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第三节
土方工程量的计算与调配
一、土方工程量计算 (一)基坑(槽)和路堤土方量的计算 V=H/6 (F1+4F0+F2) 公式1-12 F1、F2、F0： 分别为上、下和半高处的面积。 （二）场地平整土方量的计算 方法：四方棱柱体法或三角棱柱体法
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1.四方棱柱体的体积计算方法 四方棱柱体法 （1）全挖全填
37
38
涌水量Q
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承压完整井：
40
无压非完整井
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水井管数量和井距的确定
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（3）井点降水分类和适用范围
井点类型
土渗透系数m/d
降水深度m
轻 型 井 点 管 井
一级轻井 多级轻井 喷射井点 电渗井点 管井井点 深井井点
0.1～50 0.1～50 0.1～50 ＜0.1 20～200 10～250
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两挖两填 202 1.482 3.482 V1、4=------(------------+------------)=342.6 4 1.48+4.48 0.48+3.48 202 4.482 0.482 V2、3=-----(------------+-------------)=342.6 4 1.48+4.48 0.48+3.48 单位：立方米 注： h取绝对值
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Ù ë Ë ´ ± ¼ Ï Ô ¾ ì
Ú½ø Í ²Ç W1 -10 W2 60 W3 30 W4 80 40
26
T1 50
Ì ½ Ç î ² ø T2 100 40 110
T3 60 0 70
ë ¼
Ú ½ ø Í ²Ç W1 80 W2 0 W3 50 W4 T1 0
é Ñ
Ì î
± ì
½ Ç ² ø T2 -30 0 0 20 T3 40 90 0 0
1
2
4
3
14
（2）两挖两填
4
1
+
3
2
15
（3）三挖一填（三填一挖）
1
2
+
—
4
3
16
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（三）场地平整土方量计算实例 各角点自然地坪标高(m) 1、30.00 2、36.00 + 3、32.00 4、28.00 4 3 a=20m,ix=0.2%, 求挖填方量。 （1）H0=（30+36+32+28）/4=31.50 (m) （2）H1，4= H0 –l ix =31.50-10*0.2%=31.48 (m) H2，3= H0 +l ix =31.50-10*0.2%=31.52 (m) （3）h1=H1-30.00=+1.48 h2=H2-36.00=-4.48 h3=H3-32.00=-0.48 h4=H4-28.00=+3.48 1 2
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第二节
场地设计标高的确定
目的：挖填平衡，方便排水 场地设计标高确定的一般方法 1.设计标高确定的原则： （1）满足生产工艺和运输要求； （2）尽量利用地形，减少挖填方数量； （3）场地内挖填方平衡，土方运输费用最少； （4）有一定的泄水破度，满足排水要求； （5）要考虑最高洪水位的影响。
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2.初步计算场地设计标高H0 原则；W=T 总体积H0Na2= (a2(H11+H12+H21+H22)/4)
方工程特点：面广量大，劳动繁重，施工条件 复杂，环境影响较大。
5
二、土的工程性质 1、土的可松性：自然状态下的土，经开挖以后，其体 积松散而增大，以后虽经回填压实，但不能恢复成原来 的体积，这种性质称为土的可松性，用可松系数Ks、 Ks`表示：
V1 V2 V3
6
2.土的压缩性，渗透性和原状土经机械压实后的沉降 量。
S=400*50+100*70+500*40+400*60+100*70+400*40=94000 £ M3-M£ ¨ ©
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场地平整土方量计算与调配步骤回顾
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第四节 土方工程的准备与辅助工作
一、土方工程施工前的准备工作 准备工作 1、 场地清理 2、 地面水排除 3、 修好临时边路及供水、供电及临时（设施）停机棚与 修理间等临时设施。 二、土方边坡及其稳定 （一）土方边坡 边坡有三种：直线、折线、阶梯形边坡。 土方边坡坡度=H（高）/B（宽）=1/（B/H） =1：M（边坡系数） 边坡系数m=B/H
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三、基坑（槽）支护
（一） 横撑式支撑 （二） 板桩支护结构 （三）重力式围护结构 (四) 地下连续墙（见后） （五）土层锚杆（土钉墙）
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四、降水
排水方法：明排水法、人工降低地下水位法 （一）集水井降水---明排水法 截（排水沟）、疏（集水井）、抽（水泵）
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流砂形成及其防治
