土方量計算與場地平整

1、課 題土方量計算與場地平整項 目項目二：土方工程施工任 務任務一：土方量計算；任務二：場地平整教學目標能力目標具備土方量計算的能力；具備場地平整設計的能力。知識目標熟悉土的物理特性及應用；掌握土方坡度系數(shù)計算方法；掌握場地設計標高確定方法；場地及邊坡土方量計算方法；教學重點土方量計算、場地設計標高確定方法；教學難點土方坡度系數(shù)計算方法；不同幾何形狀土方量的計算方法。場地設計標高確定方法；場地及邊坡土方量計算方法；設計思路以一個具體案例，引入土方工程量計算的作用和重要性，然后進行土方量計算，中間穿插土的物理特性的概念和計算的方法等。通過任務驅(qū)動，將土方量計算的方法教給學生，后給出另一具體案例讓學

2、生訓練土方量計算能力以及工程量核算的能力。教學方法與手段多媒體課件、圖片等，讓學生在任務驅(qū)動下進入相應教學內(nèi)容。課前回顧地基處理施工的工藝流程質(zhì)量控制要點和驗收方法教學引入通過圖片引入土方計算的內(nèi)容。課堂小結場地設計標高確定方法；土方量計算的方法課外訓練給出實際工程案例讓學生訓練土方量計算能力以及工程量核算的能力。教學體會課堂教學設計一、土方工程施工特點（結合課件作一般性講解）二、土方工程施工前的各項準備工作（結合課件作一般性講解）1、進行現(xiàn)場勘察，詳細收集、核對和分析各項技術資料2、清除地面、地下障礙物，修筑運土道路；3、制定出以技術經(jīng)濟分析為依據(jù)的施工組織設計，選擇施工方案，合理安排施工計

3、劃，盡量避開雨季施工；4、做出合理的土方調(diào)配方案，降低土方工程施工費用；5、做好保證工程質(zhì)量的技術措施，對施工中可能遇到的問題，如流砂、邊坡穩(wěn)定等進行技術分析，提出解決方法。三、土的工程分類（難點）（結合課件作一般性解釋）四、土的工程物理性質(zhì)（重點）（概念要講解清楚）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，以百分數(shù)表示，即式中：mw土中水的質(zhì)量；ms土中固體顆粒的質(zhì)量。（1）土的干濕程度用含水量表示1）土的含水量在5%以下稱干土，土的含水量在530之間稱濕土，土的含水量大于30稱飽和土。2）含水量越大，土就越濕，對施工越不利。土的含水量大小對挖土的難易、施工時邊坡的坡度、回

4、填土的壓實等均有影響。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，稱為土的天然密度。土的天然密度用表示：式中：m土的總質(zhì)量；V土的天然體積。（2）土的干密度單位體積中土的固體顆粒的質(zhì)量稱為土的干密度，土的干密度d表示：式中：ms土中固體顆粒的質(zhì)量；V土的天然體積。土的干密度越大，表示土越密實。工程上常把土的干密度作為評定土體密實程度的標準，以控制基坑底壓實及填土工程的壓實質(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)開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實，其體積仍不能恢復原狀，這種性質(zhì)稱為土的可松性。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

5、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 土經(jīng)壓實后的體積。4土的滲透性（一般性了解）土的滲透性指水流通過土中孔隙的難易程度，水在單位時間內(nèi)穿透土層的能力稱為滲透系數(shù)，用k表示，單位為m/d。水的滲透性大小取決于不同的土質(zhì)。地下水的流動以及在土中的滲透速度都與土的滲透性有關。五、基坑（槽）的土方開挖（一）土方邊坡（重點講解邊坡概念及表現(xiàn)形式）1、在開挖基坑、溝槽或填筑路堤時，為了防止塌方，保證施工安全及邊坡穩(wěn)定，其邊沿應考慮放坡。土方邊坡的坡度以其高度h與底寬b之比表示（圖l1），即式中： 稱為坡度系數(shù)圖1-2 邊坡形式(a)直

