_土石方工程施工.pptx

三类土 (坚土)
中等密实粘土；重粉质粘土；粗砾石，
干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质 1.24～
粘土；压实的填筑土
1.30
1.04～ 主要用镐，少许用 1.07 锹、条锄挖掘
坚硬密实粘性土及含碎石、卵石的粘 四类土(砂 土；粗卵石；密实的黄土，天然级配
砾坚土) 砂石；软泥灰岩及蛋白石
1.26～ 1.32
内墙——槽底净长
断面尺寸变化的槽段
V
H 6
( A1
4 A0
A2 )
课堂作业： 教材P143第26题
2.2.2 场地平整土方计算
对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较 大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整 场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自 然地面改造平整为场地设计要求的平面。
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。
高生产率的方法； ❖ 掌握回填土施工方法及质量检验标准。
本章内容
• 第一节 土的工程分类及工程特性
• 第二节 土方量计算 • 第三节 施工准备与辅助工作 • 第四节 土方机械化施工 • 第五节 基坑（槽）施工 • 第六节 土方回填与压实 • 第七节 质量标准及安全技术
表1-1 土的工程分类与现场鉴别方法
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。
工程应用：土的含水量在5%及以下称为干土；含水量
大于5%，小于等于30%称为潮湿土；含水量大于30%称为湿
土。
2.1.2.2 土的天然密度和干密
土的天然密度: 在天然状态下，单位体积土的质 量。它与土的密实程度和含水量有关。 土的天然密度按下式计算：
m
(1.2)
V
式中ρ——土的天然密度，kg/m3； m ——土的总质量，kg； V — 土的体积，m3。
干密度: 土的固体颗粒质量与总体积的比值， 用下式表示：
d
ms V
(1.3)
式中ρd——土的干密度，kg/m3； mS ——固体颗粒质量，kg； V — 土的体积，m3。
工程应用：在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧 密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过 检验填方土的干密度和含水量来控制。
土的名称 粘土
亚粘土 轻亚粘土
黄土 粉砂 细砂
表1-2 土的渗透系数参考表
渗透系数(m/d)
土的名称 渗透系数(m/d)
＜0.005
中砂
5.00～20.00
0.005～0.10
均质中砂
35～50
0.10～0.50
粗砂
20～50
0.25～0.50
圆砾石
50～100
0.50～1.00
卵石
100～500
2.1.2.3 土的可松性系数
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。
天然土体
开挖后松散 土体
回填压实 土体
土体虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，比开挖前的天然 体积略大，这种性质成为土的可松性。
土的可松性用可松性系数表示，即
若hn为正值，则该点为填方， hn为负值则为挖方。
各方格角点的上下左右位置均规定了相应的的： 左上角为角点编号； 左下角为该角点自然地面标高； 右上角为该角点施工高度； 右下角为该角点设计标高。
注意：施工高度一定要 标明正负号，以区分该
角点挖方还是填方， “+”为填方，“—”
为挖方。
• 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）
1、确定场地初步设计标高
方法：将场地划分为每格边长10～40m的方格网，找 出每个方格各个角点的自然地面标高（实测法、等 高线插入法）。
1、确定场地初步设计标高
场地设计标高为：
•H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n
•H1 —— 一个方格所独有角点的标高； •H2、H3、H4 ——分别为两个、三个、四个方格共用角 点的标高。 •n——方格个数。
h1=70.32－70.09 =＋0.23 (m)
正值为填方高度
h2=70.36－70.40 =－0.04 (m)
负值为挖方高度
+0.23
70.32
-0.04
70.36
-0.55
70.40
+0.55
70.26
+0.13
70.30
-0.36
70.34
+0.83
70.20
+1.04
70.14
+0.43
70.24
b bh
• m=称为放坡系数；
• 当边坡高度为h时，边坡宽度为b=mh。
V
H 6
( A1
4 A0
A2 )
式中 H ——基坑深度，m； A1、A2——基坑上、下底的面积，m2； A0 —基坑中截面的面积，m2。
基槽土方量计算可沿长度方向分段计算：
Fi
H
L1
L5
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，
1.10～ 1.20
用爆破方法开挖
八类土(特 坚硬石)
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩，坚实 的细粒花岗、闪长岩、石英岩、辉长 岩、辉绿岩、玢岩
1.45～ 1.50
1.20～ 1.30
用爆破方法开挖
2.1.2 土的工程性质
2.1.2.1 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的百分率。
W m湿 -m干 100% mw 100% (1.1)
11
12
13
14
28.1
28.5
29.2
29.8
角点编号 施工高度 地面标高 设计标高
6
7
8
9
10
27.7
28.0
29.0
29.6
29.9
i y=2‰
1
2
3
4
5ห้องสมุดไป่ตู้
27.2
27.6
28.3
土的分类
土的名称
可松性系数
现场鉴别方法
一类土 (松软土)
砂，粉土；冲积砂土层；种植土；泥 炭(淤泥)
KS
1.08～ 1.17
K’s 1.01～ 能用锹、锄头挖掘 1.03
二类土 (普通土)
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、 卵石的砂；种植土；填筑土及粉土混 卵（碎）石
1.14～ 1.28
1.02～ 用锹、锄头挖掘， 1.05 少许用镐翻松
整个用镐、条锄挖 1.06～ 掘，少许用撬棍挖 1.09 掘
