1、淮海工学院 土木工程系施工教研室土木工程施工1.土方工程1.1 1.1 土方规划土方规划1.1.1 土方工程的内容及施工要求土方工程的内容及施工要求 1 1、内容：、内容：（1 1）场地平整：确定场地设计标高，计算挖、填土方量，）场地平整：确定场地设计标高，计算挖、填土方量，合理地进行土方调配等。合理地进行土方调配等。（2 2）土方开挖、施工排水、降水，土壁边坡和支护结构等。）土方开挖、施工排水、降水，土壁边坡和支护结构等。（3 3）土方回填与压实：土料选择，填土压实的方法及回填）土方回填与压实：土料选择，填土压实的方法及回填 土质量检验等。土质量检验等。第一章：土方工程第一章：土方工程1.土
2、方工程2 2、施工要求：、施工要求：1)1)标高、断面准确；标高、断面准确；2)2)土体有足够的强度和稳定性；土体有足够的强度和稳定性；3)3)土方量少，工期短，费用省。土方量少，工期短，费用省。1.土方工程施工前的准备工作：施工前的准备工作：1 1、进行调查研究，了解土壤的种类和工程性质；、进行调查研究，了解土壤的种类和工程性质；2 2、土方工程的施工工期、质量要求及施工条件，施工地区、土方工程的施工工期、质量要求及施工条件，施工地区 的地形、地质、水文、气象等资料；的地形、地质、水文、气象等资料；3 3、编制切实可行的施工组织设计，拟定合理地施工方案；、编制切实可行的施工组织设计，拟定合理
3、地施工方案；4 4、采用先进的施工工艺和施工组织，实现土方工程施工综、采用先进的施工工艺和施工组织，实现土方工程施工综 合机械化。合机械化。1.土方工程3 3、土方工程的特点：、土方工程的特点：1 1）工程量大，劳动力或机械设备用量大且）工程量大，劳动力或机械设备用量大且 施工工期较长；施工工期较长；2 2）施工难度较大，受地质、水文、气候、）施工难度较大，受地质、水文、气候、地下障碍物等因素影响；地下障碍物等因素影响；3 3）事故多，基坑深度、面积大的易出现较）事故多，基坑深度、面积大的易出现较 大事故。大事故。1.土方工程4 4、土方工程施工前应准备资料：、土方工程施工前应准备资料：1 1
4、）当地实测地形图（包括测量成果），比例一般为）当地实测地形图（包括测量成果），比例一般为1 1：5005001 1：10001000；2 2）原有地下管线、构筑物的竣工图；）原有地下管线、构筑物的竣工图；3 3）土方施工图或基础结构图；）土方施工图或基础结构图；4 4）工程地质资料；）工程地质资料；5 5）平面控制桩和水准点的有关资料；）平面控制桩和水准点的有关资料；6 6）施工组织设计或施工方案：由施工单位编制且经）施工组织设计或施工方案：由施工单位编制且经上级上级 技术主管部门批准，并已得到建设单位和监理技术主管部门批准，并已得到建设单位和监理单位审核；地下室工程的土方工程，必须经市级建设
5、单位审核；地下室工程的土方工程，必须经市级建设主管部门组织的技术专家组审核通过。主管部门组织的技术专家组审核通过。1.土方工程5 5、土方工程施工组织设计（或施工方案）的内容：、土方工程施工组织设计（或施工方案）的内容：1 1）根据工程条件，选择合理适宜的施工方案和效率较高、费用较低的施）根据工程条件，选择合理适宜的施工方案和效率较高、费用较低的施工工 机械进行施工。施工方案的内容：机械进行施工。施工方案的内容：A A、工程概况：工程名称、性质、规模、基础资料、占地面积，建筑面积、工程概况：工程名称、性质、规模、基础资料、占地面积，建筑面积等；等；B B、工程地质资料，场地周边条件，弃、堆土场
6、地条件；、工程地质资料，场地周边条件，弃、堆土场地条件；C C、挖土方法：人工、机械（机械型号、台套数以及配备）；、挖土方法：人工、机械（机械型号、台套数以及配备）；D D、土方运输路线；、土方运输路线；E E、工期及进度计划，降低工期的合理措施；、工期及进度计划，降低工期的合理措施；F F、现场劳动力计划、技术管理组织机构配备、现场劳动力计划、技术管理组织机构配备 并包括以下几条并包括以下几条1.土方工程2 2）合理调配土方，使总的土方施工工作量达到最小，）合理调配土方，使总的土方施工工作量达到最小，并调配好挖土、留土（回填土）、运土等计划；并调配好挖土、留土（回填土）、运土等计划；3 3）
