第1章 土方工程

三类土 （坚土）
软及中等密实的粘土、重亚粘土、干黄土及含 主要用镐，少许用锹、锄头
Ⅲ 有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土 挖掘，部分用锲子及大锤
四类土
（砂砾坚土） Ⅳ
五类土
（软石） 六类土
（次坚石） 七类土
（坚石）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ⅴ-Ⅵ Ⅶ-IX X-XIII
八类土 （特坚石） XIV-XVI
重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密 先用镐、撬棍，然后用锹挖
(二) 防治塌方的措施：（重点） 1、放足边坡。边坡的留设应符合规范的要求。 2、设置支撑。为了缩小施工面，减少土方， 或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁 支撑。
一般沟槽支撑方法、一般基坑支撑方法和 浅、深基坑的支护方法见教材P36-39。
二、 施工排水 开挖基坑时，流入坑内的地下水和地面
水如不及时排除，不但会使施工条件恶化， 造成土壁塌方，还会影响地基的承载力。因 此，在土方施工中，做好施工排水工作，保 持土体干燥是十分重要的。
五、场地平整施工 场地平整：就是将天然地面改造成我们
所需要的设计平面。它包括：确定场地设计 标高、计算土方量、土方调配等内容。 1、场地设计标高H0的确定 考虑因素： （（14） ）要生有产一工定艺的与泄运水输坡；度 (≥2‰) ； （（25） ）要充考分虑利最用高地洪形水；位的影响。 （3）使挖填平衡，土方量最少；
(1)单向泄水:
场地泄水坡度示意图
(a)单向泄水;(b)双向泄水
(2)双向泄水:
Hn=H0´±i·L 如:H10=H0´-i·0.5a
Hn=H0´±ix·Lx±iy·Ly 如:H10=H0´-ix·0.5a-iy·0.5a
3、场地土方量计算 (1)计算各个角点施工高度hn: hn= Hn - Hn’= 设计标高-地面标高
4、管井井点 管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置
一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽 水来降低地下水位。在土的渗透系数大(20～ 200m／d)的土层中，宜采用管井井点。
当要求井内降水深度超过15m时，可在 管井中使用深井泵抽水。这种井点称为深井 井点（或深管井井点）。深井井点一般可降 低水位30～40m，有的甚至可达百米以上。
方重心的距离。 （3）最优调配方案的确定
最优调配方案的确定，是以线性规划为 理论基础，常用“表上作业法”求解。
第2节 土方工程施工要点 土方工程施工的要点，主要应解决土壁 稳定、施工排水、流砂防治和填土压实等四 个问题。 一、 土壁稳定 土壁的稳定，主要是由土体内摩擦阻力 和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡， 土体就会塌方，这不仅会造成人身安全问题， 同时亦会影响施工，有时还会危及附近的建 筑物。
2、特点 （1）工程量大面广，劳动强度高； （2）施工条件复杂；
受气候、工程/水文地质影响大。 （3）施工现场环境
① 人、机、料集中 ② 交通、安全、文明、环保要求
3、组织施工的要求
（1）在条件允许的情况下应尽可能采用机 械化施工；
（2）要合理安排施工计划，尽量避开冬、 雨期施工；
（3）在施工前要做好调查研究， 拟定合理 的施工方案和技术措施，以保证工程质量和 安全，加快施工进度。
括道路、桥梁和地下工程的施工。
二、课程教学概述
课程前半部分主要讲施工技术，后半部分 主要讲施工组织（项目管理），施工技术是施 工组织设计的基础，因此要认真学习。
三、课程基本要求
1、了解土木或建筑工程施工中各主要工种工 程施工工艺，掌握施工方案拟定的基本方法。
32、、对具现有行分施析工处验理收施规工范技、术规问程题和的质初量步标能准力有。 所了解。
用爆破方法开挖
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花 岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢 岩
用爆破方法开挖
2、土的工程性质 （1）土的密度 ① 天然密度:土在天然状态下单位体积的质量。 ② 干密度 :单位体积土中固体颗粒的质量。 （2）土的含水量
