《土方工程的内容及施工要求.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土方工程的内容及施工要求.docx（22页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、土方工程的内容及施工要求1。1.1 土方工程的内容及施工要求在土木工程施工中，常见的土方工程有：(1 )场地平整 其中包括确定场地设计的标高，计算挖、填土方量，合理到进行土方调配(2) 开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝，其中包括施工排水、降水，土壁 边坡和支护结构等。(3) 土方回填与压实其中包括土料选择，填土压实的方法及密实度检验等。此外，在土方工程施工前，应完成场地清理，地面水的排除和测量放线工作；在施工中，则 应及时采取有关技术措施，预防产生流砂，管涌和塌方现象，确保施工安全。土方工程施工，要求标高、断面准确,土体有足够的强度和稳定性，土方量少，工期短，费用 省。但由于土方工程
2、施工具有面广量大劳动繁重，施工条件复杂等特点，因此，在施工前 首先要进行调查研究，了解土壤的种类和工程性质，土方工程的施工工期、质量要求及施工 条件，施工地区的地形、地质、水文、气象等资料，以便编制切实可行的施工组织设计，拟 定合理的施工方案.为了减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率，加快工程进度，降低工程成 本，在组织土方工程施工时，应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。1.1。2 土的工程分类和性质土的种类繁多，分类方法各异，在建筑安装工程劳动定额中，按土的开挖难易程度分为八类， 如表1.1所示。土的工养分盘1的分卖i刘最剧1的 名 弥者 SCkK/m1）开挖方
3、法攻r具-套士1砂_1|归上：中我酣忆：珈的神相上；跄我：涅成1600- L S?0.启辙.的头荒髡.作评用牌 跄.:普通上JI粉质祐土、而盘商黄t,攻有律占、酣行湾玲息上世啪J 伸旭1 lift j_IIOO-ISM川才一 施峻室.少许用精雄梧澳七龙t- i=，山段中鲁喜买帖1-；甫如血法1.： ttc r: e i.k 有痛心卜一彤藏祐土：在实把鼎ri r.T I 咖F.咬用谪.夕许用怕.就靠阳其上史质蒂基的曲哲.外或kh ；唐邸fj-.耶石的中席雷实 的帖怦E一成就上；物聊而；玉侨曳乱曲石i戕部茂豺poo精寸先用ISVIflflb后闵我 挖配寸P孙用模f屡大硅Em曜用帖土；中蝎的页中，观
4、俄#_白平1，.；咬站爪祟敏批竖：世石艇廿瓯皿壳彳新村1100 Z79Q用武业桃曜、人悔投担,册F上泥站醪习；耳尝；坚实的页目.泥度1知神避的心* 甘L虬化it防* 一 .1板彖岩股11隋击ZZDD29DU用爆植方卅翌.鄱什州七*二L哗有）X - X 1大邱寸卜膺母*，址三租.中*花尚肾.塑实的tl五 普，族机弥岩、片呱宕E晨岩-微城化宏山机玄武号用爆放方防开控X A f 安功肾；菖妣岩；能向榨晚导，坚变的坦玲花屈掌、川 艮读f土理忧者，邺域方、盼常尚N皆_JllUr 史.Il用埋iffJT瞅开我土有各种工程性质,其中影响土方工程施工的有土的质量密度、含水量、渗透性和可松性等。1。1.2。1
5、土的质量密度 分天然密度和干密度。土的天然密度，指土在天然状态下单位体积的质量；它影响土的承载 力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度，指单位体积土中的固体颗粒的质量；它是用以检 验填土压实质量的控制指标.1。1.2.2 土的含水量 土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示:（1.1 ）式中G 1 -一含水状态时土的质量;G 2 土烘干后的质量。土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量，如土的含水量超过25% 30%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车；回填土则需有最佳的含水量，方能夯密压实， 获得最大干密度（表1。2 ）。土的d佳含抱1如干密度葬考值
