“水工程施工与项目管理”课程教材

“水工程施工与项目管理”课程教学1、课程的作用与其他课程和实践教学环节等之间的关系“水工程施工与项目管理”是高等工科学校给水排水工程专业的一门专业基础技术课程。其主要任务是使学生初步掌握水处理构筑物、取水构筑物、各类泵站、室内外管道工程和设备安装的施工方法和使用机具、建筑材料等方面的基本知识和基本技能；使学生能够进行水工程施工组织管理、工程建设项目管理和工程预算等方面工作。为学生毕业后从事设计、施工、运行管理和科研等工作在工程材料、工程施工和工程建设项目管理方面打下基础。1）本课程应在“建筑材料试验”、“给水排水管道系统”、“水泵与水泵站”、“水资源保护与取水工程”、“水工艺设备基础”等课程之后安排。2）本课程中涉及经济、投资、工程概算（不含施工图及施工预算）等内容纳入“水工程经济”课程教学。3）为了促进学生掌握“水工程施工与项目管理”方面的知识，本课程设“生产实习”这一实践环节。生产实习（34周），具体要求见“生产实习大纲”及该课程总结。2、课程教学基本要求与教学大纲本课程的教学基本要求及教学大纲见附件1。3、课程教材与教学参考资料31课程教材郑达谦主编，给水排水工程施工（第三版），中国建筑工业出版社，1998年6月张勤李俊奇主编，水工程施工（第四版），中国建筑工业出版社，预计2005年6月出版32课程教学参考资料1）孙连溪主编，实用给水排水工程施工手册，中国建筑工业出版社，1998年7月2）国家标准，给水排水管道工程施工及验收规范（GB5026897），中国建筑工业出版社，1998年5月3）国家标准，建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB5024202，中国建筑工业出版社，2002年3月4、课程教学小组主讲教师姓名年龄学位职称承担本课程情况张勤47工学学士副教授从1992年起，主要担任该课程教学袁斌工学硕士讲师曾担任该课程教学田伟博工学硕士讲师曾担任该课程教学以及生产实习指导5、参考性教案本课程的参考性教案见附件2。6、多媒体、双语教学、网上教学情况及支撑材料本课程无媒体、双语教学、网上教学情况。7、课程试验本课程无课程试验。8、课程设计本课程无课程设计。9、综合课程设计本课程无综合课程设计。10、课程作业本课程的课程作业均为自编作业。1）、土方工程性质计算根据土的重度、含水量W和相对密度DS的试验结果，计算土的孔隙率N和孔隙比E值。参考答案；1WSN1WSE2）、沟壁支撑计算在深为4米、底宽为18米的沟槽中，设置木横支撑（如图所示，约）。经试验测得该土为中砂，其重度为199KN/M3，天然含水量为20，相对密度为265，最松和最密的孔隙比分别为064和056。试选择木撑板的厚度，方木柱的断面积尺寸，圆木撑杠的直径和长度。（木材的弯10106PA，压10106PA）参考答案木撑板的厚度为50MM；方木柱的断面积尺寸为150150MM；圆木撑杠的直径为80MM；圆木撑杠的长度分别为1400，1530，1660，1790MM。3）、钢筋下料长度计算试计算图示（约）的钢筋下料长度。若改用D10的二级钢筋代替一级钢筋，并分别用闪光对焊焊接和双面搭接焊接。试分别绘出钢筋的简图，并计算其下料长度。参考答案一级钢筋手工绑扎L14970MM，L25895MM；二级钢筋闪光对焊焊接L14700MM，L25625MM；二级钢筋双面搭接焊接L14720MM，L25645MM。4）、混凝土配合比设计西南某地拟建一座钢筋混凝土清水池。混凝土的设计标号为C23级，施工要求坍落度35CM。拟采用425普通硅酸盐水泥（相对密度为31）；中砂（相对密度为265，干质量密度为15103KG/M3，含水量为2）；卵石（相对密度为270，干质量密度为155103KG/M3，含水量为1，最大粒径为40MM）；采用机械操作拌合混凝土。试设计该混凝土的初步配合比以及施工配合比（不考虑配合比调试）。参考答案初步配合比水泥砂子卵石水1185139130506施工配合比水泥砂子卵石水11888395204305）、管道水压试验管端支撑计算有一段长1800米、D内800、璧厚18MM的铸铁给水管道要试压，其工作压力为08MPA，接口型式如图（约，橡胶圈石棉水泥，插口插入承口深度120MM）。试计算管端是否必须设置支撑试验时，其漏水量在多少以内才算合格解（1）试验管段分段根据规范的规定试验管段长度不大于1000M。故将试验管段分为两段，每段900M。（2）确定试验压力根据规范的规定（教材表512），管段的试验压力P080513MPA（3）试压时，管端承受的向外总推力PP1331416（800218）2/471358679（N）（4）试压时，管段接口的总粘结力P1P1314168361202578791328（N）（5）是否设置管端支撑PP1该试验管段的管端不需设置管端支撑（6）允许漏水量计算规范规定允许漏水量270（L/MIN1KM）该试验管段的允许漏水量27009243（L/MIN）故该试验管段的漏水量应不大于243（L/MIN）6）、管道试验漏水量计算有一长950M、DN800的给水埋地铸铁管进行漏水实验。当压力升至试验压力时，然后自然降压01MPA，用了10分钟；又将压力升至试验压力，然后放水降压01MPA，用了6分钟并放水10升。