土木工程施工ch土方工程.pptx

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1、第一章第一章 土方工程土方工程 场地平整、基坑基槽的开挖、土壁支护、降水方法、土的分类及土的工程性质、土方量计算、施工辅助工作、土方机械化施工及土方工程质量验收；主要内容：主要内容：土的工程性质及其对施工的影响;土壁支护与边坡(安全););降低地下水位的方法(排水施工方便););流砂的防治(土方施工中的困难););回填土的压实 (质量)以及土方工程量计算。学习重点：学习重点：土木工程土木工程施工施工第1页/共102页了解土的分类和土的工程性质；掌握基坑(槽)、场地平整土石方工程量的计算方法；熟悉降低地下水的方法及其应用；了解土壁塌方和发生流砂现象的原因及防止方法；熟悉常用土方施工机械的特点、性

2、能、适用范围及提高生产率的方法；掌握回填土施工方法及保证工程质量。学习要求学习要求:第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第2页/共102页场地平整场地平整基坑（槽）开挖基坑（槽）开挖土壁支护土壁支护降水降水土方填筑与压实土方填筑与压实主要内容主要内容1.21.3 1.41.1 1.1 概述概述第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第3页/共102页1、土方工程施工的特点土方工程施工的特点（1）面广面广量大量大、劳动、劳动繁重繁重；（2）施工条件施工条件复杂复杂；（3）机械化机械化程度高。程度高。1.1 1.1 概述概述一、土方工程的特点与施工要求 第一章第一章

3、 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第4页/共102页2、组织土方工程施工的要求组织土方工程施工的要求（1）在条件允许的情况下应尽可能采用在条件允许的情况下应尽可能采用机械化机械化施工；施工；（2）要合理安排施工计划，尽量要合理安排施工计划，尽量避开冬、雨避开冬、雨期期施工；施工；（3）为了降低土石方工程施工为了降低土石方工程施工费用费用，减少运输，减少运输量和占用农田，要对土方进行合理调配、统筹安量和占用农田，要对土方进行合理调配、统筹安排。排。（4）在施工前要做好调查研究，在施工前要做好调查研究，拟定合理的施拟定合理的施工工方案和技术方案和技术措施，以保证工程措施，以保证工程质量和安

4、全质量和安全，加，加快施工进度。快施工进度。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第5页/共102页二、土的分类二、土的分类土的分类方法很多，种类也很多；土的分类方法很多，种类也很多；掌握土的工程分类掌握土的工程分类 按土按土开挖的难易程度开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土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；机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松坚土

5、、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；土，部分用爆破的方法施工；次坚石、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。关于关于“土土”狭义的土狭义的土普氏系数普氏系数1.5；石石普氏系数普氏系数1.5分类依据分类依据类别：四类土，四类石类别：四类土，四类石第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第6页/共102页土的工程分类表土的工程分类表土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘 二类土

6、(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土 1.141.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第7页/共102页土的分类 土 的 名 称 可松

7、性系数 现场鉴别方法 KSKs五类土(软石)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，软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法 六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖 八类土(特坚硬石)安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉

8、长岩、辉绿岩、玢岩 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖 第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第8页/共102页土土的的工工程程分分类类表表第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第9页/共102页三、土的工程性质（1）土的可松性）土的可松性概概 念念：自然状态下的土，经过开挖：自然状态下的土，经过开挖后体积因松散而增大，后虽经回填后体积因松散而增大，后虽经回填压实，仍不能恢复原来体积的性质压实，仍不能恢复原来体积的性质。对土方工程施工的影响对土方工程施工的影响：计算施计算施工机械及土方运输量；工机械及土方运输量；填方所需填方所需挖方量；挖方量；场