6、一.， 去】C最壤皆*日：履鼾It:知大于物度j上拘神美殳隹 AiKftiftSfiJl-t .1帽太寓nr:KremJL孙 fr8-1Ji. bn- i. Dig产m帖+.1B 201.671.79船 +1S-E2由质型精土|1?项11.55-1.冏1.H&12- 1 &L.HE旺祐+I& 2J_乌81网1.1.2.3 土的渗透性土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。从达西公式V=KI可以 看出渗透系数的物理意义：当水力坡度I等于1时的渗透速度v即为渗透系数K。渗透系数K值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性，一般应通过扬水试验确 定，表1。3所列数据仅供参考。七
7、的神英上的种壅K ini/d)哗精土、帖土5 1宙玷K的中破及情觐取20-25巳；舍粘土的翊融匡纯中做35 ：5D舍亚粘七的希祚y. 5-1. IJ耙粗酣如FMLUso i noIH LS尊了 i100-2901.1。2.4 土的可松性土具有可松性，即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，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，即土经开挖后的松散体积力I 七 & = ,最初可松性系数土在天然状态下的体积刀(1。2)八土经回填压实后的体积，hs I , I 最后可松性系数土在天然状态下的体积矿1(1.3)土的可松性对土方量的平衡调配，确定运土机具的数
8、量及弃土坑的容积，以及计算填方所需 的挖方体积等均有很大的影响。土的可松性与土质有关，根据土的工程分类（表1。1 ），其相应的可松性系数可参考表1.4。告聊土国可松悭卷值S 14I阳贵-别悻所埔Ml百分敷a 布JU 后做E.费.居X：矣Fl呻植士眈外）1W1.牌1一 173. (HL 03网7D1, 20-1. 30L 03L 04,-矣tH-282.5-51. ML 瞻1- 02-1. 05工整上24-01-7l m anL D4L N叫其上即舰青、成白打峰外）851.32LOS-L Off内奖”能企白打3J-3T11-131. JEL 订L 11-1. 15- t:类士30- 1&.SO-
9、 1. 6土的种类1-1J*,娘JJ先荷我JllJItJ 丽盆甲榔曲毋F.1 ! . 0Q1H=1. nD中的野石美土花城物为砂_*1 : II. 7 51, gi = a, 2.5冲如的划上1 5. 5 71 0, 751=1.的中玄的邮臼类土 .电填牯勘站整上） 1)bU1 . fi7i i n, 7j1 f戏1=0.1 D. 57.者黄3 O- 10|1 Q. 251 I?.时1 = ! - WDI注-即裁帝喧土成材联驱，南嘲甫机域拍血汽车旌描作业毛攻动我洵股枪力知fl rr. LlTk?地上通时科岛幽鼻宣却过.K E,4当有成鼻坤奔时可不蔓本裹限制对于使用时间在一年以上的临时行填方边坡
10、坡度，则为：当填方高度在10m以内，可采用 1 : 1。5 ；高度超过10m，可作成折线形，上部采用1 ： 1。5，下部采用1 ： 1。 75 .至于永久性挖方或填方边坡，则均应按设计要求施工。1.1。4 土方量计算的基本方法土方量计算的基本方法主要有平均高度法和平均断面法两种。1。1.4.1平均高度法四方棱柱体法四方棱柱体法，是将施工区域划分为若干个边长等于a的方格网，每个方格网的土方体积V等于底面积a2乘四个角点高度的平均值(图图1. 3 兰角城蛀林注3 量筮或全有堤布位V 二%-(岳 + 血 + 加 + fi4)1。5 )若方格四个角点部分是挖方，部分是填方时，可按表1。7中所列的公式计
