土方、支护及填筑压实.doc

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1、第一章土方工程【内容提要】本章重点讨论场地设计标高的确定及优化、土方工程量计算及调配、土壁支撑及施工降水、土方机械选择、土方填筑压实施工等。本章是课程的教学重点。【学习方法指示】本章内容涉及到土力学及线性规划等方面的知识，学习难度较大。熟悉“土的可松性”概念；掌握场地设计标高的确定、调整及列表计算最佳设计平面；掌握土方工程量计算、调配，运用表上作业法求最优调配方案。掌握影响土方边坡稳定的因素；熟悉土壁支护的形式及适用范围；了解施工降水的基本方法及适用范围，熟悉轻型井点设计与施工；熟悉流砂现象的原因与防治方法。自学支护结构的设计和轻型井点设计。掌握土方

2、机械选择和挖土机与汽车配合施工问题；熟悉土方填筑与压实的基本要求及对工程质量的影响。【时间安排】共1.5周、3次课、6课时。 1概述1.1土方工程的内容及施工要求常见的土方工程施工内容有：①场地平整包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土量、合理进行土方平衡调配等。②开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。③土方回填与压实包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。土方工程的施工要求：●     要求标高、断面控制准确；●     土体有足够的强度和稳定性；●     土方量少、

3、工期短、费用省；●     因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；●     应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。1.2土的工程分类分类：在土方工程施工中，按开挖的难易程度分为八类，见教材表1-1注：在湖南省（99）单位估价表中，一二类土统一划为普通土，三四类土统一划为坚土。不同类土的开挖费用和工效是不一样的，如基坑挖土石方的基价和台班产量： 一二类三四类五类六类七类八类单价（元/m3）7.6215.5519.9625.553.49109.97台班产量（m3/工日）2.581.270.980.770.37

4、0.181.3土的工程性质：土有各种工程性质（物理指标），其中影响土方施工的有土的质量密度、含水量、渗透性和可松性等。①土的质量密度——分天然密度和干密度。土的天然密度是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。土的干密度是指单位体积中固体颗粒的质量，它是用以检验土压实质量的控制指标。②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）G1——含水状态时土的质量；G2——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；●　土的含水量超过25～30%，则机械化施

5、工就困难，容易打滑、陷车；●　回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度。见教材表1.2③土的渗透性——是指水在土中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。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。一般土的渗透系数参考值见教材表1.3④土的可松性——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。土的可松性用可松性系数KS表示。土的可松性对土方量的平衡调配，确定运土机具的数量及弃土坑的容积，以及计算填方所需的挖方体积等均有很大的影响。不同分类的土的可松性系数可参考教材表1.42场地设计标高

6、Z0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，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要的经济意义。确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。2.1Z0的确定原则：●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；●考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度（≧2‰），满足排水要求；●考虑最高洪水位的影响。2.2Z0的确定步骤及方法：2.2.1无特殊要求时，可按以下步骤：⑴按确定场地设

7、计标高的一般方法，先计算出Z0；⑵用最小二乘法求最佳设计平面；⑶场地设计标高的调整（考虑土的可松性、工程余土或用土、场地泄水坡度的影响），计算出Zn；⑷求各方格角点的施工高度hn；⑸绘出零线；⑹计算场地挖、填土方量。2.2.2方法：方格网的划分一般10～50m，常用20m、40m；方格网角点高程可采用水准仪实地测量或利用地形图的等高线用插入法求得；按挖填平衡确定设计标高Z0的实用公式为：（1-4）以P52页习题1-1为例讲解2.3用最小二乘法求最佳设计平面用前述方法求得的设计平面能使土方工程挖填平衡，但不能保证总的土方量最小。当地形比较复杂或需设计成

8、多平面场地时，可用最小二乘法求最佳设计平面。用最小二乘法求最佳设计平面一般采用列表计算法。讲解表1-3y、x