第第1 1章章 土方工程土方工程 1.1 概述概述 1.2 场地平整地平整 1.3 基坑工程基坑工程 1.4 土方的填筑与土方的填筑与压实 学学习要求要求: :了解土木工程施工技了解土木工程施工技术的研的研讨方向；方向； 掌握学掌握学习方法；方法；熟熟习施工中土的工程分施工中土的工程分类及分及分类根据；根据；掌握土的可松性；掌握土的可松性；熟熟习原状土原状土压实后的沉降量。后的沉降量。 ;1.1 1.1 概述概述n n1.1.1 1.1.1 土方工程的特点土方工程的特点土方工程的特点土方工程的特点n n 1 1、内容、内容、内容、内容 n n 主要：主要：主要：主要：场场地平整；地平整；地平整；地平整； 坑、槽开挖；运坑、槽开挖；运坑、槽开挖；运坑、槽开挖；运输输； 土方填筑；土方填筑；土方填筑；土方填筑；压实压实。n n 辅辅助：施工排、降水；助：施工排、降水；助：施工排、降水；助：施工排、降水； 土壁支撑。土壁支撑。土壁支撑。土壁支撑。n n 2 2、施工特点、施工特点、施工特点、施工特点n n 1 1量大面广；量大面广；量大面广；量大面广；n n 2 2劳动强劳动强度大，人力施工效率低、工期度大，人力施工效率低、工期度大，人力施工效率低、工期度大，人力施工效率低、工期长长；n n 3 3施工条件复施工条件复施工条件复施工条件复杂杂，受地，受地，受地，受地质质、水文、气侯影响大，不确定要素多。、水文、气侯影响大，不确定要素多。、水文、气侯影响大，不确定要素多。、水文、气侯影响大，不确定要素多。;n n 3 3、施工、施工、施工、施工设计应设计应留意留意留意留意n n 1 1摸清施工条件，摸清施工条件，摸清施工条件，摸清施工条件，选择选择合理的施工方案与机械；合理的施工方案与机械；合理的施工方案与机械；合理的施工方案与机械；n n 2 2合理合理合理合理调调配土方，使配土方，使配土方，使配土方，使总总施工量最少；施工量最少；施工量最少；施工量最少；n n 3 3合理合理合理合理组织组织机械施工，以机械施工，以机械施工，以机械施工，以发扬发扬最高效率；最高效率；最高效率；最高效率；n n 4 4作好道路、排水、降水、土壁支撑等作好道路、排水、降水、土壁支撑等作好道路、排水、降水、土壁支撑等作好道路、排水、降水、土壁支撑等预备预备及及及及辅辅助任助任助任助任务务；n n 5 5合理安排施工方案，避开冬、雨季施工；合理安排施工方案，避开冬、雨季施工；合理安排施工方案，避开冬、雨季施工；合理安排施工方案，避开冬、雨季施工；n n 6 6制定合理可行的措施，保制定合理可行的措施，保制定合理可行的措施，保制定合理可行的措施，保证证工程工程工程工程质质量和平安。量和平安。量和平安。量和平安。;1.1.2 1.1.2 土的工程分类土的工程分类土的分类土的级别土的称号开挖方法及工具一类土松软土I砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥泥炭用锹、锄头发掘，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、卵石的砂；种植土、填土用锹、锄头发掘，少许用镐翻松三类土坚土III软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土主要用镐，少许用锹、锄头发掘，部分用撬棍四类土砂砾坚土IV巩固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，后用锹发掘，部分用楔子及大锤;五类土软石VVI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、大锤发掘，部分运用爆破方法六类土次坚石VIIIX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XXIII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、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩用爆破方法开挖八类土特坚石XIVXVI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;1.1.2 土的工程分类土的工程分类n n按开挖的按开挖的按开挖的按开挖的难难易程度或土的易程度或土的易程度或土的易程度或土的坚实坚实程度分程度分程度分程度分为为八八八八类类n n 一一一一类类土松土松土松土松软软土土土土n n 二二二二类类土普通土土普通土土普通土土普通土) )n n 三三三三类类土土土土坚坚土土土土n n 四四四四类类土砂土砂土砂土砂砾坚砾坚土土土土n n 机械或人工直接开挖机械或人工直接开挖 五五类土土软石石 六六类土次土次坚石石 七七类土土坚石石 八八类土特土特坚石石爆破开挖爆破开挖;n按土的工程特点分按土的工程特点分为五种五种n场地平整：厚度在地平整：厚度在30厘米以内的挖厘米以内的挖填找平任填找平任务。n挖基槽：槽挖基槽：槽宽在在3米以内，槽米以内，槽长是是槽槽宽的的3倍以上者。倍以上者。n挖基坑：坑底面挖基坑：坑底面积在在20平方米以内平方米以内者。者。n回填土回填土:松填和夯填。松填和夯填。n挖土方：前三个范挖土方：前三个范围以外的；山坡以外的；山坡上挖土。上挖土。; 1、土的可松性：自然形状下的土、土的可松性：自然形状下的土经开挖后，体开挖后，体积因松散而因松散而添加，以后添加，以后虽经回填回填压实，仍不能恢复。