1第一讲义章土方工程
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第一章土方工程(zfz)
c就是场地为水平面时的设计标高，比较式 (1-4)，它与Z0完全相同，说明按式（1-4）方 法所得的场地设计平面，仅是在场地为水平面 条件下的最佳设计平面，显然，它不能保证在 一般情况下总的土方量最小。(上式所得数值 不可能最小)。 这就是用最小二乘法求最佳设计平面的方 法。
1.2场地设计标高的确定
1.2场地设计标高的确定
按照挖填土方量相等的原则（图1-1）， 场地设计标高可按下式计算 ：
式中：Z0－所计算场地的设计标高，m n－方格数 Zi1、i2、i3、i4－第i个方格四角原地形标高，m
1.2场地设计标高的确定
分析图1－1： 1，4，13，16号角点为一个方格独有， 2，3，5，8，9，12，14，15两个方格共有 6，7，10，11四个方格所共有。 在计算Z0的过程中： 1号类角点的标高仅加一次，2号角点的 标高加两次，6号角点的标高则加四次，这 种被应用的次数Pi，反映出各角点标高对计 算结果的影响程度－称为“权”。考虑权 后的Z0计算式变为：
1.2场地设计标高的确定
（1－4）
式中 Z1、Z2、Z3, Z4：分别为一、二、三、四 个方格所共有的角点标高。
1.坡度的调整。 式（1-4）得到的设计平面是一水平的挖填 方相等的场地，实际场地均应有一定的泄 水坡度。故应按泄水要求计算出实际施工 时所采用的设计标高。 以Z０作为场地中心的标高（图1-2），则场 地任意点的设计标高为 ：
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，不同土质的沉 陷量一般在3~30cm之间。可按下述经验公 式计算：
（1-2）
式中 S－原状土经机械压实后的沉降量(cm)； P－机械压实的有效作用力(MPa)； C－原状土的抗陷系数(MPa) 可按经验取值（可 在0.01－0.18之间）。
1.2场地设计标高的确定
1.2场地设计标高的确定
按照挖填土方量相等的原则（图1-1）， 场地设计标高可按下式计算 ：
式中：Z0－所计算场地的设计标高，m n－方格数 Zi1、i2、i3、i4－第i个方格四角原地形标高，m
1.2场地设计标高的确定
分析图1－1： 1，4，13，16号角点为一个方格独有， 2，3，5，8，9，12，14，15两个方格共有 6，7，10，11四个方格所共有。 在计算Z0的过程中： 1号类角点的标高仅加一次，2号角点的 标高加两次，6号角点的标高则加四次，这 种被应用的次数Pi，反映出各角点标高对计 算结果的影响程度－称为“权”。考虑权 后的Z0计算式变为：
1.2场地设计标高的确定
（1－4）
式中 Z1、Z2、Z3, Z4：分别为一、二、三、四 个方格所共有的角点标高。
1.坡度的调整。 式（1-4）得到的设计平面是一水平的挖填 方相等的场地，实际场地均应有一定的泄 水坡度。故应按泄水要求计算出实际施工 时所采用的设计标高。 以Z０作为场地中心的标高（图1-2），则场 地任意点的设计标高为 ：
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，不同土质的沉 陷量一般在3~30cm之间。可按下述经验公 式计算：
（1-2）
式中 S－原状土经机械压实后的沉降量(cm)； P－机械压实的有效作用力(MPa)； C－原状土的抗陷系数(MPa) 可按经验取值（可 在0.01－0.18之间）。
第一章土方工程
32
边坡土方量的计算 边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体计算,一种 为三角形棱锥体，位于边坡的转角处；另一种为三角形棱 柱体，位于边坡中段的平直段。见下图，其计算公式如下:
33
（1）三角形棱锥体边坡 三角形棱锥体边坡体积V 的计算公式如下: V=1/3Sh 其中h为开挖深度；S为 顶端一个直角三角形面积,边 长为放坡系数m×h，另一直 角边长为相互垂直的另一边坡 的放坡系数同为m×h.此三角 形为等腰直角三角形，此三棱 锥体积为：
②计算计划用车数： 10350 m³ ÷（5×20）m³ =104（车） /车 ③计算每天投入15辆车所需的工期： 104车 ÷15车/d≈7d。
17
