建筑土石方开挖与填筑课件.pptx

1、第二章 土石方开挖与填筑第一节 概述第二节 土石方工程量的计算与调配第三节 土方开挖第四节 石方开挖第五节 土石方填筑第一节 概述1.水运工程施工中的土石方工程 场地平整、基坑和航道开挖、码头（闸墙）后填土、基坑回填等。2.土石方开挖与填筑的基本方法1）开挖方法（1）人工和半机械化开挖（2）机械开挖（3）水力开挖第一节 概述（4）爆破开挖要求：保持边坡稳定、尽量减少超挖、欠挖量。2）土料的填筑方法（1）不压实，全高程一次填筑，自然沉降；（2）水平分层铺筑、逐层压实。3）土料压实的方法（1）机械力（2）水力或爆破力压实第一节 概述3.土石的分级根据开挖的难易程度可将土分为八类，见书表2-1。4.

2、土石的工程性质1）容重2）含水量3）可松性系数4）内摩擦角和内聚力了解分级、性质是为正确选择施工方法、工具提供依据。1312VVKVVKss最初可松系数最后可松系数第二节 土石方工程量的计算与调配一、基坑、沟槽的土方量计算二、场地平整土方量的计算三、土方调配基坑、沟槽的土方量计算1.基坑土方量计算20146FFFHV2.沟槽土方量计算分段按基坑公式计算。20146FFFHV场地平整土方量的计算采用方格网法计算场地平整土方量。1.方格四个角点全部为填或全部为挖432124HHHHaV2.方格四个角点部分挖部分填HHaV224挖挖HHaV224填填土方调配1.土方调配的目的 在使土方总运输量最小的

3、条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，达到缩短工期和降低成本的目的。2.土方调配的步骤1）划分土方调配区，确定平均运距和土方施工单价2）用线性规划方法建立土方调配的数学模型3）求最优解（表上作业法）njjmiiba11minjijijXCZ11011ijmijijnjiijXbXaX第三节 土方开挖一、挖运机械二、挖运机械生产率计算三、挖运强度和挖运机械数量的确定挖运机械1.挖掘机械的分类1）按构造和工作特点单斗式（循环式）、多斗式（连续式）两类。2）按传动系统索式、链式及液压式三种。2.挖掘几学机械的构造及工作特点1）单斗式挖掘机（一）挖掘机械挖运机械（1）反向铲挖掘机挖运机械（2）正向

4、铲挖掘机挖运机械（3）抓斗式挖土机挖运机械2）多斗式挖掘机3）装载机挖运机械（二）挖运机械 能同时担负开挖、运输、卸土、铺土任务的有推土机和铲运机。1.铲运机挖运机械挖运机械2.推土机推土机的经济运距：60米至100米。挖运机械（三）运输机械1.汽车运输2.带式运输挖运机械生产率计算1.挖掘机生产率计算hmKKKKnqPtBsHc/6031）计算公式2）影响挖掘机生产率的因素2.运输机械生产率计算6.04.01604321scKttttn挖运机械生产率计算1）循环式运输机械台班/321mqmtTTqPatTTmVLttt21216022）连续带式运输机械aaKVBKP23）影响运输机械生产率的

5、因素挖运强度和挖运机械数量的确定1.挖运强度的确定 在施工组织设计中，一般根据施工进度计划各阶段的土方填筑强度来确定开挖强度和运输强度，但当工程施工受开挖控制时，则以开挖强度来进行设计。1）填筑强度的确定dmKKKTVQaD/312）运输强度的确定挖运强度和挖运机械数量的确定TccDTKdmKKQQ032/3）开挖强度的确定cccDcKdmKKKQQ0332/2.挖运机械数量的确定 在水运工程中，经常采用反向铲与自卸汽车配合的挖运方案，挖掘机的斗容量与自卸汽车的载重量需要合理匹配，以满足挖运机械配套的工艺要求。自卸汽车合理的一次装车斗数为：运距较近时3至5斗；运距较远时4至7斗。挖运强度和挖运

