智能建造施工技術(shù) 課件 項(xiàng)目2 土方工程

模塊二地基基礎(chǔ)工程施工項(xiàng)目２：土方工程2023教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)素質(zhì)及思政目標(biāo)1、掌握土方工程的內(nèi)容。2、了解土方開(kāi)挖邊坡支護(hù)形式，會(huì)選擇土方開(kāi)挖的放坡系數(shù)，掌握護(hù)坡樁施工工序和要求

1.能根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇合適的土方形式。2.能根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇合適的邊坡支護(hù)方法并檢測(cè)護(hù)坡樁施工質(zhì)量。1.正確認(rèn)識(shí)我國(guó)土方工程施工方法的優(yōu)勢(shì)和不足，提高對(duì)建筑業(yè)發(fā)展道路的自信。2.樹(shù)立對(duì)建筑產(chǎn)品的安全意識(shí)。3.培養(yǎng)理論結(jié)合實(shí)踐的應(yīng)用能力、注重實(shí)踐的務(wù)實(shí)意識(shí)。4.具備良好的思想品德，吃苦耐勞的職業(yè)素養(yǎng)和愛(ài)崗敬業(yè)的奉獻(xiàn)精神。模塊二地基基礎(chǔ)工程施工項(xiàng)目２：土方工程——任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)2023任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)土方工程包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。其具體如何操作呢？一

任務(wù)引入任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)2.1土方工程的施工內(nèi)容及施工要求2.1.1土方工程的內(nèi)容

常見(jiàn)的土方工程施工有以下內(nèi)容。

（1）場(chǎng)地平整。場(chǎng)地平整是指將天然地面改造成所要求的設(shè)計(jì)平面時(shí)所進(jìn)行的土石方施工全過(guò)程（厚度在300mm以內(nèi)的挖填和找平工作）。場(chǎng)地平整的特點(diǎn)是工作量大、勞動(dòng)繁重和施工條件復(fù)雜。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

（2）基坑（槽）及管溝開(kāi)挖?；樱ú郏┘肮軠祥_(kāi)挖是指開(kāi)挖寬度在3m以內(nèi)的基槽且長(zhǎng)度>寬度3倍或開(kāi)挖底面積在20㎡且長(zhǎng)為寬3倍以內(nèi)的土石方工程，它是為淺基礎(chǔ)、樁承臺(tái)及溝等施工而進(jìn)行的土石方開(kāi)挖?；樱ú郏┘肮軠祥_(kāi)挖的特點(diǎn)是要求開(kāi)挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確，土石方量少，受氣候影響較大。

（3）地下工程大型土石方開(kāi)挖。地下工程大型土石方開(kāi)挖是指對(duì)人防工程、大型建筑物的地下室、深基礎(chǔ)施工等進(jìn)行的地下大型土石方開(kāi)挖工程（寬度大于3m，開(kāi)挖底面積大于20m2，場(chǎng)地平整土厚大于300mm)。地下工程大型土石方開(kāi)挖的特點(diǎn)是涉及降低地下水位、邊坡穩(wěn)定與支護(hù)、地面沉降與位移、鄰近建筑物的安全與防護(hù)等一系列問(wèn)題。

（4）土石方填筑。土石方填筑是指對(duì)低洼處用土石方分層填平的工程，可分為夯填和松填。土石方填筑特點(diǎn)是對(duì)填筑的土石方，要求嚴(yán)格選擇土質(zhì)，分層回填壓實(shí)。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)2.1.2土方工程的施工要求

土方工程施工要求標(biāo)高、斷面準(zhǔn)確，土體有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，工程量小，工期短，費(fèi)用省。但土方工程的面廣量大、勞動(dòng)繁重、施工條件復(fù)雜（土方工程多為露天作業(yè)，施工受當(dāng)?shù)貧夂驐l件影響大；土的種類繁多，成分復(fù)雜；工程地質(zhì)及水文地質(zhì)變化多，也對(duì)施工影響較大）。因此，在組織土方工程施工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，制定出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的施工方案。二知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

多、高層建筑為增加基礎(chǔ)的穩(wěn)定和抗震性能一般基礎(chǔ)埋置較深，同時(shí)為滿足人防要求，充分利用地下空間，常設(shè)置單層或多層地下室。為此土方開(kāi)挖的深度和面積都很大，往往會(huì)涉及土方開(kāi)挖放線、降低地下水位、邊坡的穩(wěn)定、邊坡支護(hù)等一系列問(wèn)題。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)1.放線