例题2：接上题，按施工图及施工方案计算，此工程 去除基础体积，尚须3000 m³ 回填土，设K's=1.03，计算 现场须留置虚土多少m³ ？ 解：V2=KS· 1 V = [1.15-（1.03-1）]· 3000 m³
38
习题一
某基坑开挖平面及剖面如下图，纵横向边坡放坡系数 皆为0.5，请给右图边坡填上放坡宽度尺寸及计算出开挖 此基坑的土方量，如果最初可松性系数为Ks=1.15,用容量 为4m³ 的运土车装运,可装多少车?如果每日工作一个班次， 投入3辆此容量的运土车，每车每台班载运17车次，此土 方需几天运完？
9
有关“莲花河畔景苑”的报导简捷： 事发现场 不到半分钟，就整个倒了下来 附近居民以为发生了地震 昨天凌晨5点30分左右，当大部分上海市民都还在睡 梦中的时候，家住上海闵行区莲花南路、罗阳路附近的居 民却被“轰”的一声巨响吵醒，伴随的还有一些震动，没 多久，他们知道不是发生地震，而是附近的小区“莲花河 畔景苑”中一栋13层的在建的住宅楼倒塌了。 事故发生在淀浦河南岸的“莲花河畔景苑”，发生倒 塌的一栋13层在建住宅楼由上海众欣建设有限公司承建， 开发商是上海梅都房地产开发有限公司。
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
1第一章 土方工程
3、人工降低地下水位
人工降水法（井点降水法），就是在基坑开挖前，预 先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备 连续不断地抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工 完毕为止。因此，在基坑土方开挖过程中保持干燥，从而根 本上消除了流砂现象，改善了工作条件。同时，由于土层水 分排除后，还能使土密实，增加地基土地承载能力。在基坑 开挖时，土方边坡也可陡些，从而减少了挖方量。 人工降水法有： 轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及渗井井点等。
2、基槽土方量计算
基槽的土方量可以沿长度方向分段后，再 用同样方法计算（见图2）
V1= L1 (F1+4F0+F2)
6
式中：V1—第一段的土方量（m3） L1—第一段的长度（m）
（2）
则总土方量为各段的和即：
V=V1+V2+……Vn
式中V1、V2……Vn---各段的土方量（m3） 图2 基槽土方量计算
一 、土方工程的分类及特点
2. 土方施工特点 ⑴工程量大，劳动强度高： 采用机械化或综合机械化方法进行施工。 ⑵施工条件复杂：施工时受地下水文、地质、 地下障碍、气候等因素的影响较大，不可确定 的因素也较多。 ⑶受场地限制： 施工场地狭窄，周围建筑较多， 往往由于施工方案不当，导致周围建筑设施出 现安全与稳定的问题.
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、可塑的粘土和碎石类土——1.5m； 坚硬的粘土—2.0m。
根据工程实践调查分析，造成边坡塌方的主要原因 有以下几点：
1、未按规定放坡 土体本身稳定性不够而产生塌方；
2、基坑上边缘附近堆物过重，使土体中产生的剪应力超
土木工程施工 第一章 土方工程
③板桩本身刚度不够
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。
36
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；
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。
36
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；
《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
第一章土方工程
由于场内大型基坑挖出的土方修筑路堤填方的土方，以及从 经济角度比较后，将部分挖方就近弃于场外或将部分填方就 近取土于场外等等，均会引起挖填土方量的变化。 ③ 按泄水坡度
A：单向排水时，各方格角点设计标高为:
Hn = H0 ± li
B：双向排水时，各方格角点设计标高为：
Hn = H0 ± lxix ± lyiy
Hn ——角点设计高程， H ——角点原地面高程.