，仍不能恢复。 V1 土在自然形状下的体土在自然形状下的体积。 m3V2 土土经开挖后松散形状下的体开挖后松散形状下的体积。 m3V3 土土经回填回填压实后的体后的体积。 m3 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 用途：用途： KS：可估算装运：可估算装运车辆和挖土机械和挖土机械 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V1V2V2 V1V2V3 V1V31.1.3 土的工程性质土的工程性质;案例案例1n n某某场场地平整有地平整有15001500立方米的填方量需从挖方区取立方米的填方量需从挖方区取土填筑，知土填筑，知ks=1.14,ks=1.05ks=1.14,ks=1.05。计计算，算，1 1填方的填方的挖方量是多少？挖方量是多少？2 2假假设设用斗容量用斗容量为为3 3立方米的立方米的运运输输工具运土，需运多少工具运土，需运多少车车？n n n n案例案例2 2n n挖方量挖方量为为180180立方米的土方能回填多大的基坑？知立方米的土方能回填多大的基坑？知ks=1.2,Ks=1.05ks=1.2,Ks=1.05。;案例案例 3208m3某基坑某基坑208m3 ，现需回填，用需回填，用2m3 的装的装载车从附近运土，从附近运土，问需求多少需求多少车次的土？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原状原状土土 V2 = KS V1 =1.02*200=240m3松散土松散土 2m3 的装的装载车运土需求运土需求车次：次： n=240/2=120车次次;2、原状土、原状土经机械机械压实后的沉降后的沉降量量n n 阅历公式：公式：n nS=P/Cn n S原状土原状土经机械机械压实后的沉降量后的沉降量(cm)n n P机械机械压实的有效作用力的有效作用力(kg/cm2)n n C原状土的抗陷系数原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表按表取取值;2、土的浸透性、土的浸透性n n土体被水透土体被水透土体被水透土体被水透过过的性的性的性的性质质，用浸透系数，用浸透系数，用浸透系数，用浸透系数 K K 表示。表示。表示。表示。n nK K表示表示表示表示单单位位位位时间时间内水穿透土内水穿透土内水穿透土内水穿透土层层的才干，以的才干，以的才干，以的才干，以m/dm/d表示。它同土的表示。它同土的表示。它同土的表示。它同土的颗颗粒粒粒粒级级配、密配、密配、密配、密实实程度等有关，是人工降低地下水位及程度等有关，是人工降低地下水位及程度等有关，是人工降低地下水位及程度等有关，是人工降低地下水位及选择选择各各各各类类井点的主井点的主井点的主井点的主要参数。要参数。要参数。要参数。n n土的浸透性能影响施工降水与排水速度。土的浸透性能影响施工降水与排水速度。土的浸透性能影响施工降水与排水速度。土的浸透性能影响施工降水与排水速度。 LhK的的单位：位：m / d粘土粘土 0.1，粗砂粗砂5075，卵石卵石100200 用途：降低水位用途：降低水位;回填。回填。;n n3.3.土的天然密度：土的天然密度： 在天然形状下，在天然形状下，单单位体位体积积土的分量。它与土的密土的分量。它与土的密实实程度和程度和含水量有关。含水量有关。土的天然密度按下式土的天然密度按下式计计算：算： 式中式中: :土的天然容重土的天然容重,t/m3,t/m3； n nm m 土的天然分量土的天然分量t t；n nV V 土的体土的体积积,m3.,m3.n n. .干密度干密度: : 土的固体土的固体颗颗粒分量与粒分量与总总体体积积的比的比值值. .用下式表示：用下式表示： 式中式中 rdrd土的干容重土的干容重,t/m3,t/m3； n nms ms 土的枯燥土的枯燥 分量分量t t；n nV V 土的体土的体积积,m3.,m3.n n在一定程度上在一定程度上, ,土的干密度反映了土的土的干密度反映了土的颗颗粒粒陈陈列列严严密程度密程度. .土的干密度愈大土的干密度愈大, ,表表示土愈密示土愈密实实. .土的密土的密实实程度主要程度主要经过检验经过检验填方土的干密度和含水量来控制填方土的干密度和含水量来控制. .n n工程上常把干密度作工程上常把干密度作为评为评定土体密定土体密实实程度的程度的规规范，以控制填土的范，以控制填土的质质量。量。;n n4. 4.土的天然含水量土的天然含水量土的天然含水量土的天然含水量n n土的含水量：土中水的分量与固体土的含水量：土中水的分量与固体土的含水量：土中水的分量与固体土的含水量：土中水的分量与固体颗颗粒分量之比的百分率粒分量之比的百分率粒分量之比的百分率粒分量之比的百分率n n n n式中：式中：式中：式中：gw gw 土中水的分量土中水的分量土中水的分量土中水的分量,t ,t； gS gS 固体固体固体固体颗颗粒的分量粒的分量粒的分量粒的分量,t.,t.n n土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变变化，化，化，化，对对土方土方土方土方边边坡坡坡坡的的的的稳稳定性及填方密定性及填方密定性及填方密定性及填方密实实程度有直接的影响程度有直接的影响程度有直接的影响程度有直接的影响. .n n对对工程施工的影响：土方开挖的工程施工的影响：土方开挖的工程施工的影响：土方开挖的工程施工的影响：土方开挖的难难易程度，开挖机械的易程度，开挖机械的易程度，开挖机械的易程度，开挖机械的选择选择、地基、地基、地基、地基处处置的方法、夯置的方法、夯置的方法、夯置的方法、夯实实填土的填土的填土的填土的质质量量量量最正确含水量砂土最正确含水量砂土最正确含水量砂土最正确含水量砂土812%812%；亚亚砂土砂土砂土砂土915%915%；亚亚粘土粘土粘土粘土1215%1215%；粘土；粘土；粘土；粘土1923%1923%；行；行；行；行车车2530%2530%陷陷陷陷车车、边边坡坡坡坡稳稳定定定定最正确含水量最正确含水量可使填土可使填土获得最大密得最大密实度的含水量。