土方量计算

h 1 土方边坡坡度= 1: m b b h
式中：
m
b h
,称为坡度系数
图1-2 边坡形式 (a)直线型边坡；(b)折线型边坡；(c)阶梯型边坡；
• 根据《土方和爆破工程施工及验收规范》的规定，当 地下水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑 （槽）或管沟，且敞露时间不长时，可作直立壁（不 放坡）不加支撑，但挖方深度不宜超过下列规定：
1.9
续表
土的分类 五类土 (铁石)
土的级 别*
V～Ⅵ
土的名称 硬质粘土；中密的页岩,泥灰岩, 白垩土；胶结不紧的砾岩；软 石灰及贝壳石灰石
普氏 系数f
1.5～ 4.0
密度 (g/cm 3)
1.1～2.7
开挖方法 及工具
用镐或撬棍、大 锤挖掘，部分使 用爆破方 法
六类土 (次坚石)
Ⅶ～Ⅸ
泥岩、砂岩、砾岩;坚实的页岩、 泥灰岩;密实的石灰岩;风化花 4.0～10 岗岩;片麻岩及正长岩 大理岩,辉绿岩；玢岩;粗、中 粒花岗岩；坚实的白云岩、砂 岩、砾岩、片麻岩;微风化安山 岩；玄武岩 安山岩；玄武岩；花岗片麻岩; 坚实的细粒花岗岩、闪长岩、 石英岩、辉长岩、角闪岩、玢 岩、辉绿岩
1：0.67
1∶0.50 1∶0.33

1∶0.75
1∶0.67 1∶0.50
1∶1 00
1∶0.75 1∶0.67
老黄土
软土（经井点降水后）
1∶0.10
1∶0.25
1∶0.33
— — 1∶1.00 注：1 、静载指堆土或堆放材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。 静载或动载距挖方边缘的距离在0，8m以外，且堆土和堆放材料 高度不超过1．5m： 2、当有成熟施工经验时，可不受本表限制。
土方量； ③ 要有一定泄水坡度（≥0.2％）， 满足排水要求； ④ 要考虑最高洪水位的影响。
二、土方量计算
• 在土石方工程施工之前，必须计算土石方的工程 量。土石方工程的外形通常很复杂而且不规则， 一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何 形状，采用具有一定精度而又和实际情况近似的 方法进行计算。
•基坑土方量可按立体几何中棱柱体（由两个平行的平面为底 的一种多面体）体积公式计算（图1－2），即
1.1～1.6
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
0.8～1.0
1.75～ 1.9
主要用镐，少 许用锹、锄头 挖掘，部分用 撬棍
整个先用镐、 撬棍，后用锹 挖掘，部分用 楔子及大锤
四类土 (砂砾坚 土)
Ⅳ
坚硬密实的粘性土或黄土； 含碎石、卵石的中等密实 1.0～1.5 的粘性土或黄土；粗卵石； 天然级配砂石；软泥灰岩
▲深基坑工程中考虑时空效应的基坑开挖参数 （时间参数、空间参数）和施工顺序的确定应满 足以下要求： （1）减少开挖过程中的土体扰动范围，采用分层 分块开挖且其空间几何尺寸能最大限度地限制支 护墙体的变形和坑周土体的位移与沉降；
（2）尽量缩短基坑开挖卸荷后无支护暴露时间；
（3）满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑 受力均衡；
2.2～2.9
用爆破方法开挖， 部分用风镐
七类土 (坚石)
X～Ⅻ
10－18
2.5～3.1
用爆破方法开挖
八类土 (特坚石)
ⅩⅣ ～ ⅩⅥ
18～25 以上
2.7～3.3
用爆破方法开挖
注*：土的级别为相当于一般16级土石分类级别。
四、土的工程物理性质
1．土的天然含水量
土的含水量ω是土中水的质量与固体
颗粒质量之比，以百分数表示，即
L1——第一段的长度，m。 将各段土方量相加即得总土方量： 式中： V1、V2、… m 3。 1 、Vn—— 2 各分段的土方量， n
V V V ... V
（1－10）
三、场地平整
• 场地平整通常是挖高填低。计算场地平整的 挖方量和填方量，首先要确定场地设计标高，由 设计地面的标高和天然地面的标高之差，可以得 到场地各点的施工高度（即填挖高度），由此可 计算场地平整的挖方和填方的工程量。
★★2、引起土体内切应力增加的原因
1）高度或深度增加，切应力增加。
2）边坡上面荷载（静、动）增加，尤其是有动荷载时。 3）浸水一方面使土体自重增加，另一方面水在 土体中渗流 产生一定的动水压力。 4）土体竖向裂缝中的水（地下水）产生静水压力。 • 由于影响基坑边坡稳定的因素很多，在一般情况下，开挖 深度较大的基坑，应对土方边坡作稳定分析。 • 关于边稳定分析与计算可参考土力学方面的专著。
图1-1图的渗透试验
★ ★水的渗透性大小取决于不同的土质。 地下水的流动以及在土中的渗透速度都与
土的渗透性有关。
• 地下水在土中渗流速度一般可按达西定律计算，其 公式如下：
H1 H 2 h vk k ki (1—6) L L 式中：v——水在土中的渗透速度，m/d； H H i i——水力坡度， ，即A、B两点水头差 L 与水平距离之比 k——土的渗透系数，m/d。k值的大小反映出土 体透水性的强弱，土的渗透系数可以通过室内渗透 试验或现场抽水试验测定，一般土的渗透系数见表 1－ 3。