土方開(kāi)挖時(shí)的放線工作主要是放出在天然地面的開(kāi)挖范圍線，俗稱放灰線。放灰線時(shí)，可用裝有石灰粉末的長(zhǎng)柄勺靠著木質(zhì)板側(cè)面，邊撒邊走，在地上撒出灰線。2.降低地下水位（詳見(jiàn)任務(wù)3）三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)3.確定土方開(kāi)挖放坡系數(shù)

土方開(kāi)挖過(guò)程中及開(kāi)挖完畢后，基坑(槽）邊坡土體由于自重產(chǎn)生的下滑力在土體中產(chǎn)生剪應(yīng)力，該剪應(yīng)力主要靠土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力平衡，一旦土體中力的體系失去平衡，邊坡就會(huì)塌方。造成邊坡塌方的原因有兩方面：一是土體剪應(yīng)力增加。如坡頂堆物、行車等荷載；基坑邊坡太陡；開(kāi)挖深度較大；雨水或地面水滲人土中，使土的含水量增加而使土的自重增加；地下水的滲流產(chǎn)生一定的動(dòng)水壓力；土體豎向裂縫中的積水產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力等。二是土的抗剪強(qiáng)度（土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力）降低，如本身土質(zhì)較差或因氣候影響使土質(zhì)變軟；土體內(nèi)含水量增加而產(chǎn)生潤(rùn)滑作用；飽和的細(xì)砂、粉砂受振動(dòng)而液化等。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施防止邊坡土體塌方原理示意圖任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

為防止塌方保證施工安全，在基坑(槽)開(kāi)挖深度超過(guò)一定限度時(shí),土壁應(yīng)做成有斜率的邊坡以減少土體自重P，或者加以臨時(shí)的土壁支撐利用外加壓力以保持土體的穩(wěn)定（見(jiàn)圖2.1)。三

任務(wù)實(shí)施邊坡坡度示意圖任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

土方邊坡的坡度以土方挖方深度H與底寬B之比表示。即：土方邊坡坡度=H/B=1/m(見(jiàn)圖2.2)。式中m=B/H,稱為坡度系數(shù)。

土方邊坡的大小主要與土質(zhì)、開(kāi)挖深度、開(kāi)挖方法、邊坡留置時(shí)間的長(zhǎng)短、邊坡附近的各種荷載狀況及排水情況有關(guān)。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過(guò)下列規(guī)定：?密實(shí)、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)——1.0?硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)黏土——1.25 ?硬塑、可塑的黏土和碎石類土(充填物為黏性土)——1.5?堅(jiān)硬的黏土——2

三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

挖方深度超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)考慮放坡或做成直立壁加支撐。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方深度在5m以內(nèi)，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1的規(guī)定三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施土的類別邊坡坡度（高：寬）坡頂無(wú)荷載坡頂有靜載坡頂有動(dòng)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（充填物為黏土）1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉質(zhì)黏土、黏土1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.11：0.251：0.33軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后）1：1.00——挖方深度在5m以內(nèi)不加支撐的邊坡的最陡坡度注：靜載指堆土或材料等；動(dòng)載指機(jī)械挖土或汽車運(yùn)輸作業(yè)等。靜載或動(dòng)載距挖方邊緣的距離應(yīng)保證邊坡和直立壁的穩(wěn)定；堆土或材料應(yīng)距挖方邊緣0.8以外，高度不超過(guò)1.5。任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

永久性挖方邊坡應(yīng)按設(shè)計(jì)要求放坡。對(duì)于臨時(shí)性挖方，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，其邊坡的挖方深度及邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表2的規(guī)定三

任務(wù)實(shí)施土的類別邊坡值(高：寬）砂土(不包括細(xì)砂、粉砂）1：1.25?1：1.50一般性黏土硬1：0.75?1：1.00硬、塑1：1.00?1：1.25軟1：1.50或更緩碎石類土充填堅(jiān)硬、硬塑黏土1：0.50-1：1.00充填砂土1：1_00~1：1.50設(shè)計(jì)有要求時(shí)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；如采用降水措施或其他加固措施，可不受本表限制，但應(yīng)計(jì)算復(fù)核開(kāi)挖深度，對(duì)軟土不應(yīng)超過(guò)4，對(duì)硬土不應(yīng)超過(guò)8。任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)4.確定土壁支護(hù)方式開(kāi)挖基坑(槽）時(shí)，如地質(zhì)和周圍條件允許，可放坡開(kāi)挖。但在建筑稠密地區(qū)施工或基坑深度較大時(shí)，無(wú)法按要求的放坡寬度開(kāi)挖;或者施工時(shí)有防止地下水滲人基坑要求,這時(shí)就需要用土壁支撐土體，以保證施工的順利和安全，并減少對(duì)相鄰已有建筑物等的不利影響。土壁支撐的種類較多，如用于較窄溝槽的橫撐式支撐；用于深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu),如板樁、灌注樁、深層攪拌樁、地下連續(xù)墻等。如表3所示為一般溝槽的支撐方法，如表4所示為一般基坑的支撐方法，如表5所示為深基坑的支撐方法。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)—般溝槽的支撐方法三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)—般基坑的支撐方法三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)深基坑的支撐方法三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)

