1土方工程施工土方工程施工建筑工程教研室2目录任务1 土方量的计算土方量的计算任务2 土方调配与施工机械任务3 土方填筑与压实 3任务任务 1土方量的计算土方量的计算4土土方方量量计计算算F土方边坡；土方边坡； F场地平整土方量计算；场地平整土方量计算； F基槽开挖土方量计算；基槽开挖土方量计算； 5F能熟悉场地开挖的一般方法；能熟悉场地开挖的一般方法；F能据实际条件计算土方量能据实际条件计算土方量； F能够制订并土方开挖技术交底；能够制订并土方开挖技术交底；本任务目标本任务目标6基本概念基本概念 土的可松性系数土的可松性系数 土土的的可可松松性性：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。V1V2V2 V1V2V3 V1V3用途：用途： KS：可估算装运车辆和挖土机械：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：可估算填方所需挖土的数量最初可松性系数最初可松性系数 1.081.5最后可松性系数最后可松性系数 1.011.3 7表表1-1土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法89(1)土方开挖方案 1. 无支护结构的基坑开挖 深基坑工程无支护的开挖多为放坡开 挖。 要求地下水位必须位于坑底一下。2. 有支护结构的基坑开挖 （1）盆式开挖 （2）岛式开挖 （3）条状开挖 （4）区域开挖10（2）土方开挖注意事项1基坑开挖的时空效应2先撑后挖，严禁超挖3防止坑底隆起变形过大4防止边坡失稳5防止桩位移和倾斜 6对邻近建（构）筑物及地下设施的保护11时间效应： 在基坑开挖过程中，基坑支护结构的变 形、基坑周边地层的位移和沉降会随时间推 移继续发展，直到稳定或引起基坑变形过大 而破坏为止，这就是基坑开挖过程中的时间 效应。12空间效应 基坑支护结构的变形、周边地层的移动与分层、分块开挖的空间几何尺寸、支护挡墙无支撑暴露面积以及是否均衡开挖等各因素都相互关联，分层、分块的空间几何尺寸越大、支护挡墙无支护暴露面积越大，支护结构变形就越大；开挖顺序中的对称性越差，变形也越大，这就是基坑开挖过程中的空间效应。13深基坑工程中考虑时空效应的基坑开挖参数（时间参数、空间参数）和施工顺序的确定应满足以下要求：（1）减少开挖过程中的土体扰动范围，采用分层分块开挖且其空间几何尺寸能最大限度地限制支护墙体的变形和坑周土体的位移与沉降； 14（2）尽量缩短基坑开挖卸荷后无支护暴露时间；（3）满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑受力均衡； （4）可靠而合理地利用土体自身在开挖过程中控制位移的潜力，安全、经济地解决基坑工程中稳定与变形的问题。15208m3某基坑某基坑208m3 ，现需回填，用，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，问需要的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS=1.04 ）答：填方用土：答：填方用土： V1 = V3/ KS=208/1.04=200m3（原状土）（原状土） V2 = KS V1 =1. 20*200=240m3（松散土）（松散土） 2m3 的装载车运土需要车次：的装载车运土需要车次： n=240/2=120车次车次【案例案例1】161、土方边坡土方边坡n 土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工 期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。1.151.1517o土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1m (图图1.15) m=b/h 称为边坡系数。o土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002第6.2.3的规定执行如表表1.3 。om的确定原则： 保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。18表表1.31.3 临时性挖方边坡值临时性挖方边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.251：1.50一般性粘土硬1：0.751：1.00硬、塑1：1.001：1.25软1：1.50或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.501：1.00充填砂土1：1.001：1.501.设计有要求时，应符合设计标准。2.如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核；3.开挖深度，对软土不应超过4m，对硬土不应超过8m。192021一、 场地的竖向规划设计o确定场地设计标高考虑的因素：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；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；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。