土方基础知识

1、龙江传媒产业园项目内部培训 土方工程简介篇土方工程一 土的分类按地基土分类： 根据土的颗粒级配或塑性指数分六类 岩石, 碎石土, 砂土 , 粉土 ,粘性土 , 人工填土土的工程分类：按施工的难易程度分八类 松软土 , 普通土 , 坚土 , 砂砾坚土, 软石 , 次坚石 坚石 , 特坚石二.土方工程的分类 1 场地平整2 基坑（槽）开挖回填3 地坪填土4 路基填筑 包括一切土的挖掘、填筑和运输等过程以及排水、降水、土壁支撑等准备和辅助工程。三. 土的性质1 可松性 自然状态下的土,经过开挖后,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,其这种性质称为土的可松性2)可松性的表示

2、可松性系数 (1)最初可松性系数 KsV2 开挖后土的松散体积V1 土的自然体积 (2)土的最终可松性系数 Ks V3 土压实后的体积 V1 土的自然体积 3)可松性的利用（1）借土，弃土时应考虑土的可松性 Q借土或弃土的量，正表示弃土，负表示借土；Vt；Vw填或挖方的体积；Ks；Ks土的可松性 Vw Vt例题 某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m3,ks=1.08,ks=1.03,问该场地是借土还是弃土?若用运土量为5m3/车汽车运土,问应运多少车次 解:根据公式 Q=（1000-1500/1.03 )1.08= - 492.8m3 结果为负，故该场地应借土 运土的车次为 n

3、=492.8/5=99(车次) 由于可松性的存在,运土时应考虑工具的容量。由于可松性的存在，原土结构受到破坏时不能用原土回填。 2 土的含水量 1）定义：土中水的重量与土的固体颗粒重量之比称为土 的含水量。 2）表达式 = Ww / W 100%式中： 土的含水量； Ww 土中水的重量； W 土中固体颗粒的重量；3）应用（1）填土时应考虑土的最佳含水量（2）含水量的高低对土的承载力和边坡的稳定性有影响。3 土的渗透性1）定义：土体孔隙中的自由水在重力的作用下会透过土体而运动，土体这种被水透过的性质称为土的渗透性。2）表示 ：渗透系数由达西定律知，渗透系数的物理意义是：当水力梯度等于时的渗流速度

4、。）应用（）地下降水时计算涌水量应考虑渗透系数的大小。（）流砂的防治应考虑。第二节土方量的计算一基坑，基槽的土方量的计算、基坑对于基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行平面做上、下底的一种多面体）体积计算，先计算上、下两个面的面积F1、F2，再计算其体积。如图1-1示，计算公式为 开挖深度； 、 上下两个面的面积； a、b 底面的长度和宽； m 放坡系数。 2 基槽沟槽土方量可沿其长度方向分段（截面相同的不分段）计算，先计算截面面积，再求长度，累计各段计算土方量，如图1-2示，可按下式计算Vi 第i段的体积（m3）；F1、F2 第i段的两端面积（m2）；Li 第i段的长度；F0第i段的中

5、截面积；二 场地平整土方量计算总要求：建筑规划；生产工艺及运输、排水； 最高洪水位；力求场地内挖填方平衡。 1 设计标高的确定 场地平整要求场地内的土方在平整前和平整后相等，达到挖填土方量的平衡。即“填挖平衡”的原则确定设计标高H0。如图1-3示 1）在图上划分方格，边长a=1040m，常用a=20 m 2） 根据等高线按比例求解各顶点的地面高程Hij 3） 求解H0 场地平整标高计算 1 等高线 2自然地坪 3设计标高平面 4自然地面与设计标高平面的交线（零线） 化简得改写成 式中：H0达到挖填平衡的场地标高(m)；a方格网边长(m)；N方格数(个)；N11N22任一方格的四个角点的标高(m

6、);H11个方格共有的角点标高(m)；H22个方格共有的角点标高(m)；H33个方格共有的角点标高(m)；H44个方格共有的角点标高(m)。 2 H0的调整1）考虑土的可松性影响 由于土有可松性，为了达到填挖平衡，则应把H0提高h，如图1-4示 VTVWhAWAT 标高调整简图增加高度为： 式中：VT、VW 设计标高调整前的填挖方体积 AT、AW 设计标高调整前的填挖方面积； Ks 土的最终可松性系数； h 设计标高的增加值。 2)考虑排水坡度后标高 H0为理论数值（即场地表面交处于同一个水平面），可作施工粗略确定场地整平标高用，实际场地均有排水坡度，如场地面积较大，有2以上排水坡度，尚应考虑

7、坡度对设计标高的影响，以场地中心为基点，双向排水，则场地内任一点实际施工时所采用的设计标高Hn，可由下式求得 （如图1-5示）式中：H0场地内任意一点的设计标高ix iyx方向y方向的排水坡度(不小于2) lx lyx，y方向至场地中心的距离由场地中心点沿x，y方向指向计算点，若其方向与ix iy反向则取“+”号，反之取“”号 41H1h1H1235 67891011 121314 15 16 ixiy 图1-5 方格网示意图3 求各顶点的施工高度式中： hn各顶点的施工高度，“+”为填方，“-” 为挖方 Hn各角点的设计标高 Hn各角点的自然标高4 确定零线，即填挖的分界线当一个方格内同时有

