《土木工程施工技术》课件1 土方工程-场地平整
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不确定因素多。
2021/3/8
3
3、施工设计应注意 （1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械； （2）合理调配土方，使总施工量最少； （3）合理组织机械施工，以发挥最高效率； （4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工
作；Leabharlann Baidu
（5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工； （6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。
5
五类土 软石
V～VI
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土； 胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石
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；风化花岗岩、片麻岩及正 长岩
用爆破方法开挖， 部分用风镐
七类土 坚石
X～ XIII
一类土（松软土） 二类土（普通土) 三类土（坚土） 四类土（砂砾坚土）
五类土（软石） 六类土（次坚石） 七类土（坚石） 八类土（特坚石）
2021/3/8
机械或人工直接开挖 爆破开挖
7
1.1.3 土的工程性质
1、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。
2021/3/8
4
土的分 类
一类土 松软土
1.1.2 土的工程分类
土的 级别
土的名称
开挖方法及工具
I
砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植 用锹、锄头挖掘，
土、淤泥（泥炭）
少许用脚蹬
二类土 普通土
II
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵 用锹、锄头挖掘，
石的砂；种植土、填土
少许用镐翻松
三类土 坚土
四类土 砂砾坚
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
202制1/3.1/8.6t/m3
12
5.土的天然含水量
土的含水量：土中水的重量与固体颗粒重量之比的百分率
w gw 100% gs
——开挖、行车（25~30%陷车）、边 坡稳定
式中：gw ——土中水的重量,t；
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）
gS ——固体颗粒的重量,t.
• 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡
的稳定性及填方密实程度有直接的影响.
• 对工程施工的影响：土方开挖的难易程度，开挖机械的选择、地基处 理的方法、夯实填土的质量——最佳含水量（砂土8~12%；亚砂土 9~15%；亚粘土12~15%；粘土19~23%）；行车（25~30%陷车）、边 坡稳定
V2
V1
V2 ＞V1
V2
V3
V3 ＞V1
8
案例 1
某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土， 问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS’=1.04 ）
208m3
答：填方用土：
V1 = V3/ KS’=208/1.04=200m3（原状土） V2 = KS V1 =1.02*200=240m3（松散土）
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§1.2 场地平整
➢ 场地竖向规划设计 ➢ 场地平整土方量计算 ➢ 土方调配 ➢ 场地平整土方机械及其施工
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1.2.1 场地的竖向规划设计
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
大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩； 坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石 用爆破方法开挖 灰岩；微风化安山岩；玄武岩
八类土 特坚石
XIV～ XVI
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细 粒花岗岩、石英岩、辉长岩、粉岩、角闪 岩
用爆破方法开挖
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1.1.2 土的工程分类
按开挖的难易程度分为八 类
2m3 的装载车运土需要车次：
n=240/2=120车次
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2、原状土经机械压实后的沉降 量
经验公式：
S=P/C
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(kg/cm2) C—原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表取值
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3、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， 卵石100~200
用途：降低水位;回填。
Δh
L
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4.土的天然密度： 在天然状态下，单位体积土的重量。它与土的密实程度和 含水量有关。
V1 ——土在自然状态下的体积。 m3
V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 m3
V3 ——土经回填压实后的体积。 m3
最初可松性系数
K
s
V2 V1
1.08~1.5
最后可松性系数
K
' s
V3 V1
1.01~1.3
用途： KS：可估算装运车辆和挖土机械
KS’ ：可估算填方所需挖土的数量
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土的天然密度按下式计算：
式中:
——土的天然容重,t/m3；
m v
m—— 土的天然重量t；
V — 土的体积,m3.
.干密度: 土的固体颗粒重量与总体积的比值.用下式表示：
式中 d rd——土的天然容重,t/m3；
ms—— 土的总重量t；
V — 土的体积,m3.