度的含水量。 击实实验、手握、手握阅历确定确定;1.2 1.2 场地平整地平整 场地竖向规划设计场地竖向规划设计 场地平整土方量计算场地平整土方量计算 土方调配土方调配 场地平整土方机械及其施工场地平整土方机械及其施工;1.2.1 1.2.1 场地的竖向规划设计场地的竖向规划设计n n确定确定确定确定场场地地地地设计标设计标高思索的要素：高思索的要素：高思索的要素：高思索的要素： (1) 满足消足消费工工艺和运和运输的要求；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)争取在争取在场区内挖填平衡，降低运区内挖填平衡，降低运输费; (4)有一定泄水坡度，有一定泄水坡度，满足排水要求。足排水要求。场地地设计标高普通在高普通在设计文件上文件上规定，如无定，如无规定：定： (1)小型小型场地地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型大型场地地最正确平面最正确平面设计法法用最小二乘法，使挖填平衡且用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小土方量最小;aaaaaaH11H12H21H221 1、初步、初步、初步、初步计计算算算算场场地地地地设计标设计标高高高高 H0 H0n n 方法：将方法：将方法：将方法：将场场地划分地划分地划分地划分为为每格每格每格每格边长边长101040m40m的方格网，找出每的方格网，找出每的方格网，找出每的方格网，找出每个方格各个角点的地面个方格各个角点的地面个方格各个角点的地面个方格各个角点的地面标标高高高高实测实测法、等高法、等高法、等高法、等高线线插入法插入法插入法插入法 。原那么：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。原那么：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。;初步初步初步初步计计算算算算场场地地地地设计标设计标高高高高H0H0H11H12H21H22 H0= H11+H12+H21+H22/4M H11、 H12、 H21、 H22 一个方格各一个方格各角点的自然地面角点的自然地面标高高 M 方格个数。方格个数。或：或：H0= H1+2 H2+3 H3+4 H4/4M H1一个方格所一个方格所仅有角点的有角点的标高；高； H2、H3、H4分分别为两个、三个、四两个、三个、四个方格共用角点的个方格共用角点的标高。高。;【案例【案例2 2】某建筑】某建筑场场地方格网、地方格网、地面地面标标高如高如图图, ,格格边长边长a=20ma=20m。泄。泄水坡度水坡度 ix =2 ix =2，iy=3iy=3，不思索，不思索土的可松性的影响，确定方格各土的可松性的影响，确定方格各角点的角点的设计标设计标高和施工高度。高和施工高度。n n 答：答：答：答：1 1 1 1初步初步初步初步计计算算算算场场地的地的地的地的设计标设计标高高高高H0H0H0H0n n H0= H0= H0= H0= H1+2H1+2H1+2H1+2 H2+3H2+3H2+3H2+3 H3+4H3+4H3+4H3+4 H4H4H4H4/4M/4M/4M/4Mn n =70.09+71.43+69.10+70.70+2 =70.09+71.43+69.10+70.70+2 =70.09+71.43+69.10+70.70+2 =70.09+71.43+69.10+70.70+270.40+70.95+69.71+70.40+70.95+69.71+70.40+70.95+69.71+70.40+70.95+69.71+ +4+4+4+470.17+70.70+69.81+70.3870.17+70.70+69.81+70.3870.17+70.70+69.81+70.3870.17+70.70+69.81+70.38 / / / /49494949n n =70.29 =70.29 =70.29 =70.29m m m m70.09;n n 2 2、场场地地地地设计标设计标高的高的高的高的调调整整整整 ( H0 ) ( H0 )n n n n 1)土具有可松性，必要土具有可松性，必要时应相相应的提高的提高H0挖方量挖方量填方量填方量h2)受部分填挖的影响受部分填挖的影响沟渠沟渠3)经过经济比比较后，以后，以为就近借土或弃土一部分更合理就近借土或弃土一部分更合理案例案例2 答：答： (2)不思索土的可松性不思索土的可松性 H0 = H0=70.29m;n n 3 3、根据要求的泄水坡度、根据要求的泄水坡度、根据要求的泄水坡度、根据要求的泄水坡度计计算方格网各角点的算方格网各角点的算方格网各角点的算方格网各角点的设计标设计标高高高高 