第1講1土方規(guī)劃

土木工程施工第1章土方工程第1講土方規(guī)劃第2講土方工程施工要點第3講機械化施工及填土壓實

第1章土方工程

【教學(xué)要求】了解土方工程特點；掌握場地設(shè)計標(biāo)高的確定、調(diào)整與土方調(diào)配；掌握邊坡穩(wěn)定及土壁支護的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實的要求和方法。

【教學(xué)重點】土方調(diào)配；邊坡穩(wěn)定及土壁支護的方法；輕型井點降水；土方的填筑與壓實。

【教學(xué)難點】表上作業(yè)法進行土方調(diào)配；輕型井點降水；邊坡穩(wěn)定及土壁支護；影響填土壓實的因素。

【時間安排】本章共3講、6學(xué)時。第1講土方規(guī)劃1概述

2土方邊坡3土方量計算的方法

4場地平整土方量計算5土方調(diào)配第1章土方工程1.2

土方工程的施工要求●土方量少、工期短、費用?。弧褚虻刂埔司幹坪侠淼氖┕し桨?，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；1概述共46頁第2頁●要求標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確；●應(yīng)盡可能采用先進的施工工藝、施工組織和機械化施工?！裢馏w有足夠的強度和穩(wěn)定性；基坑土方開挖1

概述包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：1.1

土方工程的內(nèi)容

⑴場地平整：包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計標(biāo)高、計算挖填土方量、合理進行土方平衡調(diào)配等。

⑵開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)：包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護結(jié)構(gòu)等。

⑶土方回填與壓實：包括土料選擇、運輸、填土壓實的方法及密實度檢驗等。第1講土方規(guī)劃共46頁第1頁土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥600～1500用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅土）軟及中等密實粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎(卵)石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍四類土（砂礫堅土）堅實密實的粘性土或黃土；中等密實的含碎(卵)石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖1100～2700用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破六類土（次堅石）泥巖；砂巖；礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r；密實的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖2200～2900用爆破方法，部分用風(fēng)鎬七類土（堅石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r2500～3100用爆破方法八類土（特堅石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細(xì)粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法1.3土的工程分類1概述共46頁第3頁1.4

土的工程性質(zhì)

天然密度--是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。

干密度--是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗土壓實質(zhì)量的控制指標(biāo)。⑴土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀標(biāo)準(zhǔn)擊實儀不同類的土，其最大干密度是不同的；同類的土在不同的狀態(tài)下(含水量、壓實程度)其密實度也是不同的1概述共46頁第4頁⑵土的含水量W是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示，見下式：含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質(zhì)量土的含水量超過25～30%，則機械化施工就困難，容易打滑、陷車回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實，獲得最大干密度快速含水量測定儀1概述共46頁第5頁⑶土的滲透性

是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流速度

V

與土的滲透系數(shù)

K

和水頭梯度

I有關(guān)，地下水在土中的滲流速度可按達西公式計算：

V（m/d）=K·I

土壤滲透試驗儀滲透系數(shù)K值將直接影響降水方案的選擇和涌水量計算的準(zhǔn)確性1概述共46頁第6頁⑷土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用可松性系數(shù)KS表示。

土的最初可松性系數(shù)

KS=V2/V1；

土的最后可松性系數(shù)

K，S=V3/V1

。

式中：V1

——土在天然狀態(tài)下的體積；

V2

——土經(jīng)開挖后的松散體積；

V3

——土經(jīng)回填壓實后的體積。土的最初可松性系數(shù)KS是計算挖掘機械生產(chǎn)率、運土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)，最后可松性系數(shù)K，S是計算場地平整標(biāo)高及填方所需的挖方體積等的重要參數(shù)。不同分類的土的可松性系數(shù)可參考下表：1概述共46頁第7頁土的可松性參考值土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)最初最后最初Ks最后K，s一類土（種植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二類土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二類土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三類土24～304～71.24～1.301.04～1.07四類土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七類土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八類土45～5020～301.45～1.501.20～1.301概述共46頁第8頁