9、地设计标高调整；场地设计标高调整；表示方法表示方法：分别为自然状态、分别为自然状态、开挖后松散状态和开挖后松散状态和压实后土的体积压实后土的体积第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第10页/共102页（2）原状土经机械压实后的沉降量）原状土经机械压实后的沉降量另外：另外：土的渗透性（概念、表示方法）土的渗透性（概念、表示方法）土的含水量（概念、表示方法）土的含水量（概念、表示方法）S：沉降量；沉降量；P：有效有效作用功；作用功；C：抗陷系数抗陷系数第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第11页/共102页*1、土的、土的质量密度质量密度：分分天然密度天然密度和

10、和干密度干密度。土的天然密度，是指。土的天然密度，是指土在天然状态下单位体积的质量，用土在天然状态下单位体积的质量，用表示；它表示；它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒的质量，用干密度，是指单位体积土中固体颗粒的质量，用d表示；它是检验表示；它是检验填土压实质量填土压实质量的控制指标。的控制指标。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第12页/共102页*2、土的土的含水量含水量 土土的的含含水水量量W W是是土土中中所所含含的的水水与与土土的的固固体体颗颗粒间的质量比，以百分数表示：粒间的质量比

11、，以百分数表示：式中式中 G G湿湿含水状态时土的质量；含水状态时土的质量；G G干干烘干后土的质量。烘干后土的质量。含水量是影响含水量是影响回填土压实质量回填土压实质量的重要因素。的重要因素。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第13页/共102页*3*3、土的土的渗透性渗透性 土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以般以渗透系数渗透系数K表示。表示。达西达西地下水流动速度地下水流动速度公式：公式：v=KI K：渗透系数渗透系数（表示单位时间内水穿透土层（表示单位时间内水穿透土层的能力，以的能力，以m/dm/d表示；它同土的颗粒级配、

12、密实程表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点度等有关，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。）I：水力坡度水力坡度第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第14页/共102页 主要相关规范1建筑地基基础工程施工质量验收规范（建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB502022002）中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准2建筑基坑支护技术规程（建筑基坑支护技术规程（JGJ120 1999）中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准3基坑土钉支护规程（基坑土钉支护规程（CECS：1997）中国工程建设标准化协会中国工程建设

13、标准化协会4建筑与市政降水工程技术规范（建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第15页/共102页1.2 1.2 场地平整场地平整场地平整：自然地面场地平整：自然地面设计平面设计平面改造 对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。然地面改造平整为场地设计要求的平

14、面。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第16页/共102页1.2.1 场地竖向规划设计场地竖向规划设计1 1、确定场地设计标高的、确定场地设计标高的原则原则：满足满足规划规划要求要求满足满足生产工艺及运输生产工艺及运输要求要求满足满足排水及防洪排水及防洪要求要求力求使场地内挖力求使场地内挖填方平衡、土方量最小填方平衡、土方量最小自然地坪设计地坪使用：规划、生产运、防洪排水减少土方量：挖填方平衡拟建建筑第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第17页/共102页2、确定场地设计标高的方法方 法原 理适用范围效 果挖填方平衡法（一般方法）水平面场地内挖、填方相等，

15、即不取不弃场地面积较小、原地形比较平缓、场地设计标高无特殊要求挖方量、填方量平衡（不能保证总的土方量最小）最佳设计平面法（有一定坡度的平面）最小二乘法 场地面积较大或地形比较复杂挖、填方平衡且总土方量最小第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第18页/共102页3、挖填方平衡法（一般方法）将场地划分成若干将场地划分成若干方格方格标出各方格标出各方格角点的标高角点的标高初定初定设计标高设计标高调整调整设计标高设计标高第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第19页/共102页第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第20页/共102页设计标高的调整土的

16、可松性的影响设计标高调整示意图设计标高调整示意图理论设计标高调整后设计标高式中：式中：按理论设计标高计算的总挖按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积；方、总填方体积；按按理论设计标高计算的挖按按理论设计标高计算的挖方区、填方区面积；方区、填方区面积；土的最终可松性系数土的最终可松性系数调整后：第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第21页/共102页设计标高的调整泄水坡度的影响场地双向泄水坡度示意图场地双向泄水坡度示意图场地单向泄水坡度示意图场地单向泄水坡度示意图第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第22页/共102页设计标高的调整 就近取土或就近弃土的影响；

