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01 第一章 土方工程 ? （ 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； ? （ 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。 土方工程施工设计应注意 四、压实质量检查 1． 内容 —— 密实度； 指标 —— 干密度 ρd； 方法 —— 环刀取样，测干密度； 2． 要求 ： ρd≧ λc·ρd max 式中： λc —— 压实系数 。（一般场地平整 0.9，填土作地基0.95） ρd max—— 该种土质的最大干密度（击实试验确定）3． 取样 方法与数量 ：分层进行，每层不少于 1点（平场 100～400m2，回填 30? 压实机具 每层虚铺厚度 (mm) 压实遍数 ? 压路机、平碾 200~300 6~8 ? 羊足碾 200~350 8~16 ? 振动压实机 250~350 3~4 ? 蛙式夯 土的密度与压实功的关系示意图 压实作用沿深度的变化 二、压实方法与要求（人工、机械） 碾压法 —— 大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾 …… 夯实法 —— 小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯 …… 振动法 —— 非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器 三、影响压实质量的因素 1、影响因素 机械的压实功 —— 吨位或冲击力，压实遍数 铺土厚度 —— 不同机械、不同的土有效影响深度不同 含水量 （四）土方填筑（填、压） 一、土料选择和填筑方法 1．土料选择 (1) 不能用的土：冻土、淤泥、膨胀性土、含有机物>5％的土、含可溶性硫酸盐 >5％的土 （ 2）不宜用的土：含水量过大的粘性土 2、填筑方法 （ 1）水平分层填土。填一层，压实一层，检查一层。 （ 2）无限制的斜坡填土先切出台阶，台阶高 × 宽＝0.2~0.3m× 1m （ 3）透水性不同的土不得混杂乱填，应将透水性? 2．开挖注意问题 ? （ 1）挖前先验线 ? （ 2）随挖随撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖 ? （ 3）连续开挖尽快完成，防止水流入 ? （ 4）坑边堆土防坍塌：及时清运；堆土 0.8m以外，高 ≯ 1.5m ? （ 5）严禁扰动基底土，加强测量防超挖：预留层，保护层，抄平清底打木桩 ? （ 6）发现文物，古墓停挖、上报、待处理 ? （ 7）注意安全，雨后复工先检盆式开挖示意图 墩式开挖示意图 逆施法施工 下坡挖土和运土示意图 分层开挖方案 （三）开挖方式与注意问题 ? 1．基坑开挖方式 ? （ 1）下坡分层开挖 ——1： 7～ 8的坡道 ? （ 2）有内支撑支护的基坑开挖 ——土质较差、基坑较深 ? （ 3）墩式开挖－－用于无修坡道的场地，搭设栈桥时 ? （ 4）盆式开挖 ——先中间再边缘 ? （ 5）岛式开挖 ——先边缘再中间 （二）自卸汽车与挖掘机的配套 ? 原则：保证挖掘机连续工作： ? 汽车载重量： 以装 3～ 5斗土为宜； ? 汽车数量： ?T——汽车每一工作循环的延续时间（ s） ?t1 ——每次装车时间（ s） ?t2 ——汽车调头时间（ s） ? 或： N＝（挖土机台班产量／汽车台班产量）+1 H8-25A型蛙式夯实机 YT-3.5型双筒羊脚碾外形图 YT-2.5型羊脚碾外形图 YL－ 9/16型自行式轮胎碾 （ a）两轮两轴式 （ b）三轮两轴式 （ c）三轮三轴式 钢轮压路机碾轮与轴数简图 1－机身； 2－碾轮 ?4、压实机械 抓土斗工作示意图 （ 4）抓铲挖土机 ? 工作特点： “ 直上直下，自重切土”，效率较低； ? 适用于： 停机面以下、较松软的一～二类土、面积小而深度较大的坑、井开挖。 （ 3）拉铲挖土机 ? 工作特点： ? “后退向下，自重切土”；开挖深度、宽度大，甩土方便： o适用于： o停机面以下、一～三类土的较大基坑开挖，填筑堤坝，河道清淤。 ? （ 2）沟侧开行。挖土机位于基槽一侧挖土，随挖随平行于基槽移动。