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土木工程施工 电子教材.doc
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土木工程施工 电子教材.doc
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Ch1 土方工程
学习要求
1、了解土的工程性质、边坡留设和土方调配的原则;掌握土方量计算的方法、场地计划标高确定的方法和用表
上作业法进行土方调配。
2、能分析土壁失稳和产生流砂、管涌的原因,并能提出相应的防治措施。对各种降水方案能进行选择比较;了
解回填土的质量要求及检验标准。
3、了解常用土方机械的性能及适用范围,能正确合理地选用。
第一章 土方工程
第一节 土的分类及性质
一、土的分类
1 按地基土分类:
根据土的颗粒级配或塑性指数分六类:
——岩石, 碎石土, 砂土 , 粉土, 粘性土 , 人工填土
2 土的工程分类:
按施工的难易程度分八类:
——松软土 , 普通土 , 坚土 , 砂砾坚土, 软石 , 次坚石,坚石 , 特坚石
二、土的性质
1 可松性
1) 定义
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,其这种性质称为土的可松性。
2) 可松性的表示——可松性系数
(1)最初可松性系数 Ks
1
2
V
V
K
S
�
V
2
—— 开挖后土的松散体积
V
1
——土的自然体积
(2)土的最终可松性系数 K
’
s
V
3
——土压实后的体积
V
1
——土的自然体积
3) 可松性的利用
(1)借土,弃土时应考虑土的可松性
Q ——借土或弃土的量,正表示弃土,负表示借土
Vt;Vw ——填或挖方的体积
Ks;Ks’ ——土的可松性
(2)由于可松性的存在,运土时应考虑工具的容量。
(3)由于可松性的存在,原土结构受到破坏时不能用原土回填。
2 土的含水量
1) 1)定义
土中水的重量与土的固体颗粒重量之比称为土的含水量。
2)表达式
ω = W
w
/ W ×100%
式中:
ω ——土的含水量
W
w
——土中水的重量
W ——土中固体颗粒的重量
3)应用
(1)填土时应考虑土的最佳含水量
(2)含水量的高低对土的承载力和边坡的稳定性有影响。
3 土的渗透性
1)定义
土体孔隙中的自由水再重力的作用下会透过土体而运动,土体这种被水透过的性质称为土的
渗透性。
2)表示——渗透系数K
由达西定律V=KI知,渗透系数的物理意义是:当水力梯度等于1时的渗流速度。
3)应用
(1)地下降水时计算涌水量应考虑渗透系数的大小。
(2)流砂的防治应考虑。
s
s
t
w
K
K
V
VQ )(
'
���
第二节 土方量的计算
一、基坑、基槽的土方量的计算
1 基坑
对于基坑土方量可按立体几何中的拟柱体(由两个平行平面做上、下底的一种多面体)体积
计算,先计算上、下两个面的面积 F
1
、F
2
,再计算其体积。如右图所示,计算公式为
� �
2211
3
FFFF
h
V ���
或
32
3
1
))(( hmmhbmhahV ����
2 基槽
沟槽土方量可沿其长度方向分段(截面相同的不分段)计算,先计算截面面积,再求长度,累计
各段计算土方量,如图,可按下式计算
)4(
6
201
FFF
L
V
i
i
���
�
�
�
n
i
i
VV
1
V
i
—— 第 i 段的体积(m
3
)
F
1
、F
2
—— 第 i 段的两端面积(m
2
)
L
i
—— 第 i 段的长度
F
0
——第 i 段的中截面积
二、场地平整土方量计算 1 设计标高的确定
场地整平常要求场地内的土方在平整前和平整后相等,达到挖填土方量最平衡。即“填挖平衡”的
原则确定设计标高 H
0
。如图所示
1)在图上划分方格,边长 a=10~40m,常用 a=20 m
2) 根据等高线按比例求解各顶点的地面高程 H
ij
3) 求解 H
0
化简得
改写为
式中:
H
0
——达到挖填平衡的场地标高(m)
a ——方格网边长(m)
N ——方格数(个)
N
11
…N
22
——任一方格的四个角点的标高(m)
H
1
——1 个方格共有的角点标高(m)
H
2
——2 个方格共有的角点标高(m)
H
3
——3 个方格共有的角点标高(m)
H
4
——4 个方格共有的角点标高(m)
2 H
0
的调整
1)考虑土的可松性影响
由于土有可松性,为了达到填挖平衡,则应把 H
0
提高△h,如下图所示
�
�
�
�
�
�
�
���
��
N
HHHH
aNaH
1
22211211
22
0
4
N
HHHH
H
N
4
)(
1
22211211
0
�
���
�
N
HHHH
H
4
432
4321
0
� � � �
���
�
'
)(
sWWTT
khAVhAV �������
增加高度为:
'
'
)1(
sWT
sW
kAA
kV
h
��
�
��
式中:
V
T
、V
W
——设计标高调整前的填挖方体积
A
T
、A
W
——设计标高调整前的填挖方面积
K
s
’
——土的最终可松性系数
△h ——设计标高的增加值
2)考虑排水坡度后标高
H
0
为理论数值(即场地表面交处于同一个水平面),可作施工粗略确定场地整平标高用,实
际场地均有排水坡度,如场地面积较大,有 2‰以上排水坡度,尚应考虑坡度对设计标高的影响,
以场地中心为基点,双向排水,则场地内任一点实际施工时所采用的设计标高 H
n
,可由下式求得
(如下图所示)
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omygodvv
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