7、合理组织机械施工，保证机械发挥最大的使用效）合理组织机械施工，保证机械发挥最大的使用效率；挖土机械与运土机械的配合率；挖土机械与运土机械的配合4 4）安排好运输道路、排水、降水、止水、土壁支护）安排好运输道路、排水、降水、止水、土壁支护等一切有效措施；等一切有效措施；5 5）合理安排施工进度计划，尽量避免雨季施工。如）合理安排施工进度计划，尽量避免雨季施工。如无法避免，应有有效的雨季施工措施和排水措施；无法避免，应有有效的雨季施工措施和排水措施；6 6）确保工程质量的有效措施，主要为边坡稳定、流）确保工程质量的有效措施，主要为边坡稳定、流砂现象的处理；砂现象的处理；7 7）确保安全施工的措施，
8、如：人员、机械设备等。）确保安全施工的措施，如：人员、机械设备等。1.土方工程1.1.2 土的工程分类及性质土的工程分类及性质1、土的分类：依开挖难易程度分为八类。、土的分类：依开挖难易程度分为八类。1.土方工程1.1.2 土的工程分类及性质土的工程分类及性质 一类土一类土八类土八类土土的软硬程度土的软硬程度土方开挖土方开挖难易程度难易程度定额费用定额费用软软低低高高易易难难硬硬1.土方工程1.1.2 土的工程分类及性质土的工程分类及性质 土的分类目的：土的分类目的：1、确定合理的施工方法；、确定合理的施工方法；2、制定土方工程劳动定额。、制定土方工程劳动定额。1.土方工程2 2、土的工程性质
9、：、土的工程性质：性质：土的密度（重度）、含水量、渗透性和可松性。性质：土的密度（重度）、含水量、渗透性和可松性。影响因素：影响因素：土方施工方法的选择，边坡的稳定，回填土的质量。土方施工方法的选择，边坡的稳定，回填土的质量。回填土的回填质量：回填土的回填质量：回填土的质量控制为获取最大干重度，而最大干回填土的质量控制为获取最大干重度，而最大干重度的获得必需有最佳含水量，方能将土夯压密实。重度的获得必需有最佳含水量，方能将土夯压密实。1.土方工程 土的最佳含水量和最大干重度参考值见下表：1.土方工程1.1.2.3 土的渗透性 1、定义：是指水在土体中渗流的性能。一般用渗透系数K表示。表1-3表
10、示常用的K值1.土方工程1.1.2.4 土的可松性土的可松性 1、定义：土具有可松性，即在自然状态下的土，经过开挖、定义：土具有可松性，即在自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽然回填压实，仍不能恢复后，其体积因松散而增加，以后虽然回填压实，仍不能恢复其原有的体积。其原有的体积。土的可松性程度用可松性系数表示，即：土的可松性程度用可松性系数表示，即：最初可松性系数最初可松性系数 最终可松性系数最终可松性系数 12VVKs土的天然状态的体积土经开挖后的松散体积13VVKs土在自然状态下的体积土经回填压实后的体积1.土方工程2 2、用途：、用途：土方量的平衡调配，确定运土机具的数量
11、及弃土体积，土方量的平衡调配，确定运土机具的数量及弃土体积，以及计算基坑填土所需的填方量。以及计算基坑填土所需的填方量。计算挖土的体积：实际的基坑大小，即指在自然状态计算挖土的体积：实际的基坑大小，即指在自然状态下土的体积下土的体积 机具运土的体积：开挖后松散体积机具运土的体积：开挖后松散体积 即；即；基坑回填体积基坑回填体积=基坑体积基坑体积基础在基坑内的体积基础在基坑内的体积1V1V1V2V12VKVs31sKVV sssKKVKVV3121.土方工程各种土的可松性系数可参考表1-41.土方工程1.1.3土方边坡土方边坡1、定义：边坡的表示方法为、定义：边坡的表示方法为1：m，m为坡度系数
12、即：为坡度系数即：土方边坡坡度土方边坡坡度=1 ：m m=2、影响坡度的因素：土质、开挖深度、开挖方法、施工工、影响坡度的因素：土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载的大小、及气候条件。期、地下水位、坡顶荷载的大小、及气候条件。3、m的确定原则：的确定原则：保证土体稳定、施工安全，又要节省土方保证土体稳定、施工安全，又要节省土方hbbh1深度）边坡高度（基坑开挖的的水平距离）边坡宽度（坡底至坡顶hb1.土方工程4、开挖的形式：1.土方工程A5、土方开挖（直壁开挖）的条件、土方开挖（直壁开挖）的条件A点的土压力为零即：kzztgrCzCtgrztgAA00002)245(20)2
