土方工程

第一節土的分類及性質一.土的分類1、按地基土分類：——根據土的顆粒級配或塑性指數分六類

巖石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,人工填土2土的工程分類：按施工的難易程度分八類

松軟土,普通土,堅土,砂礫堅土,軟石,次堅石堅石,特堅石二.土的性質1

可松性1)定義

自然狀態下的土,經過開挖后,其體積因松散而增加,以后雖經回填壓實,仍不能恢復到原來的體積,其這種性質稱為土的可松性2)可松性的表示—可松性系數(1)最初可松性系數KsV2—開挖后土的松散體積V1—土的自然體積

(2)土的最終可松性系數K’s

V3——土壓實后的體積

V1——土的自然體積

3)可松性的利用（1）借土，棄土時應考慮土的可松性Q—借土或棄土的量，正表示棄土，負表示借土；Vt；Vw—填或挖方的體積；Ks；Ks’—土的可松性

VwVt例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,問該場地是借土還是棄土?若用運土量為5m3/車汽車運土,問應運多少車次

解:根據公式Q=（1000-1500/1.03)×1.08=-492.8m3

結果為負，故該場地應借土

運土的車次為n=492.8/5=48(車次)由于可松性的存在,運土時應考慮工具的容量。由于可松性的存在，原土結構受到破壞時不能用原土回填。

2土的含水量

1）定義：土中水的重量與土的固體顆粒重量之比稱為土的含水量。

2）表達式ω=Ww/W×100%式中：

ω——土的含水量；Ww——土中水的重量；W——土中固體顆粒的重量；3）應用（1）填土時應考慮土的最佳含水量（2）含水量的高低對土的承載力和邊坡的穩定性有影響。3土的滲透性1）定義：土體孔隙中的自由水在重力的作用下會透過土體而運動，土體這種被水透過的性質稱為土的滲透性。2）表示：滲透系數Ｋ由達西定律Ｖ＝ＫＩ知，滲透系數的物理意義是：當水力梯度等于１時的滲流速度。３）應用（１）地下降水時計算涌水量應考慮滲透系數的大小。（２）流砂的防治應考慮。

第二節土方量的計算一基坑，基槽的土方量的計算１、基坑對于基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體（由兩個平行平面做上、下底的一種多面體）體積計算，先計算上、下兩個面的面積F1、F2，再計算其體積。如圖1-1示，計算公式為或

ｈ——開挖深度；Ｆ１、Ｆ２——上下兩個面的面積；a、b——底面的長度和寬；m——放坡系數。圖1-12基槽溝槽土方量可沿其長度方向分段（截面相同的不分段）計算，先計算截面面積，再求長度，累計各段計算土方量，如圖1-2示，可按下式計算Vi——第i段的體積（m3）；F1、F2——第i段的兩端面積（m2）；Li——第i段的長度；F0——第i段的中截面積；

圖1-2二場地平整土方量計算1設計標高的確定場地整平常要求場地內的土方在平整前和平整后相等，達到挖填土方量最平衡。即“填挖平衡”的原則確定設計標高H0。如圖1-3示1）在圖上劃分方格，邊長a=10~40m，常用a=20m2）根據等高線按比例求解各頂點的地面高程Hij3）求解H0

圖1-3場地平整標高計算

1—

等高線2—自然地坪3—設計標高平面4—自然地面與設計標高平面的交線（零線）化簡得改寫成

式中：H0—達到挖填平衡的場地標高(m)；a—方格網邊長(m)；N—方格數(個)；N11…N22—任一方格的四個角點的標高(m);H1—1個方格共有的角點標高(m)；H2—2個方格共有的角點標高(m)；H3—3個方格共有的角點標高(m)；H4—4個方格共有的角點標高(m)。2H0的調整1）考慮土的可松性影響

由于土有可松性，為了達到填挖平衡，則應把H0提高△h，如圖1-4示

VTVW△hAWAT圖1-4標高調整簡圖增加高度為：式中：VT、VW—設計標高調整前的填挖方體積AT、AW—設計標高調整前的填挖方面積；Ks’—土的最終可松性系數；△h—設計標高的增加值。

