1.1-1.3 土的工程性质、土方量计算、降低地下水位

K的单位：m / d 。
粘土< 0.1， 粗砂50~75， 卵石100~200 用途：降低水位方法， 回填。
L
Δh
3、土的密度：
天然密度 ：一般 =16~20 KN/m3 干密度 d：是检测填土密实程度的指标。 （105℃，烘干3~4h） d=Ms/V
4、土的含水量：
天然含水量
——边坡稳定
H12 H22
a
a
a
•H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四 个方格共用角点的标高。
a
a
a
2、场地设计标高的调整 按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整。 按泄水坡度调整各角点设计标高 ： H11 (1)单向排水时，各方格 L 角点设计标高为: H0 Hn = H0 L• i H21 (2)双向排水时，各方格 Hn Ly 角点设计标高为： H0 Hn = H0 Lx ix L yi y Lx
A2 B2 B3
0
挖方量 500 500 500 400 1900
0
（5）调配
方法：最小元素法－－就近调配。 顺序：先从运距小的开 始，使其土方量最大。
填 挖 A1 A2
m 行 n 列
B1 500 50 70 300 60 80
B2 70
B3 100 90 100 70 40
挖方量 500 500 500 400 1900
+ +
40
由于所有的检验数 均为正值，故该方案已为最优 方案。 若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部正 值而得到最优解。
故最优方案为：
填 B1 400 B2 B3 挖方量
挖 A1 A2 A3
A4 填方量 400
50 70 60
80
100 500
70 40 110
100 100 400 500
2、步骤：
（1）找出零线，画出挖方区、填方区； （2）划分调配区
划分调配区示例：
A1
0 B1
0 A3 A4
（3）找各挖、填方区间的平均运 距（即土方重心间的距离） 可近似以几何形心代替土方体 积重心 （4）列挖、填方平衡及运距表
挖 填 A1 A2 A3 A4 填方量 B1 50 70 60 80 800 B2 70 40 110 100 600 B3 100 90 70 40 500
70.18
+0.02
70.22
-0.44
70.26
2、确定零线（挖填分界线）
插入法、比例法找零点 零点连线
+0.23 0 70.09 70.32 +0.55
70.26
-0.04
70.36
-0.55
70.40
-0.99
70.44
+0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
+0.83
70.20
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（二）降排水方法
1．集水井法（明排水法） ――用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者 挖至地下水位时，挖排水沟→设集水井→抽水→再挖土、 沟、井 水泵
排水沟
2～5％ 集水井
要求：
（ 1）排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≦300mm，
沟底低于坑底500mm，坡度1％。
（ 2）集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，
500
100
40 110 100
A3 A4
800 600 填方量 结果：所得运输量较小，但不一定是最优方案。 （总运输量97000m3-m)
400 500
3、调配方案的优化（线性规划中—表上作业法）
（1）确定初步调配方案（如上） （2）判别是否最优方案(矩形法判别) 表格内有土方量的运距留下,其余删除.运用对角线相加 相等的原则,求其余空格数值.
100 90 70
40
500 500 500
400 1900
800
600
•（4）绘出调配图：
A
1
（包括调运的流向、数量、运距）。
B1
m3 m
A
3
A
2
A B2 B3
4
• （5） 求出最优方案的总运输量： 400×50＋100×70 ＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40＝
作业
• 已知某场地的挖方区为W1、W2、W3，填方区为T1、 T2、T3，其挖填方量，每一调配区的平均运距如表 所示，试用“表上作业法”求最优调配方案。
2）调整调配 值
从空格出发，在 奇数次转角点的 数字中，挑最小 的土方数调到空 格中。且将其它 奇数次转角的土 方数都减、偶数 次转角的土方数 都加这个土方量， 以保持挖填平衡。
填 挖 A1 A2 A3
B1 (400) 500
B2 (100) X12 500
B3
挖方量 500 500
300 (400)
100 (0)
100
500
A4
填方量
400 400 800 600 500 1900
（2）判别是否最优方案
表格内有土方量的运距留下,其余删除. 运用对角线相加相等的原则,求其余空格数值.
挖
填 A1 A2 A3 A4 30 20
B1 50
B2 70 40 80 50
B3
60
+ +
70
+
60
30
+
h1~ h4 —方格角点施工高度绝对值 V挖（填）—挖方或填方的体积。 2）部分挖、部分填格：V挖（填）
= a2[ h挖（填）] 2 / 4 h
h挖（填） —方格角点挖或填施工高度绝对值之和； h —方格四个角点施工高度绝对值总和。
（2）四方棱柱体平均高度法（略）
（3）三角棱柱体法（略）
均见教材
（6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。
二、土的工程分类
按开挖的难易程度分为八类 一类土（松软土）、二类土（普通土) 三类土（坚土）、 四类土（砂砾坚土） ——机械或人工直接开挖 五类土（软石）、六类土（次坚石） 七类土（坚石）、八类土（特坚石） ——爆破开挖
三、土的工程性质
1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积 因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。 最初可松性系数 KS=V2 /V1 最后可松性系数 KS’=V3 /V1
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
70.14
+0.56
70.18
+0.02 0 70.22
-0.44
70.26
h1
3、场地土方量的计算：
分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、总填方量
（1）四角棱柱体法
1）全挖、全填格：
V挖（填）=a2 (h1+h2+h3+h4)/4
3．流砂的防治 减小动水压力（板桩等增加L）； 平衡动水压力（抛石块、水下开挖）； 改变动水压力的方向（井点降水）。
第一章 土方工程
第一节 概述
一、土方工程的分类、特点
1、施工分类
主要：场地平整； 坑、槽开挖； 土方填筑。
辅助：施工排、降水； 土壁支撑。
2、施工特点
（1）量大面广； （2）劳动强度大，工期长； （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不 确定因素多。
3、施工设计应注意
（1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械； （2）合理调配土方，使总施工量最少； （3）合理组织机械施工，以发挥最高效率； （4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅 助工作； （5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；
70.26
-0.55
70.40
-0.99
70.44
正值为填方高度。 +0.13
70.30
-0.36
70.34
-0.84
70.38
h2 =70.36－70.40= －0.04 （m）； 负值为挖方高度
+0.83
70.20
+0.43
70.24
-0.10
70.28
-0.63
70.32
+1.04
70.14
+0.56
直径0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。长期用，有 护壁和碎石压底。 （ 3）水泵：离心泵、潜水泵、污水泵……
（二）分层明沟排水法
（一）普通明沟排水法
流砂现象 1．动水压力――地下水在渗流过程中受到土颗粒 的阻力，使水流对土颗粒产生的一种压力。 动水压力的大小与水力坡度成正比，方向同渗流方 向。 GD＝Iγ w =(Δ h/L) γ w 2．流砂原因 GD F 当 动水压力大于或等 于土的浸水重度（GD≥γ ’） Q 时，土粒被水流带到基坑内。 主要发生在细砂、粉砂、轻 亚粘土、淤泥中。
（2）按泄水坡度调整设计标高：
Hn = H0 Lx ix L yi y ； H1 =70.29－30×2‰+30×3‰=70.32
H2 =70.29－ 10×2‰+30×3‰ 70.09 =70.36 H3=70.29+10×2‰ +30×3‰=70.40 其它见图
70.32
70.36
70.40
70.44
70.26
70.30
H0＝70.29
70.34
70.38
70.20
70.24
70.28
70.32
70.14
70.18
70.22
70.26
（二）场地土方量计算
1、计算各方格角点的施工高度 hn ： hn= Hn－Hn’ 即：hn=该角点的设计标高—自然地面标高（m）