水工程施工教案.doc
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1、水工程施工教案课程名称:水工程施工 第 1 周,第 1 讲次摘 要授课题目(章、节)第一篇 给水排水工程施工技术与常用设备安装第一章 土石方工程与地基处理1.1 土的工程性质及分类1。2场地平整施工本讲目的要求及重点难点:【目的要求】通过本讲课程学习,掌握土的性质、分类,掌握土方量计算【重 点】土的工程性质;确定开挖断面及土方量计算【难 点】确定开挖断面及土方量计算内 容【本讲课程的引入】水工程施工是研究有效地建造水工程构筑物、管道、设备地理论、方法和施工机具的应用性学科。主要包括三部分内容:水工程施工技术与常用设备安装;水工程施工组织与概(预)算;水工程项目建设管理。任务是使学生获得有关水工
2、程的施工方法与组织管理基本知识,掌握给水排水构筑物和管道工程的施工技术、质量标准及验收方法;掌握所用材料及管材的性能、规格及检验;了解基本建设程序和施工组织设计的编制方法等,为今后从事设计、施工和工程管理等工作打下良好基础。【本讲课程的内容】第一章:土石方工程与地基处理学习目的和要求:掌握土的性质、分类,掌握土方量计算;掌握沟槽、基坑开挖断面的确定及土方量计算,熟悉施工机械的选择及土方回填,了解地基处理及土石方爆破施工。重点和难点:土的工程性质,确定开挖断面及土方量计算,施工机械的选择及土方密实度测定等。土石方工程是工程施工中的主要项目之一,土方开挖、填筑、运输等工作所需的劳动量和机械动力消耗
3、均很大,往往是影响施工进度、成本及工程质量的因素.土石方工程施工具有以下特点:1. 影响因素多且施工条件复杂;2. 面大量广且劳动繁重;3. 质量要求高,与相关施工过程紧密配合。主要内容有: (1)场地平整 其中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)开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝,其中包括施工排水、降水,土壁边坡和支护结构等。 (3)土方回填与压实 其中包括土料选择,填土压实的方法及密实度检验等。 此外,在土方工程施工前,应完成场地清理,地面水的排除和测量放线工作;在施工中,则应及时采取有关技术措施,预防产生流砂、管涌和塌方现象,确保施工安全1。1土
4、的工程性质及分类1、土的分类:依开挖难易程度分为八类。具体见表11所示.粘性土物理性质界限含水量塑性指数和液性指数塑性指数:IpWLWp;液性指数:IL(WWp)/ Ip根据液性指数,对粘土划分:坚硬:IL0;硬塑:0 IL0.25;可塑:0。25 IL0。75;软塑:0。751.0。土的工程分类碎石土:粒径大于2mm的颗粒超过总重50%的土砂土:粒径大于2mm的颗粒含量不超过总重50、粒径大于0。075mm的颗粒超过全重50的土。粉土:Ip小于或等于10,而粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50的土。粘性土:Ip大于10的土人工填土:人类活动而形成的堆积物。2土的工程性质影响
5、工程施工的土的性质:土的密度(重度)、含水量、渗透性和可松性. 重度主要为:天然重度和干重度以及最大干重度。 土的质量密度 mms+mw+mam土质量;ms-土粒质量;mw土中水的质量;ma土中气的质量(约为0)。 土的含水量定义:wmw / ms *100%影响因素: 土方施工方法的选择,边坡的稳定,回填土的质量。 回填土的回填质量的影响更为明显:回填土的质量控制为获取最大干重度,而最大干重度的获得必需有最佳含水量,方能将土夯压密实。土的渗透性定义:是指水在土体中渗流的性能。一般用渗透系数K表示。土的可松性定义:土具有可松性,即在自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽然回填压
6、实,仍不能恢复其原有的体积.这里讲的回填压实土的体积是在上述开挖的土的体积。土的可松性程度用可松性系数表示,即:最初可松性系数:最终可松性系数: 用途土方量的平衡调配,确定运土机具的数量及弃土体积,以及计算基坑填土所需的填方量。计算挖土的体积:实际的基坑大小,即指在自然状态下土的体积V1。机具运土的体积:开挖后松散体积 V2 即V2=Ks V1现场预留土方量作为回填土:基坑回填体积=基坑体积基础在基坑内的体积因为V1V3 / Ks 有:V2V3 / Ks Ks土的压缩性定义:地基土在压力作用下体积减少的性质,称为土的压缩性。土的抗剪强度定义:指土抵抗剪力破坏的能力影响及应用土方边坡:表示方法为
