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1、項目一 基礎工程施工 單元1.1：場地平整,喀喇沁旗建筑工程學校 趙彩紅,單元1.1：場地平整,一、能力要求 1、能進行土方工程量計算 2、能合理選擇土方施工機械 3、能編制場地平整施工初步方案 二、知識要求 1、了解土的工程性質(zhì)及土方調(diào)配方法 2、熟悉土方工程量計算方法（方格網(wǎng)法） 3、熟悉常用土方施工機械的特點、性能參數(shù)、 適用條件、作業(yè)方法 4、掌握挖土機與自卸汽車配套計算 5、熟悉土方填筑的要求與壓實方法,相關知識,一、土的分類及工程性質(zhì) 二、土 方 計 算 三、土方調(diào)配 四、土方機械化施工 五、填土與壓實,按土開挖的難易程度將土分為： 松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次

2、堅石、堅石、特堅硬石等八類。一類土最軟，八類土最硬。 一：土石方工程的施工特點 土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一，它包括土、石方的開挖、運輸、填筑、平整與壓實等主要施工過程，以及場地清理、測量放線、施工排水、降水和土壁支護等準備與輔助工作。 土石方施工的特點： 1：土石方施工工程量大、面廣。 2：施工條件極為復雜。 3：勞動強度較大 。 土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法見表1.1所示。,一、土的分類及工程性質(zhì),,（一）土的分類與鑒別 和特點,表1.1 土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法,(二)土的工程性質(zhì),1.土的含水量,2.土的天然密度和干密度,3.土的可松性系數(shù),4.土的滲透性,式中：m濕含

3、水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg； m干烘干后土的質(zhì)量，kg； mW 土中水的質(zhì)量，kg； mS固體顆粒的質(zhì)量，kg。 土的含水量小于5%的土稱為干土，含水量在5%-30%的土稱為潮濕土，含水量大于30%的土為濕土。,1.土的含水量,土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。,A、土的天然密度: 在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。 它與土的密實程度和含水量有關。,2.土的天然密度和干密度,B、干密度: 土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值。,在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制。,土的可松性：

4、天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動夯實，仍然不能完全復原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。 土的可松性用可松性系數(shù)表示，即,式中 KS、KS土的最初、最終可松性系數(shù)； V1土在天然狀態(tài)下的體積，m3； V2土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3； V3土經(jīng)壓(夯)實后的體積，m3。,3.土的可松性系數(shù),注意事項： 1、土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)； 2、土的最終可松性系數(shù)是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)。,土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì)。土的滲透性 用滲透系數(shù)表示。 滲透系數(shù)：表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級配、密

5、實程度等有關，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數(shù)。,4.土的滲透性,二、土 方 計 算,,（一）基坑與基槽土方量計算,（二）場地平整標高與土方量,基槽土方量計算可沿長度方向分段計算：,式中 V1第一段的土方量，m3； L1 第一段的長度，m。,將各段土方量相加即得總土方量：,（一）基坑與基槽土方量計算,1、確定場地設計標高 （1）確定場地設計標高時應考慮以下因素： 滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝及運輸?shù)囊螅?盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量； 場地內(nèi)的挖、填土方量力求平衡，使土方運輸費用最少； 有一定的排水坡度，滿足排水要求。,（二）場地平整標高與土方量,（2）初步設計標高 場地設計標高即為各

6、個方格平均標高的平均值。 可按下式計算： 式中： H。所計算的場地設計標高(m)； a 方格邊長(m)； N 方格數(shù)； H1l，，H22任一方格的四個角點的標高(m)。,如令H11個方格僅有的角點標高； H22個方格共有的角點標高； H33個方格共有的角點標高； H44個方格共有的角點標高。 則場地設計標高H0可改寫成下列形式,,,（3）場地設計標高的調(diào)整 (1)土的可松性影響 H0H0+h,,圖1.3 考慮土的可松性調(diào)整設計標高計算示意圖,(2)場內(nèi)挖方和填土的影響 (3)場地泄水坡度的影響 1）單向泄水時各方格角點的設計標高 HnH0li 2）雙向泄水時各方格

