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第三章 土方工程 主讲：胡莉萍 建筑施工技术建筑施工技术 目 录 第一节 概述 第二节 土方工程量计算与土方调 配 第三节 边坡稳定问题 第四节 施工排水及人工降低地下水位 第五节 填方施工 建筑施工技术建筑施工技术 第一节 概 述 建筑施工技术建筑施工技术 本 节 要 点 土方工程施工的特点 土的可松性 土的工程分类 建筑施工技术建筑施工技术 土方工程是建筑工程的先导工程， 是建筑施工主要的工种工程之一。 它的施工过程包括土的开挖、爆破 、运输、填筑、平整和压实。 工业与民用建筑工程中土方工程一 般分为四类： 1.场地平整 2.基坑(槽)及管沟开挖 3.地下工程大型土方开挖 4.土方填筑 建筑施工技术建筑施工技术 土方工程的特点： 1、面广量大、劳动繁重 2、施工条件复杂 土方工程多为露天作业，施工 受当地气候条件影响大，且土的 种类繁多，成分复杂，工程地质 及水文地质变化多，也对施工影 响较大。 建筑施工技术建筑施工技术 第一节 概述 1、土的可松性 自然状态下的土，经开挖后，其体积因松 散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复 成原来的体积，这种性质，称为土的可松性 。 工程意义：对土方平衡调配，基坑开挖时留 弃土方量及运输工具的选择有直接影响。 土的可松性的大小用可松性系数表示。分为 最初可松性系数和最终可松性系数。 建筑施工技术建筑施工技术 土的可松性系数 土的类别 KSKS/土的类别KSKS/ 一类土1.081.171.011.03四类土1.261.451.061.20 二类土1.141.241.021.05五类土1.301.501.101.30 三类土1.241.301.041.07六类土1.451.501.281.30 建筑施工技术建筑施工技术 第一节 概述 （1）最初可松性系数KS 自然状态下的土，经开挖成 松散状态后，其体积的增加， 用最初可松性系数表示。 （2）最终可松性系数K/S 自然状态下的土，经开挖成 松散状态后，回填夯实后，仍 不能恢复到原自然状态下体积 ，夯实后的体积与原自然状态 下体积之比，用最终可松性系 数表示。 (见教材P19表3-1) 建筑施工技术建筑施工技术 第一节 概 述 土的工程分类 土的种类繁多，其工程性质直接 影响土方工程施工方法的选择，劳 动量的消耗和工程费用。 土的分类方法很多，我们主要学 习掌握与我们建筑施工技术课联系 较大的，根据土的开挖难易程度， 在现行预算定额中，将土分为松软 土、普通土、坚土等八大类。 (见教材P19表3-2) 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土 方调配 建筑施工技术建筑施工技术 本 节 要 点 基坑、基槽土方量计算 场地设计标高的确定 场地平整土方量计算 土方调配方案 土方工程机械化施工 模拟题 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 了解:临时性挖方边坡值。三棱柱法计算土方 量，边坡土方量计算方法。 熟悉：影响土方边坡的稳定的因素及土方边 坡的形式，场地设计标高的调整方法。 掌握：基坑（基槽）土方量计算公式，场地 平整的基本原则和计算步骤及方法。 讲授重点 基坑（基槽）土方量计算，场地 平整的基本原则和计算步骤及方法。 讲授难点 场地平整的基本原则和计算步骤 及方法。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 一、基坑、基槽土方量计算 （一）基坑土方量计算 基坑土方量的计算，可近似地按拟 柱体体积公式计算（图3-1 图3-2） 图3-1 基坑土方量计算 图3-2基槽土方量计算 基坑土方量计算 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 1第一段土方量。 1第一段的长度。 总土方量为各段土方量之和 。 1 2 n 1、2、n各分 段的土方量（m3） （二）基槽土方量计算 基槽土方量计算 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 二、场地设计标高的确定 （一）确定场地设计标高的方法： 、一般要求挖方量和填方量基本平衡 ； 、初步确定场地设计标高时，可根据 平整前和平整后，方格网内的挖方量 和填表方量相等的原则确定； 、最终采用的场地设计标高，还应考 虑到一些因素的影响； 、要考虑土的可松性的影响，标高会 提高一个H。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 适当提高设计标高 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 总之，合理确定场地设计标高，是 对工程设计和施工都十分重要的一项 工作。除了进行必要的理论计算外， 还要对场地设计标高的各种影响因素 进行分析，经综合考虑后做出最后的 决定，作为最终采用的场地设计标高 。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 （二）初步确定场地设计标高（理 论） 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 平整场地坡度，一般标明在图纸上，如 设计无要求，一般取不小于2的坡度， 根据设计图纸或现场情况，泄水坡度分单 向泄水和双向泄水。