4.计算“零点”位置，确定零线
方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其 边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图1-4所示).
零点位置按下式 计算：
图1-4 零点位置
ha1、—h方2 —格—网相的邻边两长角，点m.的施工高度(均用绝对值),1m7；
第一节 概述
一、土方工程施工具有以下特点： (1) 工程量大、施工周期长。 (2) 施工条件复杂。 (3) 劳动强度高。
二、土的分类及现场鉴别方法 在工程上，根据土的坚硬程度和开挖方法将
土分为8类，其中一～四类土为土，五～八类
土为岩石。其开挖难易直接影响其施工方案、 劳动量消耗和工程费用。
表1-1 土的工程分类与现场鉴别方法
17
3.计算场地各个角点的施工高度hn
施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差， 是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方 格角点的施工高度按下式计算：
hn = Hn - H
式中
hn ——角点施工高度即填挖高度(以“+”为 填，“-”为
挖)，m； n ——方格的角点编号(自然数列1，2，…，n).
方格网总填方量： ∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： ∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)
A：单向排水时，各方格角点设计标高为:
Hn = H0 ± li
B：双向排水时，各方格角点设计标高为：
Hn = H0 ± lxix ± lyiy
Hn ——角点设计高程， H ——角点原地面高程.
4.计算“零点”位置，确定零线
方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其 边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图1-4所示).
零点位置按下式 计算：
图1-4 零点位置
ha1、—h方2 —格—网相的邻边两长角，点m.的施工高度(均用绝对值),1m7；
第一节 概述
一、土方工程施工具有以下特点： (1) 工程量大、施工周期长。 (2) 施工条件复杂。 (3) 劳动强度高。
二、土的分类及现场鉴别方法 在工程上，根据土的坚硬程度和开挖方法将
土分为8类，其中一～四类土为土，五～八类
土为岩石。其开挖难易直接影响其施工方案、 劳动量消耗和工程费用。
表1-1 土的工程分类与现场鉴别方法
17
3.计算场地各个角点的施工高度hn
施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差， 是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方 格角点的施工高度按下式计算：
hn = Hn - H
式中
hn ——角点施工高度即填挖高度(以“+”为 填，“-”为
挖)，m； n ——方格的角点编号(自然数列1，2，…，n).
方格网总填方量： ∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： ∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)
第1章土方工程详解
数 KS' 是计算场地平
整标高及填方所需的 挖方体积等的重要参 数。
不同分类的土的可松性系数可参考下表：
10
土木工程施工
土的可松性参考值
1 概述
土的类别
一类土（种植土除外） 二类土（植物土、泥炭） 二类土 三类土 四类土（除外） 四类土（泥灰岩、蛋白） 五～七类土 八类土
体积增加百分数
最初 最后
8～17 1～2.5
系数 KS 表示。 土的最初可松性系数 KS= V2 / V1；
土的最后可松性系数 KS' = V3 / V1 。
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。
土的最初可松性系数 KS是计算挖掘机械生 产率、运土车辆数量 及弃土坑容积的重要 参数，最后可松性系
的承载力、土压力及边坡的稳定性。
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。
不同类的土，其最大 干密度是不同的；同 类的土在不同的状态 下(含水量、压实程度 )其密实度也是不同的
取土环刀
标准击实仪
8
土木工程施工
1 概述
⑵ 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，见 下式：
