土方工程系统知识.ppt课件.ppt

1、主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、施工辅助工作、土方的填筑与压实、土方机械施工辅助工作、土方的填筑与压实、土方机械化化 施工及土方工程质量标准与安全技术；施工及土方工程质量标准与安全技术；学习重点：土的工程性质及其对施工的影响，学习重点：土的工程性质及其对施工的影响，土壁支护与边坡，以及降低地下水位的方法。土壁支护与边坡，以及降低地下水位的方法。学习要求学习要求:v了解土的分类和现场鉴别土的种类；了解土的分类和现场鉴别土的种类；v掌握基坑掌握基坑(槽槽)、场地平整土石方工程量的计算方法；、场地平整土石方工程量的计算方法；v了解土壁塌方和发生流砂

2、现象的原因及防止方法；了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法；v熟悉常用土方施工机熟悉常用土方施工机械的特点、性能、适用范围及械的特点、性能、适用范围及提高生产率的方法；提高生产率的方法；v掌握回填土施工方法及质量检验标准掌握回填土施工方法及质量检验标准。按土开挖的难易程度将土分为八类。按土开挖的难易程度将土分为八类。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；先松土，部分用爆破的方法施工；次坚石、

3、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分类与现土的工程分类与现场鉴别方法场鉴别方法见表见表1.1所示所示。1 1.1.1.1.1 土的分类与鉴别土的分类与鉴别 表表1.1 土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 现场鉴别方法现场鉴别方法 KSKs一类土一类土(松软土松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭泥炭(淤泥淤泥)1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘能用锹、锄头挖掘 二类土二类土(普通土普通土)亚粘土，潮湿的黄土

4、，夹有碎石、亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂砂土土 1.141.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松少许用镐翻松 三类土三类土(坚土坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要要用镐，少许用锹、用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锄头挖掘，部分用撬棍撬棍 四类土四类土(砂砂砾坚土砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗重粘土及含碎石、卵石的粘土，

5、粗卵石，密实的黄土，天然级配卵石，密实的黄土，天然级配砂石，砂石，软泥灰岩及蛋白石软泥灰岩及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，整个用镐、撬棍，然后然后用锹挖掘，部用锹挖掘，部分用楔子及大锤分用楔子及大锤 sK土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 现场鉴别方法现场鉴别方法 KSKs五类土五类土(软石软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用镐或撬棍、大锤用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用挖掘，部分使用爆爆

6、破方法破方法 六类土六类土(次坚石次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩岗岩，片麻岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖用爆破方法开挖,部分用风镐部分用风镐 七类土七类土 (坚石坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖用爆破方法开挖 八类土八类土(特坚硬特坚硬

7、石石)安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖用爆破方法开挖 1.1.2 土的工程性质及对工程施工的影响土的工程性质及对工程施工的影响 土的基本组成土的基本组成天然状态下的土由三部分组成：土颗粒、土天然状态下的土由三部分组成：土颗粒、土 中的水和土中的气如图中的水和土中的气如图11所示。三部分之所示。三部分之 间的比例关系的不同，反映土的不同物理状间的比例关系的不同，反映土的不同物理状态，如干燥、湿润；密实、松散等。这些

8、最态，如干燥、湿润；密实、松散等。这些最 基本的物理指标，对评价土的工程性质，进基本的物理指标，对评价土的工程性质，进 行土的工程分类具有重要意义。行土的工程分类具有重要意义。图图1-1 1-1 土的基本组成土的基本组成swmmmswVVVVwvVVV 土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。百分率。1.1.2 1.1.2 土的工程性质及对工程施工的影响土的工程性质及对工程施工的影响 1.1.2.1 1.1.2.1 土的含水量土的含水量 -100%100%wsmmmWmm干湿干式中：式中：m m湿湿含水状态土的质量，含水状态土的质量，kg

9、kg；m m干干烘干后土的质量，烘干后土的质量，kgkg；m mW W 土中水的质量，土中水的质量，kgkg；mS固体颗粒的质量，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，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。对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.1)土的天然密度土的天然密度:在天然状态下，单位体积土在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：土的天然密度按下式计算：1.1.2.2 1.1.2.2 土的天然密度和干密土