13、45(2)245(05.1为安全系数，一般取k1.土方工程1.1.4 土方量计算的基本方法土方量计算的基本方法 计算立方体体积或平面面积计算立方体体积或平面面积1、基坑（槽）和路堤的土方量计算、基坑（槽）和路堤的土方量计算1）基坑（槽）：基坑（槽）和路堤的土方量按拟柱体体积计算公式计算：）基坑（槽）：基坑（槽）和路堤的土方量按拟柱体体积计算公式计算：式中：式中：土方工程量（土方工程量（m3）如图所示。如图所示。对基坑来说：对基坑来说：为基坑的深度，为基坑的深度，分别为基坑的上下底面积分别为基坑的上下底面积（m2）；）；对基槽或路堤：对基槽或路堤：为基槽或路堤的长度（为基槽或路堤的长度（m），）
14、，为两端的面积为两端的面积（m2）之间的中截面面积（之间的中截面面积（m2）。）。)4(6201FFFHVV21FFH、H21FF、0F21FF、H21FF、)(32211FFFFHV或1.土方工程1.土方工程2 2、场地平整土方量计算、场地平整土方量计算-方格网法方格网法 方格网大小（方格网大小（a aa a）：）：10m10m10m10m，15m15m15m15m，20m20m20m20m，25m25m25m25m，30m30m30m30m，35m35m35m35m，40m40m40m40m，45m45m45m45m，50m50m50m50m。1)1)场地设计标高确定；场地设计标高确定；2
15、 2）平整的场地各角点的施工高度；）平整的场地各角点的施工高度；3 3）按每个方格角点的施工高度计算出填、挖土方量；）按每个方格角点的施工高度计算出填、挖土方量；4 4）计算场地边坡的土方量，求得整个场地的填、挖土方总量。）计算场地边坡的土方量，求得整个场地的填、挖土方总量。1.土方工程 填挖土方的计算首先要知道填挖土方的计算首先要知道“零线零线”的位置，在该线上，的位置，在该线上，施工高度为施工高度为0 0。“零线零线”：挖方区与填方区的交线。即不填不挖的交线。：挖方区与填方区的交线。即不填不挖的交线。确定方法：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线确定方法：在相邻角点施工高度为一挖一填的方
16、格边线上，用插入法求出零点位置（图上，用插入法求出零点位置（图1-71-7），将各相邻的零点连接），将各相邻的零点连接起来就为零线。起来就为零线。如不需要计算零线的确切位置，则绘出零线的大致走向即如不需要计算零线的确切位置，则绘出零线的大致走向即可。可。1.土方工程1.土方工程 1）四方棱柱体的体积计算方法）四方棱柱体的体积计算方法 方格四个角点全部为填或全部为挖时（图方格四个角点全部为填或全部为挖时（图1-8a1-8a）：）：式中：式中：挖方或填方体积（挖方或填方体积（m m3 3）；）；方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（m m）方格四个角点，部分为填方
17、、部分为挖方时（图方格四个角点，部分为填方、部分为挖方时（图1-8b1-8b、c c）方法一：方法一：式中：式中：方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值（m）；）；方格四角点施工高度之总和，取绝对值（方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）；）；方格边长（方格边长（m）。）。)(443212HHHHaV4321HHHH、VHHaV422）（填填HHaV422）（挖挖填（挖）HHa1.土方工程1.土方工程1.1.5 场地平整场地平整土方调配土方调配1.1.5.1 场地设计标高的确定场地设计标高的确定 1、场地设计标高确定应满足的条件、场地设计标高
18、确定应满足的条件 1 1）满足建筑规划、生产工艺及运输、场地排水等要求；）满足建筑规划、生产工艺及运输、场地排水等要求；2 2）力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。）力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。3 3）充分利用地形、分区或分台阶布置，分别确定不同的设）充分利用地形、分区或分台阶布置，分别确定不同的设 计标高。计标高。1.土方工程 2、场地设计标高确定的具体步骤：、场地设计标高确定的具体步骤：1）划分为边长为）划分为边长为1050m若干个方格网；若干个方格网；2）确定各小方格角点的高程）确定各小方格角点的高程(自然地面标高）；自然地面标高）；方法：方法：水准仪测量；水准仪测量；根据地