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 A 单向泄水 什么叫单向泄水 当场地向一个方向排水时，称为单 向泄水。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 单向泄水时场地设计标高计算 将已调整的设计标高（H/0）作为 场地中心线的标高参考图113， 场地内任一点设计标高为： Hij = H/0 L i Hij 场地内任一点的设计标高。 L 该点至H0H0中心线的距离。 i 场地泄水坡度。 + 该点比H/0H/0线高取“+”号，反之取“”号。 H11 = H/0 +1.5 a i 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 图113 单向泄水 返回 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 图114 双向泄水 返回 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 B 双向泄水 什么叫双向泄水 场地向两个方向排水，叫双向泄水 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 双向泄水时设计标高计算 将已调整的设计标高H/0作 为场地纵横方向的中心点（ 图114），场地内任一点 的设计标高为 ： 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 双向泄水时设计标高计算 Hij = H/0 Lx iX Ly iy Lx 该点距轴的距离（m）； Ly 该点距轴的距离（m）； iX . iy 场地在方向的泄水坡度 。 + 该点比H0点高取“+”号，反 之取“”号。 如图：H11=H/0 +1.5 a ix + a iy 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 计算零点标出零线 计算各方格角点的施工高度 公式H0是假定场地为水平，不考虑 泄水坡、边坡，根据平整前总土方 量等于平整后总土方量求得的。 公式 Hij 是考虑泄水坡度后场地内 任一方格角点的设计标高。但是在 实际施工中，每一个方格是挖方还 是填方呢？若为挖方，应挖多少？ 若为填方，应填多少？这就是施工 高度问题。 建筑施工技术建筑施工技术 所谓施工高度:就是每一个方格角点 的挖填高度，用 hn表示。 hn = Hij Hn h 该角点的挖填高度，“+” 值表示填方“，”值表示挖方。 Hij 该角点设计标高。 H n 该角点自然地面标高。 也就是地形图上，各方格角点实际 标高，当地形平坦时，按地形图用 插入法求的，当地面坡度变化起伏 较大时，用经纬仪测出。 第二节 土方工程量计算与土方调配 建筑施工技术建筑施工技术 计算零点标出零线 当同一方格的四个角点的施工高度全为“+”或 全为“”时，说明该方格内的土方则全部为 填方或全部为挖方，如果一个方格中一部分 角点的施工高度为“+”，而另一部分为“”时 ，说明此方格中的土方一部分为填方，而另 一部分为挖方，这时必定存在不挖不填的点 ，这样的点叫零点，把一个方格中的所有零 点都连接起来，形成直线或曲线，这道线叫 零线，即挖方与填方的分界线。 第二节 土方工程量计算与土方调配 建筑施工技术建筑施工技术 计算零点的位置:是根据方格角点的施工 高度用几何法求出，如图（图115）所示 ，D点为挖方，C点为填方，则： AOC DOB 图115计算零点的位置示意图 第二节 土方工程量计算与土方调配 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 式中： h 1 、 h2 相邻两角 点 填、挖方施工高度（以绝对值带入）（m ）； a 方格边长（m）； x 零点距角点A的距离（m）。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 计算土方工程量 四棱柱法 A、方格四个角点全部为挖或 填方时（图116），其挖方或填方 体积为： 式中：h1、h2、h3、h4、 方格四个角点挖或填的施工高度， 以绝对值带入（m）；a 方格 边长(m)。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 图116 角点全填或全挖 返回 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图117）， 其挖方或填方体积分别为： B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图117）， 其挖方或填方体积分别为： 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 图117角点二填或二挖 返回 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 C、方格三个角点为挖方，另一个角 点为填方时（图118）， 其填方体积为： 其挖方体积 为： 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 图118角点一填三挖 返回 建筑施工技术建筑施工技术 计算土方工程量 三棱柱法 计算时先把方格网顺地形等高线 将各个方格划分成三角形（图1 19） 图119 按地形方格划分成三角形 每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用h1、h2 、h3表示。