01土方工程

第一章 土方工程
概 述 土的工程分类及性质 土方量计算与调配 土方工程的辅助工作 土方工程机械化施工 土方填筑
一、概述
1、施工分类 主要：场地平整； 坑、槽及管沟开挖； 土方填筑。 辅助：施工排、降水； 土壁支撑，运输。 2、施工特点 （1）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多。
1、初步标高（按挖填平衡）
H11
方法：将场地划分为每格边长10～40m H21
的方格网，找出每个方格各个角点的
地面标高
（实测法、等高线插入法） 。
H12 H22
则场地初步标高：
H0=（H11+H12+H21+H22）/4N
H11、 H12、 H21、 H22 ——一个方格各角点的自然地面标高；
F下
V=(F下+4F中+F上)H/6
2、基槽（路堤）土方量：
沿长度方向分段计算Vi，再 V = Vi 断面尺寸不变的槽段：Vi =Fi×Li 断面尺寸变化的槽段：Vi =(Fi1+4Fi0+Fi2)Li/6
二、场地平整土方量 （一）确定场地设计标高 考虑的因素：
（1） 满足生产工艺和运输的要求； （2）尽量利用地形，减少挖填方数量； （3）争取在场区内挖填平衡，降低运输费; （4）有一定泄水坡度，满足排水要求。 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： （1）小型场地――挖填平衡法 （2）大型场地――最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土 方量最小）
L
4、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后 虽经回填压实，仍不能恢复。
最初可松性系数 KS=V2 /V1 1.08~1.5
最后可松性系数 KS’=V3 /V1 1.01~1.3 V1 ——土在自然状态下的体积。 V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 V3 ——土经回填压实后的体积。
•
h挖（填） —方格角点挖或填施工高度绝对值之和；
•
h —方格四个角点施工高度绝对值总和。
例：某场地平整的方格网边长为20m，角点的地面标高如图1所示，地 面排水坡度ix=3‰，iy=2‰，试计算确定场地平整达到挖填平衡的设计 标高H0和角点5的设计标高Hn、施工高度hn。 （计算结果保留小数点后 两位）
（105℃，烘干3~4h） 是检测填土密实程度的指标。
3、土的渗透性 土的渗透性：水在土体中渗流的性能，用渗透系数K表示。 K的意义：水力坡度（I=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体的速度
（V=KI） K的单位：m / d 。
粘土< 0.1
粗砂50-75， Δh
卵石100-200
用途：降低水位方法；回填土
（三）土方调配与优化 土方调配和优化的目的：总运输量最小。 步骤： （1） 找出零线，画出挖方区、填方区； （2）划分调配区 （3）找各挖、填方区间的平均运距（即土方重心间的距离）
可近似以几何形心代替土方体积重心 （4）列挖、填方平衡及运距表 （5）调配
四、土方工程的辅助工程
土壁稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡，一旦失 去平衡，土壁就会塌方。
3、场地土方量的计算：
分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、总填方量
四方棱柱体法
1）全挖、全填格： V挖（填）=a2 (h1+h2+h3+h4)/4
•
h1~ h4 —方格角点施工高度绝对值
•
V挖（填）—挖方或填方的体积。
2）部分挖、部分填格：V挖（填） = a2[ h挖（填）] 2 / 4 h
1、土的含水量： 土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比
W=（G湿-G干）/G干 对土方工程的影响： （1）边坡稳定 （2）填土的质量
含水量超过25%以上，机械开挖时行车困难 最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量（击实试验、手握
经验确定）。
2、土的质量密度：
天然密度 ：是指天然状态下单位体积的质量。 干密度 d：是指单位体积土中固体颗粒的质量。
N——方格个数。
或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4N
H1－－一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。
2、场地设计标高的调整 （1）土的可松性影响 （2）场内挖方和填方的影响 （3）场地泄水坡度的影响 （1）单向排水时，各方格角点设计标高为:
用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土
例：某建筑物基础为带形基础，基础的长度为100m ，基础的截面积为 2.5㎡；基槽的截面积为4.125㎡；地基土质为粉土，KS=1.25， KS’=1.05。
计算:
（1）基槽的挖方量
（2）需留填方用松土量和弃土量
三、土方量计算与调配
一、基坑、基槽、路堤 土方量计算 1、基坑土方量：
造成土壁塌方的主要原因有： (1) 边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深
度大的坑槽中，常引起塌方。 (2) 雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是
造成塌方的主要原因。 (3) 基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷
载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。
Hn = H0 L• i （2）双向排水时，各方格角点设计标高为：
Hn = H0 Lx ix L yi y
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（二）场地土方量计算 1、计算各方格角点的施工高度 hn ：
hn= Hn－Hn’ 即：hn=该角点的设计标高—自然地面标高（m） 2、确定零线（挖填分界线）
插入法、比例法找零点 零点连线
3、组织土方工程施工的要求 （1）在条件允许的情况下，应可能采用机械化施工； （2）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工； （3）降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田； （4）拟定合理的施工方案和技术措施，保证工程质量和安全。
二、土的工程分类及性质
按开挖的难易程度分为八类 一类土（松软土）、二类土（普通土) 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土） ——人工或机械直接开挖 五类土（软石）、六类土（次坚石） 七类土（坚石）、八类土（特坚石） ——爆破开挖