10、的天然密度和干密 mV式中式中土的天然密度，土的天然密度，kg/mkg/m3 3；m m 土的总质量，土的总质量，kgkg；V 土的体积，土的体积，m3。(1.2)干密度干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值。土的固体颗粒质量与总体积的比值。用下式表示：用下式表示：sdmV式中式中d d土的干密度，土的干密度，kg/mkg/m3 3；m mS S 固体颗粒质量，固体颗粒质量，kgkg；V 土的体积，土的体积，m3。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度

11、主要通过检验填方土的干密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。度和含水量来控制。(1.3)1.1.2.3 1.1.2.3 土的可松性系数土的可松性系数 土的可松性：土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示，即示，即 21sVKV31sVKV式中式中 K KS S、K KS S土的最初、最终可松性系数；土的最初、最终可松性系数；V1V1土在天然状态下的体积，土在天然状态下的体

12、积，m m3 3；V2 V2土挖出后在松散状态下的体积，土挖出后在松散状态下的体积，m m3 3；V3 V3土经压土经压(夯夯)实后的体积，实后的体积，m m3 3。(1.4)(1.5)土的最初可松性系数土的最初可松性系数K KS S是计算车辆装运土方是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；体积及挖土机械的主要参数；土的最终可土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数程量的主要参数，各类土的可松性系数见表见表1.1所示所示。例：某工程基坑回填的体积为例：某工程基坑回填的体积为100 ，取，取土场地的土为三类土，问应取多少天然土土场地

13、的土为三类土，问应取多少天然土来回填此基坑？来回填此基坑？解：查表解：查表1-1。可得。可得 则取土数量为则取土数量为 即挖三类土即挖三类土93.596 ，即可回填，即可回填100 的基坑的基坑3m07.104.1/sK)(965.93307.104.1100m3m3m1.1.2.4 1.1.2.4 土的渗透性土的渗透性土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。透性用渗透系数表示。渗透系数：渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能表示单位时间内水穿透土层的能力，以力，以m/dm/d表示；它同土的颗粒级配、密实度表示；它同土的颗粒级配、密实

14、度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。的主要参数。土的渗透系数土的渗透系数见表见表1.2所示所示。表表1.2 土的渗透系数参考表土的渗透系数参考表 土的名称土的名称 渗透系数渗透系数(m/d)土的名称土的名称渗透系数渗透系数(m/d)粘土粘土 0.005 中砂中砂 5.0020.00 亚亚 粘粘 土土 0.0050.10 均质中砂均质中砂 3550 轻亚粘土轻亚粘土 0.100.50 粗砂粗砂 2050 黄土黄土 0.250.50 圆圆 砾砾 石石 50100 粉砂粉砂 0.501.00 卵石卵石 100500 细砂细砂 1.005.00

15、 1.1.2.51.1.2.5土的孔隙比和孔隙率土的孔隙比和孔隙率 反映了土的密实程度，越小土越密实。反映了土的密实程度，越小土越密实。孔隙比：土的孔隙体积孔隙比：土的孔隙体积 与固体体积与固体体积 的比值。的比值。孔隙率：土的孔隙体积孔隙率：土的孔隙体积 与总体积与总体积V的的百分比。百分比。vVsVsvVVe vV%100VVnv1.1.3 1.1.3 土方工程分类及施工特点土方工程分类及施工特点 土方工程包括：土的开挖、运输和填筑等主土方工程包括：土的开挖、运输和填筑等主要施工过程；排水、降水等准备工作；土壁要施工过程；排水、降水等准备工作；土壁支撑等辅助工作。支撑等辅助工作。工业与民用

16、建筑工程中土方工程一般分为四工业与民用建筑工程中土方工程一般分为四类：类：1.场地平整场地平整 2.基坑基坑(槽槽)及管沟开挖及管沟开挖 3.地下工程大型土方开挖地下工程大型土方开挖 4.土方填筑土方填筑 土方工程的特点：土方工程的特点：（1）面广量大、劳动繁重）面广量大、劳动繁重（2）施工条件复杂）施工条件复杂 土方工程多为露天作业，施工受当地土方工程多为露天作业，施工受当地气候条件影响大，且土的种类繁多，成分气候条件影响大，且土的种类繁多，成分复杂，工程地质及水文地质变化多，也对复杂，工程地质及水文地质变化多，也对施工影响较大。施工影响较大。1.2.1 土方边坡土方边坡土方边坡的稳定，主要