Hn Hn 单向排水向排水时:HH0li 双向排水双向排水时，各方格角点，各方格角点设计标高高Hn为：以以场地中心点地中心点为H0 Hn = H0 Lx ix L yi y按要求的泄水坡度按要求的泄水坡度调整各角点整各角点设计标高高Hn ：LyLxixiyH0Hn;70.09n n3 3按泄按泄按泄按泄水坡度水坡度水坡度水坡度调调整整整整设计标设计标高高高高Hn Hn ：n nHn = H0 Hn = H0 n n Lx ix Lx ix L L yi y yi y 70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26 H070.29H2 =70.29102+303=70.36 H3 =70.29+102+303=70.40H1 =70.29302+303=70.32其它其它见图案例案例2;4、计算算场地各角点施工高度地各角点施工高度 hn n n施工高度施工高度施工高度施工高度 指各角点挖方或填方的高度，它等于各角指各角点挖方或填方的高度，它等于各角指各角点挖方或填方的高度，它等于各角指各角点挖方或填方的高度，它等于各角点的点的点的点的实实践践践践设计标设计标高和原地形高和原地形高和原地形高和原地形标标高之差。高之差。高之差。高之差。hn= Hn Hn hn 施工高度，填挖施工高度，填挖Hn 设计标高高Hn 原地形原地形标高高;70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09案例案例 2 4计算各方格角点的施工高度算各方格角点的施工高度 hn n nhn= Hn hn= Hn Hn Hnn n 即：即：即：即：hn=hn=该该角点的角点的角点的角点的设计标设计标高高高高 自然地自然地自然地自然地面面面面标标高高高高mmn nh1 =70.32h1 =70.3270.0970.09n n = =0.23 0.23 mm；n n正正正正值为值为填方高度。填方高度。填方高度。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；负值为挖方高度挖方高度;n n5 5、确定零、确定零线线挖填分界限挖填分界限n n n n零零线线 在一个方格网内同在一个方格网内同时时有填方或挖方有填方或挖方时时，应应先算出方格网先算出方格网边边上的上的零点的位置，并零点的位置，并标标注于方格网上，注于方格网上，衔衔接零点即得填方区与挖方区的分界限接零点即得填方区与挖方区的分界限即零即零线线。不填不挖点的。不填不挖点的连线连线，是挖方区和填方区的分界限。，是挖方区和填方区的分界限。n n n n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;70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+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+0.02-0.4470.09n n案例案例案例案例2 2 ： 5 5 确定零确定零确定零确定零线线挖填分界限挖填分界限挖填分界限挖填分界限n n 0 0Xi-j=a hihi+ hjX1-2=20 *0.230.23+ 0.04= a h1h1+ h2= 17.04m;n n1. 1. 四角棱柱体法四角棱柱体法四角棱柱体法四角棱柱体法n n 1 1方格四个角点全挖或全填：方格四个角点全挖或全填：方格四个角点全挖或全填：方格四个角点全挖或全填： n n 1.2.2 场地平整土方量的地平整土方量的计算算h1 h4 方格角点施工高度的方格角点施工高度的绝对值;a 方格网一个方格的方格网一个方格的边长；V挖填挖填挖方或填方的体挖方或填方的体积m3。V挖填挖填= ( h1+h2+h3+h4 )a24分分别按方格求出挖、填方量，再求按方格求出挖、填方量，再求场地地总挖方量、挖方量、总填方量。填方量。h1h2h3h4;S Sh h挖填挖填挖填挖填 方格角点挖或填施工高度方格角点挖或填施工高度方格角点挖或填施工高度方格角点挖或填施工高度绝对值绝对值之之之之和；和；和；和；S S h h 方格四个角点施工高度方格四个角点施工高度方格四个角点施工高度方格四个角点施工高度绝对值总绝对值总和。和。和。和。2方格四个角点有填有挖方格四个角点有填有挖a2 h挖填挖填 24 hV挖填挖填 =h1h2h3h4;S2. 2. 三角棱柱体法公式三角棱柱体法公式三角棱柱体法公式三角棱柱体法公式见见教材教材教材教材;当三角形三个角点全部为挖或全部为填时：当三角形三个角点有填有挖时：;1.2.3 1.2.3 土方土方调配配n n在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综综合合合合协调协调。n n土方土方土方土方调调配的目的配的目的配的目的配的目的n n土方土方土方土方调调配的原那么配的原那么配的原那么配的原那么n n土方土方土方土方调调配配配配图图的的的的编编制步制步制步制步骤骤n n用用用用线线性性性性规规划的表上作划的表上作划的表上作划的表上作业业法法法法进进展土方展土方展土方展土方调调配配配配n n ;1. 1. 土方土方调配的目的配的目的总运运输量最小本量最小本钱最低，最低，缩短工期和降低本短工期和降低本钱。合理确定合理确定调配方向和数量配方向和数量;2. 