土方基礎(chǔ)知識

1、龍江傳媒產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目內(nèi)部培訓(xùn) 土方工程簡介篇土方工程一 土的分類按地基土分類： 根據(jù)土的顆粒級配或塑性指數(shù)分六類 巖石, 碎石土, 砂土 , 粉土 ,粘性土 , 人工填土土的工程分類：按施工的難易程度分八類 松軟土 , 普通土 , 堅(jiān)土 , 砂礫堅(jiān)土, 軟石 , 次堅(jiān)石 堅(jiān)石 , 特堅(jiān)石二.土方工程的分類 1 場地平整2 基坑（槽）開挖回填3 地坪填土4 路基填筑 包括一切土的挖掘、填筑和運(yùn)輸?shù)冗^程以及排水、降水、土壁支撐等準(zhǔn)備和輔助工程。三. 土的性質(zhì)1 可松性 自然狀態(tài)下的土,經(jīng)過開挖后,其體 積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實(shí),仍不能恢復(fù)到原來的體積,其這種性質(zhì)稱為土的可松性2)可松性的表示

2、可松性系數(shù) (1)最初可松性系數(shù) KsV2 開挖后土的松散體積V1 土的自然體積 (2)土的最終可松性系數(shù) Ks V3 土壓實(shí)后的體積 V1 土的自然體積 3)可松性的利用（1）借土，棄土?xí)r應(yīng)考慮土的可松性 Q借土或棄土的量，正表示棄土，負(fù)表示借土；Vt；Vw填或挖方的體積；Ks；Ks土的可松性 Vw Vt例題 某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m3,ks=1.08,ks=1.03,問該場地是借土還是棄土?若用運(yùn)土量為5m3/車汽車運(yùn)土,問應(yīng)運(yùn)多少車次 解:根據(jù)公式 Q=（1000-1500/1.03 )1.08= - 492.8m3 結(jié)果為負(fù)，故該場地應(yīng)借土 運(yùn)土的車次為 n

3、=492.8/5=99(車次) 由于可松性的存在,運(yùn)土?xí)r應(yīng)考慮工具的容量。由于可松性的存在，原土結(jié)構(gòu)受到破壞時(shí)不能用原土回填。 2 土的含水量 1）定義：土中水的重量與土的固體顆粒重量之比稱為土 的含水量。 2）表達(dá)式 = Ww / W 100%式中： 土的含水量； Ww 土中水的重量； W 土中固體顆粒的重量；3）應(yīng)用（1）填土?xí)r應(yīng)考慮土的最佳含水量（2）含水量的高低對土的承載力和邊坡的穩(wěn)定性有影響。3 土的滲透性1）定義：土體孔隙中的自由水在重力的作用下會透過土體而運(yùn)動，土體這種被水透過的性質(zhì)稱為土的滲透性。2）表示 ：滲透系數(shù)由達(dá)西定律知，滲透系數(shù)的物理意義是：當(dāng)水力梯度等于時(shí)的滲流速度

4、。）應(yīng)用（）地下降水時(shí)計(jì)算涌水量應(yīng)考慮滲透系數(shù)的大小。（）流砂的防治應(yīng)考慮。第二節(jié)土方量的計(jì)算一基坑，基槽的土方量的計(jì)算、基坑對于基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體（由兩個(gè)平行平面做上、下底的一種多面體）體積計(jì)算，先計(jì)算上、下兩個(gè)面的面積F1、F2，再計(jì)算其體積。如圖1-1示，計(jì)算公式為 開挖深度； 、 上下兩個(gè)面的面積； a、b 底面的長度和寬； m 放坡系數(shù)。 2 基槽溝槽土方量可沿其長度方向分段（截面相同的不分段）計(jì)算，先計(jì)算截面面積，再求長度，累計(jì)各段計(jì)算土方量，如圖1-2示，可按下式計(jì)算Vi 第i段的體積（m3）；F1、F2 第i段的兩端面積（m2）；Li 第i段的長度；F0第i段的中

5、截面積；二 場地平整土方量計(jì)算總要求：建筑規(guī)劃；生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水； 最高洪水位；力求場地內(nèi)挖填方平衡。 1 設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定 場地平整要求場地內(nèi)的土方在平整前和平整后相等，達(dá)到挖填土方量的平衡。即“填挖平衡”的原則確定設(shè)計(jì)標(biāo)高H0。如圖1-3示 1）在圖上劃分方格，邊長a=1040m，常用a=20 m 2） 根據(jù)等高線按比例求解各頂點(diǎn)的地面高程Hij 3） 求解H0 場地平整標(biāo)高計(jì)算 1 等高線 2自然地坪 3設(shè)計(jì)標(biāo)高平面 4自然地面與設(shè)計(jì)標(biāo)高平面的交線（零線） 化簡得改寫成 式中：H0達(dá)到挖填平衡的場地標(biāo)高(m)；a方格網(wǎng)邊長(m)；N方格數(shù)(個(gè))；N11N22任一方格的四個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)高(m