邊坡支護(hù)方式很多，現(xiàn)主要介紹工程中常用的護(hù)坡樁與錨桿支護(hù)施工工序與施工要求。4.1護(hù)坡樁施工工序與施工要求（1）試成孔：正式施工前首先進(jìn)行成孔試樁，以根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況確定施工工藝。試樁施工采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，并配置攪漿機(jī)、注漿泵等輔助機(jī)具。鉆機(jī)按甲方指定試樁位置就位，調(diào)直鉆桿后鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后提鉆至孔外，測(cè)量孔深、孔徑、塌孔位置，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定注漿用量。注漿時(shí)將鉆桿鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，利用泥漿泵，高壓將水泥漿從長(zhǎng)螺旋軸心注入孔底，根據(jù)施工實(shí)際情況每隔一定時(shí)間提升一次鉆桿，保證鉆頭低于漿面;當(dāng)注漿量達(dá)到計(jì)算值時(shí)，停止注漿，提升鉆桿至孔外，立即測(cè)量成孔深度，并根據(jù)測(cè)量數(shù)值及時(shí)調(diào)整注漿量，直至達(dá)到成孔要求為止。四

操作指南任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)經(jīng)試樁取得技術(shù)數(shù)據(jù)后，按以下工序進(jìn)行正式施工：四

操作指南護(hù)坡樁施工工序任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)（2）成孔：采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，進(jìn)行間隔式跳位鉆孔施工。鉆桿鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將0.5～0.6水灰比的水泥漿利用泥漿泵壓入長(zhǎng)螺旋軸心管注入孔底，注漿量達(dá)到試樁確定的數(shù)值時(shí)，提鉆桿至孔外，及時(shí)安放鋼筋籠，并填入適量碎石至漿面下1.0m左右，待沉淀半小時(shí)后灌注C25預(yù)拌混凝土。（3）鋼筋籠制作：鋼筋籠嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范進(jìn)行綁扎成型，鋼筋籠豎向鋼筋伸至帽梁長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)帽梁中線，鋼筋籠成品經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，用吊裝設(shè)備（吊車或鉆機(jī)）吊放入樁孔。四

操作指南任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)（4）鋼筋籠吊放：鋼筋籠吊放入孔后，應(yīng)用吊筋固定，使鋼筋籠與樁孔同心、朝向正確，以滿足鋼筋保護(hù)層厚度，達(dá)到受力鋼筋位置正確。基坑西側(cè)護(hù)坡樁鋼筋籠應(yīng)采取分節(jié)吊放焊接的辦法，以避免碰撞高壓電纜。（5）混凝土灌注：鋼筋籠吊放入孔后，用砼罐車通過(guò)漏斗灌入孔內(nèi);砼標(biāo)號(hào)C25，塌落度控制在12～18cm之間。樁孔上部6.0m采用振搗棒振搗密實(shí)。混凝土灌注應(yīng)符合“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2015及建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50202-2018。（6）帽梁施工：護(hù)坡樁樁完成一定數(shù)量后，開(kāi)始帽梁施工。帽梁施工前應(yīng)鑿去樁頂浮漿并清理干凈。帽梁鋼筋按設(shè)計(jì)圖紙綁扎，主鋼筋保護(hù)層為20mm，梁內(nèi)側(cè)支鋼模，外側(cè)采用土模;混凝土澆注時(shí)，采用振搗棒振搗密實(shí)。四

操作指南任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)4.2錨桿支護(hù)施工工序與施工要求（1）施工工序：四

