第一章土方工程1

D
w
流砂的防治：
①、枯水期施工法； ②、抢挖法； ③、设止水帷幕法； ④、水下挖土法； ⑤、冻结法； ⑥、人工降低地下水位法；
井点降水法：
井点降水法既人工降低 地下水位法，就是在基坑开 挖前，预先在基坑周围或基 坑内设置一定数量的滤水管 （井），利用抽水设备从中
2
n
将公式（1-8）代入上式，得
六、土方调配
土方调配原则：
1.应力求达到挖方与填方基本平 衡和总运输量最小，即使挖方 量与运距的乘积之和尽可能最 小。 2.应考虑近期施工和后期利用相 结合，避免重复挖运。
3.应注意分区调配与全场调配 的协调，并将好土用在回填质 量要求高的填方区。 4.尽可能与大型地下结构的施 工相结合，避免土方重复挖、 填和运输。
S
V1 V3----土经回填压实后的体积(m2)
2) ----土在天然状态下的体积(m
4. 土的天然密度和干密度
土的天然密度ρ 是指土在天 然状态下单位体积的质量。 (它与
土的密实程度和含水量有关。在选择汽车运 土时，可用天然密度将载重量折算成体积。)
m V
式中 m——土的总质量； V——土的总体积。
Z 22 Z 0 1.5ai 1.5ai
x
y
Z i Z 0 Lxix Lyiy
zi—考虑泄水坡度的角点设计标高； LxLy—角点至Z0在X和Y方向的距离； ixiy—X和Y方向的泄水坡度。
三、 计算角点的施工高度确 定零线
1、施工高度H i 施工高度是设计标高与地面 标高之差，（+）为填（-）为挖。
a — 方格边长（m）。
(2)方格的相邻两角点为挖方，另两角点为填方， 如下图
其土方量为
其挖方部分的土方量为
V
( ) 1 2
a 4
2
H H H H H 2 H3 4 1
2 1 2 2
填方部分的土方量为
V
() 1 2
a 4
2
H H H H H1 H 4 3 2
㈡ 井点降水（人工降水） 流砂现象：
当基坑挖至地下水位以 下时，有时坑底下面的土会形 成流动状态，随地下水涌入基 坑，这种现象称为流砂现象。
h A h A T l A 0
w 1 w 2
h h T l
1 2
w
T I
D
w
G T I G
土的干密度ρ d 是指单位 体积中固体颗粒的质量。（它
在一定程度上反映了土颗粒排列的紧密 程度，可用来作为填土压实质量的控制 指标。）
ms d V
式中 ms——土中固体颗粒的质量。
5. 土的压缩性
土的压缩性是土经运输、填 压后体积会压缩的性质，用土的 压缩率P表示，即
' d P 100% d
土方调配的步骤：
（一）划分土方调配区 （二）计算每对调配区之间的平 均运距 平均运距─挖方区重心至 填方区重心之间的距离(L)。
（三 ）确定调配区之间的 运土单价
E E C P V
s 1 ij

n
0
Cij─由挖方区i到填方区j的土方 施工单价（元 /M）; Es─土方机械施工的台班费用 （元/台班）; n─参加i挖方区到j填方区的所 有机械台班数（台班）;
平面上任和一点i的标高:
z c x i y i
i i x
i y
(1-7)
xi----i点在x方向的坐标;
Yi----i点在y方向的坐标.
