土石方工程与地基处理土的工程性质及分类

第一章土石方工程与地基处理（三）边坡土方量的计算为了保持土体的稳定和施工安全挖填方的边沿，都应作成一定坡度的边坡。边坡坡度应根据不同的填挖高度、土的物理性质和工程的重要性由设计规定。场地边坡的土方量，一般可根据近似的几何形体进行计算。图1-15为一场地边坡的平面示意图，按照其形体可先分为三角棱锥体（如体积①～③，⑤～⑾）和三角棱柱体（如体积④），再分别按下列公式计算体积。1、三角棱锥体边坡体积如图中①，其体积为：

式中：l1——边坡①的长度；

F1——边坡①的端面积，即：

h2——角点的挖土高度；

m——边坡的坡度系数。2、三角棱柱体边坡体积如图中的④，其体积计算为：

式中：l4——边坡④的长度；

F1、F2、F0——边坡④两端及中部的横断面面积，算法同上（图1-15剖面系近似表示。实际上，地表面不完全是水平的）。土方量经计算汇总求得全部挖方量和全部填方量后，尚需考虑土壤的松散率、压缩率、沉降量等因素对土方量的影响（查手册资料）并进行调整。按照调整后的土方量，即可着手土方的综合平衡调配。六、土方的平衡调配土方的平衡调配，是对挖土、填土、堆弃或移运之间的关系是行综合协调，以确定土方的调配数量及调配方向。目的：是使土方运输量或土方运输成本最低。工作内容包括：划分土方调配区，计算土方的平均运距和单位土方的运价，编制土方调配图表，确定土方的最优调配方案。进行土方平衡调配，必须根据工程和现场情况、有关技术资料、进度要求、土方施工方法及分期分批施工工程的土方堆放和调运方案等，经综合考虑并确定平衡调配原则后，再着手进行。（一）土方平衡调配的原则（1）应力求达到挖、填平衡和运距最短；

(2)调配区的划分应该与建筑物和构筑物的平面位置相协调，并考虑它们的分期施工顺序，对有地下设施的填土，应留土后填；（3）好土要用在回填质量要求较高的地区；（4）分区调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而妨害全局平衡；（5）取土或弃土应尽量少占或不占农田及便利机械施工等。（二）土方平衡调配图表的编制场地土方平衡调配需作相应的土方调配图表，编制方法如下：1、划分调配区。在场地平面图上先划出挖填区的分界线，按照土方量计算用的方格网，在挖方区和填方区分别划出若干个调配区。通常每个调配区的大小可由若干个方格组成，以满足土方机械的操作要求。如场地范围内土方不平衡时，可考虑就近借土或弃土，此时每个借土区或弃土区可作为独立的调配区。调配区划定后，计算其土方量并标明在图上。2、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。

平均运距是指挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。

求调配区重心的方法是，取场地方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点，按下式求得各调配区土方的重心位置：

式中X、Y——挖方调配区或填方调配区的重心坐标；

v——每个方格的土方量；

x、y——每个方格的重心坐标。为了简化x、y的计算，可假定每个方格上的土方是各自均匀分布的，从而用图解法求出形心位置以代替重心位置。重心求出后，标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距。3、绘出土方调配图。根据以上计算，在图上标出调配方向、土方数量及平均距离。图1-16是土方调配的两个示意图。图上注明了挖填调配区、调配流向、土方数量及平均运距。图1-16（a）表洋总挖方与总填方平衡的土方调配方案；图1-16（b）表示有弃土和借土的调配图。图中Wi为挖方区编号，Ti为填方区编号。4、列出土方量平衡表。土方调配计算结果需列入土方量平衡表。表1-11是图1-16（a）所示调配方案的土方量平衡表。在规划大规模场地平整的土方调配工作时，可以运用线性规划中的运输问题，采用表上作业法求解，使总土方运输量最小为目标函数，求得土方调配的最优方案。土方研量平来衡表1-淘11注：欢表中纽奉土方企数量绍栏右的上角突小方休格内策的数宝字系垂平均倡运距御（有暮时可搜为土旗方的射单位偷运价疏）。挖方区编号挖方数量（m3）填方区编号、填方数量（m3）T1T2T3合计8006005001900W15004005010070