6、);H11個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m)；H22個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m)；H33個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m)；H44個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m)。 2 H0的調(diào)整1）考慮土的可松性影響 由于土有可松性，為了達(dá)到填挖平衡，則應(yīng)把H0提高h(yuǎn)，如圖1-4示 VTVWhAWAT 標(biāo)高調(diào)整簡圖增加高度為： 式中：VT、VW 設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整前的填挖方體積 AT、AW 設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整前的填挖方面積； Ks 土的最終可松性系數(shù)； h 設(shè)計(jì)標(biāo)高的增加值。 2)考慮排水坡度后標(biāo)高 H0為理論數(shù)值（即場地表面交處于同一個(gè)水平面），可作施工粗略確定場地整平標(biāo)高用，實(shí)際場地均有排水坡度，如場地面積較大，有2以上排水坡度，尚應(yīng)考慮

7、坡度對設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響，以場地中心為基點(diǎn)，雙向排水，則場地內(nèi)任一點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn，可由下式求得 （如圖1-5示）式中：H0場地內(nèi)任意一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高ix iyx方向y方向的排水坡度(不小于2) lx lyx，y方向至場地中心的距離由場地中心點(diǎn)沿x，y方向指向計(jì)算點(diǎn)，若其方向與ix iy反向則取“+”號，反之取“”號 41H1h1H1235 67891011 121314 15 16 ixiy 圖1-5 方格網(wǎng)示意圖3 求各頂點(diǎn)的施工高度式中： hn各頂點(diǎn)的施工高度，“+”為填方，“-” 為挖方 Hn各角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高 Hn各角點(diǎn)的自然標(biāo)高4 確定零線，即填挖的分界線當(dāng)一個(gè)方格內(nèi)同時(shí)有

8、填方與挖方時(shí)，要確定填挖的分界線即“零線”。先確定零點(diǎn)，再把零點(diǎn)連起來得零線 （如圖1-6）。零點(diǎn)確定公式：x2x1h2 h1h1h2h3h4o1o2零線o1圖1-6 零點(diǎn)及零線的確定5 土方量的計(jì)算如圖1-7示按零線通過的位置不同，方格可分為三種類型，即：41H1h1H1235 67891011 121314 15 16 ixiy 圖1-7 方格網(wǎng)示意圖零線填 方 區(qū)挖 方 區(qū)1）全填或全挖2) 兩挖兩填3）三挖一填或三填一挖 h1 h2h3h4a全填全挖h1 h2h3h4bca兩填兩挖h1 h2h3h4bca三填一挖或 三挖一填6 求填挖方量將所有的填方挖方累加起來即得總的填挖方量 8 土

9、方計(jì)算實(shí)例某場地平整利用方格網(wǎng)法計(jì)算其土方量a=20m，如圖1-9示，各角點(diǎn)編號及自然標(biāo)高如圖示，場地考慮雙向排水，ix=0.2%，iy=0.3%（以5角點(diǎn)為中心），不考慮土的可松性影響，試按填挖平整的原則計(jì)算，該場地平整的土方量。解：1.確定設(shè)計(jì)標(biāo)高H0。Ix=0。3% Iy=0。2%圖1-9 零線零線填 方 區(qū) 挖 方 區(qū)2.考慮排水坡度影響，計(jì)算每個(gè)角點(diǎn)的計(jì)算標(biāo)高同理其余各角點(diǎn)的設(shè)標(biāo)高可計(jì)算出并標(biāo)在圖1-9上H4=9.5; H5=9.56; H6=9.62; H7=9.68; H8=9.54; H9=9.6; H10=9.66; H11=9.72 3.計(jì)算各角點(diǎn)的施工高度 同理其它各角點(diǎn)

10、的施工高度計(jì)算并標(biāo)在圖1-9上。4.計(jì)算零點(diǎn)，找零線利用公式 求零點(diǎn)距角點(diǎn)的距離。12線45線 59線 610線1011線把零點(diǎn)連成零線5.計(jì)算土方量 方格1245 V+=20(0.83+17.65)(0.01+0.3)/8=14.32m3 V-=20(19.17+2.35)(0.23+0.04)/8=14.53m3 方格4589 V+=(20-2.352.35) /2(0.3+0.74+0.3)/5=106.46m3 V-=1/22.352.350.04/3=0.04m3 方格2356 V-=20(0.23+0.42+0.04+0.08)/4=77 m3 方格56910 V+=1/2(17.