问该管段漏水量试验是否合格允许渗水量27L/MIN1KM解（1）该管段的允许漏水量计算规范规定允许漏水量270（L/MIN1KM）该试验管段的允许漏水量2700952565（L/MIN）（2）实际漏水量计算实际漏水量25（L/MIN）610（3）判断实际漏水量允许漏水量该管段漏水量试验合格11、试题与试卷分析本课程的试卷见附录3，试卷分析见附录4。12、学生学习情况分析121理论掌握情况2001级给水排水工程专业的学生能基本掌握水工程施工技术以及有关的理论知识。122作业完成情况2001级给水排水工程专业90的学生能完成作业，30的学生能很好完成作业。123学习风气2001级给水排水工程专业的学习风气较好。考勤抽查情况见附录5。13、学生评教学生评教情况由学生办公室执行。14、同行、领导、督导听课情况同行、领导、督导听课情况由教务办公室执行。15、结论与建议本学年该课程教学完成情况较好。下一学年工作重点应放在强调学生理论与实践的结合，深入浅出、生动活泼地讲授课本知识，必要时改变大纲中的学时分配，强化通过生产实习中自学，严格学生考勤等方面。附件1水工程施工与项目管理课程教学大纲一、课程名称水工程施工与项目管理WATERENGINEERINGCONSTRUCTIONPROJECTMANAGEMENT课程负责人张勤二、学时与学分36学时，2学分三、适用专业给水排水工程四、课程教材郑达谦主编，给水排水工程施工（第三版），中国建筑工业出版社，1998年6月五、参考教材孙连溪主编，实用给水排水工程施工手册，中国建筑工业出版社，1998年7月国家标准，给水排水管道工程施工及验收规范（GB5026897），中国建筑工业出版社，1998年5月国家标准，建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB5024202，中国建筑工业出版社，2002年3月六、开课单位重庆大学城市建设与环境工程学院，水科学与工程系七、课程的目的、性质和任务“水工程施工与项目管理”是高等工科学校给水排水工程专业的一门专业基础技术课程。其主要任务是使学生初步掌握水处理构筑物、取水构筑物、各类泵站、室内外管道工程和设备安装的施工方法和使用机具、建筑材料等方面的基本知识和基本技能；使学生能够进行水工程施工组织管理、工程建设项目管理和工程预算等方面工作。为学生毕业后从事设计、施工、运行管理和科研等工作在工程材料、工程施工和工程建设项目管理方面打下基础。八、课程的教学基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握水工程施工的基础知识和基本技能；水工程项目管理的基本知识和基本技能。基本内容计划学时数（学时）基本要求及重点难点第一篇水工程施工技术第一章土石方工程与地基处理1土的工程性质及分类2土方施工3地基处理4石方施工230505了解石方施工中的爆破，其他要求掌握1土方施工2地基处理1土的工程性质及分类第二章施工排水1概述2明沟排水3人工降低地下水位05052熟悉基本方法1明沟排水2轻型井点1施工排水的目的和任务2排水量计算第三章钢筋砼工程1钢筋工程2模板工程3普通砼工程4砼工程的特殊施工2221熟悉钢筋砼工程1钢筋下料尺寸计算2模板支设的基本要求3钢筋砼工程的施工工序4配合比设计1配合比设计2“三缝”的关系和处理第四章水工程构筑物施工1水池施工2掌握施工方法、工序、质量控制措施1预应力及施加方法基本内容计划学时数（学时）基本要求及重点难点2沉井施工3取水构筑物施工221预应力钢筋砼2沉井的下沉条件2沉井下沉第五章室外管道施工1室外给水管道施工2室外排水管道施工3管道的防腐、防震、保温221掌握施工方法、工序、质量控制措施及材料性能1施工方法2质量检验1管道的试水和试压2不同材质管道的连接第六章管道的特殊施工1管道穿越铁路施工2管道穿越河流施工3地下管道交叉施工4引接分支管道的施工15050505了解施工方法、工序、质量控制措施第七章室内管道施工1管材及管道连接2阀门及仪表安装3管道安装4洁具安装1111掌握施工方法、工序、质量控制措施及材料性能1管道和管道连接2阀门及仪表安装3洁具安装第八章设备安装1水泵安装2其他设备安装3容器制作及安装10505了解施工方法、工序、质量控制措施1水泵安装第二篇施工组织与工程预算第九章施工组织管理总述1施工组织管理工作的内容2施工组织设计3临时设施工程121了解水工程项目施工组织设计的内容、编制方法第十章施工组织计划技术1流水作业法2网络技术22掌握水工程项目施工组织计划技术第十一章施工组织设计的编制1单位工程施工组织设计2施工组织总设计自学了解施工组织设计的编制第十二章工程预算1工程定额2预算费用3预算文件4施工结算121505掌握水工程预（结）算的内容和编制方法1预算费用1工程项目分解2工程量计算第三篇水工程项目建设管理第十三章基本建设程序1基本建设程序15掌握水工程项目基本建设程序1可行性研究第十四章施工企业经营管理1生产目标管理2生产要素管理自学熟悉施工企业经营管理基本内容计划学时数（学时）基本要求及重点难点第十五章招、投标与施工合同1工程招标2工程投标3工程施工合同050505熟悉招、投标与施工合同第十六章工程建设监理1基本概念2监理法规3建设监理自学了解工程建设监理讲课学时合计实习讲课学时合计3616第一八章第九十六章九、课程的主要内容水工程施工1、土的工程性质及分类、土石方工程施工方法、施工工序以及地基处理的基本方法；2、水工程施工排水的基本方法；3、钢筋混凝土工程的施工方法、材料性能、配合比设计及质量检验方法；4、水工程构筑物的一般施工工序、施工方法及质量控制措施；5、水工程中的各类管道一般施工工序、施工方法、材料性能和质量检验方法；6、常用设备安装及自动控制安装的施工方法、施工措施和质量检验方法。