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1、土方工程,第1讲 土方调配与施工机械 第2讲 基坑支护与降水 第3讲 土方开挖与填筑,1 概 述,包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：,1.1 土方工程的内容,场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。,第1讲 土方调配与施工机械,共58页 第1页,土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。,开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。,基坑土方开挖,1.2 土方工程的施工要求,土方量少、工期短、费用
2、省； 因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；,1 概 述,要求标高、断面控制准确；,应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。,土体有足够的强度和稳定性；,基坑土方开挖,道路土方开挖,共58页 第2页,1.3 土的工程分类,1 概 述,共58页 第3页,1.4 土的工程性质,天然密度-是指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。 干密度-是指单位体积中固体颗粒的质量，它是用以检验土压实质量的控制指标。,1.4.1 土的质量密度,取土环刀 标准击实仪,不同类的土，其最大干密度是不同的;同类的土在不同的状态下(含水量、压实程度)
3、其密实度也是不同的。,1 概 述,共58页 第4页,1.4.2 土的含水量W,是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比：,快速含水量测定仪,W（G1-G2）G2,含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土质量; 土的含水量超过2530%，则土方施工机械容易打滑、陷车; 回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度。,1.4.3 土的渗透性,是指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度 V 与土的渗透系数 K 和水头梯度 I 有关，渗流速度按达西公式计算：,V（m/d）=KI,渗透系数 K 值将直接影响降水方 案的选择和涌水量计算的准确性,1.4 土的工程性质,共58页 第5
4、页,1.4.4 土的可松性,即自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。 土的可松性用可松性系数 KS 表示。 土的最初可松性系数 KS= V2 / V1； 土的最后可松性系数 K，S= V3 / V1 。 式中：V1 土在天然状态下的体积； V2 土经开挖后的松散体积； V3 土经回填压实后的体积。,不同分类的土的可松性系数可参考下表：,土的最初可松性系数 KS是计算挖掘机械生 产率、运土车辆数量 及弃土坑容积的重要 参数；最后可松性系 数K，S是计算场地平 整标高及填方所需的 挖方体积的重要参数,1.4 土的工程性质,共58页 第6页,土的可松
5、性参考值,1.4 土的工程性质,共58页 第7页,2 土方量的计算与调配,土方量计算的基本方法有平均高度法 和平均断面法 两种。,2.1.1 平均高度法,四方棱柱体法：将施工区域划分为若干个边长等于a 的方格网，每个方格网的土方体积 V 等于底面积 a2 乘四个角点高度的平均值，即：,2.1 土方量计算的基本方法,四方棱柱体 的体积计算,第1讲 土方调配与施工机械,共58页 第8页,2.1 土方量计算的基本方法,2.1.2 平均断面法, 三角棱柱体法：将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分为两个三角形，然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。,三角棱柱体的体积计算,方格网土方量计算一般采用平均高
6、度法（四方棱柱体法和三角棱柱体法）。,基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算可采用平均断面法。即：,基坑土方量计算 基槽、路堤土方量计算,F1,F0,F0,F1,F2,F2,共58页 第9页,2.2 场地平整土方量计算, H0的重要性,2.2.1 场地设计标高H0的确定,场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据,也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。,2 土方量的计算与调配,确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。,场地平整 施工,共58页 第10页, H0 的确定原则,满足生产工艺和运
7、输的要求； 充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；,考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少； 要有合理的泄水坡度(2)，满足排水要求； 考虑最高洪水位的影响。,2.2 场地平整土方量计算,分台阶布置 确定不同的场地设计标高,考虑挖填平衡 设置不同的场地设计标高,共58页 第11页, H0 的确定步骤,如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0 ,其步骤如下：,划分方格网 方格网边长a 可取 1050m，常用20m、 40m；,挖填平衡 原则即场 地内土方 的绝对体 积在平整 前、后相 等,等高线,方格网,场地设计标高计算图,用插入法求得H13=251
8、.70,确定各方格网角点高程, 水准仪实测； 利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。,插入法的 图解法,2.2 场地平整土方量计算,共58页 第12页,按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：,按挖填平衡确定设计标高,式中： n 方格网数； H1 一个方格仅有的角点坐标； H2 两个方格共有的角点坐标； H3 三个方格共有的角点坐标； H4 四个方格共有的角点坐标。,2.2 场地平整土方量计算,水准仪测量 确定各角点高程,共58页 第13页,2.2.2 场地设计标高H0的调整,按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因
9、素进行调整，求出H ,0： 土的可松性影响； 场内挖方和填方的影响； 场地泄水坡度的影响。,2.2 场地平整土方量计算,未考虑土的可松性影响 导致大量的建筑余土需外运,未考虑场地泄水坡度 导致排水不畅 雨季工地常被水淹,共58页 第14页,由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高，故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为：,VW,VT,H0,V ,W,V ,T,H ,0,h,理论设计标高 调整设计标高, 土的可松性影响,2.2 场地平整土方量计算,共58页 第15页,式中： h土的可松性引起设计标高的增加值； VW、VT按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积； FW、FT按理论设计标高计算的
10、总挖方或填方区总面积； K，s土的最后可松性系数。,场地设计标高H0是按挖填土方量平衡的原则确定的，但从经济观点出发，常会将部分挖方就近弃于场外，或就近于场外取土用于部分填方，均会引起挖填土方量的变化，亦需调整场地设计标高。其设计标高调整值按下式计算：, 场内挖方和填方的影响,式中： Q场地根据H0平整后多余或不足的土方量。,2.2 场地平整土方量计算,场外就近弃土 场外借土填方,共58页 第16页,调整后的设计标高是一个水平面的标高,而实际施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)计算出场地内各方格网角点实际设计标高。, 场地泄水坡度的影响,场地为单坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：,场地单向泄水坡度示意图,i,i,场地双向泄水坡度示意图,ix,ix,iy,iy,HnH ,0 l i,场地为双坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：,HnH ,0 lx ix ly iy,正负号的取值： 角点在H ,0之上取“”，反之取“”,2.2 场地平整土方量计算,共58页 第17页,