粒径很小、无塑性的土壤， 在动水压力的推动下，极易 失去稳定，而随地下水一起 流动涌入坑内，这种现象称 为流砂现象。 流砂产生的原因： 内因：动水压力等于或大于土的浸水容重（浮容重），土 颗粒处于悬浮状态。 外因：水头差的存在产生渗流，土粒能随渗流水一起流动。
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³ Ê µ Å ² ° õ ¼ ï ä ½ ¸
Ú½ø Í ²Ç W1 W2 W3 W4 î ²¿ Ì ½ Á (M3) 500 70 X 60 300 80 X 800 X 600 100 100 400 500 500 110 100 40 400 1900 T1 50 X 40 X 70 500 î½ø Ì ²Ç T2 70 X 90 500 T3 100 500 Ú½¿ Í ²Á (M3)
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（二）边坡稳定
土壁的稳定，主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平 衡的。 边坡失稳主要是上体内抗剪强度降低或剪应力增加之结果。 （1）影响边坡稳定的因素： A、气候的影响使土质松软； B、粘土中的夹层因浸水而产生润滑作用； C、饱和的细砂、粘砂因振动而液化； D、地面荷载的存在； E、地下动力压力。 （2）防止土体失稳的措施 A、放足边坡； B、设置支撑（支护）。
1、计算场地各角点的施工高度hn hn= Hn- H Hn ：设计标高（i=0, Hn= H0） H：自然地面标高 当hn 为+时，为填方；当hn为—时，为挖方 2、确定零线，划分挖填区 两个零点之间的连线为“零线” x=ah/(h1+h2) 3、计算场地挖填土方量
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按上述方法计算的土方量可以做到挖填平衡， 但不能保证挖填量为最小。通常用最小二乘法来设 计最佳的设计平面。 最小二乘法：在实验中获得自变量与因变量的 若干个对应数据（x1,y1）,(x2,y2)„(xn,yn)时， 要找出一个类型的函数y=f(x)（如y=ax+b），使得 偏差平方和（yi-f(xi)2为最小，这种求f(x)的方 法称为最小二乘法，求得的函数称为经验公式。 常用于工程技术和科学研究的数据处理中。
Õ Ø ²ì ±»  ±
î ½ ø Ì ²Ç Ú ½ ø Í ²Ç
W1 W2 W3 W4
T1 500 300
T2 X 500 100
T3
100 400
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Ð Â
Ú ½ ø Í ²Ç
W1 W2 400 T1
µ Ä
50
µ Å ï ä
î Ì
100 T2
½ ¸ ì ² ° ±
Ú ½ ¿ Í ²Á
T3 70 40 100 500 90 500 110 100 100 400 70 500 40 500 400 1900 (M3)
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防治流砂的方法：
1、抢挖法； 2、打板桩法； 3、水下挖土法； 4、人工降低地下水； 5、地下连续墙法； 6、桩基、沉井法施工。
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（二）井点降水
1、井点降水的作用 2、井点降水的种类：轻型井点和管 井点各种井点的适用范围 3、一般轻型井点
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（1）高程布置 H≥H1+Δ h+iL H≤hpmax 抽水设备的最大抽水高度，6-7米。 I：环状I=1/10，单排I=1/4-5，双排I=1/7。 （2)轻型井点计算（涌水量Q，水井管数量N，井距D） 水井的分类：
第一章
土方工程
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建筑施工课件
第一章 土方工程
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 概述 场地设计标高的确定 土方工程量的计算与调配 土方工程的准备于辅助工作 土方工程的机械化施工 土方的填筑与压实 爆破工程
2
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学习要求
1、土方规划中要了解如何减少土方量、选择坑槽断面、 留设土壁边坡和土方调配的原则；要掌握土方量计算的 方法和确定场地计划标高的方法以及用表上作业法进行 土方调配。 2、能分析土壁失稳和产生流砂的原因，并能提出相应的 防治措施。对各种降水方案能进行选择比较。掌握轻型 井点设计和地基回填土的要求及质量检验标准。 3、了解常用土方机械的性能及适用范围，能正确合理地 选用。
½ ø ² Ç
70 500 60 W3 W4
î ²¿ Ì ½ Á (M3)
400 80 800 600
Ù Î ë é º « î Ú í È Ú ¬ ½ ¸ î Å Ë ±¿ ê ¯ ý ª î ¡ £ Ô ´ ¼ Ñ £ È ´ Ó » µ Ó 0£ ²°³Ó ,´ Ê Ä ±º Ê Î ³Ð ¡
W4 填方量(M3)
X41 800
500
根据上表可列出下列方程式： X11+X12+X13=500 X21+X22+X23=500 X31+X32+X33=500 X41+X42+X43=400 X11+X21+X31+X41=800 X12+X22+X32+X42=600 X13+X23+X33+X43=500 目标函数 Z=50X11+70X12+100X13+70X21+40X22+9023+60X 23+110X32+70X33+80X41+40X43 Z为最小时最优。