《土方工程施工》课件.ppt
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- 土方工程施工 土方工程 施工 课件
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1、.建筑施工技术.课程分析建筑施工技术是土建类专业一门实用性很强的专业技术课程。它的研究对象是土木工程施工的建筑技术规律,系指每一个分部分项工程的工艺原理、施工方法、操作技术、机械选用及工法优选。本课程涉及知识面广、交叉性强,它需要整个专业基础课程和专业课程作为基础,对施工规律的研究需要运用数学、力学、材料、测量、结构、机电等方面的基础理论,是土木工程专业所有课程的综合应用。在培养学生专业技能和工程的实践能力方面具有突出的地位和决定性作用。是与工程现场的岗位工作紧密联系的一门专业课程。.教学目标能力目标能力目标:通过本课程的教学,增强学生的专业知识和职业能力;强化工程意识的建立,培养学生分析、解
2、决土木工程建造中有关施工技术的一般问题。学习目标学习目标:通过课堂理论教学,使学生掌握一定的施工理论知识,掌握各工种工程的施工技术。2、针对土建工程的不同项目,使学生初步掌握各部分的施工方法、施工技术。.教学进度计划项目一:土方工程施工项目二:地基与基础工程施工项目三:砌筑工程施工项目四:混凝土结构工程施工项目五:预应力混凝土工程施工项目六:混凝土结构安装工程施工项目七:钢结构工程施工项目八:屋面与防水工程施工项目九:装饰工程施工.单元1土方工程施工.本章学习要求1 了解施工中土的相关性质2 掌握土方工程量计算方法3 了解影响土方边坡稳定的因素4 了解基坑支护以及排降水的方法.单元1 土方工程
3、施工课题1.1 土的种类和鉴别课题1.2 土方工程量的计算课题1.3 土方开挖课题1.4 土方的填筑和压实课题1.5 基坑支护与降排水课题1.6 冬期施工和雨期施工的措施课题1.7 安全施工措施思考与练习.1.1 土的种类和鉴别1.1.1 土方工程施工的特点1.1.2 土的工程分类与鉴别方法1.1.3 土的工程性质.1.1.1 土方工程施工的特点 常见的土方工程:(1)场地平整(包括确定场地设计标高,计算挖、填土方量,合理地进行土方调配等)。(2)土方的开挖、填筑和运输等主要施工,以及排降水和边坡支护等。(3)土方回填与压实:包括土料选择,填土压实的方法及密实度检验等土方工程施工,要求标高准确
4、,断面合理,土体有足够的强度和稳定性,土方量少,工期短,费用省。.土方工程施工特点:(1)工程量大、施工工期长、劳动强度大的特点(如大型建设项目的场地平整和深基坑开挖中,施工面积大导致土方工程大)。可采用机械化施工来减轻劳动强度。(2)施工条件复杂,受气候、水文、地质等条件的影响较大,不确定的因素较多。在组织土方工程施工前,必须做好准备工作,完成场地清理,仔细进行现场勘察;制定合理和经济的施工方案,选择好施工方法和机械设备,尽可能采用先进的施工工艺和施工组织,实现土方工程施工综合机械化。(3)受场地限制和影响大。城市内场地狭窄,新建建筑基坑开挖、土方的放置会影响邻近建(构)筑物。施工前充分了解
5、场地及周围建筑物情况,制定可行的施工方案。.1.1.2 土的工程分类和鉴别方法土的种类繁多,其分类方法各异。土方开挖的难易程度直接影响施工方案的确定。土方工程施工中,按土的开挖难易程度分为八类,如表1.1所示。表中一至四类为一般土,五至八类为岩石。.1.1.3 土的工程性质1土的含水量 2土的质量密度(天然密度和干密度)3土的可松性 4土的渗透性.1、土的含水量u土的含水量W:表示土体的干湿程度(干土W30%),是指土中水的质量和土的固体颗粒质量的百分比。式中:mw土中水的质量;ms固体颗粒的质量,指土经温度105 烘干的质量;m1含水状态下土的质量;m2烘干后土的质量;122100%100%
6、wsmmmWmm.2、土的质量密度土的天然密度土的天然密度它与土的密实程度和含水量有关,是指土在天然状态下单位体积的质量。式中:m土的总质量(kg);V土的体积(m3)。土的干密度土的干密度d土的固体颗粒质量与土的总体积的比值。式中:ms土的固体颗粒质量(kg);V 土的总体积(m3)。mVsdmV.3、土的可松性自然状态下土经开挖后,体积因松散而增加,夯实后仍然无法恢复到原状土的体积,这种性质即为土的可松性。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;V2开挖后松散状态下土的体积;V3土经夯实后的体积。21sVKV31sVKV.4、土的渗透性土的渗透性:土体被水渗透
