場(chǎng)地平整課件

項(xiàng)目一基礎(chǔ)工程施工

單元1.1：場(chǎng)地平整

單元1.1：場(chǎng)地平整

一、能力要求1、能進(jìn)行土方工程量計(jì)算2、能合理選擇土方施工機(jī)械3、能編制場(chǎng)地平整施工初步方案

二、知識(shí)要求1、了解土的工程性質(zhì)及土方調(diào)配方法2、熟悉土方工程量計(jì)算方法（方格網(wǎng)法）3、熟悉常用土方施工機(jī)械的特點(diǎn)、性能參數(shù)、適用條件、作業(yè)方法4、掌握挖土機(jī)與自卸汽車配套計(jì)算5、熟悉土方填筑的要求與壓實(shí)方法相關(guān)知識(shí)

一、土的分類及工程性質(zhì)二、土方計(jì)算三、土方調(diào)配四、土方機(jī)械化施工五、填土與壓實(shí)按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)硬石等八類。一類土最軟，八類土最硬。一：土石方工程的施工特點(diǎn)

土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一，它包括土、石方的開挖、運(yùn)輸、填筑、平整與壓實(shí)等主要施工過程，以及場(chǎng)地清理、測(cè)量放線、施工排水、降水和土壁支護(hù)等準(zhǔn)備與輔助工作。土石方施工的特點(diǎn)：

1：土石方施工工程量大、面廣。

2：施工條件極為復(fù)雜。

3：勞動(dòng)強(qiáng)度較大。土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法見表1.1所示。

一、土的分類及工程性質(zhì)（一）土的分類與鑒別和特點(diǎn)表1.1土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s一類土(松軟土)砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用鍬、鋤頭挖掘

二類土(普通土)亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土

1.14～1.281.02～1.05用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松

三類土(堅(jiān)土)軟及中等密實(shí)粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實(shí)的填筑土

1.24～1.301.04～1.07要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍

四類土(砂礫堅(jiān)土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實(shí)的黃土，天然級(jí)配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石

1.26～1.321.06～1.09整個(gè)用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘

土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s五類土(軟石)硬石炭紀(jì)粘土，中等密實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖

1.30～1.451.10～1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)泥巖，砂巖，礫巖，堅(jiān)實(shí)的頁巖，泥灰?guī)r，密實(shí)的石灰?guī)r，風(fēng)化花崗巖，片麻巖1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖,部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖

八類土(特堅(jiān)硬石))安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅(jiān)實(shí)的細(xì)粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖1.45～1.501.20～1.30用爆破方法開挖(二)土的工程性質(zhì)1.土的含水量

2.土的天然密度和干密度

3.土的可松性系數(shù)

4.土的滲透性式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg；

m干——烘干后土的質(zhì)量，kg；

mW——土中水的質(zhì)量，kg；

mS—固體顆粒的質(zhì)量，kg。土的含水量小于5%的土稱為干土，含水量在5%-30%的土稱為潮濕土，含水量大于30%的土為濕土。1.土的含水量土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。A、土的天然密度:

在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。2.土的天然密度和干密度

B、干密度:

土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值。

在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實(shí)。土的密實(shí)程度主要通過檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來控制。

土的可松性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示，即式中KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

V1——土在天然狀態(tài)下的體積，m3；

V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3；

V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積，m3。3.土的可松性系數(shù)注意事項(xiàng)：1、土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；2、土的最終可松性系數(shù)是計(jì)算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)。土的滲透性：指土體被水透過的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時(shí)間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級(jí)配、密實(shí)程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。4.土的滲透性二、土方計(jì)算（一）基坑與基槽土方量計(jì)算

（二）場(chǎng)地平整標(biāo)高與土方量

基槽土方量計(jì)算可沿長度方向分段計(jì)算：

式中V1——第一段的土方量，m3；

L1

—第一段的長度，m。

將各段土方量相加即得總土方量：

（一）基坑與基槽土方量計(jì)算

1、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（1）確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)考慮以下因素：①滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸?shù)囊?；②盡量利用地形，減少挖填方數(shù)量；③場(chǎng)地內(nèi)的挖、填土方量力求平衡，使土方運(yùn)輸費(fèi)用最少；④有一定的排水坡度，滿足排水要求。（二）場(chǎng)地平整標(biāo)高與土方量

（2）初步設(shè)計(jì)標(biāo)高

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高即為各個(gè)方格平均標(biāo)高的平均值?？砂聪率接?jì)算：

式中：H。——所計(jì)算的場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)；

a——方格邊長(m)；

N——方格數(shù)；H1l，…，H22——任一方格的四個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)高(m)。如令H1——1個(gè)方格僅有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H2——2個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H3——3個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H4——4個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高。則場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0可改寫成下列形式

（3）場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整(1)土的可松性影響

H0’＝H0+Δh圖1.3考慮土的可松性調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖(2)場(chǎng)內(nèi)挖方和填土的影響(3)場(chǎng)地泄水坡度的影響