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：场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： (1)小型场地小型场地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型场地大型场地最佳平面设计法最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）场地平整场地平整22aaaaaaH11H12H21H221、初步计算场地设计标高 H0o 方法方法：将场地划分为每格边长：将场地划分为每格边长1040m的方格网，找出每的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法）个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法） 。原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。23初步计算场地设计标高H0H11H12H21H22 H0= （H11+H12+H21+H22）/4M H11、 H12、 H21、 H22 一个方格各角点的自一个方格各角点的自然地面标高然地面标高 M 方格个数。方格个数。或：或：H0=（ H1+2 H2+3 H3+4 H4）/4M H1一个方格所仅有角点的标高；一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。格共用角点的标高。24【案例案例2】某建筑场地方格网、地面标高如图,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和施工高度并计算填方工程量。 答：（答：（1 1）初步计算场地的设计标高）初步计算场地的设计标高H H0 0 H H0 0= =（ H H1 1+2+2 H H2 2+3+3 H H3 3+4+4 H H4 4）/4M/4M =70.09+71.43+69.10+70.70+2 =70.09+71.43+69.10+70.70+2（70.40+70.95+69.71+70.40+70.95+69.71+） +4+4（70.17+70.70+69.81+70.3870.17+70.70+69.81+70.38） / /（4 49 9） =70.29=70.29（m m）70.09252、场地设计标高的调整、场地设计标高的调整 ( H0 ) o 1)土具有可松性，必要时应相应的提高土具有可松性，必要时应相应的提高H02)受局部填挖的影响受局部填挖的影响挖方量挖方量填方量填方量h沟渠沟渠3)经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理案例案例2 答：答： (2)不考虑土的可松性不考虑土的可松性 H0 = H0=70.29m26 3 3、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高 H Hn n 单向排水时单向排水时:HH0li 双向排水时，各方格角点设计标高双向排水时，各方格角点设计标高Hn为：为：以场地中心点为以场地中心点为H0 Hn = H0 Lx ix L yi y按要求的泄水坡度调整各角点设计标高按要求的泄水坡度调整各角点设计标高Hn ：LyLxixiyH0Hn2770.09（3）按泄水坡度调整设计）按泄水坡度调整设计标高标高Hn ： Hn H0 Lx ix L yi y 70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26 H070.29H2=70.29102+303=70.36H3 =70.29+102+303=70.40H1 =70.29302+303=70.32其它见图其它见图284、计算场地各角点施工高度 hn o施工高度施工高度 指各角点挖方或填方的高度，它等于各角点的实指各角点挖方或填方的高度，它等于各角点的实际设计标高和原地形标高之差。际设计标高和原地形标高之差。hn= Hn Hn hn 施工高度，填挖施工高度，填挖Hn 设计标高设计标高Hn 原地形标高原地形标高2970.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09（4）计算各方格角点的施工高度 hn 即：即：hn=该角点的设计标高该角点的设计标高 自然地面标高（自然地面标高（m）h1=70.3270.09= 0.23 （m）；）；正值为填方高度。正值为填方高度。+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44h2 =70.36 70.40 =0.04 （m）；）；负值为挖方高度负值为挖方高度hn= Hn Hn30 5、确定零线（挖填分界线）、确定零线（挖填分界线） 零线零线 在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线（即线）。不填不挖点的连线，是挖方区和填方区的分界线。不填不挖点的连线，是挖方区和填方区的分界线。 方法：插入法、比例法找零点方法：插入法、比例法找零点 ijhihjXi-jaXi-j=a hihi+ hj施工高度绝对值代入施工高度绝对值代入3170.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.09 （ 5 ） 确定零线（挖填分界线） 0 0Xi-j=a hihi+ hjX1-2=20 *0.230.23+ 0.04= a h1h1+ h2= 17.04m32例：例：1. 