操作指南錨桿支護(hù)施工工序任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)（2）錨桿施工場(chǎng)地平整后，錨桿鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)，調(diào)整角度，對(duì)準(zhǔn)孔位中心開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆至設(shè)計(jì)深度后，抽出鉆桿，移機(jī)至下一個(gè)孔位。（3）拉桿采用1860型鋼絞線，桿體中間插入塑料管。鋼絞線拉桿每2.0m米間距設(shè)置一個(gè)固定支架;拉桿長(zhǎng)度為：自由段＋錨固段＋張拉段（0.8～1.0m)。（4）注漿時(shí)應(yīng)采用膠泥或紡織帶封住孔口，水泥漿水灰比為0.5，二次注漿間隔時(shí)間為2～4h，注漿壓力不小于0.8Mpa;第一次注漿后將塑料管拔出6～8m,二次注漿后可將塑料管全部拔出，沖洗干凈后重復(fù)使用。（5）錨桿注漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%（約7d）后方可張拉，應(yīng)首先進(jìn)行試?yán)鶕?jù)試?yán)Y(jié)果調(diào)整或確定鎖定值。錨桿試驗(yàn)與驗(yàn)收試驗(yàn)遵循《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)，錨桿張拉時(shí)錨具與工字鋼之間應(yīng)加設(shè)鋼制角度板。四

操作指南任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展5.1智能技術(shù)5.1.1土方開(kāi)挖智能設(shè)備

在本環(huán)節(jié)我們可以使用放樣機(jī)器人、高邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備。

土方開(kāi)挖智能設(shè)備任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展1.2

邊坡支護(hù)智能設(shè)備任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展5.2作業(yè)評(píng)價(jià)5.2.1護(hù)坡樁質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：（1）保證項(xiàng)目：①護(hù)坡樁所用原材料和混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范的規(guī)定。檢驗(yàn)方法：觀察檢查和檢查材料合格證件及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。②成孔深度必須符合設(shè)計(jì)要求，沉渣厚度嚴(yán)禁大于200mm。③混凝土澆注充盈系數(shù)應(yīng)大于1。③澆注后的樁頂標(biāo)高及浮漿處理必須符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范規(guī)定。檢驗(yàn)方法：觀察和尺量。（2）允許偏差項(xiàng)目：

護(hù)坡樁的允許偏差和檢查方法應(yīng)符合下表規(guī)定：任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展護(hù)坡樁允許偏差項(xiàng)目和檢查方法表項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差（mm）檢查方法1鋼筋籠主筋間距±10尺量2箍筋間距±203直徑±104長(zhǎng)度±505保護(hù)層厚度≤106樁

孔樁位不大于d/6≤100拉線和尺量7樁徑±208孔深度±509垂直度0.5%吊線和尺量任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展（3）混凝土試塊每臺(tái)機(jī)器每臺(tái)班（限量在100m3以內(nèi)）的同配合比混凝土取樣不少于一次（包括同條件養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)各一組試塊)。5.2.2

錨桿支護(hù)質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：（1）保證項(xiàng)目①錨桿所用鋼材、水泥品種、標(biāo)號(hào)、水泥漿的水灰比和外加劑的品種、摻量必須符合設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)方法：觀察和檢查出廠證明及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。②錨桿的位置、數(shù)量、長(zhǎng)度必須符合監(jiān)理部門批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案和施工規(guī)范的規(guī)定。檢驗(yàn)方法：觀察和檢查施工記錄。③水泥漿應(yīng)按設(shè)計(jì)要求配制，嚴(yán)格控制水灰比，注漿壓力不小于1Mpa;注漿充盈系數(shù)不小于1.1。檢驗(yàn)方法：觀察和檢查施工記錄。任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展④錨桿張拉和施加應(yīng)力要求：錨固段水泥漿強(qiáng)度大于15Mpa，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%后方可進(jìn)行張拉。錨桿張拉至設(shè)計(jì)荷載的0.9～1.0倍后再按設(shè)計(jì)要求鎖定。錨桿張拉控制應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)錨桿體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍。檢驗(yàn)方法：觀察和檢查施工記錄。

（2）允許偏差項(xiàng)目：錨桿的允許偏差項(xiàng)目和檢查方法應(yīng)符合下表規(guī)定：任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展

錨桿允許偏差項(xiàng)目和檢查方法表項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差（mm）檢查方法1孔位水平方向≤50測(cè)斜儀和尺量2垂直方向≤1003偏斜度≤3%4孔深+100~+2005孔徑±10任務(wù)1：土方開(kāi)挖及邊坡支護(hù)五