1）單向泄水時(shí)各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高

Hn＝H0±li

2）雙向泄水時(shí)各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高

Hn＝H0±lxix±lyiy2、場(chǎng)地平整土方計(jì)算

對(duì)于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場(chǎng)、車站等占地廣闊工程的平整場(chǎng)地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場(chǎng)地設(shè)計(jì)要求的平面。場(chǎng)地挖填土方量計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。對(duì)于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法；地形起伏變化較大地區(qū)，可采用橫截面法。方格網(wǎng)法計(jì)算場(chǎng)地平整土方量步驟為：(1)讀識(shí)方格網(wǎng)圖方格網(wǎng)圖由設(shè)計(jì)單位(一般在1/500的地形圖上)將場(chǎng)地劃分為邊長a=10～40m的若干方格，與測(cè)量的縱橫坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，在各方格角點(diǎn)規(guī)定的位置上標(biāo)注角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計(jì)標(biāo)高(Hn)，如圖1.4所示。圖1.4方格網(wǎng)計(jì)算土方工程量(2)計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度

施工高度為角點(diǎn)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計(jì)算：式中hn——角點(diǎn)施工高度即填挖高度(以“+”為填填方高度，“-”為挖挖方高度)，m；

Hn——角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，m；

H——角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高，m。(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即為“零點(diǎn)”(圖1.5)。圖1.5零點(diǎn)位置計(jì)算示意圖零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：

式中x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離，m；

h1、h2——相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(均用絕對(duì)值)，m

a—方格網(wǎng)的邊長，m。

確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.6所示。方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。圖1.6零點(diǎn)位置圖解法零線位置(4)計(jì)算方格土方工程量按方格內(nèi)各角點(diǎn)平均施工高度乘以方格面積計(jì)算，即：

(5)邊坡土方量計(jì)算場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計(jì)算，一種為三角棱錐體(圖1.7中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(④)。

圖1.7場(chǎng)地邊坡平面圖

土方調(diào)配：就是對(duì)挖方、填方和堆棄土三者之間關(guān)系進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)處理。好的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)用最少，而且又方便施工。土方調(diào)配是土方工程施工(土方規(guī)劃)中的一個(gè)重要內(nèi)容，在平整場(chǎng)地土方工程量計(jì)算完成后進(jìn)行。三、土方調(diào)配土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖填方平衡和運(yùn)距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。土方調(diào)配的步驟：劃分調(diào)配區(qū)計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量計(jì)算每對(duì)挖填方區(qū)之間的平均運(yùn)距進(jìn)行土方調(diào)配畫出調(diào)配圖。四、土方機(jī)械化施工一、常用土方施工機(jī)械

1、推土機(jī)2、鏟運(yùn)機(jī)3、挖土機(jī)二、土方機(jī)械的選擇

1、土方機(jī)械選擇的原則

2、土方開挖方式與機(jī)械選擇三、挖土機(jī)械配套計(jì)算四、土方填筑與壓實(shí)1.推土機(jī)

按行走的方式，可分為履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)。履帶式推土機(jī)附著力強(qiáng)，爬坡性能好，適應(yīng)性強(qiáng)；輪胎式推土機(jī)行駛速度快，靈活性好。目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機(jī)有東方32100、T-120、黃河220等；輪胎式推土機(jī)有TL160等。圖1.8推土機(jī)2.鏟運(yùn)機(jī)

A、鏟運(yùn)機(jī)是一種能綜合完成挖土、運(yùn)土、卸土、填筑整平的機(jī)械。B、按行走方式分為牽引式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)；C、按鏟斗操縱系統(tǒng)分，有液壓操縱和機(jī)械操縱兩種。D、施工方法：為了提高鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)效率，可以采取下坡鏟土、跨鏟法、推土機(jī)推土助鏟等方法，縮短裝土?xí)r間，使鏟斗的土裝得較滿。圖1.9鏟運(yùn)機(jī)圖1.9鏟運(yùn)機(jī)3.挖土機(jī)

A、挖土機(jī)按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。B、按其操縱機(jī)構(gòu)的不同，可分為機(jī)械式和液壓式兩類。C、液壓式單斗挖土機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能無級(jí)調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時(shí)，慣性小，并能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，可減少強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)身輕，尺寸?。桓接胁煌难b置，能一機(jī)多用；操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。圖1.10反鏟挖土機(jī)圖1.11挖土機(jī)的類型1.土方機(jī)械選擇的原則

A、施工機(jī)械的選擇應(yīng)與施工內(nèi)容相適應(yīng)；B、土方施工機(jī)械的選擇與工程實(shí)際情況相結(jié)合；C、主導(dǎo)施工機(jī)械確定后，要合理配備完成其他輔助施工過程的機(jī)械；D、選擇土方施工機(jī)械要考慮其他施工方法，輔助土方機(jī)械化施工。二、土方機(jī)械的選擇

