2-第一章土方工程.ppt

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二、场地平整土方工程量计算 原则是：挖高填低 计算前先要确定场地的设计标高，由设计标高和天然地面 的标高之差，得出各点的施工高度。 （一）场地设计标高的确定 考虑因素是：ａ、满足规划、生产工艺和运输的要求；
ｂ、充分利用地形，尽量挖填方平衡，以减少 土方量； ｃ、要有一定泄水坡度，满足排水要求； ｄ、考虑最高洪水位的影响。
在开挖基坑周围做排水沟、积水井将地下水用抽水设备抽走的方法。
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降水在施工时可能产生流砂现象。
1.产生流砂现象的原因是土颗粒在动水压力的作用下，它受到推力和浮 力，其剪应力为零，颗粒处于悬浮状态并随水一起流动而造成的。 动水压力表示公式为：G=-T=I·rw
在一定含水量的条件下，用同样的机具，可使回填
土达到最大的干密度，此含水量称为最佳含水量。
砂土为 8％～12％ 粉土为 9％～15％ 粉质粘土 12％～15％ 粘土为 19％～23％
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3．土的天然密度（ρ）和干密度(ｐd)
土在天然状态下单位体积的质量，叫土的天然密度。用: ρ＝ m 表示
v
土的干密度是土的固体颗粒质量与总体积的比值。 土的干密度（ρd）按下式计算：ρd＝ ms
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1.初步计算场地设计标高（H0）
假定整平后场地是水平的，不考虑边坡、泄水坡，利用平整前总土方量 =平整后总土方量的原则，初步计算场地设计标高。
H na2
a2
H11
H12
4
H 21
H 22
H
H11 H12 H 21 H 22
4n
H
H1 2 H 2
3 H 3
4n
4 H 4
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三、土的基本性质 (一)土的组成 土由土颗粒（固相）、水（液相）和空气（气相） 三部分组成，可用三相图表示。
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（二）土的物理性质 1．土的可松性与可松性系数 天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实， 仍不能完全恢复原来，这种现象称为土的可松性。土的可 松性用可松性系数表示，即：
土的分类
一类土 (松软土)
二类土 (普通土)
土的级别
土的名称
密度(kg/m3)
开挖方法及工具
砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥(泥
用锹、锄头挖掘，
Ⅰ
炭)
600～1500
少许用脚蹬
Ⅱ
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉
1100～1600 用锹、锄头挖掘，
土混卵(碎)石；种植土；填土
少许用镐翻松
地面水的排除一般采用排水沟，截水沟、挡水坝等。 注：排水沟最好设置在施工区域边缘或道路两旁； 山区的场地平整施工，应在较高一面的山坡开挖截水沟； （3）在低洼地区施工时，必要时修筑挡水土坝，以阻挡雨 水流入 3．修筑临时设施 道路、供水、供电另外修筑临时住宿及办公房屋，加工棚 等。
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二、土方边坡与土壁支撑
整个先用镐、撬棍，后 用锹挖掘，部分用楔子 及大锤
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不
用镐或撬棍、大锤挖掘，
Ⅴ
紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩
1100～2700 部分使用爆破方法
六类土 (次坚石)
七类土 (坚石)
八类土 (特坚土)
Ⅵ
泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的
2200～2900 用爆破方法开挖，
三类土 (坚土)
四类土 (砂砾坚土)
五类土 (软石)
Ⅲ
软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土、 含有碎石卵石的黄土；粉质粘土；压实的填土
1750～1900
主要用镐，少许用锹、 锄头挖掘，部分用撬棍
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密
Ⅳ
实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥
灰岩
1900
③ 由于边坡挖填量不等，或经过经济比较后将部 分挖方就近弃于场外、部分填方就近从场外取 土而引起挖填方量的变化，需相应的增减设计 标高。
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3.考虑泄水坡度对设计标高的影响
按上述调整后的设计标高进行场地平整,整个场地表面将处于同一 个水平面,但实际上由于排水要求,场地表面均有一定的泄水坡度,因此还 要根据场地泄水坡度要求,计算出场地内实际施工的设计标高。
v
土的干密度愈大，表示土愈密实。工程上常把干密度作为 评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的质量。土的 密实度:通常用密实度表示土的紧密程度。同类土在不同状 态下（如不同的含水量、不同的压实程度等），其紧密程 度也不同。
土的实际干密度可用“环刀法”测定。先用环刀取样，测 出土的天然密度（p），并烘干后测出含水量（ω）
第一章 土方工程
四川工程职业技术学院建筑系
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常见土方工程有：场地平整、基坑（槽）与管 沟的开挖，人防工程及地下建筑物的土方开挖，路 基填土及碾压等
土方工程的施工过程有：开挖、运输、填筑、 平整和压实等主要施工过程，以及排水、降水和土 壁支撑等准备工作与辅助工作。
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第一节 概述
一、土方工程的施工特点：
