第一章土方工程1
第1章 土方工程
2020/10/19
1
1.1 概述
包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土 壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：
⑴ 场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地 设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。
⑵ 开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)： 包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。
自然地坪
拟建建筑
使用：规划、生产运、防洪排水
设计地坪 减少土方量：挖填方平衡
2020/10/19
14
2、确定场地设计标高的方法
方 法 原 理 适用范围 效 果
挖填方平衡 场地内挖、场地面积较小、挖方量、填方
法（一般方 填方相等，原地形比较平 量平衡
法） 即不取不 缓、场地设计 （不能保证总
水平面
弃 标高无特殊要 的土方量最小）
Ⅲ 有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土 挖掘，部分用锲子及大锤
四类土
（砂砾坚土） Ⅳ
五类土
（软石） 六类土
（次坚石） 七类土
（坚石）
Ⅴ-Ⅵ Ⅶ-IX X-XIII
八类土 （特坚石） XIV-XVI
重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密 先用镐、撬棍，然后用锹挖
实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋 掘，部分用锲子及大锤
2020/10/19
8
边坡
坡肩
坡顶
坡高
H
坡底
坡角
坡宽
边坡各部位名称
B 令: m = H
H 1:m = H:B= B
2020/10/19
B
m —— 边坡系数 1:m —— 边坡坡度
9
(四)土的渗透性:
土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过 的性质称为渗透性.土的渗透性是土的水力学主要性质之一.
土的类型 一类土 二类土 三类土 四类土
Ks
1.08 ～ 1.17 1.14 ～ 1.28 1.24 ～ 1.30 1.26 ～ 1.37
Ks’ 1.01 ～ 1.04 1.02 ～ 1.05 1.04 ～ 1.07 1.06 ～ 1.09
五类土
1.30 ～ 1.45
1.10 ～ 1.20
六类土 七类土 八类土
⑶ 土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实 的方法及密实度检验等。
2020/10/19
2
一 土方工程的特点
1、工程量大——采用机械化施工 2、施工条件复杂——制定施工方案。
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;五～八类为石。
2020/10/19
3
土的类别 一类土
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)。
V1 < V3 < V2
1< KS′< KS
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6
土的可松性系数
标准击实
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1.2场地标高设计与场地平整
• 学习要求： 1.掌握场地设计标高确定的一般方法； 2.熟悉最小二乘法原理求最佳设计平面。 3.掌握土方量的计算方法
2020/10/19
13
场地标高设计
1、确定场地设计标高的原则：
满足规划要求 满足生产工艺及运输要求 满足排水及防洪要求 力求使场地内挖填方平衡、土方量最小
（松软土） 二类土
（普通土）
土的工程分类
土的级别
土的名称
Ⅰ
砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤 泥）
开挖方法及工具 用锹、锄头挖掘
亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、 用锹、锄头挖掘；少许用镐
Ⅱ 种植土、填筑土及亚砂土
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 主要用镐，少许用锹、锄头
白石
硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩 用镐或撬棍、大锤挖掘，部
土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩
分用爆破方法
泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的 用爆破方法开挖，部分用镐 石灰岩；风化花岗岩、片麻岩
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
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
2020/10/19
4
三 土的工程性质
(一)土的密度 :
1 天然密度ρ:土在天然状态下单位体积的质量.
2 干密度ρd :单位体积土中固体颗粒的质量.
(二)土的含水量（率）:
土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。
G1 G2 100%
G2
式中: ω——土的含水量
G1——含水状态时土的质量；
G2——烘干后土的质量。
G1- G2=水份的质量.
干土: ω<5% 潮湿土:5%≤ ω≤30% 湿土: ω>30%
2020/10/19
5
(三)土的可松性: V3
V2
V 1
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.
