土方工程及基坑开挖施工方案.pdf

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1、第第 1 1 章章土方工程土方工程本章学习要求本章学习要求了解土的工程性质、边坡留设和土方调配的原则掌握土方量计算的方法、场地设计标高确定的方法和用表上作业法进行土方调配能了解识别基槽、深浅基坑的各种支护方法并了解其适用范围和基坑监测项目理解流砂产生的原因,并了解其防治方法；掌握轻型井点设计并了解喷射井点、电渗井点和深井井点的适用范围掌握基坑土方开挖的一般原则、方法和注意事项，了解常用土方机械的性能及适用范围并能正确合理地选用掌握填土压实的方法和影响填土压实质量的影响因素掌握土方工程质量标准与安全技术要求.1 1。1 1 概述概述1 1。1 1。1 1 土方工程的施工特点土方工程的施工特点常见

2、的土方工程包括（1）场地平整：其中包括确定场地设计标高,计算挖、填土方量，合理地进行土方调配等。（2）土方的开挖、填筑和运输等主要施工,以及排水、降水和土壁边坡和支护结构等.（3）土方回填与压实:包括土料选择,填土压实的方法及密实度检验等土方工程施工，要求标高准确、断面合理，土体有足够的强度和稳定性,土方量少，工期短，费用省。但土方工程具有工程量大，施工工期长，劳动强度大的特点,如大型建设项目的场地平整和深基坑开挖中，施工面积可达数平方公里，土方工程量可达数百万立方米以上。土方工程的另一个特点是施工条件复杂又多为露天作业，受气候、水文、地质和邻近建（构）筑物等条件的影响较大，且天然或人工填筑形

3、成的土石成分复杂，难以确定的因素较多.因此在组织土方工程施工前，必须做好施工前的准备工作，完成场地清理,仔细研究勘察设计文件并进行现场勘察；制定严密合理和经济的施工组织设计，做好施工方案，选择好施工方法和机械设备，尽可能采用先进的施工工艺和施工组织,实现土方工程施工综合机械化。制订合理的土方调配方案,制订好保证工程质量的技术措施和安全文明施工措施，对质量通病做好预防措施等。1.1.21.1.2 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种类繁多，其分类方法各异。土方工程施工中，按土的开挖难易程度分为八类，如表 1。1。表中一至四类为土，五至八类为岩石。在选择施工挖土机械和套建筑安

4、装工程劳动定额时要依据土的工程类别。表表 1.1 1.1土的工程分类土的工程分类土的分类一类土（松软土）二类土(普通土）土的级别土的名称砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土;淤泥（泥炭)粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；11001600种植土;填土软及中等密实粘土;重粉质粘三类土(坚土）土;砾石土;干黄土、含有碎石卵石的黄土；粉质粘土；压实的填土四类土（砂砾坚土）坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石;天然级配砂石；190017501900密度（kg/m)60015003开挖方法及工具用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬用锹、锄头挖掘,少许用镐翻松

5、主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘,部分用楔子及大锤软泥灰岩五类土（软石)硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、灰岩及贝壳石灰岩泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长岩大理岩;辉绿岩；玢岩；粗、中七类土（坚石)粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩;玄武岩安山岩；玄武岩；花岗片麻岩;八类土(特坚土）坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、玢岩、辉绿岩27003300用爆破方法开挖25003100用爆破方法开挖22002900用镐或撬棍、大锤破方法用爆破方法开挖，部分用风镐白垩土；胶结不紧的砾岩；

6、软石11002700挖掘，部分使用爆六类土(次坚石）1.1.31.1.3 土的基本性质土的基本性质 1 1土的天然含水量土的天然含水量土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率，即（11)式中:土中水的质量土中固体颗粒的质量。2 2土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。土的天然密度用表示:(12）式中：土的总质量；土的天然体积。单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度，土的干密度用表示：（13）式中：土中固体颗粒的质量;土的天然体积土的干密度越大,表示土越密实.工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的压实质量.

