土木工程施工技術(shù)課件1 土方工程場(chǎng)地平整

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1、 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求:了解土木工程施工技術(shù)的研究方向；掌握學(xué)習(xí)方法；熟悉施工中土的工程分類(lèi)及分類(lèi)依據(jù)；掌握土的可松性；熟悉原狀土壓實(shí)后的沉降量。1.1.2 1.1.2 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi)土的分類(lèi)土的級(jí)別土的名稱(chēng)開(kāi)挖方法及工具一類(lèi)土松軟土I砂土、粉土、沖積砂土層、疏松的種植土、淤泥（泥炭）用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類(lèi)土普通土II粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；種植土、填土用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類(lèi)土堅(jiān)土III軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土、礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類(lèi)土砂礫堅(jiān)土IV堅(jiān)硬密實(shí)的粘性土或黃土；

2、含碎石卵石的中等密實(shí)的粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘五類(lèi)土軟石VVI硬質(zhì)粘土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白奎土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類(lèi)土次堅(jiān)石VIIIX泥巖、砂巖、礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r，密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖及正長(zhǎng)巖用爆破方法開(kāi)挖，部分用風(fēng)鎬七類(lèi)土堅(jiān)石XXIII大理石；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風(fēng)化安山巖；玄武巖用爆破方法開(kāi)挖八類(lèi)土特堅(jiān)石XIVXVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、石英巖、輝長(zhǎng)巖、粉巖、角閃巖用爆

3、破方法開(kāi)挖機(jī)械或人工直接開(kāi)挖機(jī)械或人工直接開(kāi)挖 五類(lèi)土（軟石）五類(lèi)土（軟石）六類(lèi)土（次堅(jiān)石）六類(lèi)土（次堅(jiān)石）七類(lèi)土（堅(jiān)石）七類(lèi)土（堅(jiān)石）八類(lèi)土（特堅(jiān)石）八類(lèi)土（特堅(jiān)石）爆破開(kāi)挖爆破開(kāi)挖 1、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開(kāi)挖后，體、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開(kāi)挖后，體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)。積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)。V1 土在自然狀態(tài)下的體積。土在自然狀態(tài)下的體積。m3V2 土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積。土經(jīng)開(kāi)挖后松散狀態(tài)下的體積。m3V3 土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。m3 最初可松性系數(shù)最初可松性系數(shù) 1.081.5 最后可松性系數(shù)最后

4、可松性系數(shù) 1.011.3 用途：用途：KS：可估算裝運(yùn)車(chē)輛和挖土機(jī)械：可估算裝運(yùn)車(chē)輛和挖土機(jī)械 KS：可估算填方所需挖土的數(shù)量：可估算填方所需挖土的數(shù)量V1V2V2 V1V2V3 V1V321sVKV31sVKV208m3某基坑某基坑208m3，現(xiàn)需回填，用，現(xiàn)需回填，用2m3 的裝載車(chē)從附近運(yùn)土，的裝載車(chē)從附近運(yùn)土，問(wèn)需要多少車(chē)次的土？問(wèn)需要多少車(chē)次的土？（KS=1.20，KS=1.04）答：填方用土：答：填方用土：V1=V3/KS=208/1.04=200m3（原狀土）（原狀土）V2=KS V1=1.02*200=240m3（松散土）（松散土）2m3 的裝載車(chē)運(yùn)土需要車(chē)次：的裝載車(chē)運(yùn)土需

5、要車(chē)次：n=240/2=120車(chē)次車(chē)次LhK的單位：的單位：m/d粘土粘土 0.1，粗砂粗砂5075，卵石卵石100200 用途用途：降低水位：降低水位;回填回填。vmvmsdd%100swggw 開(kāi)挖、行車(chē)（開(kāi)挖、行車(chē)（2530%陷車(chē)）、邊陷車(chē)）、邊坡穩(wěn)定坡穩(wěn)定 最佳含水量最佳含水量可使填土獲得最大密實(shí)可使填土獲得最大密實(shí)度的含水量。度的含水量。（擊實(shí)試驗(yàn)、手握經(jīng)驗(yàn)確定）（擊實(shí)試驗(yàn)、手握經(jīng)驗(yàn)確定）場(chǎng)地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)場(chǎng)地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì) 場(chǎng)地平整土方量計(jì)算場(chǎng)地平整土方量計(jì)算 土方調(diào)配土方調(diào)配 場(chǎng)地平整土方機(jī)械及其施工場(chǎng)地平整土方機(jī)械及其施工 (1)滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊?；滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅?/p>

