第1章 土方工程
§ 1.1 土方工程概述 §1.1.1 土的工程分类 §1.1.2 土的工程性质 §1.2 场地平整 §1.2.1 场地竖向规划设计 §1.2.2 场地平整土方量的计算 §1.2.3 土方调配 §1.3 基坑开挖 §1.3.1 土方边坡及其稳定 §1.3.2 土壁支护 §1.3.3 基坑降水 §1.4 土方机械化施工
方法：将场地划分为每格边长 方法：将场地划分为每格边长a=10～H ～ 21 40m的方格网，找出每个方格各个 的方格网， 的方格网 角点的地面标高 地面标高（ 角点的地面标高（H11、H12…)。 。 则场地初步标高： 则场地初步标高： H0=Σ[H11+H12+H21+H22）/4M] (1-6)
a
a
a
a
a
a
(1)确定初步标高 0(按挖填平衡 H11 确定初步标高H 按挖填平衡) 确定初步标高
H12
(2)场地设计标高的调整 场地设计标高的调整
按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整。 按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整。
• 按泄水坡度调整各角点设计标高 ：
1)单向排水时： 单向排水时： 单向排水时
(3)土的渗透性 土的渗透性(Permeability) 土的渗透性
• 概念：土体被水透过的性质，用渗透系数 表示。 概念：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=∆h/L）为1时，单位时间内水 的意义： 的意义 水力坡度（ ） 时
穿透土体的速度（ 穿透土体的速度（v =ki） ） • k的单位：m / d 的单位： 的单位 • k的大致范围： 的大致范围： 的大致范围 粘土< 粘土 0.1 粗砂50~75 粗砂 卵石100~200 卵石 • 应用：确定降低水位的方法；回填土方。 应用：确定降低水位的方法；回填土方。
L
∆h
(4)土的休止角 土的休止角(Rest angle) 土的休止角
天然状态下的土体可以稳定的坡度。 天然状态下的土体可以稳定的坡度。表1-4 p.4
• 一般随含水量的增加，稳定性减小； 一般随含水量的增加，稳定性减小； • 干燥状态下细砂最不稳定，潮湿状态下重粘土 干燥状态下细砂最不稳定，
最不稳定。 最不稳定。 应用：初步确定土方边坡坡度。 应用：初步确定土方边坡坡度。
-0.44
70.26
3)计算场地挖填土方量： 计算场地挖填土方量： 计算场地挖填土方量
如图所示，采用方格网四角棱柱体法计算场地土方量时， 如图所示，采用方格网四角棱柱体法计算场地土方量时，区分不同 方格类型，分别按下列公式计算各方格的挖、填土方量， 方格类型，分别按下列公式计算各方格的挖、填土方量，然后再进 行总和 。
70.14
+0.56
70.18
+0.02
70.22
-0.44
70.26
2)确定零线（挖填分界线） 确定零线（挖填分界线） 确定零线 插入法、比例法找零点。 插入法、比例法找零点。连 接各零点即为零线。 接各零点即为零线。
+0.23 0 70.09 70.32 +0.55
70.26
-0.04
70.36
形狭长、挖填深度较大的情况。 形狭长、挖填深度较大的情况。
(1)四角棱柱体法计算土方量的一般步骤：p.11 四角棱柱体法计算土方量的一般步骤： 四角棱柱体法计算土方量的一般步骤 1)划分方格网，确定各方格角点的施工高度 hn 划分方格网， 划分方格网 hn=该角点的设计标高Hn’—自然地面标高Hn （m） 该角点的设计 该角点的设计标高 自然地面标高 ） +0.23 h1 =70.32－70.09 － 70.09 70.32 =＋0.23（m） ＋ （ ） 正值为填方高度。 正值为填方高度。 +0.55
V1 <V3 < V2
某场地平整工程有2100m3的填方量需从附近取土填筑，取土 的填方量需从附近取土填筑， 例： 某场地平整工程有 体积(自然状态 为多少？ 土质为粘土 自然状态)为多少 土质为粘土， 体积 自然状态 为多少？(土质为粘土，Ks＝1.30，Ks′=1.05) ， V1 =V3 / KS’=2100/1.05=2000(m3) 应用：开挖、运输、存放，挖土回填，预留回填松土。 应用：开挖、运输、存放，挖土回填，预留回填松土。
70.09 70.32
70.26 70.36 70.40
Hn = H0 ± Lx ix ± L yi y H0=70.29m
70.44
70.30
H0＝70.29
70.34
70.38
70.20
70.24
70.28
70.32
70.14
70.18
70.22
70.26
H1 =70.29－30×2‰+30×3‰=70.32 （m） － × × ） H2 =70.29－10×2‰+30×3‰=70.36 （m） － × × ） H3=70.29+10×2‰+30×3‰=70.40 （m）… 其它见图 × × ）