17、是由于土体内土颗粒间存在摩土方边坡的稳定，主要是由于土体内土颗粒间存在摩阻力和粘结力，从而使土体具有一定的抗剪强度，当阻力和粘结力，从而使土体具有一定的抗剪强度，当下滑力超过土体的抗剪强度时，就会产生滑坡。下滑力超过土体的抗剪强度时，就会产生滑坡。当当 F f+C 时，土体就会产生滑坡。时，土体就会产生滑坡。f 摩阻力；摩阻力；C 粘结力，又叫内聚力；粘结力，又叫内聚力；F 下滑力，由土体自重分解而来，下滑力，由土体自重分解而来，边坡愈陡，下滑力边坡愈陡，下滑力F愈大。愈大。土体抗剪强度的大小与土质有关，粘性土土体抗剪强度的大小与土质有关，粘性土颗粒之间，不仅具有摩阻力，而且具有粘结颗粒之间，

18、不仅具有摩阻力，而且具有粘结力。砂性土颗粒之间只有摩阻力，没有粘结力。砂性土颗粒之间只有摩阻力，没有粘结力，所以粘性土的边坡可陡些，砂性土的边力，所以粘性土的边坡可陡些，砂性土的边坡则应平缓些。坡则应平缓些。土方边坡坡度以其挖方深度土方边坡坡度以其挖方深度h h与边坡底宽与边坡底宽b之之比来表示。比来表示。m=b/h，称为边坡系数。称为边坡系数。土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。边坡可做成直线形、气候条件等因素确定。边坡可做成直线形、折线形或阶梯形折线形或阶梯形

19、 1 1.2.2.2.2 基坑与基槽土方量计算基坑与基槽土方量计算 基坑土方量可按立体几何中拟柱体基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个由两个平行的平面作底的一种多面体平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算体积公式计算(图图1.1.1)。即。即 102(4)6HVAAA式中式中 H H 基坑深度，基坑深度，m m；A A1 1、A A2 2基坑上、下底的面积，基坑上、下底的面积，m m2 2；A0 基坑中截面的面积，基坑中截面的面积，m2。(1.6)基槽土方量计算可沿长度方向分段计算基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图图1.2)：1102(4)6LVAAA式中式中V V1 1第一段的土方量

20、，第一段的土方量，m m3 3；L1 第一段的长度，第一段的长度，m。将各段土方量相加即得总土方量：将各段土方量相加即得总土方量：12nVVVV(1.7)(1.8)1 1.2.3.2.3 场地平整土方计算场地平整土方计算 1.2.3.1 场地平整的程序场地平整的程序 场地平整是将需进行建筑范围内的自然地面，通过人场地平整是将需进行建筑范围内的自然地面，通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面，以利现场工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面，以利现场平面布置和文明施工。在工程总承包施工中，三通一平工平面布置和文明施工。在工程总承包施工中，三通一平工作常常是由施工单位来实施，因此场地平整也

21、成为工程开作常常是由施工单位来实施，因此场地平整也成为工程开工前的一项重要内容。工前的一项重要内容。场地平整要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通场地平整要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求，并尽量使土方的挖填平衡，减少运输和场地排水等要求，并尽量使土方的挖填平衡，减少运土量和重复挖运。运土量和重复挖运。场地平整为施工中的一个重要项目，它的一般施场地平整为施工中的一个重要项目，它的一般施工工艺程序安排是：工工艺程序安排是：现场勘察现场勘察清除地面障碍物清除地面障碍物标定整平范围标定整平范围设置水准基点设置水准基点设置方格网，设置方格网，测量标高测量标高计算土方挖填工程量计