知識(shí)拓展（3）水泥漿試塊：①水泥漿強(qiáng)度等級(jí)不低于15Mpa。②試塊制作每臺(tái)班不少于一組，或每30根錨桿保證做一組。③錨桿驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)按“JGJ120-2012”規(guī)程進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)數(shù)量應(yīng)取錨桿總數(shù)量的5%，但不得少于3根。3.基坑工程的綠色施工（詳見(jiàn)電子資源1）習(xí)題與思考一．選擇題1.場(chǎng)地平整是指將天然地面改造成所要求的設(shè)計(jì)平面時(shí)所進(jìn)行的土石方施工全過(guò)程，厚度在（）mm以內(nèi)的挖填和找平工作。A100B300C400D5002.基坑（槽）及管溝開(kāi)挖?；樱ú郏┘肮軠祥_(kāi)挖是指開(kāi)挖寬度在3m以內(nèi)的基槽且長(zhǎng)度>寬度（）倍或開(kāi)挖底面積在20㎡且長(zhǎng)為寬3倍以內(nèi)的土石方工程。A2B3C4D53.土方邊坡的大小主要與土質(zhì)和（）有關(guān)。A開(kāi)挖深度B開(kāi)挖方法C邊坡留置時(shí)間的長(zhǎng)短D邊坡附近的各種荷載狀況及排水情況習(xí)題與思考

二.

簡(jiǎn)答題1.什么叫土方工程？?jī)?nèi)容有哪些？2.護(hù)坡樁施工工序有哪些？3.形成本工程土方土方工程施工組織設(shè)計(jì)，并以小組為單位進(jìn)行匯報(bào)。模塊二地基基礎(chǔ)工程施工項(xiàng)目２：土方工程——任務(wù)2土方平整與調(diào)配2023任務(wù)2土方平整與調(diào)配

場(chǎng)地平整就是將原始地面改造成滿足人們生產(chǎn)、生活所要求的平面（如滿足后續(xù)建筑場(chǎng)地與已有建筑場(chǎng)地的標(biāo)高對(duì)應(yīng)關(guān)系，滿足整個(gè)場(chǎng)地的排水系統(tǒng)要求等），并力求使場(chǎng)地內(nèi)挖填平衡土方量最小。其主要內(nèi)容是先進(jìn)行場(chǎng)地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)確定設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算挖、填土方量，最后合理地進(jìn)行土方調(diào)配。一

任務(wù)引入任務(wù)2土方平整與調(diào)配2.1土的工程性質(zhì)

影響土方工程施工的土的工程性質(zhì)有土的可松性、滲透性和含水量等。2.1.1

土的可松性

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開(kāi)挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)成原來(lái)的體積，這種性質(zhì)稱為土的可松性。它對(duì)土方平衡調(diào)配，基坑開(kāi)挖時(shí)留棄土方量及運(yùn)輸工具的選擇有直接影響。土的可松性的大小用可松性系數(shù)表示，分為最初可松性系數(shù)和最終可松性系數(shù)。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配（1）最初可松性系數(shù)KS自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開(kāi)挖成松散狀態(tài)后，其體積的增加，用最初可松性系數(shù)表示。二

知識(shí)準(zhǔn)備式中，V1——土在自然狀態(tài)下的體積；V2——土經(jīng)開(kāi)挖成松散狀態(tài)下的體積。土的最初可松性系數(shù)是計(jì)算挖掘機(jī)械生產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)。任務(wù)2土方平整與調(diào)配二

知識(shí)準(zhǔn)備（2）最終可松性系數(shù)

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開(kāi)挖成松散狀態(tài)后，回填夯實(shí)后，仍不能恢復(fù)到原自然狀態(tài)下體積，夯實(shí)后的體積與原自然狀態(tài)下體積之比，用最終可松性系數(shù)表示。式中，V3——土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。最終可松性系數(shù)是計(jì)算場(chǎng)地平整標(biāo)高及填方所需的挖方體積等的重要參數(shù)。

各類土的可松性系數(shù)如表1-2所示。任務(wù)2土方平整與調(diào)配土的可松性系數(shù)參考值二

知識(shí)準(zhǔn)備土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)最初最終最初最終一類土（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?1.30任務(wù)2土方平整與調(diào)配2.1.2

土的滲透性

土的滲透性是指土體被水透過(guò)的性質(zhì)，水流通過(guò)土中孔隙的難易程度。土的滲透性是用滲性系數(shù)K表示。滲透系數(shù)K值直接影響降水方案的選擇和涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確性。其參考值如表所示土的滲透系數(shù)參考值二