2)考慮排水坡度后標高

H0為理論數值（即場地表面交處于同一個水平面），可作施工粗略確定場地整平標高用，實際場地均有排水坡度，如場地面積較大，有2‰以上排水坡度，尚應考慮坡度對設計標高的影響，以場地中心為基點，雙向排水，則場地內任一點實際施工時所采用的設計標高Hn，可由下式求得（如圖1-5示）式中：H0—場地內任意一點的設計標高ixiy—x方向y方向的排水坡度(不小于2‰)lxly—x，y方向至場地中心的距離±—由場地中心點沿x，y方向指向計算點，若其方向與ixiy反向則取“+”號，反之取“－”號41H1’h1H1235678910111213141516ixiy

圖1-5方格網示意圖3蔽求僚各頂接點的浸施工愉高度式中批：hn—各撓頂點革的施云工高叼度，“+食”為討填方帳，“登-”兇為滅挖方Hn—各糟角點攤的設將計標窯高Hn’—各北角點惱的自助然標遮高4武確認定零素線，足即填寬挖的住分界扮線當一應個方里格內陷同時榴有填顯方與蜂挖方作時，瘦要確筑定填囑挖的斷分界禿線即爭“零貌線”蓮。先宗確定況零點五，再圖把零粱點連巖起來梅得零貼線毅（如似圖1龜-6叼）。零點孩確定芽公式續：x2x1h2h1h1h2h3h4o1o2零線o1圖1-6零點及零線的確定5倆土方凡量的溫計算如圖憲1-痰7示雕按零錄線通兄過的戚位置累不同憂，方僻格可鍵分為單三種拍類型蛛，即脅：41H1’h1H1235678910111213141516ixiy

圖1-7方格網示意圖零線填方區挖方區1）攜全填籃或全獻挖2)勿兩世挖兩絮填3）要三挖燒一填或三識填一貼挖h1h2h3h4a全填全挖h1h2h3h4bca兩填兩挖h1h2h3h4bca三填一挖或三挖一填6被求填猜挖方燭量將所候有的槍填方琴挖方文累加惕起來宜即得項總的興填挖棕方量7胳邊坡老土方捕量的封計算在整遲平場察地，站修筑五路基肆的邊口坡時眼，常礎需計餡算邊疏坡挖住填土蕉方量降，系鹿根據烈地形宴圖和授邊坡銹豎向扒布置孝圖或煙現場際測繪階，將要建計算趴的邊瓶坡劃良分為嚷兩種漸近似族的幾脆何形智體（炸圖1潛-8伏），同一種男為三劈燕角棱吐體（柳如體乞積①業~③址、⑤膨~1牙1）橫；另味一種喉為三稈角棱伍柱體死（如考體積蒼④），然撇后應掉用幾肺何公撲式分傳別進壁行土植方計況算，妙最后待將各濾塊匯刊總，圖即得咸場地發邊坡晉總挖購、填事土方贏量圖1-8場地邊坡計算簡圖

1）住邊坡瘋三棱鏟體體剩積邊坡蝦三角訊棱體交體積脊V可聾按下割式計社算（美例如乓圖1鉤-8顏中的砍①）2）聚邊坡具三棱妥柱體零體積（1延）邊既坡三辛角棱口柱體端積V橡，可戶按下串式計汗算（蠅例如黑圖1抽-8載中的雕④剖）（2券）當拒兩端倦橫截鄭面面脊積相睬差很鳥大時式中在：V1、—漏邊坡廉①三醫角棱互體體降積(微m3)，其它犧的計饞算方瞇法相既同;l1—邊殘坡①云的邊疫長(參m)m—血邊坡語的坡冠度系議數；V4—邊饒坡④似三角泉棱體鏟積(性m3)l4—邊閃坡④脅的長譯度(儲m)F1、F2、F0—邊渡坡④度兩端緞及中屈部的杜橫截顫面面面積8土方示計算腫實例某場捐地平掌整利故用方遲格網鋒法計勞算其齒土方趴量a時=2斑0m寸，如勿圖1稀-9音示，維各角撲點編胸號及見自然箏標高松如圖槐示，修場地坑考慮叔雙向忘排水飲，ix=0堤.2哀%，貌iy=0制.3禁%（眼以5齒角點晉為中玻心）是，不勿考慮乎土的纖可松盼性影夫響，鴨試按壇填挖怎平整傲的原枕則計咐算，哈該場妨地平菌整的楊土方畝量。解：存1.校確定集設計曉標高黨H0。Ix=0。3%

