土方工程施工工藝

1、 土方工程是建筑施工中的主要部分工程之一，也是建筑工程施工過程中的第一道工序。 主要內(nèi)容：1.場地平整 2.基坑（槽）及管溝開挖 3.地下大型土方開挖 4.土方填筑 輔助內(nèi)容：降低地下水位、基坑土壁支護(hù) 施工特點(diǎn) （1）量大面廣； （2）勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力施工效率低、工期長； （3）施工條件復(fù)雜（地下水、流沙、管涌、土方坍塌），受地質(zhì)、水文、氣侯影響大，不確定因素多（地下不可預(yù)見因素）。 因此在進(jìn)行組織土方工程施工之前，應(yīng)制定出技術(shù)可行經(jīng)濟(jì)合理的施工設(shè)計(jì)方案。 土的種類很多，分類方法也很多，如按土的沉積年代、顆粒級(jí)配、密實(shí)度、液性指數(shù)分類等。在土木工程施工中，根據(jù)土的開挖難易程度，將土分為八類

2、一類土（松軟土） 二類土（普通土) 三類土（堅(jiān)土） 四類土（砂礫堅(jiān)土） 機(jī)械或人工直接開挖機(jī)械或人工直接開挖 五類土（軟石） 六類土（次堅(jiān)石） 七類土（堅(jiān)石） 八類土（特堅(jiān)石） 爆破開挖爆破開挖土的工程性質(zhì)對土方工程施工有直接影響，也是進(jìn)行土方施工設(shè)計(jì)必須掌握的基本資料。影響土方工程施工的有：土的質(zhì)量密度、可松性、含水量和滲透性。天然密度：土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，天然密度：土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力，土壓力，及邊坡穩(wěn)定性。它影響土的承載力，土壓力，及邊坡穩(wěn)定性。 ：一般 =1620 KN/m3 干密度干密度 ：單位體積土中固體顆粒的含量，用單位體積土中固體顆粒的含量，

3、用于檢驗(yàn)壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)于檢驗(yàn)壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo) d：（105，烘干34h）定義：自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)回填夯實(shí)，仍不能恢復(fù)到原狀土的體積。土的可松性程度用土的可松性系數(shù)表示如下：最初可松性系數(shù) KS=V2 /V1 1.081.5最后可松性系數(shù) KS=V3 /V1 1.011.3 V1 土在自然狀態(tài)下的體積。 V2 土經(jīng)開挖后松散狀態(tài)下的體積。 V3 土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。 土的類別土的類別 可松性系數(shù)可松性系數(shù) K KS S K KS S 一類土（松軟土）一類土（松軟土） 1.081.171.011.04二類土（普通土二類土（普通土) ) 1.141.281.02

4、1.05三類土（堅(jiān)土）三類土（堅(jiān)土） 1.241.301.041.07四類土（砂礫堅(jiān)土）四類土（砂礫堅(jiān)土） 1.261.371.061.09五類土（軟石）五類土（軟石） 1.301.451.101.20六類土（次堅(jiān)石）六類土（次堅(jiān)石） 1.301.451.101.20七類土（堅(jiān)石）七類土（堅(jiān)石） 1.301.451.101.20八類土（特堅(jiān)石）八類土（特堅(jiān)石） 1.451.501.201.30由于土方工程是以自然狀態(tài)的體積來計(jì)算的，所以可松性系數(shù)對土方的調(diào)配，計(jì)算土方運(yùn)輸量、填方量及運(yùn)輸工具都有影響，尤其是大型挖方工程，必須考慮土的可松性系數(shù)。 例：在土方工程中，土的最初可松性是計(jì)算土方工程施

5、工機(jī)械及運(yùn)土車輛等的重要參數(shù)(V2,Ks)；土的最后可松性是計(jì)算場地平整標(biāo)高及填方時(shí)所需挖土量的重要參數(shù)(V3,Ks)。定義：土中所含的水與土的固體顆粒之間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示： W=（m1-m2)/m2 100% = mw/ms 100%m1含水狀態(tài)時(shí)土的質(zhì)量m2烘干后土的質(zhì)量mw土中水的質(zhì)量ms土中固體顆粒的質(zhì)量 干土：W5%潮濕土：5%W30%濕土：W30%土的含水量對土方邊坡的穩(wěn)定性和填土壓實(shí)質(zhì)量均有影響。土方回填時(shí)則需要土有最優(yōu)的含水量方能夯壓密實(shí)，獲得最佳干密度 。定義：水在土體中滲流的性能，一般以滲透系數(shù) K 表示。地下水在土中的滲流速度按達(dá)西(H.Darcy)定律計(jì)算： V=

