2-第一章土方工程.ppt
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02 土方工程1
1.场地平整的程序
现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范
围→设置水准基点→设置方格网，测量标
高→计算土方挖填工程量→平整土方→场
地碾压→验收。
场地平整
2.平整场地的一般要求 （1）排水：一般应向排水沟方向作成不小于0.2 ％的坡度。
（2）场地表面逐点质量检查：检查点为每100～ 400㎡取1点，但不少于10点；长度、宽度和边坡 均为每20m取1点，每边不少于1点。
h3c
h4
1 V1 bch3 6 2 bc h1 h2 h4 V2 a 2 5
②二点挖填
h1 h3
b V1 c
d V2
h2 h4
e
1 V1 a b c h1 h3 8 1 V2 a d e h2 h4 8
最大干土密度ρdmax是当最优含水量时，通过标准 的击实方法确定的。密实度要求一般由设计根据 工程结构性质、使用要求以及土的性质确定，是
判定回填土施工质量的指标。
5.土的渗透性
土体被水透过的性质，用渗透系数K表示。 K的意义：水力坡度（i=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体 的速度（V=Ki） •K 的单位：m / d 。
Ly
iy
• Hn = H0 Lx ix L yi y
ix
（2）计算施工高度 施工高度 = 设计标高－自然地面标高 ＋号表示填方； －号表示挖方 （3）计算零点、绘制零线 方格网一边相邻施工高度一正一负就有零点存在。
h2 h1 a1 a
零点
a2
h1 a1 a h1 h2
ms d V
式中ρ d——土的干密度，kg/m3； mS ——固体颗粒质量，kg； V — 土的体积，m3。
建筑施工技术课件-土的分类及性质
建筑施工技术
第一章：土方工程
学习要点
土方工程是建筑工程施工中主要单位工程之一，任 何一项建筑工程施工都是从土方工程开始的。
➢ 主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、填土压实方法、 深基坑施工、土方机械化施工及土方工程质量验收；
➢ 学习重点：土方工程量计算、填土压实的质量检查； ➢ 学习难点：深基坑边坡稳定及支护结构。
土 环刀
mw 100 % 50 100 % 25% 图1-1环刀法采
ms
200
集土样示意图
2.3、土的天然密度和干密度
▪ 土的天然密度
气
m
水
天然密度是指土 在天 然状态下单位
体积的质量，用ρ表示，即
mg
土
土水气 m 土的总体积 v
图1-2
m——土体的质量； V——土的天然体积。
如何测定土的密？
200～20 20～10 10～5
5～2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.075 0.075～0.01 0.01～0.005 ＜0.005
➢ 按地基基础设计规范分类，把土分为6大类：
岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
按液限指数分类
界限含水量是指土从一种状态过渡到另外一种状态的含 水量。
一 土的分类及性质
1.1 土方工程分类
根据土方工程的施工内容与方法不同，土方工程分类有以下几种：
❖ 场地平整 将天然地面改造成设计要求的平面。
❖ 基坑（槽）开挖 基坑（槽）开挖指开挖宽度在3m以内，长宽比不小于3的基槽或长宽比小于3、 底面积在20m2以内的基坑进行的土方开挖工程。
❖ 基坑（槽）回填 基础完成后，应分层回填，且保证回填土具有一定的压实密度，以避免建筑物 产生不均匀沉降。
第一章：土方工程
学习要点
土方工程是建筑工程施工中主要单位工程之一，任 何一项建筑工程施工都是从土方工程开始的。
➢ 主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、填土压实方法、 深基坑施工、土方机械化施工及土方工程质量验收；
➢ 学习重点：土方工程量计算、填土压实的质量检查； ➢ 学习难点：深基坑边坡稳定及支护结构。
土 环刀
mw 100 % 50 100 % 25% 图1-1环刀法采
ms
200
集土样示意图
2.3、土的天然密度和干密度
▪ 土的天然密度
气
m
水
天然密度是指土 在天 然状态下单位
体积的质量，用ρ表示，即
mg
土
土水气 m 土的总体积 v
图1-2
m——土体的质量； V——土的天然体积。
如何测定土的密？
200～20 20～10 10～5
5～2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.075 0.075～0.01 0.01～0.005 ＜0.005
➢ 按地基基础设计规范分类，把土分为6大类：
岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
按液限指数分类
界限含水量是指土从一种状态过渡到另外一种状态的含 水量。
一 土的分类及性质
1.1 土方工程分类
根据土方工程的施工内容与方法不同，土方工程分类有以下几种：
❖ 场地平整 将天然地面改造成设计要求的平面。
❖ 基坑（槽）开挖 基坑（槽）开挖指开挖宽度在3m以内，长宽比不小于3的基槽或长宽比小于3、 底面积在20m2以内的基坑进行的土方开挖工程。
❖ 基坑（槽）回填 基础完成后，应分层回填，且保证回填土具有一定的压实密度，以避免建筑物 产生不均匀沉降。
第一章土方工程(1)_2
