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第1章 土石方工程

36問與10例詳解市政工程造價 作者:張國棟 主編


第1章 土石方工程

1.1 土石方工程36問現(xiàn)問現(xiàn)答

1.1.1 挖土石方

1.《市政工程工程量計算規(guī)范》(GB 508572013)中挖土石方有什么計算規(guī)則?

挖土石方時清單工程量以體積(m3)計算,但由于土壤類別和開挖深度不同,導致工程量計算規(guī)則又有所不同。比如挖一般土石方時,我們按設計圖示開挖線以體積(m3)計算;挖溝槽土石方時,以原地面線以下按構筑物最大水平投影面積乘以挖土石方深度(原地面平均標高至槽底高度)以體積(m3)計算;豎井挖土方時,按設計圖示尺寸以體積(m3)計算;值得注意的是,挖基坑土方和挖基坑石方的工程量計算規(guī)則有些細微的差別,挖基坑土方時,在原地面線以下按構筑物最大水平投影面積乘以挖土深度(原地面平均標高至坑底高度)以體積(m3)計算,而挖基坑石方時,按設計圖示尺寸以體積計算。這就要求我們細心看圖,把握圖示尺寸。

2.溝槽、基坑、一般土石方如何劃分?

根據(jù)《市政工程工程量計算規(guī)范》(GB 50857—2013)及《全國統(tǒng)一市政工程預算定額》中“土石方工程”一章規(guī)定:

(1)底寬7m以內,底長大于底寬3倍以上按溝槽計算;

(2)底長小于底寬3倍以下(包括3倍)且底面積在150m2以內應按基坑計算;

(3)超過上述范圍,應按一般土石方計算。

3.在計算土方工程量前應收集哪些資料數(shù)據(jù)?

在計算工程量前,應根據(jù)建筑施工圖、建筑場地和地基的地質勘察、工程測量資料以及施工組織設計文件,確定下列各項資料:

(1)土壤及巖石類別。各地區(qū)的土壤、土質不同,即使同一地區(qū)不同深度處的土質也不盡相同。這就需要對土的類別和性能進行區(qū)分,包括土壤及巖石的堅硬度、密實度和含水率等。

(2)地下水位標高及排(降)水方法。挖土方是干土還是濕土,所用的定額標準不同。干土、濕土的劃分應根據(jù)地質勘測資料,以地下水位為準,地下水位以上為干土,以下為濕土。

(3)施工方法,土的起止標高,是否放坡或支擋土板,是否留工作面以及運距等。

(4)缺土或余土的運距,巖石開鑿、爆破方法、清運方法等。

(5)其他有關資料。如施工技術措施、施工組織設計等。

4.干土、濕土是怎樣劃分的?人工挖濕土怎樣套定額?

人工挖土方定額是按干土編制的,按土壤類別和挖土深度劃分定額子目。挖土方、地槽、地坑、山坡切邊土均以天然濕度的干土為準編制統(tǒng)一定額。挖濕土時,由于濕土粘難挖掘,粘附運輸?shù)裙ぞ?,故在人工挖濕土時,定額套用時將相應項目人工費乘以系數(shù)1.18。

干濕土的劃分應根據(jù)地質勘測部門提供的詳細地質勘測資料為準,含水率大于等于25%為濕土;或以地下常水位為準確定劃分界線,而不是以承壓水位為準劃分界線。通常地下常水位以上為干土,常水位以下部分為濕土。地下常水位的確定:地下水位由地質勘測資料提供或實際測定,凡在地下水位以下挖土,均按濕土計算。采用井點降水的土方按干土計算。

5.什么是土的可松性?

自然狀態(tài)下的土,經(jīng)過開挖以后,其體積因松散而增大,以后雖經(jīng)回填壓實,仍不能恢復成原來的體積,這種性質稱為土的可松性。

由于土方工程量是以天然狀態(tài)下的體積計算的,所以計算土方調配、土方人工及機械運輸?shù)臄?shù)量時,應考慮土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示,即

最初可松系數(shù)978-7-111-43873-1-Chapter01-1.jpg

最后可松系數(shù)978-7-111-43873-1-Chapter01-2.jpg

各種土的可松性參考值見表1-1。

1-1 各種土的可松性參考值

978-7-111-43873-1-Chapter01-3.jpg

6.什么是土方工程?它有什么特點?

工程建設中對天然密實土的開挖、運輸、填平以及場地平整、原土夯實等工程,稱作土方工程。

土方工程的特點:

(1)面廣量大。一般大型項目的土方面積都比較大,土方量也相當大。

(2)土方工程作業(yè)條件差,易受氣候影響。

(3)施工條件復雜,工程地質與水文地質變化大。

(4)勞動強度大。

(5)安全措施必須有保證,避免不安全因素。

7.什么是場地平整?定額中現(xiàn)場障礙物清理指的是什么?平整場地的工程量如何進行計算?

場地平整是將現(xiàn)場平整成施工所要求的設計平面。場地平整前,要確定平整與基坑(槽)開挖的施工順序,確定場地的設計標高,計算挖、填土方量,進行土方調配等。

所謂現(xiàn)場障礙物的清理就是場地平整。

平整場地工程量計算:

平整場地是指在深度±300mm之內建筑物或構筑物場地的挖填土及找平工作。平整場地的工程量按建筑物外墻外邊線每邊各增加200cm范圍的面積,以平方米計算。

(1)平面為矩形時:

平整場地的面積=(a+2×2)×(b+2×2)

式中 a——建筑物長邊的外邊線長(m);

b——建筑物寬邊的外邊線長(m)。

(2)平面為“L”形(m2)(如圖1-1所示)

平整場地S=Sd+2L+16

(3)平面為封閉的環(huán)“978-7-111-43873-1-Chapter01-4.jpg ”形(如圖1-2所示)

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圖1-1 “L”形平面

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圖1-2 “978-7-111-43873-1-Chapter01-7.jpg ”環(huán)形平面

平整場地S=Sd+2(L+L

(封閉環(huán)的內周邊長A′≥4m,B′≥4m)

8.土方工程量按什么計算?是否包括修建機械上下坡的便道土方量?

土方工程量按圖紙尺寸計算,修建機械上下坡的便道土方量并入土方工程量內。

室外設計地坪標高不一定等于自然地坪標高,室外設計地坪是根據(jù)施工圖樣的設計要求、在工程竣工后形成的地坪,而自然地坪是指開工前原有地坪,兩者是有區(qū)別的。

按照施工程序要求,在土方開工前,應把施工現(xiàn)場平整至室外設計地坪標高,如室外設計地坪標高與自然地坪標高相差超過±30cm,應按如下兩種情況分別計算其土方量。

第一種情況:當室外設計地坪標高比自然地坪標高高時,如圖1-3a所示。

則地槽挖土量應為②+④,地槽填土量應為③+④;運土量應為①+②。

第二種情況:當室外設計地坪標高比自然地坪標高低時,如圖1-3b所示。

這時地槽挖土量應為②+④,地槽填土量應為④,山坡切土量應為①+③,運土量應為①+②+③。

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圖1-3 地槽土方分屬示意圖

施工場地原土打夯是按照施工圖要求由人工完成的,其工程量按被夯實基底面積,以平方米為單位進行計算,“夯”是用一根硬木頂端鑲上手柄,兩人或多人向上舉夯,利用夯自由落下的沖擊力,以夯實基礎泥土。

原土碾壓是指按照施工圖要求由機械完成,其工程量按被壓實的面積,以平方米為單位計算。

機械填土碾壓應按施工圖的圖示尺寸以立方米為單位計算,其土方考慮土的可松性應乘以系數(shù)1.10。

山坡切土:室外設計地坪標高以上的挖土以及雖屬于平整場地范圍以內,但超過室外設計地坪標高30cm以上部分的挖土,均應按山坡切土以立方米為單位進行計算。

9.怎樣確定設計地面標高?

