场地平整改ppt课件 78页

项目一基础工程施工单元1.1：场地平整赤峰市建筑工程学校\n单元1.1：场地平整一、能力要求1、能进行土方工程量计算2、能合理选择土方施工机械3、能编制场地平整施工初步方案二、知识要求1、了解土的工程性质及土方调配方法2、熟悉土方工程量计算方法（方格网法）3、熟悉常用土方施工机械的特点、性能参数、适用条件、作业方法4、掌握挖土机与自卸汽车配套计算5、熟悉土方填筑的要求与压实方法\n前言土木工程施工是土木专业（房建方向）的一门实践性强、综合性大、涉及知识面广的骨干专业课程，它的任务是研究土木工程施工的局部规律和全局性规律。是同学们步入工作岗位后要学以致用、安身立命的主要课程之一。无论同学们毕业后在土木建筑领域从事何种职业和岗位，学好本课程的专业知识都将使你受用终生。\n本课程的诸多专业术语、概念和知识点常常是求职面试时主考官信手拈来的试题，本课程是你求职的敲门砖！本课程的施工程序、工艺流程、操作要点、质量要求等内容直接与规范的强制性条文接轨，这些知识将使你在职场受用一生\n\n\n相关支撑知识一、土的分类及工程性质二、土方计算三、土方调配四、土方机械化施工五、填土与压实\n土方工程的内容和特点；1。内容；（1）土的开挖。运输，填筑等施工过程。（2）排水降水和土壁支撑等辅助工作（3）土方爆破2、特点：1）、面广、量大。2）、劳动强度大3）。施工工期长按土开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。土的工程分类与现场鉴别方法见表1.1所示。一、土的分类及工程性质（一）土的分类与鉴别\n表1.1土的工程分类与现场鉴别方法土的分类土的名称可松性系数现场鉴别方法KSK’s一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用锹、锄头挖掘二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土1.14～1.281.02～1.05用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土1.24～1.301.04～1.07要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石1.26～1.321.06～1.09整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤\n土的分类土的名称可松性系数现场鉴别方法KSK’s五类土(软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩1.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖八类土(特坚硬石))安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩1.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖\n(二)土的工程性质1.土的含水量2.土的天然密度和干密度3.土的可松性系数4.土的渗透性\n式中：m湿——含水状态土的质量，kg；m干——烘干后土的质量，kg；mW——土中水的质量，kg；mS—固体颗粒的质量，kg。土的最佳含水量1.土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。\n最佳含水量使回填土能夯实到最密实时的含水量鉴别方法。手握成团，落地松散。含水量大小的处理措施；\nA、土的天然密度:在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。2.土的天然密度和干密度B、干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。\n土的可松性：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。土的可松性用可松性系数表示，即式中KS、KS′——土的最初、最终可松性系数；V1——土在天然状态下的体积，m3；V2——土挖出后在松散状态下的体积，m3；V3——土经压(夯)实后的体积，m3。3.土的可松性系数\n注意事项：1、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；2、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。\n土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。4.土的渗透性\n二、土方计算（一）基坑与基槽土方量计算（二）场地平整标高与土方量\n\n基槽土方量计算可沿长度方向分段计算：式中V1——第一段的土方量，m3；L1—第一段的长度，m。将各段土方量相加即得总土方量：（一）基坑与基槽土方量计算\n1、确定场地设计标高（1）确定场地设计标高时应考虑以下因素：①满足建筑规划和生产工艺及运输的要求；②尽量利用地形，减少挖填方数量；③场地内的挖、填土方量力求平衡，使土方运输费用最少；④有一定的排水坡度，满足排水要求。（二）场地平整标高与土方量\n2、场地平整土方计算对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法；地形起伏变化较大地区，可采用横截面法。\n方格网法计算场地平整土方量步骤为：(1)读识方格网图方格网是将场地划分成边长为10米或20.30.40米得正方形格网，将设计标高和自然标高分别标注在各相应的角点上，然后用设计标高减去自然标高所得的差作为该点的施工高度”+”为填_—为挖如图1.4所示。\n图1.4方格网计算土方工程量\n(2)计算场地各个角点的施工高度施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：式中hn——角点施工高度即填挖高度(以“+”为填填方高度，“-”为挖挖方高度)，m；Hn——角点的设计标高，m；H——角点的自然地面标高，m。\n(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1.5)。图1.5零点位置计算示意图\n零点位置按下式计算：式中x1、x2——角点至零点的距离，m；h1、h2——相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，ma—方格网的边长，m。\n确定零点的办法也可以用图解法，如图1.6所示。方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。图1.6零点位置图解法\n零线位置\n(4)计算方格土方工程量按方格内各角点平均施工高度乘以方格面积计算，即：(5)边坡土方量计算场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体(图1.7中①～③、⑤～⑪)，另一种为三角棱柱体(④)。