1、前前 言言 土木工程施工是土木專業(yè)（房建方向）的一門土木工程施工是土木專業(yè)（房建方向）的一門實(shí)踐實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性大、涉及知識面廣的骨干性強(qiáng)、綜合性大、涉及知識面廣的骨干專業(yè)課程，它的專業(yè)課程，它的任務(wù)是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。任務(wù)是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。是是同學(xué)們步入工作崗位后要學(xué)以致用、安身立命的主要課同學(xué)們步入工作崗位后要學(xué)以致用、安身立命的主要課程之一。程之一。無論同學(xué)們畢業(yè)后在土木建筑領(lǐng)域從事何種職無論同學(xué)們畢業(yè)后在土木建筑領(lǐng)域從事何種職業(yè)和崗位，學(xué)好本課程的專業(yè)知識都將使你受用終生。業(yè)和崗位，學(xué)好本課程的專業(yè)知識都將使你受用終生。第一章第一章 土方工

2、程土方工程第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 1 概述概述 2 土方邊坡土方邊坡 3 土方量計(jì)算的方法土方量計(jì)算的方法 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算 5 土方調(diào)配土方調(diào)配第第2講講 土方工程施工要點(diǎn)土方工程施工要點(diǎn) 1 土方開挖土方開挖 2 土壁穩(wěn)定土壁穩(wěn)定 3 施工排水施工排水 4 流砂的防治流砂的防治第第3講講 機(jī)械化施工及填土壓實(shí)機(jī)械化施工及填土壓實(shí) 1 土方機(jī)械化施工土方機(jī)械化施工 2 填土壓實(shí)填土壓實(shí)第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)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

3、工內(nèi)容有：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)容土方工程的內(nèi)容 場地平整：場地平整：包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計(jì)包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。 開挖溝槽、基坑開挖溝槽、基坑( (豎井、隧道、修筑路基、堤壩豎井、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(hù)結(jié)構(gòu)等。包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。 土方回填與壓實(shí)土方回填與壓實(shí)：包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。方法及密

4、實(shí)度檢驗(yàn)等。1 概述概述第第1 1章章 土方工程土方工程共共4646頁頁 第第1 1頁頁1.2 土方工程的施工要求土方工程的施工要求 土方量少、工期短、費(fèi)用省；土方量少、工期短、費(fèi)用省； 因地制宜編制合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、因地制宜編制合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；塌方等事故發(fā)生，確保安全； 要求標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確；要求標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確； 土體有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；土體有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性； 應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的施工工藝、施工組織和機(jī)械應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的施工工藝、施工組織和機(jī)械化施工。化施工。1 1 概述概述共共4646頁頁 第第2 2頁頁土的分類土的分類土

5、的名稱土的名稱密度密度（kg/m3）開挖方法開挖方法一類土一類土（松軟土）（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥6001500用鍬、鋤頭挖掘用鍬、鋤頭挖掘二類土二類土（普通土）（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵土混卵( (碎碎) )石；種植土；填土石；種植土；填土11001600用鍬、鋤頭挖掘，少用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松許用鎬翻松三類土三類土（堅(jiān)土）（堅(jiān)土）軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎含碎( (卵卵

6、) )石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土17501900主要用鎬，少許用鍬、主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍鋤頭，部分用撬棍四類土四類土（砂礫堅(jiān)土）（砂礫堅(jiān)土）堅(jiān)實(shí)密實(shí)的粘性土或黃土；中等密實(shí)的含碎堅(jiān)實(shí)密實(shí)的粘性土或黃土；中等密實(shí)的含碎( (卵卵) )石石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r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，部分用用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘鍥子及大錘五類土五類土（軟石）（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不硬質(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及貝殼石巖緊的礫巖；軟石灰?guī)r

7、及貝殼石巖11002700用鎬或撬棍、大錘，用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破部分用爆破六類土六類土（次堅(jiān)石）（次堅(jiān)石）泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖22002900用爆破方法，部分用用爆破方法，部分用風(fēng)鎬風(fēng)鎬七類土七類土（堅(jiān)石）（堅(jiān)石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅(jiān)實(shí)的大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r25003100用爆破方法用爆破方法八類土八類土（特堅(jiān)石）（特堅(jiān)石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的

8、細(xì)粒花崗巖、安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖27003300用爆破方法用爆破方法1.3 土的工程分類土的工程分類1 1 概述概述1.4 土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì) 天然密度天然密度-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。的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。 干密度干密度-是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。 土的質(zhì)量密度土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀取土環(huán)刀 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀

9、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀不同類的土，其最大不同類的土，其最大干密度是不同的；同干密度是不同的；同類的土在不同的狀態(tài)類的土在不同的狀態(tài)下下( (含水量、壓實(shí)程度含水量、壓實(shí)程度) )其密實(shí)度也是不同的其密實(shí)度也是不同的1 1 概述概述共共4646頁頁 第第4 4頁頁 土的含水量土的含水量W 是土中所含的水與土的固體顆粒間的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：質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示，見下式：221GGGW含水量影響土方含水量影響土方施工方法的選擇施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質(zhì)量回填土的質(zhì)量土的含水量超過土的含水量超過2530%，則機(jī)械化施工就困難，容易則機(jī)械化施工就

10、困難，容易打滑、陷車打滑、陷車回填土則需有最佳含水量方能回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實(shí)，獲得最大干密度夯壓密實(shí)，獲得最大干密度快速含水量測定儀快速含水量測定儀1 1 概述概述共共4646頁頁 第第5 5頁頁 土的滲透性土的滲透性 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度 V 與土的滲透系數(shù)與土的滲透系數(shù) K 和水頭梯度和水頭梯度 I 有關(guān)，地下水在土中的滲流有關(guān)，地下水在土中的滲流速度可按達(dá)西公式計(jì)算：速度可按達(dá)西公式計(jì)算： V（m/d）=KI 土壤滲透試驗(yàn)儀土壤滲透試驗(yàn)儀滲透系數(shù)滲透系數(shù)K 值將值將直接影響降水方直接影響

11、降水方案的選擇和涌水案的選擇和涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確性量計(jì)算的準(zhǔn)確性1 1 概述概述共共4646頁頁 第第6 6頁頁 土的可松性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(shí)，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來的體積。土的可松性用可松可松性系數(shù)性系數(shù) KS 表示。表示。 土的最初可松性系數(shù)土的最初可松性系數(shù)KS= V2 / V1； 土的最后可松性系數(shù)土的最后可松性系數(shù)K，S= V3 / V1 。 式中：式中：V1土在天然狀態(tài)下的體積；土在天然狀態(tài)下的體積； V2土經(jīng)開挖后的松散體積；土

12、經(jīng)開挖后的松散體積； V3土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土的最初可松性系土的最初可松性系數(shù)數(shù)KS是計(jì)算挖掘機(jī)械是計(jì)算挖掘機(jī)械生生產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量量及棄土坑容積的重及棄土坑容積的重要要參數(shù)，最后可松性參數(shù)，最后可松性系系數(shù)數(shù)K，S是計(jì)算場地平是計(jì)算場地平整標(biāo)高及填方所需整標(biāo)高及填方所需的的挖方體積等的重要挖方體積等的重要參參 數(shù)。數(shù)。1 1 概述概述共共4646頁頁 第第7 7頁頁土的可松性參考值土的可松性參考值土的類別土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)可松性系數(shù)最最 初初最最 后后最初最初 Ks最后最后 K，s一類土一類土（種植土除外）（種植土除外）

13、81712.51.081.171.011.03二類土二類土（植物土、泥炭）（植物土、泥炭）2030341.201.301.031.04二類土二類土14282.551.141.281.021.05三類土三類土2430471.241.301.041.07四類土（除外）四類土（除外）2632691.261.321.061.09四類土四類土（泥灰?guī)r、蛋白）（泥灰?guī)r、蛋白）333711151.331.371.111.15五七類土五七類土304510201.301.451.101.20八類土八類土455020301.451.501.201.301 1 概述概述共共4646頁頁 第第8 8頁頁2 土方邊坡土

14、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。邊坡的表示方法為減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為 1:m ，即：，即：第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃mhbbh:1/1土方邊坡坡度 式中式中 m = b / h ，稱為坡度系數(shù)。其意義為：，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當(dāng)邊坡高度已當(dāng)邊坡高度已知為知為h 時，其邊坡寬度則等于時，其邊坡寬度則等于mh。共共4646頁頁 第第9 9頁頁臨時性挖方的邊坡值臨時性挖方的邊坡值土土 的的 類類 別別邊坡值（高：寬）邊坡值（高：寬）砂砂 土（不包括細(xì)砂、粉砂）土（不包括細(xì)

