[学习]土木工程施工讲义第1讲(土方工程)
《土木工程施工》第一章土方工程17页word文档
《土木工程施工》第一章土方工程【学习要求】熟悉“土的可松性”概念，掌握场地设计标高的确定，掌握土方工程量计算、调配，运用表上作业法求最优调配方案；了解影响土方边坡稳定的因素，熟悉土壁支护的形式及适用范围，了解施工降水的基本方法及适用范围，熟悉轻型井点设计与施工；了解常用土方机械的性能及适用范围，能正确合理地选用；了解土方填筑与压实的基本要求及对工程质量的影响。
【重点难点】教学重点：场地设计标高的确定与调整、土方调配和施工、施工排水与降水。
教学难点：表上作业法进行土方调配、轻型井点降水的计算。
【时间分配】3次课、6课时。
1 土方规划1.1 内容及施工要求1.1.1 常见的土方工程施工内容有：①场地平整包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土量、合理进行土方平衡调配等。
②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。
③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。
1.1.2 土方工程的施工要求：●要求标高、断面控制准确；●土体有足够的强度和稳定性；●土方量少、工期短、费用省；●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；●应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。
1.2 土的工程分类分类：在土方工程施工中，按开挖的难易程度分为八类，见教材表1-1注：在湖南省（99）单位估价表中，一二类土统一划为普通土，三四类土统一划为坚土。
不同类土的开挖费用和工效是不一样的，如基坑挖土1.3 土的工程性质土有各种工程性质（物理指标），其中影响土方施工的有土的质量密度、含水量、渗透性和可松性等。
①土的质量密度——分天然密度和干密度。
土的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。
土的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。
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，以百分数表示：221 G GG W -=（1.1）G1——含水状态时土的质量；G2——土烘干后的质量。
土木工程施工讲义第1讲(土方工程)
175m；砼用量2643万m3；决算总投资超过2000亿； ③ 西气东输，总投资1500亿 ，2005年已全线通气； ④ 青藏铁路，总投资1200亿； ⑤ 南水北调东、中、西三线共调水448亿m3，总工程计划2050年
7.是一门古老而又年轻的学科，是永恒的“朝阳产业”
⑴绿色砼、智能建筑、各学科的交叉和融合 ⑵美国设置专项基金鼓励研究“不中断交通置换桥梁问题”；认
识上改变了“夕阳产业”的观点 ⑶21世纪是智能建筑、高速交通、可持续发展以及与高新技术融
汇贯通的土木工程新时代 ⑷人对地球的认识远较太空滞后，开发地下空间迫在眉睫 ⑸人口增加、土地减少、向地下要空间、向海洋要空间、也包括
不论以前课程学习如 何，只要想学，这门 课程一定能学好！！！
㈡ 要求：
1．注意理论和实践相结合，以及知识的综合运用； 2．按时出勤，积极参与课堂讨论； 3．认真思考，提出问题，解决问题；培养分析问题
的能力。
*四土木、工土程施木工 工程在国民经济中的地位和作用
——举足轻重
1.土建工程的内涵及特点——各行各业都离不开它； 2.土建工程大都投入大、涉及面广(人、财、物)； 3.是国民经济的基础产业，影响面广、牵动面大； 4.可以大幅度地拉动国民经济； 5.对抗灾减灾具有极强的积极主动性和不可替代性； 6.学科上属长线专业、硬专业、不易饱和，是一门古
土木工程施工
1.1 概 述
土方施工特点：
1）面广量大，劳动繁重：机械，或机械＋人工。
2）施工条件复杂，露天作业，受自然环境影响大， 地质情况不好探明。
土木工程施工 第一章 土方工程
在土压力作用下失稳而弯曲。
入土深度、支撑或锚杆反力和截面弯矩称为板桩设计 的“ 三要素”
43
单支点板桩的工程事故：
土方工程----基坑工程
44
（3）钢板桩施工：
土方工程----基坑工程
打桩方法：
①单独打入法：易向一边倾斜，累计误差不易纠正。
②围檩插桩法：可保证平面尺寸精确和钢板桩垂直度， 施工速度慢，不经济。
Z = 400×50+100×70+500×40+400×60+100×70+400×40 = 94000 （m3.m)
土方调配图： 土方调配例题2
34
土方工程
第三节 基坑工程
一、土方工程施工前的准备工作 1、场地清理； 2、排除地面水； 3、修筑好临时道路及供水、供电等临时设施； 4、做好材料、机具及土方机械的进场工作； 5、做好土方工程测量、放线工作； 6、做好边坡稳定、基坑（槽）支护、降低地下水工作。
平整、压实
土方工程---概述
填筑（弃土）
2
5、土石方工程施工应注意的问题
土方工程---概述
①合理选择施工方案和施工机械； ②合理调配土方； ③合理组织机械施工； ④安排好运输道路，做好施工准备工作； ⑤合理安排施工计划，尽量避免雨季施工； ⑥保证工程质量； ⑦有安全施工的措施。
3
6、土的分类及基本性质
35
二、土方边坡及其稳定
土方工程----基坑工程
1、土方边坡： 土方边坡坡度以其高度H与其底宽B之比表示。 边坡可做成直线形、折线形或踏步形。
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2、边坡的稳定 （1）破坏形式：
土方工程----基坑工程
37
（2）引起抗剪强度降低的原因 ①气候的变化使土质松散；
1土木工程施工土方工程课件 共165页
A.
