资源简介

(共29张PPT)
情境一 土方工程施工
学 习 目 标
1．了解土方工程的施工特点，熟悉土的工程性质，并了解其对施工的影响，掌握土的分类和鉴别方法；
2、掌握基坑、基槽土方量的计算方法，能够用方格网法正确计算平整场地土方量；掌握土方挖运填施工的特点
情境一 土方工程施工
学 习 目 标
3、了解土方施工机械及施工方法，正确选择地基回填土的填方土料及填筑压实方法，能分析填土压实的影响因素。
4、熟悉集水井降水法的施工工艺，掌握轻型井点降水法中的井点布置、施工等内容；了解基坑支护的目的、方法和要求
情境一 土方工程施工
情境一 内容
任务1-1 认识土的种类和性质
任务1-2 场地平整和计算土方量
任务1-3 编制土石方施工方案和技术交底文件
任务1-4 编制基坑排水及降水方案
【工作任务】
学习场地平整程序和方格网法计算土方量
任务描述：场地平整是将需进行建设的自然地面，通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面，以利现场平面布置和文明施工。在工程总承包施工中，三通一平工作常常是由施工单位来实施，因此场地平整也成为工程开工前的一项重要内容。场地平整前，要确定场地设计标高，计算挖填土方量以便据此进行土方挖填平衡计算，并根据工程规模、施工期限、现场机械设备条件，选用土方机械，拟定施工方案。
任务1-2 场地平整和计算土方量
1、场地平整的程序
场地平整为施工中的一个重要项目，要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求，并尽量使土方的挖填平衡，减少运土量和重复挖运。它的一般施工工艺程序安排是：现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范围→设置水准基点→设置方格网，测量标高→计算土方挖填工程量→平整土方→场地碾压→验收。
任务1-2 场地平整和计算土方量
知识准备：
2、场地平整的土方量计算
1）场地平整高度的计算
正确地选择场地平整高度（设计标高），对节约工程投资、加快建设速度均具有重要意义。一般选择原则是：在符合生产工艺和运输的条件下，尽量利用地形，以减少挖方数量；场地内的挖方与填方量应尽可能达到互相平衡，以降低土方运输费用；同时应考虑最高洪水位的影响等。场地平整高度计算常用的方法为“挖填土方量平衡法”，其计算步骤和方法如下：
任务1-2 场地平整和计算土方量
（1）计算场地设计标高：
将地形图划分方格网（或利用地形图的方格网）。
任务1-2 场地平整和计算土方量
一般要求是，使场地内的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方量平衡。设达到挖填平衡的场地平整标高为H0，则由挖填平衡条件，H0值可由下式求得：
式中 a——方格网边长（m）；
N——方格网数（个）；
H11…H22——任一方格的四个角点的标高（m）；
H1——一个方格共有的角点标高（m）；
H2——二个方格共有的角点标高（m）；
H3——三个方格共有的角点标高（m）；
H4——四个方格共有的角点标高（m）
任务1-2 场地平整和计算土方量
2）考虑设计标高的调整值
上式计算的H0，为一理论数值，实际尚需考虑：1)土的可松性；2)设计标高以下各种填方工程用土量，或设计标高以上的各种挖方工程量；3)边坡填挖土方量不等；4)部分挖方就近弃土于场外，或部分填方就近从场外取土等因素。
任务1-2 场地平整和计算土方量
3）考虑排水坡度对设计标高的影响
上式计算的H0，未考虑场地的排水要求（即场地表面均处于同一个水平面上），实际均应有一定排水坡度。如场地面积较大，应有2‰以上排水坡度，尚应考虑排水坡度对设计标高的影响。
　　 调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)计算出场地内各方格网角点实际设计标高。
⑴ 场地为单坡泄水时，场地内任意点的设计标高则为：
式中：l ——该点至设计标高H，0的距离；
i ——场地泄水坡度（不小于2‰）。
共46页 第23页
场地单向泄水坡度示意图
任务1-2 场地平整和计算土方量
⑵ 场地为双坡泄水时，场地内任意点的设计标高则为：
式中：lx、ly——该点沿X-X、Y-Y方向
距场地中心线的距离；
ix、iy——场地沿X-X、Y-Y方向
的泄水坡度。
公式中正负号的取值：
计算角点在H，0之上取
“＋”，反之取“－”
共46页 第24页
场地双向泄水坡度示意图
任务1-2 场地平整和计算土方量
（2）场地平整土方工程量的计算
在编制场地平整工程施工组织设计或施工方案、进行土方的平衡调配以及检查验收土方工程时，常需要进行土方工程量的计算。方格网法用于地形较平缓或台阶宽度较大的地段，计算方法较为复杂，但精度较高，其计算步骤和方法如下：
1）划分方格网
将计算场地划分成若干个方格网，方格一般采用20m×20m或40m×40m，将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。将设计地面标高与自然地面标高的差值，即各角点的施工高度（挖或填），填在方格网的左上角，填方为（＋），挖方为（－）。
任务1-2 场地平整和计算土方量
任务1-2 场地平整和计算土方量
2）计算零点位置
x1、x2——角点至零点的距离（m）；
h1、h2——相邻两角点的施工高度（m），均用绝对值；
a——方格网的边长（m）。
3）计算土方工程量
按方格网底面积图形和表1-6所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或填方量。
