土方填挖計算公式.ppt

建筑施工技術,第三章 土方工程,主講：胡莉萍,建筑施工技術,目 錄,第一節(jié) 概述,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,第三節(jié) 邊坡穩(wěn)定問題,第四節(jié) 施工排水及人工降低地下水位,第五節(jié) 填方施工,建筑施工技術,第一節(jié) 概 述,建筑施工技術,本 節(jié) 要 點,土方工程施工的特點 土的可松性 土的工程分類,建筑施工技術,土方工程是建筑工程的先導工程，是建筑施工主要的工種工程之一。它的施工過程包括土的開挖、爆破、運輸、填筑、平整和壓實。 工業(yè)與民用建筑工程中土方工程一般分為四類： 1.場地平整 2.基坑(槽)及管溝開挖 3.地下工程大型土方開挖 4.土方填筑,建筑施工技術,土方工程的特點： 1、面廣量大、勞動繁重 2、施工條件復雜 土方工程多為露天作業(yè)，施工受當?shù)貧夂驐l件影響大，且土的種類繁多，成分復雜，工程地質及水文地質變化多，也對施工影響較大。,建筑施工技術,第一節(jié) 概述,1、土的可松性 自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復成原來的體積，這種性質，稱為土的可松性。 工程意義：對土方平衡調(diào)配，基坑開挖時留棄土方量及運輸工具的選擇有直接影響。 土的可松性的大小用可松性系數(shù)表示。分為最初可松性系數(shù)和最終可松性系數(shù)。,建筑施工技術,土的可松性系數(shù),建筑施工技術,第一節(jié) 概述,（1）最初可松性系數(shù)KS 自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖成松散狀態(tài)后，其體積的增加，用最初可松性系數(shù)表示。 （2）最終可松性系數(shù)K/S 自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖成松散狀態(tài)后，回填夯實后，仍不能恢復到原自然狀態(tài)下體積，夯實后的體積與原自然狀態(tài)下體積之比，用最終可松性系數(shù)表示。 (見教材P19表3-1),建筑施工技術,第一節(jié) 概 述,土的工程分類 土的種類繁多，其工程性質直接影響土方工程施工方法的選擇，勞動量的消耗和工程費用。 土的分類方法很多，我們主要學習掌握與我們建筑施工技術課聯(lián)系較大的，根據(jù)土的開挖難易程度，在現(xiàn)行預算定額中，將土分為松軟土、普通土、堅土等八大類。 (見教材P19表3-2),建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術,本 節(jié) 要 點,基坑、基槽土方量計算 場地設計標高的確定 場地平整土方量計算 土方調(diào)配方案 土方工程機械化施工,模擬題,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,了解:臨時性挖方邊坡值。三棱柱法計算土方量，邊坡土方量計算方法。 熟悉：影響土方邊坡的穩(wěn)定的因素及土方邊坡的形式，場地設計標高的調(diào)整方法。 掌握：基坑（基槽）土方量計算公式，場地平整的基本原則和計算步驟及方法。 講授重點 基坑（基槽）土方量計算，場地平整的基本原則和計算步驟及方法。 講授難點 場地平整的基本原則和計算步驟及方法。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,一、基坑、基槽土方量計算 （一）基坑土方量計算 基坑土方量的計算，可近似地按擬柱體體積公式計算（圖3-1 圖3-2）,圖3-1 基坑土方量計算 圖3-2基槽土方量計算,基坑土方量計算,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,1第一段土方量。 1第一段的長度。 總土方量為各段土方量之和。 1 2 n 1、2、n各分段的土方量（m3）,（二）基槽土方量計算,基槽土方量計算,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,二、場地設計標高的確定 （一）確定場地設計標高的方法： 、一般要求挖方量和填方量基本平衡； 、初步確定場地設計標高時，可根據(jù)平整前和平整后，方格網(wǎng)內(nèi)的挖方量和填表方量相等的原則確定； 、最終采用的場地設計標高，還應考慮到一些因素的影響； 、要考慮土的可松性的影響，標高會提高一個H。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,適當提高設計標高,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,總之，合理確定場地設計標高，是對工程設計和施工都十分重要的一項工作。除了進行必要的理論計算外，還要對場地設計標高的各種影響因素進行分析，經(jīng)綜合考慮后做出最后的決定，作為最終采用的場地設計標高。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,（二）初步確定場地設計標高（理論）,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,平整場地坡度，一般標明在圖紙上，如設計無要求，一般取不小于2的坡度，根據(jù)設計圖紙或現(xiàn)場情況，泄水坡度分單向泄水和雙向泄水。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,A 單向泄水 什么叫單向泄水 當場地向一個方向排水時，稱為單向泄水。