土石方工程全面讲义

1、土木工程施工技术土木工程施工技术Construction Technology of Civil Engineering 陈墨金茂大厦金茂大厦工程概况及施工特点工程概况及施工特点:建筑高度为420.5米的“中华第一高楼”，钢结构总重为1.9万吨。三道重达分别重1200-1600吨的外伸桁架采用了世界超高钢结构的最新设计和最新技术；38米高的四层塔楼在385米高空采用双机抬吊整体安装；工程采用独创的“3X间隙测量法，使大楼的垂直偏差达到二十万分之一。优于国际公认的美国标准。获奖奖项及科技创新获奖奖项及科技创新:获美国伊利诺斯州工程协会授予1998年最佳结构大奖。1999年度获国家科技进步一等奖。

2、东方明珠东方明珠上海广播电视塔上海广播电视塔工程概况及施工特点工程概况及施工特点:高度468米的亚洲第一高塔。三个直径分别为50米、45米及14米的巨型钢结构球体，分别重 450吨800吨50吨;最引人瞩目的是长118米、重450吨的钢天线桅杆采用钢绞线悬挂承重、计算机控制液压整体提升以及高重心、无配重保持平衡等一系列全新技术在400米高空成功实施安装。获奖奖项及科技创新获奖奖项及科技创新:获国家优秀发明二等奖1995年获建设部科技进步二等奖1996年获上海优秀发明十年成就金奖1996年获上海优秀发明一等奖1995年获上海市科技进步二等奖2000年荣获首届中国土木工程（詹天佑）大奖。浦东国际浦

3、东国际机场航站楼机场航站楼工程概况及施工特点工程概况及施工特点:总建筑面积达16万平方米，钢结构总重3万余吨。主楼的“巨鸥”型钢屋盖采用了“地面节间拼装，屋面空间组装，区段整体移位计算机同步控制”，该屋盖翼展达140米，牵引重量达1200吨。月钢结构安装量达到6000吨获奖奖项及科技创新获奖奖项及科技创新:钢结构安装技术获得1999年上海市科技进步二等奖2000年度荣获中国建筑工程鲁班奖。天津体育馆天津体育馆2008北京奥运北京奥运会主体育场会主体育场 合肥五里墩立交桥合肥五里墩立交桥 安徽最长的隧道大安徽最长的隧道大房郢水库与董铺水库房郢水库与董铺水库隧道，长隧道，长1058m，为，为双向隧

4、道。双向隧道。 高速公路高速公路 地面地面隧道隧道 悉尼歌剧院悉尼歌剧院 巴林世贸中心，巴林世贸中心，高度超过高度超过240240公公尺、直入云霄尺、直入云霄的两栋的两栋5050层大层大楼，屹立在波楼，屹立在波斯湾岸。这座斯湾岸。这座独特的建筑有独特的建筑有部分供电来自部分供电来自风力发电风力发电对对此种摩天大楼此种摩天大楼而言，实为革而言，实为革命性的设计。命性的设计。 土木工程施工技术土木工程施工技术 是一门研究土木工程施工中各主要工种工程是一门研究土木工程施工中各主要工种工程的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。一、课程内容一、课程内容( (房屋施工

5、的全过程房屋施工的全过程) ) 1 1、土石方工程、土石方工程 2 2、地基与基础工程、地基与基础工程 3 3、砌体工程、砌体工程 4 4、钢筋混凝土结构工程、钢筋混凝土结构工程 5 5、预应力混凝土工程、预应力混凝土工程 6 6、高层建筑施工、高层建筑施工 7 7、防水工程、防水工程 8 8、装饰工程、装饰工程二、课程研究对象二、课程研究对象 本课程研究的是土木工程，包括本课程研究的是土木工程，包括建筑工程建筑工程、道路与、道路与桥梁工程、矿井建设等专业领域施工技术的一般规律。桥梁工程、矿井建设等专业领域施工技术的一般规律。三、课程教学目的三、课程教学目的 是使学生掌握土木工程施工的基础知识

6、，基本理论是使学生掌握土木工程施工的基础知识，基本理论和决策方法，使学生具有解决土木工程施工中施工技术和决策方法，使学生具有解决土木工程施工中施工技术问题的问题的初步能力初步能力。四、课程基本要求四、课程基本要求 1 1、了解建筑工程施工中各主要工种工程施工工艺，、了解建筑工程施工中各主要工种工程施工工艺，掌握施工方案拟定的基本方法。掌握施工方案拟定的基本方法。 2 2、具有分析处理施工技术问题的初步能力。、具有分析处理施工技术问题的初步能力。 3 3、对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。、对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。五、课程特点五、课程特点 综合性、工艺性、实践性、操

7、作性较强综合性、工艺性、实践性、操作性较强六、学习方法六、学习方法 注意：理论联系实际和知识的综合运用。注意：理论联系实际和知识的综合运用。 掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算七、课程在建筑工程中的地位七、课程在建筑工程中的地位 建筑工程的四个阶段建筑工程的四个阶段 八、建设部推广的十项新技术八、建设部推广的十项新技术 1 1、深基坑支护技术、深基坑支护技术 2 2、高强高性能混凝土技术、高强高性能混凝土技术 3 3、高效钢筋和预应力混凝土技术、高效钢筋和预应力混凝土技术 4 4、粗钢筋连接技术、粗钢筋连接技术 5 5、新型模板和脚手架应用