由于挖土机移动方向与挖土方向相垂直，所以机身稳定性较差，开挖的深度和宽度均较小，最大宽度为 0.8倍挖土机的有效挖土半径，但可就近卸上堆置。一般在场地宽敞的临时性窄沟开挖中采用。 反铲挖土机的开行方式有沟端开行和沟侧开行两种。 ? （ 1）沟端开行。挖土机位于基槽一端挖土，随挖随退，后退方向与基槽开挖方向一致。其优点是挖土方便，开挖的深度和宽度都较大。反铲挖土机如能在基槽两侧卸土，其最大挖土宽度为1． 7倍挖土机的有效挖土半径。如基坑宽度超过 1.7倍挖土机的有效挖土半径时，则可将基坑分条平行开挖。 （ 2）反铲挖掘机 ? 工作特点： “后退向下，强制切土”，可与汽车配合； ? 适用于： 停机面以下、一～三类土的基坑、基槽、管沟开挖。 ? 作业方法： 沟端开挖法 —— 挖宽 0.7～ 1.7R，效率高、稳定性好； ? 沟侧开挖法 ——挖宽 0.5~0.8R。 ? 正铲挖土机的工作面及开行通道 ? 挖土机挖掘出的上方的几何断面称为工作面，也叫掌子面。工作面的大小和形状，一般根据机械的性能、挖土和卸土的方式以及土壤的性质等因素来确定。根据工作面的大小和基坑的断面，即可布置挖土机的开行通道。 正铲挖土和卸土的方式 ? 根据正铲挖土机与运输汽车的相对位置不同，正铲挖土和卸土方式有以下两种：（ 1）正向挖土、后方卸土。（ 2）正向挖土、侧向卸土。 （ 1）正铲挖掘机 ? 工作特点 ：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效率高，易与汽车配合； ? 适用于： 停机面以上。含水量 30％以下、一～四类土的大型基坑开挖 ? 作业方法： 正向挖土后方卸土，正向挖土侧向卸土。 3、单斗挖掘机 正铲挖掘机 反铲挖掘机 拉铲挖掘机 抓铲挖掘机 铲运机铲土 推土机助铲 助铲法示意图 双铲联运法示意图 铲运机锯齿形开行路线 1－路堤； 2－取土槽 铲运机下坡铲土法 铲运机开行路线示意图 （ a）环形路线 （ b）“ 8 ”字形路线 ? 提高铲运机生产率的措施 （ 1）下坡铲土。借助机械本身自重的作用，来加大切土深度和缩短铲土时间。但纵坡不得超过 25° ，横坡不得超过 6° ；铲运机不能在陡坡上急转弯，以免翻车。 （ 2）推土机助铲。在较硬的土层中用推土机在铲斗后助推，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。推土机在助铲的空隙时间可兼做松土或平整工作，为铲运机创造工作条件。 （ 3）双联铲运法。当拖拉式铲运机的牵引力有富 2、铲运机：自行式、拖式 ? 工作特点： 运土效率高； ? 适用于： 运距 50～ 1500m、一～三类土的大型场地平整或大型基坑开挖；堤坝、填筑等 ? 作业方法： 环形线路，“ 8 ”字线路；助推法。 沟槽 土埂 A－铲刀宽； B－不大于拖拉机履带净宽 跨铲法作业示意图 斜角推送法作业 分堆集中，一次推送法 （ 4）分批集中，一次推送。当推运距离较远且土质又较坚硬时，由于铲刀切土深度较小，可将铲起的少量土先集中在几个中间地点，再一次推送，以便在铲刀前保持满载，有效地利用推土机的功率，缩短推运时间。 （ 3）槽子推土。利用已推过的土槽再次推土，可以减少铲刀前土的散失。当土槽推到一定程度，再推土埂。一般推土量可提高10％～ 30％。这种方法适宜于挖土层较厚、运距较远的工程。 槽形推土 （ 2）并列推土。平整大面积的场地时，为了增大铲刀前土壤的体积，一般采用２台推土机并列推土。这样可以减少土的散失，提高生产率，并可增大推土量 15％～ 30％。两台推土机刀片间距保持 30～ 50cm，平均运距不宜超过 50～ 75ｍ，不宜小于 20ｍ。 并列推土法 ? 为提高推土机的生产率，可采用以下几种施工方法。 （ 1）下坡推土。在不大于 15° 的斜坡上，推土机顺坡．向下切土、推运，借助机械本身的重力作用，增大切土深度，缩短铲土时间，可提高生产率 30％左右。 下坡推土法 铲刀可回转的液压履带式推土机 TL210B轮胎式推土机 液压轮胎式推土机 ts165-2推土机 液压履带式推土机 1、推土机 ：固定推土刀、回转推土刀；履带式、轮胎式；液压操纵、机械操纵（索式）； 工作特点： 用途多，费用低； 适用于： （ 1）平整场地－－运距在 100m内，一～三类土的挖运，压实； （ 2）坑槽开挖－－深度在 1.5m内、一～三类土。 