01 第一章 土方工程.ppt

1、第一章为土方工程，总结了土方计算和土方开挖调配的辅助工作。第一部分是概述。1.土方工程的分类和特点。施工分类主要包括场地平整；挖掘坑和槽；土方填筑。辅助：施工排水和降水；土墙支撑。2.建设特点(1)数量大、面积广；(2)劳动强度大，人工施工效率低，工期长；(3)施工条件复杂，受地质、水文、气候影响较大，不确定因素较多。3、施工设计应注意(1)摸清施工条件，选择合理的施工方案和机械；(2)合理调配土方，使总工程量最小化；(3)合理组织机械施工，实现效率最大化；(4)准备并协助道路、排水、降水和土墙支护；(5)合理安排施工计划，避免冬季和雨季施工；(6)制定合理可行的措施，确保工程质量和安全。二是

2、土的工程分类，根据开挖难度，可分为八类：一类土(软土)、二类土(普通土)、三类土(硬土)、四类土(砾石硬土)、机械或人工直接开挖的五类土(软石)、六类土(亚硬石)、七类土(硬石)和八类土(超硬石)。首先，松散系数KS=V2 /V1 1.081.5，最后，松散系数KS=V3 /V1 1.011.3自然状态下的V1土壤体积。开挖后松散状态的V2土体积。回填压实后V3土的体积。用途：挖掘、运输、储存、挖掘和回填、回填和松土。2.土壤的渗透性，即土壤被水渗透的特性，用渗透系数k表示。k的含义：当水力梯度(I=h/L)为1时，单位时间内水渗透土壤的速度(v=ki)，k的单位为m/d.粘土0.1，粗砂50

3、75，卵石100200。用途：水位下降法，回填。土壤质量密度：自然密度：一般=1620 KN/m3干密度d:是测试填土密实度的指标。(105，干燥34小时)4。土壤含水量：天然含水量W=(G湿-G干)/G干开挖、掘进(25.30%截留)，边坡稳定的最佳含水量可使填土获得最大密实度的含水量(由击实试验和手持经验确定)。第二节土方计算和分配，1。基坑、基槽和路堤土方计算1。基坑土方计算：按棱柱体法，v=(F以下4F，F以上)H/6，F以下，F以上，Fi，2。基槽(路堤)土方计算：沿长度方向分段计算Vi。V=截面尺寸不变的槽：VI=截面尺寸变化的槽：Vi=(Fi1 4Fi0 Fi2)li/6槽长Li

4、:外壁槽底和内壁槽底的平均长度；2.场地平整土方量的方格网法和累计高度法的平均断面法；(1)确定场地设计标高应考虑的因素；(1)满足生产过程和运输；(2)充分利用地形，减少挖填量；(3)争取场地挖填平衡，降低运输成本；(4)有一定的排水坡度，满足排水要求。场地的设计标高一般在设计文件中规定。如果没有规定：(1)小型场地的挖填平衡法；(2)大型场地的最优平面设计方法(采用最小二乘法平衡挖填，使总土方量最小化)；(1)初步标高(根据开挖和填方平衡)。方法：将场地划分为正方形网格，每网格边长1040米，找出每个网格每个角的地面标高(实际测量方法、测量方法)，场地的初步标高：H0=(H11 H12 H

5、21 H22)/4M H11、H12、H21、H22正方形每个角的自然地面标高；m平方数。或者：H0=(H1 2H2 3H3 4H4)/4M H1仅角点的高程；H2、H3和H4是分别由两个、三个和四个正方形共享的角的高度。2.场地的设计标高应根据排水坡度、土壤疏松程度、取土弃土情况进行调整根据排水坡度调整各角点的设计标高，H0，(2)双向排水，各角点的设计标高为：h11，h12，h21，HN=h0l I，HN=h0lxix l yi y，(1)单向排水，各角点的设计标高为：HN，例排水坡度ix=2，iy=3，网格各角点的设计标高不考虑土壤松散的影响而确定。解决方案：(1)初步设计标高(场地平均