土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。
W m湿 -m干 100% mw 100%
m干
ms
式中：m湿——含水状态土的质量kg； m干——烘干后土的质量，kg； mW ——土中水的质量，kg； mS—固体颗粒的质量，kg；
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。
Hn----某角点（计算的那个交点）的设 计标高 i----某角点到与排水方向垂直的场地 中心线的距离 l----泄水坡度 “±”----某角点比H0高时取“+”
某角点比H0低时取“-”
双向排水时，各方格角点设计标高Hn为：
Hn = H0 Lx ix L yi y
4、计算场地各角点施工高度 hn（挖填高度） 施工高度——土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖 土机械的主要参数；
（2）土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主 要参数
用途： KS ：可估算装运车辆和挖土机械
K’S ：可估算填方所需挖土的数量
案例 1
•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 ）
土体被水（自由水）透过的性质，用渗透系数 K 表示。
K的意义：水力坡度（I=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体 的速度（V=KI） →达西定律
K的单位：m / d
粘土< 0.1，
•Δh
粗砂50~75，
卵石100~200
用途：土的渗透系数与土的颗粒级
•L
配、密实程度有关，直接影响降水
方案的选择和涌水量的计算
V — 土的体积。
土的固体颗粒质量与总体积 的比值，用下式表示：
1第一章-土方工程(ppt文档)
2.土的天然含水量 是指土中水的质量与土颗粒质量的百分比。
土的含水量大小会影响土方的开挖及填筑压实等施工。
3. 土的渗透性 是指土体被水透过的性质。土的渗透性用
渗透性系数表示，即单位时间内水穿透土层的能力，一般 由实验确定。
4. 土方边坡 为保证土方工程施工时土体的稳定，防止塌
方，保证施工安全，当挖土超过一定的深度时，应留置一 定的坡度。
二、场地平整土方量计算
当场地地形比较平坦时宜采用方格网法
当地形比较复杂或挖填深度较大，断面
不规则时，宜采用断面法
1、方格网法的计算步骤
1）划分方格。在地形图上根据平整场地范围， 根据要求的精度将场地划分为10~40m的方格 2）确定方格各角点标高。确定各角点自然标高， 当精度要求高时，用水平仪直接测定，当精度要 求不高时，可用插入法计算。 3）确定零点及零线。在同一个方格内
土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方 案，劳动量消耗和工程费用。土越硬，劳动量 消耗越多，工程成本越高。
三、 土的工程性质 1. 土的可松性 2. 土的天然含水量 3. 土的渗透性 4. 土方边坡
1. 土的可松性 是指自然状态的土，经开挖后，其体积因松散
而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来体积的性质。
⑴ 场地平整: 场地平整是指将天然地面改造成设计要求 的平面所进行的土方施工过程，这类土方工程施工面积大， 土方工程量大，应采用机械化作业。
一 、土方工程的分类及特点
1. 土方工程分类
⑵ 基坑（槽）开挖: 指开挖宽度在3 m以内，长宽 比≥ 3的基槽或长宽比 ＜ 3，底面积在 20 m2 以内的 基坑进行的土方开挖过程。
第三节 土方工程施工准备 与辅助工作
土的含水量大小会影响土方的开挖及填筑压实等施工。
3. 土的渗透性 是指土体被水透过的性质。土的渗透性用
渗透性系数表示，即单位时间内水穿透土层的能力，一般 由实验确定。
4. 土方边坡 为保证土方工程施工时土体的稳定，防止塌
方，保证施工安全，当挖土超过一定的深度时，应留置一 定的坡度。
二、场地平整土方量计算
当场地地形比较平坦时宜采用方格网法
当地形比较复杂或挖填深度较大，断面
不规则时，宜采用断面法
1、方格网法的计算步骤
1）划分方格。在地形图上根据平整场地范围， 根据要求的精度将场地划分为10~40m的方格 2）确定方格各角点标高。确定各角点自然标高， 当精度要求高时，用水平仪直接测定，当精度要 求不高时，可用插入法计算。 3）确定零点及零线。在同一个方格内
土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方 案，劳动量消耗和工程费用。土越硬，劳动量 消耗越多，工程成本越高。
三、 土的工程性质 1. 土的可松性 2. 土的天然含水量 3. 土的渗透性 4. 土方边坡
1. 土的可松性 是指自然状态的土，经开挖后，其体积因松散
而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来体积的性质。
⑴ 场地平整: 场地平整是指将天然地面改造成设计要求 的平面所进行的土方施工过程，这类土方工程施工面积大， 土方工程量大，应采用机械化作业。
一 、土方工程的分类及特点
1. 土方工程分类
⑵ 基坑（槽）开挖: 指开挖宽度在3 m以内，长宽 比≥ 3的基槽或长宽比 ＜ 3，底面积在 20 m2 以内的 基坑进行的土方开挖过程。
第三节 土方工程施工准备 与辅助工作
土石方工程 PPT
土方工程
挖土方 工程量清单规范
