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1、土方工程施工土方工程施工土方量的计算与调配土方量的计算与调配1施工机械的选择施工机械的选择2基坑验槽及处理基坑验槽及处理3土方填筑与压实土方填筑与压实4学习要求:了解土木工程施工技术的研究方向；掌握学习方法；熟悉施工中土的工程分类及分类依据；掌握土的可松性；熟悉原状土压实后的沉降量。 n n1.1.1 1.1.1 土方工程的特点土方工程的特点n n1 1、内容、内容 n n主要：场地平整；主要：场地平整； 坑、槽开挖；坑、槽开挖； 土方填筑。土方填筑。n n辅助：施工排、降水；辅助：施工排、降水； 土壁支撑。土壁支撑。n n2 2、施工特点、施工特点n n（1 1）量大面广；）量大面广；n n
2、（2 2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长；）劳动强度大，人力施工效率低、工期长；n n（3 3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不 确定因素多。确定因素多。项目一 土方量的计算与调配n n3 3、施工设计应注意、施工设计应注意n n（1 1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械；）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械；n n（2 2）合理调配土方，使总施工量最少；）合理调配土方，使总施工量最少；n n（3 3）合理组织机械施工，以发挥最高效率；）合理组织机械施工，以发挥最高效率；n n（4 4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅
3、助工）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作；作；n n（5 5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；n n（6 6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。1.1.2 1.1.2 土的工程分类土的工程分类n n按开挖的难易程度分为八按开挖的难易程度分为八 类类n n一类土（松软土）一类土（松软土）n n二类土（普通土二类土（普通土) )n n三类土（坚土）三类土（坚土）n n四类土（砂砾坚土）四类土（砂砾坚土）n n机械或人工直接开挖五类土（软石）六类土（次坚石 ）七类土（坚石）八类土（特坚石 ）爆破开挖
4、1、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。 V1 土在自然状态下的体积。 m3V2 土经开挖后松散状态下的体积。 m3V3 土经回填压实后的体积。 m3 最初可松性系数 1.081.5最后可松性系数 1.011.3 用途： KS：可估算装运车辆和挖土机械KS ：可估算填方所需挖土的数量V1V2V2 V1V2V3 V1V31.1.3 1.1.3 土的工程性质土的工程性质案例案例 1 1208m3某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土， 问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS=1.04 ）答：填方用土： V1 = V3/
5、 KS=208/1.04=200m3（原状土 ）V2 = KS V1 =1.02*200=240m3（松散土 ）2m3 的装载车运土需要车次：n=240/2=120车次2 2、原状土经机械压实后的沉降、原状土经机械压实后的沉降 量量n n经验公式：经验公式：n nS=P/CS=P/Cn nS S原状土经机械压实后的沉降量原状土经机械压实后的沉降量(cm)(cm)n nP P机械压实的有效作用力机械压实的有效作用力(kg/cm(kg/cm2 2) )n nC C原状土的抗陷系数原状土的抗陷系数(kg/cm(kg/cm3 3), ),按表取值按表取值3 3、土的渗透性、土的渗透性n n土体被水透过
6、的性质，用渗透系数土体被水透过的性质，用渗透系数 K K 表示。表示。n nK K的意义：水力坡度（的意义：水力坡度（I=I=hh/L/L）为）为1 1时，单位时间内水时，单位时间内水穿透土体的速度（穿透土体的速度（V=KIV=KI） LhK的单位：m / d粘土 0.1，粗砂5075，卵石100200用途：降低水位;回填。n n4. 4.土的天然密度：土的天然密度： 在天然状态下，单位体积土的重量。它与土的密实程度和在天然状态下，单位体积土的重量。它与土的密实程度和 含水量有关。含水量有关。 土的天然密度按下式计算：土的天然密度按下式计算： 式中式中: : 土的天然容重土的天然容重,t/m,
7、t/m3 3； mm 土的天然重量土的天然重量t t； VV 土的体积土的体积,m,m3 3. .n n. .干密度干密度: : 土的固体颗粒重量与总体积的比值土的固体颗粒重量与总体积的比值. .用下式表示：用下式表示： 式中式中 r rd d土的天然容重土的天然容重,t/m,t/m3 3； mms s 土的总重量土的总重量t t；VV 土的体积土的体积,m,m3 3. .n n在一定程度上在一定程度上, ,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度. .土的干密度愈大土的干密度愈大, ,表表示土愈密实示土愈密实. .土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量