17、其它情况的影响：如填方区局部挖土或挖方区局部填土等。设设计计步步骤骤 将场地划分成若干方格将场地划分成若干方格 标出各方格角点的标高标出各方格角点的标高 初定设计标高初定设计标高 调整设计标高调整设计标高公式计算公式计算4个因素个因素第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第23页/共102页1.2.2 场地平整土方量的计算1 1、步骤：、步骤：计算各方格角点的计算各方格角点的施工高度施工高度确定场地确定场地零线零线计算各方格（或局部）、边坡的土方量计算各方格（或局部）、边坡的土方量汇总挖（填）方区汇总挖（填）方区土方量土方量确定场地确定场地设计标高设计标高第一章第一章 土方工程

18、土方工程土木工程土木工程施工施工第24页/共102页2、计算各方格角点的施工高度角点的自然地面标高角点的设计标高施工高度“”为填，“”为挖第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第25页/共102页3、确定“零线”零点：零点：不挖不填的点；不挖不填的点；零线：零线：所有零点的连线，即不挖不填的线。所有零点的连线，即不挖不填的线。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第26页/共102页4、计算土方量平均高度法第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第27页/共102页（1 1）全挖全填格）全挖全填格四方棱柱体法四方棱柱体法 （平均高度平均高度）式中：

19、式中：VV挖方或填方的土方量（挖方或填方的土方量（m m）；）；H1、h2、h3、h4方格四个角点的挖填方格四个角点的挖填高度，以绝对值代人（高度，以绝对值代人（m）。）。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第28页/共102页（2 2）部分挖部分填格）部分挖部分填格第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第29页/共102页(2(2）两挖两填）两挖两填(平均面积法平均面积法)aah4h1h2h3B图图-两挖两填方格两挖两填方格A1h2h3aBA1h1第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第30页/共102页(2(2）两挖两填两挖两填(中间断面法

20、中间断面法)aBaah4h1h2h3B图图-两挖两填方格两挖两填方格第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第31页/共102页(3(3）三挖一填（或三填一挖）三挖一填（或三填一挖）三角棱柱楔体三角锥体h1h2h3h4零线aa图图-三挖一填方格三挖一填方格第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第32页/共102页2)2)锥体部分的体积h1h3h400三角锥体h3h4aBh1第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第33页/共102页（2 2）三角棱柱体法）三角棱柱体法1 1）全挖全填）全挖全填式中：式中：aa方格边长方格边长(m)(m)；hl、h2、

21、h3三三角角形形各各角角点点的的施施工工高高度度(m)，用绝对值代人。用绝对值代人。图113 按地形将方格划分成三角形第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第34页/共102页3)3)楔体部分的体积：楔体部分的体积：=四棱锥体-三棱柱体+三棱锥体h1h3h400四棱锥体三棱柱体锥体楔体第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第35页/共102页3)3)楔体部分的体积楔体部分的体积：h1h3h400四棱锥体三棱柱体锥体楔体第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第36页/共102页【例】某建筑场地方格网如图1.71.7所示，方格边长为2020m20mm

22、20m，填方区边坡坡度系数为1.01.0，挖方区边坡坡度系数为0.50.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。自然标高 地面设计标高第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第37页/共102页【解】(1)(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1.81.8中。由公式得：h h1 1=251.50-251.40=0.10 h=251.50-251.40=0.10 h2 2=251.44-251.25=0.19=251.44-251.25=0.19 h h3 3=251.38-250.85=0.53 h=251.38-250.85=0.53 h4 4=25

23、1.32-250.60=0.72=251.32-250.60=0.72 h h5 5=251.56-251.90=-0.34 h=251.56-251.90=-0.34 h6 6=251.50-251.60=-0.10=251.50-251.60=-0.10 h h7 7=251.44-251.28=0.16 h=251.44-251.28=0.16 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.