7、的能力,用渗透系数K表示,即单位时间内水穿透土层的能力。工程应用:渗透系数与土的颗粒等级、密实度相关,是人工降低地下水位、选择各类井点的主要参数。土的名称土的名称渗透系数渗透系数K土的名称土的名称渗透系数渗透系数K黏土0.005中砂5.00-20.00粉质黏土0.005-0.10均质中砂35-50粉土0.10-0.50粗砂20-50黄土0.25-0.50圆砾石50-100粉砂0.50-1.00卵石100-500细砂1.00-5.00表1.2土的渗透系数参数表.1.2 土方工程量的计算1.2.1 基坑与基槽土方量的计算1.2.2 场地平整土方量的计算1.2.3 土方调配.1.2.1 基坑与基槽土
8、方量的计算.基坑:长宽比不大于3且面积不超过20m2的矩形土体。基槽:底宽在3米以内,且长宽比大于3。.2、基坑、基槽土方量计算基坑土方量计算公式:式中:A1、A2基坑上底、下底面积;A0基坑中截面面积;H基坑深度。基槽土方量计算公式:式中:V1第一段的土方量;L1第一段的长度;V1,V2,Vn各段土方量。102(4)6HVAAA11102(4)6LVAAA12nVVVV.1.2.2 场地平整土方量的计算 场地平整:天然地面设计平面设计标高:场地设计平面的标高;地面标高:场地天然平面的标高;施工高度:设计平面标高与天然地面标高之差场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据。设计标高方格网法.
9、方格网法计算场地平整土方量1、绘制方格网图(图1.4)2、计算方格角点的施工高度(图1.5)3、计算“零点”位置,确定“零线”(图1.6)4、计算方格土方工程量(图1.7)5、计算边坡土方量(图1.8)6、计算总土方量.根据已有地形图,将建筑场地划分成若干个方格网。方格边长主要取决于地形变化复杂程度,一般为10m、20m、30m、40m等。.7+0.3043.3543.658-0.0543.7643.719-0.4044.1743.7710-0.8444.6743.836+0.6542.9443.592+0.0243.6743.693-0.1943.9443.754-0.5344.3443.8
10、15-0.9344.8043.871+0.3943.2443.6311+0.9742.5843.5512+0.7142.9043.6113+0.4443.2343.6714+0.0643.6743.7315-0.3844.1743.797+0.3043.35 43.65角点编号施工高度地面标高设计标高施工高度:填方为“+”,挖方为“-”。.h2h10 x12x21a12x12x2121431121222112ahxhhahxhh零点:边线两角点一挖一填(一正一负),则变现中必有一不挖不填的点。.场地边坡平面图.5、计算边坡土方量(1)三角棱锥体边坡体积式中:l1三角棱锥体边坡的长度;A1三角棱
11、锥体边坡的端面积。(2)三角棱柱体边坡体积式中:l4三角棱柱体边坡的长度;A1、A2三角棱柱体边坡两端横截面积。1244()2AA lV1 113AlV 1244()2AA lV.1.2.3 土方调配.土方调配原则1、力求达到挖方、填方基本平衡,运距最短。即土方运输量或费用最小,降低工程成本。2、近期施工与后期利用相结合。当工程分期分批施工时,若先期工程有土方余额,应结合后期工程需要来考虑其利用量以及堆放位置,以便就近调配。3、应分区与全场相结合。分区土方的余额或欠额,应考虑全场土方的调配,不可只顾局部平衡而妨碍全局。4、尽可能与大型建筑物的施工相结合。大型建筑物位于填土区时,应将开挖的部分土
12、体予以保留,待基础施工后再进行填土,以避免土方重复挖、填、运输。5、选择适当的调配路线,充分发挥土方机械及运输车辆的作用。总:土方调配,应据具体情况(工期、施工方法、运输方法等)选择经济合理的调配方案。.1.3 土方开挖1.3.1 施工准备1.3.2 土方机械化施工1.3.3 土方开挖方式与机械选择.1.3.1 施工准备场地清理排除地面积水测设地面控制点修筑临时设施1、施工区域内障碍物,制定方案,经主管部门同意后拆除;2、拆除或改造原电力设施、自来水管道等。对于施工区域内的雨雪、积水等,尽可能地利用地形及排水设施,采用排水沟、挡水坝等措施,将其排除,保持场地干燥对大型场地的平整,利用经纬仪、水
