环境工程施工教学土方课件.pptx

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资源描述

1、1 土石方工程土石方工程教学内容v土的工程分类及其工程物理性质v基坑(槽)的土方开挖v土方填筑与压实v土方工程机械化施工v土石方爆破施工1 土石方工程土石方工程第一节:土的工程性质及分类第一节:土的工程性质及分类v地基:承受外来荷载地基:承受外来荷载 的土层或岩层的土层或岩层承载能力(荷载):在保证地基稳定的条件下,地基变形不超过容许范围时,地基单位面积上所能承受的最大荷载。单位:KN/m2;kPa1 土石方工程土石方工程环境工程施工,必然离不开挖土方。环境工程施工,必然离不开挖土方。一、土方工程的分类、特点一、土方工程的分类、特点v 1 1、施工分类、施工分类 v 主要:场地平整;主要:场地

2、平整;坑、槽开挖;坑、槽开挖;土方填筑。土方填筑。v 辅助:施工排、降水;辅助:施工排、降水;土壁支撑(边坡稳定)。土壁支撑(边坡稳定)。v 2 2、施工特点、施工特点v (1 1)施工面广、工程量大;)施工面广、工程量大;v (2 2)劳动强度大,人力施工效率低、工期长;)劳动强度大,人力施工效率低、工期长;v (3 3)施工条件复杂,受地质、水文、气侯影响大,不)施工条件复杂,受地质、水文、气侯影响大,不确定因素多。确定因素多。1 土石方工程土石方工程v 3、施工设计应注意的事项(1)应对现场进行勘察,详细收集、核对和分析各项技术资料(如实测地形)应对现场进行勘察,详细收集、核对和分析各项

3、技术资料(如实测地形图、工程地质、水文地质、原有地下管线分布情况、地下构筑物资料图、工程地质、水文地质、原有地下管线分布情况、地下构筑物资料等);等);(2)做好施工前准备工作,如地面、地下障碍物清除,以及必要时修筑运土)做好施工前准备工作,如地面、地下障碍物清除,以及必要时修筑运土道路;道路;(3)制定出以技术经济分析为依据的施工组织设计,选择好施工方案,合理)制定出以技术经济分析为依据的施工组织设计,选择好施工方案,合理安排施工计划,尽可能避开雨季施工;安排施工计划,尽可能避开雨季施工;(4)作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作;)作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作;

4、(5)作出合理的土方调配方案,以降低土方工程施工费用;)作出合理的土方调配方案,以降低土方工程施工费用;(6)制定合理可行的技术措施,保证工程质量和安全,对施工中可能遇到的)制定合理可行的技术措施,保证工程质量和安全,对施工中可能遇到的问题,如流砂、边坡稳定等进行技术分析,提出解决方法。问题,如流砂、边坡稳定等进行技术分析,提出解决方法。1 土石方工程土石方工程一、土的分类一、土的分类1 1、岩石:未分化的胶结物,承载能力最大,一般、岩石:未分化的胶结物,承载能力最大,一般 200200P P4000KN/4000KN/m m2 22 2、碎石土:粒径、碎石土:粒径2mm,超过全重超过全重50

5、%的土,承的土,承载载200200P P1000KN/1000KN/m m2 2 按粗细分:块石、漂石;卵石;圆角砾按粗细分:块石、漂石;卵石;圆角砾3 3、砂土:、砂土:粒径粒径2mm,不超过全重不超过全重50%的土,承载的土,承载140140P P500KN/500KN/m m2 2 按粗细分:砾砂;粗砂;中砂;细砂;粉砂按粗细分:砾砂;粗砂;中砂;细砂;粉砂1 土石方工程土石方工程4、粉土:、粉土:粒径粒径0.075mm,不超过全重不超过全重50%的土,的土,承载承载105105P P410KN/410KN/m m2 25、粘土:具有粘性,、粘土:具有粘性,承载承载105105P P47

6、5KN/475KN/m m2 26、人工填土:不具有承载力、人工填土:不具有承载力 所以:研究土的种类,性质、水文地质条件、气候所以:研究土的种类,性质、水文地质条件、气候条件等,对环境施工是非常重要的。条件等,对环境施工是非常重要的。1 土石方工程土石方工程二、土的组成与结构二、土的组成与结构一、组成与结构一、组成与结构1、组成:具有三相性(、组成:具有三相性(固相、液相、气相固相、液相、气相)在土力学中:一般用干燥、稍干燥、稍湿、很湿、密实、稍密、松散湿、很湿、密实、稍密、松散等词汇来衡量土的物理指标。土越密实,强度越大。土由不同土粒组成的,土力学中,把大小相近的土粒合并为一组,称粒组粒组

