土石方工程

第1章市政道路工程基础知识1.1道路的结构组成1.2道路的分类1.3道路附属设施1.4道路施工机械1.5道路施工图内容简介1道路的结构组成主要包括路基和路面。1.1道路的结构组成路面道路断面图2.路基（1）路基的定义：道路结构体的基础，是由土、石材料按照一定尺寸、结构要求所构成的带状土工结构物（2）路基的基本形式路堤路堑半填半挖路基1.1道路的结构组成2.路面（1）路面的定义：路基表面的行车部分，用各种筑路材料分层铺筑的结构物，供车辆在其上得以安全、舒适地行驶（2）路面结构层次划分1.1道路的结构组成2.路面（2）路面结构层次划分1）垫层功能：①改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响。②将车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形.同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。要求：排水、隔水、防冻、防污和扩散荷载修筑材料：①透水性垫层，如砂、砾石、炉渣等②稳定类垫层，如水泥或石灰稳定土等1.1道路的结构组成（2）路面结构层次划分2)基层功能：承受由面层传来的车辆荷载，并扩散到垫层和土基中要求：①足够的水稳定性②较好的平整度修筑材料：①结合料(如石灰、水泥或沥青等)稳定土②石灰工业废渣3）级配碎（砾）石4）填隙碎石1.1道路的结构组成（2）路面结构层次划分3）面层功能：直接承受行车荷载、大气降水和温度变化的影响要求：①较高的结构强度，抗变形能力②较好的水稳定性和温度稳定性③表面的耐磨、抗滑和平整度修筑材料：①沥青混凝土、沥青碎(砾)石混合料②乳化沥青碎石、沥青灌入式、沥青表面处治③水泥混凝土④砂砾或碎石掺或不掺土的混合料以及块料1.1道路的结构组成1.道路的分类1)按面层所用的材料划分：水泥混凝土路面沥青路面砂石路面2)按路面结构力学特性划分：柔性路面刚性路面半刚性路面1.2道路的分类与分级2.按道路平面及横向布置分类•单幅路•双幅路•三幅路•四幅路1.2道路的分类与分级1.3道路附属设施道路附属设施包括：1.人行道2.侧石3.树池1.4道路施工机械1.4道路施工机械1.挖土（掘）机2.推土机3.铲运机4.平地机5.压路机6.摊铺机1.4道路施工机械摊铺机水稳摊铺机沥青摊铺机沥青摊铺机水泥混凝土摊铺机1.5道路施工图道路工程施工图的组成主要由平面图、纵断面图、横断面图、路面结构图组成1）平面图：道路的中线在水平面上的投影2）纵断面图：道路的中线在竖直面上的投影3）横断面图：道路的中线上任意一点的法向切面1）道路平面图1）道路平面图T：圆曲切线长；L：曲线长；E：外距；R：曲线半径；a：转角；J：校正值；交点：JD；ZY：圆曲线起点（直圆点）QZ：圆曲线中点（曲中点）YZ：圆曲线终点（圆直点）2）道路纵断面图*纵断面图上表示原地面高程起伏变化的标高线，称为地面线。它是道路规定的中心线各桩号实测高程的连线。地面线上各点的高程，称为原地面标高。沿道路中心线所作的立面设计线,称为纵断面设计线。*工程设计中对中心线各点要求达到的高程称为设计高程(标高)。设计线与地面线各对应桩号上的高程差值称为填挖高度。凡设计线高于地面线的各桩点需填土，反之应挖土。*通过道路中线的竖向剖面，称为纵断面。它反映路线竖向的走向、高程、纵坡大小，即道路沿中线的高低起伏情况。2）道路纵断面图道路纵断面图里程桩k8+080：表示从道路起始点的第8公里80米处k8+080~k8+100：表示从道路起始点的第8公里80m处开始到起始点第8公里100m处.？那么K88+500~K90+000表示什么意思。3）横断面图（区别道路横断面和路基横断面）主要有“两图”，即横断面设计图、标准横断面图道路横断面设计图道路标准横断面图3）横断面图路基横断面路基标准横断面24第二章土石方工程土石方工程的内容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山坡切土挖沟槽挖基坑挖一般土方山脚边切去一部分土方道路及管网等挖土场内回填买土回填余土外运买土回填推土机推土、铲运机铲运土、挖掘机挖土、载重汽车运土土石方工程计算依据1）土壤及岩石的类别土壤类别：普通土——一、二类土；坚土——三类土；砂砾坚土——四类土。岩石类别：极软岩、软质岩、硬质岩2）地下水位标高地下常水位以上的土壤称为干土；以下的土壤为湿土。3）土（石）方挖（填）起止标高、施工方法及运距；挖土深度指原地面标高至槽、坑底的平均高度；施工方法是指人工挖土方或机械挖土方。4、放坡5、工作面土石方工程清单计算规则（建筑与市政的区别？）项目名称工程量计算规则挖一般土方按设计图示尺寸以体积计算挖沟槽土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘以挖土深度以体积计算。挖基坑土方暗挖土方按设计图示断面乘以长度以体积计算挖淤泥按设计图示位置及界限以体积计算土石方工程清单计算规则项目名称工程量计算规则挖一般石方按设计图示尺寸以体积计算挖沟槽石方按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘以挖石深度以体积计算。挖基坑石方土石方工程清单计算规则土石方工程清单计算规则需说明的问题：1、土方体积应按挖掘前天然密实体积计算。沟槽、基坑、一般土方的划分应符合以下规定：（1）．底宽≤7m，底长＞3倍底宽应按沟槽计算。（2）．底长≤3倍底宽，底面积≤150m2应按基坑计算。（3）．超过上述范围，应按一般土方计算。路基土石方计算1.平均断面法：若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：2.棱台体积法：若F1和F2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：路基土石方计算（横断面面积计算）（一）积距法：（条分法）适用于不规则图形面积计算。把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再乘以条宽即为该图形的面积。