場地設計標高是進行場地平整和土方量計算的依據(jù),也是總體規(guī)劃和豎向設計的依據(jù)。合理地確定場地設計標高,對減少土方量、加快建設速度都具有重要意義。

(1)設場地無坡度要求時,可用下式計算設計標高:

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式中 H1——一個方格獨有的角點標高(m);

H2——二個方格共有的角點標高(m);

H3——三個方格共有的角點標高(m);

H4——四個方格共有的角點標高(m);

H0——場地設計地面標高(m);

N——方格總數(shù)。

(2)場地設計標高的調整。由于土具有可松性,按H0進行施工,填土將有剩余,必要時可相應地提高設計標高;由于受設計標高以上的填方工程用土量,或設計標高以下的挖方工程挖土量的影響,使設計標高降低或提高。由于邊坡挖填土方量不等,或場地狹小等因素的影響將部分挖方就近棄于場外、部分填方就近于場外取土而引起挖填土方量的變化,需相應地增減設計標高。

(3)按上述計算及調整后的場地設計標高進行場地平整,則整個場地將處于同一水平面,但實際上由于排水的要求,場地表面均應有一定的泄水坡度。因此應根據(jù)場地泄水坡度的要求(單向泄水或雙向泄水),進行計算。

1)場地單向泄水時,以計算出的設計標高H0作為場地中心線(與排水方向垂直的中心線)的標高(如圖1-4),場地內任意一點設計標高為:

Hn=H0+li

式中 Hn——場地內任一點設計標高(m);

l——該點至場地中心線的距離(m);

i——場地泄水坡度(不小于0.2%)。

2)場地雙向泄水時,以H0作為場地中心點的標高(如圖1-5所示),場地內任意一點的設計標高為:

Hn=H0±lxix±lyiy

式中 lx、ly——該點對場地中心線xx、yy的距離;

ix、iy——xxyy方向的泄水坡度。

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圖1-4 單向泄水坡度的場地

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圖1-5 雙向泄水坡度的場地

10.在什么情況下需要放坡?如何確定?

挖溝槽、基坑、土方和管溝等土石方工程中,當沒有地下水,且土壤為天然濕度,邊坡不加支撐、不打護坡,為了防止側壁坍塌,確保安全,把挖土上口加寬,使挖土面保持一定坡度,稱為放坡。

根據(jù)土壤的土質類別,挖坑、槽在一定深度內可以不支撐也不放坡,這個深度為放坡起點。放坡的系數(shù)978-7-111-43873-1-Chapter01-12.jpg 。

當?shù)刭|條件良好,土質均勻且地下水位低于基坑(槽)時,在一定挖土深度內可以不放坡,也可以不加支撐,但挖土深度超過表1-2規(guī)定時必須放坡或加支撐。

1-2 基坑允許直立邊坡的最大挖深

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挖方的邊坡坡度大小,應根據(jù)土的種類、物理力學性質(質量、密度、含水量、內摩擦角及內聚力等)、工程地質情況、邊坡高度及使用期確定。在土質具有天然濕度、構造均勻、水文地質良好且無地下水時,深度在5m以內的基坑邊坡大小可按表1-3采用。

1-3 深度在5m以內的基坑邊坡的最大坡度

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11.在什么情況下需要增加工作面?如何確定?

(1)當所挖的地基或地槽很深而且狹窄時,基礎施工的施工人員的施工空間很小,或者施工機具的工作空間太小而受到影響,或者基礎需要支撐模板時,應該增加施工區(qū)域的空間,這種為施工的需要而增加的面積為增加工作面。

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(2)管溝工作面,應從管道結構外皮起,每側工作面寬度應符合表1-4的規(guī)定。管道結構寬度無管座按管身外皮計,有管座按管座外皮計;磚溝或混凝土管溝按管溝外皮計;溝底需增設排水溝時,工作面寬度可適當增加;有外防水的磚溝或混凝土溝時,每側工作面寬度宜取300mm。

1-4 管溝結構每側工作面寬度

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12.什么是虛方體積?應如何理解土方體積換算表?

虛方體積一般指挖運松散土體積。一個單位的虛方體積折合0.77個單位天然密實體積,折合為0.67個單位夯實后的體積,折合為0.83個單位松散填土體積。

一個單位的天然密實度體積折合1.30個單位虛方體積,折合為0.87個單位夯實后的體積,折算為1.08個單位松散填土體積。

一個單位夯實后體積折算為1.50個單位虛方體積,折合為1.15個單位天然密實度體積,折算為1.25個單位松散填土體積。

一個單位松填體積折算為1.20個單位虛方體積,0.92個單位天然密實度體積,折算為0.80個單位夯實后體積。

13.如何區(qū)別挖淤泥、流沙?

(1)區(qū)別淤泥和流沙的標準如下:

1)淤泥指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,并經(jīng)生物化學作用形成的一種黏性土?!锻练胶捅乒こ淌┕ぜ膀炇找?guī)范》規(guī)定的標準如下:

①孔隙比大于1.5的黏土;

②黏土顆粒小于0.005mm的含量占50%以上;0.005~2mm的含量占40%以上;2mm的含量占10%以下。

按上述標準,淤泥的特點是:細(小于0.005mm的黏土顆粒占50%以上)、稀(含水量大于液限)、松(孔隙比大于1.5),因此淤泥與濕土不同。

2)流沙。在土方施工時,當土方挖到地下水位以下,有時槽底面或側面的土形成流動狀態(tài),隨地下水一起涌出,這種現(xiàn)象稱為流沙現(xiàn)象,這種沙稱為流沙。流沙現(xiàn)象嚴重時,土方工程的側壁就會因土的流失而引起塌落,如果附近有建筑物時,就會因地基土流失而使建筑物產生嚴重下沉,上部結構就要發(fā)生裂縫和傾斜,影響建筑物的正常使用。

(2)人工挖淤泥和流沙的工程量,以1m3的天然密實體積為計量單位,套用人工挖淤泥和流沙定額,同時,還要按照施工組織設計采用的排水機械,另計算所需排水費用,列入工程預算中。

14.冬季挖土施工應注意哪些?

冬季土方開挖應注意下面四個方面內容:

(1)當開挖邊坡土方遇有地下水滲流,應采取適當支護或導流措施,以防邊坡土層遭受凍結破壞。

(2)凍土的一次松碎量,應根據(jù)挖運能力和氣候條件確定,松碎后的凍土要連續(xù)挖掘清除,避免重新凍結。

(3)基坑開挖如可能引起鄰近建筑物或構筑物的地基或其他地下設施產生凍結破壞,應采取防凍措施。

(4)在冬季挖土時應將不凍土堆在一起加以覆蓋,留作回填之用。

(5)土方開挖完畢,應立即施工上部結構,防止基礎下的基土遭受凍結,如有間歇(1-2d),應覆蓋草袋、草墊等保溫;如間歇時間較長,應在地基上預留一層松散土層(20~30cm)不挖除,并用保溫材料覆蓋,待上部結構施工時,再清除覆蓋材料及預留松散土層。

15.防治流沙的方法有哪些?

細顆粒、顆粒不均勻、松散、不飽和的非黏性土容易發(fā)生流沙現(xiàn)象。動水壓力的大小和方向直接影響著流沙現(xiàn)象的出現(xiàn)。在一定的條件下土轉化為流沙,即在另一條件下,如改變水壓力的大小和方向,又可將流沙轉化為穩(wěn)定土。因此,在基坑開挖中,防治流沙的原則是“治流沙必治水”。主要途徑有消除、減少或平衡動水壓力。具體措施如下:

(1)搶挖法即組織分段搶挖,使挖土速度超過冒沙速度,挖到設計標高后立即鋪竹筏、蘆席并拋大石塊以平衡動水壓力,壓住流沙。此法可解決輕微流沙現(xiàn)象。

(2)打板樁法即將板樁打入坑底下面一定深度,增加地下水從坑外流入坑內的滲流長度,以減小水力坡度,從而減小動水壓力,防止流沙產生。

(3)水下挖土法是指不排水施工,使坑內水壓與地下水壓平衡,消除動水壓力,從而防止流沙產生。此法在沉井挖土下沉過程中常采用。

(4)井點降低地下水位是采用輕型井點等降水方法,使地下水的滲流向外,水不致滲流入坑內,又增大了土料間的壓力,從而可有效地防止流沙形成。因此,此法應用廣,且較可靠。

(5)地下連續(xù)墻法是在基坑周圍先灌一道混凝土或鋼筋混凝土的連續(xù)墻,以支撐土壁、截水并防止流沙產生。

16.地基處理方法有哪些?