V1.2
a2( h12 4 h1h4
h22 ) h2h3
注：hi均为
正值。
B.
V3.4
a2( h32 4 h2h3
h42 ) h1h4
一个角点为挖，另三个角点为填
. A
V4
a2 6
h43 (h1h4)(h3h4)
. B
V1.2.3a62(2h1h22h3h4)V4
（－） （＋）
③ 三填一挖或三挖一填方格
V 1 1 ( ) 2 6 2 ( ( 0 0 .1 0 2 .4 0 .4 )0 3 .9 4 (9 0 9 .1 ) ) 6 3 2 ( 1 4 2 4 )3 4 9 ( 9 1 9 ) 6 1 .7 m 9 3 8（－）
1.1.1 特点 面广量大、施工条件复杂、工期长。
1.1.2 土的工程分类 根据开挖的难易程度
松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软 石、次坚石、坚石、特坚石。 根据颗粒级配与塑性指数
岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人 工填土。
1.1.3 土的工程性质 土的构成：固体颗粒、水和气体三部分。 （1）土的体积：V=Vw+Va+Vs＝Vv+Vs （式中：Vw—水的体积，Vs—土颗粒的体积， Va—气体体积，Vv—孔隙的体积。）
量。）
土的含水量影响：土方施工方法的选择、 边坡的稳定、回填土的质量。
如土的含水量超过25%～30%，则机械化 施工就困难，容易打滑、陷车；
回填土需有最佳含水量，方能夯压密实， 获得最大干密度(表1.2)。
（12）土的可松性： V2＞V3＞V1
土的最初可松性系数：K S
V2 V1
第1章 土方工程
土木工程施工第1章
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
土木工程施工 等 高 如场地设计标高无特殊要求时， 线
● 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
土木工程施工
2.2 场地平整土方量计算
③按挖填平衡确定设计标高
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：
1 H0 ( H1 2 H 2 3 H 3 4 H 4 ) 4n
则为挖方。
角点编号 1 施工高度hn - 0.72 42.52 设计标高Hn 43.24 若hn为正值则该点为填方, hn为负值 自然地面标高H
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。
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
土木工程施工
2.2 场地平整土方量计算
⑵ H0 的确定原则
土木工程施工
第1章 土方工程
—— 土方调配与施工机械
土木101 卢慧珊
土木工程施工
第1章 土方工程
【教学要求】了解土方工程特点；掌握场地设计标高的确定、 调整与土方调配；熟悉边坡稳定及基坑支护的基本原理及主要方 法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方机械 的性能和使用范围；掌握土方的填筑与压实的要求和方法。
土木工程施工课件(土方工程)详解
空压机
2019/2/25 工程施工
铲运机
2019/2/25
大型场地平整时，可采用履带式拖拉机与铲运机联合作业， 提高土方的运输效率。
工程施工
蛙式打夯机压实
压路机压实
填土压实方法应根据压实机械采取不同的填土层 厚度和压实遍数，一般必须分层压实。 2019/2/25 工程施工
2019/2/25
工程施工
基坑放坡大开挖是一种最简单的基坑施工方法，优点是 施工速度快，相对措施费用不高；缺点是周边场地要空旷， 开挖和回填土方量大。放坡坡度的大小与地区土质有关。 2019/2/25 工程施工
桩支护结构的刚 度小。钢板桩拔桩时，易带土造成邻近房屋不均匀沉降。
2019/2/25 工程施工
2 土方工程
东南大学土木工程施工研究所
2019/2/25 工程施工