\n图1.7场地边坡平面图\n土方调配：就是对挖方、填方和堆弃土三者之间关系进行综合协调处理。好的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且又方便施工。土方调配是土方工程施工(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。三、土方调配\n土方调配的原则：力求达到挖填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则。土方调配的步骤：划分调配区计算各调配区的土方量计算每对挖填方区之间的平均运距进行土方调配画出调配图。\n1.3土方工程施工要点两侧挡土板水平放置,用工具式或木横撑借木楔顶紧,挖一层土,支顶一层适于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土,地下水很少,深度在2m以内1.3.2土方边坡与土壁支撑1.3.1施工准备\n挡土板垂直放置,连续或留适当间隙,然后每侧上下各水平顶一根枋木,再用横撑顶紧；适于土质较松散或湿度很高的土,地下水较少,深度不限沟槽上部设连续或水平支撑,下部设连续或垂直支撑；适于沟槽深度较大,下部有含水土层情况\n\n\n\n第五节人工降低地下水位土方开挖的过程中，当基坑的底面标高低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。所以必须采取措施做好降水和排水工作，降低坑内的水位。降低地下水位的方法有：集水坑降水法，井点降水法。一：集水坑降水法1:集水坑降水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水坑，并在坑底的周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑，然后利用水泵抽水。2：集水坑的设置3：水泵的选用4：流砂及其防治\n二：井点降水1：将点降水是在基坑开挖前。与先在基坑周围埋设一定的滤水管，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降到坑底以下，在基坑开挖过程中仍不断抽水，施瓦的土始终保持干燥状态，从根本上防洪治流砂发生。2：方法轻型井点喷射井点管井井点深井井点电渗井点\n第三节土方的填筑与压实一：填土的要求最好采用同类土壤填筑填方土料应符合设计要求，如设计无要求时，应符合下列规定：1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3）可用于表层下的填料；2）含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；3）碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方；4）淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理使含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；5）有水溶性硫酸盐大于5%的土，不能用作回填土，在地下水作用下，硫酸盐会逐渐溶解流失，形成孔洞，影响土的密实性。6）冻土、膨胀性土等不应作为填方土料。\n二：填土的压实方法1：填土压实方法有碾压、夯实和振动三种(图1－45)。1）：填土压实方法(a)碾压b)夯实c)振动a)碾压法。(1)碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。(2)碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、路基、堤坝等工程。平滚碾适用于碾压粘性和非粘性土壤；羊足碾只能用来压实粘性土壤；气胎碾对土壤压力较为均匀，故其填土质量较好。(3)按碾轮重量，平滚碾又分为轻型(重5t以下)、中型(重8t以下)和重型(重10t)三种。轻型滚碾压实土层的厚度不大，但土层上部变得较密实，当用轻型滚碾初碾后，再用重型滚碾碾压，就会取得较好的效果。如直接用重型滚碾碾压松土，则由于强烈的起伏现象，其碾压效果较差。(4)用碾压法压实壤土时，铺土应均匀一致，碾压遍数要一样，碾压方向应从填土区的两边逐渐压向中心，每次碾压应有15～20cm的重叠。\nb)夯实法。(1)夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具的类型较多，有木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。(2)夯实法的优点是，可以夯实较厚的土层，如重锤夯的夯实厚度可达1～1.5m，强力夯可对深层土壤夯实。但对木夯、石硪或蛙式打夯机等机具，其夯实厚度则较小，一般均在20cm以内。c)振动法。(1)振动法是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于振实非粘性土壤效果较好。(2)近年来，又将碾压和振动法结合起来而设计和制造了振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。振动平碾适用于填料为爆破碎石渣、碎石类土、杂填土或轻亚粘土的大型填方；振动凸块碾则适用于亚粘土或粘土的大型填方。当压实爆破石渣或碎石类土时，可选用重8～15t的振动平碾，铺土厚度为0.6～1.5m，先静压、后碾压，碾压遍数由现场试验确定，一般为6～8遍。\n\n\n三：影响填方压实效果的主要因素影响土壤压实效果的因素主要有：含水量、压实功、每层铺土厚度。1.含水量土中含水量对压实效果的影响比较显著。回填土含水量过大、过小都难以夯压密实。为此，要求回填土应有最佳的含水量，也就是当土壤在这种含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度，而且所需的夯击能最小。所以，当回填土过湿时，应先晒干或掺入干土及其他吸水材料；过干时，则应洒水进行湿润，尽可能使土壤保持在最佳含水量的范围内。土的最佳含水量时的最大干密度，可由击实试验取得，也可查经验表确定。2.压实功压实功（指压实工具的重量、碾压遍数或锤落高度、作用时间等）对压实效果的影响。3.每层铺土厚度铺土过厚，下部土体所受压实作用力小于土体本身的粘结力和摩擦力，土颗粒不能相互移动，无论压实多少遍，填方也不能被压实；铺土过薄，则下层土体压实次数过多，而受剪切破坏，所以规定了一定的铺土厚度。最优的铺土厚度应能使填方压实而机械的功耗费最小。\n四、土方机械化施工一、常用土方施工机械1、推土机2、铲运机3、挖土机二、土方机械的选择1、土方机械选择的原则2、土方开挖方式与机械选择三、挖土机械配套计算四、土方填筑与压实\n1.推土机按行走的方式，可分为履带式推土机和轮胎式推土机。履带式推土机附着力强，爬坡性能好，适应性强；轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。目前，我国生产的履带式推土机有东方32100、T-120、黄河220等；轮胎式推土机有TL160等。