土方工程第1講

土方調(diào)配與施工機(jī)械第2講

基坑支護(hù)與降水第3講

土方開挖與填筑

1概述

包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：1.1土方工程的內(nèi)容

⑴場地平整：包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計標(biāo)高、計算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。第1講土方調(diào)配與施工機(jī)械共58頁第1頁

⑶土方回填與壓實：包括土料選擇、運輸、填土壓實的方法及密實度檢驗等。

⑵開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)：包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等?；油练介_挖1.2土方工程的施工要求●土方量少、工期短、費用??；●因地制宜編制合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；1概述●要求標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確；●應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的施工工藝、施工組織和機(jī)械化施工?！裢馏w有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；基坑土方開挖道路土方開挖共58頁第2頁土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥600～1500用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅土）軟及中等密實粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎(卵)石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍四類土（砂礫堅土）堅實密實的粘性土或黃土；中等密實的含碎(卵)石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖1100～2700用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破六類土（次堅石）泥巖；砂巖；礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r；密實的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖2200～2900用爆破方法，部分用風(fēng)鎬七類土（堅石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r2500～3100用爆破方法八類土（特堅石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細(xì)?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法1.3土的工程分類1概述共58頁第3頁1.4土的工程性質(zhì)

天然密度--是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。

干密度--是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗土壓實質(zhì)量的控制指標(biāo)。1.4.1土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀標(biāo)準(zhǔn)擊實儀

不同類的土，其最大干密度是不同的;同類的土在不同的狀態(tài)下(含水量、壓實程度)其密實度也是不同的。1概述共58頁第4頁1.4.2土的含水量W是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比：快速含水量測定儀

W＝（G1－-G2）／G2含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土質(zhì)量;土的含水量超過25～30%，則土方施工機(jī)械容易打滑、陷車;回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實，獲得最大干密度。1.4.3土的滲透性是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流速度

V

與土的滲透系數(shù)

K

和水頭梯度

I有關(guān)，滲流速度按達(dá)西公式計算：V（m/d）=K·I

滲透系數(shù)

K值將直接影響降水方案的選擇和涌水量計算的準(zhǔn)確性1.4土的工程性質(zhì)共58頁第5頁1.4.4土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用可松性系數(shù)KS

表示。

土的最初可松性系數(shù)KS=V2/V1；

土的最后可松性系數(shù)K，S=V3/V1

。

式中：V1

——土在天然狀態(tài)下的體積；

V2

——土經(jīng)開挖后的松散體積；

V3

——土經(jīng)回填壓實后的體積。不同分類的土的可松性系數(shù)可參考下表：土的最初可松性系數(shù)KS是計算挖掘機(jī)械生產(chǎn)率、運土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)；最后可松性系數(shù)K，S是計算場地平整標(biāo)高及填方所需的挖方體積的重要參數(shù)1.4土的工程性質(zhì)共58頁第6頁土的可松性參考值土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)最初最后最初Ks最后K，s一類土（種植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二類土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二類土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三類土24～304～71.24～1.301.04～1.07四類土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七類土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八類土45～5020～301.45～1.501.20～1.301.4土的工程性質(zhì)共58頁第7頁2土方量的計算與調(diào)配土方量計算的基本方法有平均高度法

和平均斷面法

兩種。2.1.1平均高度法

⑴四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于a的方格網(wǎng)，每個方格網(wǎng)的土方體積V等于底面積a2乘四個角點高度的平均值，即：2.1土方量計算的基本方法四方棱柱體的體積計算第1講土方調(diào)配與施工機(jī)械共58頁第8頁2.1

土方量計算的基本方法2.1.2平均斷面法

⑵三角棱柱體法：將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分為兩個三角形，然后分別計算每一個三角棱柱體的土方量。三角棱柱體的體積計算方格網(wǎng)土方量計算一般采用平均高度法（四方棱柱體法和三角棱柱體法）?；?、基槽、管溝、路堤的土方量計算可采用平均斷面法。即：基坑土方量計算基槽、路堤土方量計算F1F0F0F1F2F2共58頁第9頁2.2場地平整土方量計算⑴

