温故而知新 1.了解《土木工程施工》课程的主要内容,知识结构,端正学习态度; 2.熟悉土方工程施工的施工内容、施工特点及施工工艺流程; 3.熟悉土的工程分类、分类依据及分类目的; 4.掌握土的工程性质及其各自对土方工程施工的影响。
§2.2 场地平整 学习重点: 1.基坑土方量的计算 2.基槽土方量的计算 学习难点: 方格网法计算场地平整土方量
一、 场地竖向规划设计 场地平整 将天然地面平整成施工所要求的设计平面。场地平整前,要进行场区竖向规划设计,确定场地设计标高、计算挖方和填方的工程量,进行土方平衡调配,并根据工程规模、施工期限、现有施工条件等选择土方工程施工机械,拟定土方施工方案。
(一 )场地设计标高的确定 选择设计标高时应考虑以下因素 (1)满足规划、生产工艺和运输的要求; (2)尽量利用地形,使场内挖、填平衡,以减少土方的运输费用; (3)要有一定的泄水坡度(≥2‰),以满足排水要求; (4)要考虑最高洪水位的影响。
(二)场地设计标高确定步骤和方法 (1)初步确定场地设计标高 ②各方格角点的编号(左上角); ③求各方格角点地面标高; ①划分方格网(边长为10~40mP4图1-1-1); ②各方格角点的编号(左上角); ③求各方格角点地面标高; ④标注各方格角点地面标高(左下角)。
按照场地内土方在平整前后相等,即挖、填平衡的原则,场地设计标高可按下式计算(设计标高Ho系一理论值 )。 a H22 H12 H11 H21 按照场地内土方在平整前后相等,即挖、填平衡的原则,场地设计标高可按下式计算(设计标高Ho系一理论值 )。
案例4 某建筑场地方格网、地面标高如图示,格边长a=20m。泄水坡度 ix =2‰,iy=3‰,不考虑土的可松性的影响,确定方格各角点的设计标高和施工高度。 答:(1)初步计算场地的设计标高H0 H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/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)] /(4×9) =70.29(m)
(2)场地设计标高的调整 1)考虑土的可松性而使场地设计标高提高 挖方区有:
填方区有: 2)考虑借土或弃土的影响 a、由于设计标高以上的各种填方工程而导致设计标高的降低,或者由于设计以下各种挖方工程而导致设计标高的提高。 b、由于边坡填、挖土方量不等而影响设计标高的增减。 c、根据经济比较结果,就近弃土或取土,导致场地设计标高的降低或提高。
3)考虑泄水坡度对场地设计标高的影响 a、当设计对泄水坡度有规定时,按设计要求进行; b、当设计无要求时,取泄水坡度 i≥2‰; c、排水方向取顺自然地面方向。 (a)单向泄水 (b)双向泄水
案例5:按泄水坡度调整设计标高Hn’ Hn’ = H0’ Lx ix L yi 70.32 70.36 70.40 70.44 案例5:按泄水坡度调整设计标高Hn’ 70.26 70.30 70.34 70.38 H0=70.29 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 70.20 70.24 70.28 Hn’ = H0’ Lx ix L yi H1’ =70.29-30×2‰+30×3‰=70.32 H2’ =70.29-10×2‰+30×3‰=70.36 其它见图 H3’ =70.29+10×2‰+30×3‰=70.40
二、场地平整土方量的计算 地形较为平坦时,采用方格网法; 地形起伏较大、断面不规则时,采用断面法。 场地平整土方量计算方法 方格网法、断面法。 地形较为平坦时,采用方格网法; 地形起伏较大、断面不规则时,采用断面法。