7、土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：即（14）3.3.土的可松性土的可松性土具有可松性，即自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积.土的可松性程度用可松性系数表示，即（1-5）（1-6）式中：土的最初可松性系数；土的最后可松性系数；3土在天然状态下的体积（m）；3土挖出后在松散状态下的体积(m）；3土经回填压（夯)实后的体积（m）；土的可松性对确定场地设计标高、土方量的平衡调配、计算运土机具的数量和弃土坑的容积,以及计算填方所需的挖方体积等均有很大影响。各类土的可松性系数见表1.2.表表 1.21.2各种土的可松性参考值各种土的可松性参考值土的类

8、别体积增加百分数最初最后可松性系数一类土(种植土除外)一类土(植物性土、泥炭）二类土三类土四类土（泥灰岩、蛋白石除外)四类土(泥灰岩、蛋白石）8172030142824302632333712.5342.55476911151。081.171.201.301。141.281。241.301。261.321。331.371.011。031.031.041.021。051。041.071。061。091。111。15五至七类土八类土30454550102020301.301.451.451。501。101。201.201。304 4。土的渗透性。土的渗透性土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度,水

9、在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用 k 表示，单位为 m/d.地下水在土中渗流速度一般可按达西定律计算,其公式如下：（1-7)式中：水在土中的渗透速度，m/d；水力坡度，即、两点水头差与其水平距离之比；土的渗透系数，m/d。从达西公式可以看出渗透系数的物理意义:当水力坡度等于 1 时的渗透速度即为渗透系数,单位同样为 m/d。值的大小反映土体透水性的强弱，影响施工降水与排水的速度；土的渗透系数可以通过室内渗透试验或现场抽水试验测定，一般土的渗透系数见表1。3。表表 1.31.3土的渗透系数土的渗透系数 K K 参考值参考值土的名称粘土粉质粘土粉土黄土粉砂细砂渗透系数 K（m/d)0.0

10、050。0050.10.10.50.250.50。55。01。010.0土的种类中砂均质中砂粗砂圆砾卵石无填充物卵石渗透系数 K（m/d)5.025。0355020505010010050050010001 1。2 2 土方与土方调配量计算土方与土方调配量计算1 1。2.12.1 基坑、基槽土方量计算基坑、基槽土方量计算 1 1土方边坡土方边坡在开挖基坑、沟槽或填筑路堤时,为了防止塌方，保证施工安全及边坡稳定，其边沿应考虑放坡。土方边坡的坡度以其高度与底宽之比（图1.1）,即土方边坡坡度=式中：，称为坡度系数.其意义为:当边坡高度已知为时，其边坡宽度则等于.(a）(b)(c)图 1。1(a)直

11、线形（b)折线形（c）踏步形 2 2基坑、基槽土方量计算基坑、基槽土方量计算基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）体积公式计算（图 1.2）。即（18）式中基坑深度（）；基坑上、下的底面积(）;基坑的中间位置截面面积（）；图 1。2基坑土方量计算图 1.3基槽土方量计算基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分段后,再用同样方法计算（图1。3）式中 第一段的土方量（）；第一段的长度（）。将各段土方量相加即得总土方量式中,，各分段的土方量（）。1.2 1.2。2 2 场地平整土方量计算场地平整土方量计算1 1 场地设计标高的确定场地设计标高的确定对较大面积的场地平整,合理地

12、确定场地的设计标高，对减少土方量和加速工程进度具有重要的经济意义。一般来说应考虑以下因素：满足生产工艺和运输的要求;尽量利用地形，分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标高;场地内挖填方平衡，土方运输量最少;要有一定泻水坡度(2），使能满足排水要求;要考虑最高洪水位的影响。场地设计标高一般应在设计文件上规定，若设计文件对场地设计标高没有规定时，可按下述步骤来确定。1 1）初步计算场地设计标高初步计算场地设计标高初步计算场地设计标高的原则是场地内挖填方平衡，即场地内挖方总量等于填方总量。计算场地设计标高时，首先将场地的地形图根据要求的精度划分为1040m 的方格网，见图1。4a。然后求出各方格角点

13、的地面标高。地形平坦时，可根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得；地形起伏较大或无地形图时，可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。按照场地内土方的平整前及平整后相等,即挖填方平衡的原则，如图 1。4b，场地设计标高可按下式计算（19）式中所计算的场地设计标高（）；方格边长（）；方格数；、任一方格的四个角点的标高（)。从图 1。4a 可以看出，系一个方格的角点标高，及系相邻两个方格的公共角点标高,系相邻的四个方格的公共角点标高.如果将所有方格的四个角点相加,则类似这样的角点标高加一次,类似、的角点标高需加两次，类似的角点标高要加四次。如令为一个方格仅有的角图 1.4场地设计标高 H