15、砂、粉砂）1:1.251:1.5一般一般粘性土粘性土硬硬1:0.751:1硬、塑硬、塑1:11:1.25軟軟1:1.5 或更緩或更緩碎石類土碎石類土充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土1:0.51:1充填砂土充填砂土1:11:1.5 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(diǎn)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(diǎn)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：方邊坡可按下表確定：2 2 土方邊坡土方邊坡共共4646頁頁 第第1010頁頁深度在深度在5m內(nèi)的基坑內(nèi)的基坑( (槽槽) )

16、、管溝邊坡、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）的最陡坡度（不加支撐）土土 的的 種種 類類邊邊 坡坡 坡坡 度（高：寬）度（高：寬）坡頂無荷載坡頂無荷載坡頂有靜載坡頂有靜載坡頂有動載坡頂有動載中密的砂土中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石類土中密的碎石類土(充填物為砂土充填物為砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石類土中密的碎石類土(充填物為粘性土充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黃土老黃土1:0.101:0.25

17、1:0.33軟土軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后經(jīng)井點(diǎn)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、溝槽底面當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好。土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑、溝槽底面標(biāo)高時，挖方深度在標(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：以內(nèi)，不加支撐的邊坡可按下表確定：2 2 土方邊坡土方邊坡共共4646頁頁 第第1111頁頁3 土方量計(jì)算的基本方法土方量計(jì)算的基本方法土方量計(jì)算的基本方法有土方量計(jì)算的基本方法有平均高度法平均高度法 和和平均斷面法平均斷面法 兩種。兩種。3.1 平均高度法平均高度法 四方棱柱體法：四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于a

18、 的的方格網(wǎng)，每個方格網(wǎng)的土方體積方格網(wǎng)，每個方格網(wǎng)的土方體積 V 等于底面積等于底面積 a2 乘四個角點(diǎn)高度乘四個角點(diǎn)高度的平均值，即：的平均值，即：)(443212hhhhaV第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第1212頁頁 三角棱柱體法：三角棱柱體法：將每一個方格順地形的等高線沿對角線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(jì)算每一個三角棱柱體的土方量。劃分為兩個三角形，然后分別計(jì)算每一個三角棱柱體的土方量。方格網(wǎng)土方量計(jì)算方格網(wǎng)土方量計(jì)算則可采取則可采取平均高度平均高度法法（四方棱柱體法四方棱柱體法和和三角棱柱體法三角棱柱體法）3 3 土方量計(jì)算的

19、基本方法土方量計(jì)算的基本方法共共4646頁頁 第第1313頁頁3.2平均斷面法平均斷面法 基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均斷面法。即：斷面法。即：)4(6201FFFHV3 3 土方量計(jì)算的基本方法土方量計(jì)算的基本方法共共4646頁頁 第第1414頁頁4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算 H0的重要性的重要性 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)，也是總圖場地設(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)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對減少土方工規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對減少土方工程量

20、、加速工程進(jìn)度、降低工程造價有著重要意義。程量、加速工程進(jìn)度、降低工程造價有著重要意義。4.1 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的確定的確定 確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個最佳方案。較，選擇一個最佳方案。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第1515頁頁 H0 的確定原則的確定原則 滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅粷M足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅?充分利用地形，分區(qū)或分臺階布置，分別確定不同的設(shè)充分利用地形，分區(qū)或分臺階布置，分別確定不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高；計(jì)標(biāo)高； 考慮挖填平衡、棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少；考慮

21、挖填平衡、棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少； 要有合理的泄水坡度（要有合理的泄水坡度（22），滿足排水要求；），滿足排水要求； 考慮最高洪水位的影響。考慮最高洪水位的影響。4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第1616頁頁 H0 的確定步驟的確定步驟 如場地設(shè)計(jì)標(biāo)高無特殊要求時，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則如場地設(shè)計(jì)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確定H0 , ,其步驟如下：其步驟如下： 劃分方格網(wǎng)劃分方格網(wǎng) 方格網(wǎng)邊長方格網(wǎng)邊長a 可取可取1050m，常用常用20m、40m；挖填平衡原則即挖填平衡原則即場地內(nèi)土方的絕場地內(nèi)土方的絕對體積在平整前對體積在

22、平整前、后相等、后相等4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第1717頁頁 確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程 水準(zhǔn)儀實(shí)測；水準(zhǔn)儀實(shí)測； 利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得：利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得： H13=251.70 4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第1818頁頁 按每一個方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為按每一個方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為幾個方格共有的情況，幾個方格共有的情況，確定設(shè)計(jì)標(biāo)高確定設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的實(shí)用公式為：的實(shí)用公式為：)432(4143210HHHHn