6、机械数量的确定1.满足施工期土方开挖强度的挖掘机的数量cccPQN/2.满足施工期运输强度的汽车数量aTaPQN/3.校核满足挖土机连续工作的条件acPPn/canNN Pa为一辆汽车的生产率；Pc为一台挖掘机的生产率；n为一台挖土机1小时内连续工作时的装车数。第四节 石方开挖一、爆破的基本原理二、钻孔机具与爆破器材三、药包种类及药包量计算四、爆破的基本方法爆破的基本原理1.爆破作用原理 炸药在一定的起爆能作用下，在瞬间产生强烈的冲击波和高热气体，冲击波作用于周围介质，使介质产生应力波，当应力波的压应力或拉应力超过介质的抗拉或抗压极限强度时，介质破碎，产生径向裂缝，高压气体膨胀挤压介质，扩大裂

7、缝，使介质破碎。冲击波以药包中心为球心，通过介质逐步向四周扩展，距离越远，冲击压力越小，直至全部消失。根据冲击波的影响范围大小，通常分为四圈：爆破的基本原理1）压缩圈（粉碎圈）2）破碎圈3）松动圈4）震动圈 当爆破作用受到临空面的影响，冲击波越过临空面时产生反射，形成拉力波，当拉力波大于介质的抗拉强度时，便产生弧状裂缝，使介质破碎。爆破的基本原理2.爆破漏斗1）爆破漏斗的概念2）爆破漏斗的几何特征参数（1）最小抵抗线W（2）爆破漏斗上口半径r（3）爆破作用指数nWrn/3）爆破的类型根据爆破作用指数可将爆破分为五种类型，即：爆破的基本原理（1）标准抛掷爆破（2）加强抛掷爆破（3）减弱抛掷爆破（

8、4）松动抛掷爆破（5）隐蔽式爆破（压缩爆破、内部爆破）1n1n175.0 n75.033.0 n33.0n钻孔机具与爆破器材1.钻孔机具1）冲击式钻机2）回转式钻机3）潜孔钻钻孔机具与爆破器材2.炸药与起爆器材1)炸药的基本性能(1)威力:表示炸药粉碎介质的能力.(2)敏感度:在外部能量作用下引起爆炸的难易程度.(3)殉爆距离:药包爆炸引起相邻药包爆炸的最大距离.(4)安定性:保持自身性质稳定不变的能力.(5)氧平衡:炸药自身含氧量与氧化反应需氧量的度量指标.钻孔机具与爆破器材2)常用的工程炸药(1)常用的主爆炸药硝铵炸药:适用于地下工程爆破;TNT炸药:适用于爆破坚硬岩石和水下工程;胶质炸药

9、:适用于水下工程.(2)常用的起爆炸药雷汞:敏感度较高,用于制作雷管;迭氮铅Pb(N3)2:敏感度低于雷汞,用于制作雷管;钻孔机具与爆破器材二硝基重氮酚(DDNP):敏感度低,用于制作雷管.3)起爆器材(1)导火索:正常燃烧速度为1cm/s,起爆雷管,黑火药制成;(2)雷管:火雷管、电雷管(即发、延发、毫秒微差三种)(3)传爆线:用来起爆药包,必须用雷管引爆.(4)导爆管:是一根塑料软管,内壁涂有薄层高能混合炸药,用于非电引爆系统.钻孔机具与爆破器材3.起爆方法1)非电起爆火花起爆、传爆线起爆、导爆管2）电气起爆 采用直流电和交流电，电流、电阻有一定的要求，适于远距离操作，可串联、并联、混合。

10、药包种类及药包量计算1.药包种类（按药包形状分）1）集中药包：L/a42）延长药包：L/a42.药包量计算1）影响药包量的因素岩石性质,炸药和雷管种类,临空面数目,药室大小及堵塞情况,爆破方法,孔眼深度等.药包种类及药包量计算2)药包量计算公式(1)单个集中药包标准抛掷爆破:f(n)=1 加强抛掷爆破:f(n)=0.4+0.6n2减弱抛掷爆破:f(n)=(4+3n)/7)3松动抛掷爆破:f(n)=0.33Q=qW3f(n)e药包种类及药包量计算2）与临空面垂直的延长药包ehqQ33653）与临空面平行的延长药包elWqQ24）两个临空面的药包量elWWqQ)(23爆破的基本方法1.裸露爆破法2