22、算土方挖填工程量平整土方平整土方场场地碾压地碾压验收验收。当确定平整工程后，施工人员首先应到现场进行当确定平整工程后，施工人员首先应到现场进行勘察，了解场地地形、地貌和周围环境。根据建勘察，了解场地地形、地貌和周围环境。根据建筑总平面图及规划了解并确定现场平整场地的大筑总平面图及规划了解并确定现场平整场地的大致范围。致范围。平整前必须把场地平整范围内的障碍物如树木、平整前必须把场地平整范围内的障碍物如树木、电线、电杆、管道、房屋、坟墓等清理干净，然电线、电杆、管道、房屋、坟墓等清理干净，然后根据总图要求的标高，从水准基点引进基准标后根据总图要求的标高，从水准基点引进基准标高作为确定土方量计算的

23、基点。高作为确定土方量计算的基点。土方量的计算土方量的计算有方格网法有方格网法和横截面法，可根据和横截面法，可根据地形具体情况采用。现场抄平的程序和方法由地形具体情况采用。现场抄平的程序和方法由确定的计算方法进行。通过抄平测量，可计算确定的计算方法进行。通过抄平测量，可计算出该场地按设计要求平整需挖土和回填的土方出该场地按设计要求平整需挖土和回填的土方量，再考虑基础开挖还有多少挖出（减去回填）量，再考虑基础开挖还有多少挖出（减去回填）的土方量，并进行挖填方的平衡计算，做好土的土方量，并进行挖填方的平衡计算，做好土方平衡调配，减少重复挖运，以节约运费。方平衡调配，减少重复挖运，以节约运费。大面积

24、平整土方宜采用机械进行，如用推土机、大面积平整土方宜采用机械进行，如用推土机、铲运机推运平整土方；有大量挖方应用挖土机铲运机推运平整土方；有大量挖方应用挖土机等进行。在平整过程中要交错用压路机压实。等进行。在平整过程中要交错用压路机压实。平整场地的一般要求如下：平整场地的一般要求如下：1平整场地应做好地面排水。平整场地的表面平整场地应做好地面排水。平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要求时，一般坡度应符合设计要求，如设计无要求时，一般应向排水沟方向作成不小于应向排水沟方向作成不小于0.2的坡度。的坡度。2平整后的场地表面应逐点检查，检查点为每平整后的场地表面应逐点检查，检查点为每1004

25、00m2取取1点，但不少于点，但不少于10点；长度、宽点；长度、宽度和边坡均为每度和边坡均为每20m取取1点，每边不少于点，每边不少于1点，点，其质量检验标准应符合表其质量检验标准应符合表1-10的要求。的要求。3场地平整应经常测量和校核其平面位置、水场地平整应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护，制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护，定期复测和检查；土方不应堆在边坡边缘定期复测和检查；土方不应堆在边坡边缘。1 1.2.3.2.2.3.2场地平整土方量的计算场地平整土方量的计算 一、

26、场地设计标高的确定步骤一、场地设计标高的确定步骤 1、初步计算场地的设计标高、初步计算场地的设计标高H。42221121122HHHHanaHnHHHHH422211211nHHHHH44324321（a）地形地图方格网（b）计标高示意图 1等高线；2自然地面；3设计地面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；平整后土方量 V后=H0a2n H0平整后的场地标高；n方格数；平整前土方量=平整后土方量：2、设计标高的调整 按上述公式计算的场地设计标高按上述公式计算的场地设计标高H0系一理论系一理论值，还需要考

27、虑以下因素进行调整。值，还需要考虑以下因素进行调整。土的可松性影响土的可松性影响由于土具有可松性，按理论计算的由于土具有可松性，按理论计算的H施工，施工，填土回有剩余，为此要适当提高设计标高。填土回有剩余，为此要适当提高设计标高。设设h为土的可松性引起的设计标高增加值，为土的可松性引起的设计标高增加值，则设计标高调整后的总挖方体积应为则设计标高调整后的总挖方体积应为 V/w=Vw-Fwh 总填方体积为：总填方体积为：V/T=V/w K/s=（Vw-Fw h）K/s 由于设计标高由于设计标高H0的提高而需要增加的填方体的提高而需要增加的填方体积为：积为：hFT=V/T-VT=（VW-FWh）K/