2.土方開挖方式與機(jī)械選擇

(1)

平整場(chǎng)地常由土方開挖、運(yùn)輸、填筑和壓實(shí)等工序完成。地勢(shì)較平坦、含水量適中的大面積平整場(chǎng)地，選用鏟運(yùn)機(jī)較適宜。地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場(chǎng)地，運(yùn)距在1000m以上時(shí)，可選擇正鏟挖土機(jī)配合自卸車進(jìn)行挖土、運(yùn)土，在填方區(qū)配備推土機(jī)平整及壓路機(jī)碾壓施工。挖填方高度均不大，運(yùn)距在100m以內(nèi)時(shí)，采用推土機(jī)施工，靈活、經(jīng)濟(jì)。(2)地面上的坑式開挖單個(gè)基坑和中小型基礎(chǔ)基坑開挖，在地面上作業(yè)時(shí)，多采用抓鏟挖土機(jī)和反鏟挖土機(jī)。抓鏟挖土機(jī)適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機(jī)適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。(3)長槽式開挖

指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝，宜采用反鏟挖土機(jī)；若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機(jī)挖土。若土質(zhì)干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)施工。地面上的坑式開挖

(4)整片開挖

對(duì)于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機(jī)開挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機(jī)，可在坑上作業(yè)。(5)對(duì)于獨(dú)立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機(jī)配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運(yùn)土。

三、挖土機(jī)械配套計(jì)算

1．挖土機(jī)數(shù)量確定

(臺(tái))式中Q——土方量(m3)；

P——挖土機(jī)生產(chǎn)率(m3／臺(tái)班)；

T－—工期(工作日)；

C——每天工作班數(shù)；

K——時(shí)間利用系數(shù)(0.8～0.9)。2．自卸汽車配套計(jì)算自卸汽車數(shù)量應(yīng)保證挖土機(jī)能連續(xù)工作，可按下式工作：

(臺(tái))式中Ts——自卸汽車每一工作循環(huán)的延續(xù)時(shí)間(min)；t1——自卸汽車每次裝車時(shí)間(min)，t1＝nt；n——自卸汽車每車裝土次數(shù)：Ql——自卸汽車的載重量(m3)；五、土方填筑與壓實(shí)一、填土的要求

土料選擇：填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如無設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：①碎石類土、爆破石渣、砂土（使用細(xì)、粉砂時(shí)應(yīng)取得設(shè)計(jì)單位同意），可用作表層以下的填料。②含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可用作各層填料。③淤泥和淤泥質(zhì)土一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地，經(jīng)過處理含水量符合壓實(shí)要求后，可用于填方中的次要部位。④對(duì)含有大量有機(jī)物、石膏、水溶性硫酸鹽含量大于5%的土壤、凍結(jié)土等，一般不作場(chǎng)地填土。

填筑要求：填土應(yīng)分層進(jìn)行，并盡量用同類土填筑。如果用不同土填筑時(shí)，應(yīng)將透水性大的土填筑在下層，透水性小的土填筑在上層，不能將各種土混雜使用。每層按規(guī)定的厚度填筑、壓實(shí)并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，再填筑上層。

當(dāng)填方位于傾斜的山坡時(shí)，應(yīng)將斜坡修筑成1∶2階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動(dòng)，并盡量用同類土填筑?；靥钍┕で埃罘絽^(qū)的積水采用明溝排水法排除，并清除雜物。二、土的壓實(shí)方法填土的壓實(shí)方法一般有碾壓、夯實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)等幾種。

碾壓法是靠沿填筑面滾動(dòng)的鼓筒或輪子的壓力壓實(shí)填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機(jī)械有平碾(壓路機(jī))、羊足碾、振動(dòng)碾和汽胎碾。碾壓機(jī)械進(jìn)行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。

圖1.12碾壓機(jī)械(a)自行式平碾；(b)拖式羊腳碾圖1.13蛙式打夯機(jī)1－夯頭；2－夯架；3－三角皮帶；4－托盤夯實(shí)方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)填土，適用于小面積填土的壓實(shí)。夯實(shí)機(jī)械有夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)等。

圖1.14平板振動(dòng)機(jī)振動(dòng)壓實(shí)法：振動(dòng)壓實(shí)法是將振動(dòng)壓實(shí)機(jī)放在土層表面，借助振動(dòng)設(shè)備使土顆粒發(fā)生相對(duì)位移而達(dá)到密實(shí)，每層鋪土厚度為250mm~350mm，每層壓實(shí)遍數(shù)為3~4遍。這種方法適用于振實(shí)非粘性土。三、填土壓實(shí)的影響因素

填土壓實(shí)的主要影響因素為壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。1.壓實(shí)功的影響

見圖1.15。

圖1.15土的密度與壓實(shí)功的關(guān)系示意圖2.含水量的影響

填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實(shí))遍數(shù)和質(zhì)量。

較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實(shí)；當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時(shí)，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