1、 学习要求学习要求:了解土木工程施工技术的研究方向；掌握学习方法；熟悉施工中土的工程分类及分类依据；掌握土的可松性；熟悉原状土压实后的沉降量。1.1.2 1.1.2 土的工程分类土的工程分类土的分类土的级别土的名称开挖方法及工具一类土松软土I砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土普通土II粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；种植土、填土用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土坚土III软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土砂砾坚土IV坚硬密实的粘性土或黄土；
2、含碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土软石VVI硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土次坚石VIIIX泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩用爆破方法开挖，部分用风镐七类土坚石XXIII大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩用爆破方法开挖八类土特坚石XIVXVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、石英岩、辉长岩、粉岩、角闪岩用爆
3、破方法开挖机械或人工直接开挖机械或人工直接开挖 五类土（软石）五类土（软石）六类土（次坚石）六类土（次坚石）七类土（坚石）七类土（坚石）八类土（特坚石）八类土（特坚石）爆破开挖爆破开挖 1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。V1 土在自然状态下的体积。土在自然状态下的体积。m3V2 土经开挖后松散状态下的体积。土经开挖后松散状态下的体积。m3V3 土经回填压实后的体积。土经回填压实后的体积。m3 最初可松性系数最初可松性系数 1.081.5 最后可松性系数最后
4、可松性系数 1.011.3 用途：用途：KS：可估算装运车辆和挖土机械：可估算装运车辆和挖土机械 KS：可估算填方所需挖土的数量：可估算填方所需挖土的数量V1V2V2 V1V2V3 V1V321sVKV31sVKV208m3某基坑某基坑208m3，现需回填，用，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？问需要多少车次的土？（KS=1.20，KS=1.04）答：填方用土：答：填方用土：V1=V3/KS=208/1.04=200m3（原状土）（原状土）V2=KS V1=1.02*200=240m3（松散土）（松散土）2m3 的装载车运土需要车次：的装载车运土需
5、要车次：n=240/2=120车次车次LhK的单位：的单位：m/d粘土粘土 0.1，粗砂粗砂5075，卵石卵石100200 用途用途：降低水位：降低水位;回填回填。vmvmsdd%100swggw 开挖、行车（开挖、行车（2530%陷车）、边陷车）、边坡稳定坡稳定 最佳含水量最佳含水量可使填土获得最大密实可使填土获得最大密实度的含水量。度的含水量。（击实试验、手握经验确定）（击实试验、手握经验确定）场地竖向规划设计场地竖向规划设计 场地平整土方量计算场地平整土方量计算 土方调配土方调配 场地平整土方机械及其施工场地平整土方机械及其施工 (1)满足生产工艺和运输的要求；满足生产工艺和运输的要求；
6、(2)尽量利用地形，减少挖填方数量；尽量利用地形，减少挖填方数量；(3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费争取在场区内挖填平衡，降低运输费;(4)有一定泄水坡度，满足排水要求。有一定泄水坡度，满足排水要求。场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：(1)小型场地小型场地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型场地大型场地最佳平面设计法最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）aaaaaaH11H12H21H22原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。H11
7、H12H21H22 H0=（H11+H12+H21+H22）/4M H11、H12、H21、H22 一个方格各角点一个方格各角点的自然地面标高的自然地面标高 M 方格个数。方格个数。或：或：H0=（H1+2 H2+3 H3+4 H4）/4M H1一个方格所仅有角点的标高；一个方格所仅有角点的标高；H2、H3、H4分别为两个、三个、四分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。个方格共用角点的标高。70.09土具有可松性，必要时应相应的提高土具有可松性，必要时应相应的提高H0挖方量挖方量填方量填方量h受局部填挖的影响受局部填挖的影响沟渠沟渠经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理经过经济比较
8、后，认为就近借土或弃土一部分更合理案例案例2 答：答：(2)不考虑土的可松性不考虑土的可松性 H0=H0=70.29m单向排水时单向排水时:HH0li 双向排水时，各方格角点设计标高双向排水时，各方格角点设计标高Hn为：为：以场地中心点为以场地中心点为H0 Hn=H0 Lx ix L yi y按要求的泄水坡度调整各角点设计标高按要求的泄水坡度调整各角点设计标高Hn：LyLxixiyH0Hn70.0970.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26 H070.29H2=70.29102
9、+303=70.36 H3=70.29+102+303=70.40H1=70.29302+303=70.32其它见图其它见图案例案例2hn=Hn Hn hn 施工高度，填挖施工高度，填挖Hn 设计标高设计标高Hn 原地形标高原地形标高70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.44h2=70.36 70.40 =0.