土方土方调配的原那么配的原那么n n力求挖填平衡，运量最小力求挖填平衡，运量最小力求挖填平衡，运量最小力求挖填平衡，运量最小n n合理划分合理划分合理划分合理划分调调配区配区配区配区: :n n应应思索近期施工与后期施工利用思索近期施工与后期施工利用思索近期施工与后期施工利用思索近期施工与后期施工利用n n应应思索分区和全思索分区和全思索分区和全思索分区和全场场相相相相结结合合合合n n尽能尽能尽能尽能够够与大型地下建筑物的施工相与大型地下建筑物的施工相与大型地下建筑物的施工相与大型地下建筑物的施工相结结合合合合 一期 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;3. 3.土方调配图的编制步骤土方调配图的编制步骤土方调配图的编制步骤土方调配图的编制步骤n n1 1划分划分划分划分调调配区配区配区配区 n n 留意：留意：留意：留意：n n 1 1与建筑物、开工与建筑物、开工与建筑物、开工与建筑物、开工顺顺序序序序协调协调；n n 2 2大小大小大小大小满满足主足主足主足主导导施工机械的技施工机械的技施工机械的技施工机械的技术术要求；要求；要求；要求；n n 3 3与方格网与方格网与方格网与方格网协调协调，便于确定土方量；，便于确定土方量；，便于确定土方量；，便于确定土方量； n n 4 4借、弃土区作借、弃土区作借、弃土区作借、弃土区作为为独立独立独立独立调调配区。配区。配区。配区。 n n2 2求出各挖、填方区求出各挖、填方区求出各挖、填方区求出各挖、填方区间间的平均运距的平均运距的平均运距的平均运距n n 即每即每即每即每对调对调配区土方重心配区土方重心配区土方重心配区土方重心间间的的的的间间隔隔隔隔, , 可近似以几何形心替代土方可近似以几何形心替代土方可近似以几何形心替代土方可近似以几何形心替代土方体体体体积积重心重心重心重心 ，在，在，在，在图图上将重心上将重心上将重心上将重心连连起来，用比例尺量出来。起来，用比例尺量出来。起来，用比例尺量出来。起来，用比例尺量出来。n n 3 3进进展土方展土方展土方展土方调调配：配：配：配：n n 线线性性性性规规划法划法划法划法n n 4 4画出土方画出土方画出土方画出土方调调配配配配图图：n n 在在在在图图上上上上标标出各出各出各出各调调配区的配区的配区的配区的调调配方向、数量及平均运距。配方向、数量及平均运距。配方向、数量及平均运距。配方向、数量及平均运距。n n 5 5列出土方列出土方列出土方列出土方调调配平衡表配平衡表配平衡表配平衡表;土方土方调配平衡表及运距表配平衡表及运距表n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区;4. 4. 用用用用线线性性性性规规划的表上作划的表上作划的表上作划的表上作业业法法法法进进展土方展土方展土方展土方调调配配配配n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n nx43x43n n100100n nx42x42n n8080n nx41x41n nW4W4n n500500n n7070n nx33x33n n110110n nx32x32n n6060n nx31x31n nW3W3n n500500n n9090n nx23x23n n4040n nx22x22n n7070n nx21x21n nW2W2n n500500n n100100n nx13x13n n7070n nx12x12n n5050n nx11x11n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区;(1) 列出土方平衡列出土方平衡-运距表运距表n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区;2 2 2 2用最小元素法求初始用最小元素法求初始用最小元素法求初始用最小元素法求初始调调配方案配方案配方案配方案最小元素法最小元素法 即即对运距或运距或单价最小的一价最小的一对挖填分区，挖填分区，优先地先地最大限制地供最大限制地供应土方量，土方量，满足足该分区后，以此分区后，以此类推，直至一切的挖推，直至一切的挖方分区土方量全部分完方分区土方量全部分完为止。止。n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区400500500300100100;3 3 3 3判判判判别调别调配方案能否最配方案能否最配方案能否最配方案能否最优优A.用矩用矩阵法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形对角角线角点之和相等的原那么，求出未知的假想运距。角点之和相等的原那么，求出未知的假想运距。n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030;3 3 3 3判判判判别调别调配方案能否最配方案能否最配方案能否最配方案能否最优优B.求求检验数数 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，方案最优；假；假设有有 ij 0，非，非优，需，需调整。整。