19、形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得；根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得；1.土方工程1.土方工程3）按填挖方平衡确定设计标高）按填挖方平衡确定设计标高 按每一个方格的角点的计算次数，即方格的角点为几个方格共有的情按每一个方格的角点的计算次数，即方格的角点为几个方格共有的情况。况。式中：式中：方格网数；方格网数；一个方格仅有的角点坐标；一个方格仅有的角点坐标；两个方格共有的角点坐标；两个方格共有的角点坐标；三个方格共有的角点坐标；三个方格共有的角点坐标；四个方格共有的角点坐标。四个方格共有的角点坐标。NHHHHH443243210N1H2H3H4H1.土方工程例如：图例如：图1-9
20、中的为：中的为：（252.45+251.40+250.60+251.60）+2(252.00+251.70+251.90+250.95 +251.25+250.85)+4(251.60+251.28)=251.45m6410H1.土方工程1 1、单向泄水坡度时的设计标高（施工时）、单向泄水坡度时的设计标高（施工时）式中：式中：场地内任一点的设计标高（施工时的设计场地内任一点的设计标高（施工时的设计标高）；标高）；该点至设计标高的距离；该点至设计标高的距离；场地泄水坡度（不小于场地泄水坡度（不小于22）场地中心点处的标高（设计标高）场地中心点处的标高（设计标高）nHli1.1.5.2 场地设计标
21、高的调整场地设计标高的调整liHHn00H1.土方工程的取值的取值坐标原点在场地中心点；坐标原点在场地中心点；逆着泄水方向为数轴的箭头方向；逆着泄水方向为数轴的箭头方向；根据数轴方向的根据数轴方向的 确定。确定。1.土方工程图图1-121-12，场地内任意点的设计标高则为：，场地内任意点的设计标高则为：ilHHn01.土方工程场地有双面泄水坡度时的设计标高场地有双面泄水坡度时的设计标高 场地内已调整的设计标高为场地纵横方向中心线的标高场地内已调整的设计标高为场地纵横方向中心线的标高（因此将场地中心作为坐标的原点）（因此将场地中心作为坐标的原点）式中：式中：该点沿该点沿X-XX-X，Y-YY-Y
22、方向距场地中心线的距离；方向距场地中心线的距离；场地沿场地沿X-XX-X，Y-YY-Y方向的泄水坡度。方向的泄水坡度。yyxxnililHH0yxll、yxii、说明：说明：的取值：（与单向泄水一致）的取值：（与单向泄水一致）坐标原点位于场地的中心点，坐标原点位于场地的中心点，方向逆着泄水坡度方方向逆着泄水坡度方向，按坐标象限判断正、负号，即位于第一象限向，按坐标象限判断正、负号，即位于第一象限 皆为皆为正；第二象限正；第二象限 为负，为负，为正；第三象限、为正；第三象限、皆为负；第皆为负；第四象限四象限 为正，为正，为负。为负。yx、yx、yx、xxyy1.土方工程1.土方工程1.1.5.3
23、 1.1.5.3 场地土方量计算场地土方量计算 场地土方量计算步骤如下：场地土方量计算步骤如下：1.土方工程1 1）场地设计标高的确定，先计算出）场地设计标高的确定，先计算出（2 2）场地设计标高的调整，一般考虑场地泄水坡度的影响）场地设计标高的调整，一般考虑场地泄水坡度的影响（分清单面泄水或双面泄水），计算出（分清单面泄水或双面泄水），计算出 ；（3 3）求各方格角点的施工高度）求各方格角点的施工高度 式中：式中：角点的施工高度，以角点的施工高度，以“+”“+”为填土，为填土，“”“”为挖为挖土；土；角点的设计标高（考虑泄水坡度）；角点的设计标高（考虑泄水坡度）；角点的自然地面标高。角点的自
24、然地面标高。0HnHnhHHhnnnhnHH(4)(4)绘出零线绘出零线(5)(5)计场算地挖、填土方量计场算地挖、填土方量1.土方工程例如：图例如：图1-14中，已知场地方格边长中，已知场地方格边长场地设计标高场地设计标高 ：(43.24+44.34+42.58+43.31)+2(43.24+44.34+42.58+43.31)+2(43.67+43.97+42.94+44.17(43.67+43.97+42.94+44.17 +42.90+43.23)+4 +42.90+43.23)+4(43.35+43.76)(43.35+43.76)=43.48m=43.48m考虑泄水坡度后的设计标高
