1、第一章 土方工程 1土方规划 一、土方工程分类及施工特点 （一）分类 1、场地的平整如小区、广场、机场等 2、基坑或基槽的开挖 3、土方的填筑、压实 （二）特点 1、量大、面广数十平方公里以上 2、劳动繁重数百万立方米以上，施工持续时间长 3、条件复杂露天作业、土是天然物 （三）施工措施 1、尽量采用机械化和半机械化施工 2、尽量合理安排施工计划施工排水、降水，土壁支护等，防止流砂、塌方。,二、土的工程分类及基本性质 （一）分类分为8类、10类、16类根据开挖的难易度按8类：14类 土方（松软土、普通土、坚土、砂砾坚土）58类 岩石（软石、次坚石、坚石、特坚石）（二）基本性质（对施工的影响）1
2、、质量密度单位体积土的质量 湿密度天然密度干密度单位体积土中固体颗粒的质量影响： 土承载力、土压力边坡稳定填土压实质量,按土的开挖难易程度将土分为八类：类别 土的名称 开挖方法 可松性系数 Ks Ks 第一类 （松软土） 砂，粉土，冲积砂土层 用锹、锄头挖掘 1.081.17 1.011.04种植土，泥炭（淤泥） 第二类 （普通土） 粉质粘土，潮湿的黄土， 用锹、锄头挖掘，夹有碎石、卵石的砂， 少许用镐翻松 1.141.28 1.021.05种植土，填筑土和粉土 第三类 （坚土） 软及中等密实粘土，重粉 主要用镐，质粘土，粗砾石，干黄土 少许用锹、锄头， 1.241.30 1.041.07 及
3、含碎石、卵石的黄土、 部分用撬棍 粉质粘土、压实的填筑土 第四类（砾砂坚土） 重粘土及含碎石、卵石的 先用镐、撬棍，粘土，粗卵石，密实的黄土 部分用锲子 1.261.37 1.061.09天然级配砂石，软泥灰岩 及大锤 及蛋白石 然后用锹挖掘， 第五类 （软石） 硬石炭纪粘土，中等密实、 用镐或撬棍、大锤，页岩泥灰岩、白垩土， 部分用爆破方法 1.301.45 1.101.20胶结不紧的砾岩软的石灰岩 第六类 （次坚石） 泥岩，砂岩，砾岩、坚实页岩， 用爆破方法，泥灰岩，密实的石灰岩， 部分用风镐 1.301.45 1.101.20 风化花岗岩、片麻岩 第七类 （坚石） 大理岩，辉绿岩，玢岩，
4、粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、 用爆破方法 1.301.45 1.101.20砂岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 第八类 （特坚石） 安山岩，玄武岩，花岗片麻岩， 用爆破方法 1.451.50 1.201.30 坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩，玢岩,2、含水量 含水率（G1潮，G2干）影响：土方开挖、平整的难易程度边坡稳定性填土压实质量 3、可松性最初可松性（V2开挖后的体积，V1自然状态的体积）最后可松性 （V3夯实后的体积，V1自然状态的体积）影响：确定土方开挖的留弃量运土工具的数量土方平衡调配,（最佳含水量采用同样机具夯实条件下，能获得最大密实度现场鉴
5、定方法：用手捏成团，不会散掉，再用手一打散掉）,各种土的可松性参考数值,；,最初,最终,最初,4、渗透性土体被水透过的性质 （m/h，m/d）（V渗流速度，K渗透系数，I水力坡度，h水位差）水力坡度是A、B两点的水位差斜体与渗流路程长度斜体之比。显然，渗流速度斜体与A、B两点水位差成正比，与渗流路程长度L成反比。比例系数K称土的渗透系数(m/d)。,；,1、边坡坡度 i=H/B=1/mm=B/H m坡度系数 2、影响边坡坡度的因素 （1）与土本身的性质有关，不同类型的土是不一样的；（2）与基坑开挖的深度有关； （3）与开挖浸水有关； （4）与有无荷载或动荷载有关； （5）与开挖的方法有关（人工
6、或机械）,直线型,折线型,踏步型,三、土方边坡,四 场地平整土方量计算 （一）场地设计标高的确定 1、确定的原则(1)应与周围已有房屋标高尽量相一致 (2)尽量利用地形 (3)场内挖填达平衡, 且土方量最小 (4)适当泄水坡度，满足排水，洪水水位等要求,四 土方场地平整土方量计算 （一）场地设计标高的确定 1、确定的原则(1)应与周围已有房屋标高尽量相一致 (2)尽量利用地形 (3)场内挖填达平衡, 且土方量最小 (4)适当泄水坡度，满足排水，洪水水位等要求,2、确定方法（步骤）挖填平衡 （1） 先按平土工程本身挖填平衡初步确定设计标高 在地形图上划分方格网 边长a=1050m a大小确定方法