7、1:m;m为坡度系数,即m1。2场地平整施工组织场地平整施工,一般需要包括:计算场区挖填土方工程量,确定挖填土方的调配,选择施工机械及拟定施工方案等。场地平整应以建设工程的规模和性质,厂区设计的标高,现场地形地貌,施工期限和技术力量等条件为依据。场地平整施工前,需做好以下准备工作:清理场地;排除地面积水;修筑临时道路以供机械进场和土方运输等。1场地土方量计算:为了制定施工方案,对填挖方进行合理调配,同时也是检查及验收实际土方量的依据.土方量的计算方法:有方格网法和断面法方格网法:方格网大小(aa):10m10m,15m15m,20m20m,25m25m,30m30m,35m35m,40m40m
8、,45m45m,50m50m。在场地设计标高确定后,需平整的场地各角点的施工高度即可求得,然后按每个方格角点的施工高度计算出填、挖土方量,并计算场地边坡的土方量,这样可以求得整个场地的填、挖土方总量。填挖土方的计算首先要知道“零线”的位置,在该线上,施工高度为0. “零线”:挖方区与填方区的交线。即不填不挖的交线。确定方法:在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上,用插入法求出零点位置(图17),将各相邻的零点连接起来就为零线。a四方棱柱体的体积计算方法:方格四个角点全部为填或全部为挖时(图18a): 式中: V挖方或填方体积(m3); H1、H2、H3、H4方格四个角点的填挖高度,均取绝对值
9、(m);方格四个角点,部分为填方、部分为挖方时(图1-8b、c)方法一: 式中:H挖(填)方格角点中填(挖)方施工高度的总和,取绝对值(m); H 方格四角点施工高度之总和,取绝对值(m); a方格边长(m).b三角棱柱体法 三角棱柱体法,是将每一个方格顺地形的等高线沿对角划分成两个三角形,然后计算每一个三角棱柱体的土方量。 当三角形为全挖或全填时(图13a): 当三角形有填有挖时(图13b),则其零线将三角形分成两部分,一个是底面为三角形的锥体,一个是底面为四边形的楔体。 土方量计算分别为: 断面法 (略)边坡土方量计算场地平整时,还要计算边坡土方量,其计算步骤如下:标出场地四个角点A、B、
10、C、D填、挖高度和零线位置;根据土质确定填、挖边坡的坡度系数(边坡率)m ;计算出四个角点的放坡宽度计算边坡的土方量。土方量经计算汇总求得全部挖方量和全部填方量后,尚需考虑土壤的松散率、压缩率、沉降量等因素对土方量的影响(查手册资料)并进行调整.按照调整后的土方量,即可着手土方的综合平衡调配。2土方的平衡调配土方的平衡调配:对挖土、填土、堆弃或移运之间的关系进行综合协调,以确定土方的调配数量及调配方向。目的:使土方运输量或土方运输成本最低.土方平衡调配的原则a应力求达到挖、填平衡和运距最短;b调配区划分应该与建筑物和建筑物的平面位置相协调,并考虑它们的分期施工顺序,对有地下设施的填土,应留土后
11、填;c好土要用在回填质量要求高的地区;d分区调配应与全场调配相协调;e取土或弃土应尽量少占或不占农田及便利机械施工等.土方平衡调配图表的编制主要工作内容:划分土方调配区,计算土方的平均运距和单位土方的运价,编制土方调配图表,确定土方的最优调配方案。土方调配区划分原则: 1)应力求挖填平衡、运距最短、费用最省; 2)便于改土造田、支援农业; 3)考虑土方的利用,以减少土方的重复挖填和运输。 计算调配区之间的平均运距a定义:平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距离。因此,求平均运距,需先求出每个调配区重心。b方法:取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴,分别求出各区土方的重心位置,即: ; 式中
12、: X0、Y0 挖或填方调配区的重心坐标; V 每个方格的土方量; x、y 每个方格的重心坐标。重心求出后,则标于相应的调配区图上,然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距绘土方调配图表,求土方调配最优方案3场地平整施工方法场地平整施工过程包括:土方的开挖、运输、填筑与压实等,当遇有坚硬土层、岩石或障碍物时,还常需爆破。场地平整的施工方法:在大面积平整时,常采用机械施工.常用的机械有推土机、铲运机和单斗挖土机。1。3.1 推土机施工1.3.1。1 推土机的适用范围 1、性能:构造简单,操作灵活,运转方便,所需工作面较小,功率较大,行驶速度较快,易于转移,能爬300的缓坡. 2、适用范围:挖土深
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