8、技术、新型模板和脚手架应用技术 6 6、建筑节能和新型墙体应用技术、建筑节能和新型墙体应用技术 7 7、新型建筑防水和塑料管技术、新型建筑防水和塑料管技术 8 8、钢结构技术、钢结构技术 9 9、大型构件和设备的整体安装技术、大型构件和设备的整体安装技术 1010、企业的计算机应用和管理技术、企业的计算机应用和管理技术 勘测勘测 设计设计 施工施工 验收验收 所有建筑工程的施工所有建筑工程的施工, ,都是由土方工程开始的都是由土方工程开始的, ,我们的施我们的施工技术课程也就由此开始。工技术课程也就由此开始。内容提要：1 1、土石方种类及现场如何鉴别。、土石方种类及现场如何鉴别。2 2、土石方

9、的施工方法以及机械化施工。、土石方的施工方法以及机械化施工。重点：1 1、边坡的稳定、边坡的稳定2 2、施工排水、施工排水3 3、填方的压实、填方的压实4 4、土石方施工机械的性能和如何提高生产效率。、土石方施工机械的性能和如何提高生产效率。5 5、质量事故原因的分析及如何防治和根治。、质量事故原因的分析及如何防治和根治。工作内容：挖掘、支护、填筑、地下水控制。挖掘、支护、填筑、地下水控制。学习要求：1 1、了解土石方的种类及现场如何鉴别；了解常用土石方的施工机、了解土石方的种类及现场如何鉴别；了解常用土石方的施工机械性能和如何选用。械性能和如何选用。2 2、熟悉土坡失稳的原因和产生流沙的原因

10、。、熟悉土坡失稳的原因和产生流沙的原因。3 3、掌握土石方工程常见的质量事故的预防措施和根治方法。、掌握土石方工程常见的质量事故的预防措施和根治方法。 1.1 概述概述一、一、 土方工程的分类及分类及施工特点： (一一)分类：分类：1、场地平整场地平整 定义：定义：是将天然地面改造成所要求的设计平面时所进行的土石方施是将天然地面改造成所要求的设计平面时所进行的土石方施工全过程。工全过程。特点：特点：工作量大（如土方量数百万平方米以上）工作量大（如土方量数百万平方米以上） 、劳动繁重（如工、劳动繁重（如工期长）、施工条件复杂（如气候、水文、地质条件）等。期长）、施工条件复杂（如气候、水文、地质条

11、件）等。准备工作准备工作：地形图地形图、工程地质、水文地质勘察资料；、工程地质、水文地质勘察资料；原有地下管道、电缆和地下构筑物资料；原有地下管道、电缆和地下构筑物资料；土石方施工图等。土石方施工图等。 2、基坑（槽）、管沟施工、基坑（槽）、管沟施工定义：定义：指开挖宽度在指开挖宽度在3m以内的基槽或开挖底面积在以内的基槽或开挖底面积在20m2以以内的土石方工程。内的土石方工程。特点：特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确；要求开挖的标高、断面、轴线准确；土石方量少；土石方量少；受气候影响较大（冰冻、下雨等）；受气候影响较大（冰冻、下雨等）；3、地下大型土石方工程、地下大型土石方工程定义：定义：

12、对对人防工程人防工程（地下停车库？地下停车库？）、大型建筑物的地下室、）、大型建筑物的地下室、深基础施工等而进行的地下大型土石方开挖。深基础施工等而进行的地下大型土石方开挖。4、土石方填筑（回填工程）、土石方填筑（回填工程）定义：定义：对低洼处用土石方分层填平。对低洼处用土石方分层填平。特点：特点：大型土石方填筑大型土石方填筑与场地平整同时进行、交叉施工；与场地平整同时进行、交叉施工；基坑、基槽、管沟回填基坑、基槽、管沟回填地下工程施工完毕后进行。地下工程施工完毕后进行。二 土的工程分类 根据土方开挖的难易程度，将土分为八类及16 个级别。一四类为土;五八类为岩石。土的类别土的级别 土的名称开

13、挖方法及工具 一类土（松软土） 砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘 二类土（普通土） 亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘；少许用镐翻松 三类土（坚土） 软及中等密实的粘土、重亚粘土、干黄土及含有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锲子及大锤 四类土（砂砾坚土） 重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤 五类土（软石） -硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩用镐或撬棍、大锤

14、挖掘，部分用爆破方法 六类土（次坚石） -IX泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩用爆破方法开挖，部分用镐 七类土 （坚石） X-XIII大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法开挖 八类土 （特坚石） XIV-XVI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、玢岩用爆破方法开挖 土的工程分类三三 土的工程性质土的工程性质( (一一) )土的密度土的密度 : :1 天然密度 天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量，用表示，即m土体的质量；V土的天然体积。v

