同济大学土木工程施工第01章 土方工程 PPT

KS V V1 2；KS ’V V1 3
式中 Ks——最初可松性系数； Ks’——最后可松性系数； V1——土在天然状态下的体积（m3）； V2——土经开挖后的松散体积（m3）； V3——土经回填压实后的体积（m3）。
(1-1)
➢ KS ：计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数， ➢ KS′：计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数。
2. 原状土经机械压实后的沉降量 ➢ 原状土经机械往返压实或经其他压实措施后，会产生一定的沉陷， 根据不同土质，其沉陷量一般在3～30cm之间。
3. 土的透水性 ➢ 土的透水性是指水流通过途中孔隙的难易程度， ➢ 用渗透系数 K 来表示。
4. 土的其他工程性质 ➢ 密实度、抗剪强度、土压力等
第二节 场地设计标高的确定
➢ 方格中土方量的计算有两种方法：“四方棱柱体法”和“三角棱柱体 法”。
2．四方棱柱体的体积计算方法：
➢（1）方格四个角点全部为填或全部为挖（图1-6a）时：
Va42(H1H2H3H4)
式中 V — 挖方或填方体积（m3）； H1，H2，H3，H4 — 方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（m）。
➢（2）方格四个角点，部分是挖方、部分是填方（图1-6b和c）时：
➢ 最小二乘法原理：
● 如图，在平面上任何一点的 标高，可以根据下式求
出：
zicxiixyiiy
● 场地方格网角点的施工高度为
H i z i z i c x iix y iiy z i (i1, ,n)
式中,
Hi — 方格网各角点的施工高度；
z
' i
—
方格网各角点的设计平面标高；
z i — 方格网各角点的原地形标高；
n — 方格角点总数。
● 令σ为土方施工高度之平方和，则
n p iH i2 p 1 H 1 2 p 2 H 2 2 p n H n 2 i 1
当σ的值最小时，该设计平面既能使土方工程量最小，又能保证填
挖方量相等（填挖方不平衡时，上式所得数值不可能最小）。这就是最 小二乘法求设计平面的方法。 即有，
大家有疑问的，可以询问和交流 可以互相讨论下，但要小声
1. 场地设计标高的计算原理－－挖填土方量平衡：
n
n2 a z o
i 1
(a 2z i1 z i2 z i3 z i4) 4
即
zo4 1 ni n 1(zi1zi2zi3zi4)
上式中， z0 ---- 场地设计标高（m）； n ---- 方格数； zi1 , zi2 , zi3 , zi4 ---- 第 i 个方格四个角点的原地形标高（m）。
V填
a2 4
(H填)2 H
V挖
a2 4
(H挖)2 H
式中 ∑H 填（挖） — 方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值（m）； ∑H — 方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）；
如果基槽、路堤是等截面的，则 F 1=F 2= F 0，由上式计算 V = HF1 。
（二）场地平整土方量的计算 1. “零线” 位置的确定： 零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为 0 ； 在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边
线上，用插入法求出零点的位置，如图，将各 相邻的零点连接起来即为零线。
3. 场地任意点的设计标高－－以 z0 作为场地中心的标高（见图）： z'izolxixlyiy
式中，
ix, iy ---- x , y 方向的泄水坡度。
4. 各角点的施工高度 Hi ：
Hale Waihona Puke Hi zi' zi➢
若 Hi 为正值、该点为填方；若 Hi 为负值、该点为挖方。
三、最佳设计平面
➢ 要求满足： a. 规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等 b. 场地内土方的挖填平衡、且土方工程量最小。
第三节 土方工程量的计算与调配
一、 土方工程量计算
土方工程施工之前，需计算土方的工程量。但土方工程精确的计算工程量 很困难。一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定 精度而又和实际情况近似的方法进行计算。
（一） 基坑（槽）和路堤的土方量计算
基坑（槽）、路堤 的土方量 按拟柱体积 公式计算，
一、场地设计概念
➢ 场地设计平面：大型工程项目，将自然地面通过场地平整，改 造为人们所要求的平面；
➢ 场地设计标高：要求满足 a. 规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等 b. 场地内土方的挖填平衡、且土方工程量小。
二、场地设计标高的确定 －－ 方格网法（见下图）
条件：场地比较平缓，对场地设计标高无特殊要求时。
同济大学土木工程施工第01章 土方工程
四、土的工程性质
1. 土的可松性： ➢ 自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后 虽经回填压实，仍不能恢复。
➢ 土方工程量是以自然状态的体积来计算的，在土
方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等时，必须考虑土 的可松性。
➢ 土的可松性程度用可松性系数表示，即
即
VH 6(F 14F oF 2)
式中 V — 土方工程量（m3）；
H — 基坑的深度，或基槽或路堤的长度（m）；
F1，F2 — 基坑的上下底面积，或基槽、路堤两端的面积（m2）； F0 — F1与F2之间的中截面面积（m2）。
基槽与路堤通常根据其形状（曲线、折线、变截面等）划分成若干计 算段，分段计算土方量，然后再累加求得总的土方工程量。
2. 场地设计标高的计算公式－－考虑各角点标高的“权” ：
z o 4 1 n ( z 1 2z 2 3 z 3 4 z 4 )
式中， z1 ---- 一个方格独有的角点标高（m）； z2 , z3 , z4 ---- 分别为二、三、四个方格所共有的角点标高（m）； z0 ---- 场地的中心标高（m） 。
P c P i x x P i y y P 0 z
P c x P i x x P x i y x P y x 0z
P c y P i x x P y i y y P y y 0z
四、设计标高的调整
在实际工程中，应考虑下述因素，调整场地设计标高： (1) 考虑土的最终可松性； (2) 考虑工程余土或工程用土； (3) 由经济比较结果，确认场外取土或弃土的土方量的变化。