土木工程施工1土方工程.pptx

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1、土方工程(t fn n chn)请在此输入您的副标题第一页，共50页。主要(zhyo)内容1.1 土方工程特点、分类和工程性质1.2 场地标高(biogo)的确定1.3 土方工程量计算及土方调配1.4 土方边坡及其稳定1.5 土壁支护1.6 降水1.7 土方的机械化施工、土方的填筑与压实第二页，共50页。1.1 土方工程(gngchng)的特点、分类和工程(gngchng)性质特点：工程(gngchng)量大、劳动繁重、施工条件复杂土的工程(gngchng)分类，按土的开挖难易程度分为八类第一类（松软土）第二类（普通土）第三类（坚土）第四类（砾砂坚土）第五类（软石）第六类（次坚石）第七类（坚石

2、）第八类（特坚石）土的工程(gngchng)性质(一)土的可松性(二)土的压缩性(三)原状土经机械压实后的沉降量第三页，共50页。1.1 土方工程的特点(tdin)、分类和工程性质(一)土的可松性定义(dngy)：自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复到原来的体积。最初可松性系数Ks 最终可松性系数KsV1 土的自然体积；V2 开挖后土的松散体积 V3 土压实后的体积第四页，共50页。1.1 土方工程的特点、分类(fn li)和工程性质(一)土的可松性土方工程(t fn n chn)量计算是以自然状态的体积来计算（1）借土、弃土时应考虑土的可松性Vw Vt

3、第五页，共50页。1.1 土方工程的特点、分类(fn li)和工程性质(一)土的可松性例题 某场地的挖方体积(tj)为1000m3,填方体积(tj)为1500m3,ks=1.08,ks=1.03,问该场地是借土还是弃土?若用运土量为5m3/车汽车运土,问应运多少车次 解:根据公式 Q=（1000-1500/1.03)1.08=-492.8m3 结果为负，故该场地应借土 运土的车次为 n=492.8/5=48(车次)第六页，共50页。1.1 土方工程(gngchng)的特点、分类和工程(gngchng)性质(一)土的可松性场地填筑，已知Ks、Ks，场地需要填高20cm，问需要填高多少厚的松土，经

4、压实后正好(zhngho)等于20cm。第七页，共50页。1.1 土方工程的特点、分类(fn li)和工程性质(一)土的可松性（2）由于可松性的存在(cnzi),运土时应考虑工具的容量。（3）由于可松性的存在(cnzi)，原土结构受到破坏时不能用原土回填。第八页，共50页。1.1 土方工程的特点(tdin)、分类和工程性质其他(qt)工程性质（1）含水量（2）渗透性（3）密实度（4）抗剪强度（5）土压力第九页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定场地设计标高应满足的要求如何(rh)确定场地设计标高场地设计标高的调整第十页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定场地(chngd

5、)设计标高应满足的要求场地(chngd)平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。场地(chngd)设计标高的基本要求：应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水位等要求，并力求使场地(chngd)内土方挖填平衡且土方量最小。第十一页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定如何确定场地设计标高两种方法：1一般方法如场地比较平坦(pngtn)，对场地设计标高无特殊要求，可按照“挖填土方量相等”的原则确定场地设计标高。2最佳设计平面最佳设计平面满足建筑规划、生产工艺和运输要求及场地排水，场内土方挖填平衡、并使土方的总工程量最小。应用最小二乘法的原理求最佳设计平面。第十二页，共50页。1.2

6、 场地标高(biogo)的确定如何确定场地设计标高1一般方法步骤1：将场地划分成边长为a的方格网；计算或实测(sh c)各角点的原地形标高；并将方格网点的原地形标高标在图上。a)地形图方格网场地(chngd)设计标高计算示意图1等高线第十三页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定如何(rh)确定场地设计标高1一般方法步骤2：按照挖填土方量相等的原则，场地设计标高可按下式计算：式中:zo所计算场地的设计标高（m）；n 方格数；zi1、zi2、zi3、zi4第i个方格四个角点的原地形标高（m）。a)地形图方格(fn)网场地设计标高计算示意图1等高线第十四页，共50页。1.2 场地标高(b

7、iogo)的确定如何确定场地(chngd)设计标高步骤2：式中:zo所计算(j sun)场地的设计标高（m）；n 方格数；zi1、zi2、zi3、zi4第i个方格四个角点的原地形标高（m）。第十五页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定场地设计标高1一般方法步骤2：角点的标高在计算过程中被应用的次数反映(fnyng)了各角点标高对计算结果的影响程度，测量上的术语称为“权”。式中:z1 一个方格(fn)独有的角点标高；z2、z3、z4 分别为二、三、四个方格(fn)所共有的角点标高。第十六页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何(rh)确定场地设计标高步骤4：施工