25、考虑泄水坡度后的设计标高 依次类推依次类推,见图见图1-141-14各方格角点的的施工高度各方格角点的的施工高度 (挖挖)ma200H6410HnHmilHH52.4322048.4300002milHH44.4322048.43000012HHhnnmh45.097.4352.4331.土方工程1.1.6 土方调配土方调配 工作内容：划分调配区；计算土方调配区之间的平均运工作内容：划分调配区；计算土方调配区之间的平均运距（或单位土方运价，或单位土方施工费用）；确定土方最优距（或单位土方运价，或单位土方施工费用）；确定土方最优调配方案；绘制土方调配图表。调配方案；绘制土方调配图表。1.1.6.
26、1 土方调配区的划分土方调配区的划分 1、原则：、原则：1）应力求挖填平衡、运距最短、费用最省；）应力求挖填平衡、运距最短、费用最省；2）便于改土造田、支援农业；）便于改土造田、支援农业；3）考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。）考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。1.土方工程 2、划分调配区应注意：、划分调配区应注意：1）调配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程）调配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程施工顺序和分期施工的要求，使近期施工和后期利用相结合。施工顺序和分期施工的要求，使近期施工和后期利用相结合。2）调配区的大小，应考虑土方及运输机械的技术性能
27、，使其）调配区的大小，应考虑土方及运输机械的技术性能，使其功能得到充分发挥。功能得到充分发挥。3）调配区的范围应与计算土方量用的方格网相协调，通常可）调配区的范围应与计算土方量用的方格网相协调，通常可由若干个方格网组成一个调配区。由若干个方格网组成一个调配区。4）从经济效益出发，考虑就近借土或就近弃土区均可作为一）从经济效益出发，考虑就近借土或就近弃土区均可作为一个独立的调配区。个独立的调配区。5）调配区划分还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，）调配区划分还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，避免土方重复开挖。避免土方重复开挖。1.土方工程1.1.6.2 调配区之间的平均运距调配区之间的
28、平均运距 1、定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距离。、定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。2、方法：、方法：取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即：即：；式中：式中：挖或填方调配区的重心坐标；挖或填方调配区的重心坐标；每个方格的土方量；每个方格的土方量；每个方格的重心坐标。每个方格的重心坐标。VxVX0VyVY000,YXVyx,1.土方工程重心求出后，则标于相应的调配区图上，然后用比例
29、尺量出重心求出后，则标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距，或按下式计算：每对调配区之间的平均运距，或按下式计算：式中：式中：挖、填方区之间的平均运距；挖、填方区之间的平均运距；填方区的重心坐标；填方区的重心坐标；挖方区的重心坐标。挖方区的重心坐标。22)()(OWOTOWOTYYXXLLOTOTYX,OWOWYX,1.土方工程1.1.6.3 最优调配方案的确定最优调配方案的确定方法：表上作业法方法：表上作业法已知某场地有四个挖方区和三个填方区，其相应的挖填土方量和各对调配区已知某场地有四个挖方区和三个填方区，其相应的挖填土方量和各对调配区的运距如表的运距如表1-8所示