Iy=0。2%圖1-9零線零線填方區挖方區2.聰考慮很排水慕坡度牙影響扔，計罷算每起個角勺點的宿計算習標高同理崗其余罷各角熊點的溫設標梨高可彈計算揉出并獨標在辱圖1壘-9碰上H4=9飲.5論;黑H5=9仁.5爹6;巖H6=9紹.6賞2;筆H7=9牌.6城8;H8=9槍.5蔬4;疊H9=9皇.6鵲;暮H10=9勉.6究6;令H11=9持.7緒23.稅計算煙各角生點的唱施工姜高度同理候其它書各角釘點的斗施工寇高度旦計算膊并標睜在圖彈1-寸9上。4.鴉計算烤零點猶，找轉零線利用吧公式年求謎零點亮距角肌點的嗎距離脊。1—另2線4—竹5線5—懇9線6—指10洞線10急—1請1線把零希點連夸成零省線5.是計算辭土方倘量方格臨12雞45V+=2湖0(聚0.盈83勇+1鄰7.諷65殖)(啞0.準01尚+0幻玉.3膠)/憲8=護14漿.3飼2m3V-=2救0(善19倉.1繡7+輕2.己35薦)(借0.伏23鼻+0煌.0母4)鑄/8遲=1盤4.夸53永m3方格雕45拖89V+=(允20稈2-繪2.旅35戲×2嚇.3昨5)僑/酸2·化(0塑.3庭+0郊.7版4+瘦0.慣3)勢/5鹿=1丑06分.4嗚6m3V-=1宜/2米×2夫.3響5×規2.矩35楚×0件.0床4/旦3=侄0.也04區m3方格典23彩56V-=2扣02隙(0伶.2撓3+掛0.中42寇+0位.0避4+膜0.餃08歇)/破4=厚77胖m3方格雨56思91眾0V+管=1豎/2養(1倉7.襖65天+1蓋3.呀32秩)×納20勺×(陣0.狗3+盾0.坊16訂)/譽4=圈35絮.6宋3m直3V-褲=2扁0/悉8×浴(2燦.3思5+她6.窗67象)×注(0矮.0折4+木0.販08鞋)=卻2.連71剖m3方格觀67曉10排11V+皂=1春/6凝×(粒13正/3進3×倘9.愁41迅)×笛0.綿16剛=3龍.3岡5m墨3V-狹=(飄20輝2-繪13慚.3欣3×督9.購41秧)×損(0缸.0憑8+哀0.角42軟+0善.1榴8)脹/5暖=3役7.算34丘m3總土織方量V+禾=1因4.害32丟+1真06扎.4撥6+冶35驚.6尊3+類3.活35毀=1蜓59萬.7鍬6m靈3V-鋸=1域4.察53報+7另7+西0.膜04蘇+2傲.7迫1+直37搖.3幻玉4=灰13位1.擺62興m3三撲土方懇調配1披調熔配原戰則1)速.填浪方、敲挖方簡基本惹平衡坐，減竟少運者土2)傲.填慶、挖巴方量共與遠閉距的槳乘積頁之和習盡可界能小彼，使騰總的啄運費夕最低3)仙.好球土應異用于煌回填狐質量密要求毫高的累區域4)摩.調豬配應喘與地邁下構宏筑物欺的施魚工相彼配合由，地欲下設靜施的刷挖土卸，應船留土編后填5)靜.選磨擇恰去當的卻調配蔽方向蜜及線上路、徒避免雪對流伐與亂掠流現這象，沈同時舅便利姨調配語、機圓械化毅施工2調配孩步驟1)如.劃旗分調沈配區計。在駛平面衛圖上臨劃出扣挖、叉填區拉的分箭界線句，并膀在挖乞方區蠻和填劣方區票劃出數若調饒配區咱，確堤定調瓣配區工的大甚小和千位置2)堵.計穿算各劍調配膽區的邊土方敗量，床并標棒于圖破上3)筆.計姿算每辦對調斬配區科的平訊均運恨距，輩即挖昨方區央土方殼重心填至填謠方區帽重心媽的距悲離，錦并將甘每一廈距離豬Lij標于弱表1口-1置(土美方平隱衡與諸運距舉表)宏中4)蕉.確赴定最紀優調嶄配方誤案。頃先用窯“最動小元耗素性環”確孤定初蹤蝶始方杯案，向再用嚷“位假勢法時”進監行檢膊查，及是否治總的朗運輸開量為最沃小值詳，否號則用毛“閉軌回路丸法”姥進行庭調整Lij——幅各調告配區宮之間銅的平澆均運睜距(圍m)慨；Xij——頁各調托配區日的土攜方量倉(m3)。5)枕.繪務制土桿方調載配圖放，根梢據以麗上結獅果，滅標出霉調配慰方向喘、土僑方數肆量及執運距挖方填方B1B2…Bl…Bn挖方量(m3)A1X11L11X12L12…X1jL1j…X1nL1nW1A2X21L21X22L22…X2jL2j…X2nL2nW2………………………..….…………AiXi1Li1Xi2Li2….XijLij….XinLinWi…………………..……….…………AmXm1Lm1Xm2Lm2….XmjLmj….XmnLmnWm填方量(m3)T1T2….Tj….Tn表1-第1頓土鼓方平攻衡與臟運距肚表3能例題矩形飯廣場偶各調葬配區惰的土簡方量緩如圖族1-政10模所示赴,相續互之茶間的巴平均和運距逐見表侍1-是2，狼試求材最優弦土方資調配老方案快。W3300W4350T1500T2600T3450W1500W2400

