01 第一章 土方工程10462
合集下载
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_土木工程施工
第一章土方工程1.1 概述1. 流体力学---流线网；2. 土力学---土压力、土的渗透性；3. 抽水设备(井泵)的扬程及扬程与真空度的关系。
1. 土方工程的特点；2. 熟悉施工中土的工程分类及分类依据；2. 掌握土的可松性；3. 熟悉原状土压实后的沉降量。
1.工程中常见的土方工程有哪些？土方工程包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。
在土木工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。
2.土方工程由那些种类？土方工程包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。
在土木工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。
3.施工中土方一般是按照什么来分类？土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数等分类。
在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类，它是施工中选择合适的机械与开挖方法的依据，也是确定土木工程劳动定额的依据。
4.施工中分成哪八类土？如何区分？5.土有哪些主要的工程性质？土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。
土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等6.什么是土的可松性？土具有可松性即自然状态下的土，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。
土的可松性程度用可松性系数表示，即（1-1）式中——最初可松性系数；——最终可松性系数；V——土在天然状态下的体积，m3；1V——土经开挖后的松散体积，m3；2V——土经回填压实后的体积，m3。
3由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的，所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候，必须考虑土的可松性。
如：在土方工程中，是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数，是计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数。
顾建平-土木工程施工01第一章 土方工程
H 0
H 1 2H 2 3H 3 4H 4 4N
2．场地设计标高的调整 (1)土的可松性影响
h VW(Ks'－1) FT FWKs'
(a)
(b)
H0’＝H0+Δh
图1－5 考虑土的可松性调整设计标高计算示意图
式中：Vw——按理论标高计算出的总挖方体积；
FW，FT——按理论设计标高计算出的挖方区 、 填方区总面积；
二、集水井排水或降水
集水井法是在基坑开挖过程中，沿坑底的周围或中 央开挖排水沟，并在基坑边角处设置集水井。将水汇 入集水井内，用水泵抽走(图1—18)。这种方法可用 于基坑排水，也可用于降水。
图1-18集水井降水法 1－排水沟；2－集水井；3－离心式水泵；4－基 础边线；5－原地下水位线；6－降低后地下水位
x ah1 h1 h2
式中：h1，h2——相邻两角点挖、填方施工高度 (以绝对值代入)；
a——方格边长； x——零点距角点A的距离。
图1－9 零点位置计算
3.场地土方量计算 （1）四方棱柱体法
1）全挖全填格
Va42(h 1h2h3h4)
式中： V——挖方或填方的土方量（m）； h1,h2,h3,h4——方格四个角点的挖填高度，
线
1．排水沟的设置 排水沟底宽应不少于0.2～0.3m，沟底设有
0.2％～0.5％的纵坡， 在开挖阶段，排水沟 深度应始终保持比挖土面低0.4～0.5m 2.集水井的设置
集水井应设置在基础范围以外的边角处。间 距应根据水量大小、基坑平面形状及水泵能 力确定，一般为20～40m。
3．水泵性能与选用 (1)离心泵
0
50 0
70 +40 100
A2 U2=－30 +50 70 0
01 第一章 土方工程
（3）方案调整（闭回路法）
1)找闭回路 调整顺序：从负值最大的格开始。
• 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）调整调配值
填
• 从空格出发，挖
在奇数次转角 A1
点的数字中， 挑最小的土方 A2
B1 5(04000)
B2 (100) X12 500
B3
挖方量
500
500
数调到空格中。
L
• 3、土的质量密度：
• 天然密度 ：一般 =16~20 KN/m3
• 干密度 d：是检测填土密实程度的指标。（105℃，
烘干3~4h）
• 4、土的含水量：用百分数表示。
•
含水量
W=（G湿-G干）/G干 ×100%
•
式中 G湿、 G干为土的质量
• 用于：开挖、回填压实、行车（25~30%陷车）、边
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
70.14
+0.56
70.18
+0.02 700.22
-0.44
70.26
五、土方的调配
• 在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。 • 1、原则：
• 挖填平衡、总运输量最小，即土方施工成本最低。 • 2、步骤：