H22
H11、 H12、 H21、 H22 ——一个方格各角点 一个方格各角点 、 、 、 的自然地面标高； 方格个数。 的自然地面标高； M ——方格个数。 方格个数 或： H0=(ΣH1+2ΣH2+3ΣH3+4ΣH4)/4M (1-7) (该公式应用较多 该公式应用较多) 该公式应用较多 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； 一个方格所仅有角点的标高 H2、H3、H4 ——分别为两个、三个、四 分别为两个、 分别为两个 三个、 个方格共用角点的标高。 个方格共用角点的标高。
各方格角点设计标高为: 各方格角点设计标高为 H0 Hn L H0 i Ly Hn H0 Lx iy
Hn = H0 ± L• i 2)双向排水时： 双向排水时： 双向排水时
各方格角点设计标高为： 各方格角点设计标高为：
Hn = H0 ± Lx ix ± L yi y
• 考虑其他因素的设计标高调整P.10 考虑其他因素的设计标高调整
§1.1.1 土的工程分类
土的分类方法很多： 土的分类方法很多：p.1
工程上按开挖的难易程度分为八类:p.2表1-1 开挖的难易程度分为八类 工程上按开挖的难易程度分为八类 表
一类土（松软土）、二类土（普通土 一类土（松软土）、二类土（普通土) ）、二类土 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土） 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土） ——一般用机械或人工直接开挖 一般用机械或人工直接开挖 一般用 五类土（软石）、六类土（次坚石） ）、六类土 五类土（软石）、六类土（次坚石） 七类土（坚石）、八类土（特坚石） ）、八类土 七类土（坚石）、八类土（特坚石） ——一般需爆破开挖 一般需爆破开挖 一般需
H0=（ΣH1+2ΣH2+3ΣH3+4ΣH4）/4M （
=[70.09+71.43+69.10+70.70+2×(70.40+70.95+69.71+…）+4× × ） × （70.17+70.70+69.81+70.38）] /（4×9） ） （ × ） =70.29（m） （ ）
2）按泄水坡度调整设计标高： ）按泄水坡度调整设计标高：
0.55
70.40
-0.99
70.44
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
h2 =70.36－70.40 － =－0.04 （m） － ） 负值为挖方高度 +0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
§1.1 土方工程概述
• 概念 ：土的开挖、填筑、运输的统称。 土的开挖、填筑、运输的统称。 • 施工分类
主要工程：场地平整； 槽开挖；土方填筑。 主要工程：场地平整； 坑、槽开挖；土方填筑。 辅助工程：施工降水、排水；土壁支撑。 辅助工程：施工降水、排水；土壁支撑。
• 施工特点
（1）量大面广； ）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； ）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大， ）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大， 不确定因素多。 不确定因素多。
施工技术与组织管理
课 程 总 结
课 程 主 要 内 容
施工技术： 施工技术：
•土方工程 •地基与基础工程 •砌体工程 •混凝土结构工程 •预应力混凝土工程 •防水工程 •装饰工程 •路桥工程 •施工组织概论 •流水施工基本原理 •网络计划技术 •施工组织总设计 •单位工程施工组织设计
施工组织： 施工组织：
§1.1.2 土的工程性质
(1)土的可松性 土的可松性(Looseability)：自然状态下的土经开挖后，体积因松 自然状态下的土经开挖后， 土的可松性 自然状态下的土经开挖后 散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复到原有体积的性质。 散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复到原有体积的性质。 最初可松性系数: 最初可松性系数 KS=V2 /V1 最后可松性系数: 最后可松性系数 KS’=V3 /V1 1.08~1.5 1.01~1.3 (1-1) (1-2)
-0.55
70.40
-0.99
70.44
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
x:(a-x)=h1:h2 x= h1a/(h1+h2) (1-24)p.11
+0.83