14、o 计算示意图点标高；（a）方格网划分;（b）场地设计标高示意图为二个方格共有的角1等高线;2自然地面;3场地设计标高平面点标高；为三个方格共有的角点标高；为四个方格共有的角点标高。则场地设计标高的计算公式（19）可改写为下列形式（1-10）2 2）场地设计标高的调整场地设计标高的调整按上述公式计算的场地设计标高仅为一理论值，在实际运用中还需考虑以下因素进行调整。土的可松性影响由于土具有可松性，如按挖填平衡计算得到的场地设计标高进行挖填施工，填土多少有富余，特别是当土的最后可松性系数较大时更不容忽视。如图1。5 所示，设为土的可松性引起设计标高的增加值，则设计标高调整后的总挖方体积应为:(1-

15、11）总填方体积应为：(1-12)图 1。5设计标高调整计算示意（a）理论设计标高;（b）调整设计标高此时，填方区的标高也应与挖方区一样提高，即：（1-13)移项整理简化得(当）：（114）故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为：(1-15)式中、按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积;、按理论设计标高计算的挖方区、填方区总面积;土的最后可松性系数。场地挖方和填方的影响由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及经过经济比较而将部分挖方就近弃土于场外或将部分填方就近从场外取土，上述做法均会引起挖填土方量的变化。必要时,亦需调整设计标高。为了简化计算,场地设计标高的调整值，可按下列近似

16、公式确定,即：（116）式中场地根据平整后多余或不足的土方量。场地泄水坡度的影响按上述计算和调整后的场地设计标高，平整后场地是一个水平面。但实际上由于排水的要求，场地表面均有一定的泄水坡度，平整场地的表面坡度应符合设计要求，如无设计要求时，一般应向排水沟方向作成不小于2的坡度。所以，在计算的或经调整后的基础上，要根据场地要求的泄水坡度，最后计算出场地内各方格角点实际施工时的设计标高.当场地为单向泄水及双向泄水时,场地各方格角点的设计标高求法如下:单向泄水时场地各方格角点的设计标高(图 1.6a）以计算出的设计标高或调整后的设计标高作为场地中心线的标高，场地内任意一个方格角点的设计标高为:（1-

17、17)式中场地内任意一点方格角点的设计标高（）；该方格角点至场地中心线的距离（）；场地泄水坡度（不小于2）；该点比高则取“”，反之取“”。例如，图 1。6a 中场地内角点 10 的设计标高：双向泄水时场地各方格角点的设计标高（图1.6b）以计算出的设计标高或调整后的标高作为场地中心点的标高,场地内任意一个方格角点的设计标高为:(118)式中、该点于、方向上距场地中心线的距离（）；、场地在、方向上泄水坡度。例如,图 1.6b 中场地内角点 10 的设计标高图图 1 1。6 6场地泄水坡度示意图场地泄水坡度示意图 (a)(a)单向泄水；单向泄水；（b)b)双向泄水双向泄水【例例 1 1。1 1】：

18、某建筑场地的地形图和方格网如图1.7 所示，方格边长为 20m20m，、方向上泄水坡度分别为 2和 3。由于土建设计、生产工艺设计和最高洪水位等方面均无特殊要求，试根据挖填平衡原则（不考虑可松性）确定场地中心设计标高,并根据、方向上泄水坡度推算各角点的设计标高。图图 1.71.7某建筑场地方格网布置图某建筑场地方格网布置图【解】计算角点的自然地面标高根据地形图上标设的等高线,用插入法求出各方格角点的自然地面标高。由于地形是连续变化的，可以假定两等高线之间的地面高低是呈直线变化的。如角点 4 的地面标高（)，从图 1。7 中可看出，是处于两等高线相交的直线上。由图1.8,根据相似三角形特性，可写

19、出:则，得图图 1 1。8 8 插入法计算标高简图插入法计算标高简图图图 1 1。9 9 插入法的图解法插入法的图解法在地形图上，只要量出(角点 4 至 44.0 等高线的水平距离)和（44.0 等高线和 44.5 等高线与直线相交的水平距离）的长度，便可算出的数值.但是，这种计算是繁琐的，所以，通常是采用图解法来求得各角点的自然地面标高.如图 1.9 所示，用一张透明纸，上面画出六根等距离的平行线（线条尽量画细些，以免影响读数的准确），把该透明纸放到标有方格网的地形图上，将六根平行线的最外两根分别对准点与点，这时六根等距离的平行线将之间的 0。5m 的高差分成五等分，于是便可直接读得角点 4

20、 的地面标高。其余各角点的标高均可类此求出。用图解法求得的各角点标高见图1.7 方格网角点左下角.计算场地设计标高按照要求的泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点即角点 8 为（图 1。7)，其余各角点的设计标高为:其余各角点设计标高均可类此求出，详见图1.7 中方格网角点右下角标示。2 2 场地土方工程量计算场地土方工程量计算场地土方量的计算方法，通常有方格网法和断面法两种.方格网法适用于地形较为平坦、面积较大的场地，断面法则多用于地形起伏变化较大或地形狭长的地带。1 1）方格网法方格网法仍以前面【例例 1 1。1 1】为例，其分解和计算步骤如下:划分方格网并计算场地各方格角点的施工高