6、标高)H0=(H12H 23 H3H 4)/4m=70.09 71.43 69.10 70.70 2(70.40 70.95 69.71)4(70.17 70.70 69.81 70.38)/(49)=。H1=70.29302303=70.32，70.32，70.36，70.40，70.44，70.26，70.30，70.34，70.38，70.20，70.24，H070.29，H2=(2)现场土方量计算：1。计算各转角的施工高度HN:hn=HNHNN，即HN=转角的设计标高，自然地面标高(m)，m)，h1=70.3270.09=0.23(m)；m)；正值是填充高度。0.23，-0.04，-0

7、.55，-0.99，0.55，0.13，-0.36，-0.84，0.83，H2=70.3670.40=0.04(m)；负值是切割高度。2.确定零线(切割和填充边界线)。插入方法，用比例法找出零点和零点之间的连线。0、0、3。场地土方量的计算：分别按方块计算挖方量和填方量，然后计算整个场地的总挖方量和填方量。(1)四边形棱柱体法1)全挖全填：2)部分开挖和部分填筑：v开挖(填筑)=2h开挖(填筑)2/4 h开挖(填筑)网格四角施工高度绝对值之和；h网格四角建筑高度绝对值之和。(2)方棱镜平均高度法(略)；(3)三棱柱法(略)；(3)土方调配：在施工区域内，挖方、填方或借弃土的综合协调。1.要求：

8、最小总运输量；土方工程造价最低。2.步骤：(1)找出零线，画出挖方区和填方区；(2)注意分配区域的划分：1)与建筑物、构筑物的位置相协调，考虑开放和施工顺序；2)尺寸满足领先工程机械的技术要求；3)配合网格确定土方量；4)借用和弃土区域作为独立分配区域。B1、B2、B3，(3)求出各挖方段和填方段的平均运距(即土方量重心之间的距离)，近似替换土方量重心。划分部署区域的示例：(4)挖掘和填充平衡列表以及运输距离表、(5)部署方法：最近部署的最小元素方法。顺序：从短距离开始，使土方量最大化。n列，m行，400，500，500，300，100，100。结果：交通量较小，但不一定是最佳方案。(总运输量

9、为97000m3-m) (6 6)绘制分配图(略)，3)优化分配方案(线性规划中的表格运算法)(1)确定初步分配方案(如上)。要求：有几个独立的方程要填入几个网格，即要填入m n-1个网格，不足时加“0”。例如：m n1=3 41=6，已经填充了6个网格，这是令人满意的。(2)用位势法确定最优方案是否为试验数ij。如果所有ij均为0，则该方案为最优方案。1)找出潜在Ui和Vj:潜在总和是距离表的行或列中的距离(或单价)减去的数字。目的是在不影响部署方案选择的情况下，使部署数为零的网格检查数为零。计算方法：平均距离(或单边成本)Cij=Ui Vj，让U1=0，u1=0，v1=50，u3=10，v

10、2=100，U2=60，v3=60，U4=20，u3=c31v1=6050=10，V1=C11U 1=500=50；=50；V2=11010=100；2)求空间ij的检查数，ij=Cij Ui Vj11=500500(带土壤)；结论：表中12为负值，不是最佳方案。最初的计划应该调整。-30，40，80，90，50，20，13=10006040；21=70(60)5080；12=70010030，4。方案调整方法：闭环法。调整顺序：从负值最大的单元格开始。1)找到一个闭环，并在水平或垂直方向上向前移动，在有数字的适当网格的情况下转动，直到回到起点。2)从空白处调整展开值，从奇数个角点的数字中选择

11、最小土方量，调整到空白处。此外，减少其他奇数角的土方量，增加偶数角的土方量，以保持挖填平衡。x12、(100)、(0)、(400)、(400)，3)再次查找位势和空间的测试数，如果测试数仍为负值，重复上述步骤，直到所有ij 0都得到最优解。40，50，60，50，50，U1=0，V1=50，V2=70，U2=30，U3=10，V3=60，U4=20，30。因为所有的测试号都是ij 0，所以这个方案是最好的。(5)找出最优方案的总运输量：400501007050040060100704004094000 m3。(4)绘制调配图：(包括流向、数量和运输距离)。取土弃土时有土方调配图，第三节土方开挖

