第一章土方工程常見土方工程分類：場地平整、基坑(槽)與管溝開挖、土壁支護、施工排水、降水、路基填筑以及基坑回填等。

組織土方工程施工時，盡可能機械化施工，以降低勞動強度；而且要合理安排施工計劃，盡可能避開雨季施工，否則，應作好防洪排水等準備。此外，為了降低工程施工費用，制定土方的合理調配方案。包括一切土的挖掘、填筑和運輸等過程以及排水、降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。第一章土方工程常見土方工程分類：場地平整、基坑(槽1第一節概述

一、土方工程施工具有以下特點：(1)工程量大、施工周期長。(2)施工條件復雜。(3)勞動強度高。二、土的分類及現場鑒別方法在工程上，根據土的堅硬程度和開挖方法將土分為8類，其中一～四類土為土，五～八類土為巖石。其開挖難易直接影響其施工方案、勞動量消耗和工程費用。第一節概述一、土方工程施工具有以下特點：2表1-1

土的工程分類與現場鑒別方法表1-1

土的工程分類與現場鑒別方法3oA第一章土方工程課件4三、土的性質1、土的可松性2、土的天然含水量3、土的天然密度和干密度4、土的孔隙比和孔隙率5、土的滲透性土顆粒、水、空氣三部分組成三、土的性質土顆粒、水、空氣三部分組成51．土的可松性及可松性系數

自然狀態下的土經開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經回填壓實，仍不能恢復到原來的體積，稱為土的可松性。最初可松性系數用Ks表示，最終可松性系數用K`s表示，即：

式中：

V1——土在自然狀態下的體積；V2——土開挖后的松散體積；

V3——土經回填壓實后的體積。Ks用于計算土方施工機械及運土車輛等參數；K‘s用于計算場地平整標高及填方時所需挖土量等參數；Ks=V2/V1；K`s=

V3/

V11．土的可松性及可松性系數Ks用于計算土方施工機械及運土車輛6示例：試計算開挖800m3的基坑，需要運走多少土方量？回填一個200m3的基坑，需要挖方的土方量是多少？已知：ks=1.30；ks‘=1.15解：1、運走的土方量=800×1.3=1040m32、需挖方的土方量=200/1.15=174m3示例：解：72、土的天然含水量ω在天然狀態下，土中水的質量mw與固體顆粒質量ms之比的百分率叫土的天然含水率，反映了土的干濕程度。ω=mw/ms(%)2、土的天然含水量ωω=mw/ms(%)8

3.土的天然密度和干密度ρ

在天然狀態下，單位體積土的質量稱為土的天然密度。它與土的密實程度和含水量有關。

土的天然密度按下式計算：

干密度ρ

d:土的固體顆粒質量與總體積的比值.用下式表示：式中:

ρ——土的天然密度,kg/m3；

m（ms）——土的總質量（土中固體顆粒的質量）,kg；

V—土的體積,m3.ρ=m/Vρd=ms/V3.土的天然密度和干密度ρρ=m/Vρd=ms/9

在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度.土的干密度愈大,表示土愈密實.工程上常把土的干密度作為評定土體密實程度的標準，以控制填土工程的壓實質量。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制.ρ=m/V=（ms+mw）/V=（ms+ωmw）/V=（1+ω）ms/V=（1+ω

）ρd

ρ=m/V=（ms+mw）/V=（ms+ωmw）/V104、土的孔隙比e和孔隙率n孔隙比e是土的孔隙體積Vv與固體體積Vs的比值。

孔隙率n是土的孔隙體積Vv與總體積V的比值，用百分率表示。孔隙比和孔隙率反映了土的密實程度?？紫侗群涂紫堵试叫⊥猎矫軐崱=Vv/Vsn=Vv/V4、土的孔隙比e和孔隙率ne=Vv/Vsn=Vv/V11

5、土的滲透性

土的滲透性：指土體被水透過的性質.土的滲透性用滲透系數表示.

滲透系數：表示單位時間內水穿透土層的能力,以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關,是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數。

土的滲透系數見[表1-2]所示5、土的滲透性12表1-2

土的滲透系數參考表表1-2

土的滲透系數參考表13第二節

土方量計算及土方調配

在土方施工之前,必須計算土方的工程量.但各種土方工程的外形有時很復雜,而且不規則.一般情況下,將其劃分成為一定的幾何形狀,采用具有一定精度而又和實際情況近似的方法進行計算.

一、基坑與基槽土方量計算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算

(如圖1-1所示).即：

V=(H/6)(F下+4F中+F上)第二節

土方量計算及土方調配在土方施工之前,14式中H——基坑深度,m；

F上、F下——基坑上、下底的面積，m2；

F中—基坑中截面的面積，m2.圖1-1

基坑開挖土方量計算

式中15圖1-2

基槽開挖土方量計算

基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(如圖1-2所示)：沿長度方向分段計算Vi,再V=∑Vi

斷面尺寸不變的槽段：Vi=Fi×Li

斷面尺寸變化的槽段：Vi=(Fi上+4Fi中+Fi下)Li/6oA第一章土方工程課件16二、場地平整土方計算對于在地形起伏的山區、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地,主要是削凸填凹,移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設計要求的平面.場地挖填土方量計算一般采用方格網法.方格網法計算場地平整土方量步驟為：

1.繪制方格網

2.確定場地設計標高

3.計算場地各個角點的施工高度

4.計算“零點”位置，確定零線

5.計算方格土方工程量

6.邊坡土方量計算

7.計算土方總量

二、場地平整土方計算171.繪制方格網圖

采用方格網圖(一般在1：500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格,與測量的縱橫坐標相對應,在各方格角點規定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設計標高(Hn),如圖1-3所示.圖1-3

方格網法計算土方工程量圖24返回221.繪制方格網圖24返回22182.確定場地設計標高(1)考慮的因素(2)初步標高(按挖填平衡)(3)場地設計標高的調整oA第一章土方工程課件19(1)考慮的因素：①滿足生產工藝和運輸的要求；②盡量利用地形，減少挖填方數量；③爭取在場區內挖填平衡，降低運輸費；④有一定泄水坡度，滿足排水要求.⑤場地設計標高一般在設計文件上規定，如無規定：A.小型場地――挖填平衡法；B.大型場地――最佳平面設計法(用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小)。(1)考慮的因素：20(2)初步標高H0(按挖填平衡)場地初步標高H0：Nn：方格個數；H11、H12、H21、H22：一個方格各角點的自然標高。