• （1）画出挖方区、填方区； • （2）划分调配区 • 注意： • 1）位置与建、构筑物协调，且考虑施工顺序； • 2）大小满足主导施工机械的技术要求； • 3）与方格网协调，便于确定土方量； • 4）借、弃土区作为独立调配区。
• 改变动水压力的方向（井点降水）。
GD F Q
（三）降排水方法 • 1．集水井法（明排水法） • ――用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 • 挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖
01土程
一、土方工程的施工过程与常见类型
1.施工过程
• 一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降 水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。
2.常见类型
• 场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填 筑及基坑回填土等。
§1.1 概 述
二、土方工程施工特点：
1.工程量大、劳动繁重； 2. 施工条件复杂(受气候、水文、地质、地下障 碍等因素影响)；
z 42 2-2
iy
a 2
a
aY
a ix
a
a
a
a
z 'i zo l x i x l y i y
z 42
1-1
z0
二、场地设计标高确定的方法
1.按挖填平衡原则确定设计标高
（5）根据场地设计标高确定施工高度
• 施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值：
H i z zi
计算步骤：
• （1）根据场地地形图划分方格网； • （2）根据相邻等高线，用插入法计算或实测各方格 角点的地面标高； • （3）根据挖填平衡原则计算场地设计标高； • （4）根据泄水坡度调整设计标高； • （5）根据场地设计标高确定施工高度。
二、场地设计标高确定的方法
1.按挖填平衡原则确定设计标高
§1.1 概 述
四、土的工程性质
2.土的渗透性：
• 土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗 透性用渗透系数表示。 • 渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力， 以m/d表示。 它同土的颗粒级配、密实程度等有关； 是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。
§1.1 概 述
四、土的工程性质
z z z z na zo a 2 i 1 i 2 i 3 i 4 4 i 1
1.施工过程
• 一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降 水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。
2.常见类型
• 场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填 筑及基坑回填土等。
§1.1 概 述
二、土方工程施工特点：
1.工程量大、劳动繁重； 2. 施工条件复杂(受气候、水文、地质、地下障 碍等因素影响)；
z 42 2-2
iy
a 2
a
aY
a ix
a
a
a
a
z 'i zo l x i x l y i y
z 42
1-1
z0
二、场地设计标高确定的方法
1.按挖填平衡原则确定设计标高
（5）根据场地设计标高确定施工高度
• 施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值：
H i z zi
计算步骤：
• （1）根据场地地形图划分方格网； • （2）根据相邻等高线，用插入法计算或实测各方格 角点的地面标高； • （3）根据挖填平衡原则计算场地设计标高； • （4）根据泄水坡度调整设计标高； • （5）根据场地设计标高确定施工高度。
二、场地设计标高确定的方法
1.按挖填平衡原则确定设计标高
§1.1 概 述
四、土的工程性质
2.土的渗透性：
• 土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗 透性用渗透系数表示。 • 渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力， 以m/d表示。 它同土的颗粒级配、密实程度等有关； 是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。
§1.1 概 述
四、土的工程性质
z z z z na zo a 2 i 1 i 2 i 3 i 4 4 i 1
最新建筑施工技术教学课件-第一章土方工程
2
§1-2 土方工程量的计算
场地设计标高计算简图 a）地形图上划分方格； b）设计标高示意图 1—等高线；2—自然地面；3—设计标高平面；
H0(H 11H 12H21H22) 4N
9
§1-2 土方工程量的计算
➢ 2.计算设计标高的调整值 ➢ 所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还
需考虑以下因素进一步进行调整: （1）土具有可松性； （2）填(挖)影响； （3）边坡填挖量不等； （4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土
17
基坑：
➢ 民用与工业建筑：浅基坑，规模小，易施工，
基坑
问题少
➢ 高层建筑：大面积深基坑，规模大，工期长，
问题多
➢ 条基：深1～3m，直立土坑壁
浅基坑
➢ 柱基：深多为2～3m，深度较大时采用放坡法
18
1、横撑式支撑： 开挖较窄的沟槽。
19
（三）大面积深基坑支护
➢ 1.支护特点
