单元一土方工程施工-项目1

1、单元一单元一 土方工程施工土方工程施工项目一项目一 场地平整场地平整项目二项目二 土方开挖与回填压实土方开挖与回填压实项目三项目三 基坑支护基坑支护 【教学要求教学要求】掌握基本的土方工程计算方法掌握基本的土方工程计算方法,了解土了解土方平衡与调配的原则与计算方平衡与调配的原则与计算; 掌握基坑开挖的工作流程和掌握基坑开挖的工作流程和工作重点，掌握土方回填压实的工作流程和工作重点工作重点，掌握土方回填压实的工作流程和工作重点;了了解岩石及土的分类，了解基坑监测和排水解岩石及土的分类，了解基坑监测和排水降水的方法；降水的方法；了解常见基坑支护方法的工作流程和工作重点。了解常见基坑支护方法的工作流

2、程和工作重点。 【教学重点教学重点】土方调配；土方调配；边坡稳定及土壁支护的方边坡稳定及土壁支护的方法；法；降水；降水；土方的填筑与压实土方的填筑与压实。 【教学难点教学难点】土方调配；土方调配；边坡稳定边坡稳定及土壁支护；及土壁支护；土方工程的施工要求土方工程的施工要求 土方量少、工期短、费用省；土方量少、工期短、费用省； 因地制宜因地制宜编制编制合理的合理的施工方案，预防流砂、管涌、施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；塌方等事故发生，确保安全； 要求要求标高、断面标高、断面控制准确；控制准确； 应尽可能采用应尽可能采用先进先进的的施工工艺、施工组织和施工工艺、施工组织和机械

3、化施工机械化施工。 土体有足够的土体有足够的强度强度和和稳定性稳定性； 基坑土方开挖基坑土方开挖项目一项目一 场地平整场地平整1 场地平整场地平整2 场地平整土方量计算场地平整土方量计算3 土方调配土方调配1.1.1 场地平整的工作流程 场地平整前的准备工作场地平整前的准备工作现场勘察测量，标定整平范围清除地面障碍物，了解地下管线情况验收设置方格网水准基点平整土方场地碾压测量标高，计测量标高，计算土方挖填工算土方挖填工程量程量做好排水降水设施找谁了解？找谁了解？都要做吗都要做吗工作重点工作重点 （1）查勘施工现场，编制施工方案，图纸的交底会审，绘制土方开挖图。 （2）设方格网、控制桩，计算挖填

4、土方量。 （3）作好排水降水设施。 （4）挖填推运平整土方。踏勘现场踏勘现场 编制方案编制方案 场地清表场地清表 场地测量场地测量土方施工常用机械土方施工常用机械特点：行走快，灵活，能特点：行走快，灵活，能爬爬300300的坡，费用低；的坡，费用低；适用于：适用于：平整场地平整场地运距在运距在100m100m内内（效率最高（效率最高60m60m），一），一三类土的挖运，压实；三类土的挖运，压实；坑槽开挖坑槽开挖深度在深度在1.5m1.5m内、内、一三类土。一三类土。推土机推土机=拖拉机拖拉机+推土铲刀推土铲刀铲运机：自行式、拖式铲运机：自行式、拖式自行式铲运机自行式铲运机 拖式铲运机拖式铲运机

5、 特点：铲、运、卸、填、平。（全能）特点：铲、运、卸、填、平。（全能） 灵活、速度快、效率高。灵活、速度快、效率高。 适用于：适用于：二类土的大面积场地平整、大型基坑二类土的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑等开挖、填筑等 运距：经济运距运距：经济运距6006001500m1500m 200 200350m350m效率最高。效率最高。 作业过程：铲作业过程：铲运运卸卸返返 开行路线开行路线环形：用于地段短、起伏不大的挖、填工程；环形：用于地段短、起伏不大的挖、填工程；8 8字形：用于地段长、起伏大、挖填交替的工程字形：用于地段长、起伏大、挖填交替的工程装载机装载机特点：全能。特点：全能。适用条

6、件同铲运机适用条件同铲运机可完全代替铲运机可完全代替铲运机单斗挖土机单斗挖土机1 1、正铲、正铲“前进向上，强制切土前进向上，强制切土”2 2、反铲、反铲“后退向下，强制切土后退向下，强制切土”3 3、拉铲、拉铲“后退向下，后退向下，自重切土自重切土” 开挖深度、宽度大，开挖深度、宽度大，甩土方便。甩土方便。 用于停机面以下、用于停机面以下、一二类土的较大基坑开一二类土的较大基坑开挖，填筑堤坝，河道清淤。挖，填筑堤坝，河道清淤。 作业方式同反铲作业方式同反铲4 4、抓铲、抓铲“ 直直上直下，自重切土上直下，自重切土” 效率较低；效率较低； 用于停机面以用于停机面以下、一二类土的、下、一二类土的