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（二）土壁支撑
在开挖基坑、沟槽时，为了缩小施工面，减少土方量或因 场地限制不能放坡时，可以设置土壁支撑的施工方法。 沟槽采用横撑式支撑根据挡土板的不同，分为水平挡土板 和垂直挡土板。
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垂直挡土板
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三、土方工程施工排水与降低地下水位
降水方法分明排水法和人工降低地下水位法两类。 （一）明排水法
图解法：用尺在角点上标出相应比例，连线与方格 相交点即为零线。
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ix=3‰
iy=2‰
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
零线
角点编号
地面标高
Hn
x2
h2 h1 h2
a
x1
h1
h1 h2
a
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3．计算方格土方工程量 见下页表
4．边坡土方工程量计算 图1—9是场地边坡的平面示意图，从图中可以看 出，边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体 进行计算，一种为三角形棱锥体（如图中①② ③ ……）另一种为三角棱柱体（如图中的④）
A、三角形棱锥体边坡体积 图中①其体积为
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式中：L1——边坡①的长度（m）；
F1——边坡①的端面积（m2）； h2——角点的挖土高度； m——边坡的坡度系数。
B、三角棱柱体边坡体积 如图中④其体积为
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当两端横断面面积相差很大的情况下：
L——边坡④的长度（m）； F3、F5、F0——边坡④的两端及中部横短面面积
KS ＝ V２ V1
KS´＝ V3
V1
式中 KS—土的最初可松性系数
KS´--土的最终可松性系数
V1—土在天然状态下的体积
V2—土被挖出后松散状态下的体积
V3—土经压（夯）实后的体积
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2．土的天然含水量 在天然状态下，土中水的含水量（ω）是土中水的质量与固 体颗粒质量之比的百分率表示。即：
ω＝ mw ×100％ ms
H1----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； H3----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；
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2.场地设计标高的调整 ① 由于具有可松性，按H0进行施工，填土将有剩
余，必要时可相应的提高设计标高；
② 由于设计标高以上的填方工程用土量，或设计 标高以下的挖方工程挖土量的影响，使设计标 高降低或提高；
为了防止塌方，保证施工安全，基坑开挖时应做成一定的 边坡或加设临时支撑保持土壁稳定。 （一）土方边坡 土方边坡的坡度是以土方挖方深度H与底宽B之比表示.即 H:B=1:m,m为边坡系数。 边坡可做成直线型、折线型、阶梯型
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土方边坡的坡度的大小主要与土质、开挖深度、开 挖方法、坡度留置时间的长短、边坡附近的各种荷 载状况及排水情况有关。当地质条件良好，土质均 匀且地下水位低于基坑地面标高时，挖方边坡可做 成直立壁而不加支撑，但深度不超过下列规定： 密实、中密的砂土和碎石类土－－1.0ｍ 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土－－1.25ｍ 硬塑、可塑的粘土及碎石类土（填充物为粘性土） －－1.5ｍ 坚硬的粘土－－2.0ｍ
以m/d表示。它影响施工降水与排水的速度。土的 渗透系数 见表
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第二节 土方工程量的计算及土方调配
一、基坑、基槽土方量计算
按立体几何中的拟柱体体积公式计算，得出：
其中
V＝ H6（A1+4A0+A2） H—基坑深度（ｍ）
A1、A2—基坑上、下两底面积（㎡） A0—基坑中截面面积（㎡）。A0＝（ A1 A2）2
石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长岩
部分用风镐
大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中
Ⅶ
粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、 2500～3100
石灰岩；微风化安山岩；玄武岩
用爆破方法开挖
安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、
Ⅷ
闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、玢岩、辉绿岩
2700～3300
用爆破方法开挖
式中 mw—土中水的质量 ms—土中固体颗粒经温度为105℃后的质量
土的含水量测定方法： 把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～105°C），
直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土 的质量M，第二次称量为烘干后土的质量mS，利用公式 可 计算出土的含水量。
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一般土的干湿程度用含水量表示： 含水量＜5％，为干土 在5％～30％之间，为潮湿土 ＞30％为湿土
4.土的孔隙比和孔隙率:
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土的孔隙比和孔隙率反映了土的密实程度.孔隙比 和孔隙率越小土越密实。