知識(shí)準(zhǔn)備土的種類K/(m/d)土的種類K/(m/d)亞黏土、黏土<0.1含黏土的中砂及純細(xì)砂20?25亞黏土0.1?0.5含黏土的細(xì)砂及純中砂35?50含亞黏土的粉砂0.5?1.0純粗砂50?75純粉砂1.5?5.0粗砂夾礫石50?100含黏土的細(xì)砂10?15礫石100?200任務(wù)2土方平整與調(diào)配土的滲透性系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定方法是由法國(guó)學(xué)者達(dá)西發(fā)明的，根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水在土中滲流速度V與水力坡度成正比，即V=K×i式中，i——水力坡度，又叫水力梯度，是兩點(diǎn)的水位差與滲流路程之比。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配2.1.3

土的含水量

土的含水量是指土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即W=(G1-G2)/G2×100%式中，G1——含水狀態(tài)土的質(zhì)量；G2——烘干后土的質(zhì)量（土經(jīng)105°C烘干后的質(zhì)量）。

土的含水量表示土的干濕程度，是反映土的濕度的一個(gè)重要物理指標(biāo)。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。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配

天然狀態(tài)下土層的含水量稱天然含水量，其變化范圍很大，與土的種類、埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。一般干的粗砂土，其值接近于零，而飽和砂土可達(dá)40%;堅(jiān)硬的黏性土的含水量約小于30%,而飽和狀態(tài)的軟黏性土（如淤泥），則可達(dá)60%或更大。一般說(shuō)來(lái)，同一類土，當(dāng)其含水量增大時(shí)，強(qiáng)度就降低。土的含水量超過(guò)25%?30%,機(jī)械化施工就困難，容易產(chǎn)生打滑和陷車的現(xiàn)象。

在定含水量的條件下，用同樣的夯實(shí)工具，可使回填土達(dá)到最大密實(shí)度，此含水量稱為最佳含水量。常見(jiàn)土的最佳含水量：砂土為8%?12%;粉土為9%?15%;粉質(zhì)黏土為12%?15%;黏土為19%?23%。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配

土方量計(jì)算完成后，便可著手土方的調(diào)配工作。土方調(diào)配，就是對(duì)挖土的利用、土方的堆棄和填土的取得這三者之間的關(guān)系進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)的處理。好的土方調(diào)配方案，應(yīng)該是使土方運(yùn)輸量或運(yùn)輸費(fèi)用達(dá)到最小，而且又能方便施工。知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配2.土方調(diào)配原則（1）應(yīng)力求達(dá)到挖方與填方基本平衡和就近調(diào)配，使挖方量與運(yùn)距的乘積之和盡可能為最小，即使土方運(yùn)輸量或費(fèi)用最小。（2）土方調(diào)配應(yīng)考慮近期施工與后期利用相結(jié)合的原則，考慮分區(qū)與全場(chǎng)相結(jié)合的原則，還應(yīng)盡可能與大型地下建筑物的施工相結(jié)合，以避免重復(fù)挖運(yùn)和場(chǎng)地混亂。知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配（3）合理布置挖、填方分區(qū)線，選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸線路，使土方機(jī)械和運(yùn)輸車輛的性能得到充分發(fā)揮。（4）好土用在回填質(zhì)量要求高的地區(qū)。

總之，進(jìn)行土方調(diào)配，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運(yùn)輸方法，綜合考慮上述原則，并經(jīng)計(jì)算比較,選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。二

知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)2土方平整與調(diào)配3.1利用土的可松性系數(shù)求土方量詳見(jiàn)電子資源23.2場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟場(chǎng)地平整的土方量計(jì)算通常采用方格網(wǎng)法。其計(jì)算步驟為：3.2.1

確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)小型場(chǎng)地平整時(shí)，若對(duì)場(chǎng)地標(biāo)高無(wú)特殊要求（不考慮邊坡、泄水坡等），一般可根據(jù)平整前后土方量相等的原則，確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。具體如下。（1）將場(chǎng)地地形圖根據(jù)要求的精度劃分為長(zhǎng)10?40m的方格網(wǎng)，如圖11所示。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配三

任務(wù)實(shí)施1-等高線；2-自然地面；3-設(shè)計(jì)地面

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖任務(wù)2土方平整與調(diào)配（2）求出各方格角點(diǎn)的地面標(biāo)高。地形平坦時(shí)，可根據(jù)地形圖相鄰兩等高線的標(biāo)高，用插入法求得，地形不平坦時(shí)，用插入法有較大誤差，可在地面上用木樁打好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測(cè)出。（3）根據(jù)挖填平衡的原則，初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H。三