6、(2)盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；(3)爭(zhēng)取在場(chǎng)區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低運(yùn)輸費(fèi)爭(zhēng)取在場(chǎng)區(qū)內(nèi)挖填平衡，降低運(yùn)輸費(fèi);(4)有一定泄水坡度，滿(mǎn)足排水要求。有一定泄水坡度，滿(mǎn)足排水要求。場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高一般在設(shè)計(jì)文件上規(guī)定，如無(wú)規(guī)定：場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高一般在設(shè)計(jì)文件上規(guī)定，如無(wú)規(guī)定：(1)小型場(chǎng)地小型場(chǎng)地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型場(chǎng)地大型場(chǎng)地最佳平面設(shè)計(jì)法最佳平面設(shè)計(jì)法（用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最?。ㄓ米钚《朔?，使挖填平衡且總土方量最?。゛aaaaaH11H12H21H22原則：場(chǎng)地內(nèi)挖填方平衡，平整前后土方量相等。原則：場(chǎng)地內(nèi)挖填方平衡，平整前后土方量相等。H11

7、H12H21H22 H0=（H11+H12+H21+H22）/4M H11、H12、H21、H22 一個(gè)方格各角點(diǎn)一個(gè)方格各角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高的自然地面標(biāo)高 M 方格個(gè)數(shù)。方格個(gè)數(shù)?；颍夯颍篐0=（H1+2 H2+3 H3+4 H4）/4M H1一個(gè)方格所僅有角點(diǎn)的標(biāo)高；一個(gè)方格所僅有角點(diǎn)的標(biāo)高；H2、H3、H4分別為兩個(gè)、三個(gè)、四分別為兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)方格共用角點(diǎn)的標(biāo)高。個(gè)方格共用角點(diǎn)的標(biāo)高。70.091)土具有可松性，必要時(shí)應(yīng)相應(yīng)的提高土具有可松性，必要時(shí)應(yīng)相應(yīng)的提高H0挖方量挖方量填方量填方量h2)受局部填挖的影響受局部填挖的影響溝渠溝渠3)經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較后，認(rèn)為就近借土或棄土一部分更合理

8、經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較后，認(rèn)為就近借土或棄土一部分更合理案例案例2 答：答：(2)不考慮土的可松性不考慮土的可松性 H0=H0=70.29m單向排水時(shí)單向排水時(shí):HH0li 雙向排水時(shí)，各方格角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高雙向排水時(shí)，各方格角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn為：為：以場(chǎng)地中心點(diǎn)為以場(chǎng)地中心點(diǎn)為H0 Hn=H0 Lx ix L yi y按要求的泄水坡度調(diào)整各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高按要求的泄水坡度調(diào)整各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn：LyLxixiyH0Hn70.0970.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26 H070.29H2=70

9、.29102+303=70.36 H3=70.29+102+303=70.40H1=70.29302+303=70.32其它見(jiàn)圖其它見(jiàn)圖案例案例2hn=Hn Hn hn 施工高度，填挖施工高度，填挖Hn 設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn 原地形標(biāo)高原地形標(biāo)高70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44h2=70.36 70.

10、40 =0.04（m）；）；負(fù)值為挖方高度負(fù)值為挖方高度ijhihjXi-jaXi-j=a hihi+hj施工高度絕對(duì)值代入施工高度絕對(duì)值代入70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.090 0Xi-j=a hihi+hjX1-2=20*0.230.23+0.04=a h1h1+h2=17.04m1.2.2 場(chǎng)地平

11、整土方量的計(jì)算場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算h1 h4 方格角點(diǎn)施工高度的絕對(duì)值方格角點(diǎn)施工高度的絕對(duì)值;a 方格網(wǎng)一個(gè)方格的邊長(zhǎng)；方格網(wǎng)一個(gè)方格的邊長(zhǎng)；V挖（填）挖（填）挖方或填方的體積（挖方或填方的體積（m3）。）。V挖（填）挖（填）=(h1+h2+h3+h4)a24分別按方格求出挖、填方量，再求場(chǎng)地總挖方量、總填方量。分別按方格求出挖、填方量，再求場(chǎng)地總挖方量、總填方量。h1h2h3h4（2）方格四個(gè)角點(diǎn)有填有挖）方格四個(gè)角點(diǎn)有填有挖a2 h挖（填）挖（填）24 hV挖（填）挖（填）=h1h2h3h4)(63212HHHaV)(63231332HHHHHaV錐當(dāng)三角形三個(gè)角點(diǎn)全部為挖或全部為填時(shí)：

12、當(dāng)三角形三個(gè)角點(diǎn)有填有挖時(shí)：)(61233231332HHHHHHHHaV偰總運(yùn)輸量最小（成本最低），總運(yùn)輸量最?。ǔ杀咀畹停?，縮短工期和降低成本?？s短工期和降低成本。合理確定合理確定調(diào)配方向和數(shù)量調(diào)配方向和數(shù)量 一期一期 先平整先平整 余土余土欠土欠土二期二期數(shù)量，堆數(shù)量，堆放位置放位置TW天然地基天然地基填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)最小元素法最小元素法 即對(duì)運(yùn)距（或單價(jià)）最小的一對(duì)挖填分區(qū)，優(yōu)先地即對(duì)運(yùn)距（或單價(jià)）最小的一對(duì)挖填分區(qū)，優(yōu)先地最大限度地供應(yīng)土方量，滿(mǎn)足該分區(qū)后，以此類(lèi)推，直至所有的挖最大限度地供應(yīng)土方量，滿(mǎn)足該分區(qū)后，以此類(lèi)推，直至