6、K（h1-h2)/L=Ki h1 i=(h1-h2)/L=h/l V = Ki V水在土中的滲流速度，m/d或cm/s i水力坡度 K土的滲透系數(shù)，m/d或cm/s （當(dāng)i=1 時(shí)，V=K，即滲透系數(shù)等于滲透速度）h2LAB滲透系數(shù)K值反映出土透水性的強(qiáng)弱，它直接影響降水方案的選擇和涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確性，一般可通過室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場抽水實(shí)驗(yàn)確定。大型基坑(槽)管溝的土方工程施工中應(yīng)合理選擇土方機(jī)械，以充分發(fā)揮機(jī)械效率，節(jié)省機(jī)械費(fèi)用，加速工程進(jìn)度。為此，在施工前要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)分析，制訂出合理的施工方案，用以指導(dǎo)施工。 施工方案選擇依據(jù)： 基礎(chǔ)形式、工程規(guī)模、開挖深度、地質(zhì)、地下水情況、土方量、運(yùn)

7、距、現(xiàn)場和機(jī)具設(shè)備條件、工期要求以及土方機(jī)械的特點(diǎn)等推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)裝載機(jī)確定主導(dǎo)施工機(jī)械 （1）挖掘機(jī)數(shù)量的計(jì)算 選擇根據(jù)：機(jī)械的臺(tái)班生產(chǎn)率、工程量的大小、施工工期的要求 （2）運(yùn)輸車輛的確定 原則：保證挖土機(jī)連續(xù)

8、工作 （3）土方機(jī)械施工注意事項(xiàng)場地平整就是把天然地面平整成施工所需要的設(shè)計(jì)平面。包括：確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，計(jì)算挖方和填方的工程量，根據(jù)工程規(guī)模、施工期限及現(xiàn)有條件選擇土方機(jī)械，擬定施工方案。重要性重要性：場地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。經(jīng)濟(jì)意義經(jīng)濟(jì)意義：減少土方量，節(jié)約土方運(yùn)輸費(fèi)用，加快施工進(jìn)度等考慮因素考慮因素：（1）滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸要求（2）盡量利用地形，使場內(nèi)挖填平衡，以減少土方運(yùn)輸費(fèi)用。（3）有一定泄水坡度（0.2%），滿足排水要求（4）考慮最高洪水位的影響原則原則：場地內(nèi)挖填平衡，并盡量減少土方工程。方法：方格網(wǎng)法將場地的地形圖根據(jù)要求的精

9、度劃分成邊長為1040m的方格網(wǎng)場內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖1.1.將場地劃分為邊長為將場地劃分為邊長為a a的方格（一般取的方格（一般取a=20m)a=20m)2.2.測定各角點(diǎn)的地面標(biāo)測定各角點(diǎn)的地面標(biāo)高高3.3.計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高H H0 0根據(jù)挖填方平衡 H H0 0na= ana= a（H H1111+H+H1212+H+H1313+H+H1414）/4/4 H H0 0= = （H H1111+H+H1212+H+H1313+H+H1414）/4n/4n H H0 0=(H=(H1 12H2H2 23H3H3 34H4H4 4）/4n/4nH H1 1一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)標(biāo)高一個(gè)方格

10、僅有的角點(diǎn)標(biāo)高H H2 2兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高H H3 3三個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高三個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高H H4 4四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高n 方格數(shù)方格數(shù)H0理論值1.考慮土的可松性土的可松性而提高設(shè)計(jì)標(biāo)高 調(diào)整前：Vw=VT 調(diào)整后： VT=KsVw 由于：Vw=Vw-FWh VT=VT+FTh 得： h=Vh=Vw w（K Ks s-1-1）/F/FT T+F+FW W K Ks s式中：VW按理論標(biāo)高計(jì)算出的總挖方體積 FW，F(xiàn)T按理論標(biāo)高計(jì)算出的挖方區(qū)填方區(qū)的總面積。調(diào)整后設(shè)計(jì)標(biāo)高 H0=H0 + H0=H0 + h h2.2.借土或棄土的影

11、響借土或棄土的影響3.3.泄水坡度的影響泄水坡度的影響斷面法斷面法：場地地形起伏較大、斷面不規(guī)則 時(shí)，宜采用斷面法。方格網(wǎng)法方格網(wǎng)法：地形較為平坦使使用，計(jì)算方 法較為簡單。（1）方格網(wǎng)法方格網(wǎng)法 方格邊長一般取10m、20m、30m、40m等，根據(jù)每個(gè)方格的自然地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高，算出相應(yīng)的角點(diǎn)挖填高度，然后計(jì)算出每個(gè)方格的土方量，并算出場地邊坡的土方量，這樣即可求得整個(gè)場地的填挖土方量。 角點(diǎn)編號(hào) 施工高度 地面標(biāo)高 設(shè)計(jì)標(biāo)高h(yuǎn)n=Hn-H角點(diǎn)施工高度=設(shè)計(jì)標(biāo)高-地面標(biāo)高h(yuǎn)n為角點(diǎn)的挖、填方高度， 以+ +為填方，以- -為挖方零線即挖、填方區(qū)的分界線零點(diǎn)位置： X=ah/(h X=ah/