水工程项目管理1、水工程项目施工组织设计的内容、编制方法；2、水工程项目施工组织计划技术；3、水工程预（结）算的内容和编制方法；4、水工程项目基本建设程序；5、施工企业管理和工程监理的基本内容。十、说明1、本课程应在“建筑材料试验”、“给水排水管道系统”、“水泵与水泵站”、“水资源保护与取水工程”、“水工艺设备基础”等课程之后安排。2、本课程中涉及经济、投资、工程概算（不含施工图及施工预算）等内容纳入“水工程经济”课程教学。3、为了促进学生掌握“水工程施工与项目管理”方面的知识，本课程设“生产实习”这一实践环节。生产实习（34周），具体要求见“生产实习大纲”。3、教学方式以讲授为主，辅以一定数量的作业练习。作业内容见下，根据具体情况选择。1）、土方工程性质计算2）、土方量平衡计算3）、沟壁支撑计算4）、轻型井点设计5）、钢筋下料长度计算6）、混凝土配合比设计7）、管道水压试验管端支撑计算8）、管道试验漏水量计算9）、单项工程预算编制10）、施工进度编制（横道图或网络图表示）十一、考核方式水工程施工技术篇采用卷面成绩（8090）平时成绩（1020）确定。闭卷笔试按百分制记分。水工程施工组织与工程预算、项目建设管理篇纳入“生产实习”中评定成绩。十二、学时分配建议本课程的课内学习学时数为3652学时。另安排34周的“生产实习”。具体分配见上表。大纲制订者张勤大纲审定者龙天渝附件2重庆大学课程教案课程名称水工程施工与项目管理开课院系城市建设与环境工程学院水科学与工程系适用专业给水排水工程适用年级3年级教学学年20032004学年教学学期第二学期任课教师张勤编写时间20031220042水工程施工与项目管理教案第一章土石方工程与地基处理1教学目的及基本要求1）初步掌握土石方工程与地基处理的基本知识和基本技能；2）自学了解石方施工中的爆破。2教学内容及学时分配1）土的工程性质及分类2学时2）土方施工3学时3）地基处理1学时4）石方施工自学3教学内容的重点和难点1）重点土方施工；地基处理2）难点土的工程性质及分类4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观土石方施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题土方工程性质计算；土方量平衡计算2）思考题水工程施工与项目管理教案第二章施工排水1教学目的及基本要求1）了解施工排水的基本方法；2）熟悉明沟排水的方法；3）熟悉轻型井点的原理及施工；2教学内容及学时分配1）概述05学时2）明沟排水05学时3）人工降低地下水位2学时3教学内容的重点和难点1）重点施工排水的目的和任务2）难点排水量计算4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题2）思考题如何进行排水量计算水工程施工与项目管理教案第三章钢筋混凝土工程1教学目的及基本要求1）熟悉钢筋砼工程；2）熟悉模板支设的基本要求；3）熟悉钢筋砼工程的施工工序；2教学内容及学时分配1）钢筋工程概述2学时2）模板工程2学时3）普通砼工程2学时4）砼工程的特殊施工1学时3教学内容的重点和难点1）重点钢筋下料尺寸计算；配合比设计2）难点钢筋冷加工原理；“三缝”的关系和处理4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽结合新规范讲解5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观钢筋砼施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题钢筋下料长度计算；混凝土配合比设计；2）思考题水工程施工与项目管理教案第四章水工构筑物施工1教学目的及基本要求1）掌握施工方法、；2）熟悉施工工序；3）熟悉质量控制措施。2教学内容及学时分配1）水池施工2学时2）沉井施工2学时3）取水构筑物施工2学时3教学内容的重点和难点1）重点预应力钢筋砼；沉井的下沉条件2）难点预应力及施加方法；沉井下沉4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽按照新规范调整教学5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观钢筋砼施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题2）思考题预应力及施加方法沉井下沉原理及控制措施水工程施工与项目管理教案第五章室外管道施工1教学目的及基本要求1）掌握室外管道施工方法；2）掌握室外管道工序；3）熟悉室外管道材料性能；4）掌握室外管道质量控制措施；2教学内容及学时分配1）土的工程性质及分类2学时2）土方施工3学时3）地基处理1学时4）石方施工自学3教学内容的重点和难点1）重