圖1-10各調配區的土方量解：（1飛）先杰將圖學1-壯10蒙中的蕩數值評標注忘在填假、挖笑方平芝衡及稿運述距霧表孕1-斷2中表1脾-2咱填射挖方說平衡爬及運做距表挖方填方B1B2B3挖方量(m3)A110015090500A21409040400A380130110300A41305080350填方量(m3)50060045015501550（2冒）采蔥用“閘最小怎元素挨法”萬編初篇始調良配方打案，似即根趁據對凡應于缺最小掏的Lij取最蛛大的銅xij值的犯原則摩調配等。初辛始方狹案見滲表3爬-2鉛3表3嗎-2鴨3特土方受初始忠調配難方案挖方填方B1B2Bl挖方量(m3)A110015090500A21409040400A380130110300A41305080350填方量(m3)5006004501550155035瓶030趨040壺020暴025幸050S1=1斗00×2棟00起+2猶50端×1輸50往+5知0×鳳90英+4璃00擾×4圓0+幼30款0×艱80自+3傲50糕×5邊0=蕉11梅95吐00參m3?m（3蛋）用井“位綢勢法繪”檢場驗１）慶利用蓮運距賺相等伯的退嶼化原觸理求偽假想蒼運距游L’ij翁，求檢藏驗數港λij=趁Lij–陽L’ij若所陳有劫λij≥點0陽則弄方案琴最優膀，晌若厲有列λi去j<塑0故則方他案不洋優２）默檢塊驗砌檢框驗結里果見辜表1券-3隸，從冬中可欠以知訪道λ無23筒=來-1簡0<鴿0無，故吵初始藝方案盈不是館最優查。表1霧-3遷檢驗瘡數的免計算注：鎮表中莫50畏/9乓0分持別表收示假比想運顧距和蘿檢驗缺數，法其它勇含義租相同挖方填方B1B2B3A1√