2 .一些先进施工技术
➢ 优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状灵活 ➢ 缺点：需用专用机械，成本较高 ➢ NOTE：
分段施工 接头严密
21
2 、柱列式灌注桩
➢ 以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身 弯距的挡土结构
➢ 优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工 ➢ 缺点：整体性能较差，无防水能力
22
3. 土层锚杆
砂，有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。
27
28
（二）人工降低地下水位
➢ 在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定 数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的 抽水，使地下水位降至基底以下，直至基 础施工完毕为止。
➢ 1、一般轻型井点设备 管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。 抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。
§1-2 土方工程量的计算
场地设计标高计算简图 a）地形图上划分方格； b）设计标高示意图 1—等高线；2—自然地面；3—设计标高平面；
H0(H 11H 12H21H22) 4N
9
§1-2 土方工程量的计算
➢ 2.计算设计标高的调整值 ➢ 所计算的标高，纯系一理论值，实际上，还
需考虑以下因素进一步进行调整: （1）土具有可松性； （2）填(挖)影响； （3）边坡填挖量不等； （4）就近弃土于场外，或将部分填方就近取土
17
基坑：
➢ 民用与工业建筑：浅基坑，规模小，易施工，
基坑
问题少
➢ 高层建筑：大面积深基坑，规模大，工期长，
问题多
➢ 条基：深1～3m，直立土坑壁
浅基坑
➢ 柱基：深多为2～3m，深度较大时采用放坡法
18
1、横撑式支撑： 开挖较窄的沟槽。
19
（三）大面积深基坑支护
➢ 1.支护特点
2 .一些先进施工技术
➢ 优点：结构整体性好，刚度大，可作防渗墙，形状灵活 ➢ 缺点：需用专用机械，成本较高 ➢ NOTE：
分段施工 接头严密
21
2 、柱列式灌注桩
➢ 以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身 弯距的挡土结构
➢ 优点：可使用钻孔机械，按通常灌注柱施工 ➢ 缺点：整体性能较差，无防水能力
22
3. 土层锚杆
砂，有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。
27
28
（二）人工降低地下水位
➢ 在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定 数量的滤水管，利用抽水设备连续不断的 抽水，使地下水位降至基底以下，直至基 础施工完毕为止。
➢ 1、一般轻型井点设备 管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。 抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。
1第一章 土方工程
34
防治流砂的方法：
1、抢挖法； 2、打板桩法； 3、水下挖土法； 4、人工降低地下水； 5、地下连续墙法； 6、桩基、沉井法施工。
35
（二）井点降水
1、井点降水的作用 2、井点降水的种类：轻型井点和管 井点各种井点的适用范围 3、一般轻型井点
36
（1）高程布置 H≥H1+Δ h+iL H≤hpmax 抽水设备的最大抽水高度，6-7米。 I：环状I=1/10，单排I=1/4-5，双排I=1/7。 （2)轻型井点计算（涌水量Q，水井管数量N，井距D） 水井的分类：
10
二、场地土方量的计算
1、计算场地各角点的施工高度hn hn= Hn- H Hn ：设计标高（i=0, Hn= H0） H：自然地面标高 当hn 为+时，为填方；当hn为—时，为挖方 2、确定零线，划分挖填区 两个零点之间的连线为“零线” x=ah/(h1+h2) 3、计算场地挖填土方量
11
按上述方法计算的土方量可以做到挖填平衡， 但不能保证挖填量为最小。通常用最小二乘法来设 计最佳的设计平面。 最小二乘法：在实验中获得自变量与因变量的 若干个对应数据（x1,y1）,(x2,y2)„(xn,yn)时， 要找出一个类型的函数y=f(x)（如y=ax+b），使得 偏差平方和（yi-f(xi)2为最小，这种求f(x)的方 法称为最小二乘法，求得的函数称为经验公式。 常用于工程技术和科学研究的数据处理中。
î Ì
100 T2
½ ² ¸ ° ì ±
Ú ² Í ½ Á ¿
T3 70 40 100 500 90 500 110 100 100 400 70 500 40 500 400 1900 (M3)
½ ² ø Ç
防治流砂的方法：
1、抢挖法； 2、打板桩法； 3、水下挖土法； 4、人工降低地下水； 5、地下连续墙法； 6、桩基、沉井法施工。
35
（二）井点降水
1、井点降水的作用 2、井点降水的种类：轻型井点和管 井点各种井点的适用范围 3、一般轻型井点
36
（1）高程布置 H≥H1+Δ h+iL H≤hpmax 抽水设备的最大抽水高度，6-7米。 I：环状I=1/10，单排I=1/4-5，双排I=1/7。 （2)轻型井点计算（涌水量Q，水井管数量N，井距D） 水井的分类：
10
二、场地土方量的计算
