qAAA土方計(jì)算

1、項(xiàng)目二： 土方工程施工項(xiàng)目一： 土方工程施工 任務(wù)一：土方量計(jì)算 任務(wù)二：基坑支護(hù)系統(tǒng)施工 任務(wù)三：基坑降水施工 任務(wù)四：土方開(kāi)挖與回填施工 任務(wù)一：土方量計(jì)算 概述：土的物理特性1. 土方工程施工往往具有施工面廣、工程 量大、勞動(dòng)繁重、施工條件復(fù)雜，施工工期長(zhǎng)；2. 土方工程施工又多為露天作業(yè)，在施工中直接受到地區(qū)交通、氣候、水文、地質(zhì)和鄰近建（構(gòu)）筑物等條件的影響；3. 土、石又是一種天然物質(zhì)，成分較為復(fù)雜，難以確定的因素較多，有時(shí)施工條件極為復(fù)雜。一、土方工程施工特點(diǎn)二、土方工程施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作1. 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，詳細(xì)收集、核對(duì)和分析各項(xiàng) 技術(shù)資料;2. 清除地面、地下障礙物，修筑運(yùn)

2、土道路;3. 制定出以技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析為依據(jù)的施工組織設(shè) 計(jì)，選擇 施工方案，合理安排施工計(jì)劃， 盡量避開(kāi)雨季施工;4. 做出合理的土方調(diào)配方案，降低土方工程施工費(fèi)用;5. 做好保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施，對(duì)施工中可能遇到的問(wèn)題，如流砂、邊坡穩(wěn)定等進(jìn)行技術(shù)分析，提出解決方法。三、土的工程分類(lèi)v土的種類(lèi)繁多，其分類(lèi)方法也很多。在建筑施工中，按照開(kāi)挖的難易程度，土可分為八類(lèi)，如表11表中一至四類(lèi)為土，五至八類(lèi)為巖石。表表11 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi)土的分類(lèi)土的級(jí)別土的名稱(chēng)普氏系數(shù)f密度(g/cm 3)開(kāi)挖方法及工具一類(lèi)土(松軟土)i砂土；粉土沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥（泥炭）0.50.60.61.5

3、用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類(lèi)土(普通土)粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵（碎）石；種植土；填土0.60.81.11.6用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類(lèi)土（堅(jiān)土）軟及中等密實(shí)粘土重粉質(zhì)粘土、礫石土；干黃土、含有碎石、卵石的黃土、粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土0.81.01.75 1.9主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類(lèi)土(砂礫堅(jiān)土)堅(jiān)硬密實(shí)的粘性土或黃土；含碎石、卵石的中等密實(shí)的粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r1.01.51.9整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘土的分類(lèi)土的級(jí)別*土的名稱(chēng)普氏系數(shù)f密度(g/cm 3)開(kāi)挖方法及工具五類(lèi)土(鐵石)v硬質(zhì)粘

4、土；中密的頁(yè)巖,泥灰?guī)r,白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石1.54.01.12.7用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類(lèi)土(次堅(jiān)石)泥巖、砂巖、礫巖;堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r;密實(shí)的石灰?guī)r;風(fēng)化花崗巖;片麻巖及正長(zhǎng)巖4.0102.22.9用爆破方法開(kāi)挖，部分用風(fēng)鎬七類(lèi)土(堅(jiān)石)x大理巖,輝綠巖；玢巖;粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖;微風(fēng)化安山巖；玄武巖10182.53.1用爆破方法開(kāi)挖八類(lèi)土(特堅(jiān)石)安山巖；玄武巖；花崗片麻巖;堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、角閃巖、玢巖、輝綠巖1825以上2.73.3用爆破方法開(kāi)挖續(xù)表續(xù)表注注*：土的級(jí)別為相當(dāng)于一般：土的級(jí)

5、別為相當(dāng)于一般16級(jí)土石分類(lèi)級(jí)別。級(jí)土石分類(lèi)級(jí)別。四、土的工程物理性質(zhì)1土的天然含水量 土的含水量是土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即 （11）式中： mw土中水的質(zhì)量； ms土中固體顆粒的質(zhì)量。100%wsmm土的干濕程度用含水量表示:土的含水量在5%以下 稱(chēng)干土，土的含水量在530之間 稱(chēng)濕土，土的含水量大于30稱(chēng) 飽和土。 含水量越大，土就越濕，對(duì)施工越不利。土的含水量大小對(duì)挖土的難易、施工時(shí)邊坡的坡度、 回填土的壓實(shí)等均有影響。2土的密度（1）土的天然密度 土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱(chēng)為土的天然密度。土的天然密度用表示： （12）式中：m土的總質(zhì)量； v土的天然體積。