H1、H2、H3、H4：分別為一個、兩個、三個、四個方格共用角點的標高.(2)初步標高H0(按挖填平衡)Nn：方格個數；21(3)場地設計標高的調整①土的可松性土的可松性會造成填土多余，需相應的提高設計標高。②就近借棄土由于場內大型基坑挖出的土方修筑路堤填方的土方，以及從經濟角度比較后，將部分挖方就近棄于場外或將部分填方就近取土于場外等等，均會引起挖填土方量的變化。③按泄水坡度

A：單向排水時，各方格角點設計標高為:

Hn=H0±

li

B：雙向排水時，各方格角點設計標高為：

Hn=H0±lxix±lyiy17(3)場地設計標高的調整1722oA第一章土方工程課件233.計算場地各個角點的施工高度hn

施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設計標高為基準的挖方或填方的施工高度.各方格角點的施工高度按下式計算：

hn=Hn-H

式中

hn——角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n——方格的角點編號(自然數列1，2，…，n).

Hn——角點設計高程，

H——角點原地面高程.3.計算場地各個角點的施工高度hn244.計算“零點”位置，確定零線

方格邊線一端施工高程為“+”,若另一端為“-”,則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即“零點”(如圖1-4所示).圖1-4

零點位置17零點位置按下式計算：

h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值),m；

a—方格網的邊長，m.

4.計算“零點”位置，確定零線17零點位置按下式計算：25

確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示.

方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。圖1-5

零點位置圖解法

確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示26

5.計算方格土方工程量

按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式，逐格計算每個方格內的挖方量或填方量.表1-3常用方格網點計算公式

5.計算方格土方工程量276.邊坡土方量計算場地的挖方區和填方區的邊沿都需要做成邊坡,以保證挖方土壁和填方區的穩定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算：

一種為三角棱錐體(圖1-6中①～③、⑤～⑾)；

另一種為三角棱柱體(圖1-6中④).6.邊坡土方量計算28圖1-6

場地邊坡平面圖

oA第一章土方工程課件29

A三角棱錐體邊坡體積

式中

l1——邊坡①的長度；

A1

——邊坡①的端面積；A1=（mh2）h2/2

h2——角點的挖土高度；

m——邊坡的坡度系數，m=寬/高.

B

三角棱柱體邊坡體積

A三角棱錐體邊坡體積

30兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積：

式中

l4

——邊坡④的長度；

A1、A2、A0——邊坡④兩端及中部橫斷面面積.兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積：

317.計算土方總量

將挖方區(或填方區)所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總,即得該場地挖方和填方的總土方量.8.例題【例1.1】某建筑場地方格網如圖1-7所示，方格邊長為20m×20m,填方區邊坡坡度系數為1.0,挖方區邊坡坡度系數為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.7.計算土方總量32圖1-7

某建筑場地方格網布置圖

oA第一章土方工程課件33【解】(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然標高，計算結果列于圖1-8中.由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10m

h2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53m

h4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34m

h6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16m

h8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83m

h10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20m

h12=251.46-251.40=0.06m【解】(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然34圖1-8

施工高度及零線位置

oA第一章土方工程課件35(2)計算零點位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點存在.由公式1.10求得：1—5線

x1=4.55(m)

2—6線

x1=13.10(m)

6—7線

x1=7.69(m)

7—11線

x1=8.89(m)

11—12線

x1=15.38(m)(2)計算零點位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—736將各零點標于圖上,并將相鄰的零點連接起來,即得零線位置，如圖1-8.

(3)計算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形,土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格Ⅰ底面為兩個梯形,土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

將各零點標于圖上,并將相鄰的零點連接起來,即得零線37方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：VⅡ(+)=65.73

(m3)

VⅡ(-)=0.88

(m3)

VⅤ(+)=2.92

(m3)

VⅤ(-)=51.10

(m3)

VⅥ(+)=40.89

(m3)

VⅥ(-)=5.70

(m3)

方格網總填方量：

∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34

(m3)

方格網總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26

(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：38(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,其余均按三角棱錐體計算,

可得：V①(+)=0.003

(m3)

V②(+)=V③(+)=0.0001

(m3)

V④(+)=5.22

(m3)

V⑤(+)=V⑥(+)=0.06

(m3)

V⑦(+)=7.93

(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01

(m3)

V⑩=0.01

(m3)

V11=2.03

(m3)

V12=V13=0.02

(m3)

V14=3.18

(m3)(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體39圖1-9

場地邊坡平面圖

oA第一章土方工程課件40邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：

∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)

邊坡總填方量：41三、土方調配

編制土方調配方案應根據地形及地理條件，把挖方區和填方區劃分成若干個調配區，計算各調配區的土方量，并計算每對挖、填方區之間的平均運距(即挖方區重心至填方區重心的距離)，確定挖方各調配區的土方調配方案，應使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從而縮短工期、降低成本.

協調處理挖土的利用、堆棄和填土取得三者之間的關系。三、土方調配協調處理挖土的利用、堆棄和填土取得三者之間的關42土方調配的原則：

1、應力求達到挖填平衡和運輸量最小的原則；2、應考慮近期施工與后期利用相結合的原則；3、盡可能與大型地下建筑物的施工相結合；4、調配區大小的劃分應滿足主要土方施工機械工作面的大?。ㄈ珑P運機鏟土的長度）的要求，使土方機械和運輸車輛的效能得到充分發揮。調配方案確定后，繪制土方調配圖如圖1.10，在土方調配圖上要注明挖填調配區、調配方向、土方數量和每對挖填之間的平均運距.圖中的土方調配，僅考慮場內挖方、填方平衡.A為挖方，B為填方.土方調配的原則：43圖1-10

