土方工程施工技术

土方工程施工技术课件第一页，共十九页，编辑于2023年，星期二本章要求1.了解土方工程施工特点；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计。2.3.熟悉常用土方机械的性能和使用范围。4.掌握填土压实的要求和方法。第二页，共十九页，编辑于2023年，星期二本章重点：土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。

本章难点：利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型井点的计算，影响填土压实的因素。第三页，共十九页，编辑于2023年，星期二概述

土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程，有时还要进行排水、降水、等准备工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、土方开挖、回填土等。

土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。第四页，共十九页，编辑于2023年，星期二土的分类土的分类繁多，其分类法也很多，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，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。第五页，共十九页，编辑于2023年，星期二类别

土的名称

开挖方法

可松性系数

Ks

K's

第一类

（松软土）

砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤泥）

用锹、锄头挖掘

1.08~1.171.01~1.04第二类

（普通土）

粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土和粉土

用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

1.14~1.281.02~1.05第三类

（坚土）

软及中等密实粘土，重粉质粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘土、压实的填筑土

主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍

1.24~1.301.04~1.07第四类

（砾砂坚土）

重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石

先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤

1.26~1.371.06~1.09第五类

（软石）

硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩

用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法

1.30~1.451.10~1.20第六类

（次坚石）

泥岩，砂岩，砾岩，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，部分用风镐

1.30~1.451.10~1.20第七类

（坚石）

大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、砂岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩

用爆破方法

1.30~1.451.10~1.20第八类

（特坚石）

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

1.45~1.501.20~1.30土的工程分类

第六页，共十九页，编辑于2023年，星期二土的工程性质

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。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。

第七页，共十九页，编辑于2023年，星期二

⑴土具有可松性即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即

⑵土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑开挖至地下水位以下，地下水在土中渗透时受到土颗粒的阻力，其大小与土的渗透性及地下水渗流路线长短关。—最初可松性系数—最后可松性系数第八页，共十九页，编辑于2023年，星期二1.1土方量的计算第九页，共十九页，编辑于2023年，星期二1.1.1基坑、基槽、土方量的计算

土方量可按拟柱体积的公式算：

式中V——土方工程量，H，F1，F2如下图所示。F1、F2分别为基坑的上下底面积，F0为中截面面积，

a）基坑土方量计算；b）基槽、土方量计算第十页，共十九页，编辑于2023年，星期二1.1.2场地平整土方量的计算

在场地平整土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。但土方外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，可以按方格网将其划为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。其计算步骤如下：⑴划分方格网⑵计算各角点的地面标高⑶计算各角点的设计标高⑷计算各角点的施工高度⑸计算零点、绘出零线⑹计算各方格内的挖填方体积⑺统计挖、填方量⑻调整设计标高

第十一页，共十九页，编辑于2023年，星期二工程实例：计算方格网零点及其零线零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出（下图）方格边线上零点的位置，再将各相邻的零点连接起来即得零线。第十二页，共十九页，编辑于2023年，星期二1.2土方工程量事故的原因及其防治

在基坑（基槽）施工过程中，可能会发生边坡塌方或流砂，将会影响工程的正常进行，延误工期，甚至造成人身事故，所以需要采取相应的防治措施。

边坡塌方：⑴边坡塌方的原因；⑵防治塌方的措施

流砂：⑴产生流砂的成因；⑵流砂的防治措施第十三页，共十九页，编辑于2023年，星期二1.4土方的填筑与压实影响填土压实因素

填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。

填土压实的质量控制。

⑴选择好填土的材料。⑵控制适宜的含水量。⑶填土的压实要达到一定的密实度的要求.填土的压实度用压实系数来表示：填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实等几种。

第十四页，共十九页，编辑于2023年，星期二1.5土方工程机械化施工

推土机推土机适于推挖一至三类土。用于平整场地，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方、等。推土机的作业效率与运距有很大关系，下表为直铲作业时的经济运距。

行走装置机

型经济运距（m）备

注履带式大

型中

型小

型50~l00（最远l50）60~100（最远120）＜50上坡用小值下坡用大值轮胎式

50~80（最远150）

第十五页，共十九页，编辑于2023年，星期二

推土机第十六页，共十九页，编辑于2023年，星期二挖掘机土方开挖一般均采用挖掘机施工，对大型的、较浅的基坑有时也可采用堆土机。挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机械传动和液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多种。挖掘机利用土斗直接挖土，因此也称为单斗挖土机，按土斗作业装置分为正铲、反铲、抓铲及拉铲，使用较多的是前三种。

第十七页，共十九页，编辑于2023年，星期二

⑴正铲正铲挖掘机外型如下图-1所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。一般用于大型基坑工程，也可用于场地平整施工。

⑵反铲反铲挖掘机外型如下图-2所示。适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为4~6m的基坑，经济合理的挖土深度为3~5m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。

第十八页，共十九页，编辑于2023年，星期二

⑶抓铲抓铲挖掘机外型如下图-3所示。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