任务1-2 场地平整和计算土方量
任务1-2 场地平整和计算土方量
注：1. a——方格网的边长（m）；b、c——零点到一角的边长（m）；h1、h2、h3、h4——方格网四角点的施工高程（m），用绝对值代入；Σh——填方或挖方施工高程的总和（m），用绝对值代入；V——挖方或填方体积（m3）。
4）计算土方总量
将挖方区（或填方区）所有方格计算土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。
任务1-2 场地平整和计算土方量
方格网土方量计算
则可采取平均高度
法（四方棱柱体法
和三角棱柱体法）
3）边坡土方量计算
用于平整场地、修筑路基、路堑的边坡挖、填土方量计算，常用图算法。
任务1-2 场地平整和计算土方量
任务1-2 场地平整和计算土方量
任务1-2 场地平整和计算土方量
任务实施1：计算方格网土方量
某场地平整工程，部分方格网如图1-4所示，方格边长为20m×20m，试计算挖填总土方工程量。
(a）方格角点标高、方格编号、角点编号图；
水准仪进行高程测量
任务1-2 场地平整和计算土方量
零线、角点挖、填高度图
（图中I、II、III等为方格编号；1、2、3等为角点号）
任务1-2 场地平整和计算土方量
【实施过程】
1、划分方格网、标注高程。
根据图1-1(a)方格各点的设计标高和自然地面标高，计算方格各点的施工高度，标注于图1-6（b)中各点的左角上。
2、计算零点位置。
从图1-1(b)中可看出1~2、2~7、3~8三条方格边两端角的施工高度符号不同，表明此方格边上有零点存在，由表1-6第2项公式：
1~2线 ＝11.30（m）
2~7线 ＝4.81（m）
3~8线 ＝8.33（m）
将各零点标注于图1-1（b），并将零点线连接起来。
任务1-2 场地平整和计算土方量
3、计算土方工程量
方格I底面为三角形和五角形，由表1-6第1、3项公式：
三角形200土方量 ＝-1.18（m3）
五角形16700土方量 ＝76.80（m3）
方格II底面为二个梯形，由表1-6第2项公式：
梯形2300土方量 V-＝-（4.81＋8.33）（0.13＋0.15）＝-9.20（m3）
梯形7800土方量V+＝（15.19＋11.67）（0.41＋0.21）＝41.63（m3）
任务1-2 场地平整和计算土方量
方格III底面为一个梯形和一个三角形，由表1-6第1、2项公式：
梯形3400土方量 V-＝-（8.33＋20）（0.15＋0.12)＝-19.12（m3）
三角形800土方量 V+＝＝8.17（m3）
方格Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ底面均为正方形，由表1-6第4项公式：
正方形45910土方量 V-＝-55.0（m3）
正方形671112土方量 V+＝147.0（m3）
正方形781213土方量 V+＝164.0（m3）
正方形891314土方量 V+＝115.0（m3）
任务1-2 场地平整和计算土方量
方格Ⅷ底面为两个三角形，由表1-6第1项公式：
三角形91015土方量 V-＝-15.33（m3）
三角形91415土方量 V+＝21.33（m3）
④汇总全部土方工程量
全部挖方量 ΣV－＝-1.18-9.20-19.12-55.0-15.33＝-99.83（m3）
全部填方量 ΣV＋＝76.80+41.63+8.17+147+164+115+21.33
＝573.93（m3）
任务1-2 场地平整和计算土方量
【任务实施2】计算边坡土方量
某场地整平工程，长80m、宽60m，土质为粉质粘土，取挖方区边坡坡度为1：1.25，填方边坡坡度为1：1.5，已知平面图挖填分界线尺寸及角点标高如图1-5所示，试求边坡挖、填土方量。
任务1-2 场地平整和计算土方量
【实施过程】
边坡土方工程量，可划分为三角棱体和三角棱柱体两种类型，按公式计算：（1)挖方区边坡土方量
V1＝-24.03（m3） V2＝-1.19（m3）
V3＝-1.44（m3） V4＝-47.58（m3）
V5＝-0.02（m3） V6＝-0.02（m3） V7＝-0.75（m3）
挖方区边坡的土方量合计：
V挖＝－（24.03＋1.19＋1.44＋47.58＋0.02＋0.02＋0.75）＝－75.03（m3）
任务1-2 场地平整和计算土方量
(2)填方区边坡的土方量
V8＝28.13（m3）V9＝1.09（m3）
V10＝1.12（m3）V11＝60.42（m3）
V12＝0.25（m3）V13＝0.22（m3）V13＝＝5.71（m3）
填方区边坡的土方量合计：
V填＝28.13＋1.09＋1.12＋60.42＋0.25＋0.22＋5.71＝96.94（m3）
任务1-2 场地平整和计算土方量
【知识拓展】
基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）体积公式计算。
基槽土方量计算可沿长度方向分段计算,总土方量为各段土方量之和。
任务1-2 场地平整和计算土方量
【知识拓展】
填方和挖方工程量一般按照原状土的体积进行计算，只有当边挖边填时，计算填方体积才采用填方体积除以土的最后可松性系数。
土方量计算完成后即可进行土方调配，就是对挖法的土需运至何处、填方的土应取自何处进行统筹安排，目的是在土方运输量最小或土方运输费用最小的条件下，确定挖填方区土方的调配方向、数量及平均运距，从而缩短工期、降低成本。

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