n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+;4 4 4 4对对非非非非优优方案方案方案方案进进展展展展调调整整整整闭闭回路法回路法回路法回路法闭回路法回路法 从从负数方格出数方格出发，沿程度或垂直方向前，沿程度或垂直方向前进，遇到有土方，遇到有土方量的方格可量的方格可转90度角再前度角再前进，如此，如此转弯和前弯和前进，必将能回到原位，必将能回到原位置，构成折置，构成折线形形闭回路。回路。n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+;4 4 4 4对对非非非非优优方案方案方案方案进进展展展展调调整整整整闭闭回路法回路法回路法回路法调整土方量：从奇数整土方量：从奇数转角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此格子格子变为零，并以此零，并以此为调整整值，奇数角点的土方量减去，奇数角点的土方量减去该值，欧，欧数角点的土方量加上数角点的土方量加上该值，构成一个新的，构成一个新的调配方案。配方案。n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+100 0400400;5 5判判别新方案能否最新方案能否最优反复第三步步反复第三步步骤，假，假设不是最不是最优，继续调整，直至最整，直至最优。n n19001900n n500500n n600600n n800800n n填方量填方量填方量填方量m3m3n n400400n n4040n n100100n n8080n nW4W4n n500500n n7070n n110110n n6060n nW3W3n n500500n n9090n n4040n n7070n nW2W2n n500500n n100100n n7070n n100100n n5050n nW1W1n n挖方挖方挖方挖方量量量量n nm3m3n nT3T3n nT2T2n nT1T1填方区填方区挖方区挖方区400500400400100504060704070208030605030+由于一切的由于一切的检验数数 ij 0，故，故该方案已方案已为最最优方案。方案。;6 6绘绘出土方出土方出土方出土方调调配配配配图图最最优方案的方案的总运运输量量 = 400501007050040400601007040040= 94000m3-m 。初始方案的初始方案的总运运输量量 = 5005050040300601001101007040040= 97000m3-m 。;1.2.4 场地平整土方机械及其施工场地平整土方机械及其施工n n1. 1. 推土机推土机推土机推土机T2-100型液型液压支配推土机支配推土机适用于： 1平整场地：经济运距在100m内效率最高60m，一三类土的挖运，压实； 2坑槽开挖：深度在1.5m内、一三类土； 3回填土方。;并列推土法并列推土法;下坡推土法下坡推土法;槽形推土法槽形推土法;斜角推送法作业斜角推送法作业;分堆集中，一次推送法分堆集中，一次推送法;跨跨铲法作法作业表示表示图A铲刀刀宽；B不大于迁延机履不大于迁延机履带净宽沟槽沟槽土埂土埂;2 2、铲运机：自行式、拖式、铲运机：自行式、拖式n n特点：能特点：能特点：能特点：能综综合完成挖、装、运、卸、平土的机械。合完成挖、装、运、卸、平土的机械。合完成挖、装、运、卸、平土的机械。合完成挖、装、运、卸、平土的机械。n n适用于：运距适用于：运距适用于：运距适用于：运距6060800m800m、坡度、坡度、坡度、坡度2020度以内的一二度以内的一二度以内的一二度以内的一二类类土的土的土的土的大大大大 型型型型场场地平整或大型基坑开挖、堤地平整或大型基坑开挖、堤地平整或大型基坑开挖、堤地平整或大型基坑开挖、堤坝坝填筑等填筑等填筑等填筑等;铲运机开行道路表示图铲运机开行道路表示图b“ 8 字形道路字形道路a环形道路形道路;铲运机锯齿形开行道路铲运机锯齿形开行道路1路堤路堤2取土槽取土槽;铲运机下坡铲土法铲运机下坡铲土法;助铲法表示图助铲法表示图铲运机铲土铲运机铲土推土机助铲推土机助铲;双铲联运法表示图双铲联运法表示图;3、单斗挖土机、单斗挖土机正铲正铲拉铲拉铲抓铲抓铲反铲反铲;n n 1正铲发掘机n n 正铲发掘机外型如图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任务正铲发掘机发掘力大，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 1- 44 正铲发掘机正铲发掘机外形外形 ;正铲作业表示正铲作业表示 ;n n 2 2反铲发掘机反铲发掘机n n 反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。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，普通反铲的主要用于开挖停机面以下的土方，普通反铲的最大挖土深度为最大挖土深度为46m46m，经济合理的挖土深度为，经济合理的挖土深度为35m35m。反铲也需求配备运土汽车进展运输。反。反铲也需求配备运土汽车进展运输。反铲的外型如图铲的外型如图1-461-46所示。所示。图图1-46 1-46 液压反铲发掘机外形液压反铲发掘机外形;反铲作业表示反铲作业表示;n n 3 3抓抓铲发铲发掘机掘机n n 它适用于开挖它适用于开挖较较松松软软的土。的土。对对施工面狭窄施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓而深的基坑、深槽、深井采用抓铲铲可可获获得理想效得理想效果。