场地平整的程序及土方量的计算.doc
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1、工程场地平整一、场地平整的程序场地平整是将需进展建筑围的自然地面,通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面,以利现场平面布置和文明施工。在工程总承包施工中,三通一平工作常常是由施工单位来实施,因此场地平整也成为工程开工前的一项重要容。场地平整要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求,并尽量使土方的挖填平衡,减少运土量和重复挖运。场地平整为施工中的一个重要工程,它的一般施工工艺程序安排是:现场勘察去除地面障碍物标定整平围设置水准基点设置方格网,测量标高计算土方挖填工程量平整土方场地碾压验收。当确定平整工程后,施工人员首先应到现场进展勘察,了解场地地形、地貌和周围环境。根
2、据建筑总平面图及规划了解并确定现场平整场地的大致围。平整前必须把场地平整围的障碍物如树木、电线、电杆、管道、房屋、坟墓等清理干净,然后根据总图要求的标高,从水准基点引进基准标高作为确定土方量计算的基点。土方量的计算有方格网法和横截面法,可根据地形具体情况采用。现场抄平的程序和方法由确定的计算方法进展。通过抄平测量,可计算出该场地按设计要求平整需挖土和回填的土方量,再考虑根底开挖还有多少挖出减去回填的土方量,并进展挖填方的平衡计算,做好土方平衡调配,减少重复挖运,以节约运费。大面积平整土方宜采用机械进展,如用推土机、铲运机推运平整土方;有大量挖方应用挖土机等进展。在平整过程中要交织用压路机压实。
3、平整场地的一般要求如下:1平整场地应做好地面排水。平整场地的外表坡度应符合设计要求,如设计无要求时,一般应向排水沟方向作成不小于0.2的坡度。2平整后的场地外表应逐点检查,检查点为每100400m2取1点,但不少于10点;长度、宽度和边坡均为每20m取1点,每边不少于1点,其质量检验标准应符合表6-46的要求。3场地平整应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护,定期复测和检查;土方不应堆在边坡边缘。二、场地平整的土方量计算场地平整前,要确定场地设计标高,计算挖填土方量以便据此进展土方挖填平衡计算,确定平衡调配方案,并根据工程规
4、模、施工期限、现场机械设备条件,选用土方机械,拟定施工方案。1场地平整高度的计算对较大面积的场地平整,正确地选择场地平整高度设计标高,对节约工程投资、加快建立速度均具有重要意义。一般选择原则是:在符合生产工艺和运输的条件下,尽量利用地形,以减少挖方数量;场地的挖方与填方量应尽可能到达互相平衡,以降低土方运输费用;同时应考虑最高洪水位的影响等。场地平整高度计算常用的方法为“挖填土方量平衡法,因其概念直观,计算简便,精度能满足工程要求,应用最为广泛,其计算步骤和方法如下:1)计算场地设计标高如图6-2a,将地形图划分方格网或利用地形图的方格网,每个方格的角点标高,一般可根据地形图上相邻两等高线的标
5、高,用插入法求得。当无地形图时,亦可在现场打设木桩定好方格网,然后用仪器直接测出。图6-2场地设计标高计算简图a地形图上划分方格;b)设计标高示意图1-等高线;2-自然地坪;3-设计标高平面;4-自然地面与设计标高平面的交线零线一般要,使场地的土方在平整前和平整后相等而到达挖方和填方量平衡,如图6-2b。设到达挖填平衡的场地平整标高为H0,则由挖填平衡条件,H0值可由下式求得: 6-5)式中 a方格网边长m;N方格网数个;H11H22任一方格的四个角点的标高m;H1一个方格共有的角点标高m;H2二个方格共有的角点标高m;H3三个方格共有的角点标高m;H4四个方格共有的角点标高m。(2考虑设计标