30、。所示。（1）用）用“最小元素法最小元素法”编制初始调配方案编制初始调配方案即先在运距表（小方格）中找一个最小数值，即先在运距表（小方格）中找一个最小数值，使其尽可能的大，使其尽可能的大，然后同理按小方个格最小依次填入土方然后同理按小方个格最小依次填入土方格内画上格内画上“”号。重复上述步骤，依次确定其余的数值，最后得出表号。重复上述步骤，依次确定其余的数值，最后得出表1-8的初始调配方案。的初始调配方案。404322 CC400)500,400max(43X1.土方工程1.土方工程（2）最优方案的判别法）最优方案的判别法A、将有土方的方格中的右上方的小方格下方对应填入相、将有土方的方格中的右
31、上方的小方格下方对应填入相同的数字。同的数字。B、按照对角线相等原理，填入其他数字。、按照对角线相等原理，填入其他数字。C、两个小方格数字按照、两个小方格数字按照上上-下，下，如出现如出现负数，负数，即不满足：即不满足：D、需要进一步进行调整。、需要进一步进行调整。E、调整从出现负数的方格开始。、调整从出现负数的方格开始。0ij0ij1.土方工程在表中出现了负的检验数，这说明初始方案不是最优方案，在表中出现了负的检验数，这说明初始方案不是最优方案，需要进一步进行调整。需要进一步进行调整。（3）方案的调整）方案的调整在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个，本例中在所有负检验数中选一个（一般可
32、选最小的一个，本例中为为 ），把它所对应的变量作为调整的对象。），把它所对应的变量作为调整的对象。找出找出 的闭回路：从的闭回路：从 出发，沿水平或竖直方向前出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作进，遇到适当的有数字的方格作9090转弯。然后依次继续前进转弯。然后依次继续前进再回到出发点，形成一条闭回路（见表）。再回到出发点，形成一条闭回路（见表）。12C12X12X1.土方工程1.土方工程从空格从空格 出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数次出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数次转角点的数字中，挑出一个最小的（本表即为转角点的数字中，挑出一个最小的（本表即为5
33、00500、100100中选中选100100），将），将它由它由 调到调到 方格中（即为空格中）。方格中（即为空格中）。将将100100填入填入 方格中，被挑出的方格中，被挑出的 为为0 0（变为空格）；同时将（变为空格）；同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去100100，偶次转角上数字都增加，偶次转角上数字都增加100100，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得表，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得表的新调配方案。的新调配方案。对新调配方案，仍用对新调配方案，仍用“位势法位势法”进行检验。看其是否最优方案。若检进
34、行检验。看其是否最优方案。若检验数中仍有负数出现那就仍按上述步骤调整，直到求得最优方案为止。验数中仍有负数出现那就仍按上述步骤调整，直到求得最优方案为止。表中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。其土方的总运输表中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。其土方的总运输量为：量为：Z=40050+10070+50040+40060+10070+40040=94 000（）。）。12X32X12X12X32Xmm 31.土方工程1.土方工程（4）土方调配图）土方调配图 将调配方案绘成土方调配图（见图）。在土方调配图上将调配方案绘成土方调配图（见图）。在土方调配图上应注明挖填调配区、调配方向、
35、土方数量以及每对挖填调配应注明挖填调配区、调配方向、土方数量以及每对挖填调配区之间平均运距。图区之间平均运距。图1-17（a）为本例的土方调配。仅考虑场）为本例的土方调配。仅考虑场内的挖填平衡即可解决。内的挖填平衡即可解决。图图1-17（b）亦为四个挖方区，三个填方区，挖填土方量虽）亦为四个挖方区，三个填方区，挖填土方量虽然相等，但由于地形狭长，运距较远，故采用就近弃土和就然相等，但由于地形狭长，运距较远，故采用就近弃土和就近借土的平衡调配方案更为经济。近借土的平衡调配方案更为经济。1.土方工程1.土方工程1.2 土方工程施工要点土方工程施工要点1、施工准备阶段建设单位应准备的工作：、施工准备
