01土方工程课件

（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（用最小二乘法，使挖填平衡且总土 方量最小）
零点连线

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

四方棱柱体法
1）全挖、全填格： V挖（填）=a2 (h1+h2+h3+h4)/4

•
•

h1~ h4 —方格角点施工高度绝对值
V挖（填）—挖方或填方的体积。
2）部分挖、部分填格：V挖（填） = a2[ h挖（填）] 2 / 4 h • •
流砂防治的主要途径：减少或平衡动水压力或改变其方向。 具体措施有：
（1）抢挖法
（2）水中挖土
（3）打钢板桩或做地下连续墙
（4）在枯水季节开挖 （5）井点降水
降水法

降水：采用方法将将基坑内外的水位降低至基坑地面以下。 降水作用： （1）防止地下水因渗流产生流砂、管涌等渗透破坏作用



（2）提高边坡或坑壁结构的稳定性

用途：开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土

例：某建筑物基础为带形基础，基础的长度为100m ，基础的截面积为 2.5㎡；基槽的截面积为4.125㎡；地基土质为粉土，KS=1.25， KS’=1.05。

计算: （1）基槽的挖方量 （2）需留填方用松土量和弃土量


三、土方量计算与调配

一、基坑、基槽、路堤
二、土的工程分类及性质

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）


——人工或机械直接开挖
五类土（软石）、六类土（次坚石）


七类土（坚石）、八类土（特坚石）
——爆破开挖


1、土的含水量：
土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比 W=（G湿-G干）/G干
（3）避免水下作业，使基坑施工能在水位以上进行，有利于提

高施工质量

井点降水法 工作原理：基坑开挖前，在基坑四周预先埋设一定数量的滤水管
(井)，在基坑开挖前和开挖过程中，利用抽水设备不断抽出地下
水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基础工程施工结束为 止。

优点：保持工作面干燥，改善施工条件；改变动水压力方向，防 止流砂形成；提高土的强度和密实度效果明显，使土壁稳定；防
（3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多。


3、组织土方工程施工的要求 （1）在条件允许的情况下，应可能采用机械化施工；


（2）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；
（3）降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田；


（4）拟定合理的施工方案和技术措施，保证工程质量和安全。
使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压
力，从而可预防流砂的产生；
板桩支撑既挡土又防水，特别适于开挖较深、地
下水位较高的大型基坑；
可以防止基坑附近建筑物基础下沉。
1）土钉墙与喷锚网支护
作用：土钉（或预应力锚杆）与土体形成复合体，提高边坡稳
定性和超载能力，增强土体破坏延性；
特点：结构简单，施工简便，土体稳定性好，位移小，费用低，
H n = H 0 L• i （2）双向排水时，各方格角点设计标高为： Hn = H0 Lx ix L yi y

（二）场地土方量计算 1、计算各方格角点的施工高度 hn ：

hn= Hn－Hn’

即：hn=该角点的设计标高—自然地面标高（m）

2、确定零线（挖填分界线）
插入法、比例法找零点
坚硬的粘土： 2m。
挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加 支撑。
基坑(槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结
构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。
当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实行情况 采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄 膜覆盖法，坡面拉网法或挂网。 当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)
止隆起、方便施工。

缺点：基坑附近土壤会沉降，可能引起周围地面和建筑物沉降。

井点布置
（1）平面布置

单排：在沟槽上游一侧布置，每侧超出沟槽≮B。 用于沟槽宽度B≤6m，降水深度≤5m。

双排：在沟槽两侧布置，每侧超出沟槽≮B。 用于沟槽宽度B＞6m，或土质不良。

环状：在基坑四周布置。
用于面积较大（B＞15m）的基坑。
列物理化学反应，形成具有一定强度、整体性和水稳定性的水泥土桩。

优点：技术成熟，施工简单，基坑内不用横撑，施工无障碍。 缺点：施工速度较慢，使用专用机械，并且基坑越深，加固宽度越大， 造价越高。

排、降水工程
集水井法排水 施工方法：开挖基坑或沟槽过程中，遇到地下水或地表 水时，在基础范围以外地下水流的上游，沿坑底的周围 开挖排水沟，设置集水井，使水经排水沟流入井内，然 后用水泵抽出坑外。


对土方工程的影响：
（1）边坡稳定 （2）填土的质量 含水量超过25%以上，机械开挖时行车困难

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、土的质量密度： 天然密度 ：是指天然状态下单位体积的质量。


干密度 d：是指单位体积土中固体颗粒的质量。
（105℃，烘干3~4h）
适用范围：适合于开挖较大基坑，邻近有建筑物，不允许放坡，
不允许附近地基出现下沉位移时采用。
钢筋混凝土桩挡墙
工艺过程：在开挖基坑周围现场灌注混凝土桩，桩间距为1-2m，
成排设置，上部设联系梁，在基坑中间用机械或人工挖土，下 挖1m 左右装上横撑，在桩背面装上拉杆与已设锚桩拉紧，然后 继续挖土至要求深度。如基础深度小于 6m ，或邻近有建（构）
两位）

（三）土方调配与优化 土方调配和优化的目的：总运输量最小。 步骤： （1） 找出零线，画出挖方区、填方区； （2）划分调配区 （3）找各挖、填方区间的平均运距（即土方重心间的距离） 可近似以几何形心代替土方体积重心


（4）列挖、填方平衡及运距表
（5）调配
四、土方工程的辅助工程
载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。
土方边坡
土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽 b 土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m m=b/h
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，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度 不宜超过下列规定： 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：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(充填物为粘性土)： 1.5m
（2）高程布置

井管埋深：H埋≥H1＋h＋iL
H1―埋设面至坑底距离 h―降水后水位线至坑底最小距离（一般可取0.5～1m） i―地下水降落坡度，环状、双排1/10，单排1/5
土方量计算

1、基坑土方量：
F下
V=(F下+4F中+F上)H/6

2、基槽（路堤）土方量：
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

二、场地平整土方量 （一）确定场地设计标高 考虑的因素：
土壁稳定，主要是由土体内摩阻力和粘结力保持平衡，一旦失 去平衡，土壁就会塌方。 造成土壁塌方的主要原因有： (1) 边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深
度大的坑槽中，常引起塌方。
(2) 雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是 造成塌方的主要原因。
(3) 基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷
计。
(1) 横撑式支撑
横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用 于宽度不大、深度较小沟槽开挖的土壁支撑。 根据挡土板放置方式不同，分为水平挡土板和垂直 挡土板两类。
(2) 板桩式支护结构 板桩式支护结构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，可防治流砂现象产生。
板桩支撑作用：
N——方格个数。
或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4N
H1－－一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。

2、场地设计标高的调整 （1）土的可松性影响


（2）场内挖方和填方的影响
（3）场地泄水坡度的影响

（1）单向排水时，各方格角点设计标高为:
适用范围：水流较大的粗粒土层的排水、降水，也可用
于渗水量较小的粘性土层降水，但不适宜于细砂土和粉
砂土层，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。
流砂现象
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，坑底下面的土会形成流动状 态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂。
h挖（填） —方格角点挖或填施工高度绝对值之和； h —方格四个角点施工高度绝对值总和。

例：某场地平整的方格网边长为20m，角点的地面标高如图1所示，地 面排水坡度ix=3‰，iy=2‰，试计算确定场地平整达到挖填平衡的设计