点施工方法；质量检验2）难点管道的试水和试压；不同材质管道的连接4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽增加目前新出现的管材内容5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观管道及施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题管道水压试验管端支撑计算；管道试验漏水量计算2）思考题水工程施工与项目管理教案第六章管道的特殊施工1教学目的及基本要求1）了解施工方法；2）了解工序；3）了解质量控制措施；2教学内容及学时分配1）管道穿越铁路的施工15学时2）管道穿越河流的施工05学时3）地下管道交叉的施工05学时4）引接分支管道的施工05学时3教学内容的重点和难点1）重点2）难点4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题2）思考题水工程施工与项目管理教案第七章室内管道施工1教学目的及基本要求1）掌握施工方法2）掌握施工工序3）掌握施工质量控制措施及材料性能；2教学内容及学时分配1）管材及管道连接1学时2）阀门及仪表安装1学时3）管道安装1学时4）洁具安装1学时3教学内容的重点和难点1）重点管道和管道连接；阀门及仪表安装；洁具安装2）难点4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题2）思考题水工程施工与项目管理教案第八章设备安装1教学目的及基本要求1）了解施工方法；2）了解施工工序；3）了解施工质量控制措施；2教学内容及学时分配1）水泵安装1学时2）其他设备安装05学时3）容器制作及安装05学时3教学内容的重点和难点1）重点水泵安装2）难点4教学内容的深化和拓宽1）深化2）拓宽5教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题1）方式（手段）课堂讲授，绘图表达；学生课后有意识地参观施工现场2）注意6本章的主要参考书目1）实用给水排水工程施工手册7本章的思考题和习题1）习题2）思考题第一课时单元1本单元教学内容1）土石方工程施工特点2）土石方工程施工前期要求3）土的组成、固体颗粒4）土的工程性质5）地基土的分类2本单元教学方式1）课堂讲授，绘图表达；3本单元师生活动设计1）语言生动，提问思考；4本单元讲课提纲、板书设计（或电子教案）附后5本单元作业布置1）土的性质计算根据土的重度、含水量W和相对密度DS的试验结果，计算土的孔隙率N和孔隙比E值。2）回填土最佳含水量计算某回填土共有1000103KG，其含水量为10，回填夯实时要求的最佳含水量为20，试计算该回填土中应加多少水才能达到最佳含水量答案91103KG附讲课提纲第一课时单元第一章土石方工程与地基处理概述简述生活在地球，地表由土石、水、空气等组成，几乎所有工程建设都涉及土石方工程。土石方工程施工内容土石方开挖、地基土处理、土方回填一、土石方工程施工特点1、影响因素多1）土石方的种类多大小不同；承载力不同；密实度不同；开挖难度不同2）土石方成分复杂有机物不同；无机物组成不同；含水量不同3）人类活动2、施工条件复杂1）地形平地；低坡度地；高坡度地；河道；水库、湖泊、海洋2）地物建筑物、构筑物；各类管线；人行道、公路、铁路3）水文地下水4）地质不同类型5）气候雨季；旱季；夏季；冬季3、量大、面广1）管沟槽开挖2）基坑开挖3）人防工程4）水下开挖4、劳动强度大、费时多1）人工开挖2）机械开挖3）爆破开挖5、质量要求高1）断面形式2）开挖的长、宽、高3）开挖的位置4）开挖的高程5）土方的稳定性6）槽、坑底的承载力二、土石方工程施工前期要求1、收集必要的资料2、做好施工方案3、做好劳动力、机械准备4、做好可能出现的各种不利施工条件下预防措施人、材、物本章就围绕土石方工程讲解施工技术、方法、工序等内容。第一节土的工程性质及分类一、土（一）土的组成岩石风化土1、组成绘图1）固相矿物颗粒及有机质（有害）；带负电荷。构成土的骨架、土的主要成分；决定土性质的主要因素。按大小分为见表11。2）液相自由水（易流动、易蒸发，地下水），薄膜水（受压移动、易蒸发、具有毛细粘聚力，毛细水），吸着水带正电荷（性质接近固体、105蒸发、受压不移动，结合水）3）气相空气、水蒸气因此，土具有碎散性、压缩性、颗粒间可以相对移动性和透水性。2、计算1）土体积（M3）VVSVVVS土中固体颗粒体积（M3）；VV土中空隙体积（M3）VVVAVW土中空气体积、土中水的体积2）土质量（KG）MMSMWMS土中固体颗粒质量（KG）；MW土中水质量（KG）3）土重量（KN）GGSGWGS土中固体颗粒重量（KN）；GSMSGGW土中水重量（KN）GWMWG（二）土的固体颗粒1、颗粒级配1）概念DMD/M（）；2测定筛分法、比重计法2、颗粒级配曲线1）概念2）作用判定土的均匀程度3）图11曲线陡降，粒径大小相差不大、土粒较均匀、级配不好。孔隙多曲线平缓，粒径大小相差大、土粒不均匀、级配良好。