2-第一章土方工程

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第二节 土方工程量的计算及土方调配 一、基坑、基槽土方量计算 按立体几何中的拟柱体体积公式计算，得出： V＝ 其中
H 6
（A1+4A0+A2）
H—基坑深度（ｍ）
A1、A2—基坑上、下两底面积（㎡）
A0—基坑中截面面积（㎡）。A0＝（
A1 2 A2
）2
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如果是基槽、路堤的土方量可以沿长度方向分段后，再用同 样的方法计算:
考虑因素是：ａ、满足规划、生产工艺和运输的要求；
ｂ、充分利用地形，尽量挖填方平衡，以减少 土方量；
ｃ、要有一定泄水坡度，满足排水要求；
ｄ、考虑最高洪水位的影响。
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1.初步计算场地设计标高（H0）
假定整平后场地是水平的，不考虑边坡、泄水坡，利用平整前总土方量 =平整后总土方量的原则，初步计算场地设计标高。
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二、土方边坡与土壁支撑
为了防止塌方，保证施工安全，基坑开挖时应做成一定的 边坡或加设临时支撑保持土壁稳定。 （一）土方边坡 土方边坡的坡度是以土方挖方深度H与底宽B之比表示.即 H:B=1:m,m为边坡系数。 边坡可做成直线型、折线型、阶梯型
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土方边坡的坡度的大小主要与土质、开挖深度、开 挖方法、坡度留置时间的长短、边坡附近的各种荷 载状况及排水情况有关。当地质条件良好，土质均 匀且地下水位低于基坑地面标高时，挖方边坡可做 成直立壁而不加支撑，但深度不超过下列规定：
Ⅱ
1100～1600
三类土 (坚土)
Ⅲ
软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土、 含有碎石卵石的黄土；粉质粘土；压实的填土 坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密 实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥 灰岩 硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不 紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩
在5％～30％之间，为潮湿土
＞30％为湿土
在一定含水量的条件下，用同样的机具，可使回填 土达到最大的干密度，此含水量称为最佳含水量。
砂土为 8％～12％ 粉土为 9％～15％ 粘土为 19％～23％ 粉质粘土 12％～15％
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3．土的天然密度（ρ）和干密度(ｐd) 土在天然状态下单位体积的质量，叫土的天然密度。用:
密实、中密的砂土和碎石类土－－1.0ｍ
硬塑、可塑的粉土及粉质粘土－－1.25ｍ
硬塑、可塑的粘土及碎石类土（填充物为粘性土） －－1.5ｍ
坚硬的粘土－－2.0ｍ
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（二）土壁支撑
在开挖基坑、沟槽时，为了缩小施工面，减少土方量或因 场地限制不能放坡时，可以设置土壁支撑的施工方法。 沟槽采用横撑式支撑根据挡土板的不同，分为水平挡土板 和垂直挡土板。
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A、三角形棱锥体边坡体积 图中①其体积为 式中：L1——边坡①的长度（m）； F1——边坡①的端面积（m2）； h2——角点的挖土高度； m——边坡的坡度系数。
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B、三角棱柱体边坡体积 如图中④其体积为 当边坡④的长度（m）； F3、F5、F0——边坡④的两端及中部横短面面积
2200～2900
用爆破方法开挖， 部分用风镐
七类土 (坚石)
Ⅶ
2500～3100
用爆破方法开挖
八类土 (特坚土)
Ⅷ
2700～3300
用爆破方法开挖
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三、土的基本性质 (一)土的组成
土由土颗粒（固相）、水（液相）和空气（气相） 三部分组成，可用三相图表示。
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（二）土的物理性质 1．土的可松性与可松性系数 天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实， 仍不能完全恢复原来，这种现象称为土的可松性。土的可 松性用可松性系数表示，即： KS 式中 ＝
V２ V1
KS´＝
V3 V1
KS—土的最初可松性系数
KS´--土的最终可松性系数
V1—土在天然状态下的体积 V2—土被挖出后松散状态下的体积
V3—土经压（夯）实后的体积
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2．土的天然含水量 在天然状态下，土中水的含水量（ω）是土中水的质量与固 体颗粒质量之比的百分率表示。即： ω＝ 式中
mw ms
②
③
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3.考虑泄水坡度对设计标高的影响
按上述调整后的设计标高进行场地平整,整个场地表面将处于同一 个水平面,但实际上由于排水要求,场地表面均有一定的泄水坡度,因此还 要根据场地泄水坡度要求,计算出场地内实际施工的设计标高。 平整场地坡度，一般标明在图纸上，如设计无要求，一般取不小于 2‰的坡度，根据设计图纸或现场情况，泄水坡度分单向泄水和双向泄
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2.场地设计标高的调整
①
由于具有可松性，按H0进行施工，填土将有剩 余，必要时可相应的提高设计标高； 由于设计标高以上的填方工程用土量，或设计 标高以下的挖方工程挖土量的影响，使设计标 高降低或提高； 由于边坡挖填量不等，或经过经济比较后将部 分挖方就近弃于场外、部分填方就近从场外取 土而引起挖填方量的变化，需相应的增减设计 标高。
水。
H n H 0 li
H n H 0 lxix l yi y
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（二）场地土方量计算：用方格网法
1．划分方格网并计算各方格角点的施工高度。 按公式 ： hn=Hn-H 计算 hn：角点施工高度。“+”表示填方，“-”表示挖方。 Hn：角点的设计标高（若无泄水坡度时，即为场地的设计标高）。 H：角点的自然地面标高。
土的分类 一类土 (松软土) 二类土 (普通土)
土的级别 Ⅰ
土的名称 砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥(泥 炭) 粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉 土混卵(碎)石；种植土；填土
密度(kg/m3) 600～1500
开挖方法及工具 用锹、锄头挖掘， 少许用脚蹬 用锹、锄头挖掘， 少许用镐翻松
ix=3‰
A
iy=2‰
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2.计算零点位置：可用图解法或计算法。 当同一方格的四个角点的施工高度全为“＋”或全 为“－”时，说明该方格内的土方则全部为填方或 全部为挖方，如果一个方格中一部分角点的施工高 度为“＋”，而另一部分为“－”时，说明此方格 中的土方一部分为填方，而另一部分为挖方，这时 必定存在不挖不填的点，这样的点叫零点，把一个 方格中的所有零点都连接起来，形成直线或曲线， 这道线叫零线，即挖方与填方的分界线。 图解法：用尺在角点上标出相应比例，连线与方格 相交点即为零线。
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4.土的孔隙比和孔隙率: 土的孔隙比和孔隙率反映了土的密实程度.孔隙比 和孔隙率越小土越密实。 孔隙比e是土的空隙体积Vv与固体体积Vs的比值.用 下式表示:e=Vv/Vs
孔隙率n是土的空隙体积Vv与总体积V的比值，
用百分数表示：n=Vv/V×100%
5．土的渗透系数
土的透水系数是表示单位时间内水穿透土层的能力。 以m/d表示。它影响施工降水与排水的速度。土的 渗透系数 见表
×100％
mw—土中水的质量
ms—土中固体颗粒经温度为105℃后的质量
土的含水量测定方法： 把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～105°C）， 直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土 的质量M，第二次称量为烘干后土的质量mS，利用公式 可 计算出土的含水量。
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一般土的干湿程度用含水量表示： 含水量＜5％，为干土
第一章 土方工程
四川工程职业技术学院建筑系
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常见土方工程有：场地平整、基坑（槽）与管 沟的开挖，人防工程及地下建筑物的土方开挖，路
基填土及碾压等
土方工程的施工过程有：开挖、运输、填筑、
平整和压实等主要施工过程，以及排水、降水和土
壁支撑等准备工作与辅助工作。
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第一节 一、土方工程的施工特点： 工业与民用建筑工程中土方工程一般分为四类： 1.场地平整 2.基坑(槽)及管沟开挖 3.地下工程大型土方开挖 4.土方填筑 土方工程的特点： （1）工程量大，施工工期长，施工条件复杂，劳动强度 大； （2）多为露天作业，施工受当地气候条件影响大，且土 的种类繁多，成分复杂，工程地质及水文地质变化多，也 对施工影响较大。 概述
H na
2
2 H 11 H 12 H a 4
21
H
22

