建筑施工技术-土方规划.ppt

建筑施工技术,主讲教师：王福胜,绪 论,一、建筑施工技术课程的性质、目的和任务（5p）：1、研究的内容：建筑施工技术是土木工程专业一门重要的专业基础课程，是研究工业与民用建筑施工技术的学科。一个建筑物由许多工种工程组成，每个工种工程的施工，根据工程特点和施工条件等不同，可以采用不同的施工方法和不同的施工机械来完成。如何依据施工对象的特点、规模和实际情况，应用合适的施工技术和方法，完成符合设计要求的工种工程，是施工技术课程研究的主要内容。,2、建筑施工技术研究的任务：掌握建筑工程的施工原理和施工方法，以及保证工程质量和施工安全的技术措施；分析和解决建筑施工 过程中遇到的技术问题；以工种工程施工为研究对象，选择最合理的施工方案，采用先进的工艺、技术和方法，保证工程质量与安全，经济、合理地完成各工种工程的施工；了解建筑施工领域的最新技术进展，并在建筑工程施工实践中灵活运用。,3、建筑施工技术课程的主要内容：土石方工程、地基与基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程、结构吊装工程、钢结构工程、外墙保温工程和防水工程等。其中重点为:土石方工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程、钢结构工程等。,4、设置本课程的目的：使同学们通过学习，掌握建筑施工的基本知识、基本理论和基本方法，了解建筑施工领域国内外的新技术和发展动态，掌握各工种工程施工工艺和单栋建筑物施工方案的选择，培养独立分析和解决建筑施工技术问题的初步能力，建造符合设计要求的工业与民用建筑。,5、学习本课程的基本要求：了解主要工种工程的施工工艺，能从技术与经济的角度出发，掌握拟定施工方案的基本方法和分析处理一般施工技术问题的基本知识。,二、建筑施工技术课程的特点及学习方法：三、建筑业在国民经济中的地位和作用：四、建筑施工技术发展概况：,五、建筑施工程序：在建筑施工中，必须坚持建筑施工程序，按照建筑产品生产的客观规律来组织工程施工。因为只有这样，才能加快工程建设速度，保证工程质量和降低工程成本。建筑施工程序：指建筑产品的生产过程或施工阶段必须遵守的顺序。主要包括：签订工程承包合同、做好施工准备、组织工程施工、竣工验收等四个阶段。,建筑工程的四个阶段：勘察设计施工验收。施工本质是体现设计意图，把图纸变成现实建筑物的过程。,六、建筑施工标准、规范、规程和工法知识：了解主要工种工程的施工工艺，能从技术与经济的角度出发，掌握拟定施工方案的基本方法和分析处理一般施工技术问题的基本知识。基本概念：强制性标准和推荐性标准；分级；工法；相关术语：进场验收，检验批，见证取样检测，交接检验，主控项目，一般项目，观感质量，强制性条文。,附1:交接检验：就是不同工种之间存在着施工的先后顺序，上一个工序的完成，接着就要完成下一个工序，两个工序之间的关系在过程上面是，提供工作面的关系，所以上工序完成后该分项工程的施工员就要对自己的工序做出检验，确保下一个工序有工作面。说白了就是责任的划分问题。,附2:混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）主控项目：1.混凝土强度等级及试件的取样和留置（示例）7.4.1 2.混凝土抗渗及试件取样和留置7.4.2 3.原材料每盘称量的偏差 7.4.3 4.初凝时间控制 7.4.4 一般项目：1.施工缝的位置和处理 7.4.5 2.后浇带的位置和浇筑 7.4.6 3.混凝土养护：,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。,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！,第1章 土方工程,第1讲 场地平整及土方调配量计算第3讲 土方工程施工要点第4讲 机械化施工及填土压实,第1章 土方工程,【教学要求】了解土方工程特点；掌握场地设计标高的确定、调整与土方调配；掌握边坡稳定及土壁支护的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方机械的性能和使用范围；掌握土方的填筑与压实的要求和方法。,【教学重点】场地平整；边坡稳定及土壁支护的方法；轻型井点降水；土方的填筑与压实。,【教学难点】方格网法进行土方调配；轻型井点降水；边坡稳定及土壁支护；影响填土压实的因素。,【时间安排】本章共4讲、8学时。,第1讲 土方规划,1 概述 2 土方边坡3 土方量计算的方法 4 场地平整土方量计算5 土方调配,第1章 土方工程,1.2 土方工程的施工要求,土方量少、工期短、费用省；因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；,第1讲 土方规划,共46页 第2页,要求标高、断面控制准确；,应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。,土体有足够的强度和稳定性；,基坑土方开挖,1 概述,包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：,土方工程的内容,场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。,1 概述,共46页 第3页,1.1.2 土的工程分类,1 概述,共46页 第4页,土的工程性质,是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示，见下式：,含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量,土的含水量超过2530%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车,回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度,快速含水量测定仪,1 概述,共46页 第5页,土的含水量W,天然密度-是指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。