(1)方格网法 1)计算场地各方格角点的施工高度; hn=Hn-H n , (“+”为填,“-”为挖) 2)确定零线; 3)计算场地各方格挖、填土方量; 4)计算场地边坡土方量。 编号 施工高度 地面标高 设计标高
零点位置计算:
a) 四方棱柱体的体积计算方法 (i) 全部为填或全部为挖
(ii) 部分挖方部分填方 b) 三角棱柱体的体积计算方法 (i) 顺等高线划分 (ii) 全部为挖或全部为填
(iii) 有填有挖
(2)断面法 沿场地取若干个相互平行的断面(当精度要求不高时,可利用地形图定出,若精度要求较高,应实地测量定出),将所取的每个断面(包括边坡断面)划分为若干个三角形和梯形,则面积为: ……
断面法计算土方量
某一断面面积为 则所求土方体积为 …
三、土方平衡与调配 1、土方平衡与调配的目的 土方调配 对挖方的土需运至何处(利用或堆弃)或填方所需的土应取自何方进行综合协调处理。 土方调配 对挖方的土需运至何处(利用或堆弃)或填方所需的土应取自何方进行综合协调处理。 1、土方平衡与调配的目的 在土方总运输量最小或土方运输费用(成本)最低的情况下,确定挖、填方区土方的调配方向、调配数量及平均运距,从而缩短工期,降低成本。
2、土方平衡与调配原则 (2)应考虑近期施工和后期利用相结合; (3)应分区调配与全场调配相结合; (1)应力求达到挖、填平衡和运距最短; (2)应考虑近期施工和后期利用相结合; (3)应分区调配与全场调配相结合; (4)尽可能与城市规划、农田水利及大型地下结构的施工相结合,避免重复挖、运。
3、土方调配程序 (1)划分调配区 ; (2)计算各调配区的土方量,并标明在调配图上 ; (3)计算各挖、填方调配区之间的平均运距; (4)确定土方调配初始方案 ; (5)确定土方调配最优方案; (6)绘出土方平衡表和土方调配图。
四、基坑、基槽土方量计算
1、基坑土方量计算 2、基槽和路堤
习 题 课 例1. 基坑坑底面积为6mx10m,深4m,边坡系数为0.33,Ks=1.25,Ks,=1.05,需回填空间的体积为120m3 ,用体积为5 m3 的汽车将余土外运,求余土外运车次及预留回填土的体积。
1. 解:F1=AB=6x10=60m2 F2=(A+2mH)(B+2mH) =(6+2x4x0.33)(10+2x4x0.33)=109.21m2 F0=(A+mH)(B+mH) =(6+4x0.33)(10+4x0.33)=82.86m2 V坑(自)=H/6(F1+F2+4F0)=333.77m3 V坑(松)=V坑(自)x1.25=417.21m3 V回(压)=120m3 V回(自)=V回(压)x1/Ks,=114.29m3 V回(松)=V回(自)xKs=142.86m3 V余(松)=V坑(松)-V回(松)=274.35m3 N=V余(松)/V0=54.87=55(车)
例2. 某基础工程,槽长L=100m,宽B=1. 4m,深H=1 例2. 某基础工程,槽长L=100m,宽B=1.4m,深H=1.2m,开挖后灰土垫层及砖砌基础分别为63m3、40m3,回填夯实后余土全部外运,运土工具车容积为V0=2m3,已知Ks=1.25,Ks,=1.05,求余土外运车次。
2. 解:V坑(自)=LBH=168m3 V坑(松)=V坑(自)x1.25=210m3 V回(压)=168-(63+40)=65m3 V回(自)=V回(压)x1/Ks,=61.9m3 V回(松)=V回(自)xKs=77.38m3 V余(松)=V坑(松)-V回(松) =132.62m3 N=V余(松)/V0=66.31=67(车)
作业 P51:思考题 1.2~1.4; 习题 1.1;1.4(选作); 后记(本节主要解决的问题) 1.了解场地平整土方工程量的计算方法及步骤; 2.熟悉土方平衡与调配的目的、调配原则、调配程序; 3.掌握基坑(槽)土方工程量的计算。