第一章 土方工程1-3

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1、第一章土方工程第一节概述土方工程包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程及排水、降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。在土木工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。为此，在组织土方工程施工时，要进行现场勘测，做好如地面清理、地下障碍物清除、修筑临时运土道路等施工前的准备工作。尽可能采用机械化施工，在条件不具备或机械设备不足时，应创造条

2、件，采用半机械化和革新机具相结合，以代替或减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率。合理安排施工计划，尽可能避免雨季施工，及时做好施工排水和降水、土壁支护等工作。贯彻不占或少占农田和可耕地，并有利于改地造田的原则，作出土方的合理调配方案，统筹安排。一、土的工程分类在土木工程施工中，按开挖难易程度分为八类：松软土、普通土、坚土、砾砂坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。二、土的工程性质（一）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，即最初可松

3、性系数最后可松性系数土的可松性应用由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的，所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候，必须考虑土的可松性。KS是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数KS是计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数练习某基坑尺寸35x56m，深1.25m，拟用粉质粘土回填，KS＝1.16，KS＝1.03，问需要多少土方？挖多大的土坑？用容量6m3自卸车运土，应安排多少车次？V2＝V1.KS＝2379x1.16＝2759.64m3≈2760m3基坑体积取土挖坑体积V3＝35x56x1.25＝2450m

4、3V1＝V3/KS＝2450/1.03＝2379m3需要用土方需用车次n＝V2/6＝2760/6＝460车次土的可松性与土质有关，根据土的工程分类，其相应的可松性系数可参考下表第二节场地设计标高确定大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平整。场地平整就是将自然地面改造成人们所要求的平面。场地设计标高应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水水位等要求，并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。场地设计标高确定一般有两种方法①按挖填平衡原则，用方格网法确定设计标高。如场地高差起伏不大，对场地设计标高无特殊要求，可按照挖填土方量相等

5、的原则确定场地设计标高；②用最小二乘法原理求最佳设计平面。应用最小二乘法的原理，不仅可满足土方挖填平衡的要求，还可做到土方的总工程量最小，实现场地设计平面的最优化。一、场地设计标高确定的一般方法－－方格网法1、将场地划分为边长为a的若干方格，并将方格网角点的原地形标高标在图上即式中zo——所计算场地的设计标高，m；n——方格数；zi1,zi2,zi3,zi4——第i个方格四个角点的原地形标高，m。2、按挖填平衡原则，计算场地设计标高各角点标高在计算z0过程中被应用的次数Pi，反映了各角点标高对计算结果的影响程度，测量上的术语称为“权”

6、。考虑各角点标高的“权”，上式可改写成更便于计算的形式：式中z1——一个方格独有的角点标高；z2，z3，z4——分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。3、根据泄水要求计算实际设计标高；按上式得到的设计平面为一水平的挖填平衡的场地，而实际场地往往须有一定的泄水坡度。因此，应根据泄水要求计算出实际施工时所采用的设计标高。以z0作为场地中心的标高（图1-2），则场地任意点的设计标高为4、计算各角点的施工高度Hi式中的Zi是i角点的原地形标高。若Hi为正值，则该点为填方，Hi为负值则为挖方。二、用最小二乘法原理求最佳设计平面方格网法能使挖填

7、平衡，但不能保证总的土方量最小。1、平面内任一点i的标高：c为原点标高2、将场地划分为方格网，角点的施工高度：3、考虑各角点计算土方量时被应用的次数，计算土方施工高度平方和（工程量）；4、对c,ix,iy分别求偏导数，并令其等于零；解方程1-11，可得最佳设计平面的三个参数c,ix,iy，并可根据1-8，得各角点的施工高度。(1-11)经整理，得准则方程：式中其余类推最佳设计平面计算表表1-2123456789101112131415点号xyzPPxPyPzPxxPxyPyyPxzPyzHPH0……………………………………1……………

8、………………………2……………………………………3……………………………………………………………………………………………………………………[P]Px[Py][Pz][Pxx][Pxy][Pyy][Pxz][Pyz][PH