表1-1 土的工程分类与现场鉴别方法
土的分类
土的名称
可松性系数
KS
K’s
现场鉴别方法
五类土 (软石)
硬质粘土；中等密实的页岩、泥灰岩、 1.30
白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石炭 ～
岩
1.45
1.10～ 1.20
用镐或撬棍、大锤 挖掘，部分使用爆 破方法
+0.56
70.18
-0.10
70.28
+0.02
70.22
-0.99
70.44
-0.84
70.38
-0.63
70.32
-0.44
70.26
【课堂练习】某建筑场地方格网、地面标高如下图
所示,格边长a=20m。泄水坡度ix=3‰ ，iy=2‰，不
考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标
高和施工高度。
▪ 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，各类土的可松性系数见表1-1所示。
2.1.2.4 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。土的渗透系数见表1-2所示。
4 A0
A2 )
式中 H ——基坑深度，m； A1、A2——基坑上、下底的面积，m2； A0 —基坑中截面的面积，m2。
H
• 1、基坑土方量：
F下
• 按拟柱体法——
• V=(F下+4F中+F上)H/6
（a）直线形
（b）折线形 图2.1 土方放坡形式
（c）阶梯形
• 土方放坡坡度=h 1 1: m
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）
• 确定场地设计标高的步骤：
• （1）根据挖填平衡原则确定场地初步设 计标高；
• （2）调整场地设计标高；
1、确定场地初步设计标高
(a)
(b)
场地设计标高H0计算示意图 (a)方格网划分；(b)场地设计标高示意图 1一等高线；2--自然地面，3一场地设计标高平面
2、调整场地设计标高
主要考虑泄水坡度
(1)单向排水时，各方格 角点设计标高为:
• H n = H0 L• i
Hn
L
H0
H0
i
2、调整场地设计标高
(2)双向排水时，各方格 角点设计标高为：
'0
x
'0
y
'0
'0
34
• H n = H0 Lx ix L yi y
Hn
Ly
H0
iy
Lx
ix
确定场地设计标高的计算步骤：
Ks
V2 V1
(1.4)
K
' s
V3 V1
(1.5)
式中 KS、KS′——土的最初、最终可松性系数； V1——土在天然状态下的体积，m3； V2——土挖出后在松散状态下的体积，m3； V3——土经压(夯)实后的体积，m3。
▪ 工程应用： ▪ 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；
=70.29(m)
• （2）按泄水坡度调整设计标高：
• Hn = H0 Lx ix L yi y ；
• H1 =70.29－30×2‰+30×3‰=70.32
70.32 70.36
70.40
70.44
•H2 =70.29－
10×2‰+30×3‰ =70.36
•H3=70.29+10×2
‰+30×3‰=70.40
1．划分场地方格网（10m~40m）； 2．计算或实测各角点的原地形标高； 3．计算场地初步设计标高H０；
H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n
4．设计标高调整，计算每一个方格角点的Hn。
H n = H0 L• i H n = H0 Lx ix L y i y
【例】某建筑场地方
格网、地面标高如图,
六类土 (次坚石)
泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩；泥 灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩； 片麻岩
1.30～ 1.45
1.10～ 1.20
用爆破方法开挖,部 分用风镐
七类土 (坚石)
大理岩，辉绿岩；玢岩；粗、中粒花 岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、 1.30～ 片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、 1.45 玄武岩
格边长a=20m。泄水
坡度ix=2‰，iy=3‰， 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）确定场地初步设计标高（场地平均标高）
• H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4n
=[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)
70.26 70.20
70.30
70.34
H0＝70.29
70.24
70.28
70.38 70.32
• 其它见图
70.14
70.18
70.22
70.26
3、确定各角点的施工高度
各角点的施工高度
h n ：角点的设计标高与原地形标高的差值 h n= H n－H n’
h n ：该角点施工高度（m） H n ：该角点设计标高（m） H n ’ ：该角点自然地面标高（m）
第二章 土方工程施工
主要内容：土的工程分类、土方量计算、施工
辅助工作、土方机械化施工及土方工程质量验 收；
学习重点、难点：土的工程性质及其对施工的
影响，基坑（槽）及场地平整土方量的计算， 降低地下水位的方法。
学习要求:
❖ 了解土的工程分类和现场鉴别土类的方法； ❖ 掌握基坑(槽)、场地平整土方工程量的计算方法； ❖ 了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防治方法； ❖ 熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及提
场地平整土方量计算主要包括两部分 内容：
（一）确定场地设计标高 （二）计算土方挖填量
• （一）确定场地设计标高
• A、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。 • B、场地设计标高一般在设计文件上规定，如无
1.00～5.00
第二节 土 方 量 计 算
土石方工程分类： ➢基坑、基槽土方开挖 ➢场地平整 ➢基坑、基槽土方回填 ➢地下工程大型土石方开挖（深基坑开挖） ➢路基修筑
2.2.1 基坑与基槽土方量计算
基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由
两个平行的平面作底的一种多面体)体积公
式计算。
V
H 6
( A1