36、阶段建设单位应准备的工作：（1）三通一平：通电、水、道路，一平为场地平；）三通一平：通电、水、道路，一平为场地平；（2）场内原有管线分布情况及场地周围的市政管网）场内原有管线分布情况及场地周围的市政管网的分布情况；的分布情况；（3）施工图纸齐全，完整；）施工图纸齐全，完整；（4）工程招投标工作业已完成；）工程招投标工作业已完成；（5）已办理施工许可证和工程已报质检；）已办理施工许可证和工程已报质检；（6）与工程有关外部协调工作已完成；）与工程有关外部协调工作已完成；1.土方工程2、施工单位在工程施工前应作好的工作、施工单位在工程施工前应作好的工作1）学习和审查图纸，研究工程地质资料；）学习和审
37、查图纸，研究工程地质资料；2）编写施工组织设计（土方工程施工方案）编写施工组织设计（土方工程施工方案）研究施工现场的场地平整情况，基坑施工方案；研究施工现场的场地平整情况，基坑施工方案；绘制施工总平面布置图及基坑开挖示意图；绘制施工总平面布置图及基坑开挖示意图；确定开挖路线、顺序、范围，底板标高、边坡坡度，排水沟的设置、集确定开挖路线、顺序、范围，底板标高、边坡坡度，排水沟的设置、集水井的位置等。以及挖出土方的堆放位置，机械设备的配置，安全方案。水井的位置等。以及挖出土方的堆放位置，机械设备的配置，安全方案。3 3）修筑好场地临时道路及供水、供电等临时设施；）修筑好场地临时道路及供水、供电等临
38、时设施；4 4）做好材料、机具及土方机械进场工作；）做好材料、机具及土方机械进场工作；5 5）做好土方工程测量放线工作；）做好土方工程测量放线工作；6 6）根据土方工程设计做好土方工程的辅助工作，如边坡稳定、基坑支护、）根据土方工程设计做好土方工程的辅助工作，如边坡稳定、基坑支护、降低地下水等；降低地下水等；7）做好图纸交底）做好图纸交底工作。工作。1.土方工程3、土方工程的施工要点、土方工程的施工要点 土壁稳定、施工排水、流砂防治和填土压实土壁稳定、施工排水、流砂防治和填土压实1.2.1 土壁稳定土壁稳定1.2.1.1 土壁塌方的原因土壁塌方的原因 （1）边坡过陡，使土体的稳定性不够，而引起
39、塌方现象；）边坡过陡，使土体的稳定性不够，而引起塌方现象；尤其是在土质差，开挖深度大的坑槽中；尤其是在土质差，开挖深度大的坑槽中；（2）雨水、地下水渗入基坑，重量增大，抗剪强度降低，）雨水、地下水渗入基坑，重量增大，抗剪强度降低，土坡失稳；土坡失稳；（3）基坑上边边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或）基坑上边边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体的剪应力超过土体的抗剪强度。由于动荷载的作用，使土体的剪应力超过土体的抗剪强度。1.土方工程1.2.1.2 防治塌方的措施防治塌方的措施（1）放足边坡，除按第一节所讲述的内容外，边坡系数除）放足边坡，除按第一节所讲述的内容外，边坡
40、系数除按土体稳定分析确定，还有各地区的经验有关。按土体稳定分析确定，还有各地区的经验有关。（2）设置支撑）设置支撑 表表1-13所列为一般沟槽支撑方法；所列为一般沟槽支撑方法；表表1-14所列为一般基坑支撑方法；所列为一般基坑支撑方法；表表1-15所列为深基坑的支护方法。所列为深基坑的支护方法。1.土方工程1.2.2 1.2.2 施工排水施工排水 施工中开挖基坑时，流入坑内的水有：地面水和地施工中开挖基坑时，流入坑内的水有：地面水和地下水。降水方法：下水。降水方法：集水井降水集水井降水和和井点降水井点降水1 1、集水井降水（明沟排水）：、集水井降水（明沟排水）：1 1）定义：在基坑或沟槽开挖时
41、，在坑底设置集水井，并沿坑底）定义：在基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。然后用水泵抽出坑外。1.土方工程2 2）设置：四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，）设置：四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基础范围内设置盲沟。地下水流的上游，基坑面积较大时，可在基础范围内设置盲沟。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔202040m40m设置一个；基坑四