提高效率的作业方法： ? 下坡推士，多次切土、一次推运，跨铲法，并列法，加挡板。 第五节 土方工程的机械化施工 一、主要挖土机械及其性能 ? 挖掘机械： 正铲、反铲、拉铲、抓铲 ? 挖运机械： 推土机、装载机、铲运机 ? 运输机械： 自卸汽车、翻斗车 …… ? 密实机械： 压路机、蛙式夯、振动夯 …… ? 课后作业： ? 某基础施工，基坑宽 20米，长 30米，深 4米，挖土边坡 1： 0.5，经地质勘察，天然地面以下为厚度 10米的细砂层，细砂层的K=15m/d，在细砂层下为不透水的粉土层，地下水在地表下 1.0米，为无压水。拟采用轻型井点法降水，试进行井点系统的设计。并且计算土方工程量。 （ 3）注意问题： ?1)真空度 0.6~0.7大气压 ?2)死管：检查、变活 ?3)设观测井检查水位下降情况 （ 4）拔除井管 ： 基坑回填后； 卷扬机、支架 ； ?51× 6.5m上拔力 1.2~1.8t ? 2）井点管的埋设与使用 （ 1）埋设方法： ? 水冲法：水枪、井管自身（高压水） ? 钻孔法：正循环钻、反循环钻、冲击钻 ? 振动水冲法： ? (2)使用要求： ? 开挖前 2～ 5天开泵降水； ? 连续抽水不间断（水量先大后小，先混后清），防止堵塞。 6、井点系统施工 ? 1）施工顺序： ? 排放总管 —埋设井点管 —用弯联管将井点管和总管接通 —安装抽水设备 —试运行 —正式抽水 ? 3）抽水影响半径 R： R=1.95S(HK)1/2 =80.05m ? 4）基坑假想半径 X0： = (F/π)1/2 = 8.67m Q＝ 555.43 m3 /d 3、井点管数量及间距： 1）单根井点管出水量： q＝ 65π d l K1/3 =20.41 m3 /d 2）数量：最少井点数： n’＝ 1.1Q / q ＝ 29.9=30（根） 3）最大井距： D’＝ L总管 ? 井点管埋深 H埋 ≥ H1＋ h＋ il =3.5+0.5+0.1*6.75 =4.675m ? 采用 6 m井点管 φ 51，露出地面 0.2m,滤管取 1.0m 长 ? （二）涌水量计算： ? 1、判别井点管类别： ? 1）井点管 +滤管 =7米，没有达到不透水层， ? 2）基坑长宽比小于 5； 故按 无压非完整井环型井点系统 计算。 ? 2、涌水量计算： ? Q＝ 1.解：采用环型轻型井点系统。 为使总管接近地下水位，表层土先挖除 1米，则基坑上口尺寸为： 11.5*15.5 m2。 则总管长度为： L =（（ 11.5+2）+15.5+2）） *2 =62m (一）布置 1、平面布置如右图； 2、高程布置，如下图： 环状 井点平面及高程布置 右图中 L应为 l,井点管至基坑中心的水平距离 例题：某基础施工，基坑宽 8米，长 12米，深 4.5米，挖土边坡 1： 0.5，经地质勘察，天然地面以下为 1米厚亚黏土，其下有 8米厚的细砂层，细砂层的 K=8m/d，在细砂层下为不透水的粉土层，地下水标高为 -1.5米。拟采用轻型井点法降水，试进行井点系统的设计。 水井的分类 ? 4．计算涌水量 Q： （ 环状井点系统） （ 1）判断井型（ 图 ） ? 按照滤管与不透水层的关系： ? 完整井 ——到不透水层 ?非完整井 ——未到不透水层 . ? 按照是否承压水层： ?承压井 ?无压井 （ 2）高程布置（ 图 ） ? 井管埋深 ： H埋 ≥ H1＋ h＋ il。 ? H1—— 埋设面至坑底距离； ? h—— 降水后水位线至坑底最小距离（一般可取0.5～ 1m）； ? i—— 地下水降落坡度，环状 1/10，单排布置 1/4～1/5，双排布置 1/7； ? l—— 井管至基坑中心（环状）或另侧（线状）水平距离。 ? 为充分利用抽水设备的抽吸能力，通常可使单排 井点平面及高程布置 环状 井点平面及高程布置3．井点布置 （ 1）平面布置 ? 单排： 在沟槽上游一侧布置，每侧超出沟槽 ≮ B。 ? 用于沟槽宽度 B≤ 6m，降水深度 ≤ 5m。 ? 双排： 在沟槽两侧布置，每侧超出沟槽 ≮ B。 ? 用于沟槽宽度 B>6m，或土质不良。 ? 环状： 在坑槽四周布置。 ? 用于面积较大的基坑。 ? 为防止抽水局部发生漏气，要求井管距井壁边缘一般保持在 0.7-1m ? 总管长 L=(真空泵井点设备工作原理图 滤管构造 1— 4— （四）轻型井点降水 1．降水原理 2．