7、地形变化比较复杂 a取小，精度要求 求出各方格交点（角点）的自然标高H确定H方法插入法求解（平坦时相邻两条等高线的高程）现场水准测量求得（木桩打好方格网）按场地土方平衡前后相等而达到挖填平衡求得H0设计标高,（2）然后考虑各项影响设计标高的因素，计算设计标高的调整值影响因素：土的可松性 H0 变大设计标高以下得到土方量如地下室H0 变大采用就近取土或弃土,设计标高调整后的总挖方体积：,总填方体积：,填方区的标高与挖方区的标高一样，提高,当,理论设计标高,调整设计标高,（3）最后有一定的泄水坡度 纵向坡度、横向坡度 单向泄水 双向泄水,（二）、场地平整土方量计算,1、计算方法（步骤） （1）截面
8、法（平均断面法） （2）平均高度法（实际上是方格网）四方、三角形棱柱体法实用于场地平坦 在地形图上画方格网并且求出各点上的各方格角点的自然坐标H 求出各方格上的角点设计标高Hm 算出各方格角点挖填高度即“施工高度”+填 -挖 求出零点有关方格边线上的既不填又不挖的点 h =0 求出“零线”挖填区的“分界线” 求出挖填区域内各方格的挖填方量及边土的挖填方量,；,2、计算公式,四种情况：三角形、正方形、梯形、五边形 （1）方格内各角点全部为挖或全部为填（2）方格内相邻两角点为挖方、另两角点为填方挖方量填方量 （3）方格内三个角点为挖方、另一个角点为填方（4）方格内各一个角点为挖方或填方，另两个角点
9、为零,见书上P5表1.7,见书上P4表1.7,3、基坑（槽）及路基土方量 基坑（槽）和路堤的土方量可按拟柱体积的公式计算,即 式中 V土方工程量（m3）； H，F1，F2如图所示。对基坑而言，H为基坑的深度， F1，F2分别为基坑的上下底面积（m2）； 对基槽或路堤，H为基槽或路堤的长度（m），F1，F2为两端的面积（m2）； F0F1与F2之间的中截面面积（m2）。,4、例题,；,五、土方调配1.划分调配区 1）力求挖填平衡、运距最短、费用最省 2）便于改土造田、支援农业 3）考虑土方的利用，减少土方重复挖填与运输2.计算每对调配区的平均运距 1）挖方区土方重心至填方区土方重心的距离-平均运
10、距 2)分别求出各区土方的重心位置3）求平均运距（用比例尺量或按下式计算）3 .确定土方最优调配方案“表上作业法”,1）“最小元素法”优先对运距最小的调配区调配编制初始调配方案（就近调配，总运输量较小，不能保证最小）例：某场地有4个挖方区，3个填方区，其挖填土方量及各对调配区运距见书P11表1.8 （1）在运距表中找一个最小数值C22=C43=40（取C43）,（2）计算X43 （第4挖方区调运至第3填方区的土方量）由于A4（挖方量为400），而B3 （填方量需500），故A4的400可全部调入B3，故不能在供给填方B1、 B2土方，所以在方格中画“X”， X41= X42=0 X43 =40
11、0,由于B2（填方量需600），而A2 （挖方量为500），故A2的500可全部调入B2，故不能在供给填方B1、 B2土方，所以在方格中画“X”， X21= X23=0 X22 =500,重复上述步骤，依次计算。,2）最优方案的判别法闭回路法和位势法求检验数 则该方案为最优方案。位势法求检验数 （1）首先将初始方案中有调配数方格的Cij列出 （2） Cij=ui+vj （3） = Cij - ui-vj,说明：先将有解的表1.8中没有打“X”的运距，填入表1.9中，然后按上式进行计算。 最后如果表1.10中如出现负值，方案不是最优，需调整。,（3） = Cij - ui-vj,3）方案调整 （1）在所有负值检验数中选一个（一般选最小），把它所对应的变量X12作为调整对象。,3）方案调整 （2） 找出X12的闭回路,3）方案调整 （3）从空格X12出发，沿闭回路前进，在各奇数次转角点数字中，挑出一个最小的值，将它由X32调到X12中。 同时将100填入X12方格中，被挑出的X32为0；奇数次转角减100，偶数次转交加100。,3）方案调整 （4）“位势法”检验，直至没有负数出现。见P13表1.12,4土方调配图P14图1.17,场 地 地 形 图 和 方 格 网 布 置,例题,计 算 土 方 工 程 量 图,