6、高的调整值上式计算的H0,为一理论数值,实际尚需考虑:1)土的可松性;2)设计标高以下各种填方工程用土量,或设计标高以上的各种挖方工程量;3)边坡填挖土方量不等;4)局部挖方就近弃土于场外,或局部填方就近从场外取土等因素。考虑这些因素所引起的挖填土方量的变化后,适当提高或降低设计标高。(3)考虑排水坡度对设计标高的影响式6-5)计算的H0未考虑场地的排水要求即场地外表均处于同一个水平面上,实际均应有一定排水坡度。如场地面积较大,应有2以上排水坡度,尚应考虑排水坡度对设计标高的影响。故场地任一点实际施工时所采用的设计标高H0m可由下式计算:单向排水时HnH0li 6-6)双向排水时HH0l*i*
7、lyiy 6-7)式中 z该点至H0的距离m;i*方向或y方向的排水坡度不少于2;l*、ly该点于*-*、y-y方向距场地中心线的距离m;i*、iy分别为*方向和y方向的排水坡度;该点比H0高则取“号,反之取“号。2场地平整土方工程量的计算在编制场地平整土方工程施工组织设计或施工方案、进展土方的平衡调配以及检查验收土方工程时,常需要进展土方工程量的计算。计算方法有方格网法和横断面法两种。1)方格网法用于地形较平缓或台阶宽度较大的地段。计算方法较为复杂,但精度较高,其计算步骤和方法如下:1)划分方格网根据已有地形图一般用1:500的地形图将欲计算场地划分成假设干个方格网,尽量与测量的纵、横坐标网
8、对应,方格一般采用20m20m或40m40m,将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。将自然地面标高与设计地面标高的差值,即各角点的施工高度挖或填,填在方格网的左上角,挖方为,填方为。2计算零点位置在一个方格网同时有填方或挖方时,应先算出方格网边上的零点的位置,并标注于方格网上,连接零点即得填方区与挖方区的分界限即零线。零点的位置按下式计算图6-3: 6-8式中 *1、*2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。图6-3 零点位置计算示意图图6-4 零点位置图解法为省略计算,亦可采用图解法直接求出零点位置,如图6-4所示,方法是
9、用尺在各角上标出相应比例,用尺相接,与方格相交点即为零点位置。这种方法可防止计算或查表出现的错误。3)计算土方工程量按方格网底面积图形和表6-31所列体积计算公式计算每个方格的挖方或填方量,或用查表法计算,有关计算用表见表6-31。常用方格网点计算公式 表6-31注:1.a方格网的边长m;b、c零点到一角的边长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积乘以平均施工高程而得出的。4计算土方总量将挖方区或填方区所有方格计算土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量。(2横截面法
10、横截面法适用于地形起伏变化较区,或者地形狭长、挖填深度较大又不规则的地区采用,计算方法较为简单方便,但精度较低。其计算步骤和方法如下:1划分横截面根据地形图、竖向布置或现场测绘,将要计算的场地划分横截面AA、BB、CC图6-6),使截面尽量垂直于等高线或主要建筑物的边长,各截面间的间距可以不等,一般可用10m或20m,在平坦地区可用大些,但最大不大于100m。图6-6 画横截面示意图1-自然地面;2-设计地面2画横截面图形按比例绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积,即为挖方或填方的截面。3)计算横截面面积按表6-32横截面面积计算公式,计算每个截
11、面的挖方或填方截面面积。常用截断面计算公式 表6-324)计算土方量根据横截面面积按下式计算土方量:(6-9)式中 V相邻两横截面间的土方量m3;A1、A2相邻两横截面的挖或填的截面积m2;s相邻两横截面的间距m。5土方量汇总按表6-33格式汇总全部土方量。土方量汇总表 表6-33截面填方面积m2挖方面积m2截面间距m)填方体积m3挖方体积m3A-AB-BC-C合计3边坡土方量计算用于平整场地、修筑路基、路堑的边坡挖、填土方量计算,常用图算法。图算法系根据地形图和边坡竖向布置图或现场测绘,将要计算的边坡划分为两种近似的几何形体图6-7),一种为三角棱体如体积、;另一种为三角棱柱体如体积,然后应