11、算。三角棱柱体法 三角棱柱体法，是将每一个方格顺地形的等高线沿着对角线划分成两个三角形，然后分别计 算每一个三角棱柱体的土方量.当三角形为全挖或全填时(图1.3 ( a )V = (hi + hi + hi)(1。6当三角形有填有挖时(图1。3 ( b)， 角形的锥体，一个是底面为四边体的楔体。 则其零线将三角形分成两部分一个是底面为三 其土方量分别为：(S 泌+u1。7)孔 + + ft?(九+也)饱+方3)12(1.8 )1。1.4。2平均断面法图1.5用系高法求断面积平均断面法（图1。4 ），可按近似公式和较精确的公式进行计算.- 近似计算矿二站口2 L2（ 1.9）- 较精确的计算矿二
12、-（F1 + 4F0+ F2）6（ 1。10）式中V -体积（m 3 ）;F 1 , F 2 -两断的断面面积（m 2 ）；F 0 L/2处的断面面积（m 2 ）。基坑、基槽、管沟、路堤、场地平整的土方量计算，均可用平均断面法。当断面不规则时， 求断面面积的一种简便方法是累高法。此法如图1.5所示，只要将所测出的断面绘于普通 方格坐标纸上（d取值相等），用透明卷尺从h1开始，依次量出各点高度h1、h2、 h n，累计得各点高度之和，然后将此值与d相乘，即为所求断面面积。在上述的土方量计算基本公式中，由于计算公式不同，其计算的精度亦有所不同。例如，图1。6所示的土方量：图L.ft按四方棱柱体计算
13、为：102俨二(3 + 5 + 2 + 4)-3504m 3按三角棱柱体计算为:102I7 二一(3+5 + 2) + (2+4+3)二 3176m 3由此可见，其相对误差可高达33%或更大。所以，在地形平坦地区可将方格尺寸划分得大一 些,采用四方棱柱体计算即可；而在地形起伏较大的地区，则应将方格尺寸划分得小些，亦宜 采用三角棱柱体计算土方量。当采用平均断面法计算基槽、管沟或路基土方量时，可先测绘 出纵断面图(图1.7)，再根据沟槽基底的宽、纵向坡度及放坡宽度，绘出在纵断面图上各 转折点处的横断面。算出个横断面面积后，便可用平均断面法计算个段的土方量，即：（1。11）两横断面之间的距离与地形有
14、关，地形平坦，距离可大一些；地形起伏较大时，则一定要沿 地形每一起伏的转折点处取一横断面，否则会影响土方量计算的准确性1.1。5场地平整土方量计算1。1。5.1场地设计标高H 0的确定场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理 地确定场地的设计标高，对减少土方量和加速工程进度均具有重要的意义。如图1。8所示， 当场地设计标高为H0时，填挖方基本平衡，可将土方移挖作填，就地处理；当设计标高为H 1时，填方大大超过挖方，则需要从场地外大量取土回填；当设计标高为H 2时，挖方大大 超过填方，则需要向场外大量弃土.因此，在确定场地设计标高时，应结合场地的具体条件反
15、 复进行技术经济比较，选择其中一个最优的方案。其原则是：应满足生产工艺和运输的要 求;充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；使挖填平衡，土方 量最少；要有一定泄水坡度（巳2 %。），使能满足排水要求；要考虑最高洪水位的影 响。如场地设计标高无其他特殊要求时，则可根据填挖土方量平衡的原则加以确定即场地内土 方的绝对体积在平整前和平整后相等。其步骤如下：图1.9翰恒设图1 一卬祉人法的图佩住（1 ）在地形图上将施工区域划分为边长a为1050m若干方格网（图1。9 ）。（2 ）确定各小方格角点的高程，其方法:可用水准仪测量；或根据地形图上相邻两等高线 的高程，用插入法求得；也可用一
16、条透明纸带，在上面画6根等距离的平行线，把该透明 纸带放到标有方格网的地形图上，将6根平行线的最外两根分别对准A点和B点，这时6 根等距离的平行线将A、B之间的0。5m或1m （等高线的高差）分5等分，于是便可 直接读得H 31点的地面标高，如图1.10所示，H 31 =251.70 .- 按填挖方平衡确定设计标高H 0，即W?=源如 珥电 +诳+（旦|+乩+/+诳）11lzzhZA /. .4 AT（ 1。12）从图1.9中可知，H11系一个方格的角点标高，H 12和H 21均系两个方格公共的角点 标高，H 22则是四个方格公共的角点标高，它们分别在上式中要加一次，二次，四次。因 此，上式直