機械化施工及填土壓實第1章

土方工程

推土機操縱靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場地平整、開挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運機助鏟、為挖掘機清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動力施工機械，大馬力推土機還可犁松堅巖。1土方機械化施工1.1推土機施工第3講

機械化施工及填土壓實TQ230G全液壓高原推土機

TY320C前鏟后犁推土機共47頁

第1頁水中清碴平整場地土方推送移挖作填1.1推土機施工共47頁

第2頁提高推土機生產(chǎn)效率的方法1.1推土機施工下坡推土順地面坡勢沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運土數(shù)量，縮短推土?xí)r間,提高生產(chǎn)率約30～40%。共47頁

第3頁并列推土1.1推土機施工

大面積施工區(qū)可采用2～3臺推土機并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約15～30%。3臺推土機并列推土共47頁

第4頁

分批集中、一次推送當(dāng)運距較遠(yuǎn)又土質(zhì)較堅硬時，宜多次鏟土，一次推送。

槽型推土當(dāng)土層較厚時，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。1.1推土機施工軍用推土機美國M9共47頁

第5頁

鏟運機操縱簡單、運轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高，是能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等全部土方施工工序的施工機械。適用于坡度為200以內(nèi)的大面積場地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。1.2鏟運機施工1土方機械化施工CL9A自行式鏟運機CTY9A拖式鏟運機鏟運機施工作業(yè)中共47頁

第6頁鏟運機的斗容量為2～8m3，自行式鏟運機的經(jīng)濟運距為800～1500m，拖式鏟運機的經(jīng)濟運距為600m，效率最高的經(jīng)濟運距為200～350m。如采用雙聯(lián)鏟運或掛大斗鏟運時，其經(jīng)濟運距可增加至1000m。1.2鏟運機施工宇通重工CTY9A拖式鏟運機卡特彼勒

657G自行式鏟運機運距愈長、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟運距時應(yīng)考慮汽車運輸。共47頁

第7頁1.2.1

鏟運機的運行路線

●橢圓形或大環(huán)形路線：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大環(huán)形路線。每隔一定時間變換鏟運機行駛方向，以免機械單側(cè)磨損。橢圓形路線適用施工地段較短的情況。

●“8”字形路線：該路線一個循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)和空駛距離，一個循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運機機械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長時采用。1.2鏟運機施工共47頁

第8頁1.2.2

提高鏟運機生產(chǎn)效率的方法

下坡鏟土利用機械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土?xí)r間。推土機助鏟在較堅硬的土層中用推土機助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助鏟間隙可兼作松土、平整工作。1.2鏟運機施工共47頁

第9頁

●挖近填遠(yuǎn)、挖遠(yuǎn)填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠(yuǎn)；填土則從距挖土區(qū)最遠(yuǎn)一端開始，由遠(yuǎn)而近。既可使鏟運機始終在合理的經(jīng)濟運距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。

●雙聯(lián)鏟運法：拖式鏟運機的動力有富余時，可在拖拉機后串連兩個鏟斗進行雙聯(lián)鏟運。對堅硬土層，可先鏟滿一個斗，再鏟另一個斗，即“雙聯(lián)單鏟”；對松軟土層，可兩個斗同時鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。1.2鏟運機施工共47頁

第10頁

●跨鏟法：在較堅硬的地段挖土?xí)r可采取預(yù)留土埂、間隔鏟土的方法。可縮短鏟土?xí)r間和減少向外撒土,提高效率。

●波浪式鏟土法：鏟土開始時，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負(fù)荷增加、車速降低，相應(yīng)減小切土深度，依次反復(fù)進行，直至鏟斗裝滿為止，適用于較硬土層。

●掛大斗鏟運：在土質(zhì)松軟地區(qū)，可改掛大型土斗，充分利用拖拉機的牽引力提高工效。1.2鏟運機施工共47頁

第11頁卡特彼勒

657G鏟運機

657G鏟運機斗容量達85t，是07年的新品，鏟斗可上下，內(nèi)部推板可動，鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)向，可前后拖掛。1.2鏟運機施工共47頁