12、用表6-34几何公式分别进展土方计算,最后将各块汇总即得场地总挖土、填土的量。图6-7 场地边坡计算简图常用边坡三角棱体、棱柱体计算公式 表6-344土方的平衡与调配计算计算出土方的施工标高、挖填区面积、挖填区土方量,并考虑各种变动因素如土的松散率、压缩率、沉降量等进展调整后,应对土方进展综合平衡与调配。土方平衡调配工作是土方规划设计的一项重要容,其目的在于使土方运输量或土方运输本钱为最低的条件下,确定填、挖方区土方的调配方向和数量,从而到达缩短工期和提高经济效益的目的。进展土方平衡与调配,必须综合考虑工程和现场情况、进度要求和土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题,经过全面研究
13、确定平衡调配的原则之后,才可着手进展土方平衡与调配工作,如划分土方调配区,计算土方的平均运距、单位土方的运价,确定土方的最优调配方案。1)土方的平衡与调配原则1)挖方与填方根本到达平衡,减少重复倒运。2)挖填方量与运距的乘积之和尽可能为最小,即总土方运输量或运输费用最小。3)好土应用在回填密实度要求较高的地区,以防止出现质量问题。4)取土或弃土应尽量不占农田或少占农田,弃土尽可能有规划地造田。5)分区调配应与全场调配相协调,防止只顾局部平衡,任意挖填而破坏全局平衡。6)调配应与地下构筑物的施工相结合,地下设施的填土,应留土后填。7)选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序,防止土方运输出现对流
14、和乱流现象,同时便于机具调配、机械化施工。(2土方平衡与调配的步骤及方法土方平衡与调配需编制相应的土方调配图,其步骤如下:1)划分调配区。在平面图上先划出挖填区的分界限,并在挖方区和填方区适当划出假设干调配区,确定调配区的大小和位置。划分时应注意以下几点:划分应与房屋和构筑物的平面位置相协调,并考虑开工顺序、分期施工顺序;调配区大小应满足土方施工用主导机械的行驶操作尺寸要求;调配区围应和土方工程量计算用的方格网相协调。一般可由假设干个方格组成一个调配区;当土方运距较大或场地围土方调配不能到达平衡时,可考虑就近借土或弃土,此时一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的调配区。2)计算各调配区的土方量
15、并标明在图上。3)计算各挖、填方调配区之间的平均运距,即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离,取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴,以一个角作为坐标原点图6-9),按下式求出各挖方或填方调配区土方重心坐标*0及Y0:图6-9 土方调配区间的平均运距 6-10 6-11式中 *i、yii块方格的重心坐标;Vii块方格的土方量。填、挖方区之间的平均运距L。为: 6-12式中 *0T、y0T填方区的重心坐标;*0W、y0W挖方区的重心坐标。一般情况下,亦可用作图法近似地求出调配区的形心位置O以代替重心坐标。重心求出后,标于图上,用比例尺量出每对调配区的平均运输距离L11、L12、L13)。所有填挖方调
16、配区之间的平均运距均需一一计算,并将计算结果列于土方平衡与运距表表6-35。土方平衡与运距表 表6-35注:L11、L12、L13挖填方之间的平均运距。*11、*12、*13调配土方量。当填、挖方调配区之间的距离较远,采用自行式铲运机或其他运土工具沿现场道路或规定路线运土时,其运距应按实际情况进展计算。4)确定土方最优调配方案。对于线性规划中的运输间题,可以用“表上作业法来求解,使总土方运输量为最小值,即为最优调配方案。上式中 Lij各调配区之间的平均运距m;*ij各调配区的土方量m3。5) 绘出土方调配图。根据以上计算,标出调配方向、土方数量及运距平均运距再加施工机械前进、倒退和转弯必需的最
