《土木工程施工技術》課件 土方工程-場地平整

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1、 學習要求學習要求:了解土木工程施工技術的研究方向；掌握學習方法；熟悉施工中土的工程分類及分類依據；掌握土的可松性；熟悉原狀土壓實后的沉降量。1.1.2 1.1.2 土的工程分類土的工程分類土的分類土的級別土的名稱開挖方法及工具一類土松軟土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，少許用腳蹬二類土普通土II粉質粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；種植土、填土用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土堅土III軟及中等密實粘土；重粉質粘土、礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質粘土；壓實的填土主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類土砂礫堅土IV堅硬密實的粘性土或黃土；

2、含碎石卵石的中等密實的粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r整個先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘五類土軟石VVI硬質粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白奎土；膠結不緊的礫巖；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土次堅石VIIIX泥巖、砂巖、礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r，密實的石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖及正長巖用爆破方法開挖，部分用風鎬七類土堅石XXIII大理石；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風化安山巖；玄武巖用爆破方法開挖八類土特堅石XIVXVI安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細?；◢弾r、石英巖、輝長巖、粉巖、角閃巖用爆

3、破方法開挖機械或人工直接開挖機械或人工直接開挖 五類土（軟石）五類土（軟石）六類土（次堅石）六類土（次堅石）七類土（堅石）七類土（堅石）八類土（特堅石）八類土（特堅石）爆破開挖爆破開挖 1、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經開挖后，體、土的可松性：自然狀態(tài)下的土經開挖后，體積因松散而增加，以后雖經回填壓實，仍不能恢復。積因松散而增加，以后雖經回填壓實，仍不能恢復。V1 土在自然狀態(tài)下的體積。土在自然狀態(tài)下的體積。m3V2 土經開挖后松散狀態(tài)下的體積。土經開挖后松散狀態(tài)下的體積。m3V3 土經回填壓實后的體積。土經回填壓實后的體積。m3 最初可松性系數最初可松性系數 1.081.5 最后可松性系數最后

4、可松性系數 1.011.3 用途：用途：KS：可估算裝運車輛和挖土機械：可估算裝運車輛和挖土機械 KS：可估算填方所需挖土的數量：可估算填方所需挖土的數量V1V2V2 V1V2V3 V1V321sVKV31sVKV208m3某基坑某基坑208m3，現需回填，用，現需回填，用2m3 的裝載車從附近運土，的裝載車從附近運土，問需要多少車次的土？問需要多少車次的土？（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 的裝載車運土需要車次：的裝載車運土需

5、要車次：n=240/2=120車次車次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 開挖、行車（開挖、行車（2530%陷車）、邊陷車）、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可使填土獲得最大密實度的含水量。度的含水量。（擊實試驗、手握經驗確定）（擊實試驗、手握經驗確定）場地豎向規(guī)劃設計場地豎向規(guī)劃設計 場地平整土方量計算場地平整土方量計算 土方調配土方調配 場地平整土方機械及其施工場地平整土方機械及其施工 (1)滿足生產工藝和運輸的要求；滿足生產工藝和運輸的要求；

6、(2)盡量利用地形，減少挖填方數量；盡量利用地形，減少挖填方數量；(3)爭取在場區(qū)內挖填平衡，降低運輸費爭取在場區(qū)內挖填平衡，降低運輸費;(4)有一定泄水坡度，滿足排水要求。有一定泄水坡度，滿足排水要求。場地設計標高一般在設計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：場地設計標高一般在設計文件上規(guī)定，如無規(guī)定：(1)小型場地小型場地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型場地大型場地最佳平面設計法最佳平面設計法（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：場地內挖填方平衡，平整前后土方量相等。原則：場地內挖填方平衡，平整前后土方量相等。H11

7、H12H21H22 H0=（H11+H12+H21+H22）/4M H11、H12、H21、H22 一個方格各角點一個方格各角點的自然地面標高的自然地面標高 M 方格個數。方格個數。或：或：H0=（H1+2 H2+3 H3+4 H4）/4M H1一個方格所僅有角點的標高；一個方格所僅有角點的標高；H2、H3、H4分別為兩個、三個、四分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標高。個方格共用角點的標高。70.091)土具有可松性，必要時應相應的提高土具有可松性，必要時應相應的提高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)經過經濟比較后，認為就近借土或棄土一部分更合理