井点设备 井管： φ 38、 φ 51，长 5～ 7m（常用 6m），无缝钢管，丝扣连滤管； 滤管： φ 38、 φ 51，长 1～ 1.7m，开孔 φ 12,开孔率20～ 25％，包滤网； 总管： 内 φ 75～ 100无缝钢管，每节 4m，每隔 0.8、 1或1.2m有一短接口； 连接管： 使用透明塑料管、胶管或钢管，宜有阀门； 抽水设备： 钢管深管井井点 井孔 粘土封口 φ50出水管 电缆 砾石滤水层 φ375钢井管 潜水电泵 滤水管 滤网 导向段 开孔底板 中粗砂 φ75总管 钢板井盖 φ50出水管 无砂混凝土管深管井井点 井孔 潜水电泵 砾石滤水层 沉砂管 无砂混凝土滤水管 沉砂管 粘土封口 管井井点构造 二级轻型井点降水 轻型井点降水全貌图 2．井点降水法 （ 1）特点 效果明显，使土壁稳定、避免流砂、防止隆起、方便施工； 可能引起周围地面和建筑物沉降。 （ 2）井点类型及适用范围 井点类型 渗透系数 降水深度 最大井距 主要原理 单级轻型井点 0.1~20 m/d 3～ 6 m 1.6~2 m 地上真空泵或喷射嘴真空吸水 多级轻型井点 6～ 20 喷射井点 0.1~20 8～ 20 2～ 3m 地下喷射嘴离心泵工作简图 （一）普通明沟排水法 （二）分层明沟排水法 要求： （ 1）排水沟： 沿基坑底四周设置，底宽 ≮ 300mm，沟底低于坑底 500mm，坡度 1‰ 。 （ 2）集水井： 沿基坑底边角设置，间距 20～ 40m，直径 0.6~0.8m，井底低于坑底 1~2m。长期用，有护壁和碎石压底等滤水层。 （ 3）水泵： 离心泵、潜水泵、污水泵 …… 2～ 5％ 排水沟 集水井 水泵 （三）降排水方法 1．集水井法（明排水法） ――用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 挖至地下水位时，挖排水沟 → 设集水井 → 抽水 → 再 挖土、沟、井 （二）流砂现象 1．动水压力 ――地下水在渗流过程中受到土颗粒的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。 动水压力的大小与水力坡度成正比， 方向同渗流方向。 GD＝ Iγ w =(Δ h/L) γ w 2．流砂原因 3．流砂的防治 减小动水压力（止水帷幕、板桩等增加 L，枯水期施工、冻结法、人工降低地下水位）； 平衡动水压力（抛石块、水下开挖、泥浆护壁）； 改变动水压力的方向（井点降 地下含水构造的种类 滞水层 不透水层 潜水层 不透水层 承压水层 不透水层 四、降水 一、排除地面水 可采用设置排水沟、截水沟或修筑土堤等；排水沟应尽量利用自然地形， 0.5m*0.5m，纵向坡度一般 ≮ 3%，平坦地区 ≮ 2%，沼泽地区可减至 1% 二、降低地下水位 （一）降水目的 1、防止涌水、冒砂，保证在较干燥的状态下施工； 2、防止滑坡、塌方、坑底隆起； 3、减少坑壁支护结构的水平荷载。 3．土钉墙支护 作用： 土钉与土体形成复合体，提高边坡稳定性和超载能力，增强土体破坏延性； 特点： 土体稳定性好，位移小，施工简便，费用低，对邻近建筑物影响小。分层分段施工，阶段不稳定性。 适用于： 地下水位以上的杂填土、粘性土、非松散砂土。边坡坡度 70～ 90 ° 。 工艺过程： 挖土 → 喷射混凝土 → 打孔 → 插筋、注浆 → 铺 放、压固钢筋网 → 喷射混凝土 → 挖下层土 锚杆的压水钻进成孔 锚杆挖孔灌注桩挡墙护壁的形式 锚固段钢绞线及灌浆管的固定 土层锚杆的构造及长度划分 支架 台座 垫板 锚具 拉杆 横梁 套管 拉杆 锚固体 挡墙 泛利大厦挡土支护结构构造 远洋大厦挡土支护结构构造 H≤5m (0.33～ 0.5)H H≤12m H≤30m H≤20m 45o+φ/2 45o－ φ/2 （ 2）锚固形式 1)悬臂式 ――基坑深度 ≯ 5m； 2)斜撑式 ――基坑内有支设位置； 3)锚拉式 ――在滑坡面外设置锚桩； 4)锚杆式 ――地面上有障碍或基坑深度大； 5)水平支撑式 ――土质较差或坑周围地上、地下有障碍，角部， …… （对撑、角撑、桁架支撑、圆形支撑、拱形支撑）。 2．护坡桩挡墙 （ 1）挡墙类型 1）钢板桩 2） H型钢桩 3）钻孔灌注桩 4）人工挖孔桩 5）深层搅拌水泥土桩 6） 旋喷桩 三、基坑（槽） 支护 当地质条件和周围环境不允许放坡时使用 （一）选型 1．