24、56-252.00=-0.44 h 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第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第38页/共102页第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第39页/共102页(2)2)计算零点位置。从图1.81.8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，说明此方格边上有零点存在。由公式求得：1 15 5线 x1=4.55(m)x1

25、=4.55(m)2 26 6线 x1=13.10(m)x1=13.10(m)6 67 7线 x1=7.69(m)x1=7.69(m)7 71111线 x1=8.89(m)x1=8.89(m)11111212线 x1=15.38(m)x1=15.38(m)第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工h3h4axl第40页/共102页 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，如图1.8。(3)(3)计算方格土方量。方格、底面为正方形，土方量为：V V(+)=20(+)=202 2/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m/4(0.53+0.72+0.16+

26、0.43)=184(m3 3)V V(-)=20(-)=202 2/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3 3)方格底面为两个梯形，土方量为：V V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3 3)V V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3 3)第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土

27、木工程施工施工第41页/共102页 方格、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 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：V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3 3)方格

28、网总挖方量：V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m(m3 3)第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第42页/共102页(4)(4)边坡土方量计算。如图1.91.9，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，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)第一

29、章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第43页/共102页第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第44页/共102页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)V V1212=V13=0.02(m=V13=0.02(m3 3)V V1414=3.18(m=3.18(m3 3)边坡总填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20

30、.01+0.01 =13.29(m =13.29(m3 3)边坡总挖方量：V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25(m(m3 3)第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第45页/共102页1.2.3 土方调配费用最低（较低）的前提下，确定土方调配去向。费用最低（较低）的前提下，确定土方调配去向。计算平均运距、确定施工单价计算平均运距、确定施工单价 1调配步骤调配步骤土方量计算土方量计算划分调配区划分调配区 计算各区土方量计算各区土方量 编制土方调配图及土方平衡表编制土方调配图及土方平衡表用用”线性规划线性规划”方法进行土方调配方法进行土方调配第一章第一章 土方工程土方

31、工程土木工程土木工程施工施工第46页/共102页2、调配区的划分，平均运距、施工单价的确定调配区划分：为方便调配将整个场地划分为若干个挖、填区域。其大小与施工机械适应，与方格网协调。平均运距：挖方区重心至填方区重心的距离。cij施工单价：根据运距和相关定额确定W1W2W3T1T2第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第47页/共102页土方平衡调配与施工运距土方平衡调配与施工运距 T1Tn挖方量（m3）W1x11c11x1nc1na1W2x21c21x2nc2na2Wmxm1cm1xmncmnam填方量（m3）b1bn第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第48

32、页/共102页土方调配就是确定从挖方区到填方区的调配量土方调配就是确定从挖方区到填方区的调配量xij；共有共有mn个个。按按 ；只有只有m+n1个独立方程（约束条件）个独立方程（约束条件）。未知量的个数大于独立方程数，其解为无穷个。未知量的个数大于独立方程数，其解为无穷个。求一组最优解满足：求一组最优解满足：最小。最小。土方平衡调配第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第49页/共102页3、用“线性规划”方法进行土方调配土方调配土方调配运输问题运输问题线性规划线性规划运筹学运筹学可用单纯形法或表上作业法求解。可用单纯形法或表上作业法求解。给定一初始方案给定一初始方案结束结束是

33、是判断为最优判断为最优？调整调整否否第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工假想价格系数法。假想价格系数法。第50页/共102页（1 1）编制初始方案最小元素法，可保证方案较优（不一定最优）最小元素法，可保证方案较优（不一定最优）就近调配就近调配最小的施工单价取最大的土方量最小的施工单价取最大的土方量 挖方量（m3）507010050070409050060110705008010040400填方量（m3）8006005001900400500500300100100第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第51页/共102页第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土