7、。1 土石方工程土石方工程第六节 土方填筑(填、压)特点:P33075mm,不超过全重50%的土,承载105P410KN/m2支撑:逐层开挖,逐层支设4、确定零线(挖填分界线)的土层或岩层支撑种类和适应条件P44五类土(软石)、六类土(次坚石)含水量 W=mw/ms 反映土的湿度的指标固浆:重点介绍3、单斗挖土机 (类型)例:称得湿土500g,经烘干后称得450g,则该土的含水量是()(2)不宜用的土:含水量过大的粘性土1、岩石:未分化的胶结物,承载能力最大,一般一、土方工程的分类、特点实验室测定土粒常用:筛分法:实验室测定土粒常用:筛分法:适用粒径适用粒径0.075mm 比重法比重法:适用粒

8、径适用粒径0.075mm一般评价土的好坏,一般评价土的好坏,用用颗粒级配曲线颗粒级配曲线判定判定 用处:用处:反映土粒均匀反映土粒均匀 程度的。程度的。1 土石方工程土石方工程v2、结构、结构拿一土粒放大:拿一土粒放大:思考题:思考题:野外遇到2种情况,一种是砂土覆盖着粘土,另一种是亚粘土覆盖着砂土,下面都有含水层,问:那种情况下毛细上升高度大?1 土石方工程土石方工程三、土的性质三、土的性质v 1、土的可松性土的可松性:自然状态下的土经开挖后,体积因松:自然状态下的土经开挖后,体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复。散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复。v 最初可松性系数最初可松性

9、系数 KS=V2/V1 1.081.5v 最后可松性系数最后可松性系数 KS=V3/V1 1.011.3 V1 土在自然状态下的体积(自然方)。土在自然状态下的体积(自然方)。V2 土经开挖后松散状态下的体积(松方)。土经开挖后松散状态下的体积(松方)。V3 土经回填压实后的体积(土经回填压实后的体积(实方实方)。)。v用途用途:开挖、运输、存放,挖土回填,开挖、运输、存放,挖土回填,留回填松土留回填松土1 土石方工程土石方工程例题例题v 例例-1、某场地平整、某场地平整4000m3的填方量需要从附近取土填筑,其的填方量需要从附近取土填筑,其土质为密实的砂粘土,土质为密实的砂粘土,KS=1.1

10、0,KS=1.05,试计算:试计算:v(1)填土的)填土的土方量土方量;v(2)如运输工具的斗容量为)如运输工具的斗容量为2m3,需运,需运多少车次多少车次?解:解:已知已知 V3=4000m3,KS=V2/V1 KS=V3/V1 V1=V3/KS=4000/1.05=3809.52 (m3,自然方)自然方)V2=V1KS=3809.521.10=4190.47 (m3,松方)松方)n=Vn=V2 2/V/V运运=4190.47/2=2095.242096 (=4190.47/2=2095.242096 (车次)车次)1 土石方工程土石方工程2、土的渗透性、土的渗透性v土体被水透过的性质,用渗

11、透系数土体被水透过的性质,用渗透系数K K表示表示。v K K的意义的意义:水力坡度(:水力坡度(I=h/L)为)为1时,单位时间内水穿透时,单位时间内水穿透土体的速度(土体的速度(V=KI)Lh K的单位:m/d 。粘土8的土、的土、含可溶性硫酸盐含可溶性硫酸盐5的土的土 (2)不宜用的土:含水量过大的粘性土)不宜用的土:含水量过大的粘性土 2、填筑方法填筑方法 (1)水平分层填土。填一层,压实一层,检查一层。)水平分层填土。填一层,压实一层,检查一层。(2)无限制的斜坡填土)无限制的斜坡填土 先切出台阶,台阶高先切出台阶,台阶高宽宽0.20.3m1m (3)透水性不同的土不得混杂乱填,应将

12、透水性好的填在下部)透水性不同的土不得混杂乱填,应将透水性好的填在下部(防止水囊)(防止水囊)1 土石方工程土石方工程二、压实方法与要求二、压实方法与要求v 1压实方法:碾压法大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾碾 夯实法小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯夯 振动法 非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器板振捣器v2影响压实质量的因素 机械的压实功吨位或冲击力,压实遍数吨位或冲击力,压实遍数 铺土厚度 不同机械有效影响深度不同不