1、挖一般土方：按设计图示尺寸以体积计算。 2、挖沟槽土方：按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘以挖土深度计算。 3、挖基坑土方：按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘以挖土深度计算。 注：挖沟槽、基坑、一般土方因工作面和放坡增加的工程量（管沟工作面增加的 工程量）是否并入各土方工程量中，应按各省、自治区、直辖市或行业建设主管 部门的规定实施。 定额 挖土方：按设计图示尺寸和有关规定以体积计算。
定额 工程量计算规则与工程量清单计算规则相同。
回填
回填
工程量清单规则 土石方回填方：按设计图示尺寸以体积计算。 1、场地回填：回填面积乘平均回填厚度； 2、室内回填（房心回填土）：主墙间面积乘回填厚度，不扣除间隔墙； 3、基础回填：按挖方清单项目工程量减去自然地坪以下埋设的基础体积（包括
基础垫层及其他构筑物）； 4、余土弃置：按挖方清单项目工程量减去利用A、宽B，下口长a、宽b，深H V=[A*B+a*b+(A+a)*(B+b)]*H/6
这两个公式是相同的，对于一般的开挖，如果没有给具体的上下口长和宽 ，在开挖时为了安全和方便操作，在定额里一般都规定了放坡系数。此时 用第一个公式比较方便，但是如果是雨水收集池那样给了具体上下口长和 宽的基坑，此时根据具体数值，基坑的坡度也就知道了，这时的放坡系数 为一直，便可以直接用棱台公式计算。
场地回填？ 室内回填？ 基础回填？
土方工程
场地回填：如果场地的地坪偏低，就要在场地上回填。 室内回填：在室内进行回填。（房心回填土是指室外地坪以上至室 内地面垫层之间的回填）比如首层的底面做法里就有回填的说法。 基础回填：就是做好基础后，回填土方达到一定的标高。
土方工程
《建筑施工技术》课件 《建筑施工技术》课件 第一章
1—水平挡土板；2—竖楞木；3—工具式横撑； 4—竖直挡土板；5—横楞木
图1-6 横式支撑
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡 2．土壁支撑
（2）板桩式支撑 板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为 细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流沙现象产生。 打入板桩的质量要求：板桩位置在板桩的轴线， 板壁面垂直保证平面尺寸准确和垂直度；封闭式板桩墙 要求封闭合拢；埋达到规定深度要求，有足够的抗弯 强度和防水性能。 钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。平板桩 防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴 方向抗弯强度较小，如图1-7a所示；波浪式板桩的防水 和抗弯性能都较好，施工中多采用，如图1-7b所示。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
4．土的可松性
天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经
振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称
为土的可松性。土的最初、最终可松性系数分别
用下面的公式计算：
Ks
V2 V1
Ks
V3 V1
式中： KS——土的最初可松性系数；
KS ′——土的最终可松性系数；
建筑施工技术
（2）土的干密度
土的干密度是指土的固体颗粒质量与土的体积的比值，
即
d
ms V
式中：ρd——土的干密度，kg/m3； ms——固体颗粒质量，kg； V——土的体积，m3。 土的干密度一般采用击实实验测定，它是评定土密实程度
的标准，用于控制回填土的质量。干密度越大，表示土越 密实。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质 2．土的含水量
土的含水量是指土中水的质量与固体颗粒
质量之比的百分率，计算式为
图1-6 横式支撑
1.2 土方工程施工准备与辅助工作
1.2.2 土方边坡 2．土壁支撑
（2）板桩式支撑 板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为 细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流沙现象产生。 打入板桩的质量要求：板桩位置在板桩的轴线， 板壁面垂直保证平面尺寸准确和垂直度；封闭式板桩墙 要求封闭合拢；埋达到规定深度要求，有足够的抗弯 强度和防水性能。 钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩两类。平板桩 防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴 方向抗弯强度较小，如图1-7a所示；波浪式板桩的防水 和抗弯性能都较好，施工中多采用，如图1-7b所示。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质
4．土的可松性
天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经
振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称
为土的可松性。土的最初、最终可松性系数分别