抓果。抓铲还铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿矿碴碴等松散等松散资资料。抓料。抓铲铲也有采用液也有采用液压传动压传动支配抓斗支配抓斗作作业业。n n 抓抓铲铲挖土挖土时时，通常立于基坑一，通常立于基坑一侧进侧进展，展，对对较宽较宽的基坑那么在两的基坑那么在两侧侧或四或四侧侧抓土。抓挖淤泥抓土。抓挖淤泥时时，抓斗易被淤泥抓斗易被淤泥“吸住，吸住，应应防止起吊用力防止起吊用力过过猛，以猛，以防翻防翻车车。;n n图图1-48 1-48 抓铲发掘机外形抓铲发掘机外形;抓铲作业表示抓铲作业表示;n n 4拉铲发掘机n n 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。n n 拉铲挖土时，依托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。;n n图图1-49 1-49 拉铲发掘机外形及任务情况拉铲发掘机外形及任务情况;拉铲作业表示拉铲作业表示;n n基槽土方量计算：n n边坡坡度：土方边坡用边坡坡度和边坡系数表示。n n 边坡坡度=挖土深度h/边坡底宽b;n n 工程中常以1：m表示放坡；m为坡度系数n n m=b/h b h 1:m;n n不放坡时v=(a+2c) hLcachL：基槽长度;n n放坡时：V=(a+2c+mh) hL1:mmhmhc a ch;例1：计算下例基槽的土方量，设基槽长度为100米。0.15m 1.5m 0.15m0.15m 1.5m 0.15m2 2mm计算下例基槽的土方量，设基槽长度为80米。例例1 1图图 例2：0.15m 1.8m 0.15m0.15m 1.8m 0.15m2 2. .5 5mm例例2 2图图1 1 ： 0 0. .5 5; 例3： 知某墙下根底的底宽为2.8m，基槽两边距 根底边缘的间隔为100，室外自然地面标高为0.2m，基底标高为2.2m，基槽边坡坡度为 1：0.5，试计算80m长度的基槽的土方工程量？;基坑土方量基坑土方量计算算n n不放坡不放坡时时：V Va+2ca+2c(b+2c) h(b+2c) hn n放坡放坡时时：V=(a+2c+mh)(b+2c+mh)h+1/3V=(a+2c+mh)(b+2c+mh)h+1/3h3h3n n例例1 1：n n 某基坑底某基坑底长长80m80m，宽宽60m60m，深，深8m8m，四，四边边放坡，放坡，边边坡坡度坡坡度1 1：0.50.5，根底所占的体，根底所占的体积为积为24000m324000m3，试计试计算算1 1挖土土方工程量挖土土方工程量为为多少？多少？2 2预预留多少回留多少回填土自然形状下？填土自然形状下？n n例例2 2：n n 某厂房某厂房设备设备根底施工，根底底根底施工，根底底宽宽30m30m，长长50m50m，四四边边放坡，放坡，边边坡坡度坡坡度为为1 1：0.50.5，任，任务务面面宽宽度度为为150150，室外自然地坪室外自然地坪标标高高为为0.2m0.2m，室外，室外设计设计地坪地坪标标高高为为0.45m0.45m，根底底，根底底标标高高为为1.8m1.8m，试计试计算算该该基坑的土基坑的土方挖方量？方挖方量？;例3： 某厂房设备根底施工，基坑底宽40m，长80m，四边放坡，边坡坡度为1：0.4，室外自然地坪标高为0.1m，室外设计地坪标高为0.30m，根底底标高为2.20m，试计算该基坑的土方挖方量？例4: 某钢筋混凝土独立柱根底面积为24003600，基坑底四边距根底边缘均为150，室外自然地坪标高为0.1m，室外设计地坪标高为0.30m，根底底标高为2.80m，基坑边坡坡度为1：0.5，试计算该基坑的土方挖方量？;13施工排水与降水施工排水与降水;n n采用方法：n n 1、明沟排水法n n 2、人工降低地下水位法轻轻型井点型井点型井点型井点 放射井点放射井点放射井点放射井点电电渗井点渗井点渗井点渗井点管井井点管井井点管井井点管井井点深井井点深井井点深井井点深井井点;明沟排水法明沟排水法n n当基地挖至地下水位以下当基地挖至地下水位以下时时，沿基坑周，沿基坑周围围挖一定挖一定坡度的排水沟，坡度的排水沟，设设置集水井，使地下水沿沟流入置集水井，使地下水沿沟流入井内，然后用水井内，然后用水泵泵抽走抽走动动画画n n特点：明排水法构造特点：明排水法构造简单简单其由集水井、排水沟其由集水井、排水沟和水和水泵组泵组成，施工本成，施工本钱钱低，低，应应尽能尽能够够采用。采用。n n优优点：方法点：方法简单简单、经济经济，对对周周围围影响小，运用影响小，运用较较广。广。n n缺陷：当涌水量缺陷：当涌水量较较大、水位差大、水位差较较大或土大或土质为细质为细砂砂或粉砂，有或粉砂，有产产生流砂、生流砂、边边坡塌方及管涌等能坡塌方及管涌等能够够。;二人工降低地下水位二人工降低地下水位n n在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备延一定数量的滤水管，利用抽水设备延续不断的抽水，使地下水位降至基底续不断的抽水，使地下水位降至基底以下，直至根底施工终了为止。以下，直至根底施工终了为止。n n1 1、普通轻型井点设备、普通轻型井点设备n n 管路系统：滤管、井点管、弯联管、管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。