13、同机械有效影响深度不同 含水量 小则不粘结、摩阻大,大则橡皮土;应为最佳含水量小则不粘结、摩阻大,大则橡皮土;应为最佳含水量1 土石方工程土石方工程(a)两轮两轴式)两轮两轴式(b)三轮两轴式)三轮两轴式(c)三轮三轴式)三轮三轴式钢轮压路机碾轮与轴数简图钢轮压路机碾轮与轴数简图1机身;机身;2碾轮碾轮1 土石方工程土石方工程YL9/16型自行式轮胎碾型自行式轮胎碾1 土石方工程土石方工程YT-3.5型双筒羊脚碾外形图型双筒羊脚碾外形图YT-2.5型羊脚碾外形图型羊脚碾外形图1 土石方工程土石方工程H8-25A型蛙式夯实机型蛙式夯实机1 土石方工程土石方工程52 (m3,自然方)三个角点挖(填

14、)或一个角点填(挖)1、岩石:未分化的胶结物,承载能力最大,一般H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4n主要炸药(数量、威力)压路机、平碾、羊足碾土体被水透过的性质,用渗透系数K表示。例-1、某场地平整4000m3的填方量需要从附近取土填筑,其土质为密实的砂粘土,KS=1.H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH1一个方格所仅有角点的标高;适用范围:P3335留回填松土作业1:某建筑场地方格网、地面标高如图,格边长a=20m。K的意义:水力坡度(I=h/L)为1时,单位时间内水穿透土体的速度(V=KI)075mm,不超过全重50%的土,承载105P410KN/m2特点:施工速度快,减

15、少劳动强度第七节第七节 地基处理地基处理 常遇软土层或人工土层,要处理才能使用。常遇软土层或人工土层,要处理才能使用。方法:方法:换土换土 振捣振捣 夯实夯实 固浆:重点介绍固浆:重点介绍 排水:排水:打桩:重点介绍,看动画演示。打桩:重点介绍,看动画演示。P35页表1-181 土石方工程土石方工程P611 土石方工程土石方工程作业作业1:某建筑场地方格网、某建筑场地方格网、地面标高如图地面标高如图,格边长格边长a a=20m=20m。泄水坡度泄水坡度i ix x=2=2,i iy y=3=3,不考虑土的可松性的影响,不考虑土的可松性的影响,确定方格各角点的设计标高。确定方格各角点的设计标高。

16、70.09解:(1)初步设计标高(场地平均标高)(场地平均标高)H H0 0=(H H1 1+2+2 H H2 2+3+3 H H3 3+4+4 H H4 4)/4/4n n =70.09+71.43+69.10+70.70+2(70.40+70.95+69.71+)+4(70.17+70.70+69.81+70.38)/(49)=70.29(m)H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH1H1一个方格所仅有角点的标高;一个方格所仅有角点的标高;H2H2、H3H3、H4H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高分别为两个、三个、四个方格共用角点

17、的标高.n n 方格个数方格个数 1 土石方工程土石方工程70.09v(2)按泄水坡度调整设计标高:vH Hn n=H H0 0 L Lx x i ix x L L y yi i y y ;vH H1 1=70.29=70.2930302+302+303=3=70.3270.3270.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26 H070.29H2=70.29102+303=70.36H3=70.29+102+303=70.40 其它见图1 土石方工程土石方工程70.3270.3670

18、.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09v3、计算各方格角点的施工高度 hn:hn=HnHn v即:即:hn=该角点的设计标高该角点的设计标高自然地面标高(自然地面标高(m)v h1=70.3270.09=0.23(m););正值为填方高度。正值为填方高度。+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44h2=70.3670.40=0.04(m);负值为挖方高度1 土石方工程土石

19、方工程70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.09v 4、确定零线(挖填分界线)v 插入法、比例法找零点插入法、比例法找零点v零点连线零点连线h10 01 土石方工程土石方工程v作业作业2:如图所示,计算土方量及规划调配方案?:如图所示,计算土方量及规划调配方案?环境工程施工环境工程施工主讲:肖作义主讲:肖作义