工程施工中，土在中国区域性差别大，各地区的土方 施工难度大不相同。江苏、上海多为地下水丰富的淤泥 质土，土方开挖施工一般要将基坑支护、基坑降、排水 和止水综合考虑。 土方施工的基本流程为：
编制土方施工方案 施工场地平整 结构基础桩施工
小型钻机
基坑开挖至一定深度，用小型钻机在斜坡上钻孔，插入 粗钢筋或钢管作为土钉，孔内灌浆。
2019/2/25 工程施工
钻孔，插入钢筋或螺 旋管，灌浆，形成土钉
南京玄武湖隧道工程施工梁洲段的土壁支护采 2019/2/25 用了土钉支护结构。 工程施工
大型基坑放坡 开挖，坡面喷混凝 土保护 管井井点降水
钢管内撑
发电厂车间内开挖设备基础的大型深基坑，采取 有效的钢管内撑支护方案，避免影响已建厂房。 2019/2/25 工程施工
钢筋混凝土压顶梁 第一道钢管内撑 钻孔灌注桩排桩
第一章土方工程
土方量计算
四角棱柱体法－近似计算，有时误差达33％； 三角棱柱体法－计算较为精确，一般采用计算机计算。
● 小型场地计算一般采用四角棱柱体法，四角棱柱体法将 所需计算的场地划分为方格法，然后按方格网和确定的零线具 体计算各方格的土方量。具体计算步骤如下：
2019/9/4
27
1.计算场地各方格角点的施工高度（挖、填方高度）
2019/9/4
13
二、场地平整土方量的计算
场地平整前，应首先确定场地的设计标高（一般设计文件 上有规定），然后计算挖填方土方量进行土方调配，选择土 方施工机械，拟定施工方案。
（一）小型场地平整时设计标高的确定
小型场地平整时设计标高的确定－平整前和平整后土方量 相等，挖填方平衡 最佳设计平面－大型厂矿建筑、设计单位进行场平设计， 施工单位进行施工
2019/9/4
Ks
V2 V1
（1.1.1）
7
K
' s
V3 V1
（1.1.2）
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。
土的可松性与土的土质有关，根据土的工程分类，其相应 可松性系数见表1.1.1。
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例1：挖基坑体积1000m3，ks＝1.24，ks‘＝1.04，求 松方体积、填方体积和弃土体积？
4.建筑工程施工， 重庆大学、哈尔滨建筑大学、同济大学编， 中国建筑工业出版社，1985年；
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2
第一章 土方工程
土方工程是各类土木工程项目开始施工的第一个工序，土 方工程具有工程量大、劳动强度大，施工条件复杂等特点，在 土木工程施工中占有重要地位。
第一讲土方工程
１）各方格角点的施工高度计算：
式中： ——角点施工高度，“+”为填土；“-”为挖土；
——角点的设计标高；
——角点的自然地面标高；
２）计算零点位置
图1-4零点位置
零点位置按下式计算：
式中x1、x2 ——角点至零点的距离,m；
h1、h2 ——相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m；
由上图可以看出，Ⅲ和Ⅳ分别使全挖区和全填区；Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ为部分挖方区和部分填方区。
(2)计算零点位置.从图1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五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.
由公式1.10求得：
编号
长度（米）
1
X1-5
4.545455
2
X2-6
13.10345
a —方格网的边长，m.
３）按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.
表1-3常用方格网点计算公式
（５）计算土方总量（累加）将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量。
8.例题
【例1.2】某建筑场地方格网如图1-7所示，方格边长为20m×20m,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.