6、mv（2）土的干密度 單位體積中土的固體顆粒的質(zhì)量稱(chēng)為土的干密度，土的干密度d表示： （13）式中：ms土中固體顆粒的質(zhì)量； v土的天然體積。 sdmv 土的干密度越大，表示土越密實(shí)。工程上常把土的干密度作為評(píng)定土體密實(shí)程度的標(biāo)準(zhǔn)，以控制基坑底壓實(shí)及填土工程的壓實(shí)質(zhì)量。3土的可松性 土具有可松性，即自然狀態(tài)下的土經(jīng)開(kāi)挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，其體積仍不能恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱(chēng)為土的可松性。 土的可松性程度用可松性系數(shù)表示，即 （14） （15）式中： ks 土的最初可松性系數(shù)； ks土的最終可松性系數(shù)； v1 土在天然狀態(tài)下的體積； v2 土被挖出后在松散狀態(tài)下的體積； v3

7、土經(jīng)壓實(shí)后的體積。21svkv31svkv表表12 各種土的可松性參考數(shù)值各種土的可松性參考數(shù)值土的類(lèi)別體積增加百分比/可松性系數(shù)最初最終ksks一類(lèi)土(種植土除外)81713.01.081.171.011.03一類(lèi)土(植物性土，泥炭)2030341.201.301.031.04二類(lèi)土14281.551.141.281.021.05三類(lèi)土2430471.241.301.041.07四類(lèi)土(泥灰?guī)r，蛋白石除外)2632691.261.321.061.09四類(lèi)土(泥灰?guī)r，蛋白石)333711151.331.371.111.151.301.454土的滲透性 土的滲透性指水流通過(guò)土中孔隙的難易程度，水

8、在單位時(shí)間內(nèi)穿透土層的能力稱(chēng)為滲透系數(shù)，用k表示，單位為m/d。 圖圖1-11-1圖的滲透試驗(yàn)圖的滲透試驗(yàn) 水的滲透性大小取決于不同的土質(zhì)。地下水的流動(dòng)以及在土中的滲透速度都與土的滲透性有關(guān)。v地下水在土中滲流速度一般可按達(dá)西定律計(jì)算，其公式如下： (16)式中：v水在土中的滲透速度，m/d； i水力坡度， ，即a、b兩點(diǎn)水頭差 與水平距離之比 k土的滲透系數(shù)，m/d。k值的大小反映出土體透水性的強(qiáng)弱，土的滲透系數(shù)可以通過(guò)室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)測(cè)定，一般土的滲透系數(shù)見(jiàn)表13。12hhhvkkkill12hhil土的種類(lèi)k/(m/d)土的種類(lèi)k/(m/d)粘土、亞粘土0.1含粘土的中砂及純細(xì)

9、砂2025亞砂土0.10.5含粘土的細(xì)砂及純中砂3550含粘土的粉砂0.51.0純粗砂5075純粉砂1.55.0粗砂夾卵石50100含粘土的細(xì)砂1015卵石100200表表13 土的滲透系數(shù)土的滲透系數(shù)深基坑工程中考慮時(shí)空效應(yīng)的基坑開(kāi)挖參數(shù)（時(shí)間參數(shù)、空間參數(shù)）和施工順序的確定應(yīng)滿足以下要求：（1）減少開(kāi)挖過(guò)程中的土體擾動(dòng)范圍，采用分層分塊開(kāi)挖且其空間幾何尺寸能最大限度地限制支護(hù)墻體的變形和坑周土體的位移與沉降； （2）盡量縮短基坑開(kāi)挖卸荷后無(wú)支護(hù)暴露時(shí)間；（3）滿足對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖、均衡開(kāi)挖的原則，使基坑受力均衡； （4）可靠而合理地利用土體自身在開(kāi)挖過(guò)程中控制位移的潛力，安全、經(jīng)濟(jì)地解決基坑工程中