常用地基處理方法有以下幾種:

(1)分層回填壓實。一般是在地下水位以上、土層質量好、大面積回填時采用。基坑整體開挖后,先用壓路機(或蛙式夯)輾壓幾遍,然后用原土分層回填壓實。在輾壓過程中,應控制土的壓實含水量和密實度,每層虛鋪厚度30cm左右。

(2)換土墊層。適用于處理的范圍較大、處理深度不大、下臥層土質較差、無法直接作為基礎持力層的情況。換入的墊層材料可采用黏土、中砂、粗砂、碎石、礫石、礦碴等性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。

(3)灰土墊層。對于非自重濕陷性黃土地基可以采用灰土墊層,即先將處理范圍內的濕陷性黃土挖出去,然后用灰土(石灰和土的比例一般為3∶7或2∶8),在最佳含水量狀態(tài)下分層回填夯實,此種方法應用比較廣泛。

(4)基礎加深。適用于需要處理的范圍和深度不大、下臥層土質較好,在施工時可將局部軟弱層挖除,基礎做成踏步深埋至下臥土層中。

(5)基礎深跨越。適用于需要處理的范圍較窄、而深度較大的情況。當軟弱層深度較大不易挖出,采用局部基礎梁跨越,將上部結構荷載傳到兩側較好的土層中,可以節(jié)省處理地基的費用。

(6)砂樁。適用于處理松散雜填土地基,主要是起擠實作用。

(7)褥墊。主要用于處理有局部巖層露出而大部分為土層的地基。作用是改善巖土交界部位地基的變形條件,即改造壓縮性較低的地基使之與壓縮性較高的地基相適應。一般用黏土、爐碴、礦碴、中砂、粗砂或砂夾石等沉降量較少、不受水影響的材料作為褥墊。

(8)重夯。

(9)強夯。

17.如何計算挖掘機挖土、自卸汽車運土方定額臺班?

挖掘機分正鏟和反鏟兩種。正鏟挖掘機按斗容量為0.75m3,三類土裝車,挖深2m外的臺班產量4.64(100m3/臺班)取定,而反鏟按挖深3.5m內的臺班產量3.81(100m3/臺班)取定。則:

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自卸汽車臺班按勞動定額中第一類挖裝機械相應的臺班產量取定。

(1)自卸汽車(8t)運距5km內的定額臺班量

查勞動定額臺班中臺班產量為:5.32(10m3/臺班)=53.2m3/臺班,則

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推土機臺班量按挖掘機臺班的90%取定。

推土機臺班=2.70×90%臺班/1000m3=2.43臺班/1000m3

灑水車臺班統(tǒng)一按0.6臺班取定。

(2)運距30km自卸汽車(8t)的定額臺班量

查勞動定額中臺班產量為:1.36(10m3/臺班)=13.6m3/臺班,則

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推土機臺班按反鏟挖掘機臺班的90%計。即推土機(75kW)臺班=3.28×90%=2.95臺班/1000m3

灑水車臺班仍按0.6臺班取定。

18.如何用橫斷面法計算土石方工程量?

大型土石方工程量的計算方法除方格網(wǎng)計算法外,還有橫斷面計算方法。橫斷面計算方法適用于地形起伏變化較大或形狀狹長的地帶,其方法如下。

首先,根據(jù)地形圖及總平面圖,將要計算的場地劃分成若干的橫斷面,相鄰兩個橫斷面距離視地形變化而定。在起伏變化大的地段,布置密一些(即距離短一些),反之則可適當長一些。如線路橫斷面在平坦地區(qū),可取50m一個,山坡地區(qū)可取20m一個,遇到變化大的地段再加側斷面,然后,實測每個橫斷面點的標高,量出各點之間距離(如果測區(qū)已有比較精確的大比例尺地形圖,也可在圖上設置橫斷面,用比例尺直接量取距離,按等高線求算高程,方法簡捷,但就其精度來說,沒有實測高),按比例尺把每個橫斷面繪制到厘米方格紙上,并套上相應的設計斷面,則自然地面和設計地面兩輪廓線之間的部分,即是需要計算的施工部分。

具體計算步驟:

(1)劃分橫斷面:根據(jù)地形圖(或直接測量)及豎向布置圖,將要計算的場地劃分橫斷面AA′,BB′,CC′……劃分原則為垂直等高線,或垂直主要建筑物邊長,橫斷面之間的間距可不等,地形變化復雜的間距宜小,反之宜大一些,但最大不宜大于100m。

(2)畫截面圖形:按比例畫出兩個橫截面的自然地面和設計地面的輪廓線。設計地面輪廓線之間的部分,即為填方和挖方的截面面積。

(3)計算橫截面面積:按表1-5的面積計算公式計算每個截面的填方和挖方截面面積。

1-5 常用橫截面計算公式

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(4)計算土方量:根據(jù)截面面積計算土方量

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式中 V——表示相鄰兩截面間的土方量(m3);

F1F2——表示相鄰兩截面的挖(填)方截面積(m2);

L——表示相鄰截面間的間距(m)。

(5)按土方量匯總:

如圖1-38所示AA′中,設樁號0+0.00的填方橫斷面面積為1.50m2,挖方橫斷面面積為2.90m2;BB′中,樁號0+0.20的填方橫斷面面積為1.10m2,挖方橫斷面面積為5.45m2,兩樁間的距離為20m,則其挖填方量如下(見表1-6):

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【注釋】 (2.90+5.45)表示相鄰兩截面的挖(填)方截面積;20表示相鄰截面間的間距。

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圖1-6 斷面圖

套用定額1-2 計量單位:100m3

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套用定額1-56 計量單位:100m3

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1-6 土方量匯總表

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清單工程量計算見表1-7。

1-7 清單工程量計算表

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19.土方工程的施工要求有哪些?場地平整與基坑開挖的施工順序有哪些不同?

土方工程施工要求:標高、斷面準確,土體有足夠的強度和穩(wěn)定性;施工前,應根據(jù)施工區(qū)域的地形、地質、水文、氣象及施工條件、工程性質、質量要求等資料,擬定合理可行的施工方案,并在開工前做好場地清理、地面水的排除和測量放線等準備工作;施工中,則應及時做好施工降水與土壁支撐等工作以確保工程質量,防止流沙、塌方等意外事故的發(fā)生。

(1)對場地挖、填土方量較大的工地,可先平整場地,后開挖基坑。這樣,可為土方機械提供較大的工作面,使其充分發(fā)揮工作效能,減少與其他工作的相互干擾。

(2)對較平坦的場地,可先開挖基坑,待基礎施工后再平整場地。這樣可減少土方的重復開挖,加快建筑物的施工進度。

(3)當工期緊迫或場地地形復雜時,可按照現(xiàn)場施工的具體條件和施工組織的要求,劃分施工區(qū)。施工時,可在平整某區(qū)場地后,隨即開挖該區(qū)的基坑或開挖某區(qū)的基坑,并做完基礎后進行該區(qū)的場地平整。

20.為什么0.2m3抓斗挖土機挖土、淤泥、流沙按0.5m3抓鏟挖掘機挖土、淤泥、流沙消耗量乘以2.50放大系數(shù)計算?