15、m土的总体积气水土气水土mmgv2 干密度d 单位体积土中固体颗粒的质量，用d表示，即ms土中固体颗粒的质量。V土的天然体积vmds干密度工程意义：干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度d ，从而可判断土是否达到要求的密实度。干密度干密度评定土体密实度的标准评定土体密实度的标准(二二)土的密实度土的密实度:通常用密实度表示土的紧密程度。土的密实度=土的实际干密度/土的最大干密度土的最大干密度用击实试验测定。土的实际干密度用环刀法测定。 土的实际干密度一般用环刀法环刀法测定，用一个体积已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环

16、刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。(环刀高20mm，内径61.8mm或79.8mm，环刀重w2，环刀+土重w1） 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.土的这种性质称为可松性. 土的可松性大小用可松性系数表示:式中 :Ks 最初可松性系数;Ks 最终可松性系数; V1土在自然状态下的体积(天然密实土)； V2土经开挖后松散状态下的体积(松土)； V3土经回填压实后的体积(压实土)。 V V1 1 V V3 3 V V2 2 1 K 1 KS S K KS S1312VVKVVKss( (三三) )土的可松性土的可松性: :312V

17、VV工程意义：工程意义：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。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。说明：（1）计算土方量计算土方量：用天然密实土的体积 V V1 1 （2）土方运输土方运输：用松土的体积 V V2 2，考虑 K KS S （3）土方回填土方回填：用压实土的体积 V V3 3 ，考虑 K KS S 土的类型KsKs 一类土 1.08 1.171.01 1.03 二类土 1.14 1.241.02 1.05

18、 三类土 1.24 1.30 1.04 1.07 四类土 1.26 1.451.06 1.20 五类土 1.30 1.50 1.10 1.30 六类土 1.45 1.501.28 1.30土的可松性系数例. 建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1：m=1 ：0.5；Ks=1.30，K/s =1.05）图1-3BH解：解：m叫边坡坡度系数，m=B/H B=mH= 0.52=1 .0m挖土体积=截面面积长33332603 .1)300500(21005.1300500300

19、1000 .350010022)115 .1 (5 .1mmmm运输量填方量基础体积挖方量 土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,水流通过土中空隙的难易程度叫土的透水性.土的透水性是土的水力学主要性质之一.( (四四) )土的透水性土的透水性: :L Lh h2 2h h1 1v vA AB B达西达西(H.Darcy)(H.Darcy)定律定律: :V=K V=K = K = KI I h h1 1-h-h2 2 L L式中式中: : I I= = = - = - 称为水力坡度称为水力坡度 ; ; K- K-渗透系数渗透系数(m/h,m/d,cm/s(m/h,m/d,cm/s) ) 为一

20、比为一比例系数例系数, , 当当 I I =1.0=1.0时时, , V=KV=Kh h1 1-h-h2 2 L L h h L L土的类型K (m/d)土的类型K (m/d) 漂石(无砂质充填) 500 1000 粉 砂0.5 1 卵 石 100 500 黄 土0.25 0.5 砾 石 50 150 粘砂土0.1 0.5 粗 砂 20 50 轻砂粘土0.05 0.1 中 砂 5 20 重砂粘土0.001 0.05 细 砂 1 5 粘 土 0.001渗透系数K经验近似值( (五五) )土的土的含水量含水量 : : 土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。 %100221GGG 式中: 土的含水量

21、G1含水状态时土的质量； G21050C烘干后土的质量。 G1- G2=水份的质量. 干土干土: : 30%1.2土石方工程的机械化施工土石方工程的机械化施工一、一、 推土机推土机 1 1、组成：、组成： 拖拉机 推土铲刀 2 2、行走方式：、行走方式： 履带式 轮胎式 3 3、铲刀操纵方式：、铲刀操纵方式： 钢丝绳操纵 液压操纵 4 4、特点：、特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快，易于转移，能爬300左右的缓坡。5 5、适用范围：、适用范围：多用于清理场地，平整土地，开挖深度不大的基坑，填平沟槽以及配合铲运机、挖土机等工作。此外，在推土机后面，可安装松土装置，破松硬土或

22、冻土，也可以拖挂羊足碾，进行土方压实工作。推土机可以推挖一三类土，推送距离宜在100米以内，以运距在50米以内经济效果最好。TY220履带履带式推土机式推土机移山-TY220履带式推土机参照日本小松制作所D85A-18先进技术生产的大马力推土机。6 6、施工方法、施工方法下坡推土法下坡推土法（生产效率提高30%-40%，推土坡度150）分批集中一次推土法分批集中一次推土法并列推土法并列推土法（增加推土量15%-30%，铲刀相距15-30cm，运距20-70m）槽形推土法槽形推土法（增加推土量10%-30%）铲刀上附加侧板铲刀上附加侧板7 7、推土机的生产率、推土机的生产率 水平推土每小时生产水