卵石
100 ～ 500
砾石
50 ～ 150
粗砂
20 ～50
中砂
5 ～ 20
细砂
1～5
土的类型
K (m/d)
粉砂
0.5 ～ 1
黄 土 0.25 ～ 0.5
粘砂土 0.1 ～ 0.5
轻砂粘土 0.05 ～ 0.1
重砂粘土 0.001 ～ 0.05
粘 土 < 0.001
2020/10/19
11
取土环刀 仪
1.30 ～ 1.45 1.30 ～ 1.45 1.45 ～ 1.50
1.10 ～ 1.20 1.10 ～ 1.20 1.20 ～ 1.30
说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积 V1 （2）土方运输：用松土的体积 V2，考虑 KS
2020/10/19 （3）土方回填：用压实土的体积 V3 ，考虑 KS′ 7
达西(H.Darcy)定律:
V=K
h1-h2
·——L——
=
K·I
h1
v
h2
式中:
A
L
B
I=
——h1—-Lh2—
=
h
---称为水力坡度
L
;
Байду номын сангаас
K----渗透系数(m/h,m/d) 为一比例系数,
当 I =1.0时, V=K
2020/10/19
10
渗透系数K经验近似值
土的类型
K (m/d)
漂石(无砂质充填) 500 ～ 1000
求
最佳设计
平面法 最小二乘 场地面积较大 挖、填方平衡
（有一定坡 法 或地形比较复 且总土方量最
度的平面）
杂
小
2020/10/19
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2020/10/19
1
1.1 概述
包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土 壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：
⑴ 场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地 设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。
⑵ 开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)： 包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。
自然地坪
拟建建筑
使用：规划、生产运、防洪排水
设计地坪 减少土方量：挖填方平衡
2020/10/19
14
2、确定场地设计标高的方法
方 法 原 理 适用范围 效 果
挖填方平衡 场地内挖、场地面积较小、挖方量、填方
法（一般方 填方相等，原地形比较平 量平衡
法） 即不取不 缓、场地设计 （不能保证总
水平面
弃 标高无特殊要 的土方量最小）
Ⅲ 有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土 挖掘，部分用锲子及大锤
四类土
（砂砾坚土） Ⅳ
五类土
（软石） 六类土
（次坚石） 七类土
（坚石）
Ⅴ-Ⅵ Ⅶ-IX X-XIII
八类土 （特坚石） XIV-XVI
重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密 先用镐、撬棍，然后用锹挖
实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋 掘，部分用锲子及大锤
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边坡
坡肩
坡顶
坡高
H
坡底
坡角
坡宽
边坡各部位名称
B 令: m = H
H 1:m = H:B= B
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B
m —— 边坡系数 1:m —— 边坡坡度
9
(四)土的渗透性:
土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过 的性质称为渗透性.土的渗透性是土的水力学主要性质之一.
土的类型 一类土 二类土 三类土 四类土
Ks
1.08 ～ 1.17 1.14 ～ 1.28 1.24 ～ 1.30 1.26 ～ 1.37
Ks’ 1.01 ～ 1.04 1.02 ～ 1.05 1.04 ～ 1.07 1.06 ～ 1.09
五类土
1.30 ～ 1.45
1.10 ～ 1.20
六类土 七类土 八类土
⑶ 土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实 的方法及密实度检验等。
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一 土方工程的特点
1、工程量大——采用机械化施工 2、施工条件复杂——制定施工方案。
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;五～八类为石。
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3
土的类别 一类土
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)。
V1 < V3 < V2
1< KS′< KS
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6
土的可松性系数
标准击实
2020/10/19
12
1.2场地标高设计与场地平整
• 学习要求： 1.掌握场地设计标高确定的一般方法； 2.熟悉最小二乘法原理求最佳设计平面。 3.掌握土方量的计算方法
2020/10/19
13
场地标高设计
1、确定场地设计标高的原则：
满足规划要求 满足生产工艺及运输要求 满足排水及防洪要求 力求使场地内挖填方平衡、土方量最小
（松软土） 二类土
（普通土）
土的工程分类
土的级别
土的名称
Ⅰ
砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤 泥）
开挖方法及工具 用锹、锄头挖掘
亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、 用锹、锄头挖掘；少许用镐
Ⅱ 种植土、填筑土及亚砂土
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 主要用镐，少许用锹、锄头
白石
硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩 用镐或撬棍、大锤挖掘，部
土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩
分用爆破方法
泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的 用爆破方法开挖，部分用镐 石灰岩；风化花岗岩、片麻岩
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
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
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三 土的工程性质
(一)土的密度 :
1 天然密度ρ:土在天然状态下单位体积的质量.