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 A、当三角形三个角 点全部为挖或填时（图1 20a）， 其挖填方体积为： 式中：a方格边长（m）； h1、h2、h3三角形各角点的施工 高度，用绝对值（m）代入。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 五、土方工程机械化施工 土方工程施工机械的种类繁多，常 用的有推土机、铲运机、装载机、 平土机、松土机、单斗挖土机、多 斗挖土机和各种碾压、夯实机械。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 （一）推土机 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 1、推土机的作业内容 2、推土机的施工方法 （1）下坡推土 （2）并排推土 （3）槽形推土 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 （二）铲运机 铲运机有拖式铲运机和自行式铲运 机两种。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 铲运机能独立完成铲土、运土、卸 土、填筑、压实等多项作业。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 自行式铲运机经济运距为8001500m， 拖式铲运机经济运距为200350m。 铲运机的运行路线对生产效率影响较大 ，应根据工程具体条件合理选择。 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 （三）单斗挖土机 1、正铲挖土机 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 2、反铲挖土机 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方 调配 3、拉铲挖土机 建筑施工技术建筑施工技术 第二节 土方工程量计算与土方调配 4、抓铲挖土机 建筑施工技术建筑施工技术 第三节 边坡稳定问题 为了施工安全,防止塌方,保持基 坑(槽)土壁的稳定,在土方工程施 工中,对挖方或填方边缘,均应制 成一定坡度的边坡。 土方边坡的大小，应根据土质条 件、挖方深度或填方高度、地下 水位、排水情况、施工方法、边 坡留置时间的长短、边坡上部的 荷载情况、相邻建筑物的情况等 因素综合考虑确定。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 一、集水井降水法 1、集水井的设置 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 2、水泵性能的选择 常用的有离心泵和潜水 泵。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 二、井点降水法 1、井点降水法的原理与作用 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 2、井点降水的方法 降低地下水位的方法有轻型井点 、喷射井点、电渗井点、管井井 点、深井井点等。可根据降水深 度、土层渗透系数、技术设备条 件等合理选用，各类井点的施工 范围如表3-9。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 （1）轻型井点的设备 轻型井点由管路系统和抽水设备两 部分组成。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 （2）轻型井点的布置 平面布置（单排）。基坑宽度小于6m ；降水深度不超过5m。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 平面布置（环形）。当基坑面积 较大时。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 高程布置 轻型井点降水深度,考虑抽水设备的水头 损失以后,一般不超过6m。 计算公式：HH1hiL H1：井点管埋置面至坑底面的距离，m； h ：基坑底面至降低后的地下水位线的距离 ，m； i：水力坡度，单排井点取1/4，环形井点取 1/10； L：井点管至基坑中心的水平距离，m。 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 （3）轻型井点的设计与计算 基坑涌水量计算 根据井底是否达到不透水层，可将水井分 为无压完整井和无压非完整井。 无压完整井：井底达到不透水层。 无压非完整井：井底未达到不透水层。 确定井点管数量与间距 建筑施工技术建筑施工技术 第四节 施工排水和人工降低 地下水位 （4）轻型井点的施工 轻型井点的施工程序为敷设总管、冲孔埋 设井点管、安装抽水设备、抽水试运转。 井点管埋设一般采用冲孔法。用起重设备 将冲管吊起，