干密度-是指单位体积中固体颗粒的质量，它是用以检验土压实质量的控制指标。,土的质量密度,取土环刀 标准击实仪,不同类的土，其最大干密度是不同的；同类的土在不同的状态下(含水量、压实程度)其密实度也是不同的,1 概述,共46页 第6页,土的可松性,即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。土的可松性用可松性系数 KS 表示。土的最初可松性系数KS=V2/V1；土的最后可松性系数K，S=V3/V1。式中：V1土在天然状态下的体积；V2土经开挖后的松散体积；V3土经回填压实后的体积。,土的最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数，最后可松性系数K，S是计算场地平整标高及填方所需的挖方体积等的重要参 数。,不同分类的土的可松性系数可参考下表：,1 概述,共46页 第7页,土的可松性参考值,1 概述,共46页 第8页,土的渗透性,是指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度 V 与土的渗透系数 K 和水力坡度 i有关，地下水在土中的渗流速度可按达西公式计算：V（m/d）=Ki i=h/L,渗透系数K 值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性,1 概述,共46页 第9页,法国学者达西根据砂土渗透实验(图1-1)，发现水在土中的渗流速度v与A，B两点水位差成正比，与渗流路程长度L成反比。,共46页 第10页,土的渗透系数的大小对施工排水方法的选择，涌水量的计算，以及边坡支护方案的确定等都有很大的影响。,1.2 场地平整及土方调配量计算,1.2.1 场地设计标高H0的确定 H0的重要性：场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。,场地平整,确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。,第1讲 土方规划,共46页 第11页,H0 的确定原则,满足生产工艺和运输的要求；充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；要有合理的泄水坡度(2)，满足排水要求；考虑最高洪水位的影响。,4 场地平整土方量计算,共46页 第12页,H0 的确定步骤,如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0,其步骤如下：,划分方格网 方格网边长a 可取1050m，常用20m、40m；,挖填平衡原则即场地内土方的绝对体积在平整前、后相等,4 场地平整土方量计算,共46页 第13页,确定各方格网角点高程 水准仪实测；利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。,4 场地平整土方量计算,共46页 第14页,用插入法求得 H13=251.70,水准仪进行高程测量,按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：,按挖填平衡确定设计标高,式中：n 方格网数；H1 一个方格仅有的角点坐标；H2 两个方格共有的角点坐标；H3 三个方格共有的角点坐标；H4 四个方格共有的角点坐标。,4 场地平整土方量计算,共46页 第15页,场地设计标高H0的调整,按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出H,0：土的可松性影响填方因土的可松性引起的填方体积增加；场地泄水坡度的影响单坡？双坡？,4 场地平整土方量计算,共46页 第16页,由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高，故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为：,VW,VT,H0,V,W,V,T,H,0,h,理论设计标高 调整设计标高,1 土的可松性影响,4 场地平整土方量计算,共46页 第17页,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。,2 场地泄水坡度的影响,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）。,4 场地平整土方量计算,共46页 第18页,场地单向泄水坡度示意图,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：,4 场地平整土方量计算,共46页 第19页,场地双向泄水坡度示意图,3 场地土方量的计算,.求各方格角点的施工高度hn hn=场地设计标高Hn自然地面标高H,角点编号 施工高度 hn 1-0.72 43.24 42.52自然地面标高 H 设计标高 Hn,若hn为正值则该点为填方，hn为负值则为 挖方。,场地土方量计算步骤如下：,4 场地平整土方量计算,土方方格网图例,共46页 第20页,零线位置的确定：先求出方格网中边线两端施工高度有“+”、“”中的零点，将相邻两零点连接起来即为零线。,绘出零线,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(m)，均用绝对值；a方格网的边长(m).,零点的位置按下式计算：,4 场地平整土方量计算,共46页 第21页,零点位置计算示意,为省略计算，亦可用图解法直接求出零点位置。即用尺在各角点标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。见下图：,h1,+0.30,h2,-0.20,0,5,5,10,10,h7,h8,+0.7,-0.10,用尺量出h10.3的刻度,用尺量出h20.2的刻度,两点连线与方格的交点为零点,用尺量出h80.1的刻度,用尺量出h70.7的刻度,两点连线与方格的交点为零点,两零点连线即为零线,4 场地平整土方量计算,共46页 第22页,计算场地挖、填土方量,“零线”求出，也就划出了场地的挖方区和填方区，便可按平均高度法计算各方格的挖、填土方量了。