34、木工程施工施工第52页/共102页（2）求解无调配土方方格的检验数求解无调配土方方格的检验数求解各个方格的假想价格系数：求解各个方格的假想价格系数：有调配土方的方格：有调配土方的方格：（假想价格系数等于平均运距）无调配土方的方格：无调配土方的方格：构成任一矩形的四个方格内对角线上的假想价格系数这之和相等 判别：所有无调配数方格的检验数判别：所有无调配数方格的检验数，方案最优，否则不为最优，方案最优，否则不为最优，需调整。需调整。方案最优性判别方案最优性判别假想价格系数法第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第53页/共102页 挖方量（m3）507010050070409050

35、060110705008010040400填方量（m3）80060050019004005005003001001005060401107040-101008030 060（2）方案最优性判别方案最优性判别假想价格系数法假想价格系数法第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第54页/共102页方案的调整闭回路法 挖方量（m3）507010050070409050060110705008010040400填方量（m3）80060050019004005005003001001005060401107040-101008030 060将最小的将最小的负检验数负检验数对应的变量作为调整

36、对象对应的变量作为调整对象找出其找出其闭合回路闭合回路调整调整 100400400第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工（3）第55页/共102页（4）方案重新判别（5）计算土方总运输量、绘制土方调配图总运输量总运输量Z=40050 10070 50040 40060 10070 40040=94000第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第56页/共102页*几点说明1、前提条件：前提条件：挖、填方平衡挖、填方平衡。2、初始调配方案及调配过程中必须保证、初始调配方案及调配过程中必须保证m+n-1 个有调配土方的格子。如果多一个空格，应令其为个有调配土方的格子。

37、如果多一个空格，应令其为a（a0），继续进行判别调整。），继续进行判别调整。3、不、不平衡平衡问题的求解问题的求解增加一个假想的取土点（或弃土点），将其转增加一个假想的取土点（或弃土点），将其转化为平衡问题，再求解。化为平衡问题，再求解。4、多个最优解的判别及求解、多个最优解的判别及求解判别：判别：有有 说明存在多个最优解说明存在多个最优解；求解：以求解：以 的格子为出发点，按闭回路法调整；的格子为出发点，按闭回路法调整；性质：性质：多个最优解的目标函数值相等多个最优解的目标函数值相等。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第57页/共102页1.2.4场地平整土方机械及其施工

38、1、推土机推土机2、铲运机铲运机主要用于主要用于场地平整场地平整，掌握其掌握其工作特点工作特点适用范围适用范围提高生产率的措施提高生产率的措施3、挖掘机挖掘机少量用于场地平整工程，少量用于场地平整工程，多用于多用于基坑（槽）开挖基坑（槽）开挖。详见详见1.3.4第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第58页/共102页1 1、推土机特点特点：操作灵活、运转方便、所需工作面小、行使速度：操作灵活、运转方便、所需工作面小、行使速度快、易于转移，能爬快、易于转移，能爬30度左右的缓坡；度左右的缓坡；适用范围适用范围：推挖：推挖类土，用于场地平整，移挖作填，类土，用于场地平整，移挖作填

39、，回填土方，堆筑堤坝以及与挖土机配合施工。经济运距回填土方，堆筑堤坝以及与挖土机配合施工。经济运距100m 以内，以内，60m最佳。最佳。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第59页/共102页提高生产率的措施：提高生产率的措施：并列推土并列推土下坡推土下坡推土槽形推土槽形推土第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第60页/共102页2、铲运机特点特点：操纵简单、不受地形限制，能独立完成铲土、运土、：操纵简单、不受地形限制，能独立完成铲土、运土、卸土工作，行使速度快，生产效率高；卸土工作，行使速度快，生产效率高；适用范围适用范围：大面积场地平整，开挖大型基坑、