2 干密度ρd :单位体积土中固体颗粒的质量.
(二)土的含水量（率）:
土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。
G1 G2 100%
G2
式中: ω——土的含水量
G1——含水状态时土的质量；
G2——烘干后土的质量。
G1- G2=水份的质量.
干土: ω<5% 潮湿土:5%≤ ω≤30% 湿土: ω>30%
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5
(三)土的可松性: V3
V2
V 1
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.
卵石
100 ～ 500
砾石
50 ～ 150
粗砂
20 ～50
中砂
5 ～ 20
细砂
1～5
土的类型
K (m/d)
粉砂
0.5 ～ 1
黄 土 0.25 ～ 0.5
粘砂土 0.1 ～ 0.5
轻砂粘土 0.05 ～ 0.1
重砂粘土 0.001 ～ 0.05
粘 土 < 0.001
2020/10/19
11
取土环刀 仪
1.30 ～ 1.45 1.30 ～ 1.45 1.45 ～ 1.50
1.10 ～ 1.20 1.10 ～ 1.20 1.20 ～ 1.30
说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积 V1 （2）土方运输：用松土的体积 V2，考虑 KS
2020/10/19 （3）土方回填：用压实土的体积 V3 ，考虑 KS′ 7
达西(H.Darcy)定律:
V=K
h1-h2
·——L——
=
K·I
h1
v
h2
式中:
A
L
B
I=
——h1—-Lh2—
=
h
---称为水力坡度
L
;
Байду номын сангаас
K----渗透系数(m/h,m/d) 为一比例系数,
当 I =1.0时, V=K
2020/10/19
10
渗透系数K经验近似值
土的类型
K (m/d)
漂石(无砂质充填) 500 ～ 1000
求
最佳设计
平面法 最小二乘 场地面积较大 挖、填方平衡
（有一定坡 法 或地形比较复 且总土方量最
度的平面）
杂
小
2020/10/19
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02 土方工程1
1.场地平整的程序
现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范
围→设置水准基点→设置方格网，测量标
高→计算土方挖填工程量→平整土方→场
地碾压→验收。
场地平整
2.平整场地的一般要求 （1）排水：一般应向排水沟方向作成不小于0.2 ％的坡度。
（2）场地表面逐点质量检查：检查点为每100～ 400㎡取1点，但不少于10点；长度、宽度和边坡 均为每20m取1点，每边不少于1点。
h3c
h4
1 V1 bch3 6 2 bc h1 h2 h4 V2 a 2 5
②二点挖填
h1 h3
b V1 c
d V2
h2 h4
e
1 V1 a b c h1 h3 8 1 V2 a d e h2 h4 8
最大干土密度ρdmax是当最优含水量时，通过标准 的击实方法确定的。密实度要求一般由设计根据 工程结构性质、使用要求以及土的性质确定，是
判定回填土施工质量的指标。
5.土的渗透性
土体被水透过的性质，用渗透系数K表示。 K的意义：水力坡度（i=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体 的速度（V=Ki） •K 的单位：m / d 。
Ly
iy
• Hn = H0 Lx ix L yi y
ix
（2）计算施工高度 施工高度 = 设计标高－自然地面标高 ＋号表示填方； －号表示挖方 （3）计算零点、绘制零线 方格网一边相邻施工高度一正一负就有零点存在。
h2 h1 a1 a
零点
a2
h1 a1 a h1 h2
ms d V
式中ρ d——土的干密度，kg/m3； mS ——固体颗粒质量，kg； V — 土的体积，m3。
第一章土方工程
32
边坡土方量的计算 边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体计算,一种 为三角形棱锥体，位于边坡的转角处；另一种为三角形棱 柱体，位于边坡中段的平直段。见下图，其计算公式如下:
33
（1）三角形棱锥体边坡 三角形棱锥体边坡体积V 的计算公式如下: V=1/3Sh 其中h为开挖深度；S为 顶端一个直角三角形面积,边 长为放坡系数m×h，另一直 角边长为相互垂直的另一边坡 的放坡系数同为m×h.此三角 形为等腰直角三角形，此三棱 锥体积为：