100√

150√90A250/90140100/-1090√40A3√80130/013070/40110A40/130130√50

-10/90

80（4亭）用殊“閉跑回路捐法”嫩進行孫調整1）找出牌X22的閉仍回路把：從品X22空格細出發朝,沿紫水平列或豎武直方碧向前錢進，塊遇到膛有適異當數齒字的盒空格憑作9辰00的轉設彎，有然后借依次每繼續請前進嚷，再垮回到掠出發木點形摔成一坐條閉脅回路凳，如乖表1罩-4偽中形扎成的榨閉回程路;2）從X22出發煮沿閉績回路歲前進抓，在慶各奇狼數次節轉角割點的與數字播中挑黃出一陡個最忍小的疏（例潑題中就在4鉛00婦,2虜50帆中取載25搖0）絡將其獎調到鋪X22空格潤中；將2廉50異填入戴X22空格脈中，帥其它妨奇數謝次轉符角上陸減去馬25崖0,轉偶數稅次轉木角上展數字挪加2景50迅,形賽成新諒的方凱案如底表碧1-枕5;表1冊-4挖方填方B1B2B3挖方量(m3)A12001002501505090500A21409040040400A330080130110300A41303505080350填方量(m3)50060045015501550挖方填方B1B2B3挖方量(m3)A120010015030090500A21402509015040400A330080130110300A41303505080350填方量(m3)500600450155015505）耐再用爪位勢毫法檢床驗，勉從表教1-喊6可邀知,倦所有吸的λij≥糠0，爭故新買方案掛為最鋒優，土方窯調配幫見圖怨1-壯11表1漆-6忽檢常驗數武的計還算挖方填方B1B2BlA1√

100140/10150√90A250/90140√90√40A3√80120/1013070/40110A410/120130√500/80

80W3300W4350T1500T2600T3450W1500W2400

圖1-111各調配區的土方量300200300250150350第三純節土愿方施域工要組點一鋒土壁蒸穩定土壁替的穩都定主蠻要由在土體駱內的偷摩阻兵力和靠粘結偶力來者保持魯平衡鑼的，展一旦居土體孫失去此平衡謊，就款會造沫成塌作方，獨不僅填會造行成人旋身安迫全事瘦故，悅而且漏會影訪響工竿期，思甚至閃會危板及附惑近的張建筑鉆物，術因而丸土方正施工掏中應綁保持兄土壁代穩定宮防止譽塌方感。1傅土壁偶塌方影的原區因1）內因主要用是由欄于在司外界源因素賺的影浩響下許，使定土體包內的垮抗剪甘強度插降低描或剪巾應力老增加匹，使吳土體學中的盒剪應么力超介過其乳抗剪拆強度閱所造鄭成。2）外因齡體現再在以鄰下幾痰個方誓面：（1振）邊坡星太陡承土的濃穩定氧性不船夠；（2特）雨冷水施賀工用旱水滲幸入邊剃坡中案，使斧土體困重量貝增加帝，剪擠應力盟增加扶，同桿時抗蠶剪能弟力下倒降；（3丙）狀邊坡伶頂有甘動載攤或靜食載。2委防大止塌逼方的滿措施1）銳放足草邊坡（1原）邊暴坡的培含義鍬土方雪施工條中為哄了保企持土撫壁穩泄定防優止塌蔑方，粗對挖撲方和褲填方揀的邊透緣均溝應作搭成一僵定的口坡度塞，這割個傾鍬斜的孤坡度具即為屑邊坡額。（2訂）慢表示排——燈邊坡什系數mhbm（3健）確病定邊符坡系睬數的爸大小拖應考薦慮的潔因素肝：土那的種盆類；欲水欣紋條灶件；缸施工牽方法路；開贏挖深虎度；睡工期淡的長竹短。2）儲設支鄭護（1浙）產烤生艱當給施工野現場撒條件冰的限激制不糖能放用坡或牙放坡怠造成膏土方割量開翼挖過獨大不域經濟泳時可堤設支更護。（2君）支已護形案式土層錨桿支護板樁支護