21、度根据已有地形图（一般用 1/500 的地形图）划分成若干个方格网,尽量与测量的纵横坐标网对应，方格一般采用10m10m40m40m，将角点自然地面标高和设计标高分别标注在图 1。10方格网点的左下角和右下角（见图 1。10）。角点设计标高与自然地面标高的差值即各角点的施工高度，表示为（1.19)式中角点的施工高度，以“”为填，以“为挖；标注在方格网点的右上角。角点的设计标高(若无泄水坡度时,即为场地设计标高）；角点的自然地面标高.计算各方格网点的施工高度各角点的施工高度标注于下图1.10 各方格网点右上角。图图 1 1。1111某建筑场地方格网挖填土方量计算图某建筑场地方格网挖填土方量计算图

22、计算零点位置在一个方格网内同时有填方或挖方时,要先算出方格网边的零点位置即不挖不填点，并标注于方格网上,由于地形是连续的，连接零点得到的零线即成为填方区与挖方区的分界线（图 1.8）。零点的位置按相似三角形原理（图1.12）得下式计算:;(1-20）式中、角点至零点的距离（）;、相邻两角点的施工高度（），均用绝对值；方格网的边长（）。计算零点位置图中 23 网格线两端分别是填方与挖方点，故中间必有零点,零点至 3 角点的距离：同理连接零点得到的零线即成为填方区与挖方区的分界线图图 1.121.12（图 1.11）。计算方格土方工程量按方格网底面积图形和表1。4 所列公式，计算每个方格内的挖方或

23、填方量.表 1.4计算方格土方量。方格、底面为正方形,土方量为：V+V-VV+V+方格底面为二个梯形，土方量为：-V方格底面为三角形和五边形，土方量为：VVV方格底面为二个梯形，土方量为：V+-方格底面为三角形和五边形，土方量为:V-+V方格网的总填方量方格网的总挖方量边坡土方量计算为了维持土体的稳定，场地的边沿不管是挖方区还是填方区均需作成相应的边坡,因此在实际工程中还需要计算边坡的土方量.边坡土方量计算较简单但限于篇幅这里就不介绍了.图 1.13 是例题 1 场地边坡的平面示意图。图图 1 1。1313 场地边坡平面图场地边坡平面图2 2断面法断面法沿场地的的纵向或相应方向取若干个相互平行

24、的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡)划分成若干个三角形和梯形，如图1.14 所示，对于某一断面，其中三角形和梯形的面积为：；（121）该断面面积为：若则（1-22)图图 1.141.14 断面法计算图断面法计算图图图 1.151.15 用累高法求断面面积用累高法求断面面积各个断面面积求出后,即可计算土方体积。设各断面面积分别为、，相邻两断面之间的距离依次为、，则所求土方体积为：(1-23）如图 1。15 所示，是用断面法求面积的一种简便方法,叫“累高法”。此法不需用公式计算，只要将所取的断面绘于普通坐标纸上(取等值），用透明纸尺从开始,依次量出(用大头针向上拨

25、动透明纸尺）各点标高(），累计得出各点标高之和，然后将此值与相乘,即可得出所求断面面积.1.21.2。3 3 土方调配土方调配1 1 土方调配原则土方调配原则土方工程量计算完成后,即可着手对土方进行平衡与调配.土方的平衡与调配是土方规划设计的一项重要内容,是对挖土的利用、堆弃和填土的取得这三者之间的关系进行综合平衡处理，达到使土方运输费用最小而又能方便施工的目的.土方调配原则主要有：1）应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。这样可以降低土方工程的成本.然而，仅限于场地范围的平衡，往往很难满足运输量最小的要求。因此还需根据场地和其周围地形条件综合考虑，必要时可在填方区周围就近借土，或在挖方区周

26、围就近弃土，而不是只局限于场地以内的挖、填平衡,这样才能做到经济合理.2）应考虑近期施工与后期利用相结合的原则.当工程分期分批施工时，先期工程的土方余额应结合后期工程的需要而考虑其利用数量与堆放位置,以便就近调配。堆放位置的选择应为后期工程创造良好的工作面和施工条件,力求避免重复挖运。如先期工程有土方欠额时，可由后期工程地点挖取。3）尽可能与大型地下建筑物的施工相结合.当大型建筑物位于填土区而其基坑开挖的土方量又较大时，为了避免土方的重复挖、填和运输,该填土区暂时不予填土，待地下建筑物施工之后再行填土。为此，在填方保留区附近应有相应的挖方保留区，或将附近挖方工程的余土按需要合理堆放，以便就近调

