第二章 土方工程

1、第一节：地形与土方设计 主要介绍地形的作用，竖向设计的原则、方法和步骤；第二节：土方工程量的计算 是本章的重点，要求学生熟练掌握2-3种土方工程量的计算方法，掌握土方平衡的处理方法；第三节:土石方工程施工 一般了解常见土石方挖方和填方的放坡、排水、放线 、压实 的基本要求。教学要求 ： 重点掌握 方格网计算法、断面计算法，内插法求方格交叉点标高、求填挖零点线的公式； 了解土山堆造的方法与步骤。2022-5-16平工城规教研室 changqinglu 11、园林地形的功能与作用骨架作用空间作用背景作用造景作用观景作用工程作用2022-5-16平工城规教研室 changqinglu 22、园林地形

2、的处理（1）弥补自然地形现状缺陷的需要（2）城市环境的需要（3）园林的功能需要（4）园林造景的需要（5）园林工程技术的需要（6）植物种植方面的需要2022-5-16平工城规教研室 changqinglu 32022-5-16平工城规教研室 changqinglu 42022-5-16平工城规教研室 changqinglu 52022-5-16平工城规教研室 changqinglu 6（1）平地与造景（25%）2022-5-1610 一般难于用做活动场地或水体一般难于用做活动场地或水体造景用地。造景用地。 陡坡地形稳定性不太好，易滑陡坡地形稳定性不太好，易滑坡甚至塌方。坡甚至塌方。 陡坡水土流失

3、严重，坡面土层陡坡水土流失严重，坡面土层很薄。很薄。 可在坡地上部，适宜点缀少量可在坡地上部，适宜点缀少量占地宽度不大的亭、廊、轩等占地宽度不大的亭、廊、轩等风景建筑。风景建筑。2022-5-16平工城规教研室 changqinglu 112022-5-16122022-5-16平工城规教研室 changqinglu 132022-5-16平工城规教研室 changqinglu 14水体与造景2022-5-1615竖向设计：是指在场地上进行垂直于水平竖向设计：是指在场地上进行垂直于水平面方向的布置和处理。面方向的布置和处理。1.1.地形的设计和整理地形的设计和整理2.2.园路广场桥梁及铺装场地

4、的竖向设计园路广场桥梁及铺装场地的竖向设计3.3.建筑及园林小品的高程建筑及园林小品的高程4.4.植物种植场地的坡度和高程植物种植场地的坡度和高程5.5.排水设计与管道综合排水设计与管道综合2022-5-1616场地种类 最大 最小 最适草坪 33 1.0 1.5-10 运动草坪 2 0.5 1 栽植地表 视土质而定 0.5 3-5铺装场地:平原 1 0.3 铺装场地:丘陵 3 0.32022-5-16171.1.功能优先功能优先 ，造，造景并重景并重2.2.利用为主，改利用为主，改造为辅造为辅3.3.因地制宜，顺因地制宜，顺应自然应自然4.4.就地取材，就就地取材，就近施工近施工5.5.填挖

5、结合，土填挖结合，土方平衡方平衡2022-5-1618高程箭头法断面法设计等高线法（电子）模型法1、坡度公式 i= h(等高距)/ L （水平距）2、断面积算法公式 V=1/2(f1+f2)L2022-5-16192022-5-16202022-5-16212022-5-16222022-5-16平工城规教研室 changqinglu 23纵横断面法规划示例一、计算方法1、体积公式法 即把地形近似的假定为锥体、棱台、球缺、圆台等几何体，利用立体几何公式计算土方量 2022-5-162425 此处有误V=1/3r2h其中：v =体=圆周率 3.1416r =半径h =高度2022-5-16262

6、022-5-1627在等高线处沿水平方向截取断面，上下两层断面面积的平均值乘以等高距即可求得该两层断面之间的土方量。2022-5-16284.4.方格网法是把的设计工作和土方量计算工作结合在一起进行的。在园林中整理平坦的具有一定坡度的场地时，用方格网法计算土方量较为精确。其方法是：首先在附有等高线的施工现场地形图上作方格网控制施工场地，方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度。（一般采用20-40m）其次在地形图上用求出各角点的，注记在方格网的角点的右下；第三根据设计意图，确定各角点的设计标高，注记在角点的右上；第四比较原地形标高和设计标高，求得施工标高，注记在角点的左上；第五根

7、据施工标高，计算零点的位置，确定挖填方范围；第六根据公式，计算土方量。当有比较精确的地形图时，我们一般在地形图上用当有比较精确的地形图时，我们一般在地形图上用插插入法入法求出各角点的原地形标高。通常有三种情况：求出各角点的原地形标高。通常有三种情况：（1 1）待求点标高）待求点标高H Hx x在两等高线之间在两等高线之间 h hx x ：h=xh=x：L hL hx x= xh/L= xh/L H Hx x=H=Ha a+ h+ hx x= H= Ha a +xh/L +xh/L(2) (2) 待求点标高待求点标高HxHx在在低边等高线低边等高线HaHa下方下方hx hx ：h=xh=x：L