土方調配圖

箭頭上方數字為土方調配量，箭頭下方數字為平均運距。箭頭上方數字為土方調配量，箭頭下方數字為平均運距。44第三節

施工準備與輔助工作一、施工準備(1)場地清理在場地平整施工前,應利用原場地上已有各類控制點,或已有建筑物、構筑物的位置、標高,測設平場范圍線和標高.對施工區域內障礙物要調查清楚，制訂方案,并征得主管部門意見和同意,拆除影響施工的建筑物、構筑物；拆除和改造通訊和電力設施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木.(2)場地排水盡可能利用自然地形和永久性排水設施,采用排水溝、截水溝或擋水壩措施,把施工區域內的雨雪自然水、低洼地區的積水及時排除,使場地保持干燥,便于土方工程施工.第三節

施工準備與輔助工作一、施工準備45(3)修筑臨時設施修好臨時道路、電力、通訊及供水設施,以及生活和生產用臨時房屋.二、土方邊坡與土壁支撐(一)邊坡穩定的條件(二)放坡與護面(3)修筑臨時設施46(一)邊坡穩定條件與因素

1、邊坡穩定的條件

土壁穩定,主要是由土體內摩阻力和粘結力保持平衡,一旦失去平衡,土壁就會塌方.

即T＜C

T――土體下滑力。下滑土體的分力，受坡上荷載、雨水、靜水壓力影響。

C――土體抗剪力。由土質決定，受氣候、含水量及動水壓力影響。

土體的穩定條件是：在土體的重力及外部荷載作用下所產生的剪應力小于土體的抗剪強度。(一)邊坡穩定條件與因素472、造成土壁塌方的主要原因有：

(1)邊坡過陡，使土體本身穩定性不夠，尤其是在土質差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。

(2)雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。

(3)基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機具、材料，或由于動荷載的作用，使土體產生的剪應力超過土體的抗剪強度.2、造成土壁塌方的主要原因有：48（二）土方邊坡及其穩定：m=B/H，m——坡度系數m的物理意義：當基坑深為1米時，邊坡寬度的大小。邊坡可以做成：直線形、折線形、踏步形。H/B=1:(B/H)=1:m土方邊坡坡度：（二）土方邊坡及其穩定：m=B/H，m——坡度系數m的物理意49

土方邊坡的大小主要與土質、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間的長短、邊坡附近的各種荷載狀況及排水情況有關。當地質條件良好，土質均勻且地下水位低于基坑或管溝底面標高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不得超過下列規定：密實、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；

硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土：1.25m；

硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；

堅硬的粘土：2m土方邊坡的大小主要與土質、開挖深50

（3）臨時性挖方的邊坡值應按[表1-4]規定采用：

注：土質均勻、地下水位低、留置時間時間短、開挖深度在5m深以內時，方可采用。表1-4深度在5m內的基坑、基槽、管溝邊坡的最陡坡度

（3）臨時性挖方的邊坡值應按[表1-4]規定采用：

51三、土壁支撐在基坑或溝槽開挖時，為了縮小施工面，減少土方量或因受場地條件的限制不能放坡時，可采用設置土壁支撐的方法施工。開挖較窄的溝槽多采用橫撐式支撐。橫撐式支撐根據擋土板的不同，分為水平擋土板和垂直擋土板。采用橫撐式支撐時，應隨挖隨撐，支撐要牢固。施工中應經常檢查，如有松動、變形等現象時，應及時加固或更換。支撐的拆除應按回填順序依次進行，多層支撐應自下而上逐層拆除，隨拆隨填。三、土壁支撐52橫撐式支撐[見圖1-13所示]P18橫撐式支撐[見圖1-13所示]P1853

在基坑開挖過程中，當基底低于地下水位時，由于土的含水層被切斷，地下水會不斷地滲入坑內。雨期施工時，地面水也會不斷流入坑內。如果不采取降水措施，把流入基坑內的水及時排走或把地下水位降低，不僅會使施工條件惡化，而且地基土被水泡軟后，容易造成邊坡塌方并使地基的承載力下降。當基坑下遇有承壓含水層時，若不降水減壓，則基底可能被沖潰破壞。因此，為了保證工程質量和施工安全，在基坑開挖前或開挖過程中，必須采取措施，控制地下水位，使地基土在開挖及基礎施工時保持干燥。四、土方工程施工排水和降低地下水位

四、土方工程施工排水和降低地下水位

54降水方法：集水井降水法井點降水法降水方法：集水井降水法551．集水井降水法：是在基坑開挖過程中，沿坑底周圍或中央開挖有一定坡度的排水溝，再在溝底設置集水井，使基坑內的水經排水溝流入集水井中，然后用水泵抽走。(1)適用范圍：面積較小、土質較好、粗顆粒土層或粘性土層、降水深度不大的基坑（槽）開挖工程。1．排水溝2、集水坑3、水泵1．集水井降水法：是在基坑開挖過程中，沿坑底周圍或56（2）設置

集水井的直徑或寬度一般為0.7～0.8m，其深度隨著挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.8～1.0m。坑壁可用竹、木材料等簡易加固。當基坑挖至設計標高后，集水井底應低于基坑底面1.0～2.0m，并鋪設碎石濾水層（0.3m厚）或下部礫石（0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的雙層濾水層，以免由于抽水時間過長而將泥砂抽出，并防止坑底土被擾動。oA第一章土方工程課件57(3)流砂的產生與防治：①產生的原因：

Q

F

GDρh1Fρh2Fh1Lh2TLF地下水的滲流對單位體積內土顆粒產生的壓力。當基坑挖至地下水位以下時，坑底下面的土由于受到水的浮力和動水壓力的作用，使土粒隨地下水涌入基坑的現象稱為流砂。流砂現象主要發生在土質為細砂或粉砂的土層。(3)流砂的產生與防治：①產生的原因：QFGDρh58②防治方法：◆改變動水壓力方向；◆減小動水壓力，增大滲流路徑。顆粒細、均勻、松散、飽和的非黏性土容易發生流砂現象，但是否出現流砂現象的重要條件是動水壓力GD的大小和方向。②防治方法：◆改變動水壓力方向；◆減小動水壓力，增59其具體措施有：（1）枯水期施工法。（2）搶挖并拋大石塊法。（3）設止水帷幕法。（4）人工降低地下水位法。此外，采用地下連續墻、壓密注漿法、土壤凍結法等，阻止地下水流入基坑，以防止流砂發生。oA第一章土方工程課件60管涌現象當基坑坑底位于不透水土層內，而不透水土層下面為承壓蓄水層，坑底不透水層的覆蓋厚度的重量小于承壓水的頂托力時，基坑底部可能發生涌冒現象。管涌現象612．人工降低地下水位（1）輕型井點：⑴輕型井點設備：管路系統：濾管、井點管、彎聯管、總管。抽水設備：真空泵、射流泵、隔膜泵。在基坑開挖前，預先在基坑四周埋設一定數量的濾水管（井），利用抽水設備從中抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至施工結束為止。方法有：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點及深水泵等2．人工降低地下水位（1）輕型井點：⑴輕型井點設備：管路系62