27、配。4）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，使土方机械和运输车辆的效率能得到充分发挥。总之,进行土方调配,必须根据现场的具体情况、有关技术资料、工期要求、土方机械与施工方法，结合上述原则，予以综合考虑，从而做出经济合理的调配方案。2 2 土方调配区的划分土方调配区的划分场地土方平衡与调配，需编制相应的土方调配图表，以便施工中使用。其方法如下：1)划分调配区（1）在场地平面图上先划出挖、填区的分界线（零线）,然后在挖方区和填方区适当地分别划出若干个调配区。划分时应注意以下几点:（2）划分应与建筑物的平面位置相协调，并考虑开工顺序、分期开工顺序；(3)调配区

28、的大小应满足土方机械的施工要求；(4）调配区范围应与场地土方量计算的方格网相协调，一般可由若干个方格组成一个调配区；（5）当土方运距较大或场地范围内土方调配不能达到平衡时，可考虑就近借土或弃土，一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的调配区。（6)计算各调配区的土方量，并将它标注于图上。2）求出每对调配区之间的平均运距平均运距即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离.因此，求平均运距，需先求出每个调配区的土方重心.其方法如下：取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点(图)，分别求出各区土方的重心坐标、：(124)式中块方格的重心坐标；块方格的土方量填、挖方区之间的平均运距为：(1-

29、25)式中、填方区的重心坐标；、挖方区的重心坐标。为了简化的计算，可假定每个方格(完整的或不完整的）上的土方是各自均匀分布的，于是可用图解法求出形心位置以代替方格的重心位置。各调配区的重心求出后，标于相应的调配区上，然后用比例尺量出每对调配区重心之间的距离，此即相应的平均运距（）。所有填挖方调配区之间的平均运距均需一一计算，并将计算结果列于土方平衡与运距表内。当填、挖方调配区之间的距离较远，采用自行式铲运机或其他运土工具沿现场道路或规定路线运土时，其运距应按实际情况进行计算。3 3 用“表上作业法”求解最优调配方案用“表上作业法”求解最优调配方案最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础,常用

30、“表上作业法求解。【例例 1.21.2】已知某场地的挖方区为 W1、W2、W3，填方区为T1、T2、T3,其挖填方量如图 1。16 所示,其每一调配区的平均运距如图1。16 和表 1.5 所示.（1）试用“表上作业法”求其土方的最优调配方案，并用位势法予以检验。（2）绘出土方调配图。图图 1.161.16各调配区的土方量和平均运距各调配区的土方量和平均运距1 1用“最小元素法”编制初始调配方案用“最小元素法”编制初始调配方案即先在运距表（小方格)中找一个最小数值，如(任取其中一个，现取），由于运距最短,经济效益明显,于是先确定的值，使其尽可能的大，即由于挖方区的土方全部调到填方区，所以和都等于

31、零.此时，将400 填入格内,同时将、格内画上一个“”号，然后在没有填上数字和“”号的方格内再选一个运距最小的方格，即,便可确定,同时使。此时,又将 500填入格内，并在格内画上“”号。重复上述步骤，依次确定其余的数值，最后得出表1。5 所示的初始调配方案。表表 1 1。5 5初始调配方案初始调配方案填方区挖方区T1500+T2505070T370+挖方量(m)3W1W2W3W4填方量（m3）500100+100100100404011011010060609050050050040019001010606080+0 070704040300+10040030308080800600500由于

32、利用“最小元素法确定的初始方案首先是让最小的方格内的值取尽可能大的值,也就是符合“就近调配”常理，所以求得的总运输量是比较小的.但数学上可以证明（证明从略）此方案不一定是最优方案，而且可以用简单的表上作业法进行判别。2 2最优方案判别法最优方案判别法在“表上作业法”中，判别是否最优方案的方法有许多。采用“假想运距法”求检验数较清晰直观,此处介绍该法。该方法是设法求得无调配土方的方格的检验数，判别是否非负，如所有，则方案为最优方案,否则该方案不是最优方案，需要进行调整。要计算，首先求出表中各个方格的假想运距。其中有调配土方方格的假想运距；(126)无调配土方方格的假想运距（1-27)式的意义即构