12、(h1 1+h+h2 2) ) OABDCh1h2xa分別按方格求出挖、填方量，再求整個(gè)場地總挖方量、總填方量A.方格四個(gè)角點(diǎn)全部為填方（或挖方）方格四個(gè)角點(diǎn)全部為填方（或挖方）V=aV=a（h h1 1+h+h2 2+h+h3 3+h+h4 4)/4)/4B.方格的相鄰兩點(diǎn)為挖方，另兩點(diǎn)為填方挖方部分的土方量為（- -）V V1212= a= ah h2 2 （h h1 1+h+h4 4)+h)+h2 2 （h h2 2+h+h3 3) )填方部分的土方量為（+ +）V V3434= a= ah h4 4 （h h1 1+h+h4 4)+h)+h3 3 （h h2 2+h+h3 3) )C方

13、格的三個(gè)角點(diǎn)為挖方，相對角點(diǎn)為填方填方部分的土方量為（+ +）V V4 4= =1/61/6ahah4 43/3/（h h1 1+h+h4 4) )（h h3 3+h+h4 4) )挖方部分的土方量為（- -）V V123123=a(2h=a(2h1 1+h+h2 2+2h+2h3 3-h-h4 4)/6+V)/6+V4 4D.方格的一個(gè)角為挖方，相對的角點(diǎn)為填方，另兩個(gè)角點(diǎn)為零點(diǎn)挖（填）土方量為（-/+-/+）V=ah/6V=ah/6某建筑場地方格如圖所示，方格邊長20m,不考慮土的可松性影響，試根據(jù)挖填方平衡的原則，計(jì)算場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，角點(diǎn)施工高度，總土方量。（1）計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高H H0 0=

14、(H=(H1 12H2H2 23H3H3 34H4H4 4）/4n/4n式中：式中： H H1 1=170+171+172+171=684=170+171+172+171=684（m)m) 2H2H2 2=2(170.5+171.5+171.5+170.5)=1368=2(170.5+171.5+171.5+170.5)=1368(m(m）4H4H4 4=4=4* *171=684171=684（m)m)得：得：H H0 0= =（684+1368+684684+1368+684）/4/4* *4=171(m)4=171(m)(2)角點(diǎn)施工高度： h1 =171-170=+1(m)(3)確定零

15、線(4)土方量計(jì)算填方V11=a（h1+h2+h5+h4)/4 =20*（1+0.5+0+0.5）/4=+200(m3)填方V12=ah1/6=20*0.5/6=+33.3(m3)得總填方量=200+2*33.3=+266.6(m3) 總挖方量=200+2*33.3=-266.6(m3)A. 棱錐體邊坡體積 V V1 1=F=F1 1L L1 1/3/3L1邊坡的長度F1邊坡的端面積B.三角棱柱體邊坡體積V V4 4= =（F F1 1+F+F2 2）L L4 4/2/2在兩端橫斷面積相差很大的情況下V V4 4= =（F F1 1+4F+4F0 0+F+F2 2）L L4 4/6/6基坑土方

16、量的計(jì)算可近似按擬柱體（由兩個(gè)平行的平面做上下底的多面體）體積公式來計(jì)算 注：以V1狀態(tài)為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 V= V=（F F1 1+4F+4F0 0+F+F2 2）H/6H/6H基坑深度，mF1基坑上底面積,F2基坑下底面積，F(xiàn)0基坑中截面，102H H基槽與路堤：沿長度方向分段后計(jì)算土方量 V V1 1= =（F F1 1+4F+4F0 0+F+F2 2）L L1 1/6/6 V 1第一段的土方量， L1第一段的長度，m 將各段的土方量相加，總土方量為 V=V V=V1 1+V+V2 2+V+Vn n V1、V2、Vn各段土的土方量L1102先平后挖先挖后平學(xué)習(xí)和審查圖紙編制施工方案場地平整、清理障礙物測量定位放線修建臨時(shí)設(shè)施與道路1.開挖方法 考慮因素： 工程結(jié)構(gòu)形式 基礎(chǔ)埋置深度 地質(zhì)條件 施工方法 工期2.基坑邊坡影響基坑邊坡穩(wěn)定性的因素土的種類基坑開挖深度水的作用坡頂堆載震動(dòng)的影響為了防止塌方，保證施工安全，基坑開挖為了防止塌方，保證施工安全，基坑開挖時(shí)應(yīng)做成一定的邊坡或加設(shè)臨時(shí)支撐保持時(shí)應(yīng)做成一定的邊坡或加設(shè)臨時(shí)支撐保持土壁穩(wěn)定。土壁穩(wěn)定。土方邊坡的坡度是以土方挖方深度土方邊坡的坡度是以土方挖方深度H與底寬與底寬B之比表示之比表示. .即即H:B=1:m,m=B/H, m為邊