濾管（圖）為進水設備，通常采用長1.0~1.5m、直徑38mm或51mm的無縫鋼管，管壁鉆有直徑為12~19mm的濾孔。骨架管外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布濾網。為使流水暢通，在骨架管與濾網之間用塑料管或梯形鉛絲隔開，塑料管沿骨架繞成螺旋形。濾網外面在繞一層粗鐵絲保護網、濾管下端為一鑄鐵塞頭。濾管上端與井點管連接井點管為直徑38mm和51mm、長5~7m的鋼管。井點管的上端用彎聯管與總管相連。集水總管為直徑100~127mm的無縫鋼管，每段長4m，其上端有井點管聯結的短接頭，間距0.8m或1.2m。。

濾管（圖）為進水設備，通常采用長1.0~1.5m、632）抽水設備抽水設備是由真空泵、離心泵和水氣分離器（又叫集水箱）等組成，一套抽水設備的負荷長度（即集水總管長度）為100~120m。常用的W5，W6型干式真空泵，其最大負荷長度分別為100m和120m。

2）抽水設備64⑵輕型井點布置：①平面布置：單排線狀布置：B＜6m雙排線狀布置；環狀布置。單排線狀布置適用于基坑、槽寬度小于6m，且降水深度不超過5m的情況，井點管應布置在地下水的上游一側，兩端的延伸長度不宜小于坑槽的寬度。雙排線狀布置適用于基坑寬度大于6m或土質不良的情況。環形井點布置適用于大面積基坑，如采用U形布置，則井點管不封閉的一段應在地下水的下游方向。⑵輕型井點布置：①平面布置：單排線狀布置：B＜6m單排線狀65②高程布置：L高程布置系確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋設面的距離，可按下式計算（圖）：式中：HA——井點管的埋設深度（m）；

H1——井點管埋設面至基坑底面的距離；

h1——基坑底面至降低后的地下水位的距離；取0.5~1m。

I——水力坡度；單排：1/4；環狀：1/10。

L——井點管至基坑中心的水平距離。（當井點管為單排布置時，為井點管至對邊坡腳的水平距離）②高程布置：L高程布置系確定井點管埋深，即濾管上口至總管埋66注意：1、輕型井點的降水深度在考慮設備水頭損失后，不超過6m；2、確定井點埋深時，還要考慮到井點管一般要露出地面0.2m左右。注意：67示例：

基坑底寬1.8m，深3m，地下水位距地面1.2m，土方邊坡1：0.5，采用輕型井點降水。試確定：⑴平面布置類型；⑵井點管最小埋深及要求的降水深度；⑶當采用6m長井點管時，其實際埋深及降水深度。示例：68⑴計算基槽上口寬度：∴采用單排線狀布置。⑵最小埋深HA及降水深度S：⑶若采用6m井點管，確定HA和S：【解】⑴計算基槽上口寬度：∴采用單排線狀布置。⑵最小埋深HA69確定井點管數量時，需要知道井點管系統的涌水量。井點管系統的涌水量根據水井理論進行計算。根據地下水有無壓力，水井分為無壓井和承壓井。當水井布置在具有潛水自由面的含水層中時（即地下水面為自由面），稱為無壓井；當水井布置在承壓含水層中時（含水層中的水充滿在兩層不透水層間，含水層中的地下水水面具有一定水壓），稱為承壓井。當水井底部達到不透水層時稱為完整井，否則稱為非完整井，各類井的涌水量計算方法都不同。③井點管數量：確定井點管數量時，需要知道井點管系統的涌水量。③井70⑶輕型井點系統涌水量計算：①輕型井點系統的類型：無壓完整井、無壓非完整井；承壓完整井、承壓非完整井。⑶輕型井點系統涌水量計算：①輕型井點系統的類型：無壓完整71圖1-18水井的分類（a）無壓完整井；（b）無壓非完整井（c）承壓完整井（d）承壓非完整井圖1-18水井的分類72式中：Q——涌水量（m3/d）；

K——滲透系數（m/d）；

H——含水層厚度（m）；

S——水位降低值（m）；

R——抽水影響半徑（m）；

x0——假想半徑（m）；F——井點管包圍的面積（m2）。適用條件：①矩形基坑的長寬比≤5；②基坑寬度≤2R。無壓完整井涌水量計算：1）涌水量計算：式中：Q——涌水量（m3/d）；x0——假想半徑（m）；F—73無壓非完整井涌水量計算：H0——抽水影響深度（m）。H0的取值：H00.80.50.30.2無壓非完整井涌水量計算：H0——抽水影響深度（m）。H0的取74承壓完整井涌水量：M——承壓含水層厚度。承壓水位不透水層含水層不透水層hsHMR承壓完整井涌水量：M——承壓含水層厚度。承壓水位不透水層含水752）間距：設備基礎施工，基坑底寬8米，長12米，深4米，土方邊坡1：0.5，不透水層距地面9米，地下水位距地面1.5米，K=5，井點管長6米，直徑50毫米，濾管長1米。試進行輕型井點設計。示例：④井點管的數量及間距：1）數量：