横撑式支撑 （ 1）水平衬板式： 断续式 ——深度 3m内； 连续式 ——深度 5m内； （ 2）垂直衬板式： （构造） 深度不限 适用于： 较窄且施工操作简单的管沟、基槽 基坑边坡护面方法示意图 （ d）土袋或砌石压坡护面 （ c）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面 （ a）薄膜或砂浆覆盖 （ b）挂网或挂网抹砂浆护面 深度在 5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度 ? 3、边坡护面措施： ? 覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法、土钉墙 ? 4、土方开挖工程质量验收主控项目： 开挖基坑标高、长度、宽度、边坡、表面平整度、基底土性 土的类别 边坡坡度（高 :宽） 坡顶 无 荷载 坡顶有 静 载 坡顶有 动 载 中密的砂土 1 :1.00 1:1.25 1:1.50 中密的碎2、放边坡 （ 1）边坡坡度 m——坡度系数。 m＝ B/H （ 2）边坡形式： 斜坡、折线坡、踏步（台阶）式 （ 3）最陡坡度规定： 土质均、水位低、时间短、 5m深以内。下表 α H B i=tgα =H/B=1:(B/H)=1:m 表示垂直高度为 1时，水平距离为 m。 2、确定边坡大小的因素 （主要 6个方面） 土质、开挖深度、施工工期、地下水位、坡顶荷载（动、静、无）、气候条件 （二）放坡与护面 1、直壁（不加支撑）的允许深度： 密实、中密的砂土和砂填碎石土： 1.00m； 硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土： 1.25m； 硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土： 1.50m； 坚硬的粘土： 一、土方工程施工前的准备工作 场地清理；排除地面水；修筑好临时道路及供水、供电设施；做好材料、机具及土方机械的进场工作；做好土方测量、放线工作；据设计做好边坡稳定、基坑（槽）支护、降低地下水等辅助工作。 二、土方边坡及稳定 （ 一）条件与因素 1、边坡稳定的条件 T ＜ C T――土体下滑力。下滑土体的分力，受坡上荷载、雨水、静水压力影响。 C――土第四节 土方工程的准备与辅助工作 [目的要求 ] 了解：临时性挖方边坡值； 熟悉：影响土方边坡的稳定的因素及土方边坡的形式， 掌握：基坑（基槽）土方量计算公式，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。 [讲授重点 ] 基坑（基槽）土方量计算，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。 [讲授难点 ] 场地平整的基本原则和计算步骤及方法 。 例题： T1 T2 T3 T4 挖方量 W1 50 70 100 120 800 W2 70 40 90 80 500 W3 60 110 70 45 500 W4 80 100 40 30 400 填方量 400 500 600 700 2200 5、 某基坑底长 80m，宽 60m，深 8m，四边放坡，边坡坡度 1：0． 5，试计算挖土土方工程量？如地下室的外围尺寸为 78m× 58m，土的最初可松性系数 Ks=1.13，最终可松性系数为KS’= 1． 03，求出地下室部分回填土量，回填结束后，余土外运，用斗容量 5m3的车运，需运多少车 ？ 解 :基坑挖土土方工程量： V=(F下 +4F中 +F上 )H/6=(60*80+4*8思考题 1．平整场地时，初步确定场地设计标高的原则是： 。 2、什么叫零点？什么叫零线？ 3、施工高度： 。 4、土方量计算方法有哪几种 ? V⑧ (+)=V⑨ (+)=0.01 (m3) V⑩ =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.+2× 0.06+7.93+2× 0.01+0.01 =13.29(m3) ∑ V(-)=2.03+2× 0.02+3.18=5.25 (m3) (4) 边坡土方量计算 。 