8、經過經濟比較后，認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單向排水時單向排水時:HH0li 雙向排水時，各方格角點設計標高雙向排水時，各方格角點設計標高Hn為：為：以場地中心點為以場地中心點為H0 Hn=H0 Lx ix L yi y按要求的泄水坡度調整各角點設計標高按要求的泄水坡度調整各角點設計標高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其它見圖其它見圖案例案例2hn=Hn Hn hn 施工高度，填挖施工高度，填挖Hn 設計標高設計標高Hn 原地形標高原地形標高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）；）；負值為挖方高度負值為挖方高度ijhihjXi-jaXi-j=a hihi+hj施工高度絕對值代入施工高度絕對值代入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 場地平

11、整土方量的計算場地平整土方量的計算h1 h4 方格角點施工高度的絕對值方格角點施工高度的絕對值;a 方格網一個方格的邊長；方格網一個方格的邊長；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，再求場地總挖方量、總填方量。分別按方格求出挖、填方量，再求場地總挖方量、總填方量。h1h2h3h4（2）方格四個角點有填有挖）方格四個角點有填有挖a2 h挖（填）挖（填）24 hV挖（填）挖（填）=h1h2h3h4)(63212HHHaV)(63231332HHHHHaV錐當三角形三個角點全部為挖或全部為填時：

12、當三角形三個角點有填有挖時：)(61233231332HHHHHHHHaV偰總運輸量最?。ǔ杀咀畹停?，總運輸量最?。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配方向和數量調配方向和數量 一期一期 先平整先平整 余土余土欠土欠土二期二期數量，堆數量，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 即對運距（或單價）最小的一對挖填分區(qū)，優(yōu)先地即對運距（或單價）最小的一對挖填分區(qū)，優(yōu)先地最大限度地供應土方量，滿足該分區(qū)后，以此類推，直至所有的挖最大限度地供應土方量，滿足該分區(qū)后，以此類推，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.用矩陣法求假想運距：將有土方量的運距填入表中，利用矩形用矩陣法求假想運距：將有土方量的運距填入表中，利用矩形對角線角點之和相等的原則，求出未知的假想運距。對角線角點之和相等的原則，求出未知的假想運距。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030B.求檢驗數求檢驗數 ij：ij=運距運距cij 假想運距假想運距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)，需調整。，非優(yōu)，需

14、調整。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 從負數方格出發(fā)，沿水平或垂直方向前進，遇到有土從負數方格出發(fā)，沿水平或垂直方向前進，遇到有土方量的方格可轉方量的方格可轉90度角再前進，如此轉彎和前進，必將能回到原度角再前進，如此轉彎和前進，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+調整土方量：調整土方量：從奇數轉角點格子中，找一個土方量最小的格子，將此從奇數轉角點格子中，找一

15、個土方量最小的格子，將此格子變?yōu)榱悖⒁源藶檎{整值，奇數角點的土方量減去該值，歐格子變?yōu)榱?，并以此為調整值，奇數角點的土方量減去該值，歐數角點的土方量加上該值，形成一個新的調配方案。數角點的土方量加上該值，形成一個新的調配方案。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)4005005003001001005040601107040-101008006030+100 0400400重復第三步步驟，若不是最優(yōu)，繼續(xù)調整，直至最優(yōu)。重復第三步步驟，若不是最優(yōu)，繼續(xù)調整，直至最優(yōu)。填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)400500400400100504060704070208030605030+由于所有的檢驗數由于所有的檢驗數 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)方案的總運輸量最優(yōu)方案的總運輸量=400501007050040400601007040040=94000m3-m。初始方案的總運輸量初始方案的總運輸量=5005050040300601001101007040040=97000m3-m。T2-100型液壓操縱推土機型液壓操縱推土機適用于：（1）平整場地：經濟運距在）平整場地：經濟運距在100m內（效率最高內（效率最高60m），一三），一三類土的挖運，壓實；類土的挖運，壓實；（2）坑槽開挖：深度在）坑槽開挖：深度在1.5m內、一三類土；內、一三類土；（3）回填土方。）回填土方。A鏟刀寬；鏟刀寬；B不大于拖拉機履帶凈寬不大于拖拉機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取土槽取土槽鏟運機鏟土鏟運機鏟土推土機助鏟推土機助鏟正鏟正鏟拉鏟拉鏟抓鏟抓鏟反鏟反鏟 圖圖1-44 正鏟挖掘機正鏟挖掘機外形外形 正鏟作業(yè)示意正鏟作業(yè)示意 圖圖1-46 1-46 液壓反鏟挖掘機外形液壓反鏟挖掘機外形反鏟作業(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