第12頁1.3挖掘機施工

挖掘機主要用于挖掘基坑、溝槽、清理和平整場地，更換工作裝置后還可進行裝卸、起重、打樁等其它作業(yè)，能一機多用，工效高、經(jīng)濟效果好，是工程建設(shè)中的常用機械。

挖掘機按行走方式分為履帶式和輪胎式，按工作裝置分為正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘機是正鏟和反鏟挖掘機。1土方機械化施工共47頁

第13頁1.3.1

正鏟挖掘機

正鏟適用于開挖含水量較小的一類土和經(jīng)爆破的巖石及凍土。主要用于開挖停機面以上的土方，且需與汽車配合完成土方的挖運工作。采用正鏟開挖大型基坑，應(yīng)考慮工作面的大小、形狀和開行通道的設(shè)置。邦立CE1000-7正鏟挖掘機(四川)日立EX3600E-6正鏟挖掘機1.3挖掘機施工共47頁

第14頁正鏟的開挖方式

正向開挖、側(cè)向裝土

即挖土機向前進方向挖土，汽車停在側(cè)面裝土。

正向開挖、后方裝土挖土機向前進方向挖土，汽車停在后面裝土。此法因挖掘機卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角大、汽車需倒車開入，運輸不方便。只適用于基坑寬度較小、深度較大的情況此法因挖掘機卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角小、運輸方便、生產(chǎn)效率高而應(yīng)用較廣1.3挖掘機施工共47頁

第15頁1.3.2反鏟挖掘機反鏟適用于開挖一至三類的砂土或粘土。主要用于開挖停機面以下的土方，一般反鏟的最大挖土深度為4～6m，經(jīng)濟合理的挖土深度為3～5m。反鏟也需要配備運土汽車進行運輸。帶加長臂的反鏟挖掘機1.3挖掘機施工共47頁

第16頁反鏟的開挖方式

溝端開挖法

即反鏟停于溝端，后退挖土，向溝一側(cè)棄土或裝汽車運走。藺家壩泵站泵站基坑開挖現(xiàn)場1.3挖掘機施工溝端開挖法共47頁

第17頁

溝側(cè)開挖法

即反鏟停于溝側(cè)，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠(yuǎn)的地方，如裝車則回轉(zhuǎn)角度較小，但邊坡不易控制。1.3挖掘機施工深基坑的接力開挖管溝的溝側(cè)開挖共47頁

第18頁拉鏟拉鏟抓鏟拉鏟工作示意圖1.3挖掘機施工共47頁

第19頁主要用來鏟、裝、卸、運土與砂石類散裝物料，也可對巖石、硬土進行輕度鏟掘，更換工作裝置后可推土、起重、裝卸等作業(yè)。鏟容量一般1.5～6.1m3。1.4

其它土方施工機械1土方機械化施工⑴裝載機ZL10B型裝載機(山東威力天地)共47頁

第20頁利用刮刀平整地面的土方機械。刮刀裝在機械前后輪軸之間,能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動作靈活準(zhǔn)確，操縱方便，平整場地有較高的精度，廣泛用于公路、機場等大面積的地面平整作業(yè)。⑵平地機成工MGB20B平地機平地機在平整作業(yè)1.4其它土方施工機械共47頁

第21頁

1.5土方工程綜合機械化施工1土方機械化施工

土方工程綜合機械化施工，是以土方工程中某一施工過程為主導(dǎo)，按其工程量大小、土質(zhì)條件、工期要求、運距及場地來選擇主導(dǎo)施工機械，并以此為依據(jù)來合理配備其它輔助施工機械，實現(xiàn)機械化施工。如：

運距800～1500m的大型土石方以鏟運機為主大型土石方施工現(xiàn)場共47頁

第22頁●大型基坑整體開挖以正鏟為主；●小型基坑及管溝開挖以反鏟為主；正鏟開挖大型土石方反鏟開挖基坑反鏟開挖管溝1.5土方工程綜合機械化施工共47頁

第23頁1.5土方工程綜合機械化施工土方運距在1500m以上時以汽車運輸為主汽車運輸要考慮裝載機裝土共47頁

第24頁土質(zhì)堅硬時，要配備大馬力推土機或松土機

1.5土方工程綜合機械化施工共47頁

第25頁2

填土壓實

2.1.1土料要求：

填方土料應(yīng)符合設(shè)計要求，設(shè)計無規(guī)定時應(yīng)符合以下規(guī)定：⑴碎石類土、砂土和爆破石渣（粒徑不大于每層鋪厚的2/3），可用于表層以下的填料；第3講