17、短长度。三、.基坑土方量计算挖基坑多用于需全部大开挖的满堂根底、独立根底、设备根底等土方工程。(1) 四面放坡基坑土方量计算基坑土方量的计算可近似地按棱柱体(即上下底为两个平行的平面,所有的顶点都在两个平行平面上的多面体)体积公式计算。V=(16)H(A1+4A0+A2) (1)式中V四面放坡基坑土方量(体积)(m3);H基坑深度(m);A1、A2基坑上、下底面积(m2);A0基坑中截面(12)H处)面积(m2)。(2)圆形放坡基坑土方量计算圆形放坡基坑土方量按下式计算。V=(13)H (R21+R1R2+R22) (2)式中 V 圆形放坡基坑土方量(体积)(m3);R1、R2圆形基坑上、下底
18、半径(m);3.14;H基坑深度(m)。四、基槽土方量计算多用于建筑物的条形根底、渠道、管沟等土方工程量。基槽土方量计算,可沿其长度方向分段进展计算,各段土方量之和,即为总土方量。如该段基槽横截面形状、尺寸不变时,其土方量即为该段横截面面积乘以该段基槽长度,一般两边放坡按下式计算V=H(B+mH)L (3)式中V两边放坡基槽该段土方量(体积)(m3);转自学易网 .studyez.H基槽深度(m);B基槽槽底宽度(m);L该段基槽长度(m);m坡度系数,m= C/H,当m=0,则表示基槽垂直开挖不放坡;C基槽一边坡底宽(m)。如该段横截面的形状、尺寸有变化时,也可近似地用棱柱体的体积公式按下式
19、计算。Vi=(16)Li(Ai1+4Aoi+Ai2)(4)式中Vi基槽该段土方量(体积)(m3);Li该段基槽长度(m);Ai1、Ai2该段基槽两端横截面面积(m2);Aoi该段基槽中截面(1/2Li)面积(m2)。土方工程常见质量问题、事故的防与处理一、场地积水一事故现象 在场地平整过程中或平整完成后,场地围局部或大面积出现积水。二原因分析 场地平整填土面积较大或较深时,未分层回填压实,土的密实度很差,遇水产生不均匀下沉造成积水。场地周围排水不畅;场地未作成一定排水坡度;存在反向排水坡等。测量错误,使场地上下不平。三预防措施平整前,对整个场地的排水坡、排水沟、截水沟、下水道进展系统设计,本着
20、先地下后地上的原则,做好排水设施,使整个场地水流畅通。建筑场地的填土认真分层回填辗压夯实,使密实度不低于设计要求。设计无要求时,一般也应分层回填,分层压夯实,使相对密实度不低于85%,防止松填。做好测量的复核工作,防止出现标高误差。四治理方法已积水场地应立即疏通排水和截水设施,将水排除。场地未做排水坡度或坡度过小部位,重新修坡;对局部低洼处,填土找平,压夯实至符合要求,防止再积水。二、填方边坡塌方一事故现象填方工程边坡塌陷或滑塌,造成坡脚处土方堆积。二原因分析边坡坡度偏陡。边坡基底的草皮、淤泥、松土未清理干净;与原陡坡接合未挖成阶梯形搭接;填方土料采用淤泥质土等不合要求的土料。边坡填土未按要求
21、分层回填压夯实,密实度差,缺乏护坡措施。坡顶、坡脚未做好排水措施,由于水的渗入,土的聚力降低,或坡脚被冲刷而造成塌方。三预防措施永久性填方的边坡坡度应根据填方高度、土的种类和工程重要性按设计规定放坡。使用时间较长的临时性填方边坡坡度,当填方高度在10M 以,可采用1:1.5;高度超过 10M,可作成折线形,上部为 1:1.5,下部采用 1:1.75。填方应选用符合要求的土料;边坡施工应按填土压实标准进展水平分层回填压实。当采用机械辗压时,应注意保证边缘部位的压实质量,对不要求边坡修整的填方,边坡宜宽宜填 0.5M,对要求边坡整平拍实的填方,宽填可为0.2M。 在气候、水文和地质条件不良的情况下
22、对粘土、粉砂、细砂、易风化石边坡以及黄土类缓边坡,应于施工完毕后,随即进展坡面防护。防护的方法有铺浆砌片卵石、铺草皮、喷浆、抹面等。 在边坡上下部作好排水沟,防止在影响边坡稳定的围积水。四治理方法 边坡局部塌陷或滑塌,可将松土清理干净,与原坡接触部位作成阶梯形,用好土或3:7 灰土分层回填夯实修复,并做好坡顶、坡脚排水措施。大面积塌方,应考虑将边坡修成缓坡,作好排水和外表防护措施。 三、填方出现橡皮土 一事故现象 填土受夯打辗压后,基土发生颤抖,受夯击辗压处下陷,四周鼓起,形成软塑状态,而体积并没有压缩。这种橡皮土将使地基的承载力降低,变形加大,长时间不能稳定。 二原因分析 在含水量很大的腐
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