土方工程

电子技术论坛甘肃建筑职业技术学院教案教研室主任杨丽萍教师科目《建筑施工技术》月日专业建筑工程技术班级专科高职课时18课题第一章土方工程课型考试教学目的掌握土石方的种类及现场如何鉴别、土石方的施工方法以及机械化施工、土方工程量的计算、基坑边坡稳定性分析和施工降排水的措施等内容。重点难点及关键针对施工现场在土石方施工的实际情况，要求学生重点掌握土石方的种类；土石方机械化施工；回填土方的方法、要求及影响土方压实度的主要因素；深基坑施工时的降排水和支护的措施，也是本章学习的关键。教学设备教学过程或内容教法要点一、常见土方工程有：场地平整、基坑（槽）与管沟的开挖，人防工程及地下建筑物的土方开挖，路基填土及碾压等二、土方工程的施工过程有：开挖、运输、填筑、平整和压实等主要施工过程，以及排水、降水和土壁支撑等准备工作与辅助工作。电子技术论坛甘肃建筑职业技术学院教案教研室主任杨丽萍教师科目《建筑施工技术》月日专业建筑工程技术班级专科高职课时2课题第一节概述课型考试教学目的掌握土石方的种类及现场如何鉴别；土方工程施工的施工特点、土的性质。重点难点及关键针对施工现场土石方施工的实际情况，要求学生重点掌握土石方的种类；教学设备无教学过程或内容教法要点第一节概述一、土方工程的施工特点工业与民用建筑工程中土方工程一般分为四类：1.场地平整2.基坑(槽)及管沟开挖3.地下工程大型土方开挖4.土方填筑土方工程的特点：（1）工程量大，施工工期长，施工条件复杂，劳动强度大（2）多为露天作业，施工受当地气候条件影响大，且土的种类繁多，成分复杂，工程地质及水文地质变化多，也对施工影响较大。二、土的工程分类电子技术论坛土的分类方法较多，依土的颗粒级配或塑性指数分类；依土的沉积年代分类和土的工程特点分类等。根据土的坚硬程度和开挖的方法将土分为八类土。见表1-1依次为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石等八类。前四类属一般土，后四类属岩石，土的这种八类分类法及其现场鉴别方法见下表1.1。三、土的基本性质(一)土的组成土由土颗粒（固相）、水（液相）和空气（气相）三部分组成，可用三相图表示。（二）土的物理性质1．土的可松性与可松性系数天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍不能完全恢复原状，这种现象称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即：KS＝1VV２KS´＝13VV式中KS—土的最初可松性系数KS´--土的最终可松性系数V1—土在天然状态下的体积V2—土被挖出后松散状态下的体积V3—土经压（夯）实后的体积2．土的天然含水量在天然状态下，土中水的含水量（ω）指：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率表示。即：ω＝swmm×100％式中mw—土中水的质量ms—土中固体颗粒经温度为105℃后的质量土的含水量测定方法：把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～105°C），直至重量不在减少为止称量。第一次称量为含水状态土的质量M，第二次称量为烘干后土的质量MS，利用公式可计算出土的含水量。一般土的干湿程度用含水量表示：电子技术论坛含水量＜5％，为干土在5％～30％之间，为潮湿土＞30％为湿土在一定含水量的条件下，用同样的机具，可使回填土达到最大的干密度，此含水量称为最佳含水量。砂土为8％～12％粉土为9％～15％粉质粘土12％～15％粘土为19％～23％3．土的天然密度（ρ）和干密度(ｐd)（）土在天然状态下单位体积的质量，叫土的天然密度。用ρ＝vm表示土的干密度是土的固体颗粒质量与总体积的比值。土的干密度（ρd）按下式计算：ρd＝vms土的干密度愈大，表示土愈密实。工程上常把干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的质量。土的密实度:通常用密实度表示土的紧密程度。同类土在不同状态下（如不同的含水量、不同的压实程度等），其紧密程度也不同。工程上用土的干密度来反映相对紧密程度：λｃ＝maxddpp式中λｃ――土的密实度（压实系数）pd－－土的实际干密度pdｍａｘ――土的最大干密度土的实际干密度可用“环刀法”测定。先用环刀取样，测出土的天然密度（p），并烘干后测出含水量（ω），，用下式计算土的实际干密度。pd＝0.01w1p土的最大干密度用击实试验测定。4.土的空隙比和空隙率:土的空隙比和空隙率反映了土的密实程度.空隙比和空隙率越小土越密实。空隙比e是土的空隙体积Vv与固体体积Vs的比值.用下式表示:p=Vv/Vs空隙率n是土的空隙体积Vv与总体积V的比值，电子技术论坛用百分数表示：n=Vv/V×100%5．土的渗透系数土的透水系数是表示单位时间内水穿透土层的能力。ｖ＝ｋ·ｉｋ－渗透系数（ｍ/ｄ）ｖ－渗流速度（ｍ/ｄ）ｉ－水力梯度当ｉ＝1时，ｖ＝ｋ土的渗透系数见表1.2土的渗透系数表1.2土的种类K（m/d）土的种类K（m/d）粘土、亚粘土＜0.1亚粘土0.1～0.5含粘土的粉砂0.5～1.0纯粉砂1.5～5.0含粘土的细砂10～15含粘土的中砂及纯细砂20～25含粘土的细砂及纯中砂35～50纯细砂50～75细砂夹卵石50～100卵石100～200粘土为19％～23％电子技术论坛甘肃建筑职业技术学院教案教研室主任杨丽萍教师科目《建筑施工技术》月日专业建筑工程技术班级专科高职课时6课题第二节土方工程量的计算及土方调配课型考试教学目的掌握：基坑（基槽）土方量计算公式，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。