W2500

50040

W350040060

10070

W4400

40040

合计1900

七、铲场地父平整挥施工震方法场地矿平整冒的施惑工过除程包妹括：问土方类的开望挖、和运输稻、填怎筑与语压实编等，侨当遇程有坚泊硬土团层、抚岩石兰或障五碍物狱时，该还常午需爆秀破。场地浇平整凝的施吊工方服法，烤小面盒积时密采用冒人工棒；在珠大面症积平索整时水，通油常采安用机颗械施连工。汉常用诊的机恋械有廊推土魂机、俱铲运幼机和诊单斗抚挖土威机。（一访）推距土机肚施工1、开裤挖土蛇的类慌别：推土秃机操汤作灵端活，运运行秤方便耽，所台需工宇作面剪较小教，适暑于开甚挖一~三类构土。2、使状用条复件：可开弓挖深嫁度1.饥5m内的抛基坑使（槽估）及均回填锄基坑出（槽爆）和辅管沟夫土方阿，以求及配攻合挖摊土机着从事洒平整价与集绿中土从方；因清理易石块摊或树柱木等蔽障碍膏物及夜修筑梦道路障等。3、经吗济运犯距：为10口0m以内粪，运衡距为60繁m时效齿率最山高，童推土忠机用违于平冒整场券地，皮既可害挖土巡寿也可夸作短学距离检运土劈燕，移步挖作谋填；4、推剩土机裹的生渗产率：（1）推乐土机袋小时器的生暗产率Ph为：（m3/h）式中T—版—从推翁土到芹将土拼送至耐填土四地点计的循俭环延慰续时惊间（s）；q—姨—推土想机每葛次的陈推土扔量（m3）Kp——土的浮最初螺可松牺性系她数（参土壤悟松散朗体积咽与原夏自然旺体积贩之比芳值）醉。（2）推陆土机脚台班岩生产左率Pd为：（m3/台班养）式中KB——时间橡利用刃系数燥，一闪般在0.羞72框~0弱.7耐5之间芝。5、推溪土方户式：（1）下覆坡推完土。推拣土机忙顺下铲坡方昨向切顷土及茅推运少，借斜助机眉械自荐身的递重力盘作用奖以增帅加推控土能抹力，鸟但坡雹度不腊宜超超过15段º，以座免后险退时陪爬坡框困难甚。（2）并禾列推板土。康采用2~货3台推拌土机写并列惊作业砖（图1-驱17），云铲刀痕相距15全~3身0c绵m。一婚般采意用两糕机并弃列推丽土，野能提鼻高生传产率15半%~并30秒%。平绪均运猴距不情宜超朴过50正~7纺5m，亦壤不宜涌小于20开m。一滋般用朵于大搜面积乓场地骗平整排。（3）槽掏形推膨土。在污挖土北层较词厚、睡推土驴运距招较远返时，派采用袭槽形藏推土府（图1-粥18），福能减丧少土颜壤散沸失，赛可增睡加10位%~计30菌%推土辈量。趟槽的仍深度但约1m左右杜为宜莲，两狮槽间攻的土布埂宽描度约50箱cm。（4）分角批集痒中、保一次废推送。当抢推土劈燕运距补较远雾而土颤质比奴较坚绑硬时掠，因走推土章机的若切土飘深度确不大享，可灯采用敞多次丘铲土挥，分嗽批集羽中，姿一次们推送铸（图1-菊19）。打以便达在铲锦刀前煌保持衰满载渴，有费效地洒利用唉推土革机的宴功率邮，缩狱短运兄输时电间。（5）铲奸刀加仇置侧戴板。当咏推运引疏松雄土壤焰而运远距较尺远时冒，在主铲刀吓两边缎装上绢侧板超，以顷增加锋铲刀岸前的倒土体姿，减更少土孙壤向板两侧县漏失润。（二宅）铲土运机睁施工1、铲顽运机喜分类：有拖火式铲闻运机伏和自走行式桌铲运誉机两艰种。号拖式盆铲运添机是堪由拖阔拉机元牵扯渔引，策工作枣靠拖艺拉机报油泵剥或卷芽扬机坚进行视操纵锄。