四角棱柱体法四角棱柱体法（1）方格四个角点全挖或全填：）方格四个角点全挖或全填： （6 6 6 6） 场地平整土方量的计算场地平整土方量的计算场地平整土方量的计算场地平整土方量的计算h1 h4 方格角点施工高度的绝对值方格角点施工高度的绝对值;a 方格网一个方格的边长；方格网一个方格的边长；V挖（填）挖（填）挖方或填方的体积（挖方或填方的体积（m3）。）。V挖（填）挖（填）= ( h1+h2+h3+h4 )a24分别按方格求出挖、填方量，再求场地总挖方量、总填方量。分别按方格求出挖、填方量，再求场地总挖方量、总填方量。h1h2h3h433方格网法计算场地平整土方量步骤方格网法计算场地平整土方量步骤：1. 1. 读识方格网图读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图如图1.181.18所示所示。34352.2.计算场地各个角点的施工高度计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算： 式中 hn角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为 挖)，m； n方格的角点编号(自然数列1，2，3，n)。 363. 3. 计算计算“零点零点”位置，确定零线位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”( (图图1.19)1.19)。37零点位置按下式计算：零点位置按下式计算：式中 x1、x2角点至零点的距离，m；h1、h2相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，m；a方格网的边长，m。38 确定零点的办法也可以用图解法，如如图图1.201.20所示。方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。 394. 4. 计算方格土方工程量计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表表1.61.6所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。5. 5. 边坡土方量计算边坡土方量计算 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体(图1.21中、)，另一种为三角棱柱体(图1.21中)。 40表表1.6 1.6 常用方格网点计算公式常用方格网点计算公式项 目图 式计算公式计算公式一点填方或挖方 (三角形) 两点填方或挖方 (梯形) 三点填方或挖方 (五角形) 四点填方或挖方 (正方形) 4142（1 1）三角棱锥体边坡体积）三角棱锥体边坡体积式中 l1边坡的长度；A1边坡的端面积；h2角点的挖土高度；m边坡的坡度系数，m=宽/高。43（2 2）三角棱柱体边坡体积）三角棱柱体边坡体积两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积：式中l4边坡的长度；A1、A2、A0边坡两端及中部横断面面积。（3 3）计算土方总量）计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。 44【例1.1】某建筑场地方格网如如图图1.221.22所所示示，方格边长为20m20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。45【解】 (1)(1)计计算算施施工工标标高高。根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高计算，计算结果列于图1.23中。 h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34 h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.064647(2) (2) 计计算算零零点点位位置置。从图1.23中可知，15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x1=8.89(m) 1112线 x1=15.38(m) 48 将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如图1.23。 (3) (3) 计计算算方方格格土土方方量量。方格、底面为正方形，土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形，土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V()=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3)49 方格、底面为三边形和五边形，土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格网总填方量： V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)50(4) (4) 边边坡坡土土方方量量计计算算。