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,單向泄水時場地設計標高計算 將已調(diào)整的設計標高（H/0）作為場地中心線的標高參考圖113，場地內(nèi)任一點設計標高為：,Hij = H/0 L i Hij 場地內(nèi)任一點的設計標高。 L 該點至H0H0中心線的距離。 i 場地泄水坡度。 + 該點比H/0H/0線高取“+”號，反之取“”號。 H11 = H/0 +1.5 a i,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,圖113 單向泄水,返回,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,圖114 雙向泄水,返回,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,B 雙向泄水 什么叫雙向泄水,場地向兩個方向排水，叫雙向泄水,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,雙向泄水時設計標高計算 將已調(diào)整的設計標高H/0作 為場地縱橫方向的中心點（圖114），場地內(nèi)任一點的設計標高為 ：,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,雙向泄水時設計標高計算 Hij = H/0 Lx iX Ly iy Lx 該點距軸的距離（m）； Ly 該點距軸的距離（m）； iX . iy 場地在方向的泄水坡度。 + 該點比H0點高取“+”號，反之取“”號。 如圖：H11=H/0 +1.5 a ix + a iy,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,計算零點標出零線 計算各方格角點的施工高度 公式H0是假定場地為水平，不考慮泄水坡、邊坡，根據(jù)平整前總土方量等于平整后總土方量求得的。 公式 Hij 是考慮泄水坡度后場地內(nèi)任一方格角點的設計標高。但是在實際施工中，每一個方格是挖方還是填方呢？若為挖方，應挖多少？若為填方，應填多少？這就是施工高度問題。,建筑施工技術,所謂施工高度:就是每一個方格角點的挖填高度，用 hn表示。 hn = Hij Hn h 該角點的挖填高度，“+” 值表示填方“，”值表示挖方。 Hij 該角點設計標高。 H n 該角點自然地面標高。也就是地形圖上，各方格角點實際標高，當?shù)匦纹教箷r，按地形圖用插入法求的，當?shù)孛嫫露茸兓鸱^大時，用經(jīng)緯儀測出。,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術,計算零點標出零線 當同一方格的四個角點的施工高度全為“+”或全為“”時，說明該方格內(nèi)的土方則全部為填方或全部為挖方，如果一個方格中一部分角點的施工高度為“+”，而另一部分為“”時，說明此方格中的土方一部分為填方，而另一部分為挖方，這時必定存在不挖不填的點，這樣的點叫零點，把一個方格中的所有零點都連接起來，形成直線或曲線，這道線叫零線，即挖方與填方的分界線。,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術,計算零點的位置:是根據(jù)方格角點的施工高度用幾何法求出，如圖（圖115）所示，D點為挖方，C點為填方，則： AOC DOB,圖115計算零點的位置示意圖,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,式中： h 1 、 h2 相鄰兩角點 填、挖方施工高度（以絕對值帶入）（m）； a 方格邊長（m）； x 零點距角點A的距離（m）。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,計算土方工程量 四棱柱法 A、方格四個角點全部為挖或填方時（圖116），其挖方或填方體積為： 式中：h1、h2、h3、h4、方格四個角點挖或填的施工高度，以絕對值帶入（m）；a 方格邊長(m)。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,圖116 角點全填或全挖,返回,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,B、方格四個角點中，部分是挖方，部分是填方時（圖117）， 其挖方或填方體積分別為：,B、方格四個角點中，部分是挖方，部分是填方時（圖117）， 其挖方或填方體積分別為：,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,圖117角點二填或二挖,返回,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,C、方格三個角點為挖方，另一個角點為填方時（圖118）， 其填方體積為：,其挖方體積為：,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,圖118角點一填三挖,返回,建筑施工技術,計算土方工程量,三棱柱法 計算時先把方格網(wǎng)順地形等高線將各個方格劃分成三角形（圖119）,圖119 按地形方格劃分成三角形 每個三角形的三個角點的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,A、當三角形三個角 點全部為挖或填時（圖120a）， 其挖填方體積為：,式中：a方格邊長（m）； h1、h2、h3三角形各角點的施工 高度，用絕對值（m）代入。