包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。
⑶ 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。
5
土木工程施工
1 概述
1.2 土方工程的施工要求
● 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；
● 要求标高、断面控制准确；
整标高及填方所需的 挖方体积等的重要参 数。
不同分类的土的可松性系数可参考下表：
10
土木工程施工
土的可松性参考值
1 概述
土的类别
一类土（种植土除外） 二类土（植物土、泥炭） 二类土 三类土 四类土（除外） 四类土（泥灰岩、蛋白） 五～七类土 八类土
体积增加百分数
最初 最后
8～17 1～2.5
系数 KS 表示。 土的最初可松性系数 KS= V2 / V1；
土的最后可松性系数 KS' = V3 / V1 。
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。
土的最初可松性系数 KS是计算挖掘机械生 产率、运土车辆数量 及弃土坑容积的重要 参数，最后可松性系
的承载力、土压力及边坡的稳定性。
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。
不同类的土，其最大 干密度是不同的；同 类的土在不同的状态 下(含水量、压实程度 )其密实度也是不同的
取土环刀
标准击实仪
8
土木工程施工
1 概述
⑵ 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，见 下式：
包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。
⑶ 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。
5
土木工程施工
1 概述
1.2 土方工程的施工要求
● 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；
● 要求标高、断面控制准确；
jA01 第一章 土方工程
（三）方案调整
调整方法：闭回路法。 调整顺序：从负值最大的格开始。
• 1)找闭回路
• 沿水平或垂直方向前进，遇适当的有数字的格转弯，直至回到出发点。
• 2）调整调
填
B1
B2
B3
挖方量
配值
挖
• 从空格出发，
在奇数次转角点 的数字中，挑最 小的土方数调到 空格中。且将其 它奇数次转角的 土方数都减、偶 数次转角的土方 数都加这个土方 量，以保持挖填 平衡。
m+n-1个格，不足时补“ 0 ”。
• 如例中：m+n－1=3+4－1=6，已填6个格，满足。
• （2）判别是否最优方案
• 用位势法求检验数ij，若所有ij 0，则方案为最优
解。
• 1）求位势Ui和Vj： • 位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）
同时减去的数，目的是使有调配数字的格检验数为零， 而对调配方案的选取没有影响。
方格1-3，2-1，2-3，3-1四角全为挖（填）方，按 正方形计算，其土方量为：
a2 V13 4 (h1 h2 h3 h4 ) 100(0.55 0.99 0.36 0.84) ()274m3
其它方格计算同学们课后自行完成。
三、土方的调配：（注：选学内容 ）
• 内墙——槽底净长
二、场地平整土方量
方格网法、累高法＋平均断面法
• （一）确定场地设计标高 • 考虑的因素： • (1) 满足生产工艺和运输的要求； • (2) 尽量利用地形，减少挖填方数量； • (3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费; • (4)有一定泄水坡度，满足排水要求。 • 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： (1)小型场地――挖填平衡法 • (2)大型场地――最佳平面设计法（用最小二乘
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
第一讲土方工程
方法：
首先将场地地形图，根据要求的精度划分为长10～40米的方格网（图1—11），然后求出各方图1—10场地不同设计标高的比较格角点的地面标高。地形平坦时，可根据地形图相邻两等高线的标高，用插入法求得；地形不平坦时，用插入法有较大误差，可在地面上用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。
根据挖填平衡的原则：