将场地划分成方格网, 原地面标高为zi,则方格角点 的施工高度为:
H z z c xi yi z
i i i
i x i y
四 土的工程性质
１、土的含水量： 土的含水量是土中 所含的水与土的固体颗粒 间的重量比，以百分数表 示。
W w 100% W
w
w----土的含水量； Ww----土中水的重量（g） W----土中固体颗粒的重量（g）
2、土的渗透性 土的渗透性是指土体 透过水的性能，用渗透系 数Ｋ表示
x Q lg x K 1.366( y y )
3、场地内挖 、填方平衡（面积 大、地形复杂时例外），土方运 输总费用最少； 4、有一定泄水坡度（≥2‰）， 满足排水要求，并考虑最大洪 水位的影响．
（二）初步计算场地设计 标高
1、将地形图划分方格，控制场 地平整范围，方格边长a值的大 小取决于地形变化的程度； a=10—50(m)
2、标注各方格角点的地面 自然标高； 3、求初步设计标高Z0。 原则：
① 在所有负检验数中选一 个（一般选最小的一个）作为 调整对象。
② 从被选的负检验数所在的空 格出发，沿水平方向或竖直方 向前进，遇到适当的有数字的 方格做90度转弯然后继续前进，
重复上述转弯步骤，一直回到 出发点，形成一条由数字的方 格为转角的用水平线和竖直线 连起来的闭回路(见表1-14)。
P─由i挖方区到j填方区的综合施 工过程的生产率（m/班）; E0─参加综合施工过程的所有机 械的一次性费用（元）; V─该套机械在施工期间应完成 的土方量（M）。
（四）确定土方最优调配方案
1、先列出填挖平衡表及单位 运价及运距表
整个场地划分为： m个挖方区W1---Wm 、a1---am ； n个填方区 T1---Tn、b1---bn； Cij──由i到j的单位运价； Xij──需求的由i到j的土方量。
1.某建筑场地地形图和方 格网(边长a=20.0m)布置如 图,土壤为二类土,场地地面 泄水坡度ix=0.4%;iy=0.5%.
1) 试确定场地设计标高(不 考虑土的可松性的影响,余 土加宽边坡) 2) 计算场地边坡的土方量 3) 如果填挖不平衡,你想采 取哪些措施.
用最小二乘法原理 求最佳设计平面
学习→课程设计→实习→毕业 设计 课程类型：考试课。 成绩： 平时成绩占 30 ％ 考试成绩占 70 ％
第一章 土方工程
第一节 概述
一 常见的土方工程 １、 平整场地 ２、 开挖沟槽和基坑 ３、 土方回填与压实
二
点
土方工程施工特
１、工程量大 ２、施工条件复杂
三 土的工程分类
按照开挖的难易程度,土的工 程分类见表1-1(八类)，各类土的 工程性质直接影响土方工程施工 方法的选择、劳动量消耗及工程 费用。
2
五、 计算边坡土方量
场地挖方区填方区的 边沿都要做成边坡,其坡度 大小与土的性质、挖土深 度、填土高度有关.
边坡土方量计算:
△ 边坡土方量计算可以划分 成三个近似的几何形体计算.
① 的体积 (三角棱锥体)
V 1 3 F L
1
1
② 的体积 (三角棱柱体)
V F F
1
2
2 L
i
2
③ 的体积 (四棱锥体)
V 1 3 F H
场地平整土方量计算步骤:
① 计算各角点的地面标高Zi； ② 计算理论设计标高Z0 ; ③ 计算各角点设计标高 z i ;
④ ⑤ ⑥ ⑦
计算角点的施工高度Hi; 确定零点、零线的位置; 计算土方量； 计算书及图表的提交。
习题:
③ 从调整格出发，沿着 闭回路在各奇数次转角点的 数字中挑选出一个最小的， 将它由原来的方格调到调整 格中，同时将闭回路上其它 的奇数次转角上的数字减去 调整的数，
偶数次转角的数字都增加调 整数，使得填挖方区的土方 量仍然保持平衡，这样调整 后便可得到新的调配方案 （表1-15）。
④ 对新的调配方案仍要 进行检验，直到检验数λij全 部大于等于零为止。
2 3 2 4
（3）方格的三个角点为挖方（或填方），另一 角点为填方（或挖方），如下图
其土方量为
其一个角点部分的土方量为
a H V4 6 ( H1 H 4 )( H 3 H 4 )
2 3 4
三个角点部分的土方量为
a V1、、 (2 H1 H 2 2 H 3 H 4 ) V4 23 6
四、 计算场地土方量