機械化施工及填土壓實2.1填土的要求

⑶碎塊草皮和有機質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無壓實要求的填方；

⑵含水量符合壓實要求的粘性土，可用作各層填料；共47頁

第26頁⑷淤泥和淤泥質(zhì)土，一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過含水量處理符合壓實要求后，可用于填方中的次要部位。

含有大量有機物的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于2%的土壤、凍結(jié)或液化狀態(tài)的土壤不能作填土之用。精細(xì)的路基填料2.1填土的要求共47頁

第27頁2.1.2

最佳含水量

回填土含水量過大過小都難以夯壓密實，當(dāng)土壤在最佳含水量的條件下壓實時，能獲得最大的密實度。土壤過濕時，可先曬干或摻入干土；土壤過干時，則應(yīng)灑水濕潤以求取得較佳的含水量?；靥钔练瓡?.1填土的要求共47頁

第28頁2.1.3

分層厚度

填方工程應(yīng)分層鋪土壓實。分層厚度根據(jù)壓實機具而定：壓實機具每層鋪土厚度（mm）每層壓實遍數(shù)平碾200～3006～8羊足碾200～3508～15振動壓實機200～3503～4柴油打夯機200～2503～4人工打夯＜2003～42.1填土的要求共47頁

第29頁2.1.4

填方施工注意事項

●填土應(yīng)從場地最低部分開始，由一端向另一端自下而上分層鋪筑?！裉撲伜穸龋喝斯つ竞?0(粘性土)～30cm(砂質(zhì)土)；推土機填土30cm；鏟運機或汽車填土30～50cm

；2.1填土的要求分層鋪土逐層壓實共47頁

第30頁

●斜坡上的土方回填應(yīng)將斜坡改成階梯形，以防填方滑動；凸塊式壓路機作業(yè)2.1填土的要求

●填方區(qū)如有積水、雜物和軟弱土層等，必須進行換土回填，換土回填亦分層進行；共47頁

第31頁

●回填基坑、墻基或管溝時，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對稱進行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。2.1填土的要求共47頁

第32頁管溝須兩側(cè)對稱分層回填墻基須四周分層均勻回填該工程回填土過早,回填土標(biāo)高過高2.2

填土的壓實方法2.2.1碾壓法

適用于大面積的場地平整和路基、堤壩工程，用壓路機進行填方壓實時，填土厚度不應(yīng)超過25～30cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應(yīng)有15～25cm的重疊。全液壓輪胎式壓路機壓路機碾壓應(yīng)“薄填、慢駛、多次”2填土壓實共47頁

第33頁碾壓法施工本次碾壓與上次碾壓的壓痕不得重疊2.2填土的壓實方法“零沉降”的高鐵路基碾壓施工三輪壓路機（山推）共47頁

第34頁俗稱“打夯”，是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，中國傳統(tǒng)的“打夯”方法有木夯、石夯、飛硪等。2.2填土的壓實方法石夯飛硪共47頁

第35頁2.2.2夯實法四川省委書記杜青林與修水塘的村民打石夯打飛硪已成為民俗表演節(jié)目常用的蛙式打夯機、振動打夯機、內(nèi)燃打夯機適用于粘性較低的土，常用于基坑(槽)、管溝部位小面積的回填土的夯實，也可配合壓路機對邊緣或邊角碾壓不到之處進行夯實。填土厚度不大于25cm，