图1-7某建筑场地方格网布置图
【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1.9得：
脚点编号
实际标高（米）
设Байду номын сангаас标高（米）
设计-实际（米）
9
252.45
251.62
土方工程课程讲解(一)
土方工程课程讲解(一)土方工程课程是土木工程课程中的一个重要组成部分，主要涉及土壤力学、地基工程、隧道与岩土工程等方面的知识。
本篇文章将通过以下几个方面对土方工程课程进行详细解释。
一、课程简介土方工程课程是土木工程学科中比较重要的一门课程，主要涉及土壤力学、地基工程、隧道与岩土工程等领域。
该课程的学习目的在于让学生掌握土质工程的基本理论和应用技能，培养学生对地下工程的认识和分析能力。
二、课程内容1.土壤的力学性质与分类土壤是工程施工过程中非常重要的一个因素，因此在课程的第一章要求学生对土壤的力学性质和分类进行深入了解和研究。
2.基础工程基础工程是工程建设的重要一环，主要包括地基基础、桩基和深基坑等方面内容。
学生需要掌握基础工程的基本知识和技术，掌握现代基础设施建设的方法和技术。
3.软土和淤泥工程软土和淤泥是建筑施工过程中的重要因素，因此学生还需要学习软土和淤泥工程的相关内容。
课程内容涉及软土工程中的地下连续墙和潜孔桩基础等方面的知识，淤泥工程中的挖坑和填坑技术、沉降和建筑地震等方面内容。
4.隧道与岩土工程隧道是地铁、公路等交通建设中必不可少的一部分，因此学生需要学习隧道和岩土工程方面的知识。
课程内容包括隧道工程中的施工管理和技术要求，岩土工程中的岩石和岩体力学、地质和地质勘探等方面的内容。
三、学习方法在学习土方工程课程时，学生需要注重实践操作，熟悉现代建筑施工的方法和技术，了解当今土质工程领域的最新趋势和发展动态。
通过参加施工实践和实践训练，培养学生对土质工程的认识和分析能力。
四、学习前景随着国家对基础设施建设的加速推进，土方工程领域的需求日益增长，未来的土方工程行业将呈现出良好的发展前景。
对于学生来说，通过学习土方工程课程，将有助于提高其未来的就业竞争力。
总之，土方工程课程是土木工程课程中的重要组成部分，它关乎着工程建设和城市发展的基础。
通过学习土方工程课程，学生将能够了解现代建筑施工的方法和技术，掌握土质工程的基本理论和技能，从而为未来的事业发展打下坚实的基础。
第一讲 土方工程
开挖方法
用锹、锄头挖掘 用锹、锄头挖掘， 少许用镐翻松 主要用镐，少许用 锹、锄头，部分用 撬棍 用镐或撬棍，部分 用锲子及大锤 用镐或撬棍、大锤， 部分用爆破
一类土 砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤 （松软土） 泥
二类土 粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂； 1100～1600 （普通土） 粉土混卵(碎)石；种植土；填土 三类土 （坚土） 软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干 黄土；含碎(卵)石的黄土；粉质粘土；压实的 填土
（2)按挖填平衡确定设计标高
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：
1 H0 ( H1 2 H 2 3 H 3 4 H 4 ) 4n
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；
20
场区土方工程量计算
（b）三角棱柱体法 根据各角点施工高度符号的不同将三角形划分为两种情 况：三角形全部为挖方或全部为填方（如图1-5），以及部分 挖方和部分填方（如图1-6）。
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场区土方工程量计算
a2 V (h1 h2 h3 ) 全填或者全挖的体积公式： 6 式中 a ——方格边长；
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。
(a ）场地为单坡泄水时 ，场 地内任意点的设计标高则为：
式中： l —— 该点至设计标高 H ， 0 的距离； i ——场地泄水坡度（不小于2‰）。 场地单向泄水坡度示意图
1750～1900
坚实密实的粘性土或黄土；中等密实的含碎(卵 四类土 )石粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软 （砂砾坚土） 泥灰岩 五类土 （软石） 硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶 结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石岩
土木工程施工01土方工程(2013)
70.29m
（2）按泄水坡度调整设计标高：
H1 70.29 30 2‰ 30 3‰ 70.32
H 70.29 10 2‰ 30 3‰ 70.36 2
H 3 70.29 10 2‰ 30 3‰ 70.40
其它见图1.14 。
6. 结构安装工程 7. 保温节能工程施工 8. 防水工程
9. 装饰工程
10.桥梁结构施工 11.道路工程
施工组织部分（6个方面）
12.施工组织概论 13.流水施工原理
14.网络计划技术
15.施工组织总设计
16.单位工程施工组织设计
17.计算机在土木工程施工中的应用
土方工程
土方规划：涉及土方工程的分类和特点、土的
V1 2 1.5 100 412.5m
填方量：
V3 412.5 2.5 100 162.5m3
Ks 1.25 V2留 V3 162.5 193.5m3 1.05 K
s
填方需留松土体积：
弃土量（松散）： V2弃＝V1 K s V2留 412.5 1.25 193.5 322.1m3
(a)
(b)
图1.4设计标高H0计算示意图 (a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图 1一等高线；2一自然地面；3一场地设计标高平面
场地设计初步标高即为各个方格标高之和的
平均值。可按下式计算：
H0 H i1 H i 2 H i 3 H i 4 4N
（1.5） （1.6）
及边坡的稳定性。
土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒 的质量（105℃，烘干3～4h），用d表示；它 是检验填土压实质量的控制指标。