17、接可改写成下列形式：2凡+ 2皿+ 4旗凡衣CI _AN（ 1。13）式中N -方格网数；H 1 一个方格仅有的角点标高；H 2两个方格共有的角点标高；H 4 -四个方格共有的角点标高。图1。9的H 0即为：%=-4乂6 （ 252.45+251。40+251。60+251。60 ） +2 （ 252。00+251。70+251。90+250。95+251.25+250。85 ） +4 （ 251。60+251.28 ） =251.45 m1.1.5。2场地设计标高的调整原计划所得的场地设计标高H 0仅为一理论值，实际上，还需要考虑以下因素进行调整。土的可松性影响图L ” 峻奸标商祯整计算示童
18、3理嬉世计标商口。诃瞥说计株荷由于土具有可松性，一般填土会有多余，需相应地提高设计标高。如图1.11所示，设 h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琮应为：咋V-F八膈（1.14）总填方体积：此时，填方区的标高也应与挖方区一样，提高 h，即: FtPtfl gJ（1。 16）移项整理简化得（当V T =V W ）：1）故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为:瓦二%十叽）式中V W，V T -一按理论设计标高计算的总挖方，总填土区总面积;F W , F T 按理论设计标高计算的挖方区，填方区总面积；区;一土的最后可松性系数.- 场内挖方和填方的影响由于场地内大型基坑挖
19、出的土方，修筑路堤填高的土方，以及从经济观点出发将部分挖方 就近弃于场外，将部分填方就近取土与场外等，均会引起填土方量的变化。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H，可按下列近似公式确定，即：甘* 土易Na（1。19）式中Q -一场地根据H平整后多余或不足的土方量。- 场地泄水坡度的影响当按调整后的同一设计标高H进行场地平整时,则整个地表面均处于同一水平面;但实际上 由于排水的要求，场地表面需有一定的泄水坡度。因此，还需根据场地泄水坡度的要求（单 面泄水或双面泄水），计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。场地具有单向泄水坡度时的设计标高场地具有单向泄水坡度时设
20、计标高的确定方法，是将已调整的设计标高 丑口作为场地中心 线的标高（图1.12），场地内任意点的设计标高则为：% 二 HqM（1.2）式中H n 场地内任一点的设计标高；i 该点至设计标高占0的距离；i 场地泄水坡度（不小于2 %。）。例如：H 11角点的设计标高为：也1 =瓦+ 1.5冰场地具有双向泄水坡度时的设计标高I场地具有双向泄水坡度时设计标高的确定方法，同样是将已调整的设计标高Hq作为场地纵横方向的中心线标高（图1.13 ），场地内任一点的设计标高为：H - H + l i +1 i（1.21）式中l x , l y该点沿X - X , Y - Y方向距场地中心线的距离;i x ,
21、i y场地沿X X , Y Y方向的泄水坡度.例如：H 34角点的设计标高为：H34 = If； -1.5aix - aiu42.醐 U.HW叫 村-q 43. 3 3.4131 43 M图1.-）方格网店计尊.力啪图1.1.5.3场地土方量计算 场地土方量计算步骤如下（图1.14 ）。求各方格角点的施工高度h nH（、（1。22 ）式中h n 角点的施工高度，以“ + ”为填，“-为挖;H n 角点的设计标高（若无泄水坡度时，即为场地设计标高）；H 角点的自然地面标高。例如：图1.14中，已知场地方格边长a=20m，根据方格角点的地面标高求得H0=43。48 m,按单向排水坡度2 %。已求得