②计算计划用车数： 10350 m³ ÷（5×20）m³ =104（车） /车 ③计算每天投入15辆车所需的工期： 104车 ÷15车/d≈7d。
17
例题2：接上题，按施工图及施工方案计算，此工程 去除基础体积，尚须3000 m³ 回填土，设K's=1.03，计算 现场须留置虚土多少m³ ？ 解：V2=KS· 1 V = [1.15-（1.03-1）]· 3000 m³
38
习题一
某基坑开挖平面及剖面如下图，纵横向边坡放坡系数 皆为0.5，请给右图边坡填上放坡宽度尺寸及计算出开挖 此基坑的土方量，如果最初可松性系数为Ks=1.15,用容量 为4m³ 的运土车装运,可装多少车?如果每日工作一个班次， 投入3辆此容量的运土车，每车每台班载运17车次，此土 方需几天运完？
9
有关“莲花河畔景苑”的报导简捷： 事发现场 不到半分钟，就整个倒了下来 附近居民以为发生了地震 昨天凌晨5点30分左右，当大部分上海市民都还在睡 梦中的时候，家住上海闵行区莲花南路、罗阳路附近的居 民却被“轰”的一声巨响吵醒，伴随的还有一些震动，没 多久，他们知道不是发生地震，而是附近的小区“莲花河 畔景苑”中一栋13层的在建的住宅楼倒塌了。 事故发生在淀浦河南岸的“莲花河畔景苑”，发生倒 塌的一栋13层在建住宅楼由上海众欣建设有限公司承建， 开发商是上海梅都房地产开发有限公司。
土方工程施工知识点
• 为了使线性方程有解，要求初始方案中调动的 土方量要填够m＋n－1个格（m为行数，n为列 数），不足时可在任意格中补“0”。
• 如：表1－4中已填6个格，而m＋n－1＝3＋4 －1＝6，满足要求。
• 下面介绍用“位势法”求检验数：
（1）求位势Ui和Vj 位势和就是在运距表的行或列中用运距
（数取没或字有单的影价格响）子。C检ij同验时数减ij为去零的，数而，对目调的配是方使案有的调选配
• 2）部分挖部分填格
V挖
a2 4
(h挖)2 h
V填
a2 4
(h填)2 h
• （2）三角棱柱体法
• 1）全挖全填
a2 V 6 (h1 h2 h3)
• 式中
a——方格边长(m)；
(hml，)，h用2，绝h3对—值—代三人角。形各角点的施工高度
图1－13 按地形将方格划分成三 角形
• 2)有挖有填
挖
A1
(400)
500
(100) X012
A2 500
A3 300(400) 100 (0) 100
A4 400
填方量 800 600
500
挖方量 500 500 500 400 1900
再求位势及空格的检验数
挖 填 位势数 位势数 Ui Vj
B1 V1=50
B2 V2=70
B3 V3=60
A1
U1= 0
• hn＝Hn-Hn’
(1—13)
• 式 中 hn—— 该 角 点 的 挖 、 填 高 度 ， 以 “＋”为填方高度，以“－”为挖方高
度(m)；
• Hn——该角点的设计标高(m)； • Hn’——该角点的自然地面标高(m)。
• 2.绘出“零线”
• 如：表1－4中已填6个格，而m＋n－1＝3＋4 －1＝6，满足要求。
• 下面介绍用“位势法”求检验数：
（1）求位势Ui和Vj 位势和就是在运距表的行或列中用运距
（数取没或字有单的影价格响）子。C检ij同验时数减ij为去零的，数而，对目调的配是方使案有的调选配
• 2）部分挖部分填格
V挖
a2 4
(h挖)2 h
V填
a2 4
(h填)2 h
• （2）三角棱柱体法
• 1）全挖全填
a2 V 6 (h1 h2 h3)
• 式中
a——方格边长(m)；
(hml，)，h用2，绝h3对—值—代三人角。形各角点的施工高度
图1－13 按地形将方格划分成三 角形
• 2)有挖有填
挖
A1
(400)
500
(100) X012
A2 500
A3 300(400) 100 (0) 100
A4 400
填方量 800 600
500
挖方量 500 500 500 400 1900
再求位势及空格的检验数
挖 填 位势数 位势数 Ui Vj
B1 V1=50
B2 V2=70
B3 V3=60
A1
U1= 0
• hn＝Hn-Hn’
(1—13)
• 式 中 hn—— 该 角 点 的 挖 、 填 高 度 ， 以 “＋”为填方高度，以“－”为挖方高
度(m)；
• Hn——该角点的设计标高(m)； • Hn’——该角点的自然地面标高(m)。
• 2.绘出“零线”
第一章土方工程(1)_2
土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。
W m湿 -m干 100% mw 100%
m干
ms
式中：m湿——含水状态土的质量kg； m干——烘干后土的质量，kg； mW ——土中水的质量，kg； mS—固体颗粒的质量，kg；
土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化， 对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。
