土方工程施工建筑施工技术

建筑工程技术专业,学习模块一：土方工程施工,建筑工程技术专业,引例,某建筑为科研所内部办公用房，地上14层，地下2层，总建筑面积29995.66平方米，东临南三街，北部为正在施工的联想大厦C座，南面紧邻居民小区，西面为废弃厂房和居民区。建筑平面呈长方形，地下室外墙基本紧贴距地块四周红线，地下室埋深约为-10.8米（设备、电梯井埋深约为-11.8米），根据岩土工程勘察报告，土层可分为两层：人工堆积层和第四季沉积层，工程在基坑开挖范围内，局部区域存在上层滞水，层间潜水及潜水在基础埋深以下。 思考： （1）该工程如何进行开挖？ （2）开挖机械如何选择？ （3）基坑土方量如何计算？,建筑工程技术专业,土方工作的主要内容： 主要工作：挖、运、填、压（平） 准备工作：施工排、降水 辅助工作：土壁支护,思考1： 要建造一栋民用住宅楼， 第一步要做什么？,常见的土方工程： 场地平整 基坑（槽）及管沟开挖 地下工程大型土方开挖 土方填筑,思考2： 你见过哪些土方工程？,建筑工程技术专业,主要内容,学习单元1：认识土的工程性质 学习单元2：计算土方工程量 学习单元3：土方开挖（施工排降水、基坑支护） 学习单元4：填筑土方并压实,建筑工程技术专业,学习目标,1.了解土的分类及工程性质 2.掌握土方量计算、施工排降水方法、基坑支护方法 3.熟悉土方机械 4.掌握土方工程质量验收,能看懂地质勘探报告，能在施工现场简单鉴别土的类别，会计算土方 工程量，会编制基坑降水施工方案，会编制土方开挖专项施工方案。,建筑工程技术专业,学习重、难点,学习重点： 1.施工降水的方法 2.基坑支护的方法 学习难点： 1.土方开挖专项施工方案的确定,建筑工程技术专业,学习单元1：土的类别及土的工程性质,工作任务1：判断土的类别 一、 根据土的颗粒大小可分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土。详细的分类，见岩土工程勘察规范 GB50021-2001 二、 根据土的开挖难易程度分为：松软土、普通土、坚土等八大类。,建筑工程技术专业,学习单元1：土的类别及土的工程性质,思考2： 在施工现场如何对土的类 别进行简易判别？,建筑工程技术专业,学习单元1：土的类别及土的工程性质,工作任务2：认识土的工程性质 一、土的天然含水量 二、土的天然密度 三、土的干密度 四、土的可松性 五、土的渗透性,建筑工程技术专业,一、土的天然含水量,土的天然含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。 mw 土中水的质量； ms 土中固体颗粒的质量,土的含水量测定方法： 把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100105°C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式 可计算出土的天然含水量。,如何测定土的含水量？,建筑工程技术专业,一、土的天然含水量,土的含水量表示土的干湿程度。 土的含水量：5%以内，干土； 530%以内，潮湿土； 大于30%，湿土。 各类土的最佳含水量如下： 砂土为8%12%；粉土为9%15%； 粉质粘土为12%15%；粘土为19%23%。,建筑工程技术专业,工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。 例：测定土的含水量时，用环刀法取样，如图1-1所示。土样取出后，放在天平上称量质量300g，然后放入烘箱内进行烘干，烘干后质量为250g，已知环刀自重50g，求土的天然含水量。,解：土中固体颗粒的质量ms =250-50=200g 土中水的质量mw =300-250=50g 土的天然含水量：,建筑工程技术专业,二、土的天然密度,土的天然密度 天然密度是指土 在天 然状态下单位体积的质量，用表示，即,m土体的质量； V土的天然体积。,土的密度一般用环刀法测定，用一个体积已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。,如何测定土的密度？,建筑工程技术专业,三、土的干密度,土的干密度：指单位体积土中固体颗粒的质量，用d表示，即,mS土中固体颗粒的质量 V土的天然体积,干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度d，从而可判断土是否达到要求的密实度。,干密度对土方施工有什么影响？,建筑工程技术专业,四、土的可松性,土的最初可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。,KS、KS土的最初、最终可松性系数 V1土在自然状态下的体积 V2土经开挖成松 散状态下的体积 V3土经压(夯)实后的体积,土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表1.1所示。,土的可松性对土方施工有什么影响？,建筑工程技术专业,四、土的可松性,表11 土的可松性系数,建筑工程技术专业,四、土的可松性,例：建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1：m=1 ：0.5；Ks=1.30，K/s =1.05）,解：m边坡坡度系数，m=B/H B=mH= 0.5×2=1.0m 挖土体积=截面面积×长,建筑工程技术专业,五、土的渗透性,土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中孔隙的难易程度。,V=KI K渗透系数 I水力坡度 I=h/L h=H1-H2 H1高水位 H2低水位 L渗流路程,图1-4 土的渗透性实验室测定,建筑工程技术专业,五、土的渗透性,Q流水量 V渗流速度 A土样横截面面积,现场抽水试验示意图,建筑工程技术专业,五、土的渗透性,现场抽水试验示意图,K值的现场抽水试验测定： 对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值，其方法如图所示。