10、穩(wěn)定與變形的問(wèn)題。一、土方邊坡v在開(kāi)挖基坑、溝槽或填筑路堤時(shí)，為了防止塌方，保證施工安全及邊坡穩(wěn)定，其邊沿應(yīng)考慮放坡。土方邊坡的坡度以其高度h與底寬b之比表示（圖11），即1=1:hmbbh土方邊坡坡度式中：式中： ,稱(chēng)為坡度系數(shù)稱(chēng)為坡度系數(shù)bmh 圖圖1-2 邊坡形式邊坡形式(a)直線型邊坡；直線型邊坡；(b)折線型邊坡；折線型邊坡；(c)階梯型邊坡；階梯型邊坡；1=1:hmbbh土方邊坡坡度v根據(jù)土方和爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)?shù)叵滤坏陀诨祝跐穸日５耐翆又虚_(kāi)挖基坑（槽）或管溝，且敞露時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，可作直立壁（不放坡）不加支撐，但挖方深度不宜超過(guò)下列規(guī)定： 密實(shí)、中密的砂土和碎石

11、土為1m； 硬塑、可塑的輕亞粘土及亞粘土為1.25m； 硬塑、可塑粘土為1.5m； 堅(jiān)硬的粘性土為2m。施工過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查槽壁的穩(wěn)定情?；樱ú郏┗蚬軠贤诤煤螅瑧?yīng)及時(shí)進(jìn)行基底混凝土墊層施工及地下結(jié)構(gòu)施工。 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方深度在5m以?xún)?nèi)且不加支撐的邊坡的最陡允許坡度見(jiàn)表14。表1一4 深度在5m內(nèi)的基坑（槽）、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）土的類(lèi)別邊坡坡度（h：b）坡頂無(wú)荷載坡頂有靜載坡頂有動(dòng)載中密的砂土l 1.00l 1.251 1.50中密的碎石類(lèi)土（填充物力砂土）1 0.751 1.001 1.25硬塑的粉土1：0.671 0.7

12、51 1 00中密的碎石類(lèi)土（填充物為粘性土）1 0.501 0.671 0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土1 0.331 0.501 0.67老黃土1 0.101 0.251 0.33軟土（經(jīng)井點(diǎn)降水后）1 1.00注：注：1 、靜載指堆土或堆放材料等，動(dòng)載指機(jī)械挖土或汽車(chē)運(yùn)輸作業(yè)等。、靜載指堆土或堆放材料等，動(dòng)載指機(jī)械挖土或汽車(chē)運(yùn)輸作業(yè)等。 靜載或動(dòng)載距挖方邊緣的距離在靜載或動(dòng)載距挖方邊緣的距離在0，8m以外，且堆土和堆放材料以外，且堆土和堆放材料 高度不超過(guò)高度不超過(guò)15m： 2、當(dāng)有成熟施工經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可不受本表限制。、當(dāng)有成熟施工經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可不受本表限制。1、影響邊坡穩(wěn)定的因素v土方邊坡在一定條

13、件下，局部或一定范圍內(nèi)沿某一滑動(dòng)面向下和向外移動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性，這就是常常遇到的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。v影響邊坡穩(wěn)定的因素很多，一般情況下，邊坡失去穩(wěn)定發(fā)生滑動(dòng)，可以歸結(jié)為土體抗剪強(qiáng)度低或切應(yīng)力增加。引起土體抗剪強(qiáng)度降低的原因有： 1）氣候：由于氣候的影響，使土質(zhì)松軟。 2）粘土中的夾層因浸水面產(chǎn)生潤(rùn)滑作用。 3）飽和水的細(xì)砂，粉砂因振動(dòng)而液化等。 2、引起土體內(nèi)切應(yīng)力增加的原因 1）高度或深度增加，切應(yīng)力增加。 2）邊坡上面荷載（靜、動(dòng)）增加，尤其是有動(dòng)荷載時(shí)。 3）浸水一方面使土體自重增加，另一方面水在 土體中滲流產(chǎn)生一定的動(dòng)水壓力。 4）土體豎向裂縫中的水（地下水）產(chǎn)生靜水壓力。 v由于影響基坑

14、邊坡穩(wěn)定的因素很多，在一般情況下，開(kāi)挖深度較大的基坑，應(yīng)對(duì)土方邊坡作穩(wěn)定分析。v關(guān)于邊穩(wěn)定分析與計(jì)算可參考土力學(xué)方面的專(zhuān)著。 二、土方量計(jì)算v在土石方工程施工之前，必須計(jì)算土石方的工程量。土石方工程的外形通常很復(fù)雜而且不規(guī)則，一般情況下，都將其假設(shè)或劃分成為一定的幾何形狀，采用具有一定精度而又和實(shí)際情況近似的方法進(jìn)行計(jì)算?；油练搅靠砂戳Ⅲw幾何中棱柱體（由兩個(gè)平行的平面為底的一種多面體）體積公式計(jì)算（圖12），即 （1-8）式中：式中：h基坑深度，基坑深度，m； a1、a2基坑上、下底面積，基坑上、下底面積，m2； a0基坑中截面面積，基坑中截面面積，m2。102(4)6hvaaa圖圖1-3基