一夯壓半夯、依次夯打。2.2填土的壓實方法蛙式打夯機蛙式打夯機夯實基底持力層共47頁

第36頁適用于壓實溝槽內(nèi)的土壤、柱子周圍和在狹小空間內(nèi)施工。又稱“跳錘”。2.2填土的壓實方法

沖擊夯HCD75沖擊夯共47頁

第37頁2.2填土的壓實方法振動平板夯（徐工SR100）整機重100kg.激振力18kN內(nèi)燃式振動平板夯可壓實松散的、粒狀的土壤、沙礫及瀝青路面，具有體積小，重量輕，能自行前進，機動靈活性強等特點，適于建筑物臨近的狹窄地帶及管線溝槽等復(fù)雜地形的壓實作業(yè)。無線電遙控雙向振動平板夯（戴納派克

LH800）整機重820kg.激振力95kN雙向振動平板夯（戴納派克

LH700）整機重780kg.激振力95kN共47頁

第38頁沖擊壓路機（廈工三明XG63213C）沖擊能量32KJ.壓實寬度3m沖擊輪為三邊弧型結(jié)構(gòu)破碎壓實機的強大沖擊力可把硬質(zhì)路面破碎為網(wǎng)塊狀，并把塊狀片直接壓入、加強路基。主要用于硬質(zhì)路面的維修、改造施工破碎壓實機（廈工三明XG63214C）沖擊能量32KJ.破碎寬度1.3m破碎輪為四邊弧型結(jié)構(gòu)沖擊式壓路機主要用于高標(biāo)準(zhǔn)、高填方的壓實。共47頁

第39頁2.2填土的壓實方法

2.2.3強夯法

是利用起重機械和重錘進行軟土地基處理的施工方法，可夯實較厚的土層。

強夯法的內(nèi)容在第二章“地基處理與樁基工程”的課程中介紹.2.2填土的壓實方法共47頁

第40頁2.2.4振動法適用于非粘性土壤的振動夯實。主要施工機械是振動壓路機、平板振動器。雙鋼輪驅(qū)動振動壓路機壓實效果好、影響深度大、生產(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實，是大型土石方壓實的首選設(shè)備。雙鋼輪振動壓路機單鋼輪振動壓路機2.2填土的壓實方法共47頁

第41頁拖式振動碾（華山）拖式振動碾（徐工YZT16）整機重量16t.激振力373kN手扶式振動碾（徐工XD08）整機重量僅830kg.激振力15.7kN。是一種輕型振動壓實機械。適用于基坑邊角、井蓋周圍、管道回填和人行道、路肩、小規(guī)模鋪裝工程，是大型壓實機械的輔助平整壓實施工機械。2.2填土的壓實方法共47頁

第42頁悍馬25t單鋼輪壓路機寶馬BW雙鋼輪壓路機2.2填土的壓實方法凸塊振動碾共47頁

第43頁2.2填土的壓實方法共47頁

第44頁2.3

填土密實度的檢驗

填土壓實后應(yīng)達到一定的密實度及含水量要求。檢驗指標(biāo)為壓實系數(shù)（壓實度）λC，即：

ρd——一般用“環(huán)刀法”或灌砂或灌水法測定；

ρmax——

一般由擊實試驗確定。2填土壓實

檢驗的干密度應(yīng)有90%以上符合設(shè)計要求，其余10%的最低值與設(shè)計值之差不得大于0.08t/m3，且不得集中。共47頁

第45頁核子密度儀檢測填土壓實質(zhì)量2.3填土壓實的檢驗路基填方壓實度檢測路基填方壓實度檢測靜態(tài)變形模量測試儀檢測填土壓實質(zhì)量共47頁

第46頁LFG-K動態(tài)變形模量測試儀（德國）

又稱“手持落錘彎沉試驗儀”。是通過輕型落錘試驗儀來進行動態(tài)荷載試驗，主要應(yīng)用在建筑地基、道路修筑時進行承載力測試；土層和非粘性底層的壓實質(zhì)量控制；以及土的改良試驗。2.3填土壓實的檢驗共47頁

第47頁2土方邊坡合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設(shè)邊坡，是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為1:m，即：第1講土方規(guī)劃