1、计算场地各角点的施工高度hn hn= Hn- H Hn ：设计标高（i=0, Hn= H0） H：自然地面标高 当hn 为+时，为填方；当hn为—时，为挖方 2、确定零线，划分挖填区 两个零点之间的连线为“零线” x=ah/(h1+h2) 3、计算场地挖填土方量
11
按上述方法计算的土方量可以做到挖填平衡， 但不能保证挖填量为最小。通常用最小二乘法来设 计最佳的设计平面。 最小二乘法：在实验中获得自变量与因变量的 若干个对应数据（x1,y1）,(x2,y2)„(xn,yn)时， 要找出一个类型的函数y=f(x)（如y=ax+b），使得 偏差平方和（yi-f(xi)2为最小，这种求f(x)的方 法称为最小二乘法，求得的函数称为经验公式。 常用于工程技术和科学研究的数据处理中。
î Ì
100 T2
½ ² ¸ ° ì ±
Ú ² Í ½ Á ¿
T3 70 40 100 500 90 500 110 100 100 400 70 500 40 500 400 1900 (M3)
½ ² ø Ç
【土木建筑】第1章土方工程
图1-1场地设计标高计算简图 （a）地形图上划分方格；（b)设计标高示意图
1-等高线；2-自然地坪；3-设计标高平面； 4-自然地面与设计标高平面的交线（零线）
一般要求场地内挖方和填方量平衡，如图1-1（b）。设达 到挖填平衡的场地平整标高为 H0 ，则由挖填平衡条件，H0 值可 由下式（1-1)求得：
八类
1.45～1.50
1.20～1.30
2．土的压缩性 取土回填或移挖作填，松土经运输、填压以后，均会压缩，
一般土的压缩性以土的压缩率表示。
土的压缩率参考值
土的类别
土的名称 种植土
土的压缩率 20%
每m3松散土压实后的体积 （m3） 0.80
一～二类土
一般土
10%
0.90
砂土
5%
0.95
天然湿度黄土
一类（植物性土、泥炭）
1.20～1.30
1.03～1.04
二类
1.14～1.28
1.02～1.05
三类
1.24～1.30
1.04～1.07
四类（泥灰岩、蛋白石除外）
1.26～1.32
1.06～1.09
四类（泥灰岩、蛋白石）
1.33～1.37
1.11～1.15
五～七类
1.30～1.45
1.10～1.20
H0
H1 2 H2 3 H3 4 H4 4N
式中 N—方格网数（个）；
H11…H22—任一方格的四个角点的标高（m）； H1—一个方格共有的角点标高（m）； H2—二个方格共有的角点标高（m）； H3—三个方格共有的角点标高（m）； H4—四个方格共有的角点标高（m）。
1-3 土的现场鉴别方法
土木工程施工第一章土方工程
V填=20×20×（0.83+0.43+1.04+0.56）/4=286.0m3
方格1-2-5-6（一挖三填）
V挖=20×20×0.04/4（0.23+0.04+0.55+0.13）=4.21m3 V填=20×20×（0.23+0.55+0.13）/4（0.23+0.04+0.55+0.13）=95.79m3
最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量
三、土的工程性质
三、土的工程性质
土的可松性：自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。 最初可松性系数 KS=V2 /V1 1.08~1.5 最后可松性系数 KS’=V3 /V1 1.01~1.3 V1 ——土在自然状态下的体积。 V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 V3 ——土经回填压实后的体积。 用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土
70.09
（2）按泄水坡度调整设计标高：
70.09
Hn = H0 Lx ix L yi y H1 =70.29－30×2‰+30×3‰=70.32
70.32
70.36
70.40
70.44
70.26
70.30
70.34
70.38
70.20
70.24
70.28
70.32
70.14
70.18
70.22
100
400 40
U1= 0
V1=50
U3=10
V2=100
U2=－60
V3= 60
U4=－20
求空格的检验数ij
ij= Cij – Ui – Vj ; 11=50－0－50＝0（有土）;
方格1-2-5-6（一挖三填）
V挖=20×20×0.04/4（0.23+0.04+0.55+0.13）=4.21m3 V填=20×20×（0.23+0.55+0.13）/4（0.23+0.04+0.55+0.13）=95.79m3
最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量
三、土的工程性质
三、土的工程性质
土的可松性：自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。 最初可松性系数 KS=V2 /V1 1.08~1.5 最后可松性系数 KS’=V3 /V1 1.01~1.3 V1 ——土在自然状态下的体积。 V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 V3 ——土经回填压实后的体积。 用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土
70.09
（2）按泄水坡度调整设计标高：
70.09
Hn = H0 Lx ix L yi y H1 =70.29－30×2‰+30×3‰=70.32
70.32
70.36
70.40
70.44
70.26
70.30
70.34
70.38
70.20
70.24
70.28
70.32
70.14
70.18
70.22
100
400 40
U1= 0
V1=50
U3=10
V2=100
U2=－60
V3= 60
U4=－20
求空格的检验数ij