Hn----某角点（计算的那个交点）的设 计标高 i----某角点到与排水方向垂直的场地 中心线的距离 l----泄水坡度 “±”----某角点比H0高时取“+”
某角点比H0低时取“-”
双向排水时，各方格角点设计标高Hn为：
Hn = H0 Lx ix L yi y
4、计算场地各角点施工高度 hn（挖填高度） 施工高度——土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖 土机械的主要参数；
（2）土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主 要参数
用途： KS ：可估算装运车辆和挖土机械
K’S ：可估算填方所需挖土的数量
案例 1
•某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土， 问需要多少车次的土？ （ KS=1.20 ， KS’=1.04 ）
土体被水（自由水）透过的性质，用渗透系数 K 表示。
K的意义：水力坡度（I=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体 的速度（V=KI） →达西定律
K的单位：m / d
粘土< 0.1，
•Δh
粗砂50~75，
卵石100~200
用途：土的渗透系数与土的颗粒级
•L
配、密实程度有关，直接影响降水
方案的选择和涌水量的计算
V — 土的体积。
土的固体颗粒质量与总体积 的比值，用下式表示：
第1章 土方工程
3.计算各方格挖、填土方量
H1 H2 a a) H3
a
一般采用“四棱柱体法”计算。
H4
（1）全挖、全填方格
a V ( H1 H 2 H 3 H 4 ) 4
2
图1-7 a ）全挖、全填方格
1.2.2 场地平整土方量的计算
（2）部分挖方、部分填方方格
H1 H4
a
H1 H4 H2 a H3
1. 土的可松性
土具有可松性。即自然状态下的土，经过开 挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填 压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松 性系数表示，即：
V2 Ks V1
V3 Kபைடு நூலகம் V1
1.1.2 土的工程性质
2．原状土经机械压实后的沉降量
原状土经机械往返压实或其他压实措施后，会 产生一定的沉陷，根据不同的土质，其沉陷量 在3～30cm之间。可按下述经验公式计算：
1.2 场地平整
1.2.1 场地设计标高的确定
确定场地设计标高一般有两种方法： 1.挖填土方量平衡法
对于小型场地平整，原地形比较平缓，对场地 设计标高无特殊要求，可按“挖填土方量平衡 法”确定场地设计标高。 2.最佳设计平面法
这种方法计算较繁杂，实际工程中应用不多， 只有对大型场地或地形比较复杂时，才用“最 佳设计平面法”进行竖向规划设计。
“最佳设计平面法”就是应用最小二乘法的原 理，将场地划分成方格网，使场地内方格网各 角点施工高度的平方和为最小，由此计算出的 设计平面，既可满足挖方量与填方量平衡，又 能保证总的土方量最小，因此称为“最佳设计 平面”。 但这种方法计算较繁杂，实际工程中应用不多， 只有对大型场地或地形比较复杂时，才用此法 进行竖向规划设计。
1第一章 土方工程
3、人工降低地下水位
人工降水法（井点降水法），就是在基坑开挖前，预 先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备 连续不断地抽水，使地下水位降至基底以下，直至基础施工 完毕为止。因此，在基坑土方开挖过程中保持干燥，从而根 本上消除了流砂现象，改善了工作条件。同时，由于土层水 分排除后，还能使土密实，增加地基土地承载能力。在基坑 开挖时，土方边坡也可陡些，从而减少了挖方量。 人工降水法有： 轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及渗井井点等。
2、基槽土方量计算
基槽的土方量可以沿长度方向分段后，再 用同样方法计算（见图2）
V1= L1 (F1+4F0+F2)
6
式中：V1—第一段的土方量（m3） L1—第一段的长度（m）
（2）
则总土方量为各段的和即：
V=V1+V2+……Vn
式中V1、V2……Vn---各段的土方量（m3） 图2 基槽土方量计算
一 、土方工程的分类及特点
2. 土方施工特点 ⑴工程量大，劳动强度高： 采用机械化或综合机械化方法进行施工。 ⑵施工条件复杂：施工时受地下水文、地质、 地下障碍、气候等因素的影响较大，不可确定 的因素也较多。 ⑶受场地限制： 施工场地狭窄，周围建筑较多， 往往由于施工方案不当，导致周围建筑设施出 现安全与稳定的问题.