22、各方格角点的设计标高，于是各方格角点的施工高度，即为 该点的设计标高减去地面标高（见图1。14中的图例）.绘出“零线图L 15或零.电方世“零线”位置的确定方法是，先求出方格网中边线两端施工高度有“+ - ”中的“零 点”，将相邻两“零点”连接起来，即为“零线”.确定“零点”的方法如图1.15所示，设h 1为填方角点的填方高度，h 2为挖方角点的 挖方高度，O为零点位置.则由两个相似三角形求得：ah ,X =处 L + h 2 （ 1。23 ）式中x -一零点至计算基点的距离；a -方格边长。同理，亦可根据边长a和两端的填挖高度h 1，h 2 ,采用作图法直接求得零点位置。 即用相同的比例尺在
23、边长的两端标出填，挖高度，填，挖高度连线与边长的相交点就是零点。计算场地挖，填土方量零线求出后，也就划出了场地的挖方区和填方区，便可按平均高度法分别计算出挖，填区各 方格的挖，添土方量。1.1.5。4场地边坡土方量计算场地平整时，还要计算边坡土方量（图1。16），其计算步骤如下：圈L15场附边域土方币行肾示意室- 标出场地四个角点A、B、C、D填、挖高度和零线位置；- 根据土质确定填、挖边坡的边坡率m 1、m 2 ; 算出四个角点的放坡宽度，如A点=m 1 h a， D点=m 2 h d ；- 绘出边坡图； 计算边坡土方量A、B、C、D四个角点的土方量，近似地按正方锥体计算。例如，A点土方量为
24、:=!做脆沁:3（ 1。24 ）AB、CD两边土方量按平均断面法计算.例如AB边的土方量为：+机（1。25 ）AC、BD两边分段按三角锥体计算.例如AC边AO段的土方量为:(1.26 )1。1。6 土方调配土方调配是土方规划中的一个重要内容，其工作包括:划分调配区;计算土方调配区之间的平 均运距（或单位土方运价，或单位土方施工费用）；确定土方最优调配方案;绘制土方调配表。1.1.6。1 土方调配区的划分土方调配的原则：应力求挖填平衡、运距最短、费用最省；便于该土造田、支援农业；考虑 土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。因此，在划分调配区时应注意下列几点：- 调配区的划分应与房屋或构筑物的位
25、置相协调，满足工程施工顺序和分期施工的要求， 使近期施工和后期利用相结合。- 调配区的大小，应考虑土方及运输机械的技术性能，使其功能得到充分发挥.例如，调配 区的长度应大于或等于机械的铲土长度；调配区的面积最好与施工段的大小相适应。 调配区的范围应与计算土方量用的方格网相协调，通常可由若干个方格网组成一个调配 区。 从经济效益出发，考虑就近借土或就近弃土。这时，一个借土区或一个弃土区均可作为 一个独立的调配区。 调配区划分还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合避免土方重复开挖.1.1。6.2调配去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
26、区的重心。其方法如下：取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即：=式中X 0， Y 0 -挖或填方调配区的重心坐标;V -每个方格的土方量；每个方格的重心坐标.当地形复杂时，亦可用作图法近似地求出行心位置以代替重心位置 重心求出后，则标于相应的调配区上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距，或按 下式计算：1.28)式中L -挖，填方区之间的平均运距；X OT， Y OT -填方区的中心坐标；X OW， Y OW 挖方区的中心坐标。1.1.6。3最优调配方案的确定最优调配方案的确定，是以线性规定为理论基础，常用“表上作业法”求解.现结合示例介绍 如下：已知某场地有
27、四个挖方区和三个填方区，其相应的挖填土方量和各对调配区的运距如表1.8 所示。利用“表上作业法”进行调配的步骤为：- 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C 22 =C 43 =40 （任取其中一个，现取C43）， 于是先确定X 43的值，使其尽可能的大，即X 43 =max（400,500）=400。由于A 4挖方区 的土方全部调到B 3填方区，所以X 41和X 42都等于零。此时，将400填入X 43格 内，同时将X 41，X 42格内画上一个“X”号，然后在没有填上数字和“X号的方格 内再选一个运距最小的方格,即C 22 =40 ,便可确定X 22