自船行式心铲运严机的瓶行驶直和工幸作，疾均靠逃自身摇的动用力设耳备进哑行操局纵。2、使畏用条哗件：铲运姻机操立纵灵垮活，宏运转取方便过，对类行驶押道路程要求彼较低响，能固综合蝇完成狐铲土毕、运拌土、赶卸土纹、填徐筑、妨压实贯等多我项工谨作。奏其斗管容量防一般扇为2.压5~砌9弟m3,切土越深度15更~3林0c撇m，铺但土厚逢度为23位~4川0c殊m。适躬合于深开挖商一~三类掘土。3、经波济运衰距：适用碰运距研为60英0~败15义00逮m，效祝率最阁高的孩铲运悔距离减为20另0~丽35抹0m。常械用于浊地形号起伏铲不大弦，坡安度在20蹦º以内尸的大删面积伏场地惜平整照，开创挖大的型基谊坑胀、沟斗槽，稼以及锁填筑柔路基笔、堤播坝等西工程夺。不甩适于焦砾石筋层和乓冻土磁地带清、以朽及土行壤含终水量侧超过27挑%和沼伤泽区后工作蔑。铲运霜机工司作的徒示意签图，劫如图1-握20所示4、铲蓝运机穗生产蜘率的绸计算（1）铲盾运机规小时臣生产耐率Ph为：（m3/h）且（1-存39）式中T—营—从挖翼土开购始至览卸土蹲完毕慕，循顿环延采续的吓时间帅（s）；q—汤—铲斗器容量漂（m3）；Kc——铲斗静装土嫩的充细盈系颂数（记一般量砂土煌为0.矩75，其虹它土倾为0.借85骄~1哑.0，最株高为1.听3）Kp——土的渐最初绒可松瞒性系歼数。（2）铲缝运机号台班垦产量Pd为：（m3/台班流）和（1-野40）式中KB——时间原利用轧系数扭（一扇般为0.音65婚~0健.7奏5）影响铲运驶机作批业效董率的样因素肌有运消土坡拘度、耀填筑寸高度冶及运健行路坏线距饮离等冷。一镰般上被坡运挠土坡辫度在5%耐~1密5%时，死增加庄的台叹班系墙数为1.奥05腔~1专.1馆4；填姻筑路虹基填壶土高台度5m以上说时，叮降低蕉台班遮产量垄系数刮为0.失95；铲搁运机袄运行狡路线似距离肾愈长强则生匙产率池愈低四。5、铲卫运机诵的施伤工方蛙法（1）铲该运机隆的开鼻行路央线铲运瓶机的储开行每路线避，对象提高此生产储效率叶影响各很大吸，应容根据友填、沿挖方基区的汪分布你情况绿并结麻合现另场具置体条莫件合岗理选吹择。识一般博可有机以下钢几种徐形式剧：1）环爪形路轻线。对于笼地形耻起伏恶不大辅，施杨工地莲段在10锡0m以内富和填演土高悔度1.倚5m以内织的路砌堤、突基坑锅及场醉地平泉整施勤工常凝采用竟的开怒行路搏线（图1-尤21（a））。当余填、佩挖交竖替，炼且相营互之万间距哄离不耕大时违，则眯可采供用图1-漠21遇(b典)所示卧的大糕环形掏路线那。每秀一个裹循环弄能完王成多键次铲冷土和最卸土佳，减拿少了耕铲运处机的梦转变迟次数浙，相瞎应提火高了五工作签效率恰。采用胡环形括路线召时，始铲运法机应零每隔称一定春时间苏按顺妥、反耗时针趋的方熔向交旧换行搜驶，值避免洽长时灾间沿竖一侧遍转变突导致稼机件虎单侧临磨损枕。2）“8”字形男开行重路线谷。这种花开行泼路线俊的铲叫土与宫卸土暂，轮者流在吵两个谁工作馅面上腹进行（图1-这22），铲味运机食在上笋下坡劲时是赖斜向涨行驶搬，受木地形辨坡度慨限制弯小。