33、成任一矩形的相邻四个方格内对角线上的假想运距之和相等。利用已知的假想运距，寻找适当的方格构成一个矩形，利用对角线上的假想运距之和相等逐个求解未知的，最终求得所有的。见下表上的作业。其中未知的（黑体字）为通过如图的对角线和相等得到。假想运距求出后，按下式求出表中无调配土方方格的检验数：(1-28)表中只要把无调配土方的方格右边两小格的数字上下相减即可.如,。将计算结果填入表中无调配土方“”的右上角，但只写出各检验数的正负号，因为根据前述判别法则,只有检验数的正负号才能判别是否是最优方案。表中出现了负检验数，说明初始方案不是最优方案，需要进一步调整.3 3 方案的调整方案的调整在所有负检验数中选一

34、个（一般可选最小的一个），本例中唯一负的是,把它所对应的变量作为调整对象。找出的闭回路。其作法是:从格出发，沿水平与竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作 90转弯(也可不转弯），然后继续前进，如果路线恰当，有限步后便能回到出发点，形成一条以有数字的方格为转角点的、用水平和竖直线联起来的闭合回路,见表。从空格（其转角次数为零偶数)出发，沿着闭合回路(方向任意转角次数逐次累加）一直前进，在各奇数次转角点的数字中，挑出一个最小的(本表即为 500、100 中选 100），将它由调到方格中（即空格中）。将“100”填入方格中,被挑出的为 0（该格变为空格）；同时将闭合回路上其他奇数次转角上的数字都减

35、去“100”，偶数转角上数字都增加“100”，使得填挖方区的土方量仍然保持平衡,这样调整后,便可得到表 1。6 的新调配方案。对新调配方案，再进行检验,看其是否已是最优方案。如果检验数中仍有负数出现，那就按上述步骤继续调整，直到找出最优方案为止。表 1.6 中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。表表 1.61.6最优调配方案最优调配方案填方区挖方区T1400+T2505070100500+T370704040+挖方量（m3）5005005004001900W1W2W3W4填方量(m3）1006060902020606080+303070704040400+1108080100100400

36、3030+5050800600500将表中的土方调配数值绘成土方调配图（图 1.17），图中箭杆上数字为调配区之间的运距，箭杆下数字为最终土方调配量。图图 1.171.17 最优方案土方调配图最优方案土方调配图最后来比较一下最佳方案与初始方案的运输量：初始调配方案总土方运输量：最优调配方案总土方运输量：即调整后总运输量减少了3000（)。土方调配的最优方案还可以不仅一个,这些方案调配区或调配土方量可以不同，但它们的总土方运输量都是相同的，有若干最优方案可以提供更多的选择余地。1.31.3 土方工程施工要点土方工程施工要点1 1。3 3。1 1 施工准备施工准备土方工程施工前通常需完成下列准备工

37、作:施工场地的清理;地面水排除；临时道路修筑;油燃料和其他材料的准备；供电与供水管线的敷设；临时停机棚和修理间等的搭设;土方工程的测量放线和编制施工组织设计等。1 1场地清理场地清理场地清理包括清理地面及地下各种障碍。在施工前应拆除旧有房屋和古墓，拆迁或改建通讯、电力设备、上下水道以及地下建筑物，迁移树木,去除耕植土及河塘淤泥等。此项工作由业主委托有资质的拆卸拆除公司或建筑施工公司完成,发生费用由业主承担。2 2排除地面水排除地面水场地内低洼地区的积水必须排除，同时应注意雨水的排除，使场地保持干燥，以利土方施工.地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。应尽量利用自然地形来设置排水沟

38、，使水直接排至场外，或流向低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁，其横断面和纵向坡度应根据最大流量确定.一般排水沟的横断面不小于 0.5m0.5m，纵向坡度一般不小于 2。场地平整过程中，要注意排水沟保持畅通，必要时应设置涵洞。山区的场地平整施工,应在较高一面的山坡上开挖截水沟.在低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时应修筑挡水土坝，以阻挡雨水的流入.3 3修筑临时设施修筑临时设施修筑好临时道路及供水、供电等临时设施，做好材料、机具及土方机械的进场工作.4 4做好土方工程的测量和放灰线工作做好土方工程的测量和放灰线工作放灰线时，可用装有石灰粉末的长柄勺靠着木质板侧面，