,4 场地平整土方量计算,共46页 第23页,挖方施工及长距离土方调运,计算土方量,表1-5 常用方格网土方计算公式,方格中如果没有零线，土方量计算较为简单，否则，由于零线位置不同，其相应的土方量计算公式也不同，计算时要根据表1-5的公式求得。,5 土方调配,共46页 第24页,注：1.a 方格网的边长（m）；b、c 零点到一角点的边长（m）；h1、h2、h3、h4方格网四角点的施工高程(m)；用绝对值代入；h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）。2.本表公式是按各计算图形底面乘积以平均施工高程而得出的。,4计算土方总量 将平整场地中所有方格的土方总量和边坡土方量汇总，即得场地平整挖（填）方的工程量。一般实际工程中平土高度大于1米以上时才考虑计算边坡土方量.,图1-7b 方格网法计算土方量,5 土方调配,共46页 第25页,解：1场地中心设计标高及方格角点各参数的确定：1）计算方格角点的地面标高各方格角点的地面标高，可根据地形图上所示标高，用插入法求得，计算方法见图1-3本例各方格角点地面标高各值标高如图1-7b所示。2）计算场地设计标高H0 h1j=43.24+44.80+44.17+42.58=174.79m 2h2j=2(43.67+43.94+44.34+44.67+43.6 7+43.23+42.90+42.94)=698.72 m 3h3j=0 4h4j=4(43.35+43.76+44.17)=5 25.12m由式1-10,5 土方调配,共46页 第26页,得,=43.71 m,3）计算方格角点的设计标高 以场地中心角点8点为H0,考虑已知泄水坡度ix、iy，各方格角点设计标高按式1-13计算：H1=H8 403+202=43.7 10.12+0.04=43.633 m H2=H1+203=43.63+0.06=43.69 m H6=H8 403=43.71 0.12=43.59 m,5 土方调配,共46页 第27页,4）计算角点的施工高度 用式1-5计算各角点的施工高度为：h1=46.63 43.24=+0.39m h2=43.69 43.67=+0.02m 其余各角点施工高度详见图1-b中施工高度值。,2土方量计算：1）计算零点位置,其余各角点设计标高算法同上，其值见图1-7b中设计标高值。,5 土方调配,共46页 第28页,在一个方格网内同时有填方或挖方时，要先算出方格网边的零点位置即不挖不填点，并标注于方格网上。零点的位置按相似三角形原理（如图1-8）所示得：X32=a=20=18.10 x23=2018.10=1.90(m)X78=a=20=17.14 x87=2017.14=2.86(m)X138=a=20=17.96 x813=2017.96=2.04(m),X914=a=20=17.39 x149=2017.39=2.61(m)X1514=a=20=17.27 x1415=2017.27=2.73(m),5 土方调配,共46页 第29页,2）画出零线（图纸中一般用粗点划线画出）由于地形是连续的，连接零点得到的零线即成为填方区与挖方区的分界线(如图110所示),3计算各方格挖、填方量 查表1-5，按方格的类型逐一计算土方体积。方格V0V+（0.39+0.02+0.65+0.30）136(m3)；方格V a=2012.58（m3）；V+a=2015.23（m3）；,5 土方调配,共46页 第30页,方格V（0.19 0.53 0.05 0.40）117（m3）；V+0方格V（0.53 0.93 0.84 0.40）270（m3）V+0方格V+（0.65 0.3 0.97 0.71）263（m3）V0,方格V=0.05(m3)；,V+,5 土方调配,共46页 第31页,115.15（m3）；方格V a=2021.86（m3）；V+a=20 25.71（m3）；方格V+=0.07m3）V=,5 土方调配,共46页 第32页,128.45（m3）；,4方格土方量汇总 方格网的总填方量h+=136+263+15.23+115.15+25.71+0.07=555.16（m3）；方格网的总挖方量h-=117+270+12.58+0.05+21.86+128.44=549.93（m3）；为了维持土体的稳定，场地的边坡不管是挖方区，还是填方区均需做成相应的边坡。,5 土方调配,共46页 第33页,1.2.2 基坑（槽）土方量计算,合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设边坡，是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为 1:m，即：,第1讲 土方规划,式中 m=b/h，称为边坡系数。其意义为：当边坡高度已知为h 时，其边坡宽度则等于mh。,共46页 第34页,1.2.2 基坑（槽）土方量计算,基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算可采用平均断面法。即：,3 土方量计算的基本方法,共46页 第37页,例题：建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均断面面积为3.0m2。基坑深2.0m，底宽1.50m，地基为粉质粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量？回填所需的自然状态下土方量和需运走的松散体积？（1:m=1:0.5；Ks=1.30；Ks=1.05）,解：挖方量1.5+（1.5+2 2 0.5）2 1002=500m3填方体积500-3 100200m3回填所需的自然状态下土方量2001.05 190m3 运走的松散体积310 1.30403m3,V3状态,V1状态,V1状态,V2状态,例题：某建筑场地方格网如图所示，方格连长20m，双向泄水ix=iy=0.003,土层为亚粘土，不考虑土的可松性影响，试根据挖填方平衡的原则，计算场地设计标高，角点施工高度及总土方量。,