20、教教 授授能源与环境学院能源与环境学院环境工程施工1 土石方工程土石方工程4、粉土:、粉土:粒径粒径0.075mm,不超过全重不超过全重50%的土,的土,承载承载105105P P410KN/410KN/m m2 25、粘土:具有粘性,、粘土:具有粘性,承载承载105105P P475KN/475KN/m m2 26、人工填土:不具有承载力、人工填土:不具有承载力 所以:研究土的种类,性质、水文地质条件、气候所以:研究土的种类,性质、水文地质条件、气候条件等,对环境施工是非常重要的。条件等,对环境施工是非常重要的。1 土石方工程土石方工程二、常见土方机械的特点,适用范围及作业方法二、常见土方机

21、械的特点,适用范围及作业方法v1推土机:液压式、索式;推土机:液压式、索式;固定式、回转式固定式、回转式 工作特点:用途多,费用低;用途多,费用低;适用于:(1 1)平整场地运距在)平整场地运距在100m100m内,一三类土的挖运,压实;内,一三类土的挖运,压实;(2 2)坑槽开挖深度在)坑槽开挖深度在1.5m1.5m内、一三类土。内、一三类土。v2.铲运机:拖式铲运机、自行式铲运机铲运机:拖式铲运机、自行式铲运机特点:简单灵活、行速快、运费低。特点:简单灵活、行速快、运费低。适用范围:挖适用范围:挖13类土,运距类土,运距60015001 土石方工程土石方工程开挖深度、宽度大,甩土方便H0=

22、(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH1一个方格所仅有角点的标高;3挖土机:沟槽、基坑土方施工,有单斗和多斗。一、土料选择和填筑方法第一节:土的工程性质及分类(1)施工面广、工程量大;一、土方工程的分类、特点重点内容,也是难点内容 V1=V3/KS=4000/1.YL9/16型自行式轮胎碾一、土料选择和填筑方法按粗细分:块石、漂石;(2)不宜用的土:含水量过大的粘性土一类土(松软土)、二类土(普通土)52 (m3,自然方)液压履带式推土机液压履带式推土机1 土石方工程土石方工程(3)拉铲挖土机1 土石方工程土石方工程v支撑种类和适应条件支撑种类和适应条件P441、种类、种类2、支撑和拆除、支

23、撑和拆除 支撑:逐层开挖,逐层支设支撑:逐层开挖,逐层支设 拆除:边拆边填土拆除:边拆边填土水平支撑:有断续式、连续式、井字支撑垂直支撑:适应土质差、深度深、易塌方的地方板桩支撑:有木桩板、混凝土板、钢筋桩1 土石方工程土石方工程第六节第六节 土方填筑(填、压)土方填筑(填、压)v一、土料选择和填筑方法一、土料选择和填筑方法 1土料选择土料选择 (1)不能用的土:冻土、淤泥、膨胀性土、含有机物不能用的土:冻土、淤泥、膨胀性土、含有机物8的土、的土、含可溶性硫酸盐含可溶性硫酸盐5的土的土 (2)不宜用的土:含水量过大的粘性土)不宜用的土:含水量过大的粘性土 2、填筑方法填筑方法 (1)水平分层填

24、土。填一层,压实一层,检查一层。)水平分层填土。填一层,压实一层,检查一层。(2)无限制的斜坡填土)无限制的斜坡填土 先切出台阶,台阶高先切出台阶,台阶高宽宽0.20.3m1m (3)透水性不同的土不得混杂乱填,应将透水性好的填在下部)透水性不同的土不得混杂乱填,应将透水性好的填在下部(防止水囊)(防止水囊)1 土石方工程土石方工程作业作业1:某建筑场地方格网、某建筑场地方格网、地面标高如图地面标高如图,格边长格边长a a=20m=20m。泄水坡度泄水坡度i ix x=2=2,i iy y=3=3,不考虑土的可松性的影响,不考虑土的可松性的影响,确定方格各角点的设计标高。确定方格各角点的设计标

25、高。70.09解:(1)初步设计标高(场地平均标高)(场地平均标高)H H0 0=(H H1 1+2+2 H H2 2+3+3 H H3 3+4+4 H H4 4)/4/4n n =70.09+71.43+69.10+70.70+2(70.40+70.95+69.71+)+4(70.17+70.70+69.81+70.38)/(49)=70.29(m)H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4MH1H1一个方格所仅有角点的标高;一个方格所仅有角点的标高;H2H2、H3H3、H4H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高.n n 方格个数方格个数 1 土石方工程土石方工程v作业作业2:如图所示,计算土方量及规划调配方案?:如图所示,计算土方量及规划调配方案?

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