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、可塑的粘土和碎石类土——1.5m； 坚硬的粘土—2.0m。
根据工程实践调查分析，造成边坡塌方的主要原因 有以下几点：
1、未按规定放坡 土体本身稳定性不够而产生塌方；
2、基坑上边缘附近堆物过重，使土体中产生的剪应力超
第一章 土石方工程
滑力滑移力。 （2）外因：
A.降低了土体的抗剪强度： a.气候原因使土松软； b.粘土杂层因侵水产生润滑作用； c.饱和的液砂，粉砂因施工时外荷作 用而产生液化，降低了抗剪强度。
第一章 土石方工程
B．土体剪应力大于土体抗剪强度； a.边坡荷载增加，（土体，施工材料、 机械）； b.下雨使土体含水量增加，土体自重增 大，动水压力增加； c.土体裂缝中的水产生静水压力，使剪 应力增加，大于抗剪能力。
弃与填土的取得三者之间关系的确定。 目的：使挖填平衡时土方量最小，土
方总输运量最少，运输成本和施工费用最 低的情况下，确定土方调配的数量和方向， 从而达到缩短工期，降低施工费用。
第一章 土石方工程
程序：划分土方调配区，计算土方 调配区之间的平均运距，单位土方的运 价或单位土方施工费用，然后确定土方 的最优调配方案，绘出调配图。
1. 平均断面法： 是指将不规则的土石方用相互平行
的平面划分为比较规则的断面，利用数 学的原理进行体积计沿长度方向分段计算。
第一章 土石方工程
2. 计算公式： （1）基坑：V=H（F1+4F +F2）/6
式中:H——基坑深度 ； F1、F2 ——基坑上下两底面积； F——基坑中截面面积。
第一章 土石方工程
实质：都是求检验数ij来判断。 当ij0时为最优方案。位势法的步骤： 设位势数为Ui,Vj
A. 由Cij=Ui+Vj 得Ui = Cij -Vj ， Vj = Cij - Ui
B. 令U1=0，求出V1 C. 然后分别求出 Ui、Vj
第一章 土石方工程
注意：在求位势数时，一定要用初始方案 中有调配数的方格的Cij来进行计算！
第一章 土石方工程
（4） 做好运输道路,排、降水,土壁支撑 等准备工作;
A.降低了土体的抗剪强度： a.气候原因使土松软； b.粘土杂层因侵水产生润滑作用； c.饱和的液砂，粉砂因施工时外荷作 用而产生液化，降低了抗剪强度。
第一章 土石方工程
B．土体剪应力大于土体抗剪强度； a.边坡荷载增加，（土体，施工材料、 机械）； b.下雨使土体含水量增加，土体自重增 大，动水压力增加； c.土体裂缝中的水产生静水压力，使剪 应力增加，大于抗剪能力。
弃与填土的取得三者之间关系的确定。 目的：使挖填平衡时土方量最小，土
方总输运量最少，运输成本和施工费用最 低的情况下，确定土方调配的数量和方向， 从而达到缩短工期，降低施工费用。
第一章 土石方工程
程序：划分土方调配区，计算土方 调配区之间的平均运距，单位土方的运 价或单位土方施工费用，然后确定土方 的最优调配方案，绘出调配图。
1. 平均断面法： 是指将不规则的土石方用相互平行
的平面划分为比较规则的断面，利用数 学的原理进行体积计沿长度方向分段计算。
第一章 土石方工程
2. 计算公式： （1）基坑：V=H（F1+4F +F2）/6
式中:H——基坑深度 ； F1、F2 ——基坑上下两底面积； F——基坑中截面面积。
第一章 土石方工程
实质：都是求检验数ij来判断。 当ij0时为最优方案。位势法的步骤： 设位势数为Ui,Vj
A. 由Cij=Ui+Vj 得Ui = Cij -Vj ， Vj = Cij - Ui
B. 令U1=0，求出V1 C. 然后分别求出 Ui、Vj
第一章 土石方工程
注意：在求位势数时，一定要用初始方案 中有调配数的方格的Cij来进行计算！
第一章 土石方工程
（4） 做好运输道路,排、降水,土壁支撑 等准备工作;
第一章土方工程(第1讲).