6、線型邊坡；(b)折線型邊坡；(c)階梯型邊坡；2、 深度在5m內(nèi)的基坑（槽）、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）（結合課件作一般性講解）3、 影響邊坡穩(wěn)定的因素（一般性了解）土方邊坡在一定條件下，局部或一定范圍內(nèi)沿某一滑動面向下和向外移動而喪失其穩(wěn)定性，這就是常常遇到的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。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，可以歸結為土體抗剪強度低或切應力增加。1、引起土體抗剪強度降低的原因有：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)生潤滑作用。3）飽和水的細砂，粉砂因振動而液化等。4、引起土體內(nèi)切應力增加的原因1）高度或深度增加，切應力增加。2）邊坡上面荷

7、載（靜、動）增加，尤其是有動荷載時。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)生一定的動水壓力。4）土體豎向裂縫中的水（地下水）產(chǎn)生靜水壓力。5、由于影響基坑邊坡穩(wěn)定的因素很多，在一般情況下，開挖深度較大的基坑，應對土方邊坡作穩(wěn)定分析，即在給定的荷載作用下，土體抗剪破壞應有足夠的安全系數(shù)。關于邊穩(wěn)定分析與計算可參考土力學方面的專著。六、土方量計算（重點）（結合課件重點講解計算方法和公式）基坑土方量可按立體幾何中棱柱體（由兩個平行的平面為底的一種多面體）體積公式計算（圖12），即式中：H基坑深度，m； A1、A2基坑上、下底面積，m2； A0基坑中截面面積，m2。七、場地平整（重點、

8、難點）（結合課件中的實例和圖形作重點講解）場地平整通常是挖高填低。計算場地平整的挖方量和填方量，首先要確定場地設計標高，由設計地面的標高和天然地面的標高之差，可以得到場地各點的施工高度（即填挖高度），由此可計算場地平整的挖方和填方的工程量。1、確定場地設計標高2、確定場地設計標高的原則是：（1）應滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊?；?）充分利用地形（如分區(qū)或分臺階布置），盡量使挖填方平衡，以減少土方量；（3）要有一定泄水坡度（0.2），滿足排水要求；（4）要考慮最高洪水位的影響。3、確定場地設計標高的步驟是：（1）初步確定場地設計標高（H0）。（結核課件舉例講解）（2）調(diào)整場地設計標高。初步確定的場地

9、設計標高H0僅為理論值，實際上，還需要考慮以下因素對其進行調(diào)整。（1）土的可松性影響。（2）取土或棄土的影響。（3）考慮泄水坡度對設計標高的影響。4、場地及邊坡土方量計算場地土方量計算方法有方格網(wǎng)法和斷面法兩種，在場地地形較為平坦時宜采用方格網(wǎng)法；當場地地形比較復雜或挖填深度較大、斷面不規(guī)則時，宜采用斷面法。（1）方格網(wǎng)法（2）斷面法（3）邊坡土方量計算（一般性講解）采用方格網(wǎng)法計算土方量時，還要另外計算邊坡土方量，方法如下：首先根據(jù)規(guī)范或設計文件上規(guī)定的邊坡度系數(shù)m，把挖方區(qū)和填方區(qū)的邊坡畫出來，然后把這些邊坡劃分為若干個幾何形體，如三角棱錐體或三角棱柱體（如圖1-14），再分別計算其體積。

10、八、場地平整土方量計算 場地平整就是將自然地面改造成人們所要求的平面。計算場地挖方量和填方量，首先要確定場地設計標高，由設計地面的標高和天然地面的標高之差，可以得到場地各點的施工高度（即填挖高度），由此可計算場地平整的挖方和填方的工程量。1、場地設計標高的確定（1）確定場地設計標高應考慮的因素：1）應滿足建筑功能、生產(chǎn)工藝和運輸要求。2）利用地形，盡量使挖填方平衡，減少土方量。3）要有移動的泄水坡度（2），能滿足排水要求。4）要考慮最高洪水位的影響。（2）場地設計標高的確定方法與步驟：1）初步確定場地設計標高H0如圖1.17所示。A：將場地劃分成邊長為a1040m的若干方格。B：確定各小方格的角點高程。按照挖填土石方量相等的原則，場地設計標高可按下式計算： 2）對初步場地設計標高（H0）值進行調(diào)整。 3）考慮泄水坡度對設計標高影響 A：場地具有單向泄水坡度： Hn H0liB：場地具有雙向泄水坡度： Hn H0lxix lyiy l場地任意一點至設計標高 H0的距離 i場地泄水坡度2、