如图 1.9， ④ 、 ⑦ 按三角棱柱体计算外 ， 其余均按三角棱锥体计算 ， 依式 1.11、 1.12 可得： V① (+)=0.003 (m3) V② (+)=V③ (+)=0.0001 (m3) V④ (+)=5.22 (m3) V⑤ (+)=V⑥ (+)=0.06 (m3) V⑦ (+)=7.93 (m3) 方格 Ⅱ 、 Ⅴ 、 Ⅵ 底面为三边形和五边形 ， VⅡ(+) =65.73 (m3) VⅡ( -)=0.88 (m3) VⅤ(+) =2.92 (m3) VⅤ( -)=51.10 (m3) VⅥ(+) =40.89 (m3)) VⅥ( -)=5.70 (m3) ∑ V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) ∑ V(-)=171+2 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 1.8。 (3) 计算方格土方量 。 方格 Ⅲ 、 Ⅳ 底面为正方形 ， 土方量VⅢ(+) =202/4× (0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) VⅣ( -)=202/4× (0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格 Ⅰ 底面为两个梯形 ， 土方量为： VⅠ(+) =20/(2) 计算零点位置 。 从 图 1.8中可知 ， 1—5、 2—6、 6—7、 7—11、 11—12五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 。 1—5 x1=4.55(m) 2—6 x1=13.10(m) 6—7 x1=7.69(m) 7—11 x1=8.89(m) 11—12 x1=15.38(m) 【 解 】 (1) 根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高 ， 计算施工高度结果列于 图 1.8中 。 由公式得： 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【 例 1.1】 某建筑场地方格网 如图 1.7所示 ， 方格边长为20m× 20m， 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 。B、 断面法 在地形起伏变化较大的地区，或挖填深度较大，断面又不规则的地区，采用断面法比较方便。 沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。 f1=h1*d1/2 f2=(h1+h2)*d2/2 fn=hn*dn/2 *四方棱柱体的计算公式是根据平均中断面的近似公式推导而得的，当方格中地形不平时，误差较大，但计算简单，宜于 手工 计算。 *三角棱柱体的计算公式是根据立体几何体积计算公式推导出来的，当三角形顺着等高线进行划分时，精确度较高，但计算繁杂，适宜用 计算机 计算。 （三）边坡土方量计算 土方量可以划分为两种近似的几何形体进行计算，一种为三角形棱锥体（如图中①②③ ）另一种为三角棱柱体（如1）当三角形三个角点全部为挖或填时其挖填方体积为： a——方格边长（ m） 2）三角形三个角点有挖有填时，零线将三角形分成两部分，一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体 ： 3）方格三个角点为挖方，另一个角点为填方： 填方体积： 挖方体积： 2.三棱柱法 计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形 。 每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用 h1、 h2、 h3表示 (二 )方格中土方量计算 1.四角棱柱体法 1）方格四个角点全挖、全填 ： V挖（填） =a2 ? h/4 2）方格四个角点二挖、二填 ： V挖（填） = a2[? h挖（填） ] 2 / 4? h V挖（填） —挖方或填方的体积； ?h—方格四个角点施工高度 绝对值 总和； ? h挖（填） —方格角点挖或填施工高度绝对值之和。 H I－ I Fi 2、基槽（路堤）土方量 ： 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， ? 