8、hx= xh/LL hx= xh/LHx=Hahx = Haxh/L Hx=Hahx = Haxh/L (3) (3) 待求点标高待求点标高HxHx在高边等高线之上在高边等高线之上hx hx ：h=xh=x：L hx= xh/LL hx= xh/LHx= Ha+ hx= Ha +xh/LHx= Ha+ hx= Ha +xh/L 例题：某公园为满足游人活动的需求，拟将一块地面平整例题：某公园为满足游人活动的需求，拟将一块地面平整为三坡向两面坡的为三坡向两面坡的“T”字形广场，要求广场具有字形广场，要求广场具有1.5%的纵坡的纵坡和和2%的横坡，土方就地平衡，试求其设计标高并计算土方量。的横坡，土

9、方就地平衡，试求其设计标高并计算土方量。1.5%2%2%解：作方格网解：作方格网 按正南北方向，作边长为按正南北方向，作边长为20米的方格控制网。并在米的方格控制网。并在角点的右下角标出编号，编号时用角点的行和列表示。角点的右下角标出编号，编号时用角点的行和列表示。1-11-21-31-41-52-12-22-32-42-53-23-33-44-24-34-4Ha=20Hb=20.5比比如我们计算角点如我们计算角点1-11-1属于第一种属于第一种情况，过情况，过1-11-1点作相邻二等高线间的点作相邻二等高线间的距离最短的线段。距离最短的线段。用比例尺量得用比例尺量得L=12.6mL=12.6

10、m，x=7.4mx=7.4m，等高线等高距等高线等高距h=0.5mh=0.5m，代入公式：，代入公式：Hx=Ha+ hx= Ha +xh/LHx=Ha+ hx= Ha +xh/L= 20+7.4= 20+7.40.5/12.6=20.29m0.5/12.6=20.29m 而求1-2的高程是属于第三种情况,过1-2点作相邻二等高线间的距离最短的线段。由图上得L=12m，x=13m。Hx= Ha+ hx= Ha +xh/L=20+130.5/12=20.54 即即:H1-1原地形标高原地形标高=20.29m即: H1-2原地形标高=20.54m依次将其余各角点一一求出，并标写在图上。如图如示。1-

11、11-21-31-41-52-12-22-32-42-53-23-33-44-24-34-420.2920.5420.8921.0020.2319.3719.9120.2120.1519.6419.5020.5019.3918.7919.3519.32第二种方法把方格网各角点测设到地面上，同时测出各角点的标高，并记录在图上。此种方法精确度高，但比较麻烦。3.求平整标高：求平整标高： 平整标高就是把一块高低不平的地面在保证土方平衡的前提下，挖高填低成水平后的地面标高；设计中经常用原地面高程的平均值作为平整标高。 图解法：适合形状简单规则的场地。（图解法：适合形状简单规则的场地。（p28图图1-2

12、-17） 数学分析法：是假设一个和我们所要求的设计地形一样（坡度、数学分析法：是假设一个和我们所要求的设计地形一样（坡度、坡向、形状和大小完全相同）的土体，再从这块土体的假设标高，坡向、形状和大小完全相同）的土体，再从这块土体的假设标高，反求其平整标高。反求其平整标高。 假设假设4-3点的设计标高点的设计标高是是x，根据场地的坡度求出，根据场地的坡度求出其他点的标高，标在角点其他点的标高，标在角点上，如图；再求出每角点上，如图；再求出每角点的设计标高。的设计标高。 所谓零点线是指不挖不填的点，零点的连线就是零点线，它是挖所谓零点线是指不挖不填的点，零点的连线就是零点线，它是挖方和填方的分界线。

13、方和填方的分界线。X=aH1/（H1+ H2）X-零点距零点距H1一端的水平距离一端的水平距离H1、 H2-方格相邻二角点的施工标高绝对值。方格相邻二角点的施工标高绝对值。a方格边长。方格边长。比如第一个方格网比如第一个方格网1-1点和点和2-1点，必有零点，点，必有零点，H1=0.35 H2-=0.27 a=20X=200.35/(0.35+0.27)=11.3 说明零点距说明零点距1-1点点11.3米，米，38 同样的方法把图上所有的零点求出，并在图上标出，同样的方法把图上所有的零点求出，并在图上标出，把这些零点用线连接起来，从而划分出了挖方和填把这些零点用线连接起来，从而划分出了挖方和填