15、坑土方量計(jì)算基坑土方量計(jì)算 基槽和路堤的土方量可以沿長(zhǎng)度方向分段后，再用同樣的方法計(jì)算（圖13）： （19）式中：v1第一段的土方量，m3； l1第一段的長(zhǎng)度，m。 將各段土方量相加即得總土方量： （110）式中： v1、v2、vn各分段的土方量，m3。11102(4)6lvaaa12.nvvvv三、場(chǎng)地平整v 場(chǎng)地平整通常是挖高填低。計(jì)算場(chǎng)地平整的挖方量和填方量，首先要確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，由設(shè)計(jì)地面的標(biāo)高和天然地面的標(biāo)高之差，可以得到場(chǎng)地各點(diǎn)的施工高度（即填挖高度），由此可計(jì)算場(chǎng)地平整的挖方和填方的工程量。1. 確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高v場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向

16、設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土石方量、加快工程進(jìn)度有重要的經(jīng)濟(jì)意義。確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的原則是： 應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅?充分利用地形（如分區(qū)或分臺(tái)階布 置），盡量使挖填方平衡，以減少 土方量； 要有一定泄水坡度（0.2）， 滿足排水要求； 要考慮最高洪水位的影響。（1）初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（h0）。v將場(chǎng)地劃分成邊長(zhǎng)為a的若干方格，將方格網(wǎng)角點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在圖上，如圖15所示。 原地形標(biāo)高可利用等高線由插入法求得或在實(shí)地測(cè)量得。計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高h(yuǎn)0場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)挖填前土石方量=施工至 （毛）設(shè)計(jì)標(biāo)高后的土石方量 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高可按下式計(jì)算： (1-11)即 (1-12) 1234

17、0221()4iiiinizzzzhnaa0123411()4iiiinihzzzzn式中：h0所計(jì)算場(chǎng)地的初定設(shè)計(jì)標(biāo)高； n 方格數(shù)； zi1、zi2、zi3、zi4第i個(gè)方格四個(gè)角點(diǎn)的天然地面標(biāo)高。 由圖15可見(jiàn)，假定z1為一個(gè)方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高；z2、z3、z4分別為二、三、四個(gè)方格所共有的角點(diǎn)標(biāo)高，式（112）可改寫(xiě)為如下計(jì)算式： （113）0312411111(234)4nnnniiiihzzzzn（2）調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。v初步確定的場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高h(yuǎn)0僅為理論值，實(shí)際上，還需要考慮以下因素對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。 土的可松性影響。 取土或棄土的影響。 考慮泄水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響。2. 場(chǎng)地及邊

18、坡土方量計(jì)算 v場(chǎng)地土方量計(jì)算方法有方格網(wǎng)法和斷面法兩種，在場(chǎng)地地形較為平坦時(shí)宜采用方格網(wǎng)法；當(dāng)場(chǎng)地地形比較復(fù)雜或挖填深度較大、斷面不規(guī)則時(shí)，宜采用斷面法。（1）方格網(wǎng)法。 將場(chǎng)地劃分為邊長(zhǎng)1040m的正方形方格網(wǎng)；通 常以20m居多。 將場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格 角點(diǎn)上，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高與自然地面標(biāo)高的差值即 為各角點(diǎn)的施工高度（挖或填），習(xí)慣以“十”號(hào) 表示填方，“一”號(hào)表示挖方。 計(jì)算前應(yīng)先確定“零線”的位置。零線即挖方區(qū)與 填方區(qū)的分界線，在該線上的施工高度為零。 將施工高度標(biāo)注于角點(diǎn)上，然后分別計(jì)算每一方 格的填挖土方量，并算出場(chǎng)地邊坡的土方量。 將挖方區(qū)（或填方區(qū)）所有方格計(jì)算的土方量和 邊坡土方量匯總，即得場(chǎng)地挖方和填方的總土方 量。 （2）斷面法。v沿場(chǎng)地取若干個(gè)相互平行的斷面（當(dāng)精度要求不高時(shí)，可利用地形圖確定斷面，若精度要求較高時(shí)，應(yīng)實(shí)地測(cè)量確定），將所取的每個(gè)斷面（包括邊坡斷面）劃分為若干個(gè)三角形和梯形，如圖113所示，則面積f1、f2、 . f i為：1121122,.22hhhfdfd1121122,.22hhhfdfd某一斷面面積為：f1f1f