23、平推土每小时生产率率)/(36003hmKTqQSVhq 每次推土量(m3) KS土的最初可松性系数； TV从推土开始到将土送至填土地点循环延续时间（秒）推土机的台班生产率 Qd= 8 Qh KB (m3/台班)KB 时间利用系数（取0.720.75)上坡推土上坡推土推土机功率乘以相应坡度系数 = 1015% 坡度系数 0.92 = 1525% 坡度系数 0.88 = 25%以上 坡度系数 0.80二、铲运机二、铲运机 铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗，在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。1 1、种类：、种类： 拖式铲运机 自行式铲运机 2 2、铲斗

24、操纵方式、铲斗操纵方式 钢丝绳操纵 液压操纵3 3、特点、特点 因为能综合完成挖土、运土、卸土和 平土工作，因而管理简单，效率高， 运转费用低，对行使道路要求较低。 铲运机铲运机: : 是一种能够独立完成铲土是一种能够独立完成铲土 、运土、卸土、运土、卸土 、填筑和压实的施工机械、填筑和压实的施工机械 . . C4-7C4-7型自行式铲运机型自行式铲运机 1-1-驾驶室驾驶室;2-;2-前轮前轮;3-;3-中央枢架中央枢架;4-;4-转向油缸转向油缸;5-;5-辕架辕架;6-;6-提斗油缸提斗油缸; ; 7- 7-斗门斗门;8-;8-铲斗铲斗;9-;9-斗门油缸斗门油缸;10-;10-后轮后轮

25、;11-;11-尾架尾架 铲运机作业示意图铲运机作业示意图 (a)(a)铲土铲土; (b); (b)卸土卸土4 4、适用范围、适用范围 适用于适用于地形起伏不大，坡度在150以内的大面积场地平整；开挖大型基坑；填筑堤坝和路基，可挖运含水量不超过27%的一三类土。 不适用于不适用于砾石土、冻土和沼泽地区施工。对于硬土需用松土机预松后才能开挖。自行式铲运机适用于运距8003500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m的范围内生产效率最高。拖式铲运机适用于运距在80800m的土方工程施工，而运距在200350 m时效率最高。5 5、开行路线、开行路线 环形路线 8字形路线6 6、提高铲运机

26、生产率的措施、提高铲运机生产率的措施下坡铲土法（借助铲运机重力）跨铲法（形成土槽，减少外撒土量）助铲法（推土机后面顶推，加大铲刀切土能力）7 7、铲运机的生产率、铲运机的生产率每小时生产率每小时生产率 q 铲斗容量（m3） Tc 从挖土开始至卸土完毕的循环 延续时间（秒）； K c 铲斗装土的充盈系数， （一般砂土 0.75，其它土0.851.3）； KS 土的最初可松性系数。台班产量 Q d= 8 Qh KB（m3/台班） KB 时间利用系数，取0.650.75； )/(36003hmKTqKQSCCh三、三、 单斗挖土机单斗挖土机1 1、 正铲挖土机正铲挖土机 适用范围：开挖高度大于2米的

27、无地下水的干燥基坑及土丘等。 其挖土特点是：“前进向上、强制切土前进向上、强制切土”。其挖掘能力大，生产率高，能开挖停机面以上的一 四类土。但需汽车配合运土。 正铲挖土机正铲挖土机的作业方式的作业方式正向挖土，侧向卸土（图173(a)）正向挖土，后方卸土（图173(b)） 2 2、反铲挖土机、反铲挖土机 反铲挖土机的挖土特点是：“后退后退向下，强制切土向下，强制切土”。其挖掘能力比正铲小，能开挖停机面以下的一一 三三类土，亦可用于地下水位较高的土方开挖，适用于开挖停机面以下6.56.5米米深以内的土方。挖土时可用汽车配合运土，也可弃土于坑槽附近。反铲挖土机反铲挖土机的作业方式有：的作业方式有：

28、沟端开挖沟端开挖（图1-77）定义：挖土机停在沟端，想后倒退着挖土，汽车停在两旁装土。优点：开挖深度可达最大挖土深度。基坑宽度1.7R（R是最大挖土半径）沟侧开挖沟侧开挖（图1-77）定义：挖土机沿沟槽一侧直线移动，边走边挖。缺点：挖土宽度和深度较小，边坡不易控制。无法采用沟端开挖或挖出的土不需运走时采用。3 3、拉铲挖土机、拉铲挖土机其特点是：“后退向下，自重切土后退向下，自重切土”。 能开挖停机面以下的一二类土。适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝等。 4 4、抓铲挖土机、抓铲挖土机其挖土特点是：“直上直上直下，直下，自重切自重切土土”。 其挖掘力较小，只能开挖停机面以下一二类

29、土，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。 在软土地基的地区，常用于开挖基坑、沉井等。5、挖土机与汽车配套计算、挖土机与汽车配套计算 1.确定施工方案:(1)工程类型与规模 (2)施工现场的工程及水文地质情况 (3)现有机械设备条件 (4)工期要求 2.确定机械数量: (1)土方机械挖土工期及挖土机数量: 工期： 挖土机数量： BdCKQNQTBdTCKQQN1式中：式中： T T工期；工期； Q Q土方量，土方量， m3 m3 ； QdQd挖土机生产率，挖土机生产率，m3/m3/台班；台班； C C每天工作班次；每天工作班次； K KB B时间利用