7、、面积小而深度较大面积小而深度较大的坑、井开挖。的坑、井开挖。平滚碾（静碾）平滚碾（静碾）羊足碾羊足碾气胎碾气胎碾蛙式打夯机蛙式打夯机内燃式冲击夯内燃式冲击夯振动平板夯振动平板夯振动式压路机振动式压路机1.1.2 场地平整土方量计算场地平整土方量计算方格网法方格网法 场地设计标高场地设计标高H0的重要性：的重要性：是进行场地平整和土方是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。速工程进度、降低工程造价有着重

8、要意义。 确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。技术经济比较，选择一个最佳方案。H0 的确定原则的确定原则 满足满足生产工艺和运输生产工艺和运输的要求；的要求； 充分利用地形，充分利用地形，分区或分台阶布置分区或分台阶布置，分别确定不，分别确定不同的设计标高；同的设计标高； 考虑考虑挖填平衡挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最，弃土运输或取土回填的土方量最少；少； 要有合理的泄水坡度要有合理的泄水坡度( (2) )，满足排水要求满足排水要求； 考虑考虑最高洪水位最高洪水位的影响。的影响。 按每一个方格的角点的计算次

9、数（权数），即方格的角点为按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：的实用公式为：)432(4143210HHHHnH 1 1、按挖填平衡确定设计标高、按挖填平衡确定设计标高（理论设计标高）理论设计标高）式中：式中： n 方格网数；方格网数； H1 一个方格仅有的角点自然标高；一个方格仅有的角点自然标高； H2 两个方格共有的角点自然标高；两个方格共有的角点自然标高； H3 三个方格共有的角点自然标高；三个方格共有的角点自然标高； H4 四个方格共有的角点自然标高。四个方格共有的角点自然标高。2、 理论

10、设计标高理论设计标高H0的调整的调整 按以上步骤求得的按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出虑以下因素进行调整，求出H,0： 土的可松性影响土的可松性影响填方因土的可松性引填方因土的可松性引起的填方起的填方体积增加体积增加； 场地泄水坡度的影响场地泄水坡度的影响单坡？双坡？单坡？双坡？ 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,仍不能恢复成原来的体积.土的这种性质称为可松性. 土的可松性大小用可松性系数表示:式中 :Ks 最初可松性系数;Ks 最终可松性系数; V1土在自然状态下的体积(天然密实土)； V2土经开挖后松散状态下

11、的体积(松土)； V3土经回填压实后的体积(压实土)。 V V1 1 V V3 3 V V2 2 1 K 1 KS S K KS S1312VVKVVKss土的可松性土的可松性: :312VVV说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积 V1 （2）土方运输：用松土的体积 V2，考虑 KS （3）土方回填：用压实土的体积 V3 ，考虑 KS 土的类型KsKs 一类土 1.08 1.171.01 1.03 二类土 1.14 1.241.02 1.05 三类土 1.24 1.30 1.04 1.07 四类土 1.26 1.451.06 1.20 五类土 1.30 1.50 1.10 1.30 六类

12、土 1.45 1.501.28 1.30土的可松性系数土的类别土的级别 土的名称开挖方法及工具 一类土（松软土） 砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘 二类土（普通土） 亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘；少许用镐翻松 三类土（坚土） 软及中等密实的粘土、重亚粘土、干黄土及含有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锲子及大锤 四类土（砂砾坚土） 重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤 五类土（软石） -硬石

13、炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩用镐或撬棍、大锤挖掘，部分用爆破方法 六类土（次坚石） -IX泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩用爆破方法开挖，部分用镐 七类土 （坚石） X-XIII大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法开挖 八类土 （特坚石） XIV-XVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩用爆破方法开挖 土的工程分类 由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高，故考虑土由于土具有可松性，一般填土需相

14、应提高设计标高，故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为：的可松性后，场地设计标高调整为： VWVTH0V ,WV ,TH ,0h调整设调整设计标高计标高土的可松性影响土的可松性影响hHH0,0,) 1(sTswFwKFKVh理论设计理论设计标高标高VW 按理论标高计算出的总挖方体积按理论标高计算出的总挖方体积; FW 、FT 按理论标高计算出的挖方区按理论标高计算出的挖方区,填方区的总面积填方区的总面积 .例：要将例：要将500m500m3 3的普通土开挖后运走，问实际的普通土开挖后运走，问实际需要运走的土多少？如果需要回填需要运走的土多少？如果需要回填500m500m3 3的亚的亚粘土，问需

15、挖方体积是多少？（粘土，问需挖方体积是多少？（K Ks s=1.2, =1.2, K Ks s / / =1.04)=1.04)解解: :V V2 2= =V V1 1K Ks s=500=5001.2=600m1.2=600m3 3 V V1 1=V=V3 3K Ks s / / =500=5001.04=480.8m1.04=480.8m3 3 调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际施工调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际施工中要根据泄水坡度的要求中要根据泄水坡度的要求( (单坡泄水或双坡泄水单坡泄水或双坡泄水) )计算出场计算出场地内地内各方格网角点实际设计标高各方格网角点实际