28、S-VT 因为因为V T=VW 所以所以hFT=（VW-FW h）K/S-VW 考虑土的可松性后，场地设计标高应调考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为：整为：H/0=H0+h 式中式中 V w、VT 按场地初按场地初步设计标高（步设计标高（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 按场地初步设计标按场地初步设计标高（高（H0）计算得出的挖方区、填方区总计算得出的挖方区、填方区总面积面积;K/S 土的最终可松性系数。土的最终可松性系数。借土或弃土的影响借土或弃土的影响 在场地内修筑路堤等需要土方，此时，若按在场地内修筑路堤等需要土方，此时，若按H0施工，则会出现

29、用土不足，为了保证有足够施工，则会出现用土不足，为了保证有足够的土，需降低设计标高，降低值为的土，需降低设计标高，降低值为 Q为不足土方量。在场地内若有大型基坑开挖，则有多余土方，在场地内若有大型基坑开挖，则有多余土方，为了防止余土外运，需提高设计标高，提高为了防止余土外运，需提高设计标高，提高值为值为 Q为多余土方。考虑借土或弃土的影响后，场地设计标高应考虑借土或弃土的影响后，场地设计标高应调整为调整为 Q 按场地初步设计标高（按场地初步设计标高（H0）平整后多余平整后多余或不足的土方量。借土取或不足的土方量。借土取“+”，弃土取，弃土取“”。考虑泄水坡度对设计标高的影响考虑泄水坡度对设计标

30、高的影响 单向泄水时单向泄水时 双向泄水时双向泄水时liHHdnyyxxdnililHH3 3、方格网法计算场地平整土方量步骤为：、方格网法计算场地平整土方量步骤为：(1)(1)读识方格网图读识方格网图 方格网图由设计单位方格网图由设计单位(一般在一般在1/5001/500的地形的地形图上图上)将场地划分为边长将场地划分为边长a=10a=1040m40m的若干方格的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高定的位置上标注角点的自然地面标高(H)H)和设计和设计标高标高(H Hn n)，如图如图1.31.3所示所示。(

31、2)(2)计算场地各个角点的施工高度计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：度。各方格角点的施工高度按下式计算：nnhHH式中式中 h hn n角点施工高度即填挖高度角点施工高度即填挖高度(以以“+”“+”为填，为填，“-”“-”为为 挖挖)，m m；n 方格的角点编号方格的角点编号(自然数列自然数列1，2，3，n)。(1.9)(3)(3)计算计算“零点零点”位置，确定零线位置，确定零线 方格边线

32、一端施工高程为方格边线一端施工高程为“+”“+”，若另一端为，若另一端为“-”“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点零点”(”(图图1.4)1.4)。零点位置按下式计算：零点位置按下式计算：1112ahXhh2212ahXhh式中式中 x x1 1、x x2 2角点至零点的距离，角点至零点的距离，m m；h h1 1、h h2 2相邻两角点的施工高度相邻两角点的施工高度(均用绝对值均用绝对值)，m m a方格网的边长，方格网的边长，m。(1.10)确定零点的办法也可以用图解法，如图确定零点的办法也可以用图解法，如图1.51.5所示。所示。方法是用

33、尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方它是确定方格中挖方与填方的分界线。的分界线。(4)(4)计算方格土方工程量计算方格土方工程量 按方格底面积图形和按方格底面积图形和表表1.31.3所列计算公式，逐格所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。计算每个方格内的挖方量或填方量。(5)(5)边坡土方量计算边坡土方量计算 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，场地的挖方区和填方区的边沿

34、都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体锥体(图图1.61.6中、中、)，另一种为三角棱柱另一种为三角棱柱体体(图图1.61.6中中)。表表1.3 常用方格网点计算公式常用方格网点计算公式 项项 目目图图 式式计算公式计算公式一点填方或挖一点填方或挖方方(三角形三角形)两点填方或挖两点填方或挖方方(梯形梯形)三点填方或挖三点填方或挖方方(五角形五角形)四点填方或挖四点填方或挖方方(正方形正方形)32312366hbchVbca hV