23、H 按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高式中：式中： n 方格網(wǎng)數(shù)；方格網(wǎng)數(shù)； H1 一個方格僅有的角點(diǎn)坐標(biāo)；一個方格僅有的角點(diǎn)坐標(biāo)； H2 兩個方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；兩個方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)； H3 三個方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；三個方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)； H4 四個方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)。四個方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)。4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第1919頁頁4.2 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的調(diào)整的調(diào)整 按以上步驟求得的按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出整，求出H,0： 土的可松性影響土的可松性影響

24、填方因土的可松性引起的填方體積填方因土的可松性引起的填方體積增加；增加； 場內(nèi)挖方和填方的影場內(nèi)挖方和填方的影響響從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，安排的從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)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；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場地泄水坡度的影響單坡？雙坡？單坡？雙坡？4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2020頁頁土木工程施工土木工程施工邵陽學(xué)院邵陽學(xué)院 土木專業(yè)土木專業(yè) 由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場地設(shè)計(jì)標(biāo)高

25、調(diào)整為：土的可松性后，場地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為： VWVTH0V ,WV ,TH ,0h理論設(shè)計(jì)標(biāo)高理論設(shè)計(jì)標(biāo)高 調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高 土的可松性影響土的可松性影響hHH0,0,) 1(sTswFwKFKVh4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2121頁頁 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高場地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)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觀點(diǎn)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(jì)標(biāo)高。部分填方，均會引起挖填土方量的變

26、化，亦需調(diào)整場地設(shè)計(jì)標(biāo)高。 20,0NaQHH 場內(nèi)挖方和填方的影響場內(nèi)挖方和填方的影響式中：式中： Q場地根據(jù)場地根據(jù)H0平整后多余或不足的土方量。平整后多余或不足的土方量。其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算：其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算： 4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2222頁頁 調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個水平面的標(biāo)高，而實(shí)際施工中要根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個水平面的標(biāo)高，而實(shí)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(jì)算出場地內(nèi)各方格網(wǎng)角泄水坡度的要求（單坡泄水或雙坡泄水）計(jì)算出場地內(nèi)各方格網(wǎng)角點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高。點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高。 場地泄水坡度的影響場地泄水坡

27、度的影響 場地為單坡泄水時場地為單坡泄水時，場地，場地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：式中：式中：l 該點(diǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高該點(diǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高H，0的距離的距離； i 場地泄水坡度（不小于場地泄水坡度（不小于2）。）。liHHn,04 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2323頁頁 場地為雙坡泄水時場地為雙坡泄水時，場地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：，場地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：yyxxnililHH,0式中：式中：lx、ly該點(diǎn)沿該點(diǎn)沿X-X、Y-Y方向方向 距場地中心線的距離；距場地中心線的距離； ix、iy場地沿場地沿X-X、Y-Y方向方向 的泄水坡度。的泄水坡

28、度。公式中正負(fù)號的取值：公式中正負(fù)號的取值：計(jì)算角點(diǎn)在計(jì)算角點(diǎn)在H，0之上取之上取“”，反之取，反之取“”4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2424頁頁4.3 場地土方量的計(jì)算場地土方量的計(jì)算 求各方格角點(diǎn)的施工高度求各方格角點(diǎn)的施工高度hn hn=場地設(shè)計(jì)標(biāo)高場地設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn自然地面標(biāo)高自然地面標(biāo)高H 角點(diǎn)編號角點(diǎn)編號 施工高度施工高度 hn 1- 0.72 43.24 42.52自然地面標(biāo)高自然地面標(biāo)高 H 設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高 Hn若若hn為正值則為正值則該點(diǎn)為填方，該點(diǎn)為填方， hn為負(fù)值則為負(fù)值則為挖方。為挖方。場地土方量計(jì)算步驟如下：場地土方量計(jì)算步驟如

29、下：4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算土方方格網(wǎng)圖例土方方格網(wǎng)圖例共共4646頁頁 第第2525頁頁 零線位置的確定：零線位置的確定：先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“ “ + ”+ ”、“ “ ” ”中的零點(diǎn)，將相鄰兩零點(diǎn)連接起來即為零線。中的零點(diǎn)，將相鄰兩零點(diǎn)連接起來即為零線。 繪出零線：繪出零線： 式中：式中：X1、X2角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離(m)； h1、h2相鄰兩角點(diǎn)的施工高度相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(m)，均用絕對值；，均用絕對值； a方格網(wǎng)的邊長方格網(wǎng)的邊長(m).(m).零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算：零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算：ahhhxahh