14、方的分界线。如图：方的分界线。如图：6.土方计算7.绘制土方平绘制土方平衡表及土方调衡表及土方调配图配图一、土方施工的基本知识二、土方施工土方工程根据其使用期限和施工要求，可分为两种，都要求具有足够的稳定性和密实度，使工程质量和艺术造型都符合原设计要求。同时在施工中还要遵守有关的技术规范和原设计的各项要求，以保证工程的稳定和持久。 土壤的容重土壤的容重 单位体积内天然状况下的土壤重量，单位为kgm3 。分松土、半坚主、土等类，所以施工中施工技术和定额应根据具体的土壤类别来制定（土壤容重请参看表）。返回返回返回返回土壤的自然倾斜角土壤的自然倾斜角 （单位：度）（单位：度）土壤土壤名称名称土壤含水

15、量土壤含水量土壤颗土壤颗粒尺寸粒尺寸砾石砾石卵石卵石粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粘土粘土壤土壤土腐殖土腐殖土404035353030282825254545505040404040454532323535303035354040353535352525272725252020151530302525220220202002020012120.510.510.050.50.050.50.0010.0050.0010.005干的干的湿的湿的潮的潮的返回返回土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。颗粒重的比值。土壤含水量在土壤含水量在5 5以内称干土，在以内

16、称干土，在3030以以内称潮土内称潮土，大于大于3030称湿土。称湿土。土壤含水量的多少，对土方施工的难易也土壤含水量的多少，对土方施工的难易也有直接的影响有直接的影响土壤经挖掘后，其原有紧密结构遭到破坏，主体土壤经挖掘后，其原有紧密结构遭到破坏，主体松散而使体积增加的性质。松散而使体积增加的性质。各种土壤体积增加的百分比及可松性系数各种土壤体积增加的百分比及可松性系数返回主页返回主页挖方或填方的坡度要合乎技术规范的要求；挖方或填方的坡度要合乎技术规范的要求；边坡坡度边坡坡度= =h/L=tgh/L=tga a； 工程界习惯以工程界习惯以1 1：MM表示表示 ，MM是坡度系数；是坡度系数；坡度

17、系数是边坡坡度的倒数；坡度系数是边坡坡度的倒数；在高填或深挖时，在高填或深挖时，应考虑土方各层分布的应考虑土方各层分布的土壤性质以及同一土层中土壤所受压力的土壤性质以及同一土层中土壤所受压力的变化变化，根据其压力变化采取相应的边坡坡，根据其压力变化采取相应的边坡坡度。度。m=2.5m=1.5m=1.5h1=4.5h2=3mh3=3m返回返回应与有关单位交换意见，认真分析设计意应与有关单位交换意见，认真分析设计意图，并对施工图上的各施工要素加以熟悉，图，并对施工图上的各施工要素加以熟悉，标注重点，列出关键点。按照已审批的施标注重点，列出关键点。按照已审批的施工方案（应结合实地踏查情况）组织落实工

18、方案（应结合实地踏查情况）组织落实施工中应准备的各种机械、材料、人力等。施工中应准备的各种机械、材料、人力等。2022-5-16552 2. .清理场地清理场地伐除树木伐除树木: : 凡土方开挖深度不大干凡土方开挖深度不大干5050cmcm，或或填方高度较小的土方施工，现场及排水沟中填方高度较小的土方施工，现场及排水沟中的树木，必须连根拔除，清理树墩除用人工的树木，必须连根拔除，清理树墩除用人工挖掘外，直径在挖掘外，直径在5050cmcm以上的大树墩可用推土以上的大树墩可用推土机铲除或用爆破法清除。机铲除或用爆破法清除。 关于树木的伐除，关于树木的伐除，特别是大树应慎之又慎，凡能保留者尽量设特

19、别是大树应慎之又慎，凡能保留者尽量设法保留。因为老树大树特别难得。法保留。因为老树大树特别难得。双向双向出土出土单向单向出土出土A、测设控制网、测设控制网B、平整场地的放线、平整场地的放线C、自然地形的放线、自然地形的放线D、山体放线、山体放线E、水体放线、水体放线F、沟渠放线、沟渠放线龙门板：开挖沟槽时，用打桩放线的方法，龙门板：开挖沟槽时，用打桩放线的方法，在施工中桩木容易被移动甚至被破坏，从在施工中桩木容易被移动甚至被破坏，从而影响了校核工作。所以应使用龙门板。而影响了校核工作。所以应使用龙门板。1 1、土方的挖掘：、土方的挖掘：人力施工；人力施工； 机械施工。机械施工。3、土方的填筑：大面积填方应该、土方的填筑：大面积填方应该，一般每层一般每层2050cm，应层层压实；在斜坡应层层压实；在斜坡上填土，为防止新填土方滑落，应先把土坡上填土，为防止新填土方滑落，应先把土坡挖成挖成，然后再填方。，然后再填方。4、土方的压实：、土方的压实：根据工程量的大小，场地条件，可采用人工夯根据工程量的大小，场地条件，可采用人工夯实或机械压实。实或机械压实。为保证土壤的压实质量，土壤应该具有为保证土壤的压实质量，土壤应该具有最佳含最佳含水率