式中

m=b/h

，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當(dāng)邊坡高度已知為h時，其邊坡寬度則等于mh。共46頁第9頁臨時性挖方的邊坡值土的類別邊坡值（高：寬）砂土（不包括細(xì)砂、粉砂）1:1.25～1:1.5一般粘性土硬1:0.75～1:1硬、塑1:1～1:1.25軟1:1.5或更緩碎石類土充填堅硬、硬塑粘性土1:0.5～1:1充填砂土1:1～1:1.5邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及工程特點而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。臨時性挖方邊坡可按下表確定：2土方邊坡共46頁第10頁深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡

的最陡坡度（不加支撐）土的種類邊坡坡度（高：寬）坡頂無荷載坡頂有靜載坡頂有動載中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石類土(充填物為砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黃土1:0.101:0.251:0.33軟土(經(jīng)井點降水后)1:1.00當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好,土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)底面標(biāo)高時,挖方深度在5m以內(nèi),不加支撐的邊坡可按下表確定：2土方邊坡共46頁第11頁3土方量計算的基本方法土方量計算的基本方法有平均高度法和平均斷面法兩種。3.1平均高度法

⑴四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于a的方格網(wǎng)，每個方格網(wǎng)的土方體積V等于底面積a2乘四個角點高度的平均值，即：第1講土方規(guī)劃共46頁第12頁方格網(wǎng)土方量計算則可采取平均高度法（四方棱柱體法和三角棱柱體法）3土方量計算的基本方法共46頁第13頁

⑵三角棱柱體法：將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分為兩個三角形，然后分別計算每一個三角棱柱體的土方量。3.2平均斷面法

基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計算可采用平均斷面法。即：3土方量計算的基本方法共46頁第14頁4場地平整土方量計算

4.1.1

H0的重要性

場地設(shè)計標(biāo)高是進行場地平整和土方量計算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計的依據(jù)。合理地確定場地設(shè)計標(biāo)高，對減少土方工程量、加速工程進度、降低工程造價有著重要意義。4.1

場地設(shè)計標(biāo)高H0的確定確定場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇一個最佳方案。第1講土方規(guī)劃共46頁第15頁4.1.2

H0的確定原則

●滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅弧癯浞掷玫匦?，分區(qū)或分臺階布置，分別確定不同的設(shè)計標(biāo)高；●考慮挖填平衡，棄土運輸或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≧2‰)，滿足排水要求；●考慮最高洪水位的影響。4場地平整土方量計算共46頁第16頁4.1.3

H0的確定步驟如場地設(shè)計標(biāo)高無特殊要求時，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則確定H0,其步驟如下：

⑴劃分方格網(wǎng)

方格網(wǎng)邊長a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原則即場地內(nèi)土方的絕對體積在平整前、后相等4場地平整土方量計算共46頁第17頁⑵確定各方格網(wǎng)角點高程●水準(zhǔn)儀實測；●利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得。4場地平整土方量計算共46頁第18頁用插入法求得H13=251.70水準(zhǔn)儀進行高程測量按每一個方格的角點的計算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點為幾個方格共有的情況，確定設(shè)計標(biāo)高H0的實用公式為：⑶按挖填平衡確定設(shè)計標(biāo)高式中：

n——方格網(wǎng)數(shù)；

H1——一個方格僅有的角點坐標(biāo)；

H2——兩個方格共有的角點坐標(biāo)；

H3——三個方格共有的角點坐標(biāo)；

H4——四個方格共有的角點坐標(biāo)。4場地平整土方量計算共46頁第19頁4.2

場地設(shè)計標(biāo)高H0的調(diào)整

按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進行調(diào)整，求出H,0：

●土的可松性影響——填方因土的可松性引起的填方體積增加；

●場內(nèi)挖方和填方的影響——從經(jīng)濟觀點出發(fā)，安排的挖方就近棄土和填方就近場外取土，引起的挖填土方量的變化；

●場地泄水坡度的影響——單坡？雙坡？4場地平整土方量計算共46頁第20頁由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場地設(shè)計標(biāo)高調(diào)整為：VWVTH0V,WV,TH,0Δh理論設(shè)計標(biāo)高調(diào)整設(shè)計標(biāo)高4.2.1

