土方工程施工工艺

1、 土方工程是建筑施工中的主要部分工程之一，也是建筑工程施工过程中的第一道工序。 主要内容：1.场地平整 2.基坑（槽）及管沟开挖 3.地下大型土方开挖 4.土方填筑 辅助内容：降低地下水位、基坑土壁支护 施工特点 （1）量大面广； （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长； （3）施工条件复杂（地下水、流沙、管涌、土方坍塌），受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多（地下不可预见因素）。 因此在进行组织土方工程施工之前，应制定出技术可行经济合理的施工设计方案。 土的种类很多，分类方法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，根据土的开挖难易程度，将土分为八类

2、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） 爆破开挖爆破开挖土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。影响土方工程施工的有：土的质量密度、可松性、含水量和渗透性。天然密度：土在天然状态下单位体积的质量，天然密度：土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力，土压力，及边坡稳定性。它影响土的承载力，土压力，及边坡稳定性。 ：一般 =1620 KN/m3 干密度干密度 ：单位体积土中固体颗粒的含量，用单位体积土中固体颗粒的含量，

3、用于检验压实质量的控制指标于检验压实质量的控制指标 d：（105，烘干34h）定义：自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经回填夯实，仍不能恢复到原状土的体积。土的可松性程度用土的可松性系数表示如下：最初可松性系数 KS=V2 /V1 1.081.5最后可松性系数 KS=V3 /V1 1.011.3 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。 土的类别土的类别 可松性系数可松性系数 K KS S K KS S 一类土（松软土）一类土（松软土） 1.081.171.011.04二类土（普通土二类土（普通土) ) 1.141.281.02

4、1.05三类土（坚土）三类土（坚土） 1.241.301.041.07四类土（砂砾坚土）四类土（砂砾坚土） 1.261.371.061.09五类土（软石）五类土（软石） 1.301.451.101.20六类土（次坚石）六类土（次坚石） 1.301.451.101.20七类土（坚石）七类土（坚石） 1.301.451.101.20八类土（特坚石）八类土（特坚石） 1.451.501.201.30由于土方工程是以自然状态的体积来计算的，所以可松性系数对土方的调配，计算土方运输量、填方量及运输工具都有影响，尤其是大型挖方工程，必须考虑土的可松性系数。 例：在土方工程中，土的最初可松性是计算土方工程施

5、工机械及运土车辆等的重要参数(V2,Ks)；土的最后可松性是计算场地平整标高及填方时所需挖土量的重要参数(V3,Ks)。定义：土中所含的水与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示： W=（m1-m2)/m2 100% = mw/ms 100%m1含水状态时土的质量m2烘干后土的质量mw土中水的质量ms土中固体颗粒的质量 干土：W5%潮湿土：5%W30%湿土：W30%土的含水量对土方边坡的稳定性和填土压实质量均有影响。土方回填时则需要土有最优的含水量方能夯压密实，获得最佳干密度 。定义：水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数 K 表示。地下水在土中的渗流速度按达西(H.Darcy)定律计算： V=

6、K（h1-h2)/L=Ki h1 i=(h1-h2)/L=h/l V = Ki V水在土中的渗流速度，m/d或cm/s i水力坡度 K土的渗透系数，m/d或cm/s （当i=1 时，V=K，即渗透系数等于渗透速度）h2LAB渗透系数K值反映出土透水性的强弱，它直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性，一般可通过室内渗透试验或现场抽水实验确定。大型基坑(槽)管沟的土方工程施工中应合理选择土方机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。为此，在施工前要经过经济和技术分析，制订出合理的施工方案，用以指导施工。 施工方案选择依据： 基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运

7、距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机推土机铲运机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机装载机确定主导施工机械 （1）挖掘机数量的计算 选择根据：机械的台班生产率、工程量的大小、施工工期的要求 （2）运输车辆的确定 原则：保证挖土机连续

8、工作 （3）土方机械施工注意事项场地平整就是把天然地面平整成施工所需要的设计平面。包括：确定场地设计标高，计算挖方和填方的工程量，根据工程规模、施工期限及现有条件选择土方机械，拟定施工方案。重要性重要性：场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总规划和竖向设计的依据。经济意义经济意义：减少土方量，节约土方运输费用，加快施工进度等考虑因素考虑因素：（1）满足生产工艺和运输要求（2）尽量利用地形，使场内挖填平衡，以减少土方运输费用。（3）有一定泄水坡度（0.2%），满足排水要求（4）考虑最高洪水位的影响原则原则：场地内挖填平衡，并尽量减少土方工程。方法：方格网法将场地的地形图根据要求的精

9、度划分成边长为1040m的方格网场内设计标高计算示意图1.1.将场地划分为边长为将场地划分为边长为a a的方格（一般取的方格（一般取a=20m)a=20m)2.2.测定各角点的地面标测定各角点的地面标高高3.3.计算设计标高计算设计标高H H0 0根据挖填方平衡 H H0 0na= ana= a（H H1111+H+H1212+H+H1313+H+H1414）/4/4 H H0 0= = （H H1111+H+H1212+H+H1313+H+H1414）/4n/4n H H0 0=(H=(H1 12H2H2 23H3H3 34H4H4 4）/4n/4nH H1 1一个方格仅有的角点标高一个方格