孔隙少3、土颗粒均匀程度指标不均匀系数1）概念KUD60/D10D10D质量累计百分比为10时对应的粒径有效粒径D60D质量累计百分比为60时对应的粒径限定粒径2）判定KU5时，土颗粒不均匀，级配良好KU5时，土颗粒均匀，级配不好二、土的工程性质（一）土的密度见PG5通常砂土为1620103KG/M3粘土和粉土为1820103KG/M3（二）土的重力密度见PG5通常砂土为1620KN/M3粘土和粉土为1820KN/M3（三）土的相对密度见PG6通常土颗粒比重见表12（四）土的含水量重点见PG7表示土的湿度指标之一，（五）土的干密度见PG6土不含水（六）土的干重度见PG6（七）土的饱和重度见PG6土孔隙充满水（八）土的有效重度见PG7土浸入水中（九）土的孔隙比重点见PG7（十）土的孔隙率重点见PG7（十一）土的饱和度见PG7作业根据土的重度、含水量W和相对密度DS的试验结果，计算土的孔隙率N和孔隙比E值。（十二）土的密实度重点1、非粘性土（砂土、碎石土）松密程度1）天然孔隙比E密实中密稍密松散砾石、粗砂、中砂E06060E075075E085E085细砂、粉砂E07070E085085E095E095用天然孔隙比E来表示砂土的密实度时，可能会因颗粒形状而导致结果不正确。如均粒密砂、E较大。不均粒的松散砂、E较小。2）相对密实度见PG783）现场标准贯入试验锤击数利用质量为635KG的穿芯锤，落距为76CM，直径为42MM的触探杆自由下落，将标准贯入器打入土层中15CM。以后，记录每打入土中30CM的锤击数。即为实测锤击数N/。当触探杆长度超过3M时，应乘以校正系数。现场标准贯入试验锤击数NAN/结论见表14，PG82、粘性土（粉质粘土、粘土）软硬程度1）界限含水量粘性土处于四态固态半固态塑态流态含水量含少量吸着水（强结合水）；含大量吸着水（结合水）；含薄膜水、少量自由水；含大量自由水感官十分密实、不易分开；较密实、外力作用下断裂；外力作用下不断裂、颗粒间摩擦力减只改变形状、不改变体积；小、土具有流动性。力学情况很好好较好极差（无强度）界限名称收缩界限可塑界限液性界限简称缩限（WS）塑限（WP）液限（WL）界限确定人工滚搓法锥式液限仪法2）塑性指数粘性土分类概念IPWLWP粘土分类粘土IP17；粉质粘土（亚粘土）10IP17；轻亚粘土3IP103）液性指数粘性土软硬指标见PG9，表15（十三）土的可松性重点土经挖掘后，颗粒间的相互连接遭到破坏，其体积一般比开挖前的自然体积要增大些。挖掘后的回填土，其体积一般比开挖前的自然体积要增大些。这些都是因为土具有可松性造成的。其大小用最初可松性系数K松V2/V1V1开挖前土的自然密实体积；V2开挖后土的松散体积；最后可松性系数K/松V3/V1V3压实后土的体积。以挖掘前的天然密实体积为准计算。土方体积折算表虚方体积天然密实度体积夯实后体积松填体积100077067083130100087108150115100125120092080100（十四）土的压实性1、非粘性土（砂土、碎石土）松密程度由于土中有孔隙，因此，土具有压实性。通过施加外力静压力、振动力、冲击力，使土中的孔隙减少的过程。称之为压密。理论上讲绝对密实的土，承载力大，当然，土中应不存在孔隙。事实上，这是办不到的。因此，工程上用最大干密度来表示。1）最佳含水量（最优含水量）在对土进行压密过程中，输入一定压实能量，导致土能达到最大干密度时的含水量。称为最佳含水量。为什么含水量的大小会影响土的压密性（1）含水量大。水分排出困难，孔隙比较高，干密度较小；（2）含水量小。土中缺乏必要的润滑，压密能量消耗大，颗粒飞散，压不实，干密度较小。当回填土中自然含水量高于最佳含水量时，应在夯实前晾晒；当回填土中自然含水量低于最佳含水量2时，应在夯实前注水浸润。作业某回填土共有1000103KG，其含水量为10，回填夯实时要求的最佳含水量为20，试计算该回填土中应加多少水才能达到最佳含水量答案91103KG2）最大干密度MAX在最佳含水量下，达到的最大密实度。最佳含水量和最大干密度可通过室内击实试验确定。见图15，6。PG11。值得注意的是加大击实能量，最大干密度增大，最优含水量减少。DMAXSOPWD01DMAX压实填土最大干密度经验系数，粘土取095，粉质粘土取096，粉土取097W水的密度DS土粒相对密度WOP最优含水量（），按当地经验取；WP2，粉土取1418对于，非粘性土DMAX2022103KG/M32、压实系数CCD/DMAXD土的控制干密度DMAX压实填土最大干密度（十五）土的力学状况1、土的压缩性地基土在压力作用下体积减少的性质。1）土的压缩量HHHE1E2/1E1式中H土的压缩量H土压缩前的厚度E1土压缩前的孔隙比E2土压缩后的孔隙比2）压缩系数用来评价地基土压缩性高低的指标E/PE1E2/P2P1MPA1用土的孔隙比与压力曲线，EP曲线求得。工程上P101MPA；P202MPA当1201MPA1时，属低压缩性土01MPA11205MPA1时，属中压缩性土1205MPA1时，属高压缩性土3）压缩模量ES用来评价地基土压缩性高低的指标土在完全侧限条件下ESZ/ZZ竖向附加应力ZP2P1Z竖向应变ZE1E2/1E1ES1E1/压缩模量ES值越小，压缩性越高工程上当ES124MPA时，属高压缩性土01MPA11205MPA1时，属中压缩性土1205MPA1时，属高压缩性土2、土中应力及其分布重点1）土的自重应力当没有侧向变形和剪切变形时，由于土体本身的质量引起的土中应力，称为自重应力。