\n图1.8推土机\n2.铲运机A、铲运机是一种能综合完成挖土、运土、卸土、填筑整平的机械。B、按行走方式分为牵引式铲运机和自行式铲运机；C、按铲斗操纵系统分，有液压操纵和机械操纵两种。D、施工方法：为了提高铲运机的生产效率，可以采取下坡铲土、跨铲法、推土机推土助铲等方法，缩短装土时间，使铲斗的土装得较满。\n图1.9铲运机\n图1.9铲运机\n3.挖土机A、挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。B、按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。C、液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。\n图1.10反铲挖土机\n图1.11挖土机的类型\n\n\n\n\n\n\n1.土方机械选择的原则A、施工机械的选择应与施工内容相适应；B、土方施工机械的选择与工程实际情况相结合；C、主导施工机械确定后，要合理配备完成其他辅助施工过程的机械；D、选择土方施工机械要考虑其他施工方法，辅助土方机械化施工。二、土方机械的选择\n2.土方开挖方式与机械选择(1)平整场地常由土方开挖、运输、填筑和压实等工序完成。地势较平坦、含水量适中的大面积平整场地，选用铲运机较适宜。地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1000m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工。挖填方高度均不大，运距在100m以内时，采用推土机施工，灵活、经济。\n(2)地面上的坑式开挖单个基坑和中小型基础基坑开挖，在地面上作业时，多采用抓铲挖土机和反铲挖土机。抓铲挖土机适用于一、二类土质和较深的基坑；反铲挖土机适于四类以下土质，深度在4m以内的基坑。(3)长槽式开挖指在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽，适于挖大型厂房的柱列基础和管沟，宜采用反铲挖土机；若为水中取土或土质为淤泥，且坑底较深，则可选择抓铲挖土机挖土。若土质干燥，槽底开挖不深，基槽长30m以上，可采用推土机或铲运机施工。地面上的坑式开挖\n(4)整片开挖对于大型浅基坑且基坑土干燥，可采用正铲挖土机开挖。若基坑内土潮湿，则采用拉铲或反铲挖土机，可在坑上作业。(5)对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽的开挖，则采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑(槽)的挖掘和运土。\n五、土方填筑与压实一、填土的要求土料选择：填方土料应符合设计要求，如无设计要求时应符合下列规定：①碎石类土、爆破石渣、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意），可用作表层以下的填料。②含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料。③淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地，经过处理含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。④对含有大量有机物、石膏、水溶性硫酸盐含量大于5%的土壤、冻结土等，一般不作场地填土。\n填筑要求：填土应分层进行，并尽量用同类土填筑。如果用不同土填筑时，应将透水性大的土填筑在下层，透水性小的土填筑在上层，不能将各种土混杂使用。每层按规定的厚度填筑、压实并经检验合格后，再填筑上层。当填方位于倾斜的山坡时，应将斜坡修筑成1∶2阶梯形边坡后施工，以免填土横向移动，并尽量用同类土填筑。回填施工前，填方区的积水采用明沟排水法排除，并清除杂物。\n二、土的压实方法填土的压实方法一般有碾压、夯实、振动压实等几种。碾压法是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的，适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾、振动碾和汽胎碾。碾压机械进行大面积填方碾压，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。图1.12碾压机械(a)自行式平碾；(b)拖式羊脚碾\n图1.13蛙式打夯机1－夯头；2－夯架；3－三角皮带；4－托盘夯实方法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。\n图1.14平板振动机振动压实法：振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借助振动设备使土颗粒发生相对位移而达到密实，每层铺土厚度为250mm~350mm，每层压实遍数为3~4遍。这种方法适用于振实非粘性土。\n三、填土压实的影响因素填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。1.压实功的影响见图1.15。图1.15土的密度与压实功的关系示意图\n2.含水量的影响填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量称做最佳含水量(图1.16)。各种土的最佳含水量和最大干密度见表1.2所示。\n图1.16土的密度与含水量的关系\n表1.2土的最佳含水量和最大干密度参考表项次土的种类变动范围最佳含水量(%)(质量比)最大干密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉质粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.80\n3.铺土厚度的影响在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小(图1.17)，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验决定。若无试验依据应符合表1.3的规定。\n图1.17压实作用沿深度的变化\n表1.3填土施工时的分层厚度及压实遍数压实机具分层厚度(mm)每层压实遍数平碾250～3006～8振动压实机250～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～4\n4.填土质量检查填土压实后必须要达到密实度要求，填土密实度以设计规定的控制干密度ρd(或规定的压实系数λ)作为检查标准。土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数，即可计算出填土控制干密度ρd的值。土的实际干密度可用“环刀法”测定。填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等规定。