13、所有的挖方分區(qū)土方量全部分完為止。方分區(qū)土方量全部分完為止。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)400500500300100100A.用矩陣法求假想運(yùn)距：將有土方量的運(yùn)距填入表中，利用矩形用矩陣法求假想運(yùn)距：將有土方量的運(yùn)距填入表中，利用矩形對(duì)角線角點(diǎn)之和相等的原則，求出未知的假想運(yùn)距。對(duì)角線角點(diǎn)之和相等的原則，求出未知的假想運(yùn)距。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030B.求檢驗(yàn)數(shù)求檢驗(yàn)數(shù) ij：ij=運(yùn)距運(yùn)距cij 假想運(yùn)距假想運(yùn)距cij，C.全部全部 ij 0，方案最優(yōu)；若有，方案最優(yōu)；若有 ij 0，非優(yōu)，需調(diào)整。，非優(yōu)，需

14、調(diào)整。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+閉回路法閉回路法 從負(fù)數(shù)方格出發(fā)，沿水平或垂直方向前進(jìn)，遇到有土從負(fù)數(shù)方格出發(fā)，沿水平或垂直方向前進(jìn)，遇到有土方量的方格可轉(zhuǎn)方量的方格可轉(zhuǎn)90度角再前進(jìn)，如此轉(zhuǎn)彎和前進(jìn)，必將能回到原度角再前進(jìn)，如此轉(zhuǎn)彎和前進(jìn)，必將能回到原位置，形成折線形閉回路。位置，形成折線形閉回路。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+調(diào)整土方量：調(diào)整土方量：從奇數(shù)轉(zhuǎn)角點(diǎn)格子中，找一個(gè)土方量最小的格子，將此從奇數(shù)轉(zhuǎn)角點(diǎn)格子中，找一

15、個(gè)土方量最小的格子，將此格子變?yōu)榱悖⒁源藶檎{(diào)整值，奇數(shù)角點(diǎn)的土方量減去該值，歐格子變?yōu)榱?，并以此為調(diào)整值，奇數(shù)角點(diǎn)的土方量減去該值，歐數(shù)角點(diǎn)的土方量加上該值，形成一個(gè)新的調(diào)配方案。數(shù)角點(diǎn)的土方量加上該值，形成一個(gè)新的調(diào)配方案。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+100 0400400重復(fù)第三步步驟，若不是最優(yōu)，繼續(xù)調(diào)整，直至最優(yōu)。重復(fù)第三步步驟，若不是最優(yōu)，繼續(xù)調(diào)整，直至最優(yōu)。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)400500400400100504060704070208030605030+由于所有的檢驗(yàn)數(shù)由于所有的檢驗(yàn)數(shù) i

16、j 0，故該方案已為最優(yōu)方案。，故該方案已為最優(yōu)方案。最優(yōu)方案的總運(yùn)輸量最優(yōu)方案的總運(yùn)輸量=400501007050040400601007040040=94000m3-m。初始方案的總運(yùn)輸量初始方案的總運(yùn)輸量=5005050040300601001101007040040=97000m3-m。T2-100型液壓操縱推土機(jī)型液壓操縱推土機(jī)適用于：（1）平整場(chǎng)地：經(jīng)濟(jì)運(yùn)距在）平整場(chǎng)地：經(jīng)濟(jì)運(yùn)距在100m內(nèi)（效率最高內(nèi)（效率最高60m），一三），一三類(lèi)土的挖運(yùn)，壓實(shí)；類(lèi)土的挖運(yùn)，壓實(shí)；（2）坑槽開(kāi)挖：深度在）坑槽開(kāi)挖：深度在1.5m內(nèi)、一三類(lèi)土；內(nèi)、一三類(lèi)土；（3）回填土方。）回填土方。A鏟刀寬；鏟刀寬；B不大于拖拉機(jī)履帶凈寬不大于拖拉機(jī)履帶凈寬溝槽溝槽土埂土?。╞）“8”字形路線字形路線（a）環(huán)形路線）環(huán)形路線1路堤路堤2取土槽取土槽鏟運(yùn)機(jī)鏟土鏟運(yùn)機(jī)鏟土推土機(jī)助鏟推土機(jī)助鏟正鏟正鏟拉鏟拉鏟抓鏟抓鏟反鏟反鏟 圖圖1-44 正鏟挖掘機(jī)正鏟挖掘機(jī)外形外形 正鏟作業(yè)示意正鏟作業(yè)示意 圖圖1-46 1-46 液壓反鏟挖掘機(jī)外形液壓反鏟挖掘機(jī)外形反鏟作業(yè)示意反鏟作業(yè)示意抓鏟作業(yè)示意抓鏟作業(yè)示意拉鏟作業(yè)示意拉鏟作業(yè)示意