内墙 —— 槽底净长 I I L2 L1 L5 1、基坑土方量 按拟柱体法 —— V=(F下 +4F中 +F上 )H/6 F下 H (2)土方工程量计算 (一 )基坑 (槽 )和路堤的土方量计算 70.32 70.36 70.40 70.44 70.26 70.30 70.34 70.38 70.20 70.24 70.28 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 +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 -0.44 70.09 ?（二）场地平整土方量计算 计算方法有：方格网法和断面法 A.方格网法 （ 1）确定 ” 零线 “ 零线即挖方区和填方区的分界线，在该线上的施工高度为零。 在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出各零点的位置，将方格网中各相邻边线上的零点连接起来，即为零线。 70.32 70.36 70.40 70.44 70.26 70.30 70.34 70.38 70.20 70.24 70.28 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 70.09 （ 3）计算各方格角点的施工高度 hi ： hi= Hn－ Hi 即： hi=各角点的设计标高 —自然地面标高（ m） h1 =70.32－70.09=＋ 0.23 （ m） 正70.09 （ 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 70.26 70.30 70.34 70.38 70.20 70.24 70.28 70.32 70.14 70.18 70.22 70.26 H0＝ 70.29 o【 例 】 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。 解： 1.确定场地设计标高 （ 1）初步设计标高 （场地平均标高） ? H0=（ ?H1+2?H2+3?H3+4?H4） /4n =[70.09+71.43+69.10+70.70+2× （ 70.40+70.95+69.71+… ）+（ C）按 借土或弃土调整各角点设计标高 ： 将部分挖方就近弃于声场外（简称弃土）或将土部分填方就近取土于场外（简称取土），均会引起挖填土方量的变化。 场地设计标高的调整可按下近似公式确定： H0/=H0± Q/na2 Q——假定按初步场地设计标高 H0平整后多余或不足的土方量； n——场地方格数； a——方格边长。 考虑土的最终可松性，需要提高设计标高； 考虑场外取土或弃土时，相（ B）按土的可松性调整各角点设计标高 ： 由于土具有可松性，虽经回填压实，仍然恢复不了原来状态的体积，造成填土的多余，因此相应地提高了设计标高。 Δh为土的可松性引起的设计标高增加值 设计标高调整后的总挖方体积为 Vw / = Vw - Fw·Δh 总填方体积为： VT /= Vw / · K s/= （ Vw - Fw ·Δh ） K s / 由于设计标高 H0的提高 2、调整场地初定标高 按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整。 （ A）按泄水坡度调整各角点设计标高 ： Ly Lx ix iy H0 (2)双向 排水时，任意点点设计标高为： L Hn H0 H0 i Hn = H0 ? Lo i Hn = H0 ? Lx ix ? L yi y (1)单向 排水时，任意点设计标高为 : Hn 1、初定标高 （按 挖填平衡） 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地面标高（实测法、等高线插入法） 。 a a a a a a H11 H12 H21 H22 则 场地初定标高： H0=?（ H11+H12+H21+H22） /4n oH11、 H12、 H21、 H22 —— 一个方格各角点的自然地面标高； o 场地平整 ：将自然地面改造成人们所要求的平面。 一、场地平整前的施工准备工作 1.了解施工现场技术资料； 2.