16、设计标高。2. 场地泄水坡度的影响场地泄水坡度的影响 场地为单坡泄水时场地为单坡泄水时，场地场地内任意点的设计标高则为：内任意点的设计标高则为：式中：式中：l 该点至设计标高该点至设计标高H，0的距离的距离； i 场地泄水坡度（不小于场地泄水坡度（不小于2）。）。liHHn,0场地单向泄水坡度示意图场地单向泄水坡度示意图 场地为双坡泄水时场地为双坡泄水时，场地内任意点的设计标高则，场地内任意点的设计标高则为：为：yyxxnililHH,0式中：式中：lx、ly该点沿该点沿X-X、Y-Y方向方向 距场地中心线的距离；距场地中心线的距离； ix、iy场地沿场地沿X-X、Y-Y方向方向 的泄水坡度。

17、的泄水坡度。公式中正负号的取值：公式中正负号的取值：计算角点在计算角点在H，0之上取之上取“”，反之取，反之取“”场地双向泄水坡度示意图场地双向泄水坡度示意图例题例题1 1一一3 3 某建筑场地方格网如图所示某建筑场地方格网如图所示 , ,方格边长方格边长20m,20m,双向双向泄水泄水i ix x=iy=3=iy=3,土层为亚粘土土层为亚粘土 . .不考虑土的可松性影响不考虑土的可松性影响 , ,试试根椐挖填方平衡的原则根椐挖填方平衡的原则, ,计算场地设计标高计算场地设计标高 , ,角点施工高度及角点施工高度及总土方量总土方量 . .171.00171.00170.50170.50170.

18、00170.00171.50171.50171.00171.00170.50170.50172.00172.00171.50171.50171.00171.001 12 23 34 45 56 67 78 89 9某建筑场地方格网图某建筑场地方格网图解:(1)计算设计标高 : H0 =4nH1+2H2+4H4式中:H1=170+171+172+171=684(m) 2H2=2(170.5+171.5+171.5+170.5)=1368(m) 4H4=4*171=684(m)得 : H0 = =171(m) H1=171-3*20-3*20=170.88(m) (2)角点施工高度 : h1=17

19、0.88-170=+0.88(m) 4*4684+1368+684(3)确定零线:(4)土方量计算 : 填方:V1-1= (h1+h2+h3+h4) = (0.88+0.44+0+0.44)=+176(m) 填方:V1-2= ah1= *20*0.44=+29.3(m) 总填方量 = 176+2*29.3 = +243.6(m) 得 总挖方量 = 176+2*29.3 = -243.6(m) a a 4 42020 4 46 61 16 61 1方格网计算土方量的步骤方格网计算土方量的步骤 1 1） 划分方格网划分方格网（确定各（确定各方格网角点高程、挖填）方格网角点高程、挖填） 方格网边长方

20、格网边长a 可取可取1050m，常用，常用20m、40m；挖填平衡原则即挖填平衡原则即场地内土方的绝场地内土方的绝对体积在平整前对体积在平整前、后相等、后相等 水准仪实测；水准仪实测； 利用地形图上相邻两等利用地形图上相邻两等高线的高程，用高线的高程，用插入法插入法求得。求得。 用插入法求得用插入法求得 H13=251.70 水准仪进行高程测量水准仪进行高程测量设计标高设计标高自然标高自然标高设计标高设计标高-自然标高自然标高=挖（挖（-）或填（）或填（+）2)2)计算零点位置（不挖不填）计算零点位置（不挖不填）零点会出现在哪些方格网的边上？零点会出现在哪些方格网的边上？（观察（观察P10P1

21、0图图1-61-6）零线：方格网的相邻边上的零点的连线零线：方格网的相邻边上的零点的连线（观察（观察P10P10图图1-61-6）oh1h2x1x2ax1x2ah1h2h3h4零界点零界线ahhhx2111如何求得？如何求得？ 为省略计算，亦可用为省略计算，亦可用图解法图解法直接求出零点位置。即直接求出零点位置。即用尺在各角点标出相应比例，用尺相接，与方格相交点用尺在各角点标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。见下图：即为零点位置。见下图： h1+0.30h2-0.200551010h7h8+0.7-0.10用尺量出用尺量出h10.3的刻度的刻度用尺量出用尺量出h20.2的刻度的刻

22、度两点连线与两点连线与方格的交点方格的交点为零点为零点用尺量出用尺量出h80.1的刻度的刻度用尺量出用尺量出h70.7的刻度的刻度两点连线与两点连线与方格的交点方格的交点为零点为零点两零点连线两零点连线即为零线即为零线4 4 场地平整土方量计算场地平整土方量计算方格网土方量计算可采取方格网土方量计算可采取平均高度法平均高度法（四方棱柱体法四方棱柱体法和和三角棱柱体法三角棱柱体法）3）计算土方工程量）计算土方工程量三角棱柱体法：三角棱柱体法：3）计算土方工程量 四方棱柱体法：四方棱柱体法：将施工区域划分为若干个边长等于将施工区域划分为若干个边长等于a 的方格的方格网，每个方格网的土方体积网，每个方格网的土方体积 V 等于底面积等于底面积 a2 乘四个角点高度的平乘四个角点高度的平均值，即：均值，即：)(443212hhhhaV 基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算平均断面法平均断面法)4(6201FFFHV1.1.3 土方平衡与调配土方平衡与调配挖方施工挖方施工及长距离土方调运及长距离土方调运 调配目的：