方格网法: 1、计算方格土方量 场地各方格的土方量， 一般可分为三种类型进行 计算；
（1）方格四个角点均为填或挖，如下图
其土方量为：
a V ( H1 H 2 H 3 H 4 ) 4
式中
2
V — 填方或挖方体积（m ）；
3
H1、H 2、H 3、H 4 — 方格角点填（挖）土高度绝对值（m）
n
若用Z1, Z2,Z3Z4分别代表 Z1—为一个方格独有的角点标高; Z2,Z3,Z4—分别为二、三、四个方格所共 有的角点标高. 则上式，为
1 Z 0 Z 1 2 Z 2 3 Z 3 4 Z 4 4n
(三)设计标高的调整值
1、 考虑土的可松性；
V K 1 h F FK
验证结果，此方案是最 优方案，其土方总运输量为：
500 30 200 100 300 10 100 80 600 40 300 50
85000m m
3
第三节 基坑开挖
一、 基坑排水与降水
㈠ 明沟排水:
在基坑开挖时,沿基坑底 的周围开挖排水沟及集水井, 使水流入集水井内,然后用水 泵抽走,这种排水方法称名沟 排水。
场内填挖前后土方量相等。
na
2
2 Zi1 Zi 2 Zi 3 Zi 4 Z 0 a 4 i 1
n
将上式整理，得
1 Z0 Zi1 Zi 2 Zi3 Zi 4 4n i 1
Z0—所计算场地的设计标高(m); n—方格数; Zi1,Zi2,Zi3,Zi4—第i方格四个角点的地面标 高.
建 筑 施 工
按大纲要求：
48学时讲课内容 课程设计一周
教学内容包括：
土方工程 桩基础工程 砌体工程 混凝土结构工程
结构安装工程 防水工程 装饰工程 施工组织 流水施工原理 网络技术
教学要求：
1.课堂上要求记笔记． 2.按期完成作业． 3.基本内容要求熟练掌握． 4.期终以笔试方式考核．
教学环节、考核方法
Hi Z i Zi
Zi----角点的原地面标高
2、零线
在有关方格边线上找不 填不挖的点称零点，把相邻 零点连成线即为零线（填挖分
界线）
◇两种确定零点的方法： 图解法&数解法
图解法:
数解法:
H1 x12 a H1 H 2
H2 x 21 a H1 H 2
3、方格角点的标注方法
2、用表上作业法进行 最优土方调配
（1）首先编写一个初始调配方 案（最小元素法）；
（2）最优方案的判别方法 （检验数法） 利用检验数λij来判别，只 要所有的检验数λij ≧0，则该 方案为最优方案，否则非最优 方案需调整
L u v
ij ij i
j
（3）、方案的调整方法
i
(1-8)
(i = 1,2,3,…, n) Hi----方格网各角点的施工高度; Z’i----方格网各角点的设计标高; Zi----方格网各角点的地面标高; n----方格角点总数.
土方施工高度之平方和
p H p H p H ... p H
n 2 2 2 i 1 i i 1 1 2 2 n
W 2 1 t w 2
2、各种填挖工程用土量不同而 影响设计标高Z0的升降；
h
2
Q
,
2
Na
3、由于边坡填挖土方量不 等而影响Z0的增减；
4、就近弃土或就近取土而影响 Z0 ； 5、考虑泄水坡度对设计标高的 影响。※
Z 42 Z 0 1.5aix 0.5aiy
式中 ρ′——土压实后的干密度。 一般土的压缩率其值见表1-2， 通常可按填方断面增加10%～20%方 数考虑。
第二节 场地平整
一、 平整顺序 1、先平整整个场地，后开挖建 筑物基坑（槽） 。 2、先开挖建筑物基坑（槽），后 平整场地。
3、边平整场地边开挖基坑（槽）。
二、 场地设计标高的确定
（一）考虑因素： １、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；
2 1
2 2Biblioteka Baidu
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3、 土的可松性 自然状态下的土经开挖 后，其体积因松散而增加， 以后虽经回填压实仍不能恢 复到原来的体积，土的这种 性质称为土的可松性。用Ｋs 和Ks＇表示。
Ｋs —土的最初可松性系数 V1—土在天然状态下的体积(m2) V2—土经开挖后的松散体积(m2)
K ----土的最终可松性系数