30、系数。时间利用系数。 (2)(2)自卸汽车配套计算自卸汽车配套计算 自卸汽车数量自卸汽车数量 式中式中:T:T自卸汽车每一工作循环延续时间；自卸汽车每一工作循环延续时间； t t1 1自卸汽车每次装车时间。自卸汽车每次装车时间。 11tTN 1.31.3土方工程的施工土方工程的施工一、土料选择一、土料选择选择填方土料应符合设计要求选择填方土料应符合设计要求 碎石类土、砂土和爆破石碴碎石类土、砂土和爆破石碴，可用作表层以，可用作表层以下的填料；下的填料；含水量符合压实要求的粘性土含水量符合压实要求的粘性土，可用，可用作各层填料；作各层填料；碎块草皮和有机质含量大于碎块草皮和有机质含量大于8 8的

31、土的土，仅用于无压实要求的填方工程；仅用于无压实要求的填方工程；淤泥和淤泥质土淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；含盐量符合规定的次要部位；含盐量符合规定的盐渍土盐渍土，一般可以，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。的根茎。 碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的大粒径不得超过每层铺填厚度的2 23 3( (当使用当使用

32、振动辗时，不得超过每层铺填厚度的振动辗时，不得超过每层铺填厚度的3 34 4) )。 铺填时，大块料不应集中，且不得填在铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块打桩或其他特殊工程时，块( (漂漂) )石填料的最石填料的最大粒径不应超过设计要求。大粒径不应超过设计要求。二、填筑要求二、填筑要求 1 1施工要求施工要求 填土应尽量采用填土应尽量采用同类土同类土填筑。如采用填筑。如采用不同类不同类填料分层填筑时，填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填

33、料下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。填料封闭。2 2填土压实的质量检查填土压实的质量检查 填土压实的质量是以填土压实的质量是以压实系数压实系数cc控制。控制。结构类型填土部位压实系数（c)控制含水量(%)砌体承重结构和框架结构在地基主要持力层范围内0.97Wop2在地基主要持力层范围以下0.95排架结构在地基主要持力层范围内0.96在地基主要持力层范围以下0.94注：注：1 1、压实系数、压实系数cc为压实填土的控制干密度为压实填土的控制干密度dd与最大干密度与最大干密度dma

34、xdmax的比值，的比值，wopwop为最优含水量；为最优含水量； 2 2、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于填土，压实系数不应小于0.940.94。 压实填土的最大干密度和最优含水量，压实填土的最大干密度和最优含水量，宜采用宜采用击实试验法击实试验法确定，当无试验资料时，确定，当无试验资料时，最大干密度可按下式计算：最大干密度可按下式计算：SPswddWd0max01. 01dmax分层压实填土的最大干密度；经验系数，粉质粘土取0.96，粉土取0.97；w水的密度；ds土粒相对密度。W0p填土的最优含水量。三、填土的压实方法三、填

35、土的压实方法 1 1、碾压法、碾压法 适用范围：主要用于大面积填土。适用范围：主要用于大面积填土。 常用碾压工具：常用碾压工具： （1 1）平滚碾平滚碾 适用于碾压粘性和非粘性土。适用于碾压粘性和非粘性土。两轮两轴式（图两轮两轴式（图1 16161）三轮两轴式（图三轮两轴式（图1 16262）。）。（2 2）羊足碾：）羊足碾： 它是碾轮表面上装有许多羊蹄形的碾它是碾轮表面上装有许多羊蹄形的碾压凸脚（图压凸脚（图1 16363），一般用拖拉），一般用拖拉机牵引作业。机牵引作业。 不宜用于无粘性土、砂及面层的压不宜用于无粘性土、砂及面层的压实。一般羊足碾适用于压实中等深度的实。一般羊足碾适用于压实

36、中等深度的粉质粘土、粉土、黄土等。粉质粘土、粉土、黄土等。2 2、夯实法、夯实法 主要用于主要用于小小面积面积的回填土。的回填土。 夯实机具类夯实机具类型较多，有型较多，有木夯木夯、石夯石夯、蛙式打夯蛙式打夯机机 （图（图1 16464） 蛙式打夯机1-夯头;2-夯架;3-三角带;4-底盘HCD70型打夯机产地 ：成都 尺寸： 300 x 280(mm) 重量 ：70Kg MM 120 SR 打夯机多用途工务机械设备，装有两套独立的牵引系统（铁路和公路）、旋转塔楼和起重臂，它通过了意。大利铁路局（FS）和法国铁路局（SNCF）的审查验证。3 3、振动法、振动法将重锤放在土层表面或内部，将重锤放