39、边撒、边走，在地上撒出灰线，标出基础挖土的界线.基槽放线:根据房屋主轴线控制点，首先将外墙轴线的交点用木桩测设在地面上，并在桩顶钉上铁钉作为标志。房屋外墙轴线测定以后,再根据建筑物平面图，将内部开间所有轴线都一一测出。最后根据中心轴线用石灰在地面上撒出基槽开挖边线。同时在房屋四周设置龙门板（图 1.18）或者在轴线延长线上设置轴线控制桩（又称引桩）见图1。19,以便于基础施工时复核轴线位置.附近若有已建的建筑物，也可用经纬仪将轴线投测在建筑物的墙上.恢复轴线时，只要将经纬仪安置在某轴线一端的控制桩上，瞄准另一端的控制桩,该轴线即可恢复.图图 1 1。1818龙门板的设置龙门板的设置图图 1 1

40、。1919轴线控制桩（引桩轴线控制桩（引桩)1 1龙门板龙门板;2-;2-龙门桩龙门桩;3-;3-轴线钉；轴线钉；4 4角桩；角桩；平面布置图平面布置图5 5灰线钉；灰线钉；6 6轴线控制桩（引桩轴线控制桩（引桩)图图 1.201.20 基槽底抄平水准测量示意图基槽底抄平水准测量示意图图图 1 1。2121 基坑定位高程测设示意图基坑定位高程测设示意图为了控制基槽开挖深度，当快挖到槽底设计标高时，可用水准仪根据地面0.00 水准点，在基槽壁上每隔 24m 及拐角处打一水平桩，如图 1.20 所示。测设时应使桩的上表面离槽底设计标高为整分米数，作为清理槽底和打基础垫层控制高程的依据.柱基放线：在

41、基坑开挖前，从设计图上查对基础的纵横轴线编号和基础施工详图，根据柱子的纵横轴线，用经纬仪在矩形控制网上测定基础中心线的端点，同时在每个柱基中心线上，测定基础定位桩,每个基础的中心线上设置四个定位木桩，其桩位离基础开挖线的距离为 0.51.0m。若基础之间的距离不大，可每隔12 个或几个基础打一定位桩,但两定位桩的间距以不超过 20m 为宜，以便拉线恢复中间柱基的中线。桩顶上钉了钉子，标明中心线的位置。然后按施工图上柱基的尺寸和已经确定的挖土边线的尺寸，放出基坑上口挖土灰线，标出挖土范围.当基坑挖到一定深度时，应在坑壁四周离坑底设计高程0。30.5m 处测设几个水平桩，如图 1.21 所示，作为

42、基坑修坡和检查坑深的依据。大基坑开挖，根据房屋的控制点用经纬仪放出基坑四周的挖土边线。1 1。3 3。2 2 土方边坡与土壁支撑土方边坡与土壁支撑土壁的稳定，主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡，一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故.同时亦会影响工期，有时还会危及附近的建筑物。造成土壁塌方的原因主要有：边坡过陡，使土体的稳定性不足导致塌方；尤其是在土质差，开挖深度大的坑槽中；雨水、地下水渗入土中泡软土体，从而增加土的自重同时降低土的抗剪强度,这是造成塌方的常见原因；基坑上口边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于行车等动荷载，使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度；土壁支撑

43、强度破坏失效或刚度不足导致塌方。为了防止塌方，保证施工安全，在基坑(槽）开挖时，可采取以下措施。1 1放足边坡放足边坡土方边坡（图 1.1）坡度大小的留设应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。一般情况下，粘性土的边坡可陡些,砂性土则应平缓些;当基坑附近有主要建筑物时，边坡应取1：1.01:1。5。根据地基与基础工程施工工艺标准（QCJJTJS022004）的建议，在天然湿度的土中,当挖土深度不超过下列数值时，可不放坡、不支撑。深度1。0m 密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）;深度1。25m 硬塑、可塑的粘质砂土及砂质粘土;深度1.5m 硬塑

44、、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土）；深度2.0m 坚硬的粘土。挖方深度超过上述规定时,应考虑放坡或做成直立壁加支撑。建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)规定,临时性挖方的边坡值应符合表 1.7 的规定。表表 1.71.7临时性挖方边坡值临时性挖方边坡值土的类别砂土(不包括细砂、粉砂）硬一般性粘土硬、塑软碎石类土注:1 设计有要求时,应符合设计标准。2 如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核.3 开挖深度,对软土不应超过 4m,对硬土不应超过 8m。充填坚硬、硬塑粘性土充填砂土边坡值（高：宽)1：1。251:1。501：0。751:1.001:1.0