7、角點的設計標高 HnH0lxixlyiy,,2、 場地平整土方計算,,對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設計要求的平面。 場地挖填土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法；地形起伏變化較大地區(qū)，可采用橫截面法。,方格網(wǎng)法計算場地平整土方量步驟為： (1) 讀識方格網(wǎng)圖 方格網(wǎng)圖由設計單位(一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=1040m的若干方格，與測量的縱橫坐標相對應，在各方格角點規(guī)定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設計標高(Hn)，如圖

8、1.4所示。,圖1.4 方格網(wǎng)計算土方工程量,(2)計算場地各個角點的施工高度 施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設計標高為基準的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算：,式中 hn角點施工高度即填挖高度(以“+”為填填方高度，“-”為挖挖方高度)，m； Hn角點的設計標高，m； H角點的自然地面標高，m。,(3) 計算“零點”位置，確定零線 方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”(圖1.5)。,圖1.5 零點位置計算示意圖,零點位置按下式計算：,式中 x1、x2角點至零點的距離，m； h1、h2

9、相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)，m a方格網(wǎng)的邊長，m。,確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1.6所示。方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。,圖1.6 零點位置圖解法,零線位置,(4) 計算方格土方工程量 按方格內(nèi)各角點平均施工高度乘以方格面積計算，即： (5) 邊坡土方量計算 場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算，一種為三角棱錐體(圖1.7中、)，另一種為三角棱柱體()。,圖1.7 場地邊

10、坡平面圖,,土方調(diào)配：就是對挖方、填方和堆棄土三者之間關系進行綜合協(xié)調(diào)處理。好的土方調(diào)配方案，應使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且又方便施工。 土方調(diào)配是土方工程施工 (土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計算完成后進行。,三、土 方 調(diào) 配,土方調(diào)配的原則：力求達到挖填方平衡和運距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。 土方調(diào)配的步驟：劃分調(diào)配區(qū) 計算各調(diào)配區(qū)的土方量 計算每對挖填方區(qū)之間的平均運距 進行土方調(diào)配 畫出調(diào)配圖。,,,,,四、土方機械化施工,,一、常用土方施工機械 1、推土機 2、鏟運機3、挖土機 二、 土方機械的選擇 1、土方機械選擇的原

11、則 2、土方開挖方式與機械選擇 三、挖土機械配套計算 四、土方填筑與壓實,1. 推土機 按行走的方式，可分為履帶式推土機和輪胎式推土機。 履帶式推土機附著力強，爬坡性能好，適應性強； 輪胎式推土機行駛速度快，靈活性好。 目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機有東方32100、T-120、黃河220等；輪胎式推土機有TL160等。,圖1.8 推土機,2. 鏟運機 A、鏟運機是一種能綜合完成挖土、運土、卸土、填筑 整平的機械。 B、按行走方式分為牽引式鏟運機和自行式鏟運機； C、按鏟斗操縱系統(tǒng)分，有液壓操縱和機械操縱兩種。 D、施工方法：為了提高鏟運機的生產(chǎn)效率，可以采取下坡鏟土、跨鏟法、推土機推土助鏟

12、等方法，縮短裝土時間，使鏟斗的土裝得較滿。,圖1.9 鏟運機,圖1.9 鏟運機,3. 挖土機 A、挖土機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。 B、按其操縱機構(gòu)的不同，可分為機械式和液壓式兩類。 C、液壓式單斗挖土機的優(yōu)點是能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時，慣性小，并能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可減少強烈的沖擊和振動；結(jié)構(gòu)簡單，機身輕，尺寸?。桓接胁煌难b置，能一機多用；操縱省力，易實現(xiàn)自動化。,圖1.10 反鏟挖土機,圖1.11 挖土機的類型,1. 土方機械選擇的原則 A、施工機械的選擇應與施工內(nèi)容相適應； B、土方施工機械的選擇與工程實際情況相結(jié)合； C、主導施工機械確定后，要合

13、理配備完成其他輔助施工過程的機械； D、選擇土方施工機械要考慮其他施工方法，輔助土方機械化施工。,二、 土方機械的選擇,2. 土方開挖方式與機械選擇 (1) 平整場地常由土方開挖、運輸、填筑和壓實等工序完成。 地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機較適宜。 地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，在填方區(qū)配備推土機平整及壓路機碾壓施工。 挖填方高度均不大，運距在100m以內(nèi)時，采用推土機施工，靈活、經(jīng)濟。,(2) 地面上的坑式開挖 單個基坑和中小型基礎基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多采用抓鏟挖土機和反鏟挖土機。抓