质粘土；压实的填土
部分用撬棍
IV
坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石 的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石； 天然级配砂石；软泥灰岩
整个先用镐、撬 棍，后用锹挖掘， 部分用楔子及大 锤
五类土 软石
V～VI
硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土； 胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石
用镐或撬棍、大 锤挖掘，部分使 用爆破方法
（5）、土的孔隙比和孔隙率
它们反映了土的密实程度。孔隙比和孔隙率越小土
越密实。
孔隙比e是土的孔隙体积Vv与固体颗粒体系Vs的比
值，即
e Vv Vs
孔隙率n是土的孔隙体积Vv与 总体积V的比值，用百分率表示：
n Vv *100% V
m —— 土的天然重量（kg）；
V — 土的体积（m3）
土的密度一般为1600 ～2000kg/m3，施工中通常采用的单 位为g/cm3
干密度: 土的固体颗粒重量与总体积的比
值.用下式表示：
d
ms v
式中
d——土的天然密度,kg/m3；
ms—— 土的总重量（kg）；
V — 土的体积,m3
案例3： 挖取了1m3土，刚开始称量时重1340kg，经过烘 干处理后重1186kg，求所取土的天然密度和干密度？
砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植 用锹、锄头挖掘，
土、淤泥（泥炭）
少许用脚蹬
二类土 普通土
II
粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵 用锹、锄头挖掘，
石的砂；种植土、填土
少许用镐翻松
三类土 坚土
四类土 砂砾坚
土
III
软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石 主要用镐，少许 土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉 用锹、锄头挖掘，
1第一章 土方工程
34
防治流砂的方法：
1、抢挖法； 2、打板桩法； 3、水下挖土法； 4、人工降低地下水； 5、地下连续墙法； 6、桩基、沉井法施工。
35
（二）井点降水
1、井点降水的作用 2、井点降水的种类：轻型井点和管 井点各种井点的适用范围 3、一般轻型井点
36
（1）高程布置 H≥H1+Δ h+iL H≤hpmax 抽水设备的最大抽水高度，6-7米。 I：环状I=1/10，单排I=1/4-5，双排I=1/7。 （2)轻型井点计算（涌水量Q，水井管数量N，井距D） 水井的分类：
10
二、场地土方量的计算
1、计算场地各角点的施工高度hn hn= Hn- H Hn ：设计标高（i=0, Hn= H0） H：自然地面标高 当hn 为+时，为填方；当hn为—时，为挖方 2、确定零线，划分挖填区 两个零点之间的连线为“零线” x=ah/(h1+h2) 3、计算场地挖填土方量
11
按上述方法计算的土方量可以做到挖填平衡， 但不能保证挖填量为最小。通常用最小二乘法来设 计最佳的设计平面。 最小二乘法：在实验中获得自变量与因变量的 若干个对应数据（x1,y1）,(x2,y2)„(xn,yn)时， 要找出一个类型的函数y=f(x)（如y=ax+b），使得 偏差平方和（yi-f(xi)2为最小，这种求f(x)的方 法称为最小二乘法，求得的函数称为经验公式。 常用于工程技术和科学研究的数据处理中。
î Ì
100 T2
½ ² ¸ ° ì ±
Ú ² Í ½ Á ¿
T3 70 40 100 500 90 500 110 100 100 400 70 500 40 500 400 1900 (M3)