总管。n n 抽水设备：真空泵、离心泵、水气分抽水设备：真空泵、离心泵、水气分别器。别器。;轻型井点的布置根据轻型井点的布置根据n n根据：根据：n n、水文地、水文地质资质资料：料：H H、承、承压压或非承或非承压压、土、土质质、K K等等n n、工程性、工程性质质：基坑槽外形、大小及深度。：基坑槽外形、大小及深度。n n、设备设备条件：井管条件：井管长长度、度、泵泵的抽吸才干。的抽吸才干。n n轻轻型井点布置内容：型井点布置内容：n n、平面布置：确定井点布置的方式、平面布置：确定井点布置的方式、总总管管长长度、度、井点管井点管 数量、水数量、水泵泵数量及位置。数量及位置。n n、高程布置：确定井点管的埋置深度。、高程布置：确定井点管的埋置深度。;n n布置和布置和计计算步算步骤骤：n n单单排布置：适用于基坑、槽排布置：适用于基坑、槽B B6 6，且，且H5H5的情况，的情况，井点管井点管应应布置在地下水的上游一布置在地下水的上游一侧侧，两端延伸，两端延伸长长度不度不宜小于坑、槽的宜小于坑、槽的宽宽度度B B。n n双排布置：适用于基坑双排布置：适用于基坑B B 6 6或土或土质质不良情况。不良情况。n n环环形布置：适用于大面形布置：适用于大面积积基坑。基坑。 确定平面布 置高程布置计算井点管数量调整;n n高程高程计计算公式：算公式： h h1 h h1h hiLiL;水井的分类：总管及井点管数量的计算;涌水量的计算涌水量的计算n n无无压压完好井：完好井：n n无无压压不完好井：有效深度不完好井：有效深度H0H0，当，当H0H0H H时时，仍取，仍取H H；n n S S井点管井点管处处水位降低水位降低值值S+iLS+iLn n承承压压完好井：完好井：n nHH含水含水层层厚度；厚度；SS水位降低水位降低值值；n n y0 y0环环状井点的假想半径；状井点的假想半径；AA环环状井点包状井点包围围的面的面积积;运用上述公式运用上述公式时先要确定先要确定y0，R，K第一步：确定第一步：确定y0当当L:B5时，环形形布布置置的的井井点点可可近近似似作作为圆形形处置置，利利用用面面积相等原那么，将近似相等原那么，将近似圆的半径作的半径作为矩形水井的假想半径。矩形水井的假想半径。第二步：确定第二步：确定R抽抽水水影影响响半半径径R，与与土土的的浸浸透透系系数数、含含水水层厚厚度度、水水位位降降低低值及抽水及抽水时间等要素有关。等要素有关。第三步：确定第三步：确定K浸浸透透系系数数 K 值对计算算结果果影影响响较大大。K值确确实定定可可用用现场抽抽水水实验或或实验室室测定定。对艰苦苦工工程程，宜宜采采用用现场抽抽水水实验以以获得得较准确的准确的值。 涌水量的计算步骤涌水量的计算步骤; 4、轻型井点的施工： 施工过程：包括井点系统的埋设、安装、运转及撤除等。施工过程：包括井点系统的埋设、安装、运转及撤除等。1预备任务：井点设备、动力、水源及必要资料的准预备任务：井点设备、动力、水源及必要资料的准备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观测及防止沉降措施备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观测及防止沉降措施2井点系统的埋设：井点系统的埋设： 埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。 井点管的埋设方法：水冲法分冲孔、埋管两过程井点管的埋设方法：水冲法分冲孔、埋管两过程;本卷须知：本卷须知：冲孔深度宜比冲孔深度宜比滤管底管底 深深 0.5左右。左右。保保证井点管与孔壁井点管与孔壁 间填筑沙填筑沙滤层的的质量。量。井点填砂后，井点填砂后，须用粘用粘 土封口，以防漏气。土封口，以防漏气。;3运用及撤除：井点系统全部安装终了后，需进展试抽，以检查有井点系统全部安装终了后，需进展试抽，以检查有无漏气景象。无漏气景象。正常的排水是细水长流，出水廓清。正常的排水是细水长流，出水廓清。抽水时需求经常检查井点系统任务能否正常，以及抽水时需求经常检查井点系统任务能否正常，以及检查观测井中水位下降情况。检查观测井中水位下降情况。 ;4井点回灌：井点回灌：目的：消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷目的：消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷;1-5 土方回填与土方回填与压实n n一、土料一、土料选择选择：符合：符合设计设计要求，以保要求，以保证强证强度和度和稳稳定性，尽量定性，尽量采用同采用同类类土，否那么土，否那么应应分分层层夯填，且透水性大的置于下部。夯填，且透水性大的置于下部。n n二、二、压实压实方法：碾方法：碾压压法、振法、振动压实动压实法、夯法、夯实实法法n n三、影响填土三、影响填土压实压实要素：要素：n n 1. 1.土的含水量：手捏成土的含水量：手捏成团团、落地开花、落地开花n n 2. 2.铺铺土厚度：最土厚度：最优优厚度范厚度范围围与与压实压实机具有关机具有关n n 3. 3.压实压实功的影响：合理功的影响：合理选择压实选择压实遍数遍数n n四、四、质质量量检查检查：压实压实系数系数n nd -d -用用击实实验击实实验确定，确定， dmax-“ dmax-“环环刀法或灌砂水法刀法或灌砂水法测测定定;敬请提出珍贵意见！敬请提出珍贵意见！谢谢 谢！谢！演示终了演示终了;