30、hx212221114 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2626頁頁 為省略計(jì)算，亦可用為省略計(jì)算，亦可用圖解法圖解法直接求出零點(diǎn)位置。即直接求出零點(diǎn)位置。即用尺在各角點(diǎn)標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)用尺在各角點(diǎn)標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。見下圖：即為零點(diǎn)位置。見下圖： h1+0.30h2-0.200551010h7h8+0.7-0.10用尺量出用尺量出h10.3的刻度的刻度用尺量出用尺量出h20.2的刻度的刻度兩點(diǎn)連線與兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)為零點(diǎn)用尺量出用尺量出h80.1的刻度的刻度用尺量出用尺量出h70.7的刻度的刻

31、度兩點(diǎn)連線與兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)為零點(diǎn)兩零點(diǎn)連線兩零點(diǎn)連線即為零線即為零線4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2727頁頁 計(jì)算場地挖、填土方量計(jì)算場地挖、填土方量 “零線零線”求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，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(jì)算各方格的挖、填土方量了。便可按平均高度法計(jì)算各方格的挖、填土方量了。4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2828頁頁 計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距 先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標(biāo)先按下式求出各挖方或填方

32、區(qū)土方重心坐標(biāo)X0、Y0： iiiVVxX)(0iiiVVxY)(0填方區(qū)填方區(qū)yH0H0 xxOWxOTyOWyOTL0挖挖方方區(qū)區(qū)式中：式中： xi、yi i 塊方格的重心坐標(biāo)；塊方格的重心坐標(biāo)； Vi i 塊方格的土方量。塊方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19x19、y19挖方區(qū)挖方區(qū)重心重心填方區(qū)填方區(qū)重心重心4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第2929頁頁 則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距 L0 為：為：2002000)()(WTWTyyxxL式中：式中： x0T、y0T 填方區(qū)的重心坐標(biāo)；填方區(qū)的重心坐標(biāo)； x0W、y0

33、W 挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。 在實(shí)際工作中，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的在實(shí)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)的代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。平均運(yùn)距。4 4 場地平整土方量計(jì)算場地平整土方量計(jì)算共共4646頁頁 第第3030頁頁5 土方調(diào)配土方調(diào)配5.2 土方調(diào)配的原則土方調(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：土方調(diào)配是土方規(guī)劃中的一個重要內(nèi)容。其原則是：力求挖力求挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，以減填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)

34、輸。少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。5.1 土方調(diào)配的步驟土方調(diào)配的步驟 劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線） 計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（即計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離） 確定初始調(diào)配方案確定初始調(diào)配方案 優(yōu)化方優(yōu)化方案判別案判別 繪制土方調(diào)配圖表。繪制土方調(diào)配圖表。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第3131頁頁5.3 最優(yōu)調(diào)配方案的確定最優(yōu)調(diào)配方案的確定 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)法表上作業(yè)法”求解。調(diào)配的步驟如下：求解。調(diào)配的步驟如下

35、：用用“最小元素法最小元素法”編制初始調(diào)配方案編制初始調(diào)配方案最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別繪制土方調(diào)配圖繪制土方調(diào)配圖最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別方案的調(diào)整方案的調(diào)整是是否否5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3232頁頁 初始調(diào)配方案初始調(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(yùn)距。試求土方調(diào)量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。配最優(yōu)方案。500500800600500500400W1T1W36050701108070401009040100W4T3

36、W2T270挖方區(qū)挖方區(qū)編號編號填方區(qū)編號填方區(qū)編號挖方區(qū)需挖方區(qū)需調(diào)出土方調(diào)出土方填方區(qū)需填方區(qū)需調(diào)進(jìn)土方調(diào)進(jìn)土方調(diào)配區(qū)間的調(diào)配區(qū)間的平均運(yùn)距平均運(yùn)距5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3333頁頁各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W1x1150 x1270 x13100500C,11C,12C,13W2x2170 x2240 x2390500C,21C,22C,23W3x3260 x32110 x3370500C,31C,32C,33W4x4180 x42100 x4340400C,41C,42C,43填方量填方

37、量m380060050019005 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3434頁頁 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3,11C,12C,13W2705004090500C,21C,22C,23W36011070500C 31C 32C 33W48010040040400C,41C,42C,43填方量填方量m38006005001900 步驟步驟1：選取平均運(yùn)距最小（選取平均運(yùn)距最小（C22=C43=40）的方格，確定它所）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=