场地清理； 3.地面水排除； 4.修建临时道路、临时设施； 5.制度冬、雨季施工措施 二、场地平整土方量计算 （一）场地设计标高确定 考虑的因素： 满足规划、生产工艺和运输的要求； 尽量利用地形，减少挖填方数量；争取在场区内挖填平衡，降低运输费 ； 有一定泄水坡度，满足排水要第二节 场地平整 [目的要求 ] 了解：三棱柱法计算土方量；边坡土方量计算方法。 熟悉：影场地设计标高的调整方法。 掌握：基坑（基槽）土方量计算公式，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。 [讲授重点 ] 基坑（基槽）土方量计算，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。 [讲授难点 ] 场地平整的基本原则和计算步骤及方法 。 思考题： 1、根据土的开挖难易程度分为 类土。 2、什么叫土的可松性？ 3．土的可松性对土方施工有何影响 ? 4、土的渗透性指： 5、土的休止角： 定义： 在某一状态下土体可以稳定的坡度 坡度 =h/b=1： b/h=1： m m=b/h 坡度系数 应用： 1）不同土体采用不同的坡度； 2）水工建筑中的大坝和永久性土工建筑物，为保持土壁稳定常取用休止角作为其坡度角。 3、土的质量密度： 天然密度 ?=m/v： 一般 ? =16~20 KN/m3 干密度 ?d=ms/v：是检测填土密实程度的指标。（ 105℃ ，烘干 3~4h） 影响： 土的密度越大，越坚硬，难挖掘 4、土的含水量： 天然含水量 W=（ G湿 -G干 ） /G干 分类： W＜ 5% 干土 5%＜ W＜ 30% 潮湿土 W＞ 30% 湿土 2、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） L Δh K的单位： m / d 。 粘土 < 0.1，粗砂 50~75，卵石100~200 用途 ：降低水位方法，回填 影响： 在细砂土或粉土中，水的渗流可能引起流砂；在砂性土中，可能引起管涌，导致土体塌陷。 例 题 例 1： 已知某基坑体积 V=581.3m3，土的 KS=1.20， KS’=1.10。挖出土用装载量为 4m3/每车的汽车运走，求所需车次。 n=(V1*Ks)/4=(174.39)175车 例 2： 某工程需回填土的体积为 120m3 ，所取土的KS=1.20， KS’=1.03。求所取土的工程量。 V3=V1* KS’=123.6m3 *土方工程量是以自然状态的体积来 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。 最初可松性系数 1.08~1.5 最后可松性系数 1.01~1.3 ? V1 ——土在自然状态下的体积。 ? V2 ——土经开挖后松散状态下的体积。 ? V3 ——土经回填压实后的体积。 土的分类 土的名称 开挖方法及工具 一类土 (松软土 ) 砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥 (泥炭 ) 用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬 二类土 (普通土 ) 粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵 (碎 )石；种植土；填土 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土 (坚土 ) 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 二、土的工程分类 按开挖的 难易程度 分为八类 一类土（松软土）、二类土（普通土 ) 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土） —— 机械或人工直接开挖 五类土（软石）、六类土（次坚石） 七类土（坚石）、八类土（特坚石） —— 爆破开挖
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关&键&词： 01 第一章 土方工程
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