ij= Cij – Ui – Vj ; 11=50－0－50＝0（有土）;
第一章土方工程1-21062
第一章土方工程［学习指导］第一章土方工程内容提要本章内容包括土方工程的种类和施工特点，土的工程分类和工程性质、土方规划、土方工程施工的要点，土方工程机械化施工和爆破施工。
在土方规划中，涉及了土的工程分类和性质、土方边坡、土方量计算、场地设计标高的确定和土方调配等问题。
在土方工程施工要点中，重点论述了土壁稳定、施工排水、流砂防治和填土压实，是土方工程施工的关键。
在土方工程机械化施工中，着重阐述常用土方机械的类型、性能及提高生产率的措施。
在爆破施工中主要介绍了爆破基本知识、炸药和药量计算、起爆技术及爆破方法。
重点、难点分析1 ．土的工程性质土的天然密度、干密度、压实系数和含水量，土的可松性、渗透性。
2．场地设计标高的确定设计标高的确定原则和方法3．土方边坡的稳定分析边坡失稳及产生的原因4．土壁支护土壁支护的作用，支护结构的种类和破坏形式。
5．填土压实质量的影响因素压实功、含水量和铺土厚度与压实效果的关系。
6．动水压力与流砂动水压力的概念和性质；流砂现象及其危害；流砂发生的原因；防治流砂的途径和方法。
7．井点降水井点降水的原理与井点类型，轻型井点降水计算。
学习要求土方工程为“建筑施工技术”课的重点章节，学生学习时应给予重视。
1 ．土方工程的种类和施工特点了解土建施工中常见的土方工程，包括：场地平整；基坑、基槽及管沟的开挖与回填；地下工程 ( 人防工程及大型建筑物的地下室、深基础 ) 的开挖与回填；地坪填土与碾压；路基填筑等。
在土方工程施工中包含了土的开挖、运输、填筑等主要施工过程，以及场地清理、测量放线、施工排水与降水和土壁支护等准备工作和辅助工作。
了解土方工程施工特点，包括：面广量大、劳动繁重；施工条件复杂。
2 ．土的工程分类和工程性质土方工程施工以土为施工对象，故应熟悉土的工程分类和工程性质。
土的分类方法很多，土的工程分类是根据土开挖的难易程度将土分为八类。
土的工程性质主要包括，土的可松性、渗透性，以及土的含水量、密实度等。
第一章土方工程
2.2～2.9 2.5～3.1 2.7～3.3
用爆破方法开挖，部分用风镐 用爆破方法开挖
用爆破方法开挖
用爆破方法开挖
2019/10/9
6
二、土的工程性质
（一）土的可松性
1.土的可松性 自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增大，
以后虽经回填压实，也不能恢复为原来状态时的体积。土的可松 性程度，一般用最初可松性系数和最后可松性系数来表示 ：
2019/10/9
19
2.设计标高的调整值 1）土的可松性的影响
按式（1.2.2）计算出的设计标高为一理论值，而在实际施 工过程中还要考虑下列因素的影响对设计标高进行调整。
由于土具有可松性，回填压实恢复不了原来状态，要相应提 高设计标高。如图1.2.3所示。
设 h为土的可松性引起设计标高的增加值，则设计标高增
高加4次。因此，式(1.2.1)可改写为：
2019/10/9
18
H0
H1 2 H2 3 H3 4 H4 （1.2.2） 4N
式中： H1—1方格所独有的角点标高(m)； H2—2个方格共有的角点标高(m)； H3—3个方格共有的角点标高(m)； H4—4个方格共有的角点标高(m)。
大于30%的称为湿土。
2019/10/9
10
（三）土的透水性
●土的透水性是指水流通过土中孔隙的难易程度。 ●土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑土 方开挖到地下水位以下，地下水的平衡被破坏后，地下水会 不断流入基坑。 ● 地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的透水性有 关。
2019/10/9
2019/10/9
Ks
V2 V1
（1.1.1）
第1章土方工程
视选用的井点而定
多级轻型井点
轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 管井类 深井井点
0.1~50
0.1~50 <0.1 20~200 10~250
3~ 5 >15
5.轻型井点（应用较广） 1）轻型井点设备：设备主要有：井点管（下端为滤管）、集
水总管、弯联管及抽水设备。
参考动画
设备布置与作用
井点管：直径38～55㎜的钢管，长6～9m，下端配有 滤管和一个锥形铸铁塞头。 滤管：长 1.0 ～ 1.7m ，管壁上钻有 12 ～ 18㎜成梅花形 排列的滤孔；管壁外包两层滤网，内层为30～50孔 /cm2 的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网，外层为 3 ～ 10 孔/cm2粗滤网，以防泥砂进入井点管。 集水总管：直径 75 ～ 100㎜的钢管分节连接，每节长 4～6m ，其上装有与井点管联接的短接头，间距为 0.8～1.6m。总管应有2.5‰～5‰坡向泵房的坡度。 总管与井点管用900弯头或塑料管连接。 抽水设备：真空泵设备。
《土木工程施工》
教学课件
第 2讲
1.2 土方工程施工的准备与辅助工作
1.2.1 施工前准备内容 1、施工准备阶段建设单位应准备的工作：
（1）三通一平：通电、水、道路，一平为场地平； （2）场内原有管线分布情况及场地周围的市政管网的 分布情况； （3）施工图纸齐全，完整； （4）工程招投标工作业已完成； （5）已办理施工许可证和工程已报质检； （6）与工程有关外部协调工作已完成；
3、无压完整井涌水量计算 ：环状井点
公式1.12：
(2 H S ) S Q 1.366K lg R lg x0
X0：环状井点假想半径（m） ，参见公式（1.13）。
B、井点管的根数N
多级轻型井点
轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 管井类 深井井点