如图1.24，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算， V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3) 5152V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 边坡总填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01 =13.29(m3) 边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 53任务任务 2土方调配与施工机械土方调配与施工机械54土土方方调调配配与与机机械械F土方调配原则；土方调配原则； F土方调配表上作业法；土方调配表上作业法；F土方施工机械与特点；土方施工机械与特点； F土方机械配套计算；土方机械配套计算； 55F能熟悉土方施工机械的施工特点与适用条件；能熟悉土方施工机械的施工特点与适用条件； F能查阅资料进行土方量配套计算；能查阅资料进行土方量配套计算；F能对土方量进行调配优化；能对土方量进行调配优化；本任务目标本任务目标56一、场地平整土方机械及其施工o1. 推土机推土机T2-100型液压操纵推土机型液压操纵推土机适用于：（1）平整场地：经济运距在）平整场地：经济运距在100m内（效率最高内（效率最高60m），一三类），一三类土的挖运，压实；土的挖运，压实； （2）坑槽开挖：深度在）坑槽开挖：深度在1.5m内、一三类土；内、一三类土； （3）回填土方。）回填土方。57并列推土法58下坡推土法59槽形推土法60斜角推送法作业61分堆集中，一次推送法62跨铲法作业示意图A铲刀宽；铲刀宽；B不大于拖拉机履带净宽不大于拖拉机履带净宽沟槽沟槽土埂土埂632、铲运机：自行式、拖式自行式、拖式o特点：能综合完成挖、装、运、卸、平土的机械。特点：能综合完成挖、装、运、卸、平土的机械。o适用于：运距适用于：运距60800m、坡度、坡度20度以内的一二类土的度以内的一二类土的大大 型场地平整或大型基坑开挖、堤坝填筑等型场地平整或大型基坑开挖、堤坝填筑等64铲运机开行路线示意图（b）“ 8 ”字形路线字形路线（a）环形路线）环形路线65铲运机锯齿形开行路线1路堤路堤2取土槽取土槽66铲运机下坡铲土法67助铲法示意图铲运机铲土铲运机铲土推土机助铲推土机助铲68双铲联运法示意图693、单斗挖土机正铲正铲拉铲拉铲抓铲抓铲反铲反铲70o 1正铲挖掘机 正铲挖掘机外型如图1-44所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。 图图1- 44 正铲挖掘机正铲挖掘机外形外形 71正铲作业示意正铲作业示意 72o 2反铲挖掘机 反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m，经济合理的挖土深度为35m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。反铲的外型如图1-46所示。图图1-46 1-46 液压反铲挖掘机外形液压反铲挖掘机外形73反铲作业示意反铲作业示意74o 3抓铲挖掘机o 它适用于开挖较松软的土。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果。抓铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业。o 抓铲挖土时，通常立于基坑一侧进行，对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土。抓挖淤泥时，抓斗易被淤泥“吸住”，应避免起吊用力过猛，以防翻车。75o图1-48 抓铲挖掘机外形76抓铲作业示意抓铲作业示意77o 4拉铲挖掘机 拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机 面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤坝等。 拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土时斗齿朝下，利用惯性，较湿的粘土也能卸净。但其开挖的边坡及坑底平整度较差，需更多的人工修坡（底）。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。78o图1-49 拉铲挖掘机外形及工作状况79拉铲作业示意拉铲作业示意8081.第一章第一章 土方工程施工土方工程施工施工视频施工视频施工现场施工现场-土方工程机土方工程机械化施工械化施工.rm（1）土方机械的选择）土方机械的选择n场地平整机械选择：运距场地平整机械选择：运距1KM以内且为一般土，含水量不以内且为一般土，含水量不大时用铲运机，当个别地方土较硬、土太湿配合其他设备施大时用铲运机，当个别地方土较硬、土太湿配合其他设备施工；当在丘陵地带时，开挖高度工；当在丘陵地带时，开挖高度3米以上，运距大于米以上，运距大于1KM且且较集中时：方法较集中时：方法1：正铲挖土机：正铲挖土机+自卸汽车自卸汽车+推土机；推土推土机；推土机机+自卸汽车；推土机自卸汽车；推土机+装载机装载机+自卸汽车自卸汽车n基坑、沟槽机械选择：开挖沟槽深基坑、沟槽机械选择：开挖沟槽深1-2米且不长时用推土机；米且不长时用推土机；当不深、较长现状时用铲运机；当基坑较大且集中时用正铲当不深、较长现状时用铲运机；当基坑较大且集中时用正铲挖土机挖土机+自卸汽车；当土较湿且不降水，土松软可选择反铲、自卸汽车；当土较湿且不降水，土松软可选择反铲、拉铲或抓铲挖土机配自卸汽车为宜。拉铲或抓铲挖土机配自卸汽车为宜。