45、01：1。251：1。50 或更缓1：0。501：1。001：1。001：1.502 2设置支撑设置支撑为了缩小施工面,减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑.如表 1.8所列为一般沟槽支撑方法，主要采用横撑式支撑；表1。9 所列为一般浅基坑支撑方法，主要采用结合上端放坡并加以拉锚等单支点板桩或悬臂式板桩支撑，或采用重力式支护结构如水泥搅拌桩等；表 1。10 所列为深基坑的支护方法，主要采用多支点板桩.表表 1 1。8 8 一般沟槽的支撑方法一般沟槽的支撑方法支撑方式简图支撑方式及适用条件两侧挡土板水平放置,用工具式或木横撑借木楔顶紧,挖一层土，间断式水平支撑支顶一层适于能保持立

46、壁的干土或天然湿度的粘土类土,地下水很少，深度在 2m 以内挡土板水平放置,中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖枋木，再用工具式或木横撑上下顶紧适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土,地下水很少，深度在 3m 以内断续式水平支撑挡土板水平连续放置，不留间隙,然后两侧同时对称立竖枋木，上下各顶一根撑木，端头加木楔顶连续式水平支撑紧适用于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少,深度为 35m连续或间断式垂直支撑挡土板垂直放置,连续或留适当间隙，然后每侧上下各水平顶一根枋木,再用横撑顶紧适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限水平垂直混合支撑沟槽上部连续或水平支撑，下部设连续或垂直

47、支撑适于沟槽深度较大，下部有含水土层情况表表 1.91.9一般浅基坑的支撑方法一般浅基坑的支撑方法支撑方式简图支撑方式及适用条件水平挡土板钉在柱桩内侧,柱桩外侧用斜撑支顶,斜撑底端支在木桩上，在挡土板斜柱支撑内侧回填土适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土锚拉支撑水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中,另一端用拉杆与锚桩拉紧,在挡土板内侧回填土适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土、而不能安设横撑时使用短柱横隔支撑打入小短木桩,部分打入土中，部分露出地面,钉上水平挡土板,在背面填上捣实适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用临时挡土墙支撑沿坡脚用砖、石叠砌或用草袋装土

48、砂堆砌,使坡脚保持稳定适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用表表 1.101.10一般深基坑的支撑方法一般深基坑的支撑方法支护（撑)方式型钢桩横挡板支撑简图支护（撑）方式及适用条件沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或 H 型钢桩，间距 11。5m，然后边挖方,边将 36cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土,并在横向挡板与型钢桩之间打入楔子,使横板与土体紧密接触适于地下水位较低,深度不很大的一般粘性或砂土层中应用钢板桩支撑在开挖基坑的周围打钢板桩或钢筋混凝土板桩，板桩入土深度及悬臂长度应经计算确定,如基坑宽度很大，可加水平支撑适于一般地下水、深度和宽度不很大的粘性砂土层中应用钢板桩与钢构架结合

49、支撑在开挖的基坑周围打钢板桩,在柱位置上打入暂设的钢柱,在基坑中挖土,每下挖 34m,装上一层构架支撑体系，挖土在钢构架网格中进行，亦可不预先打入钢柱,随挖随接长支柱适于在饱和软弱土层中开挖较大、较深基坑，钢板桩刚度不够时采用在开挖基坑的周围，用钻机钻孔，现场灌注钢筋混凝土桩,达到强度后，在基坑中间用机械或人工挖土，下挖 1m 左右装上横撑,在桩背面装上拉杆与已设锚桩拉紧，然后继续挖土至要求深度.在桩间土方挖成外拱形，使之起土拱作用。如基坑深度小于 6m，或邻近有建筑物，亦可不设锚拉杆,采取加密桩距或加大桩径处理适于开挖较大、较深（6m）基坑，临近有建筑物，不允许支护，背面地基有下沉、位移时采

50、用挡土灌注桩支撑同挡土灌注桩支撑,但在桩顶不设锚桩锚杆,而是挖至一定深度，每隔一定距离向桩背面斜下方用锚杆钻机打孔,安放钢筋锚杆，用水泥压力挡土灌注桩与土层锚杆结合支撑灌浆,达到强度后,安上横撑，拉紧固定，在桩中间进行挖土，直至设计深度。如设 23 层锚杆，可挖一层土,装设一次锚杆适于大型较深基坑,施工期较长，邻近有高层建筑，不允许支护,邻近地基不允许有任何下沉位移时采用系在深基坑内侧设置直径 0。61.0m 混凝土灌注桩，间距 1。21.5m；在紧靠混凝土灌注桩的外侧设置直径 0。81。5m 的旋喷桩，以旋喷水泥浆方式使形成水泥土桩与混凝土灌注桩紧密结合,组成一道防渗帷幕,既可起抵抗土压力、