灌注樁支護

地下連續墻深層餅攪拌萌支護二元施鞋工排是（降戰）水1排權水的協重要衣性流入眾基坑他中的托地下魯水和伐地面賊水不黨及時釣排走葛，不挖僅會彩使施談工條瀉件惡際化，沙造成鑒土壁守塌方戚，而帖且會杜影響纖地基偵的承耀載力儲。2改降水艙的方亂式及腸措施1）手集水艇坑降為水法薯（明屢排水民）當土聚的滲坡透性景強時財易產般生流耳砂現衡象2）昏井點鋼降水（1禿）含袋義：在換基坑斗開挖造前，咬預先自在基嘗坑周崗圍或似基坑輕內設輛置一粉定數赴量的瀉濾水斑管（牛井）踐，利怒用抽曠水設移備從刑中抽氣水，喊使地額下水群位降鹽至基鐘坑底泄以下楊后才炮開挖抱。原地下水平面A-A降水布置剖面降水曲線井點管基坑降水布置平面圖基坑井點管AA（2俊）種兄類笑適崇用土江壤輕型燭井點k=帽0.鉗1~精50饑m/域d管井盯井點k=龍20速~2搬00偏m/抵d噴射略井點k=遼0.書1~愈2m首/d電滲鋼井點k≦0.1炭m/繁d(3室)輕枝型井成點布仗置與嚇設計A蛙布置平面佛布置督單熊排井先點愿寬度預小于租6m串，降程水深既度不忘超過史5m孤采用雙排標井點瘡寬度謊大于軟6m抹，土鍛質不盛良采連用環行創井點借基夕坑面禽積較該大呈貍方形列采用高程洲布置若H≦6m季,用危單級若H>6m資,用洽多級LI=0.1HH1h抽水設備基坑中心線降水線B魯涌水科量的反計算水井芝種類興:無壓乒完整兼井,僻無壓只非完捉整井砍,承買壓完再整井紗,承盜壓非胡完整殲井承壓其完整固井的墾涌水畜量C首確定躬井管蔬數量牽及間況距單根不井管革出水傭量D討一巡壽般取媽0.乓8m鳳;綢1.慶2m戀;華1匪.6陪mD寺抽擊水設關備的趕選擇一般挑選用頓真空禾泵,愧泵型地用V5或V6型.霧采用喂V5型時殲,總年管長狡度不什大于脂10螞0m艦,井溫點管悄數為鋪80拋個左龜右;夾采用磚V6型時糞,總期管長尤度不貝大于早12陡0m絞,井法點管范數為餓10隊0個駱左右肉。E悄井細點管塘的埋腦設與仁使用埋設簽順序拿：蠻先分排放英總管侮，再狹埋設言井點爬管，班然后繞用彎炊聯管劣把井搭點管萍與總申管連片接，杰最后道安裝聞抽水躍設備培。使用鮮中的允正常她出水獎規律聯是“先岔大后項小，嗚先渾流后清稍”。3章流若砂1）舊定義粒徑末很小細，無卸塑性區的土妨壤，好在動哨水壓聲力推賢動下籮，極源易失慰去穩聾定而收隨地榨下水響一起閑涌入老坑內戲，形倘成流牙砂現棚象。2）糠原因：內叮因取休決于俗土壤據的性較質，劍當土冶的孔醬隙度進大含秤水量唐大粘腿粒含架量少族粉粒吹多滲輔透系技數小妄排水鹿性能差等兵均容粘易產媽生流扔砂現尸象。辯因此華，流滅砂現拿象經輸常發發生瓣在細率砂粉迎和亞板砂土釘中；光會不蹤蝶會發常生流閱砂現匆象，蟲還應書具備嘩一定禍的外雨因條勉件，慣即地彼下水孤及其鞭產生星動水僵壓力今的大周小。γwh1Aγwh2ATlAl土體脫離體土體受力分析h1h2地下水位線設想不透水層動水壓力對土的影響如圖僑示，滔由于帽高水佳位