8、填方与挖方时，要确定填挖的分界线即“零线”。先确定零点，再把零点连起来得零线 （如图1-6）。零点确定公式：x2x1h2 h1h1h2h3h4o1o2零线o1图1-6 零点及零线的确定5 土方量的计算如图1-7示按零线通过的位置不同，方格可分为三种类型，即：41H1h1H1235 67891011 121314 15 16 ixiy 图1-7 方格网示意图零线填 方 区挖 方 区1）全填或全挖2) 两挖两填3）三挖一填或三填一挖 h1 h2h3h4a全填全挖h1 h2h3h4bca两填两挖h1 h2h3h4bca三填一挖或 三挖一填6 求填挖方量将所有的填方挖方累加起来即得总的填挖方量 8 土

9、方计算实例某场地平整利用方格网法计算其土方量a=20m，如图1-9示，各角点编号及自然标高如图示，场地考虑双向排水，ix=0.2%，iy=0.3%（以5角点为中心），不考虑土的可松性影响，试按填挖平整的原则计算，该场地平整的土方量。解：1.确定设计标高H0。Ix=0。3% Iy=0。2%图1-9 零线零线填 方 区 挖 方 区2.考虑排水坡度影响，计算每个角点的计算标高同理其余各角点的设标高可计算出并标在图1-9上H4=9.5; H5=9.56; H6=9.62; H7=9.68; H8=9.54; H9=9.6; H10=9.66; H11=9.72 3.计算各角点的施工高度 同理其它各角点

10、的施工高度计算并标在图1-9上。4.计算零点，找零线利用公式 求零点距角点的距离。12线45线 59线 610线1011线把零点连成零线5.计算土方量 方格1245 V+=20(0.83+17.65)(0.01+0.3)/8=14.32m3 V-=20(19.17+2.35)(0.23+0.04)/8=14.53m3 方格4589 V+=(20-2.352.35) /2(0.3+0.74+0.3)/5=106.46m3 V-=1/22.352.350.04/3=0.04m3 方格2356 V-=20(0.23+0.42+0.04+0.08)/4=77 m3 方格56910 V+=1/2(17.

11、65+13.32)20(0.3+0.16)/4=35.63m3 V-=20/8(2.35+6.67)(0.04+0.08)=2.71m3 方格671011 V+=1/6(13/339.41)0.16=3.35m3 V-=(202-13.339.41)(0.08+0.42+0.18)/5=37.34m3 总土方量 V+=14.32+106.46+35.63+3.35=159.76m3 V-=14.53+77+0.04+2.71+37.34=131.62m3 第三节土方施工要点一 土方施工的准备工作： 1、场地清理； 2、排除地面水； 3、修筑好临时道路及供水、供电等进场工作； 4、做好材料、机具

12、及土方机械的进场工作； 5、做好土方工程测量、放线工作； 6、做好土方施工设计和辅助工作。二 土壁稳定 土壁的稳定主要由土体内的摩阻力和粘结力来保持平衡的，一旦土体失去平衡，就会造成塌方，不仅会造成人身安全事故，而且会影响工期，甚至会危及附近的建筑物，因而土方施工中应保持土壁稳定防止塌方。 1 土壁塌方的原因1）内因 主要是由于在外界因素的影响下，使土体内的抗剪强度降低或剪应力增加，使土体中的剪应力超过其抗剪强度所造成。2）外因 体现在以下几个方面：（1） 边坡太陡土的稳定性不够；（2）雨水施工用水渗入边坡中，使土体重量增加，剪应力增加，同时抗剪能力下降；（3） 边坡顶有动载或静载。2 防止塌

13、方的措施1）放足边坡（1）边坡的含义 土方施工中为了保持土壁稳定防止塌方，对挖方和填方的边缘均应作成一定的坡度，这个倾斜的坡度即为边坡。（2） 表示边坡系数 m土方边坡坡度=H/B=1/m h b m（3）确定边坡系数的大小应考虑的因素：土的种类； 水文条件；施工方法；开挖深度；工期的长短。2）设支护（1）产生 当施工现场条件的限制不能放坡或放坡造成土方量开挖过大不经济时可设支护。（2）支护形式 土层锚杆支护 板桩支护 灌注桩支护 地下连续墙a) 间断式水平挡土板支撑 b) 垂直挡土板支撑图1.14 横撑式支撑1水平挡土板；2立柱；3、6工具式横撑； 4垂直挡土板；5横楞木39图1.15 锚碇

14、式支撑 图1.16短柱横隔支撑1柱桩；2挡土板；3锚桩；4拉杆； 1短桩；2横隔板5回填图；土的内摩擦角 40a)水平支撑式 b)斜撑式 c)拉锚式 d)土锚式图1.18 板式支护结构 1板桩墙；2围檩；3钢支撑；4竖撑；5斜撑；6拉锚；7土锚杆 41三 土的填筑与压实1 填土的基本要求保证一定的密实性和稳定性，符合设计和规范的有关规定.淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于5的土，以及硫酸盐含量大于5的土均不能做填土。含水量大的粘土不宜做填土用。 2 填筑方法填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑若填方中采用不同透水性的土料填筑时,必须将透水性较大的土层置于透水星较小的土层之下。各种土料不得混杂使用，以免填方内形成水囊 3 填土质量控制选好土料控制适宜的含水量确定合适的铺土厚度与压实遍数4 压实方法碾压法：平碾，羊足碾，汽胎碾夯实法：蛙式夯，重锤夯，木夯，石夯振动法 影响填土压实的因素 1.压实功的影响 2.含水量的影响 3.铺土厚度的影响 第四节 常用的土方施工机械推土机，铲土机，平土机，松土机，单斗挖土机，多斗挖土机，各种碾压夯实机（1）推土机施工按铲刀的操纵机构：索式和液压式俩种推土机特点：构造简单，操作灵活，运转方便，所需作业面小，功率大，行驶速度快，易于转移，能爬30度的缓坡。（2）铲运机施工