d
ms v
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
第1章 土方工程
§1.1 概述 §1.2 场地平整 §1.3 基坑工程 §1.4 土方的填筑与压实
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学习要求:
了解土木工程施工技术的研究方向； 掌握学习方法； 熟悉施工中土的工程分类及分类依据； 掌握土的可松性； 熟悉原状土压实后的沉降量。
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§1.1 概述
1.1.1 土方工程的特点 1、内容 主要：场地平整； 坑、槽开挖； 土方填筑。 辅助：施工排、降水； 土壁支撑。 2、施工特点 （1）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，
土
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III
软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石 主要用镐，少许 土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉 用锹、锄头挖掘，
质粘土；压实的填土
部分用撬棍
IV
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石 的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石； 天然级配砂石；软泥灰岩
整个先用镐、撬 棍，后用锹挖掘， 部分用楔子及大 锤
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3、施工设计应注意 （1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械； （2）合理调配土方，使总施工量最少； （3）合理组织机械施工，以发挥最高效率； （4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工
作；Leabharlann Baidu
（5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工； （6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。
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五类土 软石
V～VI
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土； 胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石
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；风化花岗岩、片麻岩及正 长岩
用爆破方法开挖， 部分用风镐
七类土 坚石
X～ XIII
一类土（松软土） 二类土（普通土) 三类土（坚土） 四类土（砂砾坚土）
五类土（软石） 六类土（次坚石） 七类土（坚石） 八类土（特坚石）
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机械或人工直接开挖 爆破开挖
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1.1.3 土的工程性质
1、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。
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土的分 类
一类土 松软土
1.1.2 土的工程分类
土的 级别
土的名称
开挖方法及工具
I
砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植 用锹、锄头挖掘，
土、淤泥（泥炭）
少许用脚蹬
二类土 普通土
II
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵 用锹、锄头挖掘，
石的砂；种植土、填土
少许用镐翻松
三类土 坚土
四类土 砂砾坚
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
202制1/3.1/8.6t/m3
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5.土的天然含水量
土的含水量：土中水的重量与固体颗粒重量之比的百分率
w gw 100% gs
——开挖、行车（25~30%陷车）、边 坡稳定
式中：gw ——土中水的重量,t；
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）
gS ——固体颗粒的重量,t.
• 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡
的稳定性及填方密实程度有直接的影响.
• 对工程施工的影响：土方开挖的难易程度，开挖机械的选择、地基处 理的方法、夯实填土的质量——最佳含水量（砂土8~12%；亚砂土 9~15%；亚粘土12~15%；粘土19~23%）；行车（25~30%陷车）、边 坡稳定
V2
V1
V2 ＞V1
V2
V3
V3 ＞V1
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案例 1
某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土， 问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS’=1.04 ）
208m3
答：填方用土：
V1 = V3/ KS’=208/1.04=200m3（原状土） V2 = KS V1 =1.02*200=240m3（松散土）
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§1.2 场地平整
➢ 场地竖向规划设计 ➢ 场地平整土方量计算 ➢ 土方调配 ➢ 场地平整土方机械及其施工
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1.2.1 场地的竖向规划设计
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
大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩； 坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石 用爆破方法开挖 灰岩；微风化安山岩；玄武岩
八类土 特坚石
XIV～ XVI
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细 粒花岗岩、石英岩、辉长岩、粉岩、角闪 岩
用爆破方法开挖
2021/3/8
6
1.1.2 土的工程分类
按开挖的难易程度分为八 类
2m3 的装载车运土需要车次：
n=240/2=120车次
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2、原状土经机械压实后的沉降 量
经验公式：
S=P/C
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(kg/cm2) C—原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表取值
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3、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， 卵石100~200
用途：降低水位;回填。
Δh
L
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4.土的天然密度： 在天然状态下，单位体积土的重量。它与土的密实程度和 含水量有关。
V1 ——土在自然状态下的体积。 m3
V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 m3
V3 ——土经回填压实后的体积。 m3
最初可松性系数
K
s
V2 V1
1.08~1.5
最后可松性系数
K
' s
V3 V1
1.01~1.3
用途： KS：可估算装运车辆和挖土机械
KS’ ：可估算填方所需挖土的数量
2021/3/8
土的天然密度按下式计算：
式中:
——土的天然容重,t/m3；
m v
m—— 土的天然重量t；
V — 土的体积,m3.
.干密度: 土的固体颗粒重量与总体积的比值.用下式表示：
式中 d rd——土的天然容重,t/m3；
ms—— 土的总重量t；
V — 土的体积,m3.
d
ms v
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
第1章 土方工程
§1.1 概述 §1.2 场地平整 §1.3 基坑工程 §1.4 土方的填筑与压实
2021/3/8
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学习要求:
了解土木工程施工技术的研究方向； 掌握学习方法； 熟悉施工中土的工程分类及分类依据； 掌握土的可松性； 熟悉原状土压实后的沉降量。
2021/3/8
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§1.1 概述
1.1.1 土方工程的特点 1、内容 主要：场地平整； 坑、槽开挖； 土方填筑。 辅助：施工排、降水； 土壁支撑。 2、施工特点 （1）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，
土
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III
软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石 主要用镐，少许 土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉 用锹、锄头挖掘，
质粘土；压实的填土
部分用撬棍
IV
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石 的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石； 天然级配砂石；软泥灰岩
整个先用镐、撬 棍，后用锹挖掘， 部分用楔子及大 锤