坦一个栗循环托能完月成两拔次铲厌土和峰卸土渡，减蛇少了童转弯守次数啄及空鹊车行贺驶距躁离，简比环极形路枯线缩裳短运铅行时逼间。否同时辆，一太个循洁环两铅次转旺弯方缎向不窑同，汇机械路磨损船较为城均匀亩。这吧种开虹行路之线主讲要适江用于颜坡度领较大召的场稿地平究整和全取土景坑较敢长的惧路基碗填筑揭作业息。3）锯雅齿形堪路线。这伍是“8”字形倦路线义的发阴展。馒适合芦于工梳作地滩段很尝长，尘如堤纲坝、询路基熊填筑技，采胖用这板种开持行路泡线最稠为有油效。（2）提引高铲酿运机于生产双率的剥措施为了部提高创铲运舞机的雹生产宣率，达除应丈合理葡规划某开行启路线出外，润还必并须充脖分利敢用和润发挥紫拖拉菌机的驴牵扯株引能树力，膊通常纹要根秤据不耍同施稿工条仰件，瓶采用梅下列饲方法汪。1）下裁坡铲甘土。利森用机聪械重架力作匀用所失产生摩的附筝加牵旅扯引置力加樱大切驱土深泊度，半坡度束一般方为3º～9º，最租大不雷得超蜻过20躬º，铲勺土厚耗度以20滔cm左右垦为宜娃，其借效率佩可提医高25遍%左右区。当镰在平足坦地肝形铲毙土时圈，可烂将取谜土地蛾段的抛一端贷先铲才低，杂并保篮持一刚定坡换度向局后延灵伸，职逐步葛创造订一个屿下坡劣铲土惧的地站形。2）跨叨铲法。在林较坚闯硬土迷层铲否土时淡，采杯用预埋留土仿埂间芽隔铲脾土法（图1-垄24），可单使铲贴运机瓶在挖秒土埂库时增拴加两虾个自扒由面壮，阻侮力减赔小，寄铲土稀快，攀易于的充满旦铲斗呢。比漫一般役方法禾约提挪高效赶率10坛%。3）交状错铲默土法。在逐铲较摊坚硬识土层诊时，纲为了让减少色铲土舒阻力陈，可宗采用让此法（图1-凭25）。由鞋于铲粒土阻迷力的帅大小叛与铲涂土宽沈度成戚正比俱，交昂错铲橡土法项就是殊随铲屡土阻肺力的依增加专而适湖当减问小铲访土宽若度。4）助蜓铲法。在六坚硬虽土层楚中，坚采用妹另配顷推土贡机助遵铲（图1-摘26），以塔缩短先铲土拣时间痰。一槐般每误台推盾土机饰配3~支4台铲靠运机饰。（三介）挖热土机起施工1、使序用条织件：挖土仅机适馅用于冠开挖净场地株为一隐～四革类、献含水昌量不经大于27铁%的丘哗陵地远带土层壤及澡经爆任破后器的岩作石和酒冻土证。多蒜使用圣在挖蹦土高召度一伍般在3m以上纱（使气每次艺挖土条可装汁满铲注斗）挠，并接在卸箩土区萝配备药推土跌机平狐整土检堆。2、挖换土机塘的施帝工方转法及摘设备塔选择。四、张填土占与压牺实1、目宏的：为了凯保证遮填土者的强爪度和陆稳定仆性，恶填土殃前应绿对填骨土区科基底并的垃蝴圾和添软弱红土层盐进行斤清理雕压实氧；在仁水田胀、池堪塘及条沟渠心上填鸽土时表，先抵需排仇水疏绑干，邮对基拍底进隐行处曾理。名还必卷须正胸确选颈择土送料及树填筑幼、压秋实方华法2、回胆填土劈燕料选娇择与任填筑作为回填校用的帐土料承，应恒符合峰如下环规定纸：含乏水量令大的原粘土劈燕不宜凝作填乎土用舍；碎彻石类技土、闯砂土垮和爆扎破石军渣等折，可牙用于墙表层援以下御的填殿料；株对碎距块草鼓皮和续有机物质含凑量大换于8%的土小，仅规用于传无压牌实要熄求的凤填方哑区。填土应裹分层饿进行倒，每阀层厚席度，削应根既据土支的种段类及煤选用颈的压绣实机再具确淋定。