用下面的公式计算：
Ks
V2 V1
Ks
V3 V1
式中： KS——土的最初可松性系数；
KS ′——土的最终可松性系数；
建筑施工技术
（2）土的干密度
土的干密度是指土的固体颗粒质量与土的体积的比值，
即
d
ms V
式中：ρd——土的干密度，kg/m3； ms——固体颗粒质量，kg； V——土的体积，m3。 土的干密度一般采用击实实验测定，它是评定土密实程度
的标准，用于控制回填土的质量。干密度越大，表示土越 密实。
1.1 土的工程分类与工程性质
1.1.2 土的工程性质 2．土的含水量
土的含水量是指土中水的质量与固体颗粒
质量之比的百分率，计算式为
建筑施工技术教学课件-第一章_土方工程
➢ 三、影响填土压实因素：
1.土的含水量：手捏成团、落地开花
2.铺土厚度：最优厚度范围与压实机具有关
3.压实功的影响：合理选择压实遍数
四、质量检查：压实系数
c=
土 的 控 制 干 密 度 (d) 最 大 干 密 度 (dmax )
ρd -用击实试验确定， ρdmax-“环刀法”或灌砂（水）法测定
§1-6 爆破施工
§1-3 土方工程施工准备与基坑(槽)施工
➢ 一、施工准备及定位放线
➢ （一）施工准备工作： 1.场地清理； 2.地面水排除
➢ （二）定位放线：
1.建筑物定位；2.放线
➢ 二、土壁稳定（土体内摩阻力和粘结力保持平衡）
（一）土壁塌方原因：边坡过陡；堆物过重；水渗入土体。
（二） 采取措施：放足边坡；适当堆物；做好排水。
➢ 起爆方法：火花起爆、电力起爆、导爆索起爆
➢ 破坏作用圈：介质距爆破中心越近，破坏越大
➢ 爆破方法：裸露药包爆破、浅孔爆破、药壶爆破、
拆除爆破
药包
压缩圈
破坏圈
震动圈
演示结束
敬请提出宝贵意见！
谢 谢！
➢ ①主要支护方法:钢板 桩、柱列式钢筋砼桩、 连续墙等，对方形或圆 形基坑采用拱圈。
➢ ②利用深层搅拌法加固 基坑四周土体
先 进 施 工 技 术
➢ ③逆作法施工技术日益 被重视
➢ 地下连续墙 ➢ 柱列式灌注桩 ➢ 土锚杆 ➢ 土钉墙
1.地下连续墙
➢ 地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地 下结构层数多的深基坑的施工非常有利。
数量、水泵数量及位置。 ➢ ②、高程布置：确定井点管的埋置深度。
➢ 布置和计算步骤：
确定平面布置 高程布置 计算井点管数量 调整
建筑土方施工技术讲稿课件ppt含示意图
土方调配：就是对挖土的利用、堆弃和填土的 取得三者之间的关系进行综合协调的处理。 好的土方调配方案，应该是使土方运输量(或费 用)达到最小，而且又能方便施工。
三、土方调配
应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配，使 土方运输量或费用最小； 2. 土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原 则； 3. 合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向 、运输线路； 4.好土用在回填质量要求高的地区。
场地平整的步骤和方法确定
3.泄水坡度对角点设计标高的影响 (1) 单向泄水场地各点设计标高的计算 场地单向泄水时，场地内任意一点的设计标高为： (2) 双向泄水场地各点设计标高的计算 场地双向泄水时，场地内任意一点的设计标高为：
场地平整的步骤和方法确定
5.土的渗透系数 土的渗透性系数表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示。 一般土的渗透系数见表1-2 。
第 二 节 土方工程量计算及土方调配
一、基坑
1.基坑土方量计算 基坑土方量可按立体几何中的拟柱体体积公式计算(图1-2)。即： （1－8）
3.土的天然密度和干密度 （１）天然密度定义 土在天然状态下单位体积的质量 (简称密度)。 （２）天然密度计算式 （1－４） （３）干密度定义 干密度是土的固体颗粒重量与总体积的比值。 （４）干密度计算式 （1－５）
（5）确定零线 求零点，方格边线上零点的位置由式(1-15)确 定。2－3角点连线零点距角点2的距离为： 相邻零点的连线即为零线。
（6）计算土方量 根据方格网挖填图形，计算土方工程量。 方格1－1，1－3，1－4，2－1四角点全为挖(填) 方，按正方形计算，其土方量为： 同理有：
土方开挖前需做好下列主要准备工作： 1.场地清理； 2.排除地面水； 3.修筑临时设施。
土方工程之土方量计算专题教学ppt课件
v 场地设计标高一般由设计单位确定，它是进行场 地平整和土方量计算的依据。设计标高时，需考虑生 产工艺和运输的要求、最高洪水水位、市政道路与规 划等因素，在设计无特殊要求的前提下应按填挖平衡 的要求确定设计标高。即填方量等于挖方量。场地设 计标高确定步骤和方法如下 ：
l．初步确定场 地设计标高H0
(1)在具有等 高线的地形图 上将施工区域 划分为边长 a=10m~40m的 若干方格如图 所示；
9
(二)场地平整土方量的计算
v 场地平整土方量的计算一 般采用方格网法。其计算步
骤如下：
v 1．计算场地各方格角 点的施工高度
v 各方格角点的施工高度按 下式计算：
v式中hn——角点施工高度，即挖填高度。以“＋”
v
为填， “一”为挖；
v Hn——角点的设计标高(若无泄水坡度时，
v
即为场地的设计标高)；
6
(2)确定各小方格的角点高程。可根据地形图上相邻两 等高线的高程，用插入法计算或图解法求得；此外，在 无地形图的情况下，也可以在地面用木桩或钢钎打好方 格网，然后用仪器直接测出方格同角点标高。