土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。
G1 G2 100%
G2
干土: ω<5% 潮湿土:5%≤ω≤30% 湿土: ω>30%
（3）土的渗透性 土体孔隙中的自由水在重力作用下会产
生流动,土体被水透过的性质称为渗透性。土 的渗透性是土的水力学主要性质之一。
达西(H.Darcy)定律:
V=K ·—h—1-h—2 — = K·I
L
h1
v
h2
A
L
B
（4）土的可松性
土的工程分类
土的二类别、土土的级的别工程分类及土的性名称质
开挖方法及工具
一类土
（松软土） 二类土
根Ⅰ据土砂 泥； ）方亚砂开土；挖冲积的砂土难层；易种植程土；度泥炭，（淤将土用分锹、为锄头八挖掘 亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、 用锹、锄头挖掘；少许用镐
（普通土类）及16Ⅱ个级种植别土、。填筑一土及～亚砂四土 类为土;五～八类翻为松 石。
方法采用 “方格网法”
(1)、将场地划分为边长为a的方格 (一般取a=20m)。
(2)、测定各角点的地面标高。 (3)、计算设计标高 H0。
(a)
(b)
场地设计标高H0计算示意图 (a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图 1一等高线；2一自然地面，3一场地设计标高平面
根据挖、填方平衡，则：
H0 n a2
hn为角点的挖、填方高度— “+”为填方高度
“-”为挖方高度
角点编号 施工高度 地面标高 设计标高
见P9，图1.14
(2)绘出“零线”：
零线——即挖、填方区的分界线
D
零点位置:
A
O
B
h2
X=
ah1 h1+h2
Cx a
零点位置计算
(3)计算场地挖、填土方量
零线求出后，也就划出了场地的挖方区
和填方区，便可采用平均高度法求出土方量。
自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散 而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复成原来 的体积.土的这种性质称为可松性.
土的可松性大小用可松性系数表示:
特别V注3 意： V 2
（1）计V 算土方量：用天然密实土的体积 1
V1
（2）土方运问输：：这用些松参土数的的体大积小关V2系，是考？虑KS
（3）土方V回1 填< ：V3用<压V实2 土的1<体K积S′V3<考K虑S KS′
六、土方调配
土方调配是土方规划中的一个重要内 容，其工作主要包括：划分调配区；计算土 方调配区之间的平均运距；确定土方最优调 配方案；绘制土方调配图表。 （1）土方调配区的划分
原则：应力求挖填平衡、运距最短、费 用最省；考虑土方的利用，以减少土方的重 复挖填和运输。
（2）平均运距 平均运距即挖方区土方重心至填方区土
平时成绩： 共20分，不加分，只扣分！
旷课：5分/次，迟到：1分/次， 早退：3分/次，不交作业：10分/次。 考试成绩：
考试卷面100分，考试时间100分钟， 闭卷。
第1章 土方工程
第1节 土方规划 一、土方工程的内容及施工要求 1、内容 （1）场地平整； （2）开挖沟槽、基坑、隧道等； （3）土方回填与压实
施工排水可分为明排水法和人工降低地 下水位法两种。
人工降低地下水位的方法有轻型井点、 喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵井 点等，可统称为井点降水法。 1、轻型井点
适用于土壤的渗透系数K=0.1～50m/d的 土层中，降水深度为：单级轻型井点3 ～6m， 多级轻型井点6 ～12m 。
轻型井点法降低地下水位全貌图 1－井管；2－滤管；3－总管；4－弯联管；5－水泵房
a2 Hi1 Hi2 Hi3 Hi4 4
H0
(Hi1 Hi2 Hi3 Hi4 ) 4n
H0
H1 2 H2 3 H3 4 H4 4n
式中：H1——1个方格仅有的角点标高；
H2——2个方格共有的角点标高；
H3——3个方格共有的角点标高；
H4——4个方格共有的角点标高；
(一)土壁塌方的原因：（重点） 1、边坡过陡； 2、雨水、地下水渗入基坑，使土体泡软、重 量增大及抗剪能力降低，这是造成塌方的主 要原因。 3、基坑上边边缘附近大量堆土或停放机具、 材料，或由于动荷载的作用，使土体中的抗 剪应力超过土体的抗剪强度。 4、土方开挖顺序、方法未遵守“从上往下， 分层开挖；开槽支撑，先撑后挖”的原则。
公式不同，计算结果亦有所不同，误差相差 较大（P9，例子），所以在地势平坦地区可 将方格尺寸划分得大一些，采用四方棱柱体 法计算即可。