0.1~50
0.1~50 <0.1 20~200 10~250
3~ 5 >15
5.轻型井点（应用较广） 1）轻型井点设备：设备主要有：井点管（下端为滤管）、集
水总管、弯联管及抽水设备。
参考动画
设备布置与作用
井点管：直径38～55㎜的钢管，长6～9m，下端配有 滤管和一个锥形铸铁塞头。 滤管：长 1.0 ～ 1.7m ，管壁上钻有 12 ～ 18㎜成梅花形 排列的滤孔；管壁外包两层滤网，内层为30～50孔 /cm2 的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网，外层为 3 ～ 10 孔/cm2粗滤网，以防泥砂进入井点管。 集水总管：直径 75 ～ 100㎜的钢管分节连接，每节长 4～6m ，其上装有与井点管联接的短接头，间距为 0.8～1.6m。总管应有2.5‰～5‰坡向泵房的坡度。 总管与井点管用900弯头或塑料管连接。 抽水设备：真空泵设备。
《土木工程施工》
教学课件
第 2讲
1.2 土方工程施工的准备与辅助工作
1.2.1 施工前准备内容 1、施工准备阶段建设单位应准备的工作：
（1）三通一平：通电、水、道路，一平为场地平； （2）场内原有管线分布情况及场地周围的市政管网的 分布情况； （3）施工图纸齐全，完整； （4）工程招投标工作业已完成； （5）已办理施工许可证和工程已报质检； （6）与工程有关外部协调工作已完成；
3、无压完整井涌水量计算 ：环状井点
公式1.12：
(2 H S ) S Q 1.366K lg R lg x0
X0：环状井点假想半径（m） ，参见公式（1.13）。
B、井点管的根数N
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不考虑土的可松性的
影响，确定方格各角
点的设计标高。
解： （1）初步设计标高（场地平均标高）
H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M
=[70.09+71.43+69.10+70.70+2×（70.40+70.95+69.71+…）+4× （70.17+70.70+69.81+70.38）] /（4×9）
设 U1=0，
则V1= C11－U1=50－0=50；
•U3= C31－V1=60－50=10； •V2=110－10=100； ……
2i）j=求Cij空– 格Ui的– V检j验; 数ij
11=50－0－50＝0（有土）; 12=70－0－100＝－30
•13=100－0－60＝40; 21=70－(－60)－50＝80; ……
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。
60
110
70
300
100
100
A4
80
100
40
400
填方量
800 600
500
•结果：所得运输量较小，但不一定是最优方案。
•（总运输量97000m3-m)
•（6）画出调配图（略）
挖方量 500 500 500 400 1900
3、调配方案的优化（线性规划中—表上作业法） （1）确定初步调配方案（如上） 要求：有几个独立方程土方量要填几个格，即应填
第一章 土方工程
概述 土方量计算与调配 土方开挖的辅助工作 土方工程机械化施工
土方填筑
二、土的工程分类
按开挖的难易程度分为八类
一类土（松软土）、二类土（普通土) 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土）
——机械或人工直接开挖
五类土（软石）、六类土（次坚石） 七类土（坚石）、八类土（特坚石）
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：
H11
H12
•(1)单向排水时，各方格
角点设计标高为:
L
H0
H0
Hn = H0 L• i
H21
i
•(2)双向排水时，各方格
角点设计标高为：
Ly
Hn
H0
iy
Hn = H0 Lx ix L yi y
Lx
ix
【例】某建筑场地方
70.09
格网、地面标高如图,
格边长a=20m。泄水 坡度ix =2‰，iy=3‰，
一）降水目的
1、防止涌水、冒砂，保证在较干燥的 状态下施工；
2、防止滑坡、塌方、坑底隆起； 3、减少坑壁支护结构的水平荷载。
地下含水构造的种类
不透水层 不透水层 不透水层
滞水层 潜水层 承压水层
二）流砂现象
1．动水压力――地下水在渗流过程中受到土颗 粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。
A2 U2=－30 +50 70 0
70 +40 100 40 +60 90
A3
U3=10
0
60 +30 110 0 70
A4 U4=－20 +50 80 +50 100 0 40
由于所有的检验数 ij ≥0，故该方案已为最优方
案。
若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部
ij ≥0而得到最优解。
3）与方格网协调，便于确定土方量；
4）借、弃土区作为独立调配区。
划分调配区示例：
00
（3）找各挖、填方区间的平均
A1 B1
A3
运距（即土方重心间的距离）
可近似以几何形心代替土方
A2
A4
体积重心
B3
B2
0
0
•（4）列挖、填方平衡及运距表
挖填
A1 A2 A3 A4 填方量
B1 50 70 60 80
回填。
3、土的质量密度：
天然密度 ：一般 =16~20 KN/m3
干密度 d：是检测填土密实程度的指标。
（105℃，烘干3~4h）
4、土的含水量：
天然含水量
W=（G湿-G干）/G干
——开挖、行车（25~30%陷车）、边坡稳定
最佳含水量——可使填土获得最大密实度 的含水量（击实试验、手握经验确定）。
（2）四方棱柱体平均高度法（略）
（3）三角棱柱体法（略）