任務(wù)實(shí)施式中，H1——為一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)標(biāo)高；H2——為二個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)尚；

H3——為二個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)局；

H4——為四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；

H0——平整后的場(chǎng)地標(biāo)高；

n——方格數(shù)。任務(wù)2土方平整與調(diào)配2.2場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整

在進(jìn)行場(chǎng)地設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)綜合各方面因素確定場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高，這個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)高可以是一固定值，但實(shí)際上由于排水的要求，場(chǎng)地表面均應(yīng)有一定的泄水坡度。因此，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地泄水坡度的要求(單向泄水或雙向泄水），計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi)各方格角點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（1）單向泄水時(shí)，場(chǎng)地各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的求法。場(chǎng)地用單向泄水時(shí)，以設(shè)計(jì)給定的場(chǎng)地中心線(與排水方向垂直的中心線)標(biāo)高作為原始標(biāo)高(見(jiàn)圖2.4),場(chǎng)地內(nèi)任意一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配式中Hij——場(chǎng)地內(nèi)設(shè)計(jì)確定的標(biāo)高；

j——該點(diǎn)至場(chǎng)地中心線的距離；

i——場(chǎng)地泄水坡度（不小于2%)（2）雙向泄水時(shí)，場(chǎng)地各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的求法。場(chǎng)地用雙向泄水時(shí)，設(shè)計(jì)給定的場(chǎng)地中心點(diǎn)標(biāo)高作為原始標(biāo)高（見(jiàn)圖2.5),場(chǎng)地內(nèi)任意一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配式中Lx,Ly——該點(diǎn)距場(chǎng)地中心線x軸、y軸的距離；

ix,iy——場(chǎng)地在下，x，y方向的泄水坡度。例如，圖2.5中場(chǎng)地內(nèi)H42點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配三

任務(wù)實(shí)施單/雙向泄水坡度的場(chǎng)地任務(wù)2土方平整與調(diào)配3.2.3場(chǎng)地填挖高度的標(biāo)注

將設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格點(diǎn)的右上角和右下角。設(shè)計(jì)地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)髙的差值,即各角點(diǎn)的填挖高度，填在方格網(wǎng)的左上角，挖方為（-)，填方為（+)。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配

3.2.4計(jì)算零點(diǎn)，標(biāo)出零線

當(dāng)同一方格的四個(gè)角點(diǎn)的施工高度全為“+”或全為“-”時(shí)，說(shuō)明該方格內(nèi)的土方則全部為填方或全部為挖方。當(dāng)一個(gè)方格中一部分角點(diǎn)的施工高度為“+”，而另一部分為“-”時(shí)，說(shuō)明此方格中的土方一部分為填方，而另一部分為挖方，這時(shí)必定存在不挖不填的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)叫零點(diǎn)。把一個(gè)方格中的所有零點(diǎn)都連接起來(lái)，形成的直線或曲線叫零線，即挖方與填方的分界線，如圖1-5所示。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配三

任務(wù)實(shí)施計(jì)算零點(diǎn)的位置示意圖任務(wù)2土方平整與調(diào)配零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算三

任務(wù)實(shí)施式中，x1、x2--角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離；h1、h2--相鄰兩角點(diǎn)的施工高度，均用絕對(duì)值；

a--方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)。任務(wù)2土方平整與調(diào)配（1）計(jì)算方格網(wǎng)中各方格的土方量按照下表所列公式，分別計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方或填方量。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配三

任務(wù)實(shí)施項(xiàng)目圖式計(jì)算公式一點(diǎn)填方或挖方（三角形）

當(dāng)b=c=a時(shí)，

二點(diǎn)填方或挖方（梯形）

常用方格網(wǎng)計(jì)算公式任務(wù)2土方平整與調(diào)配三

任務(wù)實(shí)施三點(diǎn)填方或挖方（五角形）

四點(diǎn)填方或挖方（正方形）

任務(wù)2土方平整與調(diào)配注：①a—方格網(wǎng)的邊長(zhǎng);b、c—零點(diǎn)到一角的邊長(zhǎng);h1、h2、h3、h4—方格網(wǎng)四角點(diǎn)的填挖高度，用絕對(duì)值代人；∑h一填方或挖方髙度的總和，用絕對(duì)值代人;V—挖方或填方體積。