7
(3)按填挖方平衡原则确定设计标高
H 11 系一个方格的角点标高， H 12 和 H21均系两个方格公共的角点标高， H22 则是四个方格公共的角点标高，它们 分别在上式中要加一次、二次、四次。 因此，上式可改写成下列形式：
v Hn’——角点的自然地面标高。
10
v 零2线、是确方格定网“中零的线挖填” 分界线。它的位置确定方法是：先求出
一端为挖方，另一端为填方的方格边线上的“零点” (即不挖不填 的点)，然后将相邻两个零点相连即为一条折线，这条折线就是 要确定的零线。 v 确定零点的方法如图所示，设h1为填方角点的填方高度， h2为 挖方角点的挖方高度， O为零点位置。 则可求得：
l．初步确定场 地设计标高H0
(1)在具有等 高线的地形图 上将施工区域 划分为边长 a=10m~40m的 若干方格如图 所示；
9
(二)场地平整土方量的计算
v 场地平整土方量的计算一 般采用方格网法。其计算步
骤如下：
v 1．计算场地各方格角 点的施工高度
v 各方格角点的施工高度按 下式计算：
v式中hn——角点施工高度，即挖填高度。以“＋”
v
为填， “一”为挖；
v Hn——角点的设计标高(若无泄水坡度时，
v
即为场地的设计标高)；
6
(2)确定各小方格的角点高程。可根据地形图上相邻两 等高线的高程，用插入法计算或图解法求得；此外，在 无地形图的情况下，也可以在地面用木桩或钢钎打好方 格网，然后用仪器直接测出方格同角点标高。
7
(3)按填挖方平衡原则确定设计标高
H 11 系一个方格的角点标高， H 12 和 H21均系两个方格公共的角点标高， H22 则是四个方格公共的角点标高，它们 分别在上式中要加一次、二次、四次。 因此，上式可改写成下列形式：
v Hn’——角点的自然地面标高。
10
v 零2线、是确方格定网“中零的线挖填” 分界线。它的位置确定方法是：先求出
一端为挖方，另一端为填方的方格边线上的“零点” (即不挖不填 的点)，然后将相邻两个零点相连即为一条折线，这条折线就是 要确定的零线。 v 确定零点的方法如图所示，设h1为填方角点的填方高度， h2为 挖方角点的挖方高度， O为零点位置。 则可求得：
第一章 土方工程(准备和辅助工作,基坑支护)
B1
B2
b)
b) 折线形； 图1.3.1 土方放坡
B c)
c) 踏步形
土方边坡坡度＝
H B
1 BH
1 m
边坡留设考虑因素：
土质 开挖深度 开挖方法 工期 地下水位 坡顶荷载 周边环境
边坡稳定分析：
整体稳定分析：直线滑动，圆弧滑动 边坡稳定安全系数Fs＝ 抗滑力（矩）
下滑力（矩）
引起下滑力增加因素：
钢板桩的重复利用：
拔桩方法、拔除顺序（防止土体变形）
重力式围护结构
挡土、止水，广泛用于软土地区的 深基坑工程。
深层搅拌水泥土挡墙，<8m：壁式， 格栅式，实体式。
（1）水泥土围护结构设计主要包括：整体 稳定、抗倾覆及抗滑移。
1）整体稳定：圆弧滑动法
2）抗倾覆稳定：Kq＝ 抗倾倾覆覆力力矩矩
3）抗滑移稳定：
2
3
1
1
8
2 4 7
5
2
2
6
1
1
图1.3.4 板式支护结构 1—板桩墙；2—围檩；3—钢支撑；4—斜撑； 5—拉锚；6—土锚杆；7—先施工的基础；8—竖撑
（1）支护计算方法：弹性曲线法，竖向弹 性地基梁法，相当梁法
相当梁法：
1、设法找出板桩弯矩曲线的反弯点——土压 力为0点。
2、将板桩在此点截成两部分，上部分为一简 支梁，下部分为一超静定结构，然后求出板桩 嵌入深度和顶部支撑或拉锚反力。
a) A
D Q
b)
A-
+ C
DM
c)
d)
A
A'
C
RC' C' R'C'
D
同济大学土木工程施工土方工程精品PPT课件
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 。
8
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
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'i zo lxix l yiy
式中，
ix, iy ---- x , y 方向的泄水坡度。
4. 各角点的施工高度 Hi ：
H i zi' zi
➢
若 Hi 为正值、该点为填方；若 Hi 为负值、该点为挖方。
课程内容
9
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
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。
➢ 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：
zi c xi ix yi i y
课程内容
10
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
● 令σ为土方施工高度之平方和，则
n
pi
H
2 i
p1
H
2 1
p2
H
2 2
pn
H
2 n
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，
P c Px ix Py iy Pz 0 Px c Pxx ix Pxy iy Pxz 0 Py c Pxy ix Pyy iy Pyz 0
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
● 场地方格网角点的施工高度为
8
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