式中：q——單根井點管的最大出水量（m3/d）；

d——濾管直徑（m）；

l——濾管長度（m）；2）間距：設備基礎施工，基坑底寬8米，長12米，深4米，土方76【解】⑴井點管布置：根據基坑尺寸，采用環狀井點。而∴滿足要求。⑵判斷井點管類型：∴屬無壓非完整井?！酀M足條件?！窘狻竣啪c管布置：根據基坑尺寸，采用環狀井點。而∴滿足要77⑶計算涌水量：而含水層深度：又：⑶計算涌水量：而含水層深度：又：78⑷井點管布置：數量：井距：⑷井點管布置：數量：井距：79示例：某商住樓工程地下室基坑平面尺寸如圖所示，基坑底寬15m，長度35m，深4.1m，挖土邊坡為1:0.5.地下水深為0.6m，根據地質勘察資料，該處地面下0.7m為雜填土，此層下面有6.4m的細沙層，土的滲透系數為5m/d，再往下為不透水的黏土層，現采用輕型井點設備進行人工降低地下水位，機械開挖土方。試對該輕型井點系統進行設計計算。示例：80oA第一章土方工程課件81oA第一章土方工程課件82輕型井點施工1）準備工作

包括井點設備、動力、水源及必要材料的準備，開挖排水溝，觀測附近建筑物標高以及實施防止附近建筑物沉降的措施等。2）埋設井點的程序

排放總管→埋設井點管→用彎聯管將井點與總管接通→安裝抽水設備。

埋管沖孔封口填砂

輕型井點施工埋管沖孔封口填砂

83一、常用土方施工機械1、推土機2、鏟運機3、挖掘機

單斗挖土機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。

單斗挖土機按其操縱機構的不同，可分為機械式和液壓式兩類。

第四節

土方機械化施工一、常用土方施工機械第四節

土方機械化施工84土方機械性能及選擇推土機推土機是土方工程施工的主要機械之一。常用推土機的發動機功率有45kW、75kW、90kW、120kW等數種。推土板多用油壓操縱。如圖所示是液壓操縱的T2-100型推土機外形圖，液壓操縱推土板的推土機除了可以升降推土板外，還可調整推土板的角度，因此具有更大的靈活性。推土機操縱靈活，運轉方便，所需工作面較小、行駛速度快、易于轉移，能爬30左右的緩坡，因此應用范圍較廣。土方機械性能及選擇85推土機推土機86推土機適于開挖一至三類土。多用于平整場地，開挖深度不大的基坑，移挖作填，回填土方，堆筑堤壩以及配合挖土機集中土方、修路開道等。推土機作業以切土和推運土方為主，切土時應根據土質情況，盡量采用最大切土深度在最短距離（6~10m）內完成，以便縮短低速行進的時間，然后直接推運到預定地點。上下坡坡度不得超過35，橫坡不得超過10。幾臺推土機同時作業時，前后距離應大于8m。推土機經濟運距在100m以內，效率最高的運距為60m。為提高生產率，可采用槽形推土、下坡推土以及并列推土等方法

圖1-40T2-100型推土機外形圖圖1-40T2-100型推土機外形圖87鏟運機鏟運機是一種能綜合完成全部土方施工工序（挖土、裝土、運土、卸土和平土）的機械。按行走方式分為自行式鏟運機（圖1-41）和拖式鏟運機（圖1-42）兩種。常用的鏟運機斗容量為2m3，5m3，6m3，7m3等數種，按鏟斗的操縱系統又可分為機械操縱和液壓操縱兩種。

圖1-42拖式鏟運機外形圖圖1-41自行式鏟運機外形圖圖1-41自行式鏟運機外形圖88oA第一章土方工程課件89

鏟運機鏟運機90鏟運機操縱簡單，不受地形限制，能獨立工作，行駛速度快，生產效率高。鏟運機適于開挖一至三類土，常用于坡度20以內的大面積土方挖、填、平整、壓實，大型基坑開挖和堤壩填筑等。鏟運機運行路線和施工方法視工程大小、運距長短、土的性質和地形條件等而定。其運行線路可采用環形路線或8字路線（圖1-43）。適用于運距為600~1500m，當運距為200~350m時效率最高。采用下坡鏟土、跨鏟法、推土機助鏟法等，可縮短裝土時間，提高土斗裝土量，以充分發揮其效率。

圖1-43鏟運機開行路線a）環形路線；b）環形路線；c）大環形路線；d）8字型路線鏟運機操縱簡單，不受地形限制，能獨立工作，行駛速度快，生產效91挖掘機1．正鏟挖掘機

圖1-44正鏟挖掘機外形2．反鏟挖掘機加長臂反鏟式挖土機圖1-45后退向下，強制切土向前向下，強制切土挖掘機后退向下，強制切土向前向下，強制切土923．抓鏟挖掘機

圖1-48抓鏟挖掘機外形

4．拉鏟挖掘機

拉鏟

后退向下，自重切土直上直下，自重切土后退向下，自重切土直上直下，自重切土93

自卸式土方運輸車自卸式土方運輸車自卸式土方運輸車94

夯實主要用于小面積填土，可以夯實粘性土或非粘性土。夯實的優點是可以壓實較厚的土層。夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。夯錘借助起重機提起并落下，其重量大于1.5t，落距2.5~4.5m，夯土影響深度可超過1m，常用于夯實濕陷性黃土、雜填土以及含有石塊的填土。內燃夯土機作用深度為0.4~0.7m，它和蛙式打夯機都是應用較廣的夯實機械。人力夯土（木夯、石硪）方法則已很少使用。振動壓實主要用于壓實非粘性土，采用的機械主要是振動壓路機、平板振動器等。振動式壓路機振動式壓路機95正鏟：前進向上，強制切土反鏟：后退向下，強制切土拉鏟：后退向下，自重切土抓鏟：直上直下，自重切土單斗挖土機推土機：獨立完成挖土、運土、卸土；經濟運距100m內，效率最高60m鏟運機：獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、場地平整；經濟運距600~1500m，效率最高800m正鏟：前進向上，強制切土單斗挖土機推土機：獨立完成挖土、運土961.土方機械選擇的原則A、施工機械的選擇應與施工內容相適應；B、土方施工機械的選擇與工程實際情況相結合；C、主導施工機械確定后，要合理配備完成其他輔助施工過程的機械；D、選擇土方施工機械要考慮其他施工方法，輔助土方機械化施工。二、土方機械的選擇

