第一章 土方工程研究报告

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1、2020/7/8,1,建筑工程施工课件,2011.8.26,2020/7/8,2,第一章 土方工程,主要内容：土方工程量计算、土方工程施工准备与基坑（槽）施工、土方工程的机械化施工、土方回填与压实、爆破施工及土方工程质量标准与安全技术； 学习重点：土的工程性质，土的工程性质，土方填筑与压实 ，土方机械化施工，深基坑施工,2020/7/8,3,学习要求: 掌握土的工程性质，土方机械化施工，深基坑施工； 掌握基坑(槽)、场地平整土石方工程量的计算方法； 了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法，爆破工程、土方常见的质量事故及处理； 熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提高生产率的方法；

2、掌握回填土施工方法及质量检验标准。,第一章 土方工程,2020/7/8,4,1.1 概述 1.2 土方工程量计算 1.3 土方工程施工准备与辅助工程 1.4 土方工程得机械化施工 1.5 土方回填与压实 1.6 基坑（槽）施工 1.7 土方工程质量标准与安全技术 1.8 爆破施工 工程实践案例,第一章 土方工程,2020/7/8,6,二、土的分类与现场鉴别方法 在工程上，土根据开挖难易程度分为八类，其中一四类土为土，五八类土为岩石。其开挖难易直接影响其施工方案、劳动量消耗和工程费用。 松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工； 坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松

3、土，部分用爆破的方法施工； 次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。 土的工程分类与现场鉴别方法见表11所示。,1.1 概 述,2020/7/8,7,表11 土的工程分类与现场鉴别方法,1.1 概 述,2020/7/8,8,1.1 概 述,2020/7/8,9,三、土的工程性质 土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍然不能恢复成原来体积，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即 式中 KS、KS土的最初、最终可松性系数； V1土在天然状态下的体积，m3； V2土挖出后在松散状态下的体积，m3； V3土经压(夯)实后的体积，m3。,1.1 概

4、述,2020/7/8,10,例题：已知基坑体积2000m3，基础体积1200 m3，土的最初可松性系数1.14，最后可松性系1.05。问应外运多少松土？,预留夯实土：2000-1200=800 m3；,预留原土：800 / 1.05=762m3；,外运原土：2000-762=1238 m3；,外运松土：12381.14=1412 m3。,1.1 概 述,2020/7/8,11,土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。表达式为： 式中：m湿含水状态土的质量，kg； m干烘干后土的质量，kg； mW 土中水的质量，kg； mS固体颗粒的质量，kg。 土的含水量随气候条件

5、、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。,1.1 概 述,2020/7/8,12,土的天然密度和干密度土的密度： (黏土=1.82.0，砂=1.62.0）土的干密度： 土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：,1.1 概 述,2020/7/8,13,土的孔隙比和孔隙率 孔隙比： 孔隙率：,一般情况：n=0.51.2是粘性土，n=0.30.9是砂土； e0.6是密实的低压缩性土，e1是疏松的高压缩性土。,1.1 概 述,2020/7/8,14,土的渗透性 土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。 渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m

6、/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表12所示。,1.1 概 述,2020/7/8,15,表12 土的渗透系数参考表,1.1 概 述,2020/7/8,16,1.2 土方工程量计算及土方调配,土方施工前，通常要计算土方的工程量，根据土方工程量拟定土方施工的方案，组织土方工程的施工。单土方工程的地形往往复杂，不规则，要进行精确计算比较困难。通常都是将其假设或者划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度由于实际情况相近似的方法进行计算。,2020/7/8,17,一、基坑土方量的计算 基坑是指长宽比小于等于3的矩形土体，其土方量可按立

7、体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算(图11)。即 式中 H 基坑深度，m； A1、A2 基坑上、下底的面积，m2； A0 基坑中截面的面积，m2。,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,18,基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图1-2)： 式中V1第一段的土方量，m3； L1第一段的长度，m。 式中V1、V2 、 Vn各段的土方量，m3,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,19,二、场地平整土方计算 （一）场地设计标高的确定 设计标高选择，需考虑以下因素： （1）满足生产工艺和运输的要求； （2）尽量利用地形，以减少挖方数量； （3）

8、尽量使场地内挖填平衡，以降低土方运输费用； （4）有一定泄水坡度（2），满足排水要求； （5）考虑最高洪水位的要求。,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,20,场地的设计标高，可根据挖填平衡的原则确定。 1.初步计算场地设计标高 方格网法：方格的角点标高，一般根据地形图上相邻两等高线的标高用插入法求得；无地形图时，也可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。 一般说来，理想的设计标高，应该使场地的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,21,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,22,2.计算设计标高

9、的调整值 所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还需考虑以 下因素进一步进行调整: （1）土具有可松性； （2）填(挖)影响； （3）边坡填挖量不等； （4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外挖填土的变化。,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,23,3.考虑泄水坡度对设计标高的影响 由于排水要求，场地表面场有一定的泄水坡度。因此，还需根据场地泄水坡度的要求（单面泄水或双面泄水），计算出场地内各方格角点实际施工时的设计标高。,单面泄水,双面泄水,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,24,（二）场地土方量的计算 1.计算方格土方工程量： 方格网法 1）四个角点

10、挖（填）方 2）两个角点填方，另外两个角点挖方 3）一个角点填（挖）三个角点挖（填）方 断面法；公式法; 累高法 2.边坡土方量的计算 三角棱体:V=1/3A1L1 A1=1/2mh2 三角棱柱体:V=1/2(A1+A2)l4 或V=l4/6(A1+4A0+A2) 3.计算土方总量 所有方格土方量和边坡土方量汇总,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,25,（a）直线形 （b）折线形 （c）阶梯形,m = b/h ，称为边坡系数。,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,26,4.场地土方量的计算,(1)计算各方格角点的施工高度,(2)计算零点位置,(3)计算方格土方

11、工程量,按方格网底面积图形和公式，计算每个方格内的挖方或填方量。,平均高度法：计算图形底面积乘以平均施工高度而得出。 如：二点填方或挖方（梯形）,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,27,(4)边坡土方量的计量,1）三角棱锥体边坡：三角棱锥体边坡体积（如）计算公式,式中：,2）三棱柱体边坡体积：,三棱柱体边坡体积如）计算公式：,当两端横端面面积相差很大的情况,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,28,四角全填（全挖）,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,29,相邻两角为挖，另两角为填,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,30,三角

12、填（挖），另一角挖（填）,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,31,表1.3 常用方格网点计算公式,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,32,【例1.1】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为20m20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,33,【解】 (1) 根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1.8中。 由公式1.8得： h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251

13、.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,34,1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,35,(2) 计算零点位置。从图1.8中可知，

14、15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。 求得： 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x1=8.89(m) 1112线 x1=15.38(m),1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,36,将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如图1.8。 (3) 计算方格土方量。方格、底面为正方形，土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(

15、m3) 方格底面为两个梯形，土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3),1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,37,方格、底面为三边形和五边形，土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格网总填方量： V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3)

16、 方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3),1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,38,(4) 边坡土方量计算。如图1.9，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算， 依式 1.11、1.12 可得： V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3),1.2 土方工程量计算及土方调配,2020/7/8,39,V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 边坡总填方量： V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01 =13.29(m3) 边坡总