40、沟槽，填筑：大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，填筑路基等，不适用于砾石层、冻土地带和沼泽地区。适用距路基等，不适用于砾石层、冻土地带和沼泽地区。适用距离离6001500m，200350m时效率最高；时效率最高；提高生产率的措施提高生产率的措施：下坡铲土、跨铲法、推土机助铲等。：下坡铲土、跨铲法、推土机助铲等。自行式铲运机自行式铲运机拖式铲运机拖式铲运机第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第61页/共102页1.3 1.3 基坑工基坑工程程1.3.1 土方边坡及其稳定土方边坡及其稳定1、土方边坡的形式及坡度的表示方法、土方边坡的形式及坡度的表示方法土方边坡坡度土方边坡坡度 称

41、为坡度系数式中：第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第62页/共102页2、确定土方边坡坡度应考虑的因素土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载、土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载、气候条件等气候条件等稳定机理稳定机理：土颗粒之间存在内聚力和摩擦力，使土体具：土颗粒之间存在内聚力和摩擦力，使土体具有一定的抗剪强度；有一定的抗剪强度；失稳原因失稳原因：引起土体下滑力增加的或引起土体抗剪强度：引起土体下滑力增加的或引起土体抗剪强度降低的因素都可能引起边坡失稳，如：坡顶荷载、雨水降低的因素都可能引起边坡失稳，如：坡顶荷载、雨水或地下水渗入土中、气候使土质松软、细砂

42、等液化等。或地下水渗入土中、气候使土质松软、细砂等液化等。3、土方边坡稳定的机理及失稳原因第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第63页/共102页5、保证边坡稳定的措施放足边坡放足边坡土壁支护土壁支护其它：改善土体性质等其它：改善土体性质等4、边坡稳定的分析方法、边坡稳定的分析方法 摩擦圆法摩擦圆法 条分法条分法 详见相关课程GTNC土体重力土体重力下滑力下滑力土体抗滑力土体抗滑力外荷载外荷载当下滑力当下滑力T 大于大于 土体的抗滑力土体的抗滑力C时产生塌方时产生塌方第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第64页/共102页一般沟槽的支护方法一一般般沟沟槽槽的

43、的支支护护方方法法1.3.2 土壁支护土壁支护第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第65页/共102页一般基坑的支护方法一一般般基基坑坑的的支支护护方方法法第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第66页/共102页深深基基坑坑的的支支护护方方法法第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第67页/共102页1.3.3 1.3.3 降（排）水降降(排排)水水地表水地表水：截：截(水沟水沟)、(筑堤筑堤)堵、排等堵、排等地下水地下水集水井（坑）降水集水井（坑）降水井点降水井点降水人工降水人工降水/暗降暗降明排明排*一般浅基础的基坑（槽）开挖，主要是地表

44、水，一般浅基础的基坑（槽）开挖，主要是地表水，其次是高水位地区的地下水问题。其次是高水位地区的地下水问题。目的：目的：*保证土体相对保证土体相对干燥干燥 改善施工条件改善施工条件、保护地基土；、保护地基土；*防止基底冲溃防止基底冲溃破坏破坏：基坑下有承压水时，应降水减压。：基坑下有承压水时，应降水减压。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第68页/共102页1、集水井（坑）降水 在基坑底部四周挖排水沟，每隔一定距离挖集在基坑底部四周挖排水沟，每隔一定距离挖集水井，水从沟底流入排水沟，再沿排水沟流入集水水井，水从沟底流入排水沟，再沿排水沟流入集水井，最后用水泵抽走。井，最后用水

45、泵抽走。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第69页/共102页流砂现象概念概念/现象现象防治途径、措施防治途径、措施动水压力动水压力外因外因土质土质内因内因减小减小/消除动水压力：消除动水压力：改变动水压力方向：改变动水压力方向：改善土质：改善土质：产生的原因产生的原因第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第70页/共102页*流砂现象概念概念/现象现象：土颗粒：土颗粒(细颗粒、均匀颗粒、松散的饱和土细颗粒、均匀颗粒、松散的饱和土)在动水压力作用在动水压力作用下，下，(可能失去自重，处于悬浮状态，土失去承载能力可能失去自重，处于悬浮状态，土失去承载能力)随着