横断面面积：已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：（二）坐标法平均断面法例题[例]：按土方量汇总表，桩号K0+025的填方横断面积为2.8m2，挖方横断面积为10.25m2，桩号K0+000的横断面积为3.2m2，挖方横断面积为5.6m2.试计算其挖填方量。解：V挖方=1/2×（5.6+10.25）×25=198.125（M3）V填方=1/2×（3.2+2.8）×25=75（M3）挖一般土、石方（市政道路工程）（1）挖方工程量计算V=（F1＋F2)/2×L式中V----土方量，m3F1、F2----相邻两个横断面的面积，m2L----相邻两横断面的距离，m利用道路逐桩横断面图计算利用道路工程土方量计算表计算【例题】试计算1+540～1+600段道路挖方量。【例题1】某道路施工横断面如图1所示，不同桩号处挖方横断面面积、填方横断面面积见表1，试计算该道路土石方工程量。图1道路施工横断面表1土方量计算表土石方工程案例【例题2】如图示，计算砼管道沟槽开挖的土方量，采用机械在沟槽边挖土，土质为三类土。其中;L=500m,H=3.0m,B=900,b=100.按挖填方平衡原则确定场地设计标高1．初步确定场地设计标高H0：⑴测绘出场地的地形图；⑷按挖填方平衡原则确定H0。⑶根据相邻等高线，用插入法求出各方格角点的地面标高；aaaaaaH22H12H11H21⑵将场区划分成方格网；mma40~10niiiiHHHHaNaH1i2121220)4(NHHHHHiiii4)(2121n1i0土石方计算（方格网计算）由图可看出，H11只属于一个方格的角点标高，H12和H21则属于两个方格公共的角点标高，H22则属于四个方格公共的角点标高，它们分别在上式中要加一次、二次、四次。因此，上式可改写成下列形式：NHHHHH443243210场地设计标高H0的调整按上述公式所计算的设计标高H0系一理论值，实际上还需要考虑以下因素进行调整：（1）由于土的可松性，会使填土有剩余；（2）考虑场地泄水坡度对角点设计标高的影响；（3）设计标高以上的各种填方工程（如场区上填筑路堤）；或者由于设计标高以下的各种挖方工程（如挖河道、水池、基坑等）（4）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。上述四方面因素对H0的影响同时出现的机会较小，可根据现场情况适当考虑。考虑泄水坡度对设计标高的调整实际场地都有一定的泄水坡度。应考虑泄水坡度对设计标高的影响，最后确定场地各方格角点的设计标高。以计算出的设计标高H0作为场地中心点的标高，场地内任意一个角点的设计标高为：H’i=H0±lxix±lyiyH’i——场地内任意一个角点的设计标高（m）±——该点比H0高则取“+”，反之取“－”lx、ly——该点于x——x、y——y方向距场地中心点的距离（m）ix、iy——场地在x——x、y——y方向的泄水坡度（不小于2‰）例如H42=H0－1.5aix－0.5aiy(b)双向泄水(a)单向泄水施工高度计算求得Hi'后，即可按下式计算各角点的施工高度hi。施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值：hi=H’i-Hi式中Hi——角点的原地形标高。若hi为正值，则该点为填方，hi为负值则为挖方。场地平整土方量的计算如前面所讲，场地平整土方量的计算一般采用方格网法。（1）计算场地各方格角点的施工高度i'iHHhi式中，hi为角点施工高度，即挖填高度，以“＋”为填，“－”为挖；Hi′为角点的设计标高；Hi为角点的自然地面标高。（2）确定“零线”平面网格中，相邻两个零点相连成的一条折线，就是方格网中的挖填分界线——零线。设h1为填方角点的填方高度，h2为挖方角点的挖方高度，O为零点位置。则O点与A点的距离为：BACODxah1h2112ahxhh求零点的图解法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22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh例题某建筑场地地形图和方格网(边长a=20.0m)布置如图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度，。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、填土方工程量。解：(1)计算场地设计标高(2)根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点(几何中心o)为，由式得各角点设计标高为：其余各角点设计标高均可求出，详见图。(3)计算各角点的施工高度得各角点的施工高度(以“+”为填方，“-”为挖方)：各角点施工高度见图。(4)确定“零线”，即挖、填方的分界线确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。如1-5线上：，即零点距角点1的距离为0.67m。(5)计算各方格土方工程量(以“+”为填方，“-”为挖方)①全填或全挖方格：(+)(+)(+)(-)②三填一挖或三挖一填方格：(+)(-)(-)(+)(+)(-)将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：503.92m3填方：504.26m3挖方、填方基本平衡。Page54D.A土石方工程说明一、一般说明（一）土石方工程定额除各章另有说明外，适用于市政定额其他章。（二）本定额不分土壤类别均执行定额，石方按类别执行相应定额。土壤及岩石分类详见土壤及岩石分类表。（三）土方定额对土壤含水量因素已综合考虑，不分干、湿土，均按本定额执行。（四）淤泥指在静水或缓慢流水环境中沉积并含有有机质的细粒土，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5；松土（虚方）指未经碾压、堆积时间≤1年的土壤。Page55D.A土石方工程说明（五）沟槽、基坑、一般土石方的划分应符合下列规定（不包括加宽工作面）：1．底宽≤7m，底长＞3倍底宽应按沟槽计算。2．底长≤3倍底宽，底面积≤150m2应按基坑计算。3．超