mw （ 1－ 1） 100% ms 式中：
mw——土中水的质量； ms——土中固体颗粒的质量。
土的干湿程度用含水量表示:
土的含水量ω在5%以下 土的含水量ω在5％～30％之间 称干土， 称湿土，
土的含水量ω大于30％称
饱和土。
含水量越大，土就越湿，对施工越不 利。土的含水量大小对挖土的难易、施工时 边坡的坡度、 回填土的压实等均有影响。
最终 1～3.0 3～ 4 1.5～5 4～ 7 6～ 9 11～15 10～20 20－ 30
1.30－1.45 1.10～1.20 1.45－1.50 1.20～1.30
4．土的渗透性
土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度，水在 单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用k表示， 单位为m/d。
V——土的天然体积。
★★土的干密度越大，表示土越密实。工程上常 把土的干密度作为评定土体密实程度的标准， 以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。
3．土的可松性
土具有可松性，即自然状态下的土经开挖后， 其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其 体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松 性。
土的可松性程度用可松性系数表示，即 V 2 （1—4） Ks V1
密实、中密的砂土和碎石土为1m；
硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土为1.25m；
硬塑、可塑粘土为1.5m；
坚硬的粘性土为2m。
★★施工过程中，应经常检查槽壁的稳定情。基坑 （槽）或管沟挖好后，应及时进行基底混凝土垫 层施工及地下结构施工。 当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑 （槽）或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内且 不加支撑的边坡的最陡允许坡度见表1－4。
表1一4 深度在5m内的基坑（槽）、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）
土的类别 中密的砂土 中密的碎石类土（填充物力砂土）
边坡坡度（h：b）
坡顶无荷载 坡顶有静载 坡顶有动载
l∶1.00 1∶0.75
l∶1.25 1∶1.00
1∶1.50 1∶1.25
硬塑的粉土
中密的碎石类土 （填充物为粘性土） 硬塑的粉质粘土、粘土
1. 确定场地设计标高 • 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 定场地的设计标高，对减少土石方量、加快工程 进度有重要的经济意义。
▲确定场地设计标高的原则是：
① 应满足生产工艺和运输的要求；
② 充分利用地形（如分区或分台阶布
置），尽量使挖填方平衡，以减少
3. 土、石又是一种天然物质，成分较为复杂， 难以确定的因素较多，有时施工条件极为复杂。
二、土方工程施工前的各项准备工作
1. 进行现场勘察，详细收集、核对和分析各项
技术资料;
2. 清除地面、地下障碍物，修筑运土道路; 3. 制定出以技术经济分析为依据的施工组织设 计，选择 施工方案，合理安排施工计划， 尽量避开雨季施工;
可松性系数 Ks 1.08－1.17 1.20－1.30 1.14－1.28 1.24－1.30 1.26－1.32 1.33－1.37 Ks` 1.01～1.03 1.03～1.04 1.02～1.05 1.04～1.07 1.06～1.09 1.11～1.15
最初 8～17 20－30 14—28 24—30 26－32 33－37 30－45 45－50
1 2
表1－3 土的渗透系数
土的种类 粘土、亚粘土 K/(m/d) ＜0.1 土的种类 含粘土的中砂 及纯细砂 含粘土的细砂 及纯中砂 纯粗砂 粗砂夹卵石 卵石 K/(m/d) 20—25
亚砂土 含粘土的粉砂 纯粉砂 含粘土的细砂
0.1～0.5 0.5～1.0 1.5～5.0 10－15
35—50 50－75 50—100 100—200
V3 Ks ` V1
（ 1－ 5）
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 ——土被挖出后在松散状态下的体积； V3 ——土经压实后的体积。
表1—2 各种土的可松性参考数值
体积增加百分比/％
土的类别 一类土 (种植土除外) 一类土 (植物性土，泥炭) 二类土 三类土 四类土 (泥灰岩，蛋白石除外) 四类土 (泥灰岩，蛋白石) 五至七类土 八类土
表1－1 土的工程分类
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）