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'i zo lxix l yiy
式中，
ix, iy ---- x , y 方向的泄水坡度。
4. 各角点的施工高度 Hi ：
H i zi' zi
➢
若 Hi 为正值、该点为填方；若 Hi 为负值、该点为挖方。
课程内容
9
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
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。
➢ 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：
zi c xi ix yi i y
课程内容
10
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
● 令σ为土方施工高度之平方和，则
n
pi
H
2 i
p1
H
2 1
p2
H
2 2
pn
H
2 n
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，
P c Px ix Py iy Pz 0 Px c Pxx ix Pxy iy Pxz 0 Py c Pxy ix Pyy iy Pyz 0
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
● 场地方格网角点的施工高度为
施工ppt课件
亚 粘 土 0.005～ 0.10
轻亚粘土 0.10～0.50
均质中砂 粗砂
渗透系数 (m/d) 5.00～ 20.00 35～50
20～50
黄土 0.25～0.50 圆 砾 石 50～100
粉砂 0.50～1.00 卵石 100～500
细砂 1.00～5.00
3、土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土的
1.10 ～
1.20
用爆破方法开挖
(特坚 石) )
安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚 1.45
实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、 ～
辉长岩、辉绿岩、玢岩
1.50
1.20 ～
1.30
用爆破方法开挖
三、土的工程性质
1、土的可松性
定义 ： 天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，仍不能恢复到原来
由达西定律可得 水在土中的渗透速度
渗透系数
k H1 H2 k h ki
L
L
土的渗透性
(1—3) V与i成正比，与L成反比
水力坡度 H1 H2 L
土渗透性比较：
粘土﹤粉土﹤砂土﹤砾石
表1-2 土的渗透(m/d) ＜0.005
土的名称 中砂
1.28
1.02 用锹、锄头挖掘， ～ 少许用镐翻松
1.05
三类土 (坚土)
软及中等密实粘土，重亚粘土， 粗砾石，干黄土及含碎石、卵石 的黄土、亚粘土，压实的填筑土
1.24 ～
1.30
1.04 要用镐，少许用锹、 ～ 锄头挖掘，部分用
1.07 撬棍
四类土 (砂砾坚
土)
重粘土及含碎石、卵石的粘土， 粗卵石，密实的黄土，天然级配 砂石，软泥灰岩及蛋白石
第一章土方工程2
工
钢板桩又可分平板
桩和波浪式板桩两 类 平板桩 ：防水和承 受轴向压力性能良 好，易打入地下， 但长轴方向抗弯强 度较小； 波浪式板桩 ：的防 水和抗弯性能都较 65 好，施工中多采用。
• 板桩施工：
• 要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划 分，以保证打设后的板桩墙有足够的刚度和 防水作用。 • 打桩的方法：
• 问：为什么要进行分类呢？
1）、区别不性质的土。
2）、正确选择施工方案、减少劳动量消耗和机械 台班的消耗。 3）、减少工程费用。 4）、合理分配劳动力
6
场地土方量计算
• 1、场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法 两种。 • 横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后， 用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结 果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起 伏变化较大地区。 • 对于地形较平坦地区，一般采用方格网法 • 2、基槽土方量的计算：P6
69
水泥土重力式围护结构
70
5）大面积深基坑支护
有：地下连续墙、柱列式灌注桩、土锚杆、土钉墙
土钉墙：由 被加固土体 、放置在土 中的土钉体 和喷射砼面 板组成， 形成一个以 土挡土的重 力式挡土墙 。
71
路基边坡锚钉格子梁
土层锚杆
土层锚杆是一种 埋入土层深部的 受拉杆件，它一 端与构筑物相连 ，另一端锚固在 土层中。
76
1）流砂产生的原因
• 流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或 粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水 位以下时，在动水压力的推动下，坑底下面的土会极 易失去稳定，形成流动状态，随地下水涌入基坑，这 种现象称为流砂。 • 动水压力—— 渗透压力 • 当采用集水坑排水时，由于地下水的平衡遭到破坏，地 下水面和坑底之间存在着水头差，而产生渗流，引起水 在土中的流动，随着坑底挖土深度的加深，该水头差也 随之增大，水在渗流过程中受到土粒的阻力，而水对土 粒产生一种反力，这种反力就叫动水压力。