1.土方機械選擇的原則二、土方機械的選擇972.土方開挖方式與機械選擇

(1)平整場地常由土方開挖、運輸、填筑和壓實等工序完成。

地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機較適宜。地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，在填方區配備推土機平整及壓路機碾壓施工。挖填方高度均不大，運距在100m以內時，采用推土機施工，靈活、經濟。2.土方開挖方式與機械選擇98(2)地面上的坑式開挖

單個基坑和中小型基礎基坑開挖，在地面上作業時，多采用抓鏟挖土機和反鏟挖土機。抓鏟挖土機適用于一、二類土質和較深的基坑；反鏟挖土機適于四類以下土質，深度在4m以內的基坑。(3)長槽式開挖

指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎和管溝，宜采用反鏟挖土機；若為水中取土或土質為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。若土質干燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可采用推土機或鏟運機施工。地面上的坑式開挖

(2)地面上的坑式開挖99(4)整片開挖

對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機開挖。若基坑內土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業。(5)對于獨立柱基礎的基坑及小截面條形基礎基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運土。

(4)整片開挖100第五節

基坑(槽)施工一、房屋定位二、放線三、基槽開挖寬度的計算四、基槽(坑)土方開挖1

基槽(坑)開挖深度控制2

基槽(坑)開挖中注意事項3

驗槽第五節

基坑(槽)施工一、房屋定位101第六節

填土與壓實

回填土是一項很重要的工作，一些建筑物沉降過大，室內地坪和散水大面積開裂，主要原因之一就是由于回填壓實沒有達到設計規范要求的緣故。一、填土的要求二、土的壓實方法三、填土壓實的影響因素四、填土質量檢查第六節

填土與壓實回填土是一項很重要的工作，一些建筑物沉102一、填土的要求

含有大量有機物、石膏和水溶性硫酸鹽(含量大于5%)的土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應作為填方土料；

以粘土為土料時，應檢查其含水量是否在控制范圍內，含水量大的粘土不宜作填土用；

一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，其最大粒徑不得超過每層鋪墊厚度的2/3。

填土應按整個寬度水平分層進行，當填方位于傾斜的山坡時，應將斜坡修筑成1∶2階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動，并盡量用同類土填筑。

回填施工前，填方區的積水采用明溝排水法排除，并清除雜物一、填土的要求103二、土的壓實方法

填土的壓實方法一般有碾壓、夯實、振動壓實等幾種。

碾壓法多用于大面積填土工程。是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機械進行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。

碾壓機械(a)自行式平碾；(b)拖式羊腳碾二、土的壓實方法碾壓機械104

夯實方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土，適用于小面積填土的壓實。夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。振動壓實是將振動壓實機放在土層表面，借助振動機械使壓實機械振動，土顆粒在振動力的作用下發生相對位移而達到緊密狀態。這種方法用于振動非黏性土效果較好。蛙式打夯機1－夯頭；2－夯架；3－三角皮帶；4－托盤

夯實方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土105三、填土壓實的影響因素

填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。

1.壓實功的影響

見圖1.15。

圖1.15土的密度與壓實功的關系示意圖土達到最大干密度時，壓實功增加但土的密度增加較小三、填土壓實的影響因素填土壓實的主要影響因素為壓1062.含水量的影響

填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實)遍數和質量。較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當土具有適當含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量(圖1.16)。各種土的最佳含水量和最大干密度見表1.2所示。

2.含水量的影響107圖1.16土的密度與含水量的關系圖1.16土的密度與含水量的關系108表1.2土的最佳含水量和最大干密度參考表

項次土的種類變動范圍最佳含水量(%)(質量比)最大干密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉質粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.80表1.2土的最佳含水量和最大干密度參考表項次土的種類1093.鋪土厚度的影響

在壓實功作用下，土中的應力隨深度增加而逐漸減小(圖1.17)，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質和含水量等因素有關。對于重要填方工程，其達到規定密實度所需的壓實遍數、鋪土厚度等應根據土質和壓實機械在施工現場的壓實試驗決定。若無試驗依據應符合表1.3的規定。3.鋪土厚度的影響110壓實作用沿深度的變化壓實作用沿深度的變化111表1.3填土施工時的分層厚度及壓實遍數

壓實機具分層厚度(mm)每層壓實遍數平碾250～3006～8振動壓實機250～3503～4柴油打夯機200～2503～4人工打夯＜2003～4表1.3填土施工時的分層厚度及壓實遍數壓實機具分層厚1124.填土質量檢查填土壓實后必須要達到密實度要求，填土密實度以設計規定的控制干密度ρd(或規定的壓實系數λ)作為檢查標準。土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實系數。土的最大干密度乘以規范規定或設計要求的壓實系數，即可計算出填土控制干密度ρd的值。土的實際干密度可用“環刀法”測定。填方施工結束后，應檢查標高、邊坡坡度、壓實程度等規定。4.填土質量檢查填土壓實后必須要達到密實度要求，填土密實度113表1-7填土工程質量檢驗標準

表1-7填土工程質量檢驗標準114§1-6爆破施工起爆方法：火花起爆、電力起爆、導爆索起爆破壞作用圈：介質距爆破中心越近，破壞越大爆破方法：裸露藥包爆破、淺孔爆破、藥壺爆破、 拆除爆破藥包壓縮圈破壞圈震動圈§1-6爆破施工起爆方法：火花起爆、電力起爆、導爆索起爆115爆破安全措施1、裝藥必須用木棒把炸藥輕輕壓入炮眼，嚴禁使用金屬棒。

2、眼深度超過4m時，須用兩個雷管起爆；如深度超過10m，則不得用火花起爆。

3、在雷雨天氣，禁止裝藥、安裝電雷管。工作人員應立即離開裝藥地點。

4、爆破警戒范圍，裸露藥包、深眼法、洞室法不小于400m；炮眼法、藥壺法不小于200m。警戒范圍立好標志，并有專人警戒。爆破安全措施116第一章土方工程常見土方工程分類：場地平整、基坑(槽)與管溝開挖、土壁支護、施工排水、降水、路基填筑以及基坑回填等。