14、鏟挖土機適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。 (3) 長槽式開挖 指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎和管溝，宜采用反鏟挖土機； 若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。 若土質(zhì)干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機或鏟運機施工。地面上的坑式開挖,(4) 整片開挖 對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機開挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業(yè)。 (5)對于獨立柱基礎的基坑及小截面條形基礎基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑(槽)

15、的挖掘和運土。,三、挖土機械配套計算 1挖土機數(shù)量確定 (臺) 式中 Q土方量(m3)； P挖土機生產(chǎn)率(m3臺班) ； T工期(工作日)； C每天工作班數(shù)； K時間利用系數(shù)(0.80.9)。,,2自卸汽車配套計算 自卸汽車數(shù)量應保證挖土機能連續(xù)工作，可按下式工作： (臺) 式中 Ts自卸汽車每一工作循環(huán)的延續(xù)時間(min)； t1自卸汽車每次裝車時間(min)，t1nt； n自卸汽車每車裝土次數(shù)： Ql自卸汽車的載重量(m3)；,,,,五、土方填筑與壓實,,一、填土的要求

16、,土料選擇：填方土料應符合設計要求，如無設計要求時應符合下列規(guī)定： 碎石類土、爆破石渣、砂土（使用細、粉砂時應取得設計單位同意），可用作表層以下的填料。 含水量符合壓實要求的粘性土，可用作各層填料。 淤泥和淤泥質(zhì)土一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地，經(jīng)過處理含水量符合壓實要求后，可用于填方中的次要部位。 對含有大量有機物、石膏、水溶性硫酸鹽含量大于5%的土壤、凍結(jié)土等，一般不作場地填土。,填筑要求： 填土應分層進行，并盡量用同類土填筑。如果用不同土填筑時，應將透水性大的土填筑在下層，透水性小的土填筑在上層，不能將各種土混雜使用。每層按規(guī)定的厚度填筑、壓實并經(jīng)檢驗合格后，再填筑上層。 當填方位于

17、傾斜的山坡時，應將斜坡修筑成12階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動，并盡量用同類土填筑。 回填施工前，填方區(qū)的積水采用明溝排水法排除，并清除雜物。,二、土的壓實方法,填土的壓實方法一般有碾壓、夯實、振動壓實等幾種。 碾壓法是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機械進行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。,,圖1.12 碾壓機械 (a)自行式平碾；(b)拖式羊腳碾,夯實方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土，適用于小面積填土的壓實。夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機等。,圖1.14 平板振動機

18、,振動壓實法：振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面，借助振動設備使土顆粒發(fā)生相對位移而達到密實，每層鋪土厚度為250mm350mm，每層壓實遍數(shù)為34遍。這種方法適用于振實非粘性土。,三、填土壓實的影響因素,填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。 1.壓實功的影響 見圖1.15。,,圖1.15 土的密度與壓實功的關系示意圖,2.含水量的影響 填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實)遍數(shù)和質(zhì)量。 較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當土具有適當含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量(圖1.16

19、)。 各種土的最佳含水量和最大干密度見表1.2所示。,圖1.16 土的密度與含水量的關系,表1.2 土的最佳含水量和最大干密度參考表,3.鋪土厚度的影響 在壓實功作用下，土中的應力隨深度增加而逐漸減小(圖1.17)，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。 各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質(zhì)和含水量等因素有關。 對于重要填方工程，其達到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度等應根據(jù)土質(zhì)和壓實機械在施工現(xiàn)場的壓實試驗決定。若無試驗依據(jù)應符合表1.3的規(guī)定。,圖1.17 壓實作用沿深度的變化,表1.3 填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù),,4. 填土質(zhì)量檢查,填土壓實后必須要達到密實度要求，填土密實度以設計規(guī)定的控制干密度d(或規(guī)定的壓實系數(shù))作為檢查標準。 土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實系數(shù)。 土的最大干密度乘以規(guī)范規(guī)定或設計要求的壓實系數(shù)，即可計算出填土控制干密度d的值。 土的實際干密度可用“環(huán)刀法”測定。 填方施工結(jié)束后，應檢查標高、邊坡坡度、壓實程度等規(guī)定。,