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
基本原则：场地内挖、填方量平衡；
其中：
——任一方格四个角点标高（m）；
——平整后的场地标高；
N——方格数；
（二）场地标高的调整
1、场地标高调整的原因：土的可松性；（复习前面）
（场地中心点的标高）
2、泄水坡度的影响——如设计无要求，一般取不小于2‰的坡度
1 1.12 2 0.56 3 0
（0.9）
ⅠⅡ
(4)边坡土方量计算.如图1.9,④、⑦按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算,
可得：
V①(+)=0.003 (m3)V②(+)=V③(+)=0.0001 (m3)
V④(+)=5.22 (m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06 (m3)
V⑦(+)=7.93 (m3)
图1-9场地边坡平面图
V⑧(+)=V⑨(+)=0.01 (m3)V⑩=0.01 (m3)V11=2.03 (m3)
首先将场地地形图，根据要求的精度划分为长10～40米的方格网（图1—11），然后求出各方图1—10场地不同设计标高的比较格角点的地面标高。地形平坦时，可根据地形图相邻两等高线的标高，用插入法求得；地形不平坦时，用插入法有较大误差，可在地面上用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。
根据挖填平衡的原则：
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
基本原则：场地内挖、填方量平衡；
其中：
——任一方格四个角点标高（m）；
——平整后的场地标高；
N——方格数；
（二）场地标高的调整
1、场地标高调整的原因：土的可松性；（复习前面）
（场地中心点的标高）
2、泄水坡度的影响——如设计无要求，一般取不小于2‰的坡度
1 1.12 2 0.56 3 0
（0.9）
ⅠⅡ
(4)边坡土方量计算.如图1.9,④、⑦按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算,
可得：
V①(+)=0.003 (m3)V②(+)=V③(+)=0.0001 (m3)
V④(+)=5.22 (m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06 (m3)
V⑦(+)=7.93 (m3)
图1-9场地边坡平面图
V⑧(+)=V⑨(+)=0.01 (m3)V⑩=0.01 (m3)V11=2.03 (m3)
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三、土的工程物理性质
1、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
固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。
m 100%
ms
mw —— 土中水的质量； ms ——土中固体颗粒的质量
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，第二次称量为烘干后土 的质量ms，利用公式 可计算出土的 天然含水量。
V=KI K—渗透系数 I—水力坡度
I=h/L
h=H1-H2 H1—高水位 H2—低水位 L—渗流路程
图1-4 土的渗透性实验室测定
Q VA KIA K h A L
K QL hA
Q—流水量 V—渗流速度 A—土样横截面面积
现场抽水试验示意图
K值的现场抽水试验测定：
对重大工程，宜采用现场抽水试验以 获得较准确的值，其方法如图所示。 在现场设置 一抽水孔，并距抽水孔为 X1、X2处设两个观测井(三者位于一直 线上)，待抽水稳定后，测得 X1、X2 处观测孔中的水深L1、L2，并由抽水孔 中相应的抽水量Q，由下式求得K值
（二）根据土的开挖难易程度
分为松软土、普通土、坚土…… 等八大类， 参 见 教 材 第 2 页表1-1。
表1-1 土的工程分类
土的 分类 一类土 松软土
土的 级别
Ⅰ
土的名称
开挖方法
及工具
砂、亚砂土、冲击砂土层、用锹、锄头
种植土泥炭（土
Ⅱ 亚粘土；潮湿的黄土、夹 用锹、锄头
Ks V 2 V1
V1——土在自然状态下的体积 V2——土经开挖成松 散状态下的体积
②最终可松性系数K/S 自然状态下的土，经开挖成松散状态后，回 填夯实后，仍不能恢复到原自然状态下体积， 夯实后的体积与原自然状态下体积之比，用 最终可松性系数表示。
K /s V3 V1
V3——土经回填压实后的体积
有碎石、卵石的砂；种植 挖掘：少许
土、填筑土及亚砂土
用镐翻松
Ⅲ 软及中等密实粘土、重亚 主要用镐，