13、准仪等,将场地设计平面图的方格网在地面测设固定,采用木桩定位各角点,并注明角点编号、施工高度。施工前,修建临时道路、电力、通信及供水等设备,以及生活、生产临时房屋。.1.3.2 土方机械化施工.1、组成:拖拉机、推土铲刀2、操纵机构(铲刀):液压式、钢索式3、行走方式:履带式、轮胎式推土机适用于运距在100m以内的平土或移挖作填,以3060m为最佳运距。推土机操作灵活、运输方便,所需工作面较小,行驶速度较快,易于转移图1.9 推土机.推土机施工方法1、下坡推土法下坡推土法 推土机顺地面坡势进行下坡推土,可以借机械本身的重力作用,增加铲刀的切土力量,因而可增大推土机铲土深度和运土数量,提高生产效
14、率,在推土丘、回填管沟时,均可采用。但坡度不宜超过20,以免造成后退爬坡困难。2、分批集中,一次推送法分批集中,一次推送法 在较硬的土中,推土机的切土深度较小,一次铲土不多,可采取多次铲土、分批集中,再整批推送到卸土区。此法可缩短运输时间,提高生产效率。.3、并列推土法并列推土法 在较大面积的平整场地施工中,采用2台或3台推土机并列推土。能减少土的散失,因为2台或3台单独推土时,有四边或六边向外撒土,而并列后只有两边向外撒土,一般可使每台推土机的推土量增加20。并列推土时,铲刀间距1530cm.并列台数不宜超过4台,否则互相影响。4、沟槽推土法沟槽推土法 沿第一次推过的原槽推土,前次推土所形成
15、的土埂能防止土的散失,从而增加推运量。带槽内土推至一定深度后再推土梗上的土会更方便。.铲运机施工铲运机是一种能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整的土方施工机械。按行走方式:牵引式铲运机、自行式铲运机按铲斗操作系统:液压式、机械式铲运机适宜一至三类土的直接挖、运土,经济运距600-1500m,当运距为800m时效率最高;适于大面积的场地平整、大型基坑开挖、填筑路基等。铲运机施工方法:下坡铲土(地面坡度57为宜)、推土机推土助产法(适于土质较坚硬情况,关键在于两机配合,每34台铲运机配一台推土机)、跨铲法(预留土埂、间接铲土,土埂高度不超过300mm)。铲运机行走路线:环形路线、8字形路线
16、。.单斗挖土机施工单斗挖土机:土方开挖常用的一种机械。按工作装置分类:正铲、反铲、拉铲和抓铲。(图1.10)按行走装置分类:履带式、轮胎式。按操纵机构分类:机械式图1.10(a)、(b)、(c)、(d)和液压式 图1.10(e)、(f)、(g)。注:由于液压式单斗挖土机调速范围大、转动平稳、结构简 单、操纵省力,容易实现自动化操作,比机械式挖土机更 有优势,因而较为常用。.图1.10 单斗挖土机(a)(e)正铲;(b)(f)反铲;(c)拉铲;(d)(g)抓铲。.图1.11正铲挖土机开挖方式(a)正向挖土、侧向卸土(b)正向挖土、后方卸土正铲挖土机正铲挖土机工作特点:工作特点:前进行驶,强制切土
17、;一般适于开挖停机面之上的一至三类土,并与自卸汽车配合作业。正铲挖土机适于开挖大型基坑、土丘等。开挖方式:开挖方式:据开挖路线及与自卸汽车的相对位置,可分为正向挖土、侧向卸土见图(a)和正向挖土、后方卸土如图(b)两类。.反铲挖土机反铲挖土机工作特点:工作特点:机械后退行驶,铲斗由下向上强制切土,挖土能力比正铲小。适于开挖停机面以下的一至三类土,适于挖掘深度不超过4m的基坑、基槽、管沟等,也适于湿土、含水量较大及地下水位以下的土壤开挖。开挖方式:开挖方式:分为沟端开挖和沟侧开挖两类。沟端开挖:挖土机停在沟端,向后倒退挖土;沟侧挖土:挖土机沿着沟侧直线移动,边走边挖。对于挖土宽度、深度较小,无法
18、采用沟端挖土或挖土无需运走时可用此法。图1.12 反铲挖土机开挖方式(a)沟端开挖 (b)沟侧开挖.拉铲挖土机拉铲挖土机工作特点:工作特点:后退行驶,自重切土。利用惯性,将铲斗甩出后收紧、放松钢丝绳进行挖土或卸土,铲斗自上而下靠重力切土。适用范围:适用范围:一、二类土壤的基坑、基槽和管沟等,特别适用于含水量较大的水下松软土或普通土的挖掘。开挖方式:开挖方式:沟端开挖、沟侧开挖。抓铲挖土机抓铲挖土机工作特点:工作特点:直上直下,自重切土。挖掘力较小,开挖停机面以下的一至二类土。适用范围:适用范围:主要适用于开挖土质较松软、施工面较狭窄的基坑、沟槽等,特别适用于水下挖土。.土方开挖方式与机械选择
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