H0的重要性2.2.1

場地設(shè)計標(biāo)高H0的確定

場地設(shè)計標(biāo)高是進(jìn)行場地平整和土方量計算的依據(jù),也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計的依據(jù)。合理地確定場地設(shè)計標(biāo)高，對減少土方工程量、加速工程進(jìn)度、降低工程造價有著重要意義。2

土方量的計算與調(diào)配

確定場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個最佳方案。場地平整施工共58頁第10頁⑵

H0的確定原則

●滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊?；●充分利用地形，分區(qū)或分臺階布置，分別確定不同的設(shè)計標(biāo)高；●考慮挖填平衡，棄土運輸或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≥2‰)，滿足排水要求；●考慮最高洪水位的影響。2.2場地平整土方量計算分臺階布置確定不同的場地設(shè)計標(biāo)高考慮挖填平衡設(shè)置不同的場地設(shè)計標(biāo)高共58頁第11頁⑶

H0的確定步驟

如場地設(shè)計標(biāo)高無特殊要求時，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則確定H0,其步驟如下：

①劃分方格網(wǎng)

方格網(wǎng)邊長a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原則即場地內(nèi)土方的絕對體積在平整前、后相等等高線方格網(wǎng)場地設(shè)計標(biāo)高計算圖用插入法求得H13=251.70②確定各方格網(wǎng)角點高程

●水準(zhǔn)儀實測；●利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得。插入法的圖解法2.2場地平整土方量計算共58頁第12頁

按每一個方格的角點的計算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點為幾個方格共有的情況，確定設(shè)計標(biāo)高H0的實用公式為：③按挖填平衡確定設(shè)計標(biāo)高式中：

n——

方格網(wǎng)數(shù)；

H1——

一個方格僅有的角點坐標(biāo)；

H2——

兩個方格共有的角點坐標(biāo)；

H3——

三個方格共有的角點坐標(biāo)；

H4——

四個方格共有的角點坐標(biāo)。2.2場地平整土方量計算水準(zhǔn)儀測量確定各角點高程共58頁第13頁2.2.2

場地設(shè)計標(biāo)高H0的調(diào)整

按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出H,0：

●土的可松性影響；

●場內(nèi)挖方和填方的影響；

●場地泄水坡度的影響。2.2場地平整土方量計算未考慮土的可松性影響導(dǎo)致大量的建筑余土需外運未考慮場地泄水坡度導(dǎo)致排水不暢雨季工地常被水淹共58頁第14頁由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場地設(shè)計標(biāo)高調(diào)整為：VWVTH0V,WV,TH,0Δh理論設(shè)計標(biāo)高調(diào)整設(shè)計標(biāo)高⑴

土的可松性影響2.2場地平整土方量計算共58頁第15頁

式中：

Δh——土的可松性引起設(shè)計標(biāo)高的增加值；

VW、VT——按理論設(shè)計標(biāo)高計算的總挖方、總填方體積；

FW、FT——按理論設(shè)計標(biāo)高計算的總挖方或填方區(qū)總面積；

K，s——土的最后可松性系數(shù)。

場地設(shè)計標(biāo)高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)觀點出發(fā)，常會將部分挖方就近棄于場外，或就近于場外取土用于部分填方，均會引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場地設(shè)計標(biāo)高。其設(shè)計標(biāo)高調(diào)整值按下式計算：

⑵

場內(nèi)挖方和填方的影響式中：

Q——場地根據(jù)H0平整后多余或不足的土方量。2.2場地平整土方量計算場外就近棄土場外借土填方共58頁第16頁

調(diào)整后的設(shè)計標(biāo)高是一個水平面的標(biāo)高,而實際施工中要根據(jù)泄水坡度的要求(單坡泄水或雙坡泄水)計算出場地內(nèi)各方格網(wǎng)角點實際設(shè)計標(biāo)高。⑶場地泄水坡度的影響

場地為單坡泄水時，場地內(nèi)任意點的設(shè)