粘土、干黄土及含碎石、 少许用锹，
卵石的黄土；亚粘土；压 锄头挖掘，
实的填筑土
部分用撬棍
续表1-1 土的工程分类
土的分 类
四类土 砂砾坚 土
五类土 软石
土的 级别
Ⅳ
土的名称
开挖方法
及工具
砂、亚砂土、冲击砂土层、用锹、锄头
环刀
图1-1环刀法采 集土样示意图
m w10 % 050 10 % 02% 5
m s
200
2、土的密度
气
（1） 土的天然密度
m
水
天然密度是指土 在天 mg 土
然状态下单位体积的 质量，用ρ表示，即
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。
土的密度一般用环刀法测定，用一个体积 已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平， 称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体 积相比，即得到土的天然密度。
例.建筑物外墙为条形毛石基础，基础平 均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为 1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的 基槽土方挖方量、填土量和弃土量。
（边坡坡度1：m=1 ：0.5；Ks=1.30，
K/s =1.05）
解：m叫边坡坡度系数，
m=B/H
H
B=mH= 0.5×2=1 .0m
（2）土的干密度
土的干密度：指单位体积土中固体颗粒
的质量，用ρd表示，
即
d
ms v
mS——土中固体颗粒的质量。 V——土的天然体积
干密度工程意义：在填土压实时，土经
过打夯，质量不变，体积变小，干密度 增加，我们通过测定土的干密度ρd，从 而可判断土是否达到要求的密实度。
3、土的可松性 什么是土的可松性？ 工程意义： ①最初可松性系数KS 自然状态下的土，经开挖成松散状态后， 其体积的增加，用最初可松性系数表示。
表1—2 土的可松性系数
土的类别
一类土 二类土 三类土
KS
K S
土的类别
1.08~1.17 1.01~1.03 四类土
1.14~1.24 1.02~1.05 五类土
1.24~1.30 1.04~1.07 六类土
KS
K S
1.26~1.45 1.06~1.20
1.30~1.50 1.10~1.30
1.45~1.50 1.28~1.30
土的分 类 七类土 坚石
八类土 特坚石
土的 级别 Ⅹ ~ ⅩⅢ
ⅩⅣ ~ ⅩⅥ
土的名称
开挖方法
及工具
大理岩：辉绿岩；玢岩； 用爆破方法 粗、中粒花岗岩；坚实 开挖
的白云岩、砂岩、砾岩、 片麻岩，石灰岩；风化
痕迹的安山岩、玄武岩
安山岩，玄武岩，花岗片 用爆破方法 麻岩；坚实的细粒花岗 开挖
岩、闪长岩、石英岩、辉 长岩，辉绿岩、玢岩
挖土体积=截面面积×长
图1-3
B
挖方量1.5(1.511) 2100 500m3 2
基础体积 3.0100 300m3
填方量 500300190m3 1.05
弃土量 (500190)1.3 403m3
4、土的渗透性 土的渗透性是指土体被水透过的性质， 水流通过土中孔隙的难易程度。 工程意义： 土的渗透性测定： 实验室测定： 现场室测定：
例：测定土的含水量时，用环刀法取样， 如图1-1所示。土样取出后，放在天平上 称量质量300g，然后放入烘箱内进行烘 干，烘干后质量为250g，已知环刀自重 50g，
求土的天然含水量。
土 解：土中固体颗粒的质
量ms =250-50=200g 土中水的质量mw =300-250=50g 土的天然含水量：
种植土泥炭（淤泥）
挖掘
Ⅴ 硬石炭纪粘土；中等密实 用镐或撬棍、
~
的页岩；泥灰岩；自垩土、大锤挖掘：
Ⅵ
胶结不紧的砾岩；软的石 部分使用爆
灰岩
破方法
六类土 Ⅶ 次坚石 ~
Ⅷ
泥灰岩：砂岩；砾岩；坚 用爆破方法 实的页岩，泥炭岩、，密 开挖，部分 实的石灰岩；风化花岗岩，用镐 片麻岩
续表1-1 土的工程分类
1第一章土方工程
建筑施工规范和规程由国务院有关 部委批准颁发，它分为国家、专业、 地方、企业四级。 GB ××× - ×××
执行日期 编号
国家标准
二、土的工程分类
（一）根据土的颗粒大小可分为：
1、岩石 2、碎石土 3、砂土 4、粉土 5、粘性土
详细的分类，见《岩土工程勘察规范》
GB50021-2001
土的含水量表示土的干湿程度。 土的含水量：5%以内，干土；
5～30%以内，潮湿土； 大于30%，湿土。 各类土的最佳含水量如下： 砂土为8%～12%； 粉土为9%～15%； 粉质粘土为12%～15%； 粘土为19%～23%。
工程意义：
含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳 定及回填土的夯实质量都有影响。