46、水一起流动的现象。随着水一起流动的现象。形成流砂后，将使地面沉陷，边坡坍塌，恶化施工条件，并形成流砂后，将使地面沉陷，边坡坍塌，恶化施工条件，并可能产生严重的安全事故。可能产生严重的安全事故。原因原因：外因：外因-动水压力动水压力（地下水流动）（地下水流动）；内因内因-土质土质（土颗粒组成中粘土少（土颗粒组成中粘土少30%，粉砂土多，粉砂土多70%；含水含水量大量大30%）动水压力：动水压力：水在土中渗水在土中渗流时对土体的作用力。流时对土体的作用力。其大小与水头差成正比，其大小与水头差成正比，与渗流路径成反比；方与渗流路径成反比；方向与水流方向一致。向与水流方向一致。第一章第一章 土方工程土

47、方工程土木工程土木工程施工施工第71页/共102页流砂防治途径及措施枯水期施工：地下水位降低，则动水压力变小；枯水期施工：地下水位降低，则动水压力变小；抛大石块法：坑底抛大石块，以增大土的压重，平抛大石块法：坑底抛大石块，以增大土的压重，平 衡动水压力；衡动水压力；打板桩法：增大水渗流路径，减小动水压力；打板桩法：增大水渗流路径，减小动水压力；水下挖土：坑内外水压平衡，不产生水头差；水下挖土：坑内外水压平衡，不产生水头差；人工降水：改变水流方向，加大土颗粒之间的压力；人工降水：改变水流方向，加大土颗粒之间的压力；土壤冻结法：化学物质改善土质；土壤冻结法：化学物质改善土质；“治砂必治水治砂必治水

48、”是防止流砂的总原则，其途径在于减少或平衡动水压力、是防止流砂的总原则，其途径在于减少或平衡动水压力、或改变水流方向。或改变水流方向。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第72页/共102页2 2、井点降水概念概念：基坑开挖前，：基坑开挖前，在基坑四周打入井在基坑四周打入井点管，利用抽水设点管，利用抽水设备抽水，使地下水备抽水，使地下水位降低到基坑底部位降低到基坑底部以下，至基础施工、以下，至基础施工、回填土施工完毕，回填土施工完毕，才停止抽水。才停止抽水。特点特点：降水效果好，从根本上避免了流砂现象的发生，但：降水效果好，从根本上避免了流砂现象的发生，但技术复杂，成本较高，

49、对周围环境影响大。技术复杂，成本较高，对周围环境影响大。第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第73页/共102页（1）井点类别井点的分类井点的分类轻型井点轻型井点管井点管井点一般轻型井点一般轻型井点喷射井点喷射井点电渗井点电渗井点一级轻型井点一级轻型井点多级轻型井点多级轻型井点管井井点管井井点深井井点深井井点第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第74页/共102页轻型井点的组成轻型井点由管路系统和抽水设备组成。轻型井点由管路系统和抽水设备组成。管路系统管路系统包括：包括：滤滤管管、井点井点管弯联管管弯联管和和总管总管等等。第一章第一章 土方工程土方工程土木工

50、程土木工程施工施工第75页/共102页A、一般轻型井点可分为一级、二级、多级轻型井点。可分为一级、二级、多级轻型井点。一级轻型井点适用：渗透系数：k=0.150(m/d)降水深度：36m多级轻型井点适用：渗透系数：k=0.150(m/d)降水深度：视井点级数而定第一章第一章 土方工程土方工程土木工程土木工程施工施工第76页/共102页喷射井点B B、喷射井点喷射井点喷射井点适用：渗透系数：k=0.150(m/d)降水深度：820m喷射井点管分内喷射井点管分内管和外管两部分、管和外管两部分、内管装有喷射装内管装有喷射装置与滤管相接。置与滤管相接。通过高压水或气通过高压水或气从而将地下水抽从而将地