（KPA）NIIH1式中N土层数；I第I土层的土重度；HI第I土层的土厚度；2）附加应力P构筑物等荷载作用于土层或地基，导致土层或地基土产生应力，这种荷载被称作附加荷载，这种应力称为附加应力。其分布和大小定性的讲（1）某一深度的附加应力为，距荷载作用点越远，其值越小。（2）荷载作用点下，不同深度的附加应力为，其值随深度的增加而减少。（3）荷载作用点外，最大值出现在荷载影响线处，随深度的增加或减少，其值减少。3、土的抗剪强度土抵抗剪切破坏的能力。H1）剪切试验见图19，PG13。2）土的抗剪切强度（库仑定律）根据抗剪曲线图（绘出）可得砂土类土抗剪强度FTAN（KPA）粘土类土抗剪强度FTANC（KPA）式中TAN土的内摩擦力（KPA）；来源于颗粒间的摩擦阻力和咬合力土的法向应力（KPA）土的内摩擦角（度）TAN土的内摩擦系数C粘性土的粘聚力（KPA）来源于颗粒间天然胶结物的胶结作用和电分子引力要点（1）土的抗剪强度，随剪切面上的正应力（N）大小而变化；摩擦系数和内摩擦角不变化（2）砂性土的抗剪强度，由土的内摩擦力组成；粘性土的抗剪强度，由土的内摩擦力粘聚力组成；（3）常规压力下，F；高压力下，F；（4）粘性土的颗粒越细，塑性越大，粘聚力也越大。4、土的边坡和边坡率N重点我们研究土的抗剪强度的目的是确定地基承载力、评价土的稳定性。如何评价土的稳定性1）自然倾角（安息角）以干砂自由下落，自然堆放成这就是稳定性问题，由颗粒间的摩擦力形成的，称为安息角。完全松散的砂土2）边坡在土方开挖时，为了保持土壁的稳定性，人为地近似形成土的“安息角”，必须要挖成一定的斜坡，这个斜坡叫做边坡。用1N表示。3）边坡率N表示边坡的陡缓用1N；而NA/H称为边坡率（4）边坡选择原则根据土的性质（、C），含水量、附加荷载情况、晾槽时间等确定。砂土的边坡缓，N值大；粘性土的边坡陡，N值小。含水量较大的土，应留有较缓的边坡，N值大。槽上有附加荷载（堆土、其他荷载），应留有较缓的边坡，N值大或加支撑。临时性土方工程，可留较陡的边坡，N值小。沟槽越深，边坡应缓，N值大。特别是沟槽上部。晾槽时间过久会引起槽壁坍塌，边坡应缓，N值大。雨季进行土方开挖，应留有较缓的边坡，N值大或加支撑。AH1N（十六）土的渗透性他表示土的透水的性质、渗水能力。其大小取决于土的结构、颗粒大小形状、粒径级配状况、土的密实程度、土的温度等，还与胶质颗粒的含量、水中电解质含量有关。其值用渗透系数K表示渗水量QKI式中Q单位时间内流过的水量；I水力梯度；土垂直于渗流方向的断面积；渗流速度VKI一般，K有实测求得。粘土类1（M/D）；砂土类1100（M/D）；碎石类100（M/D）；二、地基土的分类简述（一）按建筑地基基础设计规范分类1）岩石按其坚固性分为硬质岩石（花岗岩、石英岩、石灰岩等）抗压强度30MPA；软质岩石（页岩、粘土岩、云母片岩等）抗压强度30MPA；按其风化程度分微风化（岩质新鲜，稍有风化迹象）中等风化（岩体分为块状，镐难挖掘）强风化（岩体分为碎石状，镐可挖掘）2）碎石土按粒径级配分漂石、块石；卵石、碎石；园砾、角砾。见表16，PG9按密实度分密实、中密、稍密、松散。见表14，PG83）砂土按粒径级配分砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。见表17，PG9按密实度分密实、中密、稍密、松散。见表14，PG84）粘土按塑性指数IP分粉土IP10；粉质粘土10IP17；粘土IP17。见表18，PG10按密实度分密实、中密、稍密、松散。见表14，PG8按液性指数IL分坚硬IL0、硬塑0IL025、可塑025IL075、软塑075IL1、流塑IL1按工程地质特征分老粘土25万年以前形成的一般粘土25万年以内形成的淤泥在静水或缓慢水流环境中沉积、并经生物化学作用形成的土，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于15的粘性土叫淤泥。淤泥质土当天然孔隙比小于15，但大于或等于10的粘性土叫淤泥质土。红粘土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑粘土，其液限一般大于50。5）人工填土（1）素填土无其他杂物（垃圾），由碎石土、砂土、粘性土组成，经分层夯实的土。又称压实填土。（2）杂填土有其他杂物（含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等人工垃圾）的填土。（3）冲填土水冲填泥沙形成的沉积土。（4）炉灰以煤及煤土混合物，经燃烧而形成的无机矿物质（炉渣）为主的填土。（二）按颗粒的粒径大小分类（量直径或最长边）分为六类。见表11，PG2（三）按开挖难易程度或从施工角度分类（工程定额）分为8类16级。（四）特殊类土1、耕作土、壤土含大量有机质的土。不能作地基土。2、黄土浅黄色、结构疏松、肉眼可见孔隙、且很多，土中含盐分、成分均匀。晴天硬，雨天很软且湿陷。3、混合土两种以上的土混合在一起。如砂混粘土（粘土多、砂土少）4、有机土有机物含量大于10。承载力差、重量轻。诸如泥碳、草木灰等。5、膨胀土它的体积随含水量增加而膨胀，随含水量减少而收缩。