木对于与有密下实度检要求枝的填行方，于应按鱼选用冰的土拣料、润压实跳机具模性能玩，经骡试验联确定孝含水崇量控饺制范妈围、将分层陵铺土晕厚度崇、压厉实遍漆数等辛。对端于无翅密实淘度要茧求的资填土花区，短可直谁接填制筑，货经一滩般碾腥压即使可。删但应窃预留柳一定改的沉碑陷量隆。同一填津方工果程应类尽量择采用笋同类担土填中筑；拌如采流用不偿同土克料时兴，应感按土蹦类分纪层铺漆填，茫并应果将透姥水性票较大色的土柄层置诉于透拦水性妄较小幕的土座层之糊下。当填土刃区位兴于倾临斜的姻地面图时，角应先仙将斜弓坡挖君成阶极梯状徐，然羊后分蓬层填怖土，体防止吃填土项滑坡籍应按堵设计杨规定检或查偿阅有丝式关资再料选押用。谷对使刊用时易间较绞长的敌临时陕性填卧方边散坡坡浪度，忆当填羽土高肺度在10奥m以内扬，可茅采用1:伶1.唇5，高毯度超咐过10定m,可作伤成折右线形阿，上哨部为1:刚1.脖5，下再部采遗用1:过1.行75。3、填湿土压逗实方蜜法填土压鞋实一粘般有暖：碾群压、绪夯实狐、振复动压急实及骂利用论运土却工具模压实粥等方鱼法。碾压机械念一般轨有平剂碾压膊路机失和羊介足碾洪两种图。压脂路碾企按重嘱量有匹轻型下（小拜于5t）、女中型浅（5~枪10明t）和绑重型央（大们于10录t）三亩种。刷平碾吗对砂达类土岸和粘辉性土柿均可芳压实聚，羊点足碾洋适宜和压实级粘性券土。碾压屈法：主勾要用妻于大姻面积排的填险土，抛如场素地平阁整、够大型队车间租地坪访填土化等。念碾压泊方向杀廉洁阔奉公控人填陆土两细侧逐展渐压圣向中蜘心。淋机械存开行恐速度柏，一键般平睬碾为2k谊m/柄h；羊战足碾3k丑m/坡h。速历度不斯宜过稻快，就以免猫影响里压实骡效果两。填徒方施开工应膜从场殿地最倍低处且开始捧，水糠平分历层整榨片回舒填碾具压。卷上下拴层错饶缝应锤大于1m。碾压其法主饥要用监于大雀面积扬的填调土，辽如场岛地平赚整、户大型卷车间村地坪精填土仍等。河碾压海方向编应从麦填土绒两侧恋逐渐霞压向棉中心莫。机狸械开帖行速搞度，咬一般咸平碾循为2k息m/牺h；羊辟足碾3k附m/侦h。速广度不话宜过为快，锻以免拦影响互压实猎效果俘。填贤方施图工应捉从场它地最鸦低处侮开始众，水匙平分供层整酒片回跟填碾凑压。袍上下弹层错淘缝应圾大于1m。夯实制法：通常讽用于奸基坑叉（槽傻）、胜沟的拼回填顷压实肌。利用初运土葵工具井压实葬法：朋对于师密实披度要昂求不留高的戒大面们积填动方，傻可采役用铲当运机墓、推茧土机子结合仙行驶锈、推奖（运帅）土务方和坑平土彻进行教压实盼。在探最佳仙含水用量的筛条件领下，谅每层苹铺土批厚度朗为20雾~3旋0c羞m时，没压4~惊5遍也酱能接倒近最道佳密械实度煌要求驾。但地采用伤此法国应合税理组书织好碗开行身路线虫，能勿大体语均匀防地分漂布在习填土拍的全免部面引积上顺。在进完行大漏规模柱场地竞平整伞时，董可根挡据现京场具怨体情蚀况和帅地形涉条件孩、工贫程量半大小表、工早期等视要求抬，合客理组肌织综乡丰合机舟械化箭施工梯。如距采用列铲运姿机、徐挖土茅机及敞推土登机开功挖土有方；彻用松赠土机误松土贱、装省载机兔装土无、自笋卸汽帅车运锅土；航用推兆土机舞平整饶土壤嚼；用染碾压迎机械询进行敞压实冶，如图1-扣27所示第。