土的可松性影響4場地平整土方量計算共46頁第21頁

場地設(shè)計標(biāo)高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟觀點出發(fā)，常會將部分挖方就近棄于場外，或就近于場外取土用于部分填方，均會引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場地設(shè)計標(biāo)高。4.2.2

場內(nèi)挖方和填方的影響式中：

Q——場地根據(jù)H0平整后多余或不足的土方量。其設(shè)計標(biāo)高調(diào)整值按下式計算：

4場地平整土方量計算共46頁第22頁

調(diào)整后的設(shè)計標(biāo)高是一個水平面的標(biāo)高，而實際施工中要根據(jù)泄水坡度的要求(單坡泄水或雙坡泄水)計算出場地內(nèi)各方格網(wǎng)角點實際設(shè)計標(biāo)高。4.2.3場地泄水坡度的影響

⑴場地為單坡泄水時，場地內(nèi)任意點的設(shè)計標(biāo)高則為：式中：l——該點至設(shè)計標(biāo)高H，0的距離；

i——場地泄水坡度（不小于2‰）。4場地平整土方量計算共46頁第23頁場地單向泄水坡度示意圖

⑵場地為雙坡泄水時，場地內(nèi)任意點的設(shè)計標(biāo)高則為：式中：lx、ly——該點沿X-X、Y-Y方向距場地中心線的距離；

ix、iy——場地沿X-X、Y-Y方向的泄水坡度。公式中正負(fù)號的取值：計算角點在H，0之上取“＋”，反之取“－”4場地平整土方量計算共46頁第24頁場地雙向泄水坡度示意圖4.3場地土方量的計算

4.3.1

求各方格角點的施工高度hn

hn=場地設(shè)計標(biāo)高Hn－自然地面標(biāo)高H

角點編號施工高度hn

1

-0.7243.2442.52自然地面標(biāo)高H

設(shè)計標(biāo)高Hn若hn為正值則該點為填方，

hn為負(fù)值則為挖方。場地土方量計算步驟如下：4場地平整土方量計算土方方格網(wǎng)圖例共46頁第25頁

零線位置的確定：先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“+”、“－”中的零點，將相鄰兩零點連接起來即為零線。4.3.2繪出零線

式中：X1、X2——角點至零點的距離(m)；

h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(m)，均用絕對值；

a——方格網(wǎng)的邊長(m).零點的位置按下式計算：4場地平整土方量計算共46頁第26頁零點位置計算示意

為省略計算，亦可用圖解法直接求出零點位置。即用尺在各角點標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點即為零點位置。見下圖：

h1+0.30h2-0.20±0551010h7h8+0.7-0.10用尺量出h1＋0.3的刻度用尺量出h2－0.2的刻度兩點連線與方格的交點為零點用尺量出h8－0.1的刻度用尺量出h7＋0.7的刻度兩點連線與方格的交點為零點兩零點連線即為零線4場地平整土方量計算共46頁第27頁4.3.3

計算場地挖、填土方量

“零線”求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計算各方格的挖、填土方量了。4場地平整土方量計算共46頁第28頁挖方施工及長距離土方調(diào)運4.3.4計算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運距

先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標(biāo)X0、Y0：

填方區(qū)··yH0H0xxOWxOTyOWyOTL0挖方區(qū)式中：

xi、yi——i塊方格的重心坐標(biāo)；

Vi——i塊方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19x19、y19挖方區(qū)重心填方區(qū)重心4場地平整土方量計算共46頁第29頁

則填、挖方區(qū)之間的平均運距L0為：式中：x0T、y0T——填方區(qū)的重心坐標(biāo)；

x0W、y0W——挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。

在實際工作中，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的形心位置O代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對調(diào)配區(qū)的平均運距。4場地平整土方量計算共46頁第30頁5土方調(diào)配5.2土方調(diào)配的原則土方調(diào)配是土方規(guī)劃中的一個重要內(nèi)容。其原則是：力求挖填平衡、運距最短、費用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運輸。5.1土方調(diào)配的步驟

劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）→計算調(diào)配區(qū)之間的平均運距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）→確定初始調(diào)配方案→優(yōu)化方案判別→繪制土方調(diào)配圖表。第1講土方規(guī)劃共46頁第31頁5.3