組織土方工程施工時，盡可能機械化施工，以降低勞動強度；而且要合理安排施工計劃，盡可能避開雨季施工，否則，應作好防洪排水等準備。此外，為了降低工程施工費用，制定土方的合理調配方案。包括一切土的挖掘、填筑和運輸等過程以及排水、降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。第一章土方工程常見土方工程分類：場地平整、基坑(槽117第一節概述

一、土方工程施工具有以下特點：(1)工程量大、施工周期長。(2)施工條件復雜。(3)勞動強度高。二、土的分類及現場鑒別方法在工程上，根據土的堅硬程度和開挖方法將土分為8類，其中一～四類土為土，五～八類土為巖石。其開挖難易直接影響其施工方案、勞動量消耗和工程費用。第一節概述一、土方工程施工具有以下特點：118表1-1

土的工程分類與現場鑒別方法表1-1

土的工程分類與現場鑒別方法119oA第一章土方工程課件120三、土的性質1、土的可松性2、土的天然含水量3、土的天然密度和干密度4、土的孔隙比和孔隙率5、土的滲透性土顆粒、水、空氣三部分組成三、土的性質土顆粒、水、空氣三部分組成1211．土的可松性及可松性系數

自然狀態下的土經開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經回填壓實，仍不能恢復到原來的體積，稱為土的可松性。最初可松性系數用Ks表示，最終可松性系數用K`s表示，即：

式中：

V1——土在自然狀態下的體積；V2——土開挖后的松散體積；

V3——土經回填壓實后的體積。Ks用于計算土方施工機械及運土車輛等參數；K‘s用于計算場地平整標高及填方時所需挖土量等參數；Ks=V2/V1；K`s=

V3/

V11．土的可松性及可松性系數Ks用于計算土方施工機械及運土車輛122示例：試計算開挖800m3的基坑，需要運走多少土方量？回填一個200m3的基坑，需要挖方的土方量是多少？已知：ks=1.30；ks‘=1.15解：1、運走的土方量=800×1.3=1040m32、需挖方的土方量=200/1.15=174m3示例：解：1232、土的天然含水量ω在天然狀態下，土中水的質量mw與固體顆粒質量ms之比的百分率叫土的天然含水率，反映了土的干濕程度。ω=mw/ms(%)2、土的天然含水量ωω=mw/ms(%)124

3.土的天然密度和干密度ρ

在天然狀態下，單位體積土的質量稱為土的天然密度。它與土的密實程度和含水量有關。

土的天然密度按下式計算：

干密度ρ

d:土的固體顆粒質量與總體積的比值.用下式表示：式中:

ρ——土的天然密度,kg/m3；

m（ms）——土的總質量（土中固體顆粒的質量）,kg；

V—土的體積,m3.ρ=m/Vρd=ms/V3.土的天然密度和干密度ρρ=m/Vρd=ms/125

在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度.土的干密度愈大,表示土愈密實.工程上常把土的干密度作為評定土體密實程度的標準，以控制填土工程的壓實質量。土的密實程度主要通過檢驗填方土的干密度和含水量來控制.ρ=m/V=（ms+mw）/V=（ms+ωmw）/V=（1+ω）ms/V=（1+ω

）ρd

ρ=m/V=（ms+mw）/V=（ms+ωmw）/V1264、土的孔隙比e和孔隙率n孔隙比e是土的孔隙體積Vv與固體體積Vs的比值。

孔隙率n是土的孔隙體積Vv與總體積V的比值，用百分率表示。孔隙比和孔隙率反映了土的密實程度。孔隙比和孔隙率越小土越密實。e=Vv/Vsn=Vv/V4、土的孔隙比e和孔隙率ne=Vv/Vsn=Vv/V127

5、土的滲透性

土的滲透性：指土體被水透過的性質.土的滲透性用滲透系數表示.

滲透系數：表示單位時間內水穿透土層的能力,以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關,是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數。

土的滲透系數見[表1-2]所示5、土的滲透性128表1-2

土的滲透系數參考表表1-2

土的滲透系數參考表129第二節

土方量計算及土方調配

在土方施工之前,必須計算土方的工程量.但各種土方工程的外形有時很復雜,而且不規則.一般情況下,將其劃分成為一定的幾何形狀,采用具有一定精度而又和實際情況近似的方法進行計算.

一、基坑與基槽土方量計算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算

(如圖1-1所示).即：

V=(H/6)(F下+4F中+F上)第二節

土方量計算及土方調配在土方施工之前,130式中H——基坑深度,m；

F上、F下——基坑上、下底的面積，m2；

F中—基坑中截面的面積，m2.圖1-1

基坑開挖土方量計算

式中131圖1-2

基槽開挖土方量計算

基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(如圖1-2所示)：沿長度方向分段計算Vi,再V=∑Vi

斷面尺寸不變的槽段：Vi=Fi×Li

斷面尺寸變化的槽段：Vi=(Fi上+4Fi中+Fi下)Li/6oA第一章土方工程課件132二、場地平整土方計算對于在地形起伏的山區、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地,主要是削凸填凹,移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設計要求的平面.場地挖填土方量計算一般采用方格網法.方格網法計算場地平整土方量步驟為：

1.繪制方格網

2.確定場地設計標高

3.計算場地各個角點的施工高度

4.計算“零點”位置，確定零線

5.計算方格土方工程量

6.邊坡土方量計算

7.計算土方總量

二、場地平整土方計算1331.繪制方格網圖

采用方格網圖(一般在1：500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格,與測量的縱橫坐標相對應,在各方格角點規定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設計標高(Hn),如圖1-3所示.圖1-3

方格網法計算土方工程量圖24返回221.繪制方格網圖24返回221342.確定場地設計標高(1)考慮的因素(2)初步標高(按挖填平衡)(3)場地設計標高的調整oA第一章土方工程課件135(1)考慮的因素：①滿足生產工藝和運輸的要求；②盡量利用地形，減少挖填方數量；③爭取在場區內挖填平衡，降低運輸費；④有一定泄水坡度，滿足排水要求.⑤場地設計標高一般在設計文件上規定，如無規定：A.小型場地――挖填平衡法；B.大型場地――最佳平面設計法(用最小二乘法，使挖填平衡且總土方量最小)。(1)考慮的因素：136(2)初步標高H0(按挖填平衡)場地初步標高H0：Nn：方格個數；H11、H12、H21、H22：一個方格各角點的自然標高。