28、=500，同时使X 21 =X 23 =0。 此时，又将500填入X 22格内，并在X 21， X 23格内画上“X”号.重复上述步骤， 依次确定其余X j的数值，最后得出表1。8所示的初始调配方案。方区Hi抵方si)匚B IlMi4iLOO&0UXXA#JQ500-r-1tsnojXMa1 III7D5叩(10CJA（.1。山）X - =rXjO(400)10100也* filial3!时。5 00:颇（2 ）最优方案的判别法 由于利用“最小元素法”编制初始方案，也就优先考虑了就近调配的原则，所以求得之总运 输量是较小的。但这并不能保证其总运输量最小，因此还需要进行判别，看它是否为最优方 案
29、.判别的方法有“闭回路法和“位势法”，其实质均一样，都是求检验数入ij来判别。 只要所有的检验数入ij巳0，则方案即为最优方案；否则，不是最优方案，尚需进行调 整。现就用“位势法求检验数予以介绍：首先将初始方案中有调配数方格的C ij列出，然后按下式求出两组位势数u i （i=1,2,，m ）和 v j （j=1，2，n ）。C ij = u i +v j （ 1.29 ）式中C ij -平均运距（或单位土方运价或施工费用）；u i、v j位势数。位势数求出后，便可根据下式计算各空格的检验数； 入 ij = C ij u i v j ( 1.30 )例如，本例两组位势数如表1.9所示。先令u
30、1 =0，则：v 1=C 11 - u 1 =50-0=50v 2=11010=100 u 2=40100=-60u 3=6050=10 v 3=7010=60u 4=40-60=-20本例个空格的检验数如表1.10所示。如入21 =70- （60）50=+80 （在表1.10中只 有写“ + ”或-”），可不必填入数值.从表1.10中已知,在表中出觑了负的检脸数这说明初始方案不是最傥方案茄要进-步逃符调醴从表1。10中已知，在表中出现了负的检验数，这说明初始方案不是最优方案，需要进一 步进行调整。（3 ）方案的调整 在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个，本例中为C12），把它所对应的变
31、量 X 12作为调整的对象。 找出X12的闭回路：从X12出发，沿水平和竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格 作90度转弯，然后依次继续前进再回到出发点，形成一条闭回路（表1.11）。花口的闭回躇衰 从空格X12出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各基数次转角点上的数字中， 挑出一个最小的（本表即为500，100中选100），将它由X32调到X 12方格中（即 空格中）。 将100填入X 12方格中，被挑出的X 32为0 （变为空格）；同时将闭回路上其他奇 数次转角上的数字都减去100，偶次转角上数字都增加100，使得填，挖方区的土方量仍 然保持平衡，这样调整后，便可得表1.12的新调配方
32、案。对新调配方案，仍用“位势法”进行检验，看其是否最优方案。若检验数中仍有负数出现那 就仍按上述步骤调整，直到求得最优方案为止.表1。12中所有检验数均为正号，故该方案为最优方案。其土方的总运输量为：Z=400 X 50+100 X 70+500 X 40+400 X 60+100 X 70+400 X 40=94 000（m 3 . m）Cm3?填方fitmV500-4D0=（4）土方调配图Bl 1. 17 土方调配图g 艳填平衡叫配圄门有井上柞惜J的mi取酣最后将调配方案绘成土方调配图（图1。17 ）。在土方调配图上应注明挖填调配区，调配方 向，土方数量以及每对挖填调配区之间平均运距。图1。17 （ a）为本例的土方调配，仅 考虑场内的挖填平衡即可解决。图1.17（b）亦为四个挖方区，三个填方区，挖填土方区量虽然相等，但由于地形狭长， 运距较远，故采取就近弃土和就近借土的平衡调配方案更为经济。