35、当b=a=c时，=1324()()248()()248hbcaVabc hhhdeaVade hh22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhhA三角棱锥体边坡体积三角棱锥体边坡体积11113VA l式中式中 l l1 1边坡的长度；边坡的长度；A A1 1边坡的端面积边坡的端面积；h h2 2角点的挖土高度；角点的挖土高度；m边坡的坡度系数，边坡的坡度系数，m=宽宽/高。高。(1.11)B三角棱柱体边坡体积三角棱柱体边坡体积 两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 式中式中l l4 4边坡的长度；边坡的长度；A1

36、、A2、A0边坡两端及中部横断面面积。边坡两端及中部横断面面积。12442AAVl44102(4)6lVAAA(1.12)(1.13)C 关于场地四个角的土方量，实际上是由关于场地四个角的土方量，实际上是由两个三角棱锥体所组成，但其两个坡面的两个三角棱锥体所组成，但其两个坡面的交点不好确定，为了简化计算一般取平面交点不好确定，为了简化计算一般取平面为正方形计算，即两个三角形锥体的长度为正方形计算，即两个三角形锥体的长度均取方格角点填挖深度乘以坡度系数均取方格角点填挖深度乘以坡度系数m求求得。得。232mhll32223232312hmhllVC C计算土方总量计算土方总量 将挖方区将挖方区(或

37、填方区或填方区)所有方格计算所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总场地挖方和填方的总土方量。土方量。【例【例1.11.1】某建筑场地方格网如图】某建筑场地方格网如图1.71.7所示，方格边长为所示，方格边长为2020m m20m20m，填方区边坡坡度系数为填方区边坡坡度系数为1.01.0，挖方区边坡坡度，挖方区边坡坡度系数为系数为0.50.5，试用公式法计算挖，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。方和填方的总土方量。【解】【解】(1)(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于自然标

38、高，计算结果列于图图1.81.8中。中。由由公式公式1.91.9得：得：h h1 1=251.50-251.40=0.10=251.50-251.40=0.10 h h2 2=251.44251.25=0.19=251.44251.25=0.19 h h3 3=251.38-250.85=0.53=251.38-250.85=0.53 h h4 4=251.32-250.60=0.72=251.32-250.60=0.72 h h5 5=251.56-251.90=-0.34=251.56-251.90=-0.34h h6 6=251.50-251.60=-0.10=251.50-251.60

39、=-0.10 h h7 7=251.44-251.28=0.16=251.44-251.28=0.16 h h8 8=251.38-250.95=0.43=251.38-250.95=0.43 h h9 9=251.62-252.45=-0.83 h=251.62-252.45=-0.83 h1010=251.56-252.00=-0.44=251.56-252.00=-0.44h h1111=251.50-251.70=-0.20 h=251.50-251.70=-0.20 h1212=251.46-251.40=0.06=251.46-251.40=0.06(2)(2)计算零点位置。从计算

40、零点位置。从图图1.81.8中可知，中可知，1 15 5、2 26 6、6 67 7、7 71111、11111212五条方格边两端的施工高度符号不同，说五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。明此方格边上有零点存在。由公式由公式1.10 1.10 求得：求得：1 15 5线线 x x1 1=4.55(m)=4.55(m)2 26 6线线 x x1 1=13.10(m)=13.10(m)6 67 7线线 x x1 1=7.69(m)=7.69(m)7 71111线线 x x1 1=8.89(m)=8.89(m)11 111212线线 x x1 1=15.38(m)=15.3

41、8(m)将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如得零线位置，如图图1.8。(3)(3)计算方格土方量。方格计算方格土方量。方格、底面为正方形，土方底面为正方形，土方量为：量为：V V(+)(+)=20=202 2/4/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3 3)V V(-)(-)=20=202 2/4/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3 3)方格方格底面为两个梯形，土方量为：底面为两

42、个梯形，土方量为：V V(+)(+)=20/8=20/8(4.55+13.10)(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m(0.10+0.19)=12.80(m3 3)V V(-)(-)=20/8=20/8(15.45+6.90)(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m(0.34+0.10)=24.59(m3 3)方格方格、底面为三边形和五边形，土方量为：底面为三边形和五边形，土方量为：V V(+)(+)=65.73(m=65.73(m3 3)V V(-)(-)=0.88(m=0.88(m3 3)V V(+)(+)=2.92(m=2.92(m3 3)V