11、65+13.32)20(0.3+0.16)/4=35.63m3 V-=20/8(2.35+6.67)(0.04+0.08)=2.71m3 方格671011 V+=1/6(13/339.41)0.16=3.35m3 V-=(202-13.339.41)(0.08+0.42+0.18)/5=37.34m3 總土方量 V+=14.32+106.46+35.63+3.35=159.76m3 V-=14.53+77+0.04+2.71+37.34=131.62m3 第三節(jié)土方施工要點(diǎn)一 土方施工的準(zhǔn)備工作： 1、場地清理； 2、排除地面水； 3、修筑好臨時(shí)道路及供水、供電等進(jìn)場工作； 4、做好材料、機(jī)具

12、及土方機(jī)械的進(jìn)場工作； 5、做好土方工程測量、放線工作； 6、做好土方施工設(shè)計(jì)和輔助工作。二 土壁穩(wěn)定 土壁的穩(wěn)定主要由土體內(nèi)的摩阻力和粘結(jié)力來保持平衡的，一旦土體失去平衡，就會造成塌方，不僅會造成人身安全事故，而且會影響工期，甚至?xí)＜案浇慕ㄖ铮蚨练绞┕ぶ袘?yīng)保持土壁穩(wěn)定防止塌方。 1 土壁塌方的原因1）內(nèi)因 主要是由于在外界因素的影響下，使土體內(nèi)的抗剪強(qiáng)度降低或剪應(yīng)力增加，使土體中的剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度所造成。2）外因 體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 邊坡太陡土的穩(wěn)定性不夠；（2）雨水施工用水滲入邊坡中，使土體重量增加，剪應(yīng)力增加，同時(shí)抗剪能力下降；（3） 邊坡頂有動載或靜載。2 防止塌

13、方的措施1）放足邊坡（1）邊坡的含義 土方施工中為了保持土壁穩(wěn)定防止塌方，對挖方和填方的邊緣均應(yīng)作成一定的坡度，這個(gè)傾斜的坡度即為邊坡。（2） 表示邊坡系數(shù) m土方邊坡坡度=H/B=1/m h b m（3）確定邊坡系數(shù)的大小應(yīng)考慮的因素：土的種類； 水文條件；施工方法；開挖深度；工期的長短。2）設(shè)支護(hù)（1）產(chǎn)生 當(dāng)施工現(xiàn)場條件的限制不能放坡或放坡造成土方量開挖過大不經(jīng)濟(jì)時(shí)可設(shè)支護(hù)。（2）支護(hù)形式 土層錨桿支護(hù) 板樁支護(hù) 灌注樁支護(hù) 地下連續(xù)墻a) 間斷式水平擋土板支撐 b) 垂直擋土板支撐圖1.14 橫撐式支撐1水平擋土板；2立柱；3、6工具式橫撐； 4垂直擋土板；5橫楞木39圖1.15 錨碇

14、式支撐 圖1.16短柱橫隔支撐1柱樁；2擋土板；3錨樁；4拉桿； 1短樁；2橫隔板5回填圖；土的內(nèi)摩擦角 40a)水平支撐式 b)斜撐式 c)拉錨式 d)土錨式圖1.18 板式支護(hù)結(jié)構(gòu) 1板樁墻；2圍檁；3鋼支撐；4豎撐；5斜撐；6拉錨；7土錨桿 41三 土的填筑與壓實(shí)1 填土的基本要求保證一定的密實(shí)性和穩(wěn)定性，符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的有關(guān)規(guī)定.淤泥、凍土、膨脹性土及有機(jī)物含量大于5的土，以及硫酸鹽含量大于5的土均不能做填土。含水量大的粘土不宜做填土用。 2 填筑方法填土應(yīng)分層進(jìn)行，并盡量采用同類土填筑若填方中采用不同透水性的土料填筑時(shí),必須將透水性較大的土層置于透水星較小的土層之下。各種土料不得混雜使用，以免填方內(nèi)形成水囊 3 填土質(zhì)量控制選好土料控制適宜的含水量確定合適的鋪土厚度與壓實(shí)遍數(shù)4 壓實(shí)方法碾壓法：平碾，羊足碾，汽胎碾夯實(shí)法：蛙式夯，重錘夯，木夯，石夯振動法 影響填土壓實(shí)的因素 1.壓實(shí)功的影響 2.含水量的影響 3.鋪土厚度的影響 第四節(jié) 常用的土方施工機(jī)械推土機(jī)，鏟土機(jī)，平土機(jī)，松土機(jī)，單斗挖土機(jī)，多斗挖土機(jī)，各種碾壓夯實(shí)機(jī)（1）推土機(jī)施工按鏟刀的操縱機(jī)構(gòu)：索式和液壓式倆種推土機(jī)特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，操作靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需作業(yè)面小，功率大，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬30度的緩坡。（2）鏟運(yùn)機(jī)施工