最優(yōu)調(diào)配方案的確定

最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用“表上作業(yè)法”求解。調(diào)配的步驟如下：用“最小元素法”編制初始調(diào)配方案最優(yōu)方案判別繪制土方調(diào)配圖最優(yōu)方案判別方案的調(diào)整是否5土方調(diào)配共46頁第32頁5.3.1

初始調(diào)配方案

下圖為一矩形廣場，圖中小方格內(nèi)的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。500500800600500500400W1T1W36050701108070401009040100W4T3W2T270挖方區(qū)編號填方區(qū)編號挖方區(qū)需調(diào)出土方填方區(qū)需調(diào)進土方調(diào)配區(qū)間的平均運距5土方調(diào)配共46頁第33頁各調(diào)配區(qū)土方量及平均運距

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W1x1150x1270x13100500C,11C,12C,13W2x2170x2240x2390500C,21C,22C,23W3x3260x32110x3370500C,31C,32C,33W4x4180x42100x4340400C,41C,42C,43填方量m380060050019005土方調(diào)配共46頁第34頁

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3,11C,12C,13W2×7050040×90500C,21C,22C,23W36011070500C31C32C33W4×80×10040040400C,41C,42C,43填方量m38006005001900

步驟1：選取平均運距最小(C22=C43=40)的方格，確定它所對應(yīng)的調(diào)配土方數(shù)，并使其盡可能大。本例選取C43=40，X43=400(W4的全部挖方調(diào)往T3)，X41、X42=0(W4的挖方不調(diào)往T1、T2)，在X41、X42的方格內(nèi)畫上“×”5土方調(diào)配共46頁第35頁

填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W170100500C,11C,12C,13W27090500C,21C,22C,23W3500C,31C,32C,33W4×80×10040040400C,41C,42C,43填方量m38006005001900

步驟2：重復(fù)步驟1，按平均運距由小到大依次計算X22、X11、X31（C22→C11→C31）

，我們就得到了土方調(diào)配的初始方案。1.5土方調(diào)配5005001003001004050××××6070110共46頁第36頁5.3.2最優(yōu)方案判別初始調(diào)配方案是按“就近調(diào)配”求得的，它保證了挖填平衡、總運輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進行判別。在“表上作業(yè)法”中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們介紹引入“假想價格系數(shù)”求檢驗數(shù)λij來判別。首先求出表中各方格的假想價格系數(shù)，有調(diào)配土方的假想價格系數(shù)C，ij=Cij

，無調(diào)配土方的假想價格系數(shù)按下式計算：5土方調(diào)配共46頁第37頁利用已知的假想價格系數(shù)，我們可以逐個求解未知的C，ij。

步驟1：在有調(diào)配土方的方格內(nèi)，C，ij=Cij，將數(shù)據(jù)填入表中；

該公式的意義即：構(gòu)成任一矩形的四個方格內(nèi)對角線上的假想價格系數(shù)之和相等。

5土方調(diào)配共46頁第38頁

步驟2：按任一矩形的四個方格內(nèi)對角線上的C，ij之和相等，逐個求解未知的C，ij；如：填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150050×70×1005005010060W2×7050040×90500－10400W330060100110100705006011070W4×80×10040040400308040填方量m380060050019005土方調(diào)配共46頁第39頁填方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量m3W150－70+1005005010060W2+7040+90500-10400W360110705006011070W4+80+10040400308040填方量m38006005001900

步驟3：引入檢驗數(shù)λ，按下式求出表中無調(diào)配土方方格的檢驗數(shù)（即方格右邊兩小格數(shù)字上下相減，將正負(fù)號填入表中）：

λ12出現(xiàn)負(fù)數(shù)說明方案不是最佳方案，需要進行調(diào)整。5土方調(diào)配共46頁第40頁

步驟2：找出x12的閉回路。其作法是，從x12方格出發(fā)，沿水平或豎直方向前進，遇到有數(shù)字的方格作900轉(zhuǎn)彎(也可不轉(zhuǎn)彎)，如果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點。形成一