43、 V(-)(-)=51.10(m=51.10(m3 3)V V(+)(+)=40.89(m=40.89(m3 3)V V(-)(-)=5.70(m=5.70(m3 3)方格网总填方量：方格网总填方量：V V(+)(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3 3)方格网总挖方量：方格网总挖方量：V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m(m3 3)(4)(4)边坡土方量计算。边坡土方量计算。如图如图1.91.9，、按三角棱，、按三角棱柱体计算外，其余均按

44、三角棱锥体计算，柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，依式依式 1.111.11、1.12 1.12 可得：可得：V V(+)(+)=0.003(m=0.003(m3 3)V V(+)(+)=V=V(+)(+)=0.0001(m=0.0001(m3 3)V V(+)(+)=5.22(m=5.22(m3 3)V V(+)(+)=V=V(+)(+)=0.06(m=0.06(m3 3)V V(+)(+)=7.93(m=7.93(m3 3)V V(+)(+)=V=V(+)(+)=0.01(m=0.01(m3 3)V V=0.01(m=0.01(m3 3)V V1111=2.03(m=2.03(m3 3)

45、V V1212=V=V1313=0.02(m=0.02(m3 3)V V1414=3.18(m=3.18(m3 3)边坡总填方量：边坡总填方量：VV(+)(+)=0.003+0.0001+5.22+2=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.06+7.93+20.01+0.01+0.01=13.29(m0.01=13.29(m3 3)边坡总挖方量：边坡总挖方量：V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25(m(m3 3)1 1.2.4.2.4 土方调配土方调配 土方调配是土方工程施工组织设计土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划土方规划)中的中的一个重要内容，在

46、平整场地土方工程量计算完成后进行。一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心即挖方区重心至填方区重心的距离至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。

47、且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。土方调配的原则土方调配的原则：1 1应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。2 2应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。3 3尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。4 4调配区大小的划分应满足主要土方施工机械调配区大小的划分应满足主要土方施工机械工作面大小（如铲运机铲土长度）的要求，使土方机工作面大小（如铲运机铲土长度）的要求，使土方机械和运输车辆的效率能得到充分发挥。械和运输车辆的效率能得到充分发挥。调配方案确定后，绘制土方调配图调配方案确定

48、后，绘制土方调配图(如图如图1.101.10)。在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。图中的土方调配，数量和每对挖填之间的平均运距。图中的土方调配，仅考虑场内挖方、填方平仅考虑场内挖方、填方平衡。衡。W为挖方，为挖方，T为填方。为填方。土方调配区的划分土方调配区的划分iiiVVxXiiiVVyY22)()(WTWTyyxxL用用“表上作业法表上作业法”求解最优调配方求解最优调配方案案1 1用用“最小元素法最小元素法”编制初始调配方案编制初始调配方案2 2最优方案判别法最优方案判别法3.3.方案的调整方案的调整w

49、2w1T2T3w4T1w3w2T2w1T3w4T1w31 1.3.1.3.1 施工准备施工准备 (1)(1)在场地平整施工前，应利用原场地上已有各类控在场地平整施工前，应利用原场地上已有各类控制点，或已有建筑物、构筑物的位置、标高，测设制点，或已有建筑物、构筑物的位置、标高，测设平场范围线和标高。平场范围线和标高。(2)(2)对施工区域内障碍物要调查清楚，制订方案，并对施工区域内障碍物要调查清楚，制订方案，并征得主管部门意见和同意，拆除影响施工的建筑物征得主管部门意见和同意，拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道

50、和地下管道；迁移树木。道、煤气管道和地下管道；迁移树木。(3)(3)尽可能利用自然地形和永久性排水设施，采用排水尽可能利用自然地形和永久性排水设施，采用排水沟、截水沟或挡水坝措施，把施工区域内的雨雪自沟、截水沟或挡水坝措施，把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除，使场地保持干燥然水、低洼地区的积水及时排除，使场地保持干燥,便于土方工程施工。便于土方工程施工。(4)(4)对于大型平整场地，利用经纬仪、水准仪，将场地对于大型平整场地，利用经纬仪、水准仪，将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来，各角设计平面图的方格网在地面上测设固定下来，各角点用木桩定位，并在桩上注明桩号、施工高度数