8、来控制土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制.1.6t/m.1.6t/m3 3n n5. 5.土的天然含水量土的天然含水量n n土的含水量：土中水的重量与固体颗粒重量之比的百分率土的含水量：土中水的重量与固体颗粒重量之比的百分率n nn n式中：式中：g gw w 土中水的重量土中水的重量,t ,t； g gS S固体颗粒的重量固体颗粒的重量,t. ,t. 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡土的含水量随气候条件、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的稳定性及填方密实程度有直接的影响. . 对工程施工的影响对工程施工的影响：
9、土方开挖的难易程度，开挖机械的选择、地基处：土方开挖的难易程度，开挖机械的选择、地基处理的方法、夯实填土的质量理的方法、夯实填土的质量最佳含水量（砂土最佳含水量（砂土812%812%；亚砂土；亚砂土915%915%；亚粘土；亚粘土1215%1215%；粘土；粘土1923%1923%）；行车（）；行车（2530%2530%陷车）、边陷车）、边坡稳定坡稳定开挖、行车（2530%陷车）、边 坡稳定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 ）uu场地平整场地平整 场地竖向规划设计 场地平整土方量计算 土方调配 场地平整土方机械及其施工1.2.1 1.2.1 场地的竖向规划
10、设计场地的竖向规划设计n n确定场地设计标高考虑的因素：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）aaaaaaH11H12H21H221 1、初步计算场地设计标高、初步计算场地设计标高 HH0 0n n方法方法：将场地划分为每格边长：将场地划分为每格边长101040m40m的方格网，找出每的方格网，找出每个方格各个角点的地面
11、标高（实测法、等高线插入法）个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法） 。原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。初步计算场地设计标高初步计算场地设计标高HH0 0H11H12H21H22H0=（H11+H12+H21+H22）/4MH11、 H12、 H21、 H22 一个方格各角点 的自然地面标高M 方格个数。或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4MH1一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。【案例案例2 2】某建筑场地方格网、某建筑场地方格网、地面标高如图地面标高如图, ,格边长格边长a=20ma=20m。泄。泄水坡度水坡度
12、 i ix x=2 =2，i iy y=3=3，不考虑，不考虑土的可松性的影响，确定方格各土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高和施工高度。角点的设计标高和施工高度。n n答：答：（1 1）初步计算场地的设计标高）初步计算场地的设计标高H H0 0n nH H0 0= =（ H H1 1+2+2 H H2 2+3+3 H H3 3+4+4 H H4 4）/4M/4M=70.09+71.43+69.10+70.70+2 =70.09+71.43+69.10+70.70+2（70.40+70.95+69.71+70.40+70.95+69.71+） +4+4（70.17+70.70+69.81
13、+70.3870.17+70.70+69.81+70.38） / /（4949）=70.29=70.29（m m）70.09n n2 2、场地设计标高的调整、场地设计标高的调整 ( H( H0 0 ) )n n n n 1)土具有可松性，必要时应相应的提高H0挖方量填方量h2)受局部填挖的影响沟渠3)经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理案例2 答： (2)不考虑土的可松性 H0 = H0=70.29mn n3 3、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高 HHn n 单向排水时:HH0li 双向排水时，各方格角点设计标高Hn为：以场地
14、中心点为H0 Hn = H0 Lx ix L yi y按要求的泄水坡度调整各角点设计标高Hn ：LyLxixiyH0Hn70.09n n（3 3）按泄）按泄水坡度调整水坡度调整 设计标高设计标高 HHn n ：n nHHn n = = HH0 0 n n L Lx x i ix x L Ly yi iy y70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26H070.29H2 =70.29102+303=70.36H3 =70.29+102+303=70.40H1 =70.29302+3
15、03=70.32其它见图案例24 4、计算场地各角点施工高度、计算场地各角点施工高度 h hn nn n施工高度施工高度 指各角点挖方或填方的高度，它等于各角指各角点挖方或填方的高度，它等于各角 点的实际设计标高和原地形标高之差。点的实际设计标高和原地形标高之差。hn= Hn Hnhn 施工高度，填挖Hn 设计标高Hn 原地形标高70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09案例案例 2 2 （ 4 4）计算各方格角点的施工高度）计算各方格角点的施工高度 h hn nn nh hn n= = HHn n HHn nn n即：即：h hn n= =该角点的设计标高该角点的设计标高 自然地面标高（自然地面标高（mm）n nh h1 1=70.32 =70.3270.09