钢板桩又可分平板
桩和波浪式板桩两 类 平板桩 ：防水和承 受轴向压力性能良 好，易打入地下， 但长轴方向抗弯强 度较小； 波浪式板桩 ：的防 水和抗弯性能都较 65 好，施工中多采用。
• 板桩施工：
• 要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划 分，以保证打设后的板桩墙有足够的刚度和 防水作用。 • 打桩的方法：
• 问：为什么要进行分类呢？
1）、区别不性质的土。
2）、正确选择施工方案、减少劳动量消耗和机械 台班的消耗。 3）、减少工程费用。 4）、合理分配劳动力
6
场地土方量计算
• 1、场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法 两种。 • 横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后， 用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结 果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起 伏变化较大地区。 • 对于地形较平坦地区，一般采用方格网法 • 2、基槽土方量的计算：P6
69
水泥土重力式围护结构
70
5）大面积深基坑支护
有：地下连续墙、柱列式灌注桩、土锚杆、土钉墙
土钉墙：由 被加固土体 、放置在土 中的土钉体 和喷射砼面 板组成， 形成一个以 土挡土的重 力式挡土墙 。
71
路基边坡锚钉格子梁
土层锚杆
土层锚杆是一种 埋入土层深部的 受拉杆件，它一 端与构筑物相连 ，另一端锚固在 土层中。
76
1）流砂产生的原因
• 流砂：当开挖深度大、地下水位较高而土质为细砂或 粉砂时，如果采用集水井法降水开挖，当挖至地下水 位以下时，在动水压力的推动下，坑底下面的土会极 易失去稳定，形成流动状态，随地下水涌入基坑，这 种现象称为流砂。 • 动水压力—— 渗透压力 • 当采用集水坑排水时，由于地下水的平衡遭到破坏，地 下水面和坑底之间存在着水头差，而产生渗流，引起水 在土中的流动，随着坑底挖土深度的加深，该水头差也 随之增大，水在渗流过程中受到土粒的阻力，而水对土 粒产生一种反力，这种反力就叫动水压力。
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施工技术
二、场地平整土方工程量计算 原则是：挖高填低 计算前先要确定场地的设计标高，由设计标高和天然地面 的标高之差，得出各点的施工高度。 （一）场地设计标高的确定 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。
在开挖基坑周围做排水沟、积水井将地下水用抽水设备抽走的方法。
施工技术
降水在施工时可能产生流砂现象。
1.产生流砂现象的原因是土颗粒在动水压力的作用下，它受到推力和浮 力，其剪应力为零，颗粒处于悬浮状态并随水一起流动而造成的。 动水压力表示公式为：G=-T=I·rw
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％ 粉质粘土 12％～15％ 粘土为 19％～23％
施工技术
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: ρ＝ m 表示
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＝ ms
施工技术
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。
H na2
a2
H11
H12
4
H 21
H 22
H
H11 H12 H 21 H 22
4n
H
H1 2 H 2
3 H 3
4n
4 H 4
施工技术
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。
施工技术
（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：
土的分类
一类土 (松软土)
二类土 (普通土)
土的级别
土的名称
密度(kg/m3)
开挖方法及工具
砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥(泥
用锹、锄头挖掘，
Ⅰ
炭)
600～1500
少许用脚蹬
Ⅱ
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉
1100～1600 用锹、锄头挖掘，
土混卵(碎)石；种植土；填土
少许用镐翻松
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。
施工技术
二、土方边坡与土壁支撑
整个先用镐、撬棍，后 用锹挖掘，部分用楔子 及大锤
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不
用镐或撬棍、大锤挖掘，
Ⅴ
紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩
1100～2700 部分使用爆破方法
六类土 (次坚石)
七类土 (坚石)
八类土 (特坚土)
Ⅵ
泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的
2200～2900 用爆破方法开挖，
三类土 (坚土)
四类土 (砂砾坚土)
五类土 (软石)
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
1750～1900
主要用镐，少许用锹、 锄头挖掘，部分用撬棍
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密
Ⅳ
实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥
灰岩
1900
③ 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。
施工技术
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。
v
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）
第一章 土方工程
四川工程职业技术学院建筑系
施工技术
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。
施工技术
第一节 概述
一、土方工程的施工特点：
施工技术
施工技术
施工技术
施工技术
（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。
施工技术
垂直挡土板
施工技术
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
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。
施工技术
ix=3‰
iy=2‰
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
零线
角点编号
地面标高
Hn
x2
h2 h1 h2
a
x1
h1
h1 h2
a
施工技术
3．计算方格土方工程量 见下页表
4．边坡土方工程量计算 图1—9是场地边坡的平面示意图，从图中可以看 出，边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体 进行计算，一种为三角形棱锥体（如图中①② ③ ……）另一种为三角棱柱体（如图中的④）
A、三角形棱锥体边坡体积 图中①其体积为
施工技术
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。
B、三角棱柱体边坡体积 如图中④其体积为
施工技术
当两端横断面面积相差很大的情况下：
L——边坡④的长度（m）； F3、F5、F0——边坡④的两端及中部横短面面积
KS ＝ V２ V1
KS´＝ V3
V1
式中 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
施工技术
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＝ mw ×100％ ms
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；
施工技术
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；
② 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；
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
施工技术
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： 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
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
施工技术
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：
其中
V＝ H6（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 A2）2
石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长岩
部分用风镐
大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中
Ⅶ
粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、 2500～3100
石灰岩；微风化安山岩；玄武岩
用爆破方法开挖
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、
Ⅷ
闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、玢岩、辉绿岩
2700～3300
用爆破方法开挖
式中 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。
施工技术
一般土的干湿程度用含水量表示： 含水量＜5％，为干土 在5％～30％之间，为潮湿土 ＞30％为湿土
4.土的孔隙比和孔隙率:
施工技术
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。