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,五、土方工程機械化施工 土方工程施工機械的種類繁多，常用的有推土機、鏟運機、裝載機、平土機、松土機、單斗挖土機、多斗挖土機和各種碾壓、夯實機械。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,（一）推土機,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,1、推土機的作業(yè)內(nèi)容 2、推土機的施工方法 （1）下坡推土 （2）并排推土 （3）槽形推土,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,（二）鏟運機 鏟運機有拖式鏟運機和自行式鏟運機兩種。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,鏟運機能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等多項作業(yè)。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,自行式鏟運機經(jīng)濟運距為8001500m，拖式鏟運機經(jīng)濟運距為200350m。 鏟運機的運行路線對生產(chǎn)效率影響較大，應根據(jù)工程具體條件合理選擇。,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,（三）單斗挖土機 1、正鏟挖土機,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,2、反鏟挖土機,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,3、拉鏟挖土機,建筑施工技術,第二節(jié) 土方工程量計算與土方調(diào)配,4、抓鏟挖土機,建筑施工技術,第三節(jié) 邊坡穩(wěn)定問題,為了施工安全,防止塌方,保持基坑(槽)土壁的穩(wěn)定,在土方工程施工中,對挖方或填方邊緣,均應制成一定坡度的邊坡。 土方邊坡的大小，應根據(jù)土質條件、挖方深度或填方高度、地下水位、排水情況、施工方法、邊坡留置時間的長短、邊坡上部的荷載情況、相鄰建筑物的情況等因素綜合考慮確定。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,一、集水井降水法 1、集水井的設置,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,2、水泵性能的選擇 常用的有離心泵和潛水泵。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,二、井點降水法 1、井點降水法的原理與作用,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,2、井點降水的方法 降低地下水位的方法有輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點、深井井點等?？筛鶕?jù)降水深度、土層滲透系數(shù)、技術設備條件等合理選用，各類井點的施工范圍如表3-9。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,（1）輕型井點的設備 輕型井點由管路系統(tǒng)和抽水設備兩部分組成。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,（2）輕型井點的布置 平面布置（單排）?；訉挾刃∮?m；降水深度不超過5m。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,平面布置（環(huán)形）。當基坑面積較大時。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,高程布置 輕型井點降水深度,考慮抽水設備的水頭損失以后,一般不超過6m。 計算公式：HH1hiL H1：井點管埋置面至坑底面的距離，m； h ：基坑底面至降低后的地下水位線的距離，m； i：水力坡度，單排井點取1/4，環(huán)形井點取1/10； L：井點管至基坑中心的水平距離，m。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,（3）輕型井點的設計與計算 基坑涌水量計算 根據(jù)井底是否達到不透水層，可將水井分為無壓完整井和無壓非完整井。 無壓完整井：井底達到不透水層。 無壓非完整井：井底未達到不透水層。 確定井點管數(shù)量與間距,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,（4）輕型井點的施工 輕型井點的施工程序為敷設總管、沖孔埋設井點管、安裝抽水設備、抽水試運轉。 井點管埋設一般采用沖孔法。用起重設備將沖管吊起，插在井點位置上，然后開動高壓水泵，將土沖松，沖管則邊沖邊沉。沖孔直徑一般為300mm，以保證井管四周有一定厚度的砂濾層，沖孔深度宜比濾管底深0.5m左右,以防沖管拔出時,部分土顆粒沉于底部而觸及濾管底部。,建筑施工技術,第四節(jié) 施工排水和人工降低 地下水位,例3-4 某建筑物矩形基坑，如下圖。開挖深度為4m?；拥撞科矫娉叽纾嚎拥讓挾葹?0.5m、長度為30.5m?；舆吰聻?:m=1:0.5。自然地面標高取為0.00m。地下水位標高為-1.00m。不透水層標高為-10.00m。不透水層上面的含水層為細砂層，透水系數(shù)K=15m/d。地下水為無壓水。采用輕型井點降低