10、04（m）；）；负值为挖方高度负值为挖方高度ijhihjXi-jaXi-j=a hihi+hj施工高度绝对值代入施工高度绝对值代入070.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.09 0Xi-j=a hihi+hjX1-2=20*0.230.23+0.04=a h1h1+h2=17.04m1.2.2 场地平整土方量的计
11、算场地平整土方量的计算h1 h4 方格角点施工高度的绝对值方格角点施工高度的绝对值;a 方格网一个方格的边长；方格网一个方格的边长；V挖（填）挖（填）挖方或填方的体积（挖方或填方的体积（m3）。）。V挖（填）挖（填）=(h1+h2+h3+h4)a24分别按方格求出挖、填方量，再求场地总挖方量、总填方量。分别按方格求出挖、填方量，再求场地总挖方量、总填方量。h1h2h3h4（2）方格四个角点有填有挖）方格四个角点有填有挖a2 h挖（填）挖（填）24 hV挖（填）挖（填）=h1h2h3h4)(63212HHHaV)(63231332HHHHHaV锥当三角形三个角点全部为挖或全部为填时：当三角形三个
12、角点有填有挖时：)(61233231332HHHHHHHHaV偰总运输量最小（成本最低），总运输量最小（成本最低），缩短工期和降低成本。缩短工期和降低成本。合理确定合理确定调配方向和数量调配方向和数量 一期一期 先平整先平整 余土余土欠土欠土二期二期数量，堆数量，堆放位置放位置TW天然地基天然地基填方区填方区挖方区挖方区填方区填方区挖方区挖方区填方区填方区挖方区挖方区最小元素法最小元素法 即对运距（或单价）最小的一对挖填分区，优先地即对运距（或单价）最小的一对挖填分区，优先地最大限度地供应土方量，满足该分区后，以此类推，直至所有的挖最大限度地供应土方量，满足该分区后，以此类推，直至所有的挖方分
13、区土方量全部分完为止。方分区土方量全部分完为止。填方区填方区挖方区挖方区400500500300100100用矩阵法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形用矩阵法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形对角线角点之和相等的原则，求出未知的假想运距。对角线角点之和相等的原则，求出未知的假想运距。填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030求检验数求检验数 ij：ij=运距运距cij 假想运距假想运距cij，全部全部 ij 0，方案最优；若有，方案最优；若有 ij 0，非优，需调整。，非优，需调整。填方区填方区挖方区
14、挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+闭回路法闭回路法 从负数方格出发，沿水平或垂直方向前进，遇到有土从负数方格出发，沿水平或垂直方向前进，遇到有土方量的方格可转方量的方格可转90度角再前进，如此转弯和前进，必将能回到原度角再前进，如此转弯和前进，必将能回到原位置，形成折线形闭回路。位置，形成折线形闭回路。填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+调整土方量：调整土方量：从奇数转角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此从奇数转角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此
15、格子变为零，并以此为调整值，奇数角点的土方量减去该值，欧格子变为零，并以此为调整值，奇数角点的土方量减去该值，欧数角点的土方量加上该值，形成一个新的调配方案。数角点的土方量加上该值，形成一个新的调配方案。填方区填方区挖方区挖方区4005005003001001005040601107040-101008006030+100 0400400重复第三步步骤，若不是最优，继续调整，直至最优。重复第三步步骤，若不是最优，继续调整，直至最优。填方区填方区挖方区挖方区400500400400100504060704070208030605030+由于所有的检验数由于所有的检验数 ij 0，故该方案已为最优
16、方案。，故该方案已为最优方案。最优方案的总运输量最优方案的总运输量=400501007050040400601007040040=94000m3。初始方案的总运输量初始方案的总运输量=5005050040300601001101007040040=97000m3。T2-100型液压型液压操纵推土机操纵推土机适用于：（1）平整场地：经济运距在）平整场地：经济运距在100m内（经济运距内（经济运距4060m），），一四类土的挖运，压实；一四类土的挖运，压实；（2）坑槽开挖：深度在）坑槽开挖：深度在1.5m内、一三类土；内、一三类土；（3）回填土方。）回填土方。A铲刀宽；铲刀宽；B不大于拖拉机履带净
17、宽不大于拖拉机履带净宽沟槽沟槽土埂土埂a)b)环形路线 c)大环形路线 d)“8”字形路线1路堤路堤2取土槽取土槽铲运机铲土铲运机铲土推土机助铲推土机助铲正铲正铲拉铲拉铲抓铲抓铲反铲反铲 图正铲挖掘机图正铲挖掘机外形外形 正铲作业示意正铲作业示意 图图1-46 1-46 液压反铲挖掘机外形液压反铲挖掘机外形反铲作业示意反铲作业示意拉铲作业示意拉铲作业示意抓铲作业示意抓铲作业示意植草护坡护坡 浆砌石护坡护坡 砂浆护坡护坡 图1-17 碾压机a）自行式平碾 b）拖式羊脚碾 图图1-18 1-18 夯实机械夯实机械a a）蛙式打夯机）蛙式打夯机 b b）内燃打夯机）内燃打夯机 图图1-19 1-19