0.2m3抓斗挖土機挖土、淤泥、流沙按0.5m3抓鏟挖掘機挖土、淤泥、流沙定額消耗量乘以系數(shù)2.50計算。

在淤泥、流沙的施工過程中,由于淤泥、流沙處于流體狀態(tài),給施工帶來很大不便,加之0.2m3抓斗挖土機適合于小工程,所以在預算定額中,按0.5m3抓鏟挖掘機挖土、淤泥、流沙乘以放大系數(shù)2.50。

21.什么是重夯?工作原理是什么?適用范圍有哪些?

重夯即重錘夯實,是用起重機械將夯錘提升一定高度后自由落下,重復夯擊土表面,將地基土壓密的一種方法。重錘夯實法是利用重錘的夯擊作用,使土壤產生豎向壓實變形,減小了孔隙比,增加了干容重,提高了密實度,減少了土壤的壓縮變形,提高了地基的承載能力。重錘表面夯實的效果與夯錘的重量、底面積直徑和落距有關。夯錘重一般為1.5~3.0t,錘底直徑為1.0~1.5m,落距一般可采用2.5~4.5m。錘重與底面積的關系應符合錘重在底面積上的單位靜壓力為0.15~0.2kg/cm2。夯實影響深度相當于夯錘直徑的1.5倍,一般為1.1~1.2m。

重夯適用于地下水位2m以下稍濕的黏性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土以及分層填土地基的加固處理。重錘表面夯實的加固深度一般為1.2~2.0m。濕陷性黃土地基經(jīng)重錘表面夯實后,透水性有顯著降低,可消除濕陷性,地基強度可提高30%。

夯錘可用C20以上鋼筋混凝土預制,外形為截頭圓錐體。需用的設備為起重機(或其他機械)、重錘、鋼絲繩和吊鉤等。

22.什么是強夯?其預算工程量應如何計算?其工作原理是什么?適用范圍有哪些?優(yōu)點有哪些?

強夯是先在處理地基上布置夯擊點,夯擊點的間距一般為5~15m,常采用正方形網(wǎng)絡或梅花排列。每點夯擊擊數(shù)及夯擊遍數(shù)應按設計要求確定。

強夯預算工程量應按設計圖示強夯面積,區(qū)分夯擊能量和夯擊遍數(shù),以平方米計算。

強夯——是始創(chuàng)于二十世紀七十年代的一種處理深層土壤的新技術,能有效地加強地基下臥層的土壤支持力。強夯的工作原理是將很重的錘從高處自由下落,給地基以強大沖擊能量,使土中出現(xiàn)沖擊波和很大應力,迫使土體中孔隙壓縮,排除孔隙中的氣和水,使土粒重新排列,迅速團結,從而提高地基土的強度并降低其壓縮性,還可改善其抵抗動液化的能力和消除黃土的濕陷性的地基加固方法。

強夯影響深度不僅與錘重和落距有關,而且夯錘面積、夯擊遍數(shù)、間距時間、夯點間距、土的性質等因素都對最后效果有影響,強夯的影響深度可達14m。

影響深度按梅那爾經(jīng)驗式及實踐經(jīng)驗計算:

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式中 H——有效加固深度(m);

a——折減系數(shù),在0.35~0.63之間;

M——錘重(t);

n——落距(m)。

強夯施工前要進行試夯,以確定強夯技術參數(shù),并按此標準進行施工。

強夯法的夯錘重量一般為8~40t,錘用鋼板做成外殼,內澆注C20混凝土,其底面積形狀有圓形、方形、橢圓形等,以圓形較好。錘底直徑一般取決于表層土質,一般為3~4m,對于軟弱土,不宜少于6m,落距一般不小于10m。所采用的機械為大噸位的起重機械。

強夯法適用于處理碎石土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土和軟塑——流塑的黏性土等軟弱地基可采用在夯坑內回填塊石或其他粗顆粒材料進行強夯置換,但應通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。如今,應用強夯法處理地基的工程相當廣泛,有工業(yè)與民用建筑、倉庫、油罐、貯倉、公路和鐵路路基、飛機場跑道及碼頭等;設備簡單,適用土質范圍廣,加固效果好;工效高,施工速度快,節(jié)約原材料,節(jié)省投資。其缺點是施工時振動的噪聲大,且影響附近的建筑物,故在建筑物稠密地區(qū)不宜使用。

強夯法的優(yōu)點是:

(1)可消除深層濕陷性,最深達14m。

(2)可提高地基承載能力和壓縮模量,提高承載力0.5~2倍,提高壓縮模量一般為1~3倍。

(3)提高土層的抗?jié)B性能和土質的分層均勻性。

(4)設備簡單,施工簡便,進度快。

(5)和樁基相比,可節(jié)約三大主材,降低費用30%~70%。

23.機械挖土方中如需人工輔助開挖,人工挖土方量應如何套用定額?應怎樣計算機械挖土方工程量?

機械挖土方所指的挖土方工程全部為機械挖土,但是在機械開挖時,總有些地方不適宜機械開挖,就采取人工輔助開挖,此時的預算應該做到機械挖方和人工輔助挖方分開計算。

切邊是為了使開挖的坑槽四周整齊,符合設計要求,此時由于不利于用機械施工,就采用人工輔助施工,以達到切邊整齊的目的。

人工輔助工作所挖取的土方量按實套相應定額乘以系數(shù)1.5。

注:在機械土石方量計算中有明確的規(guī)定:在機械土石方的工程量的計算問題中,按機械挖土方90%、人工挖土方10%計算;此時所指的人工挖土方是指機械所挖不到的地方,按實計算人工挖土工程量,套用相應定額乘以系數(shù)1.5,理解這條說明的含義就是先將整個挖方的體積計算出來,其中人工挖土方量另外計算,將人工挖土方量按相應定額乘以系數(shù)1.5即可。

機械挖土方工程量計算方法與人工挖土方相同,但不分槽、坑,一律按挖土方以立方米(m3)計算。場地平整、碾壓工程量計算時,機械平整場地按圖示平整面積以平方米(m2)計算。建筑場地原土碾壓工程量,按圖示尺寸以平方米(m2)計算。場地填土碾壓工程量,按圖示設計平面尺寸和填土厚度以立方米(m3)為單位計算。

24.什么是火雷管起爆法?什么是導爆索起爆法?什么是炮眼爆破法?

火雷管起爆法是利用導火索的火花引爆雷管,并使其藥包爆炸的爆炸方法。火雷管起爆法操作簡單,容易掌握,但安全度較低,較難使多個起爆裝置同時起爆,故不能一次使大量藥包同時爆炸。同時,由于導火索燃燒會產生有毒氣體,如在洞內應用,應加強通風。

導爆索起爆法是利用導爆索爆炸直接引起藥包爆炸的起爆方法。

導爆索其外形與導火索無區(qū)別,但它的藥芯是由烈性炸藥做成,傳爆速度達7000m/s以上,皮線繞以紅色線條以與導火索相區(qū)別。

導爆索有良好的防水性能,浸在水中12小時仍能爆炸。使用導爆索起爆不需雷管,但導爆索本身必須用雷管引爆。這種方法成本較高,主要用于深孔爆破和藥室爆破,不同于一般的炮眼爆破法。

炮眼爆破法又稱鋼釬炮,通常指炮眼直經(jīng)和深度分別小于7cm和5m的爆破方法。由于其炮眼直徑小,裝藥量不多,爆破的石方量不大,在路基石方工程集中數(shù)量大時,較少采用這種炮型。但此法操作簡便,機動靈活,耗藥量少,在工程分散、石方量少時(如整修邊坡、清除孤石),仍然是適用的方法。

25.什么是深孔爆破?什么是孔深和孔徑?如何進行孔徑及孔深的計算?