6、土方挖运机械的选择及配套计算、土方挖运机械的选择及配套计算82当挖掘机挖出的土方需要运土车辆运走时，挖掘机的生产率不仅取决于本身的技术性能，而且还决定于所选的运输工具是否与之协调。由技术性能，可按下式算出挖掘机的生产率P：式中t挖掘机每次作业循环延续时间,s；q挖掘机斗容量,m3KS土的最初可松性系数，见表1-1；KC土斗的充盈系数，可取0.81.1；KB工作时间利用系数，一般为0.60.8。（ m 3 / 台班） （ 1-35 ）挖掘机与运土车辆的配合83 为了使挖掘机充分发挥生产能力，应使运土车辆的载重量 Q 与挖掘机的每斗土重保持一定的倍率关系，并有足够数量车辆以保证挖掘机连续工作。从挖掘机方面考虑，汽车的载重量越大越好，可以减少等待车辆调头的时间。从车辆方面考虑，载重量小台班费便宜但使用数量多；载重量大，则台班费高但数量可减少。最适合的车辆载重量应当是使土方施工单价为最低，可以通过核算确定。一般情况下，汽车的载重量以每斗土重的 35 倍为宜。运土车辆的数量 N ，可按下式计算： 84（ 1-36 ）式中:T运输车辆每一工作循环延续时间（s），由装车、重车运输、卸车、空车开回及等待时间组成；t1运输车辆调头而使挖掘机等待的时间，s；t2运输车辆装满一车土的时间，s；（ 1-36 ）（ 1-37 ）式中 :n运土车辆每车装土次数；Q运土车辆的载重量，t；q挖掘机斗容量，m3；土的重度，kN/m3。（ 1-37 ） 为了减少车辆的调头、等待和装土时间，装土场地必须考虑调头方法及停车位置。如在坑边设置两个通道，使汽车不用调头，可以缩短调头、等待时间。 85由技术性能，可按下式算出挖掘机的生产率P：式中t挖掘机每次作业循环延续时间,s；q挖掘机斗容量,m3KS土的最初可松性系数，见表1-1；KC土斗的充盈系数，可取0.81.1；KB工作时间利用系数，一般为0.60.8。（ m 3 / 台班） （1）挖掘机与运土车辆的配合86 一般情况下，汽车的载重量以每斗土重的 35 倍为宜。运土车辆的数量 N ，可按下式计算：（2）T运输车辆每一工作循环延续时间（s），由装车、重车运输、卸车、空车开回及等待时间组成；t1运输车辆调头而使挖掘机等待的时间，s；t2运输车辆装满一车土的时间，s；87n运土车辆每车装土次数；Q运土车辆的载重量，t；q挖掘机斗容量，m3；土的重度，kN/m3。 为了减少车辆的调头、等待和装土时间，装土场地必须考虑调头方法及停车位置。如在坑边设置两个通道，使汽车不用调头，可以缩短调头、等待时间。 （3） 88方案一方案二机械2m挖土机配12t汽车6m铲运车挖土机汽车铲运车台班费1000元/台班300元/台班700元/台班一次性费用2000元/每台100元/每辆2500元/每台计算生产率的数据挖土循环时间为40s，最初可松性系数1.20，土斗充盈系数1.0。时间利用系数0.8,等待时间30s汽车循环一次时间为12min运距100m时，时间系数2.0台班/1000 m每增加50m运距，增加0.4台班/1000 m案例案例3某土方工程，土方工程量 15000m3 ，堆土区距挖土区500m ，土的重度为 17.5 kN/m3 ，根据下列数据，从经济上分析最佳方案。 89解：方案一：(m3/台班)取n=4t2=nt=440=160st1=30s取N4（辆）（元/m3）90方案二：2.0+0.4(500-100)/50=2.0+0.4400/50=5.2第一方案土方施工单价较小，所以选用方案一。（元 /m3 ） （台班 /1000m3 ） 911. 土方调配的原则o力求挖填平衡，运量最小力求挖填平衡，运量最小o合理划分调配区合理划分调配区:n应考虑近期施工与后期施工利用应考虑近期施工与后期施工利用n应考虑分区和全场相结合应考虑分区和全场相结合n尽可能与大型地下建筑物的施工相结合尽可能与大型地下建筑物的施工相结合一期一期 先平整先平整 余土余土欠土欠土二期二期数量，堆数量，堆放位置放位置TW天然地基天然地基二. 土方优化922.土方调配图的编制步骤o（1）划分调配区）划分调配区 o 注意：注意：o 1 1）与建筑物、开工顺序协调；）与建筑物、开工顺序协调；o 2 2）大小满足主导施工机械的技术要求；）大小满足主导施工机械的技术要求；o 3 3）与方格网协调，便于确定土方量；）与方格网协调，便于确定土方量； o 4 4）借、弃土区作为独立调配区。）借、弃土区作为独立调配区。 o（2）求出各挖、填方区间的平均运距）求出各挖、填方区间的平均运距o 即每对调配区土方重心间的距离即每对调配区土方重心间的距离, 可近似以几何形心代替土方体积重可近似以几何形心代替土方体积重心心 ，在图上将重心连起来，用比例尺量出来。，在图上将重心连起来，用比例尺量出来。o （3）进行土方调配：）进行土方调配：o 线性规划法线性规划法o （4）画出土方调配图：）画出土方调配图：o 在图上标出各调配区的调配方向、数量及平均运距。在图上标出各调配区的调配方向、数量及平均运距。o （5）列出土方调配平衡表）列出土方调配平衡表93土方调配平衡表及运距表土方调配平衡表及运距表1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区943. 3. 用线性规划的表上作业法进行土方调配用线性规划的表上作业法进行土方调配1900500600800填方量（填方量（m3）40040x43100x4280x41W450070x33110x3260x31W350090x2340x2270x21W2500100x1370x1250x11W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区95(1) (1) 列出土方平衡列出土方平衡-运距表运距表1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区96（22）用最小元素法求初始调配方案）用最小元素法求初始调配方案最小元素法最小元素法 即对运距（或单价）最小的一对挖填分区，优先地即对运距（或单价）最小的一对挖填分区，优先地最大限度地供应土方量，满足该分区后，以此类推，直至所有的挖最大限度地供应土方量，满足该分区后，以此类推，直至所有的挖方分区土方量全部分完为止。