H
H 11 H 12 H
4n
21
H
22

H
H 1 2 H
2
3 H 4n
3
4 H
4
H1----为一个方格仅有的角点标高； H2----为二个方格共有的角点标高； H3----为三个方格共有的角点标高； H4---- 为四个方格共有的角点标高；
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垂直挡土板
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三、土方工程施工排水与降低地下水位
降水方法分明排水法和人工降低地下水位法两类。 （一）明排水法

X

x iV i Vi
Y
y iV i Vi
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第三节 施工准备与辅助工作 一、施工准备：主要工作有： 1．场地清理 拆除房屋，古墓、拆迁或改建通讯，电力线路，上下水 道以及其他建筑物，迁移树木，支除耕植土及河糖淤泥等。 2．排除地面水 地面水的排除一般采用排水沟，截水沟、挡水坝等。 注：排水沟最好设置在施工区域边缘或道路两旁； 山区的场地平整施工，应在较高一面的山坡开挖截水沟； （3）在低洼地区施工时，必要时修筑挡水土坝，以阻挡雨 水流入 3．修筑临时设施 道路、供水、供电另外修筑临时住宿及办公房屋，加工棚 等。
ρ＝
m v
表示
ms v
土的干密度是土的固体颗粒质量与总体积的比值。 土的干密度（ρd）按下式计算：ρd＝ 土的干密度愈大，表示土愈密实。工程上常把干密度作为 评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的质量。土的 密实度:通常用密实度表示土的紧密程度。同类土在不同状 态下（如不同的含水量、不同的压实程度等），其紧密程 度也不同。 土的实际干密度可用“环刀法”测定。先用环刀取样，测 出土的天然密度（p），并烘干后测出含水量（ω）