8、高度角点的设计标高与原地形标高的差值。求得设计标高zi后，即可按下式计算各角点的施工高度Hi：式中zi角点的原地形标高；zi角点的设计标高。若：Hi 为正值，则该点为填方，Hi 为负值，则该点为挖方。第十七页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定场地设计标高2最佳设计平面任何(rnh)一个平面在直角坐标体系中都可以用三个参数c、ix、iy来确定。第十八页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定场地设计标高2最佳设计平面这个平面上任何一点i的标高zi，可以根据下式求出：其中xi i点在x 方向(fngxing)的坐标；yii点在y 方向(fngxing)的坐标；

9、第十九页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定如何确定场地设计(shj)标高2最佳设计(shj)平面与前述方法类似，将场地划分成方格网，并将原地形角点标高zi标注在图上，设角点设计(shj)标高为zi，则各角点的施工高度为：式中Hi方格网i 角点的施工高度；zi方格网i 角点的设计(shj)平面标高；zi方格网i角点的原地形标高；m方格角点总数。第二十页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定场地设计标高2最佳设计平面土方工程量与施工(sh gng)高度之和成正比。施工(sh gng)高度之和为零时，则表明该场地土方的填挖平衡。由于施工(sh gng)高度有正有负，故

10、“施工(sh gng)高度之和”不能反映出填方和挖方的绝对值之和的多少。为了不使施工(sh gng)高度正负相互抵消，若把施工(sh gng)高度平方之后再相加，则其总和能反映土方工程填挖方绝对值之和的大小。第二十一页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定如何确定场地设计标高2最佳设计平面(pngmin)令为土方施工高度平方之和，并考虑它们的“权”则:将 得：当的值最小时，该设计平面(pngmin)既能使土方工程量最小，又能保证填挖方量相等。第二十二页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定场地设计标高2最佳设计平面为了求得最小时的设计平面参数(cnsh)c、ix、i

11、y，可以对c、ix、iy分别求偏导数，并令其为0，于是得：第二十三页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定场地设计(shj)标高2最佳设计(shj)平面经过整理，可得下列准则方程：第二十四页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定如何确定(qudng)场地设计标高2最佳设计平面解联立方程组然后即可根据方程式算出各角点的施工(sh gng)高度。可求得最佳设计平面的三个参数c、ix、iy（尚未考虑工艺、运输等要求）。第二十五页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定如何确定场地设计标高2最佳设计平面在实际计算时，可采用列表(li bio)方法。最后一列的和PH可

12、用于检验计算结果，当PH=0，则计算无误。第二十六页，共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定场地设计标高的调整实际工程中，对计算所得的设计标高，还应考虑下述因素进行调整，这些工作在完成土方量计算后进行。（1）考虑土的最终可松性；（2）考虑工程余土或工程用土；（3）采用场外取土或弃土。场地设计平面(pngmin)的调整工作也是繁重的，如修改设计标高，则须重新计算土方工程量。第二十七页，共50页。1.2 场地(chngd)标高的确定场地设计标高的调整（1）考虑土的可松性影响 由于土有可松性，为了(wi le)达到填挖平衡，则应把Hi提高h，如图示VTVWhAWAT 标高调整简图第二十八页，

13、共50页。1.2 场地标高(biogo)的确定场地设计标高的调整增加高度为：式中：VT、VW 设计标高调整前的填挖方体积 AT、AW 设计标高调整前的填挖方面积；Ks 土的最终(zu zhn)可松性系数；h 设计标高的增加值。VTVWhAWAT第二十九页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方工程(t fn n chn)量计算土方调配第三十页，共50页。1.3 土方(tfng)工程量计算及土方(tfng)调配土方工程量计算(j sun)在土方工程施工之前，通常要计算(j sun)土方的工程量。但土方工程的外形往往复杂、不规则，要得到精确的结果很困难。一般情况下，

14、都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算(j sun)。第三十一页，共50页。1.3 土方(tfng)工程量计算及土方(tfng)调配土方工程量计算1.基坑(j kn)（槽）和路堤的土方量计算基坑(j kn)（槽）和路堤的土方量可按拟柱体体积的公式计算，即式中V土方工程量（m3）；H、F1、F2如图所示。第三十二页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方工程(t fn n chn)量计算2.场地平整土方量计算步骤1：场地设计标高确定后，求出平整的场地各角点的施工高度Hi。步骤2：确定“零线”的位置。第三十三页，共50