三、土方的调配：
在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。
1、要求：
总运输量最小；土ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ施工成本最低。
2、步骤：
（1） 找出零线，画出挖方区、填方区；
（2）划分调配区
注意：
1）位置与建、构筑物协调，且考虑开、施工顺序；
2）大小满足主导施工机械的技术要求；
计算方法：平均运距（或单方费用）Cij = Ui+Vj
挖填 位势数
位势数 Ui Vj
B1 V1=50
B2 V2=100
B3 V3= 60
A1
U1= 0
500 50
70
100
A2
U2=－60
70 500 40
90
A3
U3=10 300 60 100 110 100 70
A4
U4=－20
80
100 400 40
•求检验数表
挖 填 位势数
B1
B2
B3
位势数 Ui Vj
V1=50 V2=100
V3=60
A1
U1=0
0 50 -30 70 +40 100
A2 U2=-60 +80 70 0
40 +90 90
A3
U3=10
0
60 0
110 0 70
A4 U4=-20 +50 80 +20 100 0 40
结论：表中12为负值，不是最优方案。应对初始方案进行调整。
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
+0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
70.14
+0.56
70.18
+0.02 700.22
-0.44
70.26
3、场地土方量的计算：
分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、总填方量
4、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。
改变动水压力的方向（井点降水）。
（三）降排水方法
1．集水井法（明排水法） ――用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖
土、沟、井
水泵
排水沟
2～5％
集水井
要求： （ 1）排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≮300mm，
沟底低于坑底500mm，坡度1％。 （ 2）集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，
第二节 土方量计算与调配
一、基坑、基槽、路堤 土方量计算
1、基坑土方量：
H
按拟柱体法——
F下
V=(F下+4F中+F上)H/6
2、基槽（路堤）土方量：
L1
L5
Fi
H
I
I
I－I
L2
沿长度方向分段计算Vi，再 V = Vi 断面尺寸不变的槽段：Vi =Fi×Li 断面尺寸变化的槽段：Vi =(Fi1+4Fi0+Fi2)Li/6 槽段长Li：外墙——槽底中～中，
+0.23 70.09 70.32
（m）；
-0.04
70.36
-0.55
70.40
-0.99
70.44
正值为填方高 度。
+0.55
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
•h2 =70.36－
70.40=－0.04 （m）；
•负值为挖方高度
+0.83
70.20
+0.43
用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土。
2、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 。
•粘土< 0.1，
•粗砂50~75，
影响，确定方格各角
点的设计标高。
解： （1）初步设计标高（场地平均标高）
H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M
=[70.09+71.43+69.10+70.70+2×（70.40+70.95+69.71+…）+4× （70.17+70.70+69.81+70.38）] /（4×9）
设 U1=0，
则V1= C11－U1=50－0=50；
•U3= C31－V1=60－50=10； •V2=110－10=100； ……
2i）j=求Cij空– 格Ui的– V检j验; 数ij
11=50－0－50＝0（有土）; 12=70－0－100＝－30
•13=100－0－60＝40; 21=70－(－60)－50＝80; ……
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。
60
110
70
300
100
100
A4
80
100
40
400
填方量
800 600
500
•结果：所得运输量较小，但不一定是最优方案。
•（总运输量97000m3-m)
•（6）画出调配图（略）
挖方量 500 500 500 400 1900
3、调配方案的优化（线性规划中—表上作业法） （1）确定初步调配方案（如上） 要求：有几个独立方程土方量要填几个格，即应填
第一章 土方工程
概述 土方量计算与调配 土方开挖的辅助工作 土方工程机械化施工
土方填筑
二、土的工程分类
按开挖的难易程度分为八类
一类土（松软土）、二类土（普通土) 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土）
——机械或人工直接开挖
五类土（软石）、六类土（次坚石） 七类土（坚石）、八类土（特坚石）
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：
H11
H12
•(1)单向排水时，各方格
角点设计标高为:
L
H0