②本表公式是按各計(jì)算圖形底面積乘以平均施工高程得出的。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配3.2.5邊坡土方量計(jì)算

為保證場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)土壁的穩(wěn)定和施工安全，挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡。如圖1-11所示為場(chǎng)地邊坡的平面示意圖，從圖中可以看出，邊坡的土方量可以劃分為兩種近似的幾何形體進(jìn)行計(jì)算，一種為三角形棱錐體（如圖中①②③)，另一種為三角棱柱體（如圖中的④)。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配三

任務(wù)實(shí)施場(chǎng)地邊坡的平面示意圖任務(wù)2土方平整與調(diào)配（1）三角形棱錐體邊坡體積例如圖2.8中①的體積為三

任務(wù)實(shí)施式中，L1——邊坡①的長(zhǎng)度（m);F1——邊坡①的端面積（m2);h2——角點(diǎn)的挖土高度m——邊坡的坡度系數(shù)。任務(wù)2土方平整與調(diào)配（2）三角棱柱體邊坡體積當(dāng)兩端橫斷面面積相差不大時(shí)，其體積為:三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配當(dāng)兩端橫斷面面積相差很大時(shí)，其體積為:三

任務(wù)實(shí)施式中， L4--邊坡④的長(zhǎng)度（m);F3,F5,F0--邊坡④的兩端及中部橫斷面面積。任務(wù)2土方平整與調(diào)配3.2.6計(jì)算土方總量將挖方區(qū)（或填方區(qū)）的所有方格土方量和邊坡土方量匯總后即得場(chǎng)地平整挖（填）方的工程量。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配3.土方調(diào)配的步驟土方調(diào)配的步驟主要包括劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）一計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距一確定初始調(diào)配方案一判別、優(yōu)化方案一繪制土方調(diào)配圖表。（1）劃分調(diào)配區(qū)調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。①調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)該與房屋和構(gòu)筑物的平面位置相協(xié)調(diào)，并考慮它們的開(kāi)工順序、工程的分期施工順序。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配②調(diào)配區(qū)的大小應(yīng)該滿足土方施工主導(dǎo)機(jī)械的技術(shù)要求。③調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)該和土方工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)協(xié)調(diào)，通常可由若干個(gè)方格組成。④當(dāng)土方運(yùn)距較大或場(chǎng)內(nèi)土方不平衡時(shí)，可就近借土或棄土，借土區(qū)或棄土區(qū)可作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)配區(qū)。調(diào)配區(qū)的劃分盡可能與大型地下建筑物的施工相結(jié)合，避免土方重復(fù)開(kāi)挖。三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配（2）計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距

平均運(yùn)距是指挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)土方重心的距離。當(dāng)填、挖方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠(yuǎn)，采用汽車、自行式鏟運(yùn)機(jī)及其他運(yùn)土工具沿工地道路或規(guī)定路線運(yùn)土?xí)r，其運(yùn)距應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。

先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標(biāo)義^匕。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可用作圖法近似求出調(diào)配區(qū)平面的形心位置以代替重心位置。取場(chǎng)地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，則三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配式中，xi、yi—i塊方格的重心坐標(biāo)；

vi—i塊方格的土方量。重心求出后，標(biāo)于相應(yīng)的調(diào)配區(qū)圖上，求出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距L0為三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配式中，XOT、YOT—填方區(qū)的重心坐標(biāo)；

XOW、YOW—挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。（3）確定初始調(diào)配方案確定最優(yōu)調(diào)配方案常用“表上作業(yè)法”求解。（4）判別方案--優(yōu)化方案--繪制土方調(diào)配圖（具體操作見(jiàn)電子資源3）三

任務(wù)實(shí)施任務(wù)2土方平整與調(diào)配四

知識(shí)拓展4.1智能計(jì)算土方量

目前平整土方算量的軟件有飛時(shí)達(dá)、CASS、revit、Civil3D等，本次課程主要介紹用軟件

Revit算土方工程量。任務(wù)2土方平整與調(diào)配知識(shí)拓展

如下圖所示，建立了一個(gè)地形表面。地形表面可以通過(guò)添加高程點(diǎn)的方式建立，也可以導(dǎo)入等高線圖或記錄高程點(diǎn)的文本進(jìn)行創(chuàng)建。

接著選中這個(gè)地形表面，在屬性欄中將其“階段”屬性的值修改為“現(xiàn)有類型”，如下圖所示。任務(wù)2土方平整與調(diào)配四

知識(shí)拓展

將階段修改為現(xiàn)