37、在土层表面或内部，借助于振动设备使重锤振动。借助于振动设备使重锤振动。用于振实用于振实非粘性土非粘性土较好较好四、影响填土压实质量的因素四、影响填土压实质量的因素 （一）压实功的影响（一）压实功的影响2.2. 压实功压实功( (压实遍数压实遍数) )（二）含水量的影响（二）含水量的影响土的最优含水量和最大干密度参考表土的最优含水量和最大干密度参考表( (表表1 114 )14 )最优含水量最优含水量使填土压实获得最大使填土压实获得最大密实度时土的含水量密实度时土的含水量 . .（三）铺土厚度的影响（三）铺土厚度的影响 填土施工时的分层厚度和压实遍数压实机械每层铺土厚度(mm)每层压实遍数平碾2

38、503006 8振动压实机2503503 4柴油打夯机2002503 4人工打夯0.96在地基主要持力层范围内砌体承重结构和框架结构0.85一般堆放物件场地回填土0.9室内地坪、管道地沟回填土0.910.93在地基主要持力层范围以下0.930.96在地基主要持力层范围以下压实系数c填土部位结构类型填土压实系数maxl最大干密度施工控制干密度压实系数dcd2.2. 实际干密度实际干密度 : : 实际干密度实际干密度 0 0 = =1+0.011+0.01式中式中: : 土的天然密度土的天然密度; ; 土的含水量土的含水量. .3.3.检查检查: : 实际干密度实际干密度 0 0 控制干密度控制干

39、密度 d d, ,则压实合格则压实合格; ; 实际干密度实际干密度 0 0 控制干密度控制干密度 d,d,则压实不合格。则压实不合格。1.4土方边坡和土方量计算土方边坡和土方量计算 一、边坡一、边坡(一一)基本原理基本原理 fCGFaGG图图1-5土体土体滑滑坡示意图坡示意图滑动主体滑动面当当 F F f + C f + C 时，土体就会产生滑坡。时，土体就会产生滑坡。 f f 摩阻力；摩阻力； C C 粘结力，粘结力，又叫内聚力；又叫内聚力； F F 下滑力，由土体自重分解下滑力，由土体自重分解而来，边坡愈陡，下滑力而来，边坡愈陡，下滑力F F愈大。愈大。(二二)土方边坡的概念土方边坡的概念

40、土方边坡坡度土方边坡坡度以其挖方深度以其挖方深度H H与边坡底宽与边坡底宽B B之比来表示。之比来表示。 m = B/H ，称为边坡系数边坡系数。mHBBH：基坑边坡坡度11土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件候条件等因素确定。令令: m = m 边坡系数边坡系数 1:m = H:B= 1:m 边坡坡度边坡坡度B B H HH H B BBH坡宽坡角坡肩坡顶坡底坡高边坡各部位名称(三三)土方边坡的形式土方边坡的形式根据根据土方和爆破工程施工及验收规范土方和爆破工程施工及验收规范的规定，当地质

41、条件良好，的规定，当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方边坡土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方边坡可作成直立壁而不加支撑，但深度不宜超过下列规定：可作成直立壁而不加支撑，但深度不宜超过下列规定：土的类型挖方深度 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂石) 1.00 硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土 1.25 硬塑、可塑的粘土及碎石类土(充填物为粘性土) 1.50 坚硬的粘土 2.00 直壁不加支撑挖方深度直壁不加支撑挖方深度 挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或作成直挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或作成直立壁加支撑。立壁加支撑。 当土质条件良

42、好，土质均匀且地下水位低于基坑当土质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方深度在（槽）或管沟底面标高时，挖方深度在5m5m以内不以内不加支撑的边坡的最陡坡度应符合下表规定。加支撑的边坡的最陡坡度应符合下表规定。土的类型边坡坡度(1:m) 坡顶无荷载坡顶有荷载坡顶有动载 中密的砂土 1:1.00 1:1.25 1:1.50 中密的碎石土(充填物为砂土) 1:0.75 1:1.00 1:1.25 硬塑的轻亚粘土 1:0.67 1:0.75 1:1.00 中密的碎石类土(充填物为粘性土) 1:0.50 1:0.67 1:0.75 硬塑的亚粘土、粘土 1:0.33 1:0.5

43、0 1:0.67 老黄土 1:0.10 1:0.25 1:0.33 软土(经井点降水后) 1:1.00深度在深度在5m5m内的基坑内的基坑( (槽槽) )、管沟边坡的最陡坡度管沟边坡的最陡坡度土的类型边坡坡度(1:m) 砂土(不包括细砂、粉砂) 1：1.251：1.50 一般性粘土 硬 1：0.75 1：1.00 硬、塑 1：1.00 1：1.25 软 1：1.50或更缓 碎石类土 充填坚硬、硬塑粘性土 1：0.50 1：1.00 充填砂土 1：1.00 1：1.50临时性挖方边坡坡度值临时性挖方边坡坡度值挖土性质边坡坡度(1:m) 在天然湿度及层理均匀、不易膨胀的粘土、粉质粘土和砂土(不包括