H0
Hn = H0 L• i
H21
i
•(2)双向排水时，各方格
角点设计标高为：
Ly
Hn
H0
iy
Hn = H0 Lx ix L yi y
Lx
ix
【例】某建筑场地方
70.09
格网、地面标高如图,
格边长a=20m。泄水 坡度ix =2‰，iy=3‰，
一）降水目的
1、防止涌水、冒砂，保证在较干燥的 状态下施工；
2、防止滑坡、塌方、坑底隆起； 3、减少坑壁支护结构的水平荷载。
地下含水构造的种类
不透水层 不透水层 不透水层
滞水层 潜水层 承压水层
二）流砂现象
1．动水压力――地下水在渗流过程中受到土颗 粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。
A2 U2=－30 +50 70 0
70 +40 100 40 +60 90
A3
U3=10
0
60 +30 110 0 70
A4 U4=－20 +50 80 +50 100 0 40
由于所有的检验数 ij ≥0，故该方案已为最优方
案。
若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部
ij ≥0而得到最优解。
3）与方格网协调，便于确定土方量；
4）借、弃土区作为独立调配区。
划分调配区示例：
00
（3）找各挖、填方区间的平均
A1 B1
A3
运距（即土方重心间的距离）
可近似以几何形心代替土方
A2
A4
体积重心
B3
B2
0
0
•（4）列挖、填方平衡及运距表
挖填
A1 A2 A3 A4 填方量
B1 50 70 60 80
回填。
3、土的质量密度：
天然密度 ：一般 =16~20 KN/m3
干密度 d：是检测填土密实程度的指标。
（105℃，烘干3~4h）
4、土的含水量：
天然含水量
W=（G湿-G干）/G干
——开挖、行车（25~30%陷车）、边坡稳定
最佳含水量——可使填土获得最大密实度 的含水量（击实试验、手握经验确定）。
（2）四方棱柱体平均高度法（略）
（3）三角棱柱体法（略）
三、土方的调配：
在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。
1、要求：
总运输量最小；土ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ施工成本最低。
2、步骤：
（1） 找出零线，画出挖方区、填方区；
（2）划分调配区
注意：
1）位置与建、构筑物协调，且考虑开、施工顺序；
2）大小满足主导施工机械的技术要求；
计算方法：平均运距（或单方费用）Cij = Ui+Vj
挖填 位势数
位势数 Ui Vj
B1 V1=50
B2 V2=100
B3 V3= 60
A1
U1= 0
500 50
70
100
A2
U2=－60
70 500 40
90
A3
U3=10 300 60 100 110 100 70
A4
U4=－20
80
100 400 40
•求检验数表
挖 填 位势数
B1
B2
B3
位势数 Ui Vj
V1=50 V2=100
V3=60
A1
U1=0
0 50 -30 70 +40 100
A2 U2=-60 +80 70 0
40 +90 90
A3
U3=10
0
60 0
110 0 70
A4 U4=-20 +50 80 +20 100 0 40
结论：表中12为负值，不是最优方案。应对初始方案进行调整。
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
+0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
70.14
+0.56
70.18
+0.02 700.22
-0.44
70.26
3、场地土方量的计算：
分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、总填方量
4、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。
改变动水压力的方向（井点降水）。
（三）降排水方法
1．集水井法（明排水法） ――用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖
土、沟、井
水泵
排水沟
2～5％
集水井
要求： （ 1）排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≮300mm，
沟底低于坑底500mm，坡度1％。 （ 2）集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，
第二节 土方量计算与调配
一、基坑、基槽、路堤 土方量计算
1、基坑土方量：
H
按拟柱体法——
F下
V=(F下+4F中+F上)H/6
2、基槽（路堤）土方量：
L1
L5
Fi
H
I
I
I－I
L2
沿长度方向分段计算Vi，再 V = Vi 断面尺寸不变的槽段：Vi =Fi×Li 断面尺寸变化的槽段：Vi =(Fi1+4Fi0+Fi2)Li/6 槽段长Li：外墙——槽底中～中，
+0.23 70.09 70.32
（m）；
-0.04
70.36
-0.55
70.40
-0.99
70.44
正值为填方高 度。
+0.55
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
•h2 =70.36－
70.40=－0.04 （m）；
•负值为挖方高度
+0.83
70.20
+0.43
用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土。
2、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 。
•粘土< 0.1，
•粗砂50~75，