15、页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方工程量计算2.场地平整土方量计算步骤3：按每个方格角点的施工高度(god)算出每个方格的填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样即得到整个场地的填、挖土方总量。方格中土方(tfng)量的计算有两种方法：“四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”第三十四页，共50页。四方(sfng)棱柱体法四方棱柱体的体积(tj)计算方法分两种情况：（1）方格四个角点全部为填或全部为挖：式中V 挖方或填方体积(tj)（m3）；H1、H2、H3、H4 方格四个角点的施工高度，均取绝对值（m）。第三十五页，共50页。四方(sfng)棱柱体法（2）方格四个角点

16、，部分是挖方，部分是填方：式中H填（挖）方格角点中填（挖）方施工(sh gng)高度的总和，取绝对值（m）；H 方格四角点施工(sh gng)高度之总和，取绝对值（m）；a 方格边长（m）。第三十六页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配1.土方调配的目的在使土方总运输量最小或土方运输成本最小的条件(tiojin)下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期和降低成本的目的。第三十七页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配2、调配原则1、填方、挖方基本平衡，减少运土2、填、挖方量与远距的乘积(chngj)之和

17、尽可能小，使总的运费最低3、好土应用于回填质量要求高的区域4、调配应与地下构筑物的施工相配合，地下设施的挖土，应留土后填5、选择恰当的调配方向及线路、避免对流与乱流现象，同时便利调配、机械化施工 第三十八页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配(diopi)3、用“线性规划”方法进行土方调配(diopi)的数学模型 土方平衡与施工运距（单价）表第三十九页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配3、用“线性规划”方法进行土方调配的数学模型目标函数为最小值，并满足(mnz)下列约束条件：未知量有mn个，而方程数为m+n个。由

18、于填挖平衡，因此独立方程的数量实际只有m+n-1个。第四十页，共50页。1.3 土方(tfng)工程量计算及土方(tfng)调配土方调配4.用“表上作业(zuy)法”进行土方调配第四十一页，共50页。1.3 土方(tfng)工程量计算及土方(tfng)调配土方调配4.用“表上作业法”进行土方调配（1）编制初始调配方案最小元素法对应于价格系数cij最小的土方量xij取最大，由此逐个确定调配方格(fn)的土方数及不进行调配的方格(fn)，并满足：第四十二页，共50页。1.3 土方(tfng)工程量计算及土方(tfng)调配土方调配4.用“表上作业法”进行土方调配（1）编制(binzh)初始调配方案

19、土方：m3；价格：元/m3初始方案：Z=1507+2002+505+4504+508=3900元第四十三页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配4.用“表上作业法”进行土方调配（2）最优方案(fng n)判别假想价格系数：cij 有调配土方的假想价格系数cij=cij；无调配土方方格的假想系数：cef+cpq=ceq+cpf无调配土方方格的检验数：ij=cij-cij 判别ij是否非负：如所有检验数ij 0，则方案(fng n)为最优方案(fng n)，否则该方案(fng n)不是最优方案(fng n)，需要进行调整。第四十四页，共50页。1.3 土方(t

20、fng)工程量计算及土方(tfng)调配土方调配4.用“表上作业法”进行(jnxng)土方调配（2）最优方案判别 土方：m3；价格：元/m3第四十五页，共50页。1.3 土方(tfng)工程量计算及土方(tfng)调配土方调配4.用“表上作业法”进行土方调配（3）方案的调整第一步在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个），把它所对应(duyng)的变量作为调整对象；第二步找出该变量的闭回路（转角点为有数字的方格）；第三步从该变量空格出发，沿着闭回路前进，在各奇数次转角点（出发点为0）的数字中，挑出一个最小的，将它调到第一步确定的变量的方格（即空格中）；第四步闭回路上其他奇数次转角的数字都减去

21、第三步调去的数，偶数次转角的数字都增加该数，保持挖填平衡；第五步对新调配方案，再进行检验，看其是否最优；如果为最优，完成；如非最优继续调整。第四十六页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配4.用“表上作业(zuy)法”进行土方调配（3）方案的调整 土方：m3；价格：元/m3第四十七页，共50页。1.3 土方工程(t fn n chn)量计算及土方调配土方调配4.用“表上作业法”进行土方调配（3）方案的调整(tiozhng)土方：m3；价格：元/m3 最优方案：Z=1507+1502+1005+4504+503=3800 元第四十八页，共50页。1.4 土方

22、(tfng)边坡及其稳定请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。

23、请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。第四十九页，共50页。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。请在此输入您的文本(wnbn)。第五十页，共50页。