½ ² ø Ç
防治流砂的方法：
1、抢挖法； 2、打板桩法； 3、水下挖土法； 4、人工降低地下水； 5、地下连续墙法； 6、桩基、沉井法施工。
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（二）井点降水
1、井点降水的作用 2、井点降水的种类：轻型井点和管 井点各种井点的适用范围 3、一般轻型井点
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（1）高程布置 H≥H1+Δ h+iL H≤hpmax 抽水设备的最大抽水高度，6-7米。 I：环状I=1/10，单排I=1/4-5，双排I=1/7。 （2)轻型井点计算（涌水量Q，水井管数量N，井距D） 水井的分类：
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二、场地土方量的计算
1、计算场地各角点的施工高度hn hn= Hn- H Hn ：设计标高（i=0, Hn= H0） H：自然地面标高 当hn 为+时，为填方；当hn为—时，为挖方 2、确定零线，划分挖填区 两个零点之间的连线为“零线” x=ah/(h1+h2) 3、计算场地挖填土方量
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按上述方法计算的土方量可以做到挖填平衡， 但不能保证挖填量为最小。通常用最小二乘法来设 计最佳的设计平面。 最小二乘法：在实验中获得自变量与因变量的 若干个对应数据（x1,y1）,(x2,y2)„(xn,yn)时， 要找出一个类型的函数y=f(x)（如y=ax+b），使得 偏差平方和（yi-f(xi)2为最小，这种求f(x)的方 法称为最小二乘法，求得的函数称为经验公式。 常用于工程技术和科学研究的数据处理中。
î Ì
100 T2
½ ² ¸ ° ì ±
Ú ² Í ½ Á ¿
T3 70 40 100 500 90 500 110 100 100 400 70 500 40 500 400 1900 (M3)
½ ² ø Ç
建筑施工技术教学课件-第一章_土方工程
➢ 三、影响填土压实因素：
1.土的含水量：手捏成团、落地开花
2.铺土厚度：最优厚度范围与压实机具有关
3.压实功的影响：合理选择压实遍数
四、质量检查：压实系数
c=
土 的 控 制 干 密 度 (d) 最 大 干 密 度 (dmax )
ρd -用击实试验确定， ρdmax-“环刀法”或灌砂（水）法测定
§1-6 爆破施工
§1-3 土方工程施工准备与基坑(槽)施工
➢ 一、施工准备及定位放线
➢ （一）施工准备工作： 1.场地清理； 2.地面水排除
➢ （二）定位放线：
1.建筑物定位；2.放线
➢ 二、土壁稳定（土体内摩阻力和粘结力保持平衡）
（一）土壁塌方原因：边坡过陡；堆物过重；水渗入土体。
（二） 采取措施：放足边坡；适当堆物；做好排水。
➢ 起爆方法：火花起爆、电力起爆、导爆索起爆
➢ 破坏作用圈：介质距爆破中心越近，破坏越大
➢ 爆破方法：裸露药包爆破、浅孔爆破、药壶爆破、
拆除爆破
药包
压缩圈
破坏圈
震动圈
演示结束
敬请提出宝贵意见！
谢 谢！
➢ ①主要支护方法:钢板 桩、柱列式钢筋砼桩、 连续墙等，对方形或圆 形基坑采用拱圈。
➢ ②利用深层搅拌法加固 基坑四周土体
先 进 施 工 技 术
➢ ③逆作法施工技术日益 被重视
➢ 地下连续墙 ➢ 柱列式灌注桩 ➢ 土锚杆 ➢ 土钉墙
1.地下连续墙
➢ 地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地 下结构层数多的深基坑的施工非常有利。
数量、水泵数量及位置。 ➢ ②、高程布置：确定井点管的埋置深度。
➢ 布置和计算步骤：
确定平面布置 高程布置 计算井点管数量 调整