方分区土方量全部分完为止。1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区40050050030010010097（33）判断调配方案是否最优）判断调配方案是否最优A.用矩阵法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形用矩阵法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形对角线角点之和相等的原则，求出未知的假想运距。对角线角点之和相等的原则，求出未知的假想运距。1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-10100800603098（33）判断调配方案是否最优）判断调配方案是否最优B.求检验数求检验数 ij ： ij=运距运距cij 假想运距假想运距cij，C. 全部全部 ij 0 ，方案最优；若有，方案最优；若有 ij 0，非优，需调整。，非优，需调整。1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+99（44）对非优方案进行调整（闭回路法）对非优方案进行调整（闭回路法）闭回路法闭回路法 从负数方格出发，沿水平或垂直方向前进，遇到有土方量从负数方格出发，沿水平或垂直方向前进，遇到有土方量的方格可转的方格可转90度角再前进，如此转弯和前进，必将能回到原位置，度角再前进，如此转弯和前进，必将能回到原位置，形成折线形闭回路。形成折线形闭回路。1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+100（44）对非优方案进行调整（闭回路法）对非优方案进行调整（闭回路法）调整土方量：调整土方量：从奇数转角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此从奇数转角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此格子变为零，并以此为调整值，奇数角点的土方量减去该值，欧格子变为零，并以此为调整值，奇数角点的土方量减去该值，欧数角点的土方量加上该值，形成一个新的调配方案。数角点的土方量加上该值，形成一个新的调配方案。1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+1000400400101（55）判断新方案是否最优）判断新方案是否最优重复第三步步骤，若不是最优，继续调整，直至最优。重复第三步步骤，若不是最优，继续调整，直至最优。1900500600800填方量（填方量（m3）4004010080W45007011060W3500904070W25001007010050W1挖方量挖方量（m3）T3T2T1填方区填方区挖方区挖方区400500400400100504060704070208030605030+由于所有的检验数由于所有的检验数 ij 0，故该方案已为最优方案。，故该方案已为最优方案。102（66）绘出土方调配图）绘出土方调配图最优方案的总运输量最优方案的总运输量 = 400501007050040400601007040040= 94000m3-m 。初始方案的总运输量初始方案的总运输量 = 5005050040300601001101007040040= 97000m3-m 。103任务任务 3土方填筑与压实土方填筑与压实104土土的的压压实实F 工程意义工程意义 F 击实试验击实试验F 影响压实的因素影响压实的因素F 压实标准与控制压实标准与控制105F能操作击实试验；能操作击实试验；F能判断填土质量；能判断填土质量；本任务目标本任务目标106基本概念 土的压实系数 o土的紧密程度用土的压实系数表示。 cd/ max d土的实际干密度 max土的最大干密度o土的干密度可以用“环刀法”进行测定。o在考虑土方边坡稳定、进行填土压实等情况时，要考虑到土的密实度，进而考虑到天然密度、干密度及含水量。107o人们很早就用土作为建筑材料，而且知道要把松土击实。公元前200多年，我国秦朝修筑驰实（行车大道），就有用“铁锥筑土坚实”的记载，说明那时人们已经认识到土的密度和土的工程特性有关。 工程意义工程意义108土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性密的特性压实的本质压实的本质土料孔隙率减小，密实度提高1 1、击实机理：、击实机理：109o土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用土作为建筑材料填筑而成，为了保证填土有足够的强度，较小的压缩性和透水性。在施工中常常需要压密填料，以提高土的密实度和均匀性。填土的密实度常以其干密度来表示。o在实验室内研究土的密实性是通过击实试验进行的。 o.第一章 土方工程施工施工视频压实德国宝马格（BOMAG）压实机（挖一挖挖掘机信息网）_标清.flv110重锤法重锤法:采用采用80400kN的重锤，从很高处的重锤，从很高处(820m)自由落下，对自由落下，对土体进行强力夯实的方法。