38、400（W4的全部挖方調(diào)往的全部挖方調(diào)往T3），），X41、X42=0 （W4的挖方不調(diào)往的挖方不調(diào)往T1、T2），在），在X41、X42的方格內(nèi)畫上的方格內(nèi)畫上“”5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3535頁頁 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W170100500C,11C,12C,13W27090500C,21C,22C,23W3500C,31C,32C,33W48010040040400C,41C,42C,43填方量填方量m38006005001900 步驟步驟2：重復(fù)步驟重復(fù)步驟1，按平均運(yùn)距由小到大（，按平均運(yùn)距由小到大（C22C11C31）依次計(jì)算依

39、次計(jì)算X22、X11、X31，我們就得到了土方調(diào)配的初始方案。，我們就得到了土方調(diào)配的初始方案。1.5 1.5 土方調(diào)配土方調(diào)配50050010030010040506070110共共4646頁頁 第第3636頁頁 最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別 初始調(diào)配方案是按初始調(diào)配方案是按“就近調(diào)配就近調(diào)配”求得的，它保證了挖填平衡、求得的，它保證了挖填平衡、總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行判別。總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行判別。 在在“表上作業(yè)法表上作業(yè)法”中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們介紹引入介紹引入“假想價格系數(shù)假想價格系數(shù)”

40、求檢驗(yàn)數(shù)求檢驗(yàn)數(shù)ij來判別。來判別。 首先求出表中各方格的假想價格系數(shù)，首先求出表中各方格的假想價格系數(shù)，有調(diào)配土方的假想有調(diào)配土方的假想價格系數(shù)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(jì)，無調(diào)配土方的假想價格系數(shù)按下式計(jì)算：算：5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3737頁頁 利用已知的假想價格系數(shù)，我們可以逐個求解未知的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。 步驟步驟1：在有調(diào)配土方的方格內(nèi)，在有調(diào)配土方的方格內(nèi)， C，ij=Cij ，將數(shù)據(jù)填入，將數(shù)據(jù)填入表中；表中；,pfeqpqefCCCC 該公式的意義即：該公式的意義即：構(gòu)成任一矩形的四

41、個方格內(nèi)對角線上的構(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。假想價格系數(shù)之和相等。 5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3838頁頁 步驟步驟2：按任一矩形的四個方格內(nèi)對角線上的按任一矩形的四個方格內(nèi)對角線上的C，ij之和相等，之和相等，逐個求解未知的逐個求解未知的C，ij；如：；如： 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W150050701005005010060W2705004090500 10400W330060100110100705006011070W48010040040400308040填方量填方量m38006005001900101104

42、060,32,22,31,21CCCC5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第3939頁頁 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W15070+1005005010060W2+7040+90500-10400W360110705006011070W4+80+10040400308040填方量填方量m38006005001900 步驟步驟3：引入檢驗(yàn)數(shù)引入檢驗(yàn)數(shù)，按下式求出表中，按下式求出表中無調(diào)配土方方格的檢無調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù)驗(yàn)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）：（即方格右邊兩小格數(shù)字上下相減，將正負(fù)號填入表中）： 12 出現(xiàn)負(fù)數(shù)說明方案不是最佳方案，

43、需要進(jìn)行調(diào)整。出現(xiàn)負(fù)數(shù)說明方案不是最佳方案，需要進(jìn)行調(diào)整。0,ijijijCC5 5 土方調(diào)配土方調(diào)配共共4646頁頁 第第4040頁頁 步驟步驟2：找出找出x12的閉回路。其作法是，從的閉回路。其作法是，從x12方格出發(fā)，沿水方格出發(fā)，沿水平或豎直方向前進(jìn)，遇到有數(shù)字的方格作平或豎直方向前進(jìn)，遇到有數(shù)字的方格作900轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎( (也可不轉(zhuǎn)彎也可不轉(zhuǎn)彎) )，如，如果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)。形成一條以有數(shù)字的方格果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)。形成一條以有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點(diǎn)、用水平或豎直線聯(lián)起來的閉回路。見下表：為轉(zhuǎn)角點(diǎn)、用水平或豎直線聯(lián)起來的閉回路。見下表： T1T2T3W1500X12W2500W3300100100W4400 方案的調(diào)整方案的調(diào)整 步驟步驟1：在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個( (一般選最小的一般選最小的) )，本例，本例即即12，將它對應(yīng)的變量將它對應(yīng)的變量 x1