12、辅助工作。首先，降低地下水位。1)降水目的1。防水防沙，确保施工处于干燥状态；2、防止塌方、塌方、坑隆起；3.降低坑壁支撑结构的水平荷载。地下含水结构类型、2)流沙现象1 .动态水压地下水在渗流过程中受到土壤颗粒的抵抗，使水流对土壤颗粒施加压力。动水压力的大小与水力梯度成正比，其方向与渗流方向相同。当动水压力大于或等于土壤的浸水度时，土壤颗粒被水流带入基坑。主要分布在细砂、粉土、轻壤土和粉土中。3.流砂的防治降低了动水压力(板桩增加了L)；平衡动水压力(抛石、水下开挖、挡泥墙)；改变水动力压力的方向(井点降水)。(3)排水方法：1 .集水井法(明排法)用于土质好、水量少、可膨胀的基坑开挖至地下

13、水位，然后在开挖前设置集水井抽水、开沟、打井。要求：(1)排水沟：围绕基坑底部设置，底部宽度500mm，坡度1。(2)集水井：沿基坑底角设置，距离2040米，直径0.60.8米，井底低于坑底12米。长期使用，用挡土墙和碎石压底。(3)水泵：离心泵、潜水泵和污水泵；(1)普通明沟排水法；(2)分层明沟排水法；离心泵工作图；(1)井点降水法；(1)特点和效果明显，使土墙稳定，避免流沙，防止隆起，便于施工；可能导致周围地面和建筑物沉降。(2)井点类型及适用范围，轻型井点降水、注水井点、管井点结构的总体图，渗流井点和水平辐射井点示意图；(4)轻型井点降水1降水原理2井点设备井管：长38，51，57m(

14、一般6m)，无缝钢管，螺纹过滤管；过滤管：38，51，11.7米长，开口12，开口率2025，覆盖过滤网；主管：75100无缝钢管，每节4米，每0.8、1或1.2米设一短节。连接管：应使用透明塑料管、橡胶软管或钢管，并应提供阀门；抽气设备：真空泵(教科书)真空度高、体积大、能耗高、结构复杂。喷射泵(常用)简单、轻便、小巧，节能隔膜泵(很少使用)，过滤管结构，真空泵井点设备工作原理图，(b)喷射装置结构，3个井点布置，(1)单排平面布置：布置在槽的上游侧，每侧超过槽b，用于槽宽B6m，沉淀深度5m。双排：排列在沟槽的两侧，每一侧超过沟槽b。用于沟槽宽度B6m，或土质较差。环形：排列在坑的周围。用

15、于大面积基坑。单排井点平面及标高布置图、环形井点平面及标高布置图，(2)标高布置图(图)井管埋深：h埋H1hiL。埋地表面到坑底的H1距离；h .降水后，水线至坑底的最小距离(一般为0.51米)；g的梯度4、计算涌水量q:(环形井点系统)(1)根据滤管与不透水层的关系判断井型(图):从完整井到不透水层，不完整井不到达不透水层。根据是否为承压水层：承压井无压井，水井分类，(2)无压全井组井点计算(积分解)，q1.366k (2hs) s H含水层厚度(m)；s水位降低值(m)；r泵送影响半径(m)，r=1.95s秒(hk)1/2；X0环形井点系统的虚半径(m)；当长宽比为A/B5时，X0=(F/

16、)1/2；否则，按块计算涌水量，然后累计。井点系统包围的区域。(3)无压不完全井组涌水量计算(近似解)，用有效影响深度H0代替含水层厚度H，用上述公式计算q。如何确定H0:注：1。当H0值超过H时，取H0H；2.当计算R时，它也应该被H0代替。(4)承压完整井，q 2.73 Ms/(LGRLGx0)(m3/d)M承压含水层厚度(M)，5确定井管数量和间距(1)单井出水量：q65d l K1/3 (m3/d) d，l滤水管直径和长度(M)；(2)最小井数：n1.1Q/q(根)1.1备用系数。(3)最大井距：DL主管/n(米)；(4)确定井距：取井距D。(5)确定井数：nL主管/D、D、15d，与主管接头间距一致。井点管埋设及应用(1)埋设方法：水冲洗法：水枪、井管本身(高压水)钻孔方法：正循环钻孔、反循环钻孔、冲击钻孔振动水冲洗法：(2)使用要求：开挖前25天用泵进行降水；连续抽水是不间断的(水量先大后小，先混合后清)，以防止堵塞。降水施工3)注意事项：1)真空度0.60.7大气压2)死管：