第二课时单元1本单元教学内容1）场地平整的目的及内容2）场地平整施工前期要求3）土方的平衡调配4）场地平整施工5）填土与压实6）沟槽断面选择7）土方开挖的机械施工8）塌方、流砂的处理2本单元教学方式1）课堂讲授，绘图表达；3本单元师生活动设计1）语言生动，提问思考；4本单元讲课提纲、板书设计（或电子教案）附后5本单元作业布置附讲课提纲第二课时单元第二节场地平整施工一、概述简述当我们要建设建筑物、构筑物、管道等水工程时，需进行建设场地平整。（一）概念对建设场地按设计的要求、并结合当时的地形地貌，进行场区的土石方平衡施工。称为场地平整施工。其内容计算场区挖填土石方量；确定挖填方的调配；选择施工方法、机具及施工措施。（二）场地平整施工的宏观工序1、先平整、后开挖。适于场地高低不平，挖填方量大的施工现场。2、先开挖、后平整。适于场地较平坦的施工现场。3、平整与开挖相结合。适于分段、区施工的施工现场。（三）场地平整施工的前期工作1、原建筑物、构筑物、管线等的拆迁、改建。2、种植土、淤泥、树木等的清理。3、防洪建设、排出积水。4、五通建设。道路、水（给水、排水）、电（强电、通讯）、燃气、暖气。5、人员、机械以及施工措施二、场地土石方量计算简述、自学（一）方格网法1、步骤1）工作图用1500地形图。2）划分网格根据精度要求按20M20M，40M40M等标准。2）标注标高将设计标高和地面标高标注在方格的交点处。3）计算各点标高差（挖填高度）挖填高度地面标高设计标高（为开挖高度；为填方高度）4）计算方格土方量（1）方格四个角点全部为填或挖时见公式126，PG15（2）方格相邻两角点为挖方，另两角点为填方时见公式127、28，PG16（3）方格三角点为挖（填）方，另一角点为填（挖）方时见公式129、30，PG165）计算边坡土方量（1）三角棱锥体边坡时见公式132，PG17（2）三角棱柱体边坡时见公式133、34，PG17（3）方格三角点为挖（填）方，另一角点为填（挖）方时见公式129、30，PG166）分别计算场地挖、填方量。2、使用条件1）场地平坦的非沟槽场地2）台阶宽度较大的非沟槽场地（二）断面法1、步骤1）工作图用1500地形图。2）划分长度方向的计算断面（FI）根据精度要求按L5M、10M、20M等标准。3）划分断面的计算距离（DI）根据精度要求按D1M、2M、4M等标准，并尽可能使DD1D2D3DI。4）计算各点标高差（挖填高度）挖填高度地面标高设计标高（为开挖高度；为填方高度）5）计算各断面的面积6）计算土方体积见公式131，PG162、使用条件1）场地高差大的非沟槽场地2）各种情况的沟槽场地注意全部挖方量、填方量的总和求出后，按土的松散性、压缩性、沉降率等因素对土方量的影响进行调整。然后进行土方的综合平衡调配。三、土方的平衡调配简述对挖方、填方、堆弃和转运土石方之间的关系进行综合协调，以确定土方的调配数量和方向。见图137，PG19目的是使土方运输量或土方运输成本最低。（一）调配原则1、挖填平衡、运距最短2、调配区位置应与建筑物、构筑物相协调3、根据施工顺序，及时填土，并注意留土4、区外取土应少占良田或不占良田并便于机械施工5、所用填土应符合设计的要求（二）平衡调配图标的编制1、划分调配区2、计算各挖、填方调配区之间的平均距离3、绘出土方调配图4、列出土方量平衡表5、利用线性规划求解土方调配的最佳方案四、场地平整施工简述（一）施工内容1、土方的开挖、运输、筑填与压实2、坚硬土层、岩石和障碍物的爆破（二）施工准备1、测量放线1）交桩、收桩、补桩（水准点、坐标控制点）2）画出开挖边线、或中线，标注开挖深度2、确定开挖、运输方法3、确定人、材、物的数量、下达工期任务4、做好开挖后的验收及下一步工作准备（三）开挖施工方法1、人工开挖适于土方量小、场地狭窄的施工点；或配合机械开挖修正边坡、开挖死角。特点开挖质量好、开挖完全；劳动强度大、施工进度慢。注意防止塌方、流砂等，确保人身安全。2、机械开挖适于土方量大、场地宽阔的施工点。特点施工进度快、节约人力；开挖不全、有死角。注意施工安全，防止陷机、翻机。（四）开挖常用机械推土机、铲运机、单斗挖土机、凿石机等各种机械的特点、适于范围、生产率计算、施工方法由同学们自学。（五）运输常用机械推土机、铲运机、自卸载重汽车、装载机等五、填土与压实重点（一）基本要求1、清理填土区的垃圾、软弱土层并进行夯实2、应对填与区进行排水疏干3、选用合格的土料、筑填方式和压实方式（二）回填土料选择1、应符合设计的要求、规范规定2、含水量大的土，有机土不应作为回填土3、回填土应符合最佳含水量的要求（三）回填土填筑1、分层填筑、行时，厚度应符合压实机具要求2、透水性大的土应填在透水性小的土下面3、斜面填土时，应防止填土滑动（阶梯状填土）4、填方边坡的边坡率应按设计要求（四）回填土压实1、方法碾压、夯击、震动等手段是各种压实机械常见工作原理。1）碾压类机械平碾压路机、羊足碾等。适于大面积填土。2）夯击类机械蛙式夯、内燃打夯机、石夯、人工木夯等。适于场地狭窄填土。履带式打夯机等，适于大面积填土。3）震动类机械震动夯、平板震动器等，适于场地狭窄填土。震动压路机等，适于大面积填土。2、要求1）碾压速度应慢2）分层多遍压实3）分层搭接、同层搭接4）进行循环压实，组织好行进线路第三节沟槽、基坑开挖一、断面选择、土方量计算重点（一）断面形式直槽开挖量少、易塌方。适合于开挖深度在1M以内的密实砂土或含水量少于WP塑限含水量的粘土。梯形槽开挖量大，不易塌方。适合于各类土质的开挖。