在现场设置 一抽水孔，并距抽水孔为X1、X2处设两个观测井(三者位于一直线上)，待抽水稳定后，测得 X1、X2处观测孔中的水深L1、L2，并由抽水孔中相应的抽水量Q，由下式求得K值,建筑工程技术专业,学习了土的工程分类知识，学会在施工现场用简易方法判别土的类别 认识了土的工程性质，了解了土的工程性质对土方施工的影响,返回,建筑工程技术专业,思考与训练,1.土按开挖的难易程度分几类？各类特征是什么？ 2.简述土的可松性及其对土方施工的影响。,建筑工程技术专业,学习单元2：计算土方工程量,学习模块一：土方工程施工,建筑工程技术专业,学习目标,1.了解场地平整土方量的计算方法 2.掌握基坑土方量计算方法 3.掌握基槽土方量的计算方法,会熟练、准确计算基坑、基槽土方量；会用方格网法、断面法计算场地 平整土方量。,建筑工程技术专业,学习重、难点,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,建筑工程技术专业,1平整场地：平整场地是指厚度在300mm以内的挖填、找平工作。 2挖基坑：挖基坑指挖土底面积在20以内，且底长为底宽3倍者。 3挖基槽：挖基槽指挖土宽度在3m以内，挖土长度等于或大于宽度3倍以上者. 4挖土方：挖土方指挖土宽度在3m以上，挖土底面积在20以外，平整场地厚度在300mm以外者。 5土方回填：常见的有：基础回填、室内回填、管道沟槽回填。,1.什么是场地平整？ 2.什么是基坑开挖？ 3.什么是基槽开挖？ 4.什么是大型土方开挖？ 5.什么是土方回填？,建筑工程技术专业,主要内容,工作任务1：计算场地平整土方量 工作任务2：计算基坑开挖土方量 工作任务3：计算基槽开挖土方量,建筑工程技术专业,判断： 某多层建筑外墙基础断面形式如图所示，长为55m 某建筑进行基础开挖，单个基础底面积为2.8×3.6m 某建筑物地下室平面尺寸为51×11m,建筑工程技术专业,工作任务1：计算场地平整土方量,一、土方边坡 土方边坡坡度以其挖方深度H与边坡底宽B之比来表示。,m = B/H ，称为坡度系数。,土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定,建筑工程技术专业,工作任务1：计算场地平整土方量,边坡可做成直线形、折线形或阶梯形，土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002第6.2.3的规定执行如表1.3 。,m的确定原则： 保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。,建筑工程技术专业,工作任务1：计算场地平整土方量,建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定临时性挖方边坡值,建筑工程技术专业,工作任务1：计算场地平整土方量,二、场地平整土方量的计算方法 方格网法：地形较平坦时用 断面法：用于地形起伏变化较大，断面不规则的场地,建筑工程技术专业,工作任务1：计算场地平整土方量方格网法,例：某建筑场地地形图如图122所示，方格网a=20m，土质为中密的砂土，设计泄水坡度ix=3%，iy=2%,不考虑土的可松性对设计标高的影响，场地中心点8的设计标高为43.71m，计算挖填土方量。,建筑工程技术专业,一、方格网法计算土方量的步骤,1. 划分方格网 由设计单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长a=10-40m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图1.18所示。,2.计算场地各个角点的施工高度,hn角点施工高度 (以“+”为填，“-”为 挖) n 方格的角点编号,建筑工程技术专业,一、方格网法计算土方量的步骤,3.计算“零点”位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.19)。,建筑工程技术专业,一、方格网法计算土方量的步骤,3.计算“零点”位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.19)。,建筑工程技术专业,一、方格网法计算土方量的步骤,4.计算方格土方工程量 按表1.6所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。,建筑工程技术专业,一、方格网法计算土方量的步骤,5.计算边坡土方量,三角棱锥体边坡体积,三角棱柱体边坡体积,建筑工程技术专业,一、方格网法计算土方量的步骤,6.计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。,建筑工程技术专业,二、例题详解,建筑工程技术专业,二、例题详解,1.计算施工高度,2.确定零点和零线,建筑工程技术专业,二、例题详解,3.计算土方量 （1）全挖全填方格,建筑工程技术专业,二、例题详解,（2）方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时 （图125），其挖方或填方体积分别为：,建筑工程技术专业,二、例题详解,（3）方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时：,建筑工程技术专业,二、例题详解,（4）总土方量 总挖方量 = 17.91+117+270+0.03+35.28+234.04=674.26m3 总填方量 =136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m3,建筑工程技术专业,二、例题详解,（5）计算边坡土方量 首先确定边坡坡度，因场地土质系中密 的砂土，且地质条件较差，挖方区边坡坡度采用1：1.25，填方区边坡坡度采用1：1.50，场地四个角点的挖填方宽度为：,角点5挖方宽度 0.93×1.25=1.16米 角点15挖方宽度 0.38×1.25=0.48米 角点1挖方宽度 0.39×1.5=0.59米 角点11挖方宽度 0.97×1.5=1.46米,建筑工程技术专业,二、例题详解,建筑工程技术专业,二、例题详解,挖方区边坡土方合计