44、细砂、粉砂)内挖方,深度不超过3m 1:1.001:1.25土质同上,深度为312m 1:1.25 1:1.50 干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土,深度不超过12m 1:0.10 1:1.25在碎石土和泥灰岩土内的挖方,深度不超过12m,根据土的性质、层理特性和挖方深度确定 1:0.50 1:1.50在风化岩内的挖方,根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定 1:0.20 1:1.50在微风化岩内的挖方,岩石无裂缝且无倾向挖方披角的岩层 1:0.10 在未风化的完整岩石内的挖方 直立的永久性土工构筑物挖方的边坡坡度永久性土工构筑物挖方的边坡坡度(四四)影响土方边坡稳定的因素影

45、响土方边坡稳定的因素边坡的滑动指边坡的滑动指-土方边坡在一定范围内整体沿某一滑动面向土方边坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。下和向外移动而丧失其稳定性。内在因素：（内在因素：（1 1）抗剪强度：）抗剪强度：摩阻力摩阻力和和内聚力内聚力 （2 2）剪）剪 力：力： 自重自重和和外荷载外荷载外在因素：外在因素： （1 1）地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡）地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡 （2 2）边坡上部荷载过大（大量堆土、堆料、停放机具）边坡上部荷载过大（大量堆土、堆料、停放机具） （3 3）土质条件、边坡留置时间）土质条件、边坡留置时间二、土方工程量

46、计算二、土方工程量计算)4(6201AAAHV基坑土方量计算（一）基坑土方量计算（二）基槽土方量计算（二）基槽土方量计算基槽土方量计算)4(620111AAALV三、三、 场地平整场地平整 1、什么叫场地平整什么叫场地平整?是是将天然地面改造成所要求的设计将天然地面改造成所要求的设计平面时所进行的土石方施工全过平面时所进行的土石方施工全过程。程。 2、基本原则：基本原则： 总挖方总挖方=总填方总填方 即场地内挖填平衡，即场地内挖填平衡， 场地内场地内 挖方工程量挖方工程量 等于填方工程量。等于填方工程量。 场地不同设计标高的比较 3、计算步骤及方法、计算步骤及方法 （1）初步确定场地设计标高）

47、初步确定场地设计标高图1-10场地设计标高示意图 (a)地形地图方格网(b)设计标高示意图 1等高线；2自然地面； 3设计地面)444334334342333242413231343324233332232232312221242314132322131222211211(44444334334434233324424132314343324234333223224323122214242314134232213124222112119876543212222222222HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHaHHHHaHHHHaHHHHaHHHHaHHHHa

48、HHHHaHHHHaHHHHaHHHHaVVVVVVVVVV前平整前土方量443322141)33322322(4)4342342431211312(2)44411411(422HHHHaHHHHHHHHHHHHHHHHaH1-为一个方格仅有的角点标高；为一个方格仅有的角点标高； H2-为二个方格共有的角点标高；为二个方格共有的角点标高； H3-为三个方格共有的角点标高；为三个方格共有的角点标高； H4- 为四个方格共有的角点标高；为四个方格共有的角点标高；平整后土方量平整后土方量 V后后 = H 0a 2n H0平整后的场地高；平整后的场地高； n方格数；方格数；平整前土方量平整前土方量 =

49、 平整后土方量平整后土方量nHHHHHnaHHHHHa443243241432102043212（2）场地设计标高的调整）场地设计标高的调整 土的可松性影响土的可松性影响VW、VT按初定场地设计标高（按初定场地设计标高（H0)计算得出的总挖方、计算得出的总挖方、总填方体积。总填方体积。FW、FT按初定场地设计标高（按初定场地设计标高（H0）计算得出的挖方区、）计算得出的挖方区、填方区总体积填方区总体积KS土的最终可松性系数土的最终可松性系数 设计标高调整计算简图理论计算标高 调整设计标高/) 1(swTswKFFKVh 考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为： H0=H0+h借土或弃土的影响借

50、土或弃土的影响 由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填方的土方，以及从经济角度比较，将部分堤填方的土方，以及从经济角度比较，将部分挖方就近弃于场外（挖方就近弃于场外（简称弃土简称弃土）或将部分填方）或将部分填方就近取土于场外（就近取土于场外（简称借土简称借土）等，均会引起挖）等，均会引起挖填土方量的变化。填土方量的变化。 必要时，亦需重新调整设计标高。必要时，亦需重新调整设计标高。近似调整公式如下：近似调整公式如下：Q假定按初步场地设计标高（假定按初步场地设计标高（H0）平整后多余或不足）平整后多余或不足的土方量；的土方量；n场地方格数；场地方格数；a方格

51、边长。方格边长。2/0/0naQHH考虑泄水坡度对设计标高的影响考虑泄水坡度对设计标高的影响 平整场地坡度，一般标明在图纸上，如设平整场地坡度，一般标明在图纸上，如设 计无要求，一般取不小于计无要求，一般取不小于2的坡度，根据的坡度，根据 设计图纸或现场情况，泄水坡度分：设计图纸或现场情况，泄水坡度分： 单向泄水单向泄水双向泄水双向泄水A 单向泄水单向泄水将调整后的设计标高（将调整后的设计标高（H/0）作为场地）作为场地中心线中心线的标的标高。高。场地内任一点设计标高为：场地内任一点设计标高为：Hij = H/0 L iL该点至该点至H/0 - H/0中心线的距离中心线的距离i场地单向泄水坡度