混合槽开挖量适中，不易塌方。适合于开挖深度在5M以外的各类土质。联合槽开挖量视联合形式而定。适合于两条及以上管道同时埋设时的沟槽开挖。（二）断面形式选择1、原则保证工程质量和安全的前提下，减少开挖量、缩短工期、方便槽内施工。2、考虑因素1）土质坚硬土直槽；砂土梯形槽2）地下水情况水量大直槽支撑；水量小缓坡梯形槽3）施工方法人工开挖、振动小直槽或陡坡梯形槽机械开挖、振动大梯形槽、混合槽多管同时施工联合槽4）施工环境有附加动、静荷载梯形槽场地狭窄直槽或直槽支撑型5）支撑条件需支撑时直槽或陡坡梯形槽无需支撑时梯形槽、混合槽6）管距及埋深管距近、能同时施工联合槽埋深大梯形槽、混合槽7）施工期气候雨季梯形槽；旱季直槽8）晾槽时间长梯形槽；短直槽（三）沟槽断面尺寸1、沟槽底宽WB2B式中B管道基础宽度（M）BD（管外径）B操作宽度（M）管径非金属管（M）金属管（M）备注DN5000403DN60010000504DN110015000606注1、需设排水沟时，B可适当增大；2、管道需外防水时，B08；3、需设支撑时，每边另加DN16000808015024、一般W07M2、沟槽挖深HH覆土厚度D管道外径L1管座厚度H1基础厚度一般地金属管H0710M理想0820M车行道下H0410M理想0615M人行道下非金属管H18M理想1130M车行道下H068M理想0720M人行道下3、沟槽边坡见表112，PG25设支撑的直槽一般采用1005的边坡。4、沟槽顶宽WB2B2NH（四）沟槽土方量计算1、预算VALA沟槽断面积L沟槽长度，2、结算VLAI/IAI沟槽第I个断面的断面积L沟槽长度二、土方开挖的机械施工简述（一）常用开挖机械1、单斗挖土机1）工作装置正铲、反铲、拉铲和抓铲正铲主要开挖机械停留面以上土方；适于大型构筑物的基坑、底部较宽沟槽的开挖；反铲主要开挖机械停留面以下土方；适于沟槽和深度不大的机坑开挖；拉铲主要开挖土质不坚硬的土层；适于开挖较深的大面积基坑、沟渠和水下开挖；抓铲主要开挖土质不坚硬的土层；适于开挖面积小、深度大的基坑、沟槽和水下开挖；2）传动装置液压、机械3）动力装置内燃机4）行走装置履带式（对道路和现场要求低、行走速度慢、施工好）轮胎式（对道路和现场要求高、行走速度快）2、多斗挖土机1）工作装置反铲连续作业，链斗式、轮斗式主要开挖不坚硬的、含水量不大的土方，比如黄土、粉质粘土等；适于沟槽开挖；2）传动装置机械3）动力装置内燃机4）行走装置履带式、轮胎式、履带轮胎式3、液压挖掘装载机1）工作装置正铲、反铲特点多种工作装置；机身紧凑、动作灵活、不设地形限制；适于中小型管道沟槽开挖；场地清理、清除树根、块石等；装载、起重、推土、下管等2）传动装置液压3）动力装置内燃机4）行走装置轮胎式4、其他机械凿岩机、装载机、翻斗汽车等。（二）开挖机械选用1、按工地情况、土质、土量和作业内容选机型1）工地狭窄、中小型管道沟槽开挖液压挖掘装载机；2）工地现场道路不平，管槽先上地形变化大履带式机械，反之，轮胎式机械；3）无坚硬岩石和成片岩石的地区反铲、正铲挖掘机；4）有坚硬岩石和成片岩石的地区凿石机、爆破；5）开挖含水量大的土层、水下开挖抓铲挖掘机；6）开挖较深且无坚硬土层、水下开挖拉铲挖掘机；2、根据机型、生产率和施工计划确定机械台数及配套机械和配合人员数量三、塌方、流砂的处理重点（一）边坡塌方1、产生的原因当土体的内摩擦阻力和粘聚力边坡土体的下滑力边坡塌方1）边坡过陡未按要求的边坡率施工2）边坡土体含水量太大下雨、地下水、地面水3）边坡处有附加荷载4）砂土含水量太少的干砂2、防治方法1）注意排水2）放足边坡3）减轻附加荷载4）设置支撑（二）流砂1、产生的原因1）砂质土经水饱和后，受动水压力或其他外界的影响，使其土壤变为液体状态，当它流出时，就是所谓“水流砂”。（简称流砂）动水压力砂土的内摩擦力消失砂土处于悬浮状态流沙主要发生在渗透性小的粉砂、细砂、亚粘土等。外震动下砂土的内摩擦力消失砂土处于悬浮状态流沙这种情况较少。2）砂质土含水量极少时，受震动或其他外界的影响，使其土壤变为松散状态，当它流出时，就是所谓“干流砂”。主要出现在沙漠地区或常年不下雨的气候干燥地区。此处不谈该类流砂。2、危害1）轻微流砂现象（挖掘面，局部串砂）无影响2）中等程度流砂现象（挖掘面，一堆堆细砂缓慢冒出）应止住，防止扩大。3）严重流砂现象（挖掘面，串砂速度加快，往往形成陷脚现象，土坡边壁下塌）必须止住，否则后果严重。4）涌土现象（挖掘面，涌砂速度加快，底部土层升高，土坡边壁下塌，部分土层中空）必须止住，否则引起地面开裂、附近建筑倒塌。5、防止1）人工开挖，减少震动2）采用草袋、木板等压住流砂孔3）采用密支撑、板桩撑加固土壁4）水下挖土5）人工降低地下水位（三）滑坡1、产生的原因土层因各自的内摩擦系数不同，当含水量较大的且坡度较大的表层土体（滑坡体）受到外力或附加荷载作用下，沿滑移面下滑的现象。滑移面以下的土层一般较密实、不透水。2、防止1）削坡法在靠近滑坡边沿处开挖土方，使挖后的土体有一个稳定的边坡2）填土法在靠近滑坡边沿下部回填土方，使填后的土体有一个稳定的边坡并能抵挡滑坡体的下滑力第三课时单元1本单元教学内容1）支撑的目的和要求2）支撑的种类和适用条件3）支撑计算4）支撑设置和拆除5）沟槽及基坑土方回填6）地基处理7）石方爆破2本单元教学方式1）课堂讲授，绘图表达；3本单元师生活动