土体进行强力夯实的方法。111112113青藏铁路压实路基广州白云机场扩建工程京福高速公路114电动击实仪手提式击实仪取样设备二、击实试验二、击实试验.土工试验土工试验 土击实试验土击实试验_ _标标清清.flv.flv115轻型：粒径小于5毫米重型：粒径小于40毫米25下，分三层击实56下，分5层击实116击实仪1171181.含水率的影响o对同一种土料，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定土样的含水率和密度，然后以含水率为横坐标，干密度为纵坐标，绘制击实曲线。o从图中可以看出，当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度增加到某一值后，含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时对应的含水率称为最优含水率。 三、影响击实效果的因素：三、影响击实效果的因素：1192.击实功能的影响 1.实验室中的击实功能是用击数来反映的，对同一种土，压实功能小，则能达到的最大干密度也小，最优含水率大；压实功能大，则能达到的最大干密度也大，最优含水率小2.用同一种土料在不同含水率下分别用不同的击数进行击实试验，就能得到一组随击数而异的含水率与干密度关系曲线。 1201、土料的最大干密度和最优含水率不是常数。最大干密度随击数的增加而逐渐增大，最优含水率则逐渐减小。但是这种增大或减小的速率是递减的，因而光靠增加击实功能来提高土的干密度是有一定限度的。 2、含水率较低时击数的影响显著。当含水率较高时，含水率与干密度的关系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提高击实功能是无效的。填料的含水率过高和过低都是不利的，过高恶化土体的力学性质，过低则填土遇水后容易引起湿陷。 1213.土类和级配的影响 o同样的含水率情况下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指数越大，越难于压实o对于无粘性土，含水率对压实性的影响没有像粘性土那么敏感，其击实曲线与粘性土是不同的，在含水率较大时得到较高的干密度。因此在无粘性土的实际填筑中，同时需要不断洒水使其在较高含水率下压实。无粘性土的填筑标准，通常是用相对密实度来控制的，一般不进行击实试验o级配良好的土易于压实，反之则不易压实 122 土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小，其影土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。压实作用沿深度的变化压实作用沿深度的变化 压实机具压实机具分层厚度分层厚度(mm)(mm)每层压实遍数每层压实遍数平平 碾碾2502503003006 68 8振动压实机振动压实机2502503503503 34 4柴油打夯机柴油打夯机2002002502503 34 4人工打夯人工打夯2002003 34 44铺土厚度的影响123a. 粘性土存在最优含水量粘性土存在最优含水量op，在填土施工中应该将土料，在填土施工中应该将土料的含水量控制在的含水量控制在op左右，以期得到左右，以期得到dmax，通常取，通常取 b. 工程上常采用压实度工程上常采用压实度Dc控制（作为填方密度控制标准）控制（作为填方密度控制标准）、级土石坝级土石坝 Dc9598% 级土石坝级土石坝 Dc9295% 四、压实标准与控制：四、压实标准与控制：. . 细粒土压实标准细粒土压实标准细粒土压实标准细粒土压实标准124. . 粗粒土压实特性与标准粗粒土压实特性与标准粗粒土压实特性与标准粗粒土压实特性与标准不存在最优含水量不存在最优含水量； 在完全风干和饱和两种在完全风干和饱和两种状态下易于击实状态下易于击实；潮湿状态下潮湿状态下d明显降低明显降低。a.a.击实曲线击实曲线特点特点:20%b. 理论分析理论分析对粗粒土，击实过程中可以自由排水，与细粒土不同。对粗粒土，击实过程中可以自由排水，与细粒土不同。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。c. 压实标准压实标准常用相对密度常用相对密度控制控制 Dr0.70.75施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和 125压实系数结构类型填土部位控制含水量()砌体承重结构和框架结构在地基主要受力层范围内0.97wop2在地基主要受力层范围以下0.95排架结构在地基主要受力层范围内0.96在地基主要受力层范围以下0.94压实填土的质量以压实系数 控制，工程中可根据结构类型和压实填土所在部位按下表的数值确定。 注：1. wop为最优含水量 2.地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于0.94。压实质量检查1261、冲击式压实机械、冲击式压实机械 蛙式打夯机、内燃打夯机蛙式打夯机、内燃打夯机蛙式打夯机蛙式打夯机_标清标清.flv全自动电动打夯机全自动电动打夯机_标清标清.flv 五、压实机械五、压实机械127o2、碾压式压实机械、碾压式压实机械 o.