第三节她沟支槽、霸基坑袍开挖一、朗沟槽卧与基电坑断判面形吃式1、形坐式：在岛施工趣中常使采用洲的沟掏槽断歌面形乳式有座直槽展、梯浙形槽蜡、混辣合槽暴等。智当有立两条改或多秀条管千道共园同埋锐设时喝，还报需采俗用联需合槽2、使飞用条仿件：选街择沟歌槽断洒面通麻常要诉根据左：土竹的种豆类、冤地下墓水情锅况、编现场饱条件为及施刚工方登法，绢并按百照设日计规间定的俱基础处、管支道的林断面略尺寸钩、长臂度和亏埋置越深度孟等进谣行。与正确晴选定瓣沟槽浆的开还挖断徐面，诞可以特为后膨续施证工过赤程创课造良级好条捎件，哀保证舱工程讯质量迅和施节工安始全，椒以及萍减少丘开挖敌土方得量。沟槽到底宽门由下盆式决栽定：W=塌B+馋2b式中B—贡—管道吹基础除宽（m）b—详—工作咐宽度(m械)工作霸宽度难根据天管径导大小暗确定标，一币般不斜大于0.富8m。沟槽血开挖梁深度路按管辈道设鲁计纵缴断面浩图确戚定。当采鸦用梯克形槽登时，弃其边秧坡的洽选定侦，应抹按土草的类抢别并耍符合绢表1-摔12的规帽定。话不设虏支撑陕的直哈槽边碑坡一肿般采煮用1:薄0.努05。沟槽断面网选定什后，扑当须洽满足售后续为施工输过程转的要畏求时环，可椒将沟道槽断奴面进亦行调咽整，畏再根期据地缎面平圆坦程悠度和愁计算教精度虹的要收求，蛮选择误两相极邻断胀面的怜间距幸。对凡于排炭水管掌道的变距离元，能塞常以寨两相勇邻检筒查井皮所处司沟槽阔断面芝为计隆算长拐度。梯形叉槽的镰边坡筋表1-嫁12土的类别密实度或状态坡度允许值（高宽比）深度在5m以内深度5~10m碎石土密实中密稍密1:0.35~1:0.501:0.50~1:0.751:0.75~1:1.001:0.50~1:0.751:0.75~1:1.001:1.00~1:1.25粉土Sr≤0.51:1.00~1:1.251:1.25~1:1.50粘性土坚硬硬塑1:0.75~1:1.001:1.00~1:1.251:1.00~1:1.251:1.25~1:1.50二、辅沟槽肾与基晒坑土村方量砖计算（注批意松临散系衬数、泰充盈陪系数抄）根据湖选定漫的断肚面及滚两相屠邻断宅面间楼距离鹅，按择其几晋何体而积计头算出艘区段僵间沟货槽土刮方量惜，将喉各区哪段计抄算结踢果汇槽总，馆求得斧沟槽姑开挖境的总央土方纤量。基坑致土方翅量同极样可桃按其属几何抖体积禾计算签，计柳算时破其断版面底狸宽，等每侧奏工作逗宽度刻为1~捞2m。计夸算方吼法可京参照胡前节舅所述挣。三、屋土方售开挖讽的机央械施画工沟槽、基药坑土句方的饮开挖虽，除内工程绕量不蜘大而趴又分窝散时摆可采格用人剃工或观小型委机械垦施工抬外，稀应争舰取机冤械化花施工物，以恐减轻观繁重暮的体遍力劳毙动并乒加快恩施工汗速度辈。沟槽与基薪坑机专械开饥挖，写应依沸施工朴具体雷条件售，选摄择单辞斗挖鹊土机办和多哈斗挖遮土机萝。（一勉）单起斗挖捷土机临施工单斗懂挖土弱机是茄给排纱水工脚程中根常用太的一泪种机丙械，鼓根据千其工苍作装般置不兼同，蹄可分绝为正染铲、章反铲那、拉此铲和砍抓铲兼等1、正机铲挖距土机正铲新挖土瞒机的坛工作罚特点：开挖惨停机课面以逢上的贸土壤平，其稳挖掘林力大因，生业产率喂高。剖适用兰于无