11、.孔眼爆破法用于炸礁等阻航物体，耗药量比钻孔爆破多1015倍。1）类型（1）浅孔爆破：孔径小于75毫米、孔深小于5米。（2）深孔爆破：孔径大于75毫米、孔深大于5米。2）炮孔布置（1）布置原则爆破的基本方法使爆破的最小抵抗线方向不与炮孔轴线相重合；宜使炮孔与岩石层面和节理面正交，不宜穿过与地面贯穿的裂缝；充分利用临空面或创造更多的临空面。2）孔眼布置参数选择深孔浅孔150dHDWdKWpwp（1）计算抵抗线长度（2）阶梯高度爆破的基本方法pHWKH（3）炮孔深度)(深孔浅孔HHLHKLL（4）炮孔间距深孔浅孔ppaWaWKa2.18.0（5）炮孔排距（双排三角形、多排梅花形）ab87.0（6）

12、炮孔最小堵塞长度2/minLL爆破的基本方法3）孔眼爆破的药量计算eHaWqQp33.03.洞室爆破法1）导洞与药室QKVv2）装药与封堵3）起爆系统宜用复式并串联网路。第五节 土石方填筑一、土方填筑方法二、影响土壤密实的主要因素三、土方填筑的密实方法、机具及压实参数四、土石方填筑的现场质量检验土方填筑方法1.填方不加压实措施，任其自然沉降2.水平分层铺筑，逐层压实影响土壤密实的主要因素1.土壤的种类2.土壤含水率3.颗粒级配4.施工过程(铺土厚度,碾压力大小,碾压遍数等)土方填筑的密实方法、机具及压实参数1.机械力密实法1）碾压密实法(1)碾压机具及施工a)碾压b)夯击c)震动土方填筑的密实

13、方法、机具及压实参数(2)碾压机的开行方式a)进退错距法b)圈转套压法(3)碾压参数单位压力:采用土壤极限压力的80%至90%.碾压遍数:羊足碾6至12遍;气胎碾4至8遍.铺土厚度:18厘米至30厘米.土方填筑的密实方法、机具及压实参数2）土方夯实法(1)夯实机具(2)夯实参数单位面积冲量I:取极限单位面积冲量的0.8至0.9倍.土方填筑的密实方法、机具及压实参数夯实厚度:与单位面积冲量和夯板底面宽度有关.夯实遍数:单位面积冲量越大,夯实遍数越少.3）震动密实法(1)震动碾土方填筑的密实方法、机具及压实参数2.水力密实法 利用水的渗流排除土壤颗粒间的空气，并带动土粒下沉，使土粒重新组合，达到密

14、实土壤的效果。3.爆炸密实法爆炸产生挤压及其震动力时土壤液化达到密实效果。(2)夯实参数震动碾净重震动频率碾压遍数及速度土石方填筑的现场质量检验1.设立中心试验室和必要的现场实验站2.检验项目1）铺土厚度2）土料含水量3）干容重思考题1.土石方开挖有几种方法?2.土石方开挖中常用的挖掘机械的有哪几种主要类型?3.各种单斗式挖掘机的主要性能及适用范围?4.挖掘机的实际生产率如何确定?它和哪些因素有关?应从哪些方面提高挖掘机的生产率?5.铲运机的工作过程及特点,它适用什么条件?6.什么是开挖强度、运输强度、填筑强度？它们分别与哪些因素有关？思考题7.粘性土与非粘性土压实机理有何不同？压实机械的类型与土料特性有什么关系？8.各种密实机具的适用情况如何？9.影响土壤填筑密实的因素有哪些？10.爆破工程施工顺序、爆破的基本药量如何计算？11.爆破设计主要确定哪些参数？爆破作用指数大小与哪些因素有关？它对爆破类型划分有何影响？12.炸药的起爆方法及特点，适用条件如何？