重点难点及关键重点：基坑（基槽）土方量计算，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。难点：场地平整的基本原则和计算步骤及方法。教学设备无教学过程或内容教法要点第二节土方工程量的计算及土方调配一、基坑、基槽土方量计算按立体几何中的拟柱体体积公式计算，得出：图1—2基坑土方量计算图1—3基槽土方量计算V＝6H（A1+4A0+A2）。其中H—基坑深度（ｍ）A1、A2—基坑上、下两底面积（㎡）A0—基坑中截面面积（㎡）如果是基槽、路堤的土方量可以沿长度方向分段后，再用同样的方法计算V1＝6L1（A1+4A0+A2）电子技术论坛L1—第一段的长度（ｍ）；V1—第一段的土方量（ｍ3）将各段土方量相加，即得总土方量：V=V1+V2+…+Vｎ式中V1、V2、…、Vｎ—各分段的土方量（ｍ3）二、场地平整土方工程量计算原则是：挖高填低计算前先要确定场地的设计标高，由设计标高和天然地面的标高之差，得出各点的施工高度。（一）场地设计标高的确定考虑因素是：ａ、满足规划、生产工艺和运输的要求；ｂ、充分利用地形，尽量挖填方平衡，以减少土方量；ｃ、要有一定泄水坡度，满足排水要求；ｄ、考虑最高洪水位的影响。如果无其他特殊要求，一般根据挖填方平衡的原则确定。1．初步计算场地设计标高假定整平后场地是水平的，不考虑边坡、泄水坡度，利用平整前总土方量=平整后总土方量的原则，初步计算场地设计标高。如图1—10所示，当场地设计标高为H0时，挖填方基本平衡，可将土石方移挖作填，就地处理；当设计标高为H1时，填方大大超过挖方，则需从场外取土回填；当设计标高为H2时，挖方大大超过填方，则要向场外大量弃土。如何确定平整后的场地标高H0呢？方法：1）首先将场地地形图，根据要求的精度划分为长10～40米的方格网（图1—11），图1—10场地不同设计标高的比较2）然后求出各方格角点的地面标高。地形平坦时，可根据地形图相邻两等高线的标高，用插入法求得；地形不平坦时，用插入法有较大误差，可在地面上用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。根据挖填平衡的原则计算：电子技术论坛图1—11场地设计标高计算示意图（a）地形地图方格网（b）计标高示意图1—等高线；2—自然地面；3—设计地面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；平整后土方量V后=H0a2nH0——平整后的场地标高；n——方格数；电子技术论坛平整前土方量=平整后土方量：2．场地设计标高的调整①土的可松性影响由于土具有可松性，按理论计算的H施工，填土会有剩余，为此要适当提高设计标高。理论计算标高调整设计标高设计标高调整计算简图如图所示，设Δh为土的可松性引起的设计标高增加值，则设计标高调整后的总挖方体积V应为：V/w=Vw-Fw·Δh总填方体积为：V/T=V/w·K/s=（Vw-Fw·Δh）K/s由于设计标高H0的提高而需要增加的填方体积为：ΔhFT=V/T-VT=（VW-FWΔh）K/S-VT因为VT=VW所以ΔFT=（VW-FWΔh）K/S-VW考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为：H/0=H0+Δh式中Vw、VT——按场地初步设计标高（H0）计算得出的总挖方、总填方体积FW、FT——按场地初步设计标高（H0）计算得出的挖方区、填方区总面积;K/S——土的最终可松性系数。②借土或弃土的影响在场地内修筑路堤等需要土方，此时，若按H0施工，则会出现用土不足，为了保证有足够的土，需降低设计标高，降低值为电子技术论坛Q为不足土方量。在场地内若有大型基坑开挖，则有多余土方，为了防止余土外运，需提高设计标高，提高值为Q为多余土方。考虑借土或弃土的影响后，场地设计标高应HO”＝HO’±2anQQ按场地初步设计标高（H0）平整后多余或不足的土方量。借土取“+”，弃土取“—”。③考虑泄水坡度对设计标高的影响按上述调整后的设计标高进行场地平整,整个场地表面将处于同一个水平面,但实际上由于排水要求,场地表面均有一定的泄水坡度,因此还要根据场地泄水坡度要求,计算出场地内实际施工的设计标高。平整场地坡度，一般标明在图纸上，如设计无要求，一般取不小于2‰的坡度，根据设计图纸或现场情况，泄水坡度分单向泄水和双向泄水A单向泄水什么叫单向泄水？当场地向一个方向排水时，称为单向泄水。单向泄水时场地设计标高计算，是将已调整的设计标高（H//0）作为场地中心线的标高参考图1—13，场地内任一点设计标高为：图1—13单向泄水图1—14双向泄水Hij=H//0±L·iHij——场地内任一点的设计标高。L——该点至H0—H0中心线的距离。i——场地泄水坡度。电子技术论坛+——该点比H//0—H//0线高取“+”号，反之取“—”号。H11=H//0+1.5aiB双向泄水什么叫双向泄水？场地向两个方向排水，叫双向泄水。双向泄水时设计标高计算，是将已调整的设计标高H//0作为场地纵横方向的中心点（图1—14），场地内任一点的设计标高为：Hij=H//0±LxiX±LyiyLx——该点距轴的距离（m）；Ly——该点距轴的距离（m）；iX.iy——场地在方向的泄水坡度。+——该点比H0点高取“+”号，反之取“—”号。如图：H11=H//0+1.5aix+aiy（二）场地土方量