H1、H2、H3、H4：分別為一個、兩個、三個、四個方格共用角點的標高.(2)初步標高H0(按挖填平衡)Nn：方格個數；137(3)場地設計標高的調整①土的可松性土的可松性會造成填土多余，需相應的提高設計標高。②就近借棄土由于場內大型基坑挖出的土方修筑路堤填方的土方，以及從經濟角度比較后，將部分挖方就近棄于場外或將部分填方就近取土于場外等等，均會引起挖填土方量的變化。③按泄水坡度

A：單向排水時，各方格角點設計標高為:

Hn=H0±

li

B：雙向排水時，各方格角點設計標高為：

Hn=H0±lxix±lyiy17(3)場地設計標高的調整17138oA第一章土方工程課件1393.計算場地各個角點的施工高度hn

施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設計標高為基準的挖方或填方的施工高度.各方格角點的施工高度按下式計算：

hn=Hn-H

式中

hn——角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n——方格的角點編號(自然數列1，2，…，n).

Hn——角點設計高程，

H——角點原地面高程.3.計算場地各個角點的施工高度hn1404.計算“零點”位置，確定零線

方格邊線一端施工高程為“+”,若另一端為“-”,則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即“零點”(如圖1-4所示).圖1-4

零點位置17零點位置按下式計算：

h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值),m；

a—方格網的邊長，m.

4.計算“零點”位置，確定零線17零點位置按下式計算：141

確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示.

方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。圖1-5

零點位置圖解法

確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1-5所示142

5.計算方格土方工程量

按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式，逐格計算每個方格內的挖方量或填方量.表1-3常用方格網點計算公式

5.計算方格土方工程量1436.邊坡土方量計算場地的挖方區和填方區的邊沿都需要做成邊坡,以保證挖方土壁和填方區的穩定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算：

一種為三角棱錐體(圖1-6中①～③、⑤～⑾)；

另一種為三角棱柱體(圖1-6中④).6.邊坡土方量計算144圖1-6

場地邊坡平面圖

oA第一章土方工程課件145

A三角棱錐體邊坡體積

式中

l1——邊坡①的長度；

A1

——邊坡①的端面積；A1=（mh2）h2/2

h2——角點的挖土高度；

m——邊坡的坡度系數，m=寬/高.

B

三角棱柱體邊坡體積

A三角棱錐體邊坡體積

146兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積：

式中

l4

——邊坡④的長度；

A1、A2、A0——邊坡④兩端及中部橫斷面面積.兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積：

1477.計算土方總量

將挖方區(或填方區)所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總,即得該場地挖方和填方的總土方量.8.例題【例1.1】某建筑場地方格網如圖1-7所示，方格邊長為20m×20m,填方區邊坡坡度系數為1.0,挖方區邊坡坡度系數為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.7.計算土方總量148圖1-7

某建筑場地方格網布置圖

oA第一章土方工程課件149【解】(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然標高，計算結果列于圖1-8中.由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10m

h2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53m

h4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34m

h6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16m

h8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83m

h10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20m

h12=251.46-251.40=0.06m【解】(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然150圖1-8

施工高度及零線位置

oA第一章土方工程課件151(2)計算零點位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點存在.由公式1.10求得：1—5線

x1=4.55(m)

2—6線

x1=13.10(m)

6—7線

x1=7.69(m)

7—11線

x1=8.89(m)

11—12線

x1=15.38(m)(2)計算零點位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7152將各零點標于圖上,并將相鄰的零點連接起來,即得零線位置，如圖1-8.

(3)計算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形,土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格Ⅰ底面為兩個梯形,土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

將各零點標于圖上,并將相鄰的零點連接起來,即得零線153方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：VⅡ(+)=65.73

(m3)

VⅡ(-)=0.88

(m3)

VⅤ(+)=2.92

(m3)

VⅤ(-)=51.10

(m3)

VⅥ(+)=40.89

(m3)

VⅥ(-)=5.70

(m3)

方格網總填方量：

∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34

(m3)

方格網總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26

(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為：154(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體計算外,其余均按三角棱錐體計算,

可得：V①(+)=0.003

(m3)

V②(+)=V③(+)=0.0001

(m3)

V④(+)=5.22

(m3)

V⑤(+)=V⑥(+)=0.06

(m3)

V⑦(+)=7.93

(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01

(m3)

V⑩=0.01

(m3)

V11=2.03

(m3)

V12=V13=0.02

(m3)

V14=3.18

(m3)(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角棱柱體155圖1-9

場地邊坡平面圖

oA第一章土方工程課件156邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：

∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)

邊坡總填方量：157三、土方調配

編制土方調配方案應根據地形及地理條件，把挖方區和填方區劃分成若干個調配區，計算各調配區的土方量，并計算每對挖、填方區之間的平均運距(即挖方區重心至填方區重心的距離)，確定挖方各調配區的土方調配方案，應使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從而縮短工期、降低成本.

協調處理挖土的利用、堆棄和填土取得三者之間的關系。三、土方調配協調處理挖土的利用、堆棄和填土取得三者之間的關158土方調配的原則：

1、應力求達到挖填平衡和運輸量最小的原則；2、應考慮近期施工與后期利用相結合的原則；3、盡可能與大型地下建筑物的施工相結合；4、調配區大小的劃分應滿足主要土方施工機械工作面的大?。ㄈ珑P運機鏟土的長度）的要求，使土方機械和運輸車輛的效能得到充分發揮。調配方案確定后，繪制土方調配圖如圖1.10，在土方調配圖上要注明挖填調配區、調配方向、土方數量和每對挖填之間的平均運距.圖中的土方調配，僅考慮場內挖方、填方平衡.A為挖方，B為填方.土方調配的原則：159圖1-10

土方調配圖

箭頭上方數字為土方調配量，箭頭下方數字為平均運距。箭頭上方數字為土方調配量，箭頭下方數字為平均運距。160第三節

施工準備與輔助工作一、施工準備(1)場地清理在場地平整施工前,應利用原場地上已有各類控制點,或已有建筑物、構筑物的位置、標高,測設平場范圍線和標高.對