10、仅有的角点标高H H2 2两个方格共有的角点标高两个方格共有的角点标高H H3 3三个方格共有的角点标高三个方格共有的角点标高H H4 4四个方格共有的角点标高四个方格共有的角点标高n 方格数方格数H0理论值1.考虑土的可松性土的可松性而提高设计标高 调整前：Vw=VT 调整后： VT=KsVw 由于：Vw=Vw-FWh VT=VT+FTh 得： h=Vh=Vw w（K Ks s-1-1）/F/FT T+F+FW W K Ks s式中：VW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填方区的总面积。调整后设计标高 H0=H0 + H0=H0 + h h2.2.借土或弃土的影

11、响借土或弃土的影响3.3.泄水坡度的影响泄水坡度的影响断面法断面法：场地地形起伏较大、断面不规则 时，宜采用断面法。方格网法方格网法：地形较为平坦使使用，计算方 法较为简单。（1）方格网法方格网法 方格边长一般取10m、20m、30m、40m等，根据每个方格的自然地面标高和设计标高，算出相应的角点挖填高度，然后计算出每个方格的土方量，并算出场地边坡的土方量，这样即可求得整个场地的填挖土方量。 角点编号 施工高度 地面标高 设计标高hn=Hn-H角点施工高度=设计标高-地面标高hn为角点的挖、填方高度， 以+ +为填方，以- -为挖方零线即挖、填方区的分界线零点位置： X=ah/(h X=ah/

12、(h1 1+h+h2 2) ) OABDCh1h2xa分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、总填方量A.方格四个角点全部为填方（或挖方）方格四个角点全部为填方（或挖方）V=aV=a（h h1 1+h+h2 2+h+h3 3+h+h4 4)/4)/4B.方格的相邻两点为挖方，另两点为填方挖方部分的土方量为（- -）V V1212= a= ah h2 2 （h h1 1+h+h4 4)+h)+h2 2 （h h2 2+h+h3 3) )填方部分的土方量为（+ +）V V3434= a= ah h4 4 （h h1 1+h+h4 4)+h)+h3 3 （h h2 2+h+h3 3) )C方

13、格的三个角点为挖方，相对角点为填方填方部分的土方量为（+ +）V V4 4= =1/61/6ahah4 43/3/（h h1 1+h+h4 4) )（h h3 3+h+h4 4) )挖方部分的土方量为（- -）V V123123=a(2h=a(2h1 1+h+h2 2+2h+2h3 3-h-h4 4)/6+V)/6+V4 4D.方格的一个角为挖方，相对的角点为填方，另两个角点为零点挖（填）土方量为（-/+-/+）V=ah/6V=ah/6某建筑场地方格如图所示，方格边长20m,不考虑土的可松性影响，试根据挖填方平衡的原则，计算场地设计标高，角点施工高度，总土方量。（1）计算设计标高H H0 0=

14、(H=(H1 12H2H2 23H3H3 34H4H4 4）/4n/4n式中：式中： H H1 1=170+171+172+171=684=170+171+172+171=684（m)m) 2H2H2 2=2(170.5+171.5+171.5+170.5)=1368=2(170.5+171.5+171.5+170.5)=1368(m(m）4H4H4 4=4=4* *171=684171=684（m)m)得：得：H H0 0= =（684+1368+684684+1368+684）/4/4* *4=171(m)4=171(m)(2)角点施工高度： h1 =171-170=+1(m)(3)确定零

15、线(4)土方量计算填方V11=a（h1+h2+h5+h4)/4 =20*（1+0.5+0+0.5）/4=+200(m3)填方V12=ah1/6=20*0.5/6=+33.3(m3)得总填方量=200+2*33.3=+266.6(m3) 总挖方量=200+2*33.3=-266.6(m3)A. 棱锥体边坡体积 V V1 1=F=F1 1L L1 1/3/3L1边坡的长度F1边坡的端面积B.三角棱柱体边坡体积V V4 4= =（F F1 1+F+F2 2）L L4 4/2/2在两端横断面积相差很大的情况下V V4 4= =（F F1 1+4F+4F0 0+F+F2 2）L L4 4/6/6基坑土方

16、量的计算可近似按拟柱体（由两个平行的平面做上下底的多面体）体积公式来计算 注：以V1状态为基准进行计算 V= V=（F F1 1+4F+4F0 0+F+F2 2）H/6H/6H基坑深度，mF1基坑上底面积,F2基坑下底面积，F0基坑中截面，102H H基槽与路堤：沿长度方向分段后计算土方量 V V1 1= =（F F1 1+4F+4F0 0+F+F2 2）L L1 1/6/6 V 1第一段的土方量， L1第一段的长度，m 将各段的土方量相加，总土方量为 V=V V=V1 1+V+V2 2+V+Vn n V1、V2、Vn各段土的土方量L1102先平后挖先挖后平学习和审查图纸编制施工方案场地平整、清理障碍物测量定位放线修建临时设施与道路1.开挖方法 考虑因素： 工程结构形式 基础埋置深度 地质条件 施工方法 工期2.基坑边坡影响基坑边坡稳定性的因素土的种类基坑开挖深度水的作用坡顶堆载震动的影响为了防止塌方，保证施工安全，基坑开挖为了防止塌方，保证施工安全，基坑开挖时应做成一定的边坡或加设临时支撑保持时应做成一定的边坡或加设临时支撑保持土壁稳定。土壁稳定。土方边坡的坡度是以土方挖方深度土方边坡的坡度是以土方挖方深度H与底宽与底宽B之比表示之比表示. .即即H:B=1:m,m=B/H, m为边