土方量计算与场地平整

1、课 题土方量计算与场地平整项 目项目二：土方工程施工任 务任务一：土方量计算；任务二：场地平整教学目标能力目标具备土方量计算的能力；具备场地平整设计的能力。知识目标熟悉土的物理特性及应用；掌握土方坡度系数计算方法；掌握场地设计标高确定方法；场地及边坡土方量计算方法；教学重点土方量计算、场地设计标高确定方法；教学难点土方坡度系数计算方法；不同几何形状土方量的计算方法。场地设计标高确定方法；场地及边坡土方量计算方法；设计思路以一个具体案例，引入土方工程量计算的作用和重要性，然后进行土方量计算，中间穿插土的物理特性的概念和计算的方法等。通过任务驱动，将土方量计算的方法教给学生，后给出另一具体案例让学

2、生训练土方量计算能力以及工程量核算的能力。教学方法与手段多媒体课件、图片等，让学生在任务驱动下进入相应教学内容。课前回顾地基处理施工的工艺流程质量控制要点和验收方法教学引入通过图片引入土方计算的内容。课堂小结场地设计标高确定方法；土方量计算的方法课外训练给出实际工程案例让学生训练土方量计算能力以及工程量核算的能力。教学体会课堂教学设计一、土方工程施工特点（结合课件作一般性讲解）二、土方工程施工前的各项准备工作（结合课件作一般性讲解）1、进行现场勘察，详细收集、核对和分析各项技术资料2、清除地面、地下障碍物，修筑运土道路；3、制定出以技术经济分析为依据的施工组织设计，选择施工方案，合理安排施工计

3、划，尽量避开雨季施工；4、做出合理的土方调配方案，降低土方工程施工费用；5、做好保证工程质量的技术措施，对施工中可能遇到的问题，如流砂、边坡稳定等进行技术分析，提出解决方法。三、土的工程分类（难点）（结合课件作一般性解释）四、土的工程物理性质（重点）（概念要讲解清楚）1土的天然含水量土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，即式中：mw土中水的质量；ms土中固体颗粒的质量。（1）土的干湿程度用含水量表示1）土的含水量在5%以下称干土，土的含水量在530之间称湿土，土的含水量大于30称饱和土。2）含水量越大，土就越湿，对施工越不利。土的含水量大小对挖土的难易、施工时边坡的坡度、回

4、填土的压实等均有影响。2土的密度（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。土的天然密度用表示：式中：m土的总质量；V土的天然体积。（2）土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度，土的干密度d表示：式中：ms土中固体颗粒的质量；V土的天然体积。土的干密度越大，表示土越密实。工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。3土的可松性土具有可松性，即自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示，即（14）（15）式中： Ks 土的最

5、初可松性系数；Ks土的最终可松性系数；V1 土在天然状态下的体积；V2 土被挖出后在松散状态下的体积；V3 土经压实后的体积。4土的渗透性（一般性了解）土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用k表示，单位为m/d。水的渗透性大小取决于不同的土质。地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。五、基坑（槽）的土方开挖（一）土方边坡（重点讲解边坡概念及表现形式）1、在开挖基坑、沟槽或填筑路堤时，为了防止塌方，保证施工安全及边坡稳定，其边沿应考虑放坡。土方边坡的坡度以其高度h与底宽b之比表示（图l1），即式中： 称为坡度系数图1-2 边坡形式(a)直

6、线型边坡；(b)折线型边坡；(c)阶梯型边坡；2、 深度在5m内的基坑（槽）、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）（结合课件作一般性讲解）3、 影响边坡稳定的因素（一般性了解）土方边坡在一定条件下，局部或一定范围内沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性，这就是常常遇到的边坡失稳现象。影响边坡稳定的因素很多，一般情况下，边坡失去稳定发生滑动，可以归结为土体抗剪强度低或切应力增加。1、引起土体抗剪强度降低的原因有：1）气候：由于气候的影响，使土质松软。2）粘土中的夹层因浸水面产生润滑作用。3）饱和水的细砂，粉砂因振动而液化等。4、引起土体内切应力增加的原因1）高度或深度增加，切应力增加。2）边坡上面荷

7、载（静、动）增加，尤其是有动荷载时。3）浸水一方面使土体自重增加，另一方面水在土体中渗流产生一定的动水压力。4）土体竖向裂缝中的水（地下水）产生静水压力。5、由于影响基坑边坡稳定的因素很多，在一般情况下，开挖深度较大的基坑，应对土方边坡作稳定分析，即在给定的荷载作用下，土体抗剪破坏应有足够的安全系数。关于边稳定分析与计算可参考土力学方面的专著。六、土方量计算（重点）（结合课件重点讲解计算方法和公式）基坑土方量可按立体几何中棱柱体（由两个平行的平面为底的一种多面体）体积公式计算（图12），即式中：H基坑深度，m； A1、A2基坑上、下底面积，m2； A0基坑中截面面积，m2。七、场地平整（重点、

8、难点）（结合课件中的实例和图形作重点讲解）场地平整通常是挖高填低。计算场地平整的挖方量和填方量，首先要确定场地设计标高，由设计地面的标高和天然地面的标高之差，可以得到场地各点的施工高度（即填挖高度），由此可计算场地平整的挖方和填方的工程量。1、确定场地设计标高2、确定场地设计标高的原则是：（1）应满足生产工艺和运输的要求；（2）充分利用地形（如分区或分台阶布置），尽量使挖填方平衡，以减少土方量；（3）要有一定泄水坡度（0.2），满足排水要求；（4）要考虑最高洪水位的影响。3、确定场地设计标高的步骤是：（1）初步确定场地设计标高（H0）。（结核课件举例讲解）（2）调整场地设计标高。初步确定的场地

9、设计标高H0仅为理论值，实际上，还需要考虑以下因素对其进行调整。（1）土的可松性影响。（2）取土或弃土的影响。（3）考虑泄水坡度对设计标高的影响。4、场地及边坡土方量计算场地土方量计算方法有方格网法和断面法两种，在场地地形较为平坦时宜采用方格网法；当场地地形比较复杂或挖填深度较大、断面不规则时，宜采用断面法。（1）方格网法（2）断面法（3）边坡土方量计算（一般性讲解）采用方格网法计算土方量时，还要另外计算边坡土方量，方法如下：首先根据规范或设计文件上规定的边坡度系数m，把挖方区和填方区的边坡画出来，然后把这些边坡划分为若干个几何形体，如三角棱锥体或三角棱柱体（如图1-14），再分别计算其体积。

10、八、场地平整土方量计算 场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。计算场地挖方量和填方量，首先要确定场地设计标高，由设计地面的标高和天然地面的标高之差，可以得到场地各点的施工高度（即填挖高度），由此可计算场地平整的挖方和填方的工程量。1、场地设计标高的确定（1）确定场地设计标高应考虑的因素：1）应满足建筑功能、生产工艺和运输要求。2）利用地形，尽量使挖填方平衡，减少土方量。3）要有移动的泄水坡度（2），能满足排水要求。4）要考虑最高洪水位的影响。（2）场地设计标高的确定方法与步骤：1）初步确定场地设计标高H0如图1.17所示。A：将场地划分成边长为a1040m的若干方格。B：确定各小方格的角点高程。按照挖填土石方量相等的原则，场地设计标高可按下式计算： 2）对初步场地设计标高（H0）值进行调整。 3）考虑泄水坡度对设计标高影响 A：场地具有单向泄水坡度： Hn H0liB：场地具有双向泄水坡度： Hn H0lxix lyiy l场地任意一点至设计标高 H0的距离 i场地泄水坡度2、