第一章第一章 土方工程施工土方工程施工施工视频施工视频压实压实压路机作业一压路机作业一_标标清清.flv自行式：光轮压路机、轮胎压路机自行式：光轮压路机、轮胎压路机 主要用于土方、砾石、碎石的回填压实及沥青混凝土路面的施工主要用于土方、砾石、碎石的回填压实及沥青混凝土路面的施工o牵引式：光面碾、羊足碾牵引式：光面碾、羊足碾 1281293、振动压实机械：、振动压实机械： 手扶平板式手扶平板式 主要用于小面主要用于小面积的地基夯实；振动压路机主要用于工程量积的地基夯实；振动压路机主要用于工程量大的大型土方工程大的大型土方工程 .第一章 土方工程施工施工视频压实手扶式压路机 手扶压路机 手扶式单轮重型压路机 压实效果_标清.flv130施工技术131土方工程质量标准与安全技术要求一一 、质量标准、质量标准（1）所有基坑、槽、沟的底面土质必须符号设计要求，不得扰动。）所有基坑、槽、沟的底面土质必须符号设计要求，不得扰动。（2）填方的基底处理，必须符合设计及施工规范的要求。）填方的基底处理，必须符合设计及施工规范的要求。（3）回填土料必须符合设计及施工规范的要求）回填土料必须符合设计及施工规范的要求（4）填土必须分层回填，具有一定的密实度，以避免建筑物的不均匀沉降，）填土必须分层回填，具有一定的密实度，以避免建筑物的不均匀沉降，检查压实后的实际干密度，采用环刀法取样，取样数量（组数）：检查压实后的实际干密度，采用环刀法取样，取样数量（组数）：柱基取样按不少于柱基总数的柱基取样按不少于柱基总数的10%，且不少于，且不少于5个。个。基槽或管沟回填每层按长度基槽或管沟回填每层按长度2050取样一组取样一组基坑、室内填土每层按基坑、室内填土每层按100500取样一组取样一组场地平整填方按场地平整填方按400900取样一组。取样一组。取样部位应在每层压实后的下半部。取样部位应在每层压实后的下半部。132o（5）土方工程的允许偏差和质量检验标准，）土方工程的允许偏差和质量检验标准，应符合下表的规定。应符合下表的规定。o二、安全技术二、安全技术o 主要是对人的操作行为及物、机的不安全主要是对人的操作行为及物、机的不安全状态的检查，做到文明施工。状态的检查，做到文明施工。o所有建（构）筑物基坑均应进行施工验槽。基坑挖至基底设计标高并清理后，施工单位必须会同勘察、设计、建设（或监理）等单位共同进行验槽，合格后方能进行基础工程施工。o.第一章第一章 土方工程施工土方工程施工土方施工视频土方施工视频02打钎验槽打钎验槽 标清标清.flv6、验槽133o不同建筑物对地基的要求不同，基础形式不同，验槽的内容也不同，主要有以下几点：o(1)根据设计图纸检查基槽的开挖平面位置、尺寸、槽底深度；检查是否与设计图纸相符，开挖深度是否符合设计要求；o(2)仔细观察槽壁、槽底土质类型、均匀程度和有关异常土质是否存在，核对基坑土质及地下水情况是否与勘察报告相符；o(3)检查基槽之中是否有旧建筑物基础、古井、古墓、洞穴、地下掩埋物及地下人防工程等；o(4)检查基槽边坡外缘与附近建筑物的距离，基坑开挖对建筑物稳定是否有影响；o(5)检查核实分析钎探资料，对存在的异常点位进行复核检查。验槽内容验槽内容134o(1)设计所使用承载力和持力层与勘察报告所提供不符；o(2)场地内有软弱下卧层而设计方未说明相应的原因；o(3)场地为不均匀场地，勘察方需要进行地基处理而设计方未进行处理。o以下几种情况应当推迟验槽以下几种情况应当推迟验槽135136项项序序项项目目允允许许偏差或允偏差或允许值许值检验检验方法方法柱基柱基基坑基坑基槽基槽挖方挖方场场地平整地平整管沟管沟地地( (路路) )面基面基层层人工人工机械机械主主控控项项目目1 1标标高高-50-5030305050-50-50-50-50水准水准仪仪2 2长长度、度、宽宽度度( (由由设计设计中心中心线线向两向两边边量量) )+200+200-50-50+300+300-100-100+500+500-150-150+100+100- -经纬仪经纬仪, ,用用钢钢尺量尺量3 3边边坡坡度坡坡度设计设计要求要求观观察或用察或用坡度尺坡度尺检查检查一一般般项项目目1 1表面平整度表面平整度20202020505020202020用用2m2m靠尺和靠尺和楔形塞尺楔形塞尺检查检查2 2基底土性基底土性设计设计要求要求观观察或土察或土样样分析分析注注: :地地( (路路) )面基面基层层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地的偏差只适用于直接在挖、填方上做地( (路路) )面的基面的基层层137项项序序检查项检查项目目允允许许偏差或允偏差或允许值许值检查检查方法方法桩桩基基基坑基坑基槽基槽场场地平整地平整管沟管沟地地(路路)面基面基础层础层人工人工机械机械主控主控项项目目1标标高高-503050-50-50水准水准仪仪2分分层压实层压实系数系数设计设计要求要求按按规规定方法定方法一般一般项项目目1回填土料回填土料设计设计要求要求取取样检查样检查或直或直观鉴别观鉴别2分分层层厚度及厚度及含水量含水量设计设计要求要求水准水准仪仪及及抽抽样检查样检查3表面平整度表面平整度2020302020用靠尺或水准用靠尺或水准仪仪138案例1某土料场土料的分类为中液限粘质土，天然含水量21，土粒比重2.70。室内标准功能击实试验得到最大干密度1.85g/cm3。设计中取压密度95，并要求压实后土的饱和度0.9。问土料的天然含水量是否适用于填筑？碾压时土料应控制多大的含水量。案例解析案例解析139140141案例2某一施工现场需要填土,基坑的体积为2000m3,土方来源是从附近土丘开挖,经勘察土的比重为2.70,含水量为15,孔隙比为0.60,要求填土的含水量为17,干密度为17.6kN/m3,问:(1) 取土场土的重度、干重度、和饱和度是多少？(2)应从取土场开采多少方土？(3)碾压时应洒多少水？142143144