深孔爆破是指炮眼孔徑大于75mm、深度在5m以上(一般深度為8~12m)、使用延長藥包的爆破。炮眼需用大型鑿巖機或穿孔機鉆孔,此法爆破效率較高,一次爆破量較大,施工速度快,爆破時對路基邊坡的影響比大炮小,爆破容易控制,多用于石方數(shù)量大且較集中的情況。

孔徑是指炮眼的直徑,孔深指炮眼口端一直到炮眼底部的長度。露天深孔爆破的孔徑主要取決于鉆機類型、臺階高度和巖石性質。當使用潛孔鉆時,孔徑通常為100~200mm,牙輪鉆機或鋼繩沖擊式鉆機,孔徑為250~310mm,也有達到500mm的大直徑鉆機。國內采用的深孔孔徑有80mm、100mm、150mm、170mm、200mm、250mm、310mm幾種。

孔深由臺階高度和超深確定??咨?span >L與臺階高度H、超標深度h的關系由下式表示,即

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式中 θ——為炮孔傾角。

由于炮孔傾角一般在60°以上,而且超標深度h值不大,所以上式可近似用下式表示,即

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26.什么是光面爆破及預裂爆破?什么是微差爆破?什么是貓洞爆破?

光面爆破是在開挖界限的周邊,適當排列一定間隔的炮孔,在有側向臨空面的情況下,用控制抵抗線和藥量的方法進行爆破,使之形成一個光滑平整的邊坡。

預裂爆破是在開挖界限處,按適當間隔排列炮孔,在沒有側向臨空面和最小抵抗線的情況下,用控制藥量的方法預先炸出一條裂縫,使擬爆體與山體分開,作為隔震減震帶,起保護開挖界限以外山體或建筑物的作用。

進行光面爆破或預裂爆破時,應嚴格保持炮孔在同一平面內,炮孔間距a和抵抗線W之比應小于0.8。裝藥量應控制適當,當采用合理的藥包結構,通常使炮孔直徑大于藥卷直徑1~2倍,或采用間隔藥包,間隔鉆孔裝藥。裂炮的起爆時間在主炮之前,光面炮在主炮之后,其間隔時間可取25~50ms。同一排孔必須同時起爆,最好用傳爆線起爆,否則會影響爆破質量。

微差爆破是指兩相鄰藥包或前后排藥包以毫秒的時間間隔(一般為15~75ms)依次起爆。

貓洞爆破是指炮眼直徑0.2~0.5m,深度2~6m,炮眼成水平或略有傾斜,用集中藥包進行爆破的方法。其特點是充分利用巖體本身的崩塌作用,能用較淺的炮眼爆破較高的巖體。最佳使用條件是:巖石為V-VⅡ級、階梯高度最少應大于炮眼深度的兩倍,自然地面坡度在70°左右。在有裂縫的軟石和堅石中,階梯高度大于4m,采用此法可獲得較好的爆破效果。

1.1.2 填方及土石方運輸

27.填方及土石方運輸應注意哪些問題?

填土及土石方運輸清單工程量與定額工程量計算是一致的,都是以體積(m3)計算,就是計算的基礎不一樣。清單工程量以挖方清單項目工程量為計算基礎,定額工程量以挖方定額項目工程量為計算基礎。

此外還有《全國統(tǒng)一市政工程預算定額》 第一冊 通用項目 (GYD—301—1999) 第一章 土石方工程 工程量計算規(guī)則

(1)本章定額的土石方體積均以天然密實體積(自然方)計算,回填土按碾壓后的體積(實方)計算。土方體積換算見表1-8。

1-8 土方體積換算表

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(2)土石方運距應以挖土重心至填土重心或棄土重心最近距離計算,挖土重心、填土重心、棄土重心按施工組織設計確定。如遇下列情況應增加運距:

1)人力及人力車運土石方上坡坡度在15%以上,推土機、鏟運機重車上坡坡度大于5%,斜道運距按斜道長度乘以系數(shù),系數(shù)見表1-9。

1-9 斜道長度系數(shù)表

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2)采用人力垂直運輸土石方,垂直深度每米折合水平運距7m計算。

3)拖式鏟運機3m3加27m轉向距離,其余型號鏟運機加45m轉向距離。

(3)人工裝土汽車運土時,汽車運土定額乘以系數(shù)1.1。

28.怎樣確定地槽或管溝的填土深度?如何套用定額?當填土土方體積變化時,如何計算回填土方數(shù)量?

地槽或管溝的填土深度,均按自然地坪平均標高減去地槽或溝槽底面平均標高,以高差計算。自然地坪標高是指工程開挖前施工場地的原有地坪。

已知:相對標高±0.000相當于絕對標高489.73m,自然地坪絕對標高為489.03m,則如圖1-7所示基礎的槽深:

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圖1-7 基礎剖面圖

H=〔2.0-(489.73-489.03)〕m=1.30m

預算定額規(guī)定,當人工填土方深度超過1.5m時,按2m以內、3m以內、4m以內、5m以內、6m以內分別增加計算。當填土深度超過6m時,按超深部分的挖土量,每立方米增加垂直運輸用工0.15工日,當?shù)夭鄹鞫紊疃炔煌瑫r,應分段計算工程量。

當填土有密實度要求時,土方挖、填平衡及缺土時外來土方,均應按填土土方體積變化系數(shù)(見表1-10)來計算回填土方數(shù)量。道路工程定額車行道填土方有密實度90%、93%、95%、98%四種,道路填土應按不同密實度要求依據(jù)表1-10填土土方體積變化系數(shù)計算土方數(shù)量,其他各冊填土方定額中雖未列出密實度要求,當填土密實度要求≥90%時,也應按表1-10計算土方數(shù)量。

1-10 填土土方體積變化系數(shù)表

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29.土石方工程定額規(guī)定的項目是機械裝土、自卸汽車運土,若采取人工裝土、汽車運土,則應如何計算?

在定額中規(guī)定的項目是機械裝土、自卸汽車運土,若采取人工裝土、汽車運土,則汽車運土定額乘以系數(shù)1.1。

自卸汽車運土方定額應根據(jù)不同自卸汽車載重噸位及運距劃分定額子目。運土方工程量,按所運土的天然密實體積計算。不同的自卸汽車載重量及運距應分別計算其工程量,自卸汽車運距,按裝土區(qū)重心至卸土區(qū)重心之間最短距離計算。

土方開挖以后,多余土需運到指定地點,回填土方不足時,要從指定地點取土回填。因此,工程預算中應分別計算土方的運輸費用。

30.土石方運距如何計算?在哪些情況下增加運距?當推土機推土和鏟運機運土重車上坡且坡度大于5%時,如何確定其運距?

土石方的運距計算應該以挖土重心至填土重心或棄土重心的最短距離進行計算。填土重心、挖土重心、棄土重心應按施工組織設計進行計算而確定。若遇下列情況應增加運距:

人力及人力車運土石方上坡坡度在15%以上,推土機、鏟運機重車上坡坡度大于5%,斜道運距按斜道長度乘以表1-9的系數(shù)。

推土機推土或推石碴以及鏟運機運土情況下,如果它們重車上坡且坡度大于5%時,其各自運距應按斜坡長度乘以以下規(guī)定的系數(shù):

當坡度為5%~10%時,系數(shù)取1.75;

當坡度為10%~15%時,系數(shù)取2.00;

當坡度為15%~20%時,系數(shù)取2.25;

當坡度為20%~25%時,系數(shù)取2.50。

31.汽車運輸?shù)姆N類有哪些?

汽車具有高度的機動性和靈活性,可用于地點復雜多變的工程。汽車運輸,運距不宜小于300m,重載上坡坡度不宜大于0.08~0.10,轉彎半徑一般不小于20m。

汽車用途廣泛,種類繁多。如按用途可分為運輸汽車、特種用途汽車以及競賽汽車。工程所用汽車主要是載重汽車和自卸汽車。

(1)載重汽車。主要用于運輸貨物,故又稱貨車。國家載重汽車的荷重量在0.6~15t之間。

(2)自卸汽車。自卸汽車是一種能在礦山和大型土木工程工地上自動卸載的專用運輸汽車。由于其卸料迅速、生產率高,在土石方運輸中得到廣泛使用。

國產常用自卸汽車性能見表1-11。

1-11 國產自卸汽車性能表

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32.如何套用機械挖運土定額和機械挖土、就地拋土定額?