在地势起伏较大的地区，则应将方格尺 寸划分得小一些，宜采用三角棱柱体法计算 土方量。
（2）当用平均断面法计算基坑、基槽、管 沟、路堤、场地平整的土方量时，两断面之 间距离与地形有关，地形平坦，距离可大一 些；地形起伏较大时，则一定要沿地形每一 起伏的转折点处取一横断面，否则会影响土 方量计算的准确性。
三、 流砂的防治
（一）流砂现象及其危害
粒径很小、无塑性的土壤，在动水压力 推动下，极易失去稳定，而随地下水一起流 动涌入坑内，这种现象称流砂现象。
危害：
ac、、引发起生塌流方砂，现使象附后近，建土筑完物全下失沉去、承倾载斜力，， 工人难甚以至立倒足塌，；施工条件恶化；
6－原有地下水位线；7－降低后地下水位线
2、喷射井点 当基坑开挖较深，降水深度要求较大时，
可采用喷射井点降水。其降水深度可达8～ 20 m，可用于渗透系数为0.1～50 m／d的砂 土、淤泥质土层。
3、电渗井点 电渗井点是在轻型或喷射井点中增设电
极而形成，主要用于渗透系数小于0.1m／d 的土层。
2、H0 的调整 (1)土的可松性影响
(a)
(b)
考虑土的可松性调整设计标高计算示意图
调整后设计标高： H0´= H0 +△h
调整前：VW = VT
调整后：V´T=K´S·V´W
由于: V´W = VW K´S –FW×∆h
V´T = VT + FT×∆h
得: 式中:
h Vw(KS 1) FT FW KS
VW,VT ——按理论标高计算出的总挖方,总填
方体积;
FW,FT ——按理论标高计算出的挖方区,填方
区的总面积 ;
(2)考虑泄水坡度的调整
泄水坡度 i= h ≥2‰
(a)
H0
L
2
(b)
y
H0
aaa
aaa
iy
1 H10
i
1
x 1 H10
iy
ix
x
1
a
aH0 a
i
y
2
aaa
H10
i
H0
H10
H0
H10
1、边坡形式 常用挖方边坡值，见P35，表1-9。
四、土方量计算的基本方法
方法有很多，常用的有平均高度法和平均 断面法两种。
1、平均高度法
（1）四方棱柱体法 （2）三角棱柱体法
2、平均断面法
（1）近似计算
（2）较为精确计算
采用平均断面法计算时，若断面不规
则，断面面积可用累高法计算。
3、土方计算时应注意以下两点： （1）由于土方量基本计算方法中，计算
练习题： 某场地平整有4000m3的填方量，填
土为密实砂黏土，Ks=1.2, Ks’=1.05, 试计算：
（1）填土的挖方量； （2）已知运输工具的斗容量为2m3， 需运多少车？
三、土方边坡
坡肩
坡顶
坡高
H
坡底
坡角
坡宽
边坡各部位名称
令: m =
B H
H
1:m = H:B= B
B
m — 边坡系数 1:m —— 边坡坡度
土木工程施工
(建筑工程施工)
Construction Technology of Civil
Engineering
概述
土木（或建筑） 工程施工
施工技术 施工组织（项目管理）
土木或建筑工程施工技术——
是一门研究土木或建筑工程施工中各 主要工种工程的工艺原理、技术方案和施工 方法的学科。
一、课程内容(房屋施工的全过程技术内容) 1、土方工程 2、基础工程 3、砌体工程 4、钢筋混凝土工程 5、预应力混凝土工程 6、结构安装工程 7、防水工程 8、装饰工程 如果是土木施工的全过程技术内容还包
4、能独立完成单位工程施工组织设计。
四、课程特点
综合性、工艺性、实践性、操作性较强
五、学习方法
注意：理论联系实际和知识的综合运用。 掌握三个基本点：基本概念、基本原理、 基本计算
六、课程在建筑工程中的地位
勘测 → 设计 → 施工 → 验收
七、考核方式
平时成绩（20%）+考试成绩（80%）= 成 绩
实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋 掘，部分用锲子及大锤
白石
硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩 用镐或撬棍、大锤挖掘，部
土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩
分用爆破方法
泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的 用爆破方法开挖，部分用镐 石灰岩；风化花岗岩、片麻岩
大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚 实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩； 风化痕迹的安山岩、玄武岩