52、（场地单向泄水坡度（不小于不小于2）B 双向泄水双向泄水将调整后的设计标将调整后的设计标高（高（H/0）作为场地）作为场地纵横方向的纵横方向的中心点中心点。场地内任一点的设场地内任一点的设计标高为计标高为 ： Hij = H/0 Lx iX Ly iy（3）计算零点标出零线）计算零点标出零线 计算各方格角点的施工高度计算各方格角点的施工高度 所谓施工高度，就是每一个方格角点的所谓施工高度，就是每一个方格角点的 挖填高度，用挖填高度，用 hn表示。表示。 hn = Hij - Hn hn 该角点的挖填高度，该角点的挖填高度， “+” 值表示填方，值表示填方， “”值表示挖方。值表示挖方。 Hij

53、 该角点设计标高。该角点设计标高。 H n 该角点自然地面标高。该角点自然地面标高。计算零点标出零线计算零点标出零线 方格中的土方一部分为方格中的土方一部分为填方填方，而另一部分，而另一部分 为为挖方挖方，这时必定存在，这时必定存在不挖不填的点不挖不填的点， 这样的点叫这样的点叫零点零点。 把一个方格中的所有零点都连接起来，把一个方格中的所有零点都连接起来， 形成形成直线直线或或曲线曲线，这道线叫，这道线叫零线零线。 即挖方与填方的分界线。即挖方与填方的分界线。h1h2xa-xa计算图O21hxahx211hhahx（4）计算土方工程量）计算土方工程量 四棱柱法四棱柱法 A、方格四个角点全部为

54、 挖或填方时（图115）， 其挖方或填方体积为：)(443212hhhhaVB、方格四个角点中， 部分是挖方，部分是 填方时（图116）， 其挖方或填方体积分别 为：)(4)(4412432232322241212hhhhhhaVhhhhhhaV填挖C、方格三个角点为挖 方，另一个角点为 填方时。44321213241342)22(4)(4VhhhhaVhhhhhaV4其挖方体积为其填方体积为4、场地平整土方量计算例题、场地平整土方量计算例题 某建筑场地地形图如图122所示， 方格网a=20m，土质为中密的砂土， 设计泄水坡度ix=3，iy=2 ,不考 虑土的可松性对设计标高的影响， 试确定场

55、地各方格角点的设计标高， 并计算挖填土方量。891012131471,43.242,43.673,43.944,44.345,44.86,42.9411,42.5843.5042.5043.0044.5044.0045.001-11-21-31-42-12-22-32-412,42.910,44.6713,43.2314,43.6715,44.177,43.358,43.769,44.17图1221)计算场地设计标高H0米）（米）（米12.52517.4476.4335.43440372.69894.429 .4223.4367.4367.4434.4494.4367.432279.17458

56、.4217.448 .4424.434321HHHHmnHHHHH71.438412.52572.69899.1744432432102)场地设计标高的调整以场地中心点8为H0，其余各角点设计标高为：mHHHHiLiLHHyyxxij63.4304. 012. 071.43002. 020003. 04001000 mHHmHHmHHmHH55.4304. 012. 071.43002. 020003. 04065.4306. 071.43003. 02059.4312. 071.430003. 04069.4304. 006. 071.43002. 020003. 020011070602m

57、HH61.4304. 006. 071.43002. 020003. 0200123)计算各方格角点施工高度mhmhmhHijHnHnHijhn19. 094.4375.4302. 067.4369.4339. 024.4363.43321设计标高；自然地面标高；mhmhahhhxahhhx19. 002. 032323232214)计算零点，标出零线mxmx1 .1819. 002. 019. 0209 . 119. 002. 002. 020215)计算土方量 四棱柱法 A、全挖全填方格3241323132123243212112704 .084.093.053.042011705.04

58、.053.019.042026397.071.03 .065.0420136)()65.03 .002.039.0(420)(4mVmVmVmhhhhaV）（）（）（）（）（）（挖挖填填B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时（图125），其挖方或填方体积分别为：32223232223232222132222141243223232224121230.40)()04.006.006.005.044.044.0(42028.356.04.04.044.005.005.04209.25)()19.002.002.05.03.03.0(42091.17)()3.005.005.002.019.0

59、19.0(420)(4)(4mVmVmVmVhhhhhhaVhhhhhhaV）（）（挖填挖C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填 方时（图125）44321232132413424)22(4)(4VhhhhaVhhhhhaV、其挖方体积为：32423324232223322204.234)(038. 0)06. 038. 0284. 04 . 02(420038. 084. 038. 04 . 006. 006. 042003.21403. 005. 044. 0271. 03 . 0242003. 071. 044. 03 . 005. 005. 0420mVmVmVmV）（）（）（）（）（

60、）（填填挖总挖方量总挖方量 = 17.91+117+270+0.03+35.28+234.04 =674.26m3总填方量总填方量 =136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m3【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高,由公式得： 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=0.72mh5=251.56-251.90=-0.34m h6=251.50-251.60=-0.10mh7=251.44-251.28=0.16