境一平整场地的计算23d4-=外中LL2、场地平整工程量具体计算方法(定额）L中——外墙中心线的总长度。L内——内墙净长线长度L外——外墙外边线的总长度。Sd——建筑物底层建筑面积δab施工量S场=（建筑物外墙外边线长+4）×(建筑物外墙外边线宽+4)=底层建筑面积+建筑物外墙外边线长×2+16=Sd+2×L外+16学习情境一平整场地的计算24（a）房屋平面图2m清单量：S场=S底2×22×L外施工量：S场=（建筑物外墙外边线长+4）×(建筑物外墙外边线宽+4)=底层建筑面积+建筑物外墙外边线长×2+16=Sd+2×L外+16学习情境一平整场地的计算25施工量S场清单量学习情境一平整场地的计算26挖沟槽、基坑土方与一般挖土方有什么区别？沟槽底宽在3m(7m)以内，并且沟槽长度大于沟槽宽度的3倍以上的挖土.基坑面积(长*宽)小于20(150)平方米，并且长度小于宽度3倍的挖土.挖沟槽：B≤3(7)m，且L3B挖基坑：S＝L×B≤20(150)㎡，且L≤3B一般土方：B3（7）m，S20（150）㎡或平整场地挖土方厚度在30cm以外深基坑工程范畴（一）开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。（二）开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。先根据尺寸判断沟槽是否成立，不成立再判断是否属于基坑，若还是不成立，就一定是挖土方项目。学习情境二条形基础土方及基础工程量的计算27二、条形基础土方计量1、条形基础的定义也称带型基础，指基础长度远远大于宽度的一种基础形式。按上部结构分为墙下条形基础和柱下条形基础。基础的长度大于或等于10倍基础的宽度。（1）墙下条形基础：用于多层混合结构的墙下，低层或小型建筑常用砖、混凝土等刚性条形基础。如上部为钢筋混凝土墙，或地基较差、荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础。学习情境二条形基础土方及基础工程量的计算28（2）柱下条形基础：因为上部结构为框架结构或排架结构，荷载较大或荷载分布不均匀，地基承载力偏低，为增加基底面积或增强整体刚度，以减少柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下钢筋混凝土条形基础沿纵横两个方向用基础梁相互连接成一体形成井格基础，故又称十字带形基础。这种基础抗弯刚度大，因而具有调整不均匀沉降的能力。墙下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土条形基础学习情境二条形基础土方及基础工程量的计算29（3）有梁式条形基础与无梁式条形基础的区分根据条形基础断面的几何形状来区分.凡有突出带型基础的梁状断面,裕出断面内不论配筋与否,均为有梁式混凝土带形基础.凡没有突出带型基础的梁状断面,不论类面内有无梁式配筋,均为无梁式混凝土带表基础.当有梁式带形基础的梁高与梁宽(注:仅指突出带形基础部分的高与宽)之比超过4:1时,上部的梁(注:仅指突出部分)套用用墙的相应综合单价子目,下部套用无梁式混凝土带形基础.学习情境二条形基础土方及基础工程量的计算302、条形基础的土方工程量计算基础土方工程量=基础垫层的长度×垫层宽度×挖土深度。挖土断面垫层长度：（1）外墙按中心线；（2）内墙按垫层净长线；（3）内外墙突出部分按突出部分的中心线长度。V=LAH土石方工程313、定额工程量计算规则及相关规定（1）根据挖基础土方清单项目的工作内容，计算定额工程量时应分别计算土方开挖、土方运输、基底钎探的工程量。（2）基础土方工程量应根据不同的基础形式和尺寸分别按照基础土方、沟槽和基坑计算。a）沟槽：槽底宽度(设计图示的基础或垫层的宽度，下同)3ｍ以内，且槽长大于3倍槽宽的为沟槽。b）基坑：底面积20ｍ2以内，且底长边小于等于3倍底宽的为基坑。c）土石方：不属沟槽、地坑的为土石方。土石方工程A.土方边坡及其稳定：为了防止土壁塌方，确保施工安全，当挖方超过一定深度或填方超过一定高度时，其边沿应放出的足够的边坡。1：K表示放坡坡度。K称放坡系数。土方边坡的坡度，以其高度H与边坡宽度B之