18、 内燃夯土机内燃夯土机 图图1-20 1-20 平板振动机平板振动机 1 1 房屋定位房屋定位 2 2 放线放线 基槽开挖宽度的计算：基槽开挖宽度的计算：(1)不放坡，不加挡土板支撑 (2)不放坡，但要留工作面 一般，当基槽(坑)底在地下水位以上时，每边留出工作面宽度为300mm(图图1.311.31)，基槽放灰线尺寸为：2dac式中 d 基础放灰线宽，mm；a 基础底宽，mm；c 工作面宽(一般取300mm)(1.15)(3)(3)留工作面并加支撑留工作面并加支撑 当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍塌，必须设置支撑。此时，放灰
19、线尺寸除考虑基础底宽、工塌，必须设置支撑。此时，放灰线尺寸除考虑基础底宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸作面宽外，还需加上支撑所需尺寸(一般为一般为100mm)100mm)。22 100()dacmm(4)(4)放坡放坡 如果基槽深度超过如果基槽深度超过土方和爆破工程施工及验收规范土方和爆破工程施工及验收规范的的规定时，即使土质良好且无地下水，亦需根据挖土深度和土质规定时，即使土质良好且无地下水，亦需根据挖土深度和土质情况，参照表情况，参照表1.51.5放坡。放灰线尺寸为放坡。放灰线尺寸为(图图1.321.32)：22dacb式中式中 b b 放坡宽度，放坡宽度，b=mhb=mh；m m 坡
20、度系数；坡度系数；h h 基槽开挖深度。基槽开挖深度。(1.16)3 3 基槽基槽(坑坑)土方开挖土方开挖 基槽基槽(坑坑)开挖有开挖有人工开挖人工开挖和和挖掘机开挖挖掘机开挖两种形式。两种形式。开挖基槽开挖基槽(坑坑)应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进应按规定的尺寸，合理安排开挖顺序和分层进行，且连续施工。行，且连续施工。土方开挖土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。的原则。(1)(1)基槽基槽(坑坑)开挖深度控制开挖深度控制 当基槽当基槽(坑坑)挖到离
21、坑底挖到离坑底0.5m0.5m左右时，根据龙门板上标高及左右时，根据龙门板上标高及时用水准仪抄平，在土壁上打上水平桩，作为控制开挖深度的时用水准仪抄平，在土壁上打上水平桩，作为控制开挖深度的依据。依据。(2)(2)基槽基槽(坑坑)开挖中注意事项开挖中注意事项 在开挖基槽在开挖基槽(坑坑)之前，应检查龙门板、轴线桩有无松动现象，之前，应检查龙门板、轴线桩有无松动现象，并根据设计图纸校核基础轴线的位置、尺寸及水准点的标高并根据设计图纸校核基础轴线的位置、尺寸及水准点的标高等。等。基槽基槽(坑坑)、管沟的挖土应分层进行。、管沟的挖土应分层进行。在施工过程中，基槽在施工过程中，基槽(坑坑)边堆置土方不
22、应超过设计荷载。边堆置土方不应超过设计荷载。基槽基槽(坑坑)土方施工中及雨后，应对支护结构、周围环境进行土方施工中及雨后，应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方可继续施工。可继续施工。基槽基槽(坑坑)开挖时，要加强垂直高度方向的测量，防止超挖，防开挖时，要加强垂直高度方向的测量，防止超挖，防止搅动基底土层。止搅动基底土层。对特大型基坑，应分区分块挖至设计标高，分区分块及时浇筑对特大型基坑，应分区分块挖至设计标高，分区分块及时浇筑垫层。垫层。土方开挖施工中，若发现古墓及文物等，要保护好现场，并立土方开挖施
23、工中，若发现古墓及文物等，要保护好现场，并立即通知文物管理部门，经查看处理后方可施工。即通知文物管理部门，经查看处理后方可施工。(3)(3)验槽验槽 基槽基槽(坑坑)开挖完毕并清理好以后，在垫层施工以前，施工开挖完毕并清理好以后，在垫层施工以前，施工单位应会同勘察、设计单位、监理单位、建设单位一起进行现单位应会同勘察、设计单位、监理单位、建设单位一起进行现场检查并验收基槽，通常称为场检查并验收基槽，通常称为验槽验槽。验槽验槽(坑坑)的主要内容和方法如下的主要内容和方法如下：v核对基槽核对基槽(坑坑)的位置、平面尺寸、底标高。的位置、平面尺寸、底标高。v核对基槽核对基槽(坑坑)土质和地下水情况。土质和地下水情况。v空穴、古墓、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。空穴、古墓、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。v对整个基槽对整个基槽(坑坑)底进行全面观察，注意土的颜色是否一致，底进行全面观察，注意土的颜色是否一致，土的坚硬程度是否一样，有无软硬不一或弱土层，局部的土的坚硬程度是否一样，有无软硬不一或弱土层，局部的含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。v验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。
