(建筑施工技术）第1章土方工程

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1、项目1土方工程1.1土的工程分类及其工程性质1.2土方工程量计算1.3基坑施工1.4土方机械化施工1.5土方填筑与压实1.6土方工程模拟实训【教学目标】了解土方工程施工特点；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计；掌握基坑开挖施工中降低地下水位的方法和基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理；熟悉常用土方机械的性能和使用范围；掌握填土压实的要求和方法。土方工程是建筑工程施工的主要工程之一，在大型建筑工程中，土方工程的工程量和工期往往对整个工程有较大的影响。土方工程主要包括土方的开挖、运输、填筑和压实等过程以及排水、降水和土壁支撑等准备和辅助过程。在建筑工程中，最

2、常见的土方工程施工有场地平整、地下室和基坑(槽)及管沟开挖与回填、地坪填土与碾压、路基填筑等。1.1.1土方工程施工特点　　土方工程施工往往具有施工面广、工程量大、劳动繁重、施工条件复杂等特点。土方工程施工工期长，又多是露天作业，在施工中直接受到地区交通、气候、水文、地质和邻近建(构)筑物等条件的影响，且土、石又是一种天然物质，成分较为复杂，难以确定的因素很多，有时施工条件较为复杂。1.1土的工程分类及其工程性质1.1.2土的工程分类　　土的种类繁多，其分类方法也很多。在建筑施工中，按照开挖的难易程度，土可分为八类，其中一至四类为土，五至八类为岩石，见表1-1。表

3、1-1土的工程分类续表不同的土，其物理、力学性质也不同，只有充分掌握各类土的特性及其对施工的影响，才能选择正确的施工方法。1.1.3土的工程性质　　土有各种工程性质，其中影响土方工程施工的有：土的密度、可松性、含水量和渗透性。1．土的密度　　土的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、土压力及边坡稳定性。土的天然密度按下式计算：式中：——土的天然密度；m——土的总质量；V——土的体积。　　土的干密度是指单位体积土中固体颗粒的含量，它是检验填土压实质量的控制指标。土的干密度按下式计算：　　　　式中：d

4、——土的干密度；ms——土中固体颗粒的质量；V——土的体积。2．土的可松性　　自然状态下的土(原土)经开挖后，其体积因松散而增加，虽经回填夯实，仍不能恢复到原状土的体积，这种性质称为土的可松性。　　土的可松性程度用可松性系数表示如下：式中：Ks——最初可松性系数；——最终可松性系数；V1——自然状态下土的体积；V2——土经开挖后的松散体积；V3——土经回填压实后的体积。　　可松性系数对土方的调配，计算土方运输量、填方量及运输工具都有影响，尤其是大型挖方工程，必须考虑土的可松性系数。3．土的含水量　　土的含水量是指土中所含的水与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数

5、表示。它反映了土的干湿程度。土的含水量按下式计算：式中：m1——含水状态时土的质量；m2——烘干后土的质量；mw——土中水的质量；ms——固体颗粒的质量。　　土的含水量对土方边坡的稳定性和填土压实质量均有影响。土方回填时则需要达到最优含水量方能夯压密实，获得最大干密度。4．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。地下水在土中的渗流速度可按达西定律计算：V=K·i式中：V——水在土中的渗流速度(m/d)；i——水力坡度；K——土的渗透系数(m/d)。　　渗透系数K反映了土的透水性强弱，它直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性，一

6、般可通过室内渗透试验或现场抽水试验确定渗透系数。1.2.1基坑、基槽土方量计算　　基坑土方量的计算可近似按拟柱体(由两个平行的平面做上下底的多面体)体积公式来计算(见图1-1)，即1.2土方工程量计算图1-1基坑土方量计算式中：H——基坑深度(m)；F1——基坑上底面积(m2)；F2——基坑下底面积(m2)；F0——基坑中截面面积(m2)。　　基槽和路堤土方量可沿其长度方向分段后用同样的方法计算，然后将各段的土方量相加，即得总土方量(见图1-2)，即式中：V1——第一段的土方量(m3)；L1——第一段的长度(m)；Vn——各段的土方量(m3)。图1-2基槽土方量计

7、算1.2.2场地平整土方量计算　　场地平整就是将天然地面平整成施工所要求的设计平面。在目前总承包施工中，“三通一平”的工作往往由施工单位实施，因此场地平整也成为开工前的一项工作内容。　　场地平整前，要进行场区竖向规划设计，确定场地设计标高，计算挖方和填方的工程量，然后根据工程规模、施工期限和现有的条件选择土方机械，拟定施工方案。1．场地设计标高的确定　　场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总体规划和竖向设计的依据。合理确定场地的设计标高，对减少土方量、节约土方运输费用、加快施工进度等都有重要的经济意义。选择设计标高时应考虑以下因素