機械挖土分為機械挖運土方和機械挖土、就地拋土。其挖土深度均在6m以內,如果機械挖土超過6m時,不能套用機械挖運土定額,應考慮套用機械挖土就地拋土定額。

機械挖運土包括了場內1km的運輸。

33.什么是人工填土?

人工填土是指由于人類活動而形成的堆積物,其物質成分較雜亂,均勻性較差。人工填土以其組成物質、堆積時間分類如下:

(1)按組成的物質可分為素填土、雜填土和沖填土,其分類標準見表1-12。

1-12 人工填土的分類

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注:素填土經(jīng)分層壓實者統(tǒng)稱為壓實填土。

(2)根據(jù)堆積的時間(年代)分為老填土和新填土,一般對于黏性素填土的分類標準見表1-13。

1-13 黏性素填土按堆積時間年代分類

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34.機械填土方法有哪些?

(1)推土機填土

1)填土應由下而上分層鋪填,每層虛鋪厚不宜大于30cm。大坡度堆填土,不得居高臨下、不分層次、一次堆填。

2)推土機運土回填,可采取分堆集中,一次運送方法,分段距離約為10~15m,以減少運土漏失量。

3)土方推至填方部位時,應提起一次鏟刀,成堆卸土,并向前行駛0.5~1.0m,利用推土機后退時將土刮平。

4)用推土機來回行駛進行碾壓,履帶應重疊一半。

5)填土程序宜采用縱向鋪填順序,從挖土區(qū)段至填土區(qū)段,以40~60m距離為宜。

(2)鏟運機填土

1)鏟運機鋪土,鋪填土區(qū)段,長度不宜小于20m,寬度不宜小于8m。

2)鋪土應分層進行,每次鋪土厚度不大于30~50cm(視所用壓實機械的要求而定),每層鋪土后,利用空車返回時將地面刮平。

3)填土程序一般盡量采取橫向或縱向分層卸土,以利行駛時初步壓實。

(3)汽車填土

1)自卸汽車為成堆卸土,須配以推土機推土、攤平。

2)每層的鋪土厚度不大于30~50cm。

3)填土可利用汽車行駛作部分壓實工作,行車路線須均勻分布于填土層上。

4)汽車不能在虛土上行駛,卸土推平和壓實工作須采取分段交叉進行。

35.什么是裝渣運輸?

運輸是把石渣運到洞外,并在指定地點棄渣,此外,施工需要的材料、機具等(如混凝土骨料、支撐材料、回填材料、施工用機具)需運到指定地點。運輸作業(yè)是指把開挖的土石在一定時間內裝車把石渣送往指定地點。由施工統(tǒng)計資料可見,運輸作業(yè)在整個循環(huán)時間中占很大的比重,有的可占40%~50%。迅速裝運石渣,可使鉆爆作業(yè)加快進行,加速了整個循環(huán)作業(yè),提高施工進度。

裝渣就是把開挖爆破而得的石渣裝入車輛,這項工作較費力費時。裝渣運輸由四個環(huán)節(jié)組成:裝(裝車)、調(調車)、運(運輸)、卸(卸渣、卸料)。需裝車的石渣數(shù)量可根據(jù)開挖體積(包括超挖部分,超挖系數(shù)在一般情況下可取1.15~1.25)乘以開挖后的松散系數(shù)而得,石渣的松散系數(shù)參見表1-14。

1-14 各類石渣開挖后的松散系數(shù)

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36.什么是裝載機挖裝土自卸汽車運輸?

裝載機按行走方式分履帶式和輪胎式兩種,按工作方式有周期工作的單斗式裝載機和連續(xù)工作的鏈式與輪斗式裝載機。有的單斗裝載機背端還帶有反鏟。土方工程中使用裝載機挖裝土,利用自卸汽車運輸?shù)姆绞椒Q之為裝載機挖裝土自卸汽車運輸。

1.2 土石方工程10例詳析

【例1】 某長方形建筑物,長25m,寬15m,如圖1-8所示,試計算其人工平整場地的工程量。

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圖1-8 平整場地示意圖

【解】 (1)清單工程量:

S=25×15m2=375.00m2

【注釋】 這里計算人工平整場地的清單工程量是按設計圖示尺寸以面積來計算的,25m指的是建筑物的長度,15m指的是建筑物的寬度。

清單工程量計算見表1-15。

1-15 清單工程量計算表

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(2)定額工程量:

根據(jù)定額規(guī)定,平整場地工程量按建筑物外墻外邊線每邊各增加2m來計算面積。

解法一:S=S+2L+16=[25×15+2×(25×2+15×2)+16]m2=551.00m2

解法二:S=(a+4)×(b+4)=(25+4)×(15+4)m2=29×19m2=551.00m2

【注釋】 這里給出的兩種方法實質是一樣的,與清單工程量對照有所不同的是這里需要加上建筑外邊線每邊各增加的2m,解法一中25指的是建筑物實際的長度,15指的是原來建筑物的寬度,25×2指的是寬度方向擴出來的2m乘以對應的長度,15×2指的是長度方向擴出來的2m乘以對應的寬度,16指的是每個角外擴的2×2m2,總共有四個角。解法一是根據(jù)所給出的圖示分步來解決的:先計算原來的面積(也就是和清單相同的部分),再計算擴出來的面積即可,這種解題方法和圖示聯(lián)系起來更形象。解法二中的4指的是2×2(兩邊各增加2m),這種解題方法是直接根據(jù)文字敘述來列計算式,這樣更簡潔。

【例2】 某溝槽的示意圖如圖1-9所示,槽長25m,采用人工挖土,土質為四類土,試計算該溝槽的挖土方工程量。

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圖1-9 溝槽示意圖

【解】 (1)清單工程量:

根據(jù)清單計算規(guī)則,由于該溝槽長為25m,大于3倍槽寬,底面積在150m2以上,應按一般土方子目(040101001)計算其工程量。

V=7.4×2×25m3=370m3

【注釋】 這里計算的為人工挖溝槽的清單工程量,根據(jù)清單工程量計算規(guī)則:按設計圖示開挖線的體積計算,結合圖示和題中已知條件得出這里開挖線的長度為7.4m,挖土深度為2.0m,溝槽總長度為25m,三者相乘即可。

清單工程量計算見表1-16。

1-16 清單工程量計算表

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(2)定額工程量:

根據(jù)定額計算規(guī)則,溝槽底寬在3m以上,坑底面積在20m2以上,應按挖土方計算。

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【例3】 某市政工程場地方格網(wǎng)如圖1-10所示,角點標注如圖1-11所示,方格邊長a=20m,試計算其土方工程量(地面標高與設計標高已給出)。

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圖1-10 場地方格網(wǎng)坐標圖

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圖1-11 角點標注圖

【解】 施工高程=地面實測標高-設計標高

(1)求零線(如圖1-12所示):

由圖1-13可知1和9為零點,4~5線上的零點為

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同理,求得5~8線上零點為

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圖1-12 零點求解圖

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求出零點后,連接各零點即為零線。

(2)計算土方工程量:

方格網(wǎng)Ⅰ底面為三角形和梯形。

三角形040:978-7-111-43873-1-Chapter01-49.jpg

梯形0250:978-7-111-43873-1-Chapter01-50.jpg

方格網(wǎng)Ⅱ底面為一個正方形。

978-7-111-43873-1-Chapter01-51.jpg

圖1-13 方格網(wǎng)示意圖

正方形2563:978-7-111-43873-1-Chapter01-52.jpg

方格網(wǎng)Ⅲ底面為一個三角形、一個五邊形。

三角形050:978-7-111-43873-1-Chapter01-53.jpg

多邊形04780:978-7-111-43873-1-Chapter01-54.jpg

方格網(wǎng)Ⅳ底面為一個三角形、一個梯形。

三角形080:978-7-111-43873-1-Chapter01-55.jpg

梯形5600:978-7-111-43873-1-Chapter01-56.jpg

(3)全部挖方量、全部填方量:

V=(39.14+94+4.31+28.21)m3=165.66m3

V=(6.2+74.27+6.65)m3=87.12m3

(4)土方平衡后,余土棄運工程量:

V=(165.66-87.12)m3=78.54m3

清單工程量計算見表1-17。

1-17 清單工程量計算表

978-7-111-43873-1-Chapter01-57.jpg

【注釋】 本例題講解的是有關方格網(wǎng)法求解挖土方的全過程,大致可分為以下幾個過程:①根據(jù)公式“施工高程=地面實測標高-設計標高”來求零點,進而求出零點線;②根據(jù)所連接的零點線來確定挖方和填方的網(wǎng)格表,進而來確定挖方量和填方量;③匯總各個網(wǎng)格的挖方量和填方量就是本工程的最終的土方工程量;④根據(jù)挖方量、填方量以及余土棄運的工程量列出清單工程量的計算表,計算土方平衡后的余土棄運的工程量。這個就是關于方格網(wǎng)法求解挖土方的全過程,就本題而言,這是一個小案例,計算并不復雜,如果牽涉到大的工程,計算方法也是一樣的,只是計算方面比較復雜。

【例4】 某溝槽不放坡,雙面支擋土板,混凝土基礎支模板,預留工作面0.3m,其斷面圖如圖1-14所示,溝槽長100m,采用人工挖土,土質為二類土,試計算其挖土工程量。

978-7-111-43873-1-Chapter01-58.jpg

圖1-14 溝槽斷面圖 (單位:m)

【解】 (1)清單工程量:

V=2×3.5×100m3=600m3

【注釋】 這里計算的為某溝槽不放坡的清單工程量。根據(jù)清單工程量計算規(guī)則:原地面線以下按構筑物最大水平投影面積乘以挖土深度(原地面平均標高至坑底高度)以體積計算。結合圖示及題中已知條件得出該構筑物最大水平投影的面積為2×100,其中2指的是建筑物溝槽墊層的寬度,100指的是溝槽的總長度,乘以該溝槽的挖土深度3.5m即可。

清單工程量計算見表1-18。

1-18 清單工程量計算表

978-7-111-43873-1-Chapter01-59.jpg

(2)定額工程量:

V=(0.1×2+0.30×2+2)×3.5×100m3=980.00m3

【注釋】 這里計算的為某溝槽不放坡的定額工程量。與清單工程量相比有所不同的是,這里需要加上兩邊的工作面寬度,再加上兩邊的擋土板的厚度(定額工程量計算相對復雜是因為定額計算時需要考慮的因素比較多),對于本題而言,工作面寬為0.3×2,雙面擋土板的厚度為0.1×2,再乘以挖土深度3.5m,最后乘以溝槽的總長度100m即可。

【例5】 一基礎底部尺寸為30m×40m,埋深為-3.70m,如圖1-15所示,基坑底部尺寸每邊比基礎底部放寬0.8m,原地面線平均標高為-0.530m,地下水位為-1.500m,已知-8.000m以上為黏質粉土,-8.000m以下為不透水黏土層,基坑開挖為四面放坡,邊坡坡度為1∶0.25。采用輕型井點降水,試計算該基礎的挖土方工程量。

978-7-111-43873-1-Chapter01-60.jpg

圖1-15 基坑示意圖 (單位:m)

【解】 (1)清單工程量:

V=40×30×(3.7-0.53)=3804m3

【注釋】 這里計算的為基坑的清單工程量。根據(jù)清單工程量計算規(guī)則:原地面線以下按構筑物最大水平投影面積乘以挖土深度(原地面平均標高至坑底高度)以體積計算。根據(jù)圖示和題中已知條件得知:該題目中的基坑是自槽底放坡,墊層斷面的截面邊長為40m,埋深為3.7m,原地面線平均標高為-0.53m,那么根據(jù)清單工程量計算規(guī)則得出清單的工程量V=40×30×(3.7-0.53),這里的40×30為基礎底部的面積,(3.7-0.53)為挖土的深度,兩者相乘即可。

清單工程量計算見表1-19。

1-19 清單工程量計算表

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(2)定額工程量:

978-7-111-43873-1-Chapter01-62.jpg

【注釋】 這里計算的為基坑的定額工程量。該基坑同樣牽涉到放坡和留工作面的問題,同樣這里仍然用基坑放坡的計算公式:978-7-111-43873-1-Chapter01-63.jpg ,其中a為40m,c為0.8m,放坡系數(shù)k為0.25,b為30m,代入計算即可得到定額的工程量。

說明:采用井點降水的土方應按干土計算。

【例6】 某橋梁工程中采用挖孔樁,其斷面和結構示意圖如圖1-16、圖1-17所示,試計算該挖孔樁的土方工程量(三類土)。

【解】 (1)清單工程量:

1)樁身部分:

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圖1-16 挖孔樁斷面示意圖

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圖1-17 挖孔樁結構示意圖

978-7-111-43873-1-Chapter01-66.jpg

2)圓臺部分:

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978-7-111-43873-1-Chapter01-68.jpg

3)球冠部分:

978-7-111-43873-1-Chapter01-69.jpg

挖孔樁挖土方工程量:V=V1+V2+V3=(13.25+1.16+0.12)m3=14.53m3

【注釋】 這里計算的是橋涵工程中挖孔樁的清單工程量。由于牽涉到不規(guī)則圖形,結合挖孔樁的斷面圖和挖孔樁的結構示意圖,得出該部分的挖土工程量由三大部分來構成:一為柱身部分,結合圖示可以看出柱身為圓柱體,該圓柱體的直徑為1.25m(對應挖孔樁斷面圖),柱身的高度為10.8m(對應挖孔樁結構圖);二為圓臺體積,根據(jù)圓臺體積的計算公式978-7-111-43873-1-Chapter01-70.jpgr2+R2+rR)我們可以得出圓臺的體積,結合圖示可以得出圓臺的h為1.1m,r為0.9m,R為1.4m(這些數(shù)據(jù)對應的為挖孔樁結構示意圖);三為球冠部分的挖土方體積,根據(jù)球冠的計算公式978-7-111-43873-1-Chapter01-71.jpg ,其中這里的球冠半徑為978-7-111-43873-1-Chapter01-72.jpg ,結合挖孔樁結構示意圖得出R為1.4m,h′為0.15m,代入球冠的計算公式即可得到球冠的挖土方體積。三部分計算相加即可得到該橋涵工程挖空樁的土方工程量。

清單工程量計算見表1-20。

1-20 清單工程量計算表

978-7-111-43873-1-Chapter01-73.jpg

(2)定額工程量同清單工程量。

【注釋】 由于本例題的挖土方不涉及放坡和留工作面,所以這里的定額工程量計算和清單工程量計算是一致的。

【例7】 某項排水工程,地下1m處開始有地下水。排管管徑為1600mm,長度為600m,梯形溝槽,挖土深度為3.8m,工作面寬度為0.5m,如圖1-18所示。采用機械挖土,土質為三類土,求該工程中土方部分的工程量。

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圖1-18 溝槽斷面圖

【解】 (1)清單工程量

1)挖土體積:

V1=bhl=(3-0.5×2)×3.8×600m3=4560.00m3

2)濕土排水體積:

V2=bh-1)l

=(3-0.5×2)×(3.8-1)×600m3

=3240.00m3

3)回填土工程量:

978-7-111-43873-1-Chapter01-75.jpg

【注釋】 這里計算的是某排水工程的梯形溝槽(該溝槽地下1m處開始有地下水,且有排水管道)土方的清單工程量。根據(jù)清單工程量計算規(guī)則:原地面線以下按構筑物最大水平投影面積乘以挖土深度(原地面平均標高至坑底高度)以體積計算。按照一般的計算順序先計算該溝槽的挖土方的體積,根據(jù)清單工程量計算規(guī)則得出挖土方的體積V=bhl,其中b為(3-0.5×2),這里不能直接套用題中的b,因為圖中的b包含了工作面寬0.5m,根據(jù)清單工程量計算規(guī)則需要扣除工作面寬,所以這里的b我們用(3-0.5×2),h指的是挖土深度3.8m,溝槽的總長度為600m,這樣能計算出溝槽的挖土方的體積。由于地下1m處開始有地下水,所以這里要計算濕土排水體積。它的計算和挖土方體積的計算方法是一致的,只是兩者的深度不一樣,濕土排水體積的深度為(3.8-1)m。下一步要計算的是回填土的工程量。用挖土方的體積減去埋設管道的體積即可,挖土方的體積在第一步中已經(jīng)算出,管道的體積為978-7-111-43873-1-Chapter01-76.jpg ,其中直徑D為1600mm,l指的是溝槽的總長度600m,兩者相減即可得到回填土的工程量。

清單工程量計算見表1-21。

1-21 清單工程量計算表

978-7-111-43873-1-Chapter01-77.jpg

(2)定額工程量:

查表可知,放坡系數(shù)k=0.25。

1)挖土體積:

V1=(b+hkhl×1.025

=(3+0.25×3.8)×3.8×600×1.025m3

=9231.15m3

2)濕土排水體積:

V2=[b+(h-1)k]×(h-1)l×1.025

=[3+(3.8-1)×0.25]×(3.8-1)×600×1.025m3

=6371.4m3

3)回填土工程量:

978-7-111-43873-1-Chapter01-78.jpg

【注釋】 這里計算的是某排水工程的梯形溝槽(該溝槽地下1m處開始有地下水,且有排水管道)土方的定額工程量。根據(jù)定額工程量的計算規(guī)則:按設計圖示尺寸以體積計算。由于這里的排水管槽斷面為梯形,所需要增加的開挖土方量應按溝槽總土方量的2.5%計算。由于該溝槽涉及到留工作面及放坡,這里在計算其定額工程量時需要計算這里的工作面,也就是V=(b+hkhl×1.025,套入這里的計算公式即可得到。其中b為3m(包含有兩邊的工作面),這里的放坡系數(shù)k為0.25,h為挖土深度為3.8m,1.025指的是加上所增加的挖土量2.5%,這樣就計算出了挖土方的定額工程量,同清單工程量的計算順序是一樣的。第二步計算的是濕土排水的定額工程量,計算方法和挖土方的計算方法相同,不同的是這里的挖土深度為(h-1)m,因為題中的已知條件為地下1m開始有地下水,所以這里的濕土排水的計算公式為V=[b+(h-1)k]×(h-1)l×1.025。第三步計算的是回填土的定額工程量,和清單工程量的計算方法相同,也是用第一步挖土方的體積減去管道的體積。挖土方的定額工程量已經(jīng)算出,這里管道的體積為978-7-111-43873-1-Chapter01-79.jpg ,其中D為1600mm,兩者相減即可得到回填土的定額工程量。注意區(qū)別清單工程量與定額工程的計算方法不同。

說明:清單工程量計算挖溝槽土方量應按構筑物最大水平投影面積乘以室外設計標高到槽底的深度以體積計算。

定額工程量計算是按圖示尺寸以體積計算。排水管溝槽斷面若為梯形時,其所需增加的開挖土方量應按溝槽總土方量的2.5%計算;若為矩形時,應按7.5%計算,當溝槽深度超過1m時,可計取濕土排水費用。

【例8】 某市需新修一條河流支道,河道寬4m,深3m,全長320m,地下水位為-1.50m,如圖1-19所示,地下水位下為淤泥,因此在開挖時采用人工開挖,機械排水,試計算該工程的挖淤泥工程量。

978-7-111-43873-1-Chapter01-80.jpg

圖1-19 溝槽斷面圖

【解】 (1)清單工程量:

V=4.0×1.5×320m3

=1920m3

【注釋】 這里計算的是河流挖淤泥的土方清單工程量。根據(jù)清單工程量計算規(guī)則:按設計圖示的位置及界限以體積計算。結合圖示及題中已知條件得出:淤泥的深度為1.5m,河道的寬為4m,河道全長為320m,代入計算即可得到挖淤泥的清單工程量。

清單工程量計算見表1-22。

1-22 清單工程量計算表

978-7-111-43873-1-Chapter01-81.jpg

(2)定額工程量:

V=(4.0+1.5×0.25)×1.5×320m3=2106m3

【注釋】 這里計算的是挖淤泥的定額工程量。與清單工程量不同的是:這里需要考慮該溝槽的放坡系數(shù)。根據(jù)溝槽放坡后的體積計算公式V=(b+hkhl,結合圖示和題中已知條件得出:b為2m,h也就是挖淤泥的深度1.5m,k溝槽的放坡系數(shù)為0.25,l指的是溝槽的總長度,為320m,代入計算即可得到挖淤泥的定額工程量。

【例9】 某工程施工,采用人工挖土堤臺階,其計算數(shù)據(jù)如圖1-20所示,橫向坡度1∶3.2,土壤類別為三類土,臺階長為8m,臺階寬為0.28m,試計算其人工挖土堤臺階工程量。

978-7-111-43873-1-Chapter01-82.jpg

圖1-20 土堤臺階示意圖

【解】 (1)清單工程量:

假如挖臺階數(shù)為80個,則人工挖土堤臺階工程量:V=0.28×8×0.15×80m3=26.88m3

【注釋】 這里計算的是人工挖土堤臺階的清單工程量。根據(jù)清單工程量計算規(guī)則及題中已知條件得出,0.28指的是臺階的寬度,8指的是臺階的長度,0.15指的是臺階的高度,80(20000/150)指的是假定臺階的數(shù)量。

(2)定額工程量:

斜坡面長:978-7-111-43873-1-Chapter01-83.jpg

則斜坡面積:S=26.9×8m2=215.2m2

【注釋】 這里計算的是人工挖土堤臺階的定額工程量。與清單工程量相比這里是按挖前的斜面積,式中的18指的是土堤臺階的長度,20指的是土堤臺階的高度,勾股定理即可得出斜面的長度,斜面面積即是用斜面的長度乘以臺階的長度(8m)。

說明:定額工程量計算規(guī)則是按定額規(guī)定,人工挖土堤臺階工程量,按挖前的堤坡斜面積計算,運土工程量應另行計算,清單工程量是按實際所挖的土方量計算而得。

【例10】 某大城市有一廣場,需采用人工鋪草皮,其廣場為圓形,中間有一半徑為5m的噴泉,廣場還設有四條徑道,其余部分全是人工滿鋪草皮,徑道采用花格鋪草皮,如圖1-21所示,試計算人工鋪草皮工程量。

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圖1-21 人工鋪草皮平面圖 (單位:m)

【解】 (1)清單工程量:

S人工R2-πr2=(π×302-π×52)m2=(2826-78.5)m2=2747.50m2

注釋 這里計算的是人工鋪草皮的清單工程量,根據(jù)清單工程量計算規(guī)則結合圖示及題中已知條件得出:用總的面積減去中間噴泉的面積,大圓的半徑為30m,中間噴泉的半徑為5m,兩者圓面積相減即可。

(2)定額工程量同清單工程量。

注釋 由于定額計算規(guī)則規(guī)定以實際鋪設的面積計算,花格鋪草皮中的空格不扣除,所以這里的定額工程量和清單工程量是相同的。

說明:人工鋪草皮工程量以實際鋪設的面積計算,花格鋪草皮中的空格部分不扣除。設計草皮面積與定額不符時,可以調整草皮數(shù)量,人工按草皮增加比例增加,其余不調整。


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