42、个角应各设一个。设置一个；基坑四个角应各设一个。集水井大小：直径或宽度一般为集水井大小：直径或宽度一般为0.60.60.8m,0.8m,深度低于挖土面深度低于挖土面0.50.51.0m1.0m。集水井井壁用竹、木等加固，并在井底铺设碎石滤。集水井井壁用竹、木等加固，并在井底铺设碎石滤水层，以免在抽水时将泥砂抽出。水层，以免在抽水时将泥砂抽出。排水沟大小：宽为排水沟大小：宽为0.40.40.6m,0.6m,深为深为0.4-0.6m,0.4-0.6m,并有一定的坡度并有一定的坡度(2(2左右左右)。盲沟：置于基础底板下，基础施工完毕后无法看见叫盲沟。盲沟：置于基础底板下，基础施工完毕后无法看见叫盲
43、沟。盲沟相当于看不见的排水沟。盲沟的尺寸同排水沟。盲沟相当于看不见的排水沟。盲沟的尺寸同排水沟。1.土方工程1.土方工程1.2.2.1 井点降水井点降水 1、定义：井点降水：在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管、定义：井点降水：在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，使地下水位降低到坑底（井），在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，使地下水位降低到坑底以下。以下。2、作用：、作用：1）防止地下水涌入坑内；）防止地下水涌入坑内；2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方；）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方；3）使坑底的土层消
44、除了地下水位差引起的压力，因此防止了管涌；）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了管涌；4）降水后，降低了深基坑围护结构的水平荷载；）降水后，降低了深基坑围护结构的水平荷载；5）消除了地下水的的渗流，也防止了流砂现象；）消除了地下水的的渗流，也防止了流砂现象；6）降低地下水位后，还使土体固结，增加地基土的承载力。）降低地下水位后，还使土体固结，增加地基土的承载力。3、适用范围：、适用范围：1）土壤的渗透系数）土壤的渗透系数K=0.150m/d的土层中；的土层中；2）降水深度一般为：单级轻型点为）降水深度一般为：单级轻型点为3-6m；多级轻型点为；多级轻型点为612m。1.土方工程4
45、、种类：、种类：种类：轻型井点和管井类。选用一般根据土的渗透系数、降水种类：轻型井点和管井类。选用一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素来确定。可参见表深度、设备条件及经济比较等因素来确定。可参见表1-141.土方工程5 5、轻型井点：、轻型井点：1 1）轻型井点设备）轻型井点设备 设备主要有：设备主要有：井点管井点管（下端为滤管）、（下端为滤管）、集水总管集水总管、弯联管弯联管及抽水设备及抽水设备井点管：直径井点管：直径38385555的钢管，长的钢管，长6 69m9m，下端配有滤管和一，下端配有滤管和一个锥形铸铁塞头，其构造如图个锥形铸铁塞头，其构造如图1-191-19所
46、示。滤管长所示。滤管长1.01.01.5m1.5m，管，管壁上钻有壁上钻有12121818成梅花形排列的滤孔；管壁外包两层滤网，成梅花形排列的滤孔；管壁外包两层滤网，内层为内层为30305050孔孔/cm/cm2 2的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网，外层为的黄铜丝或尼龙丝布的细滤网，外层为3 31010孔孔/cm/cm2 2粗滤网，以防泥砂进入井点管。粗滤网，以防泥砂进入井点管。集水总管：直径集水总管：直径7575100100的钢管分节连接，每节长的钢管分节连接，每节长4m4m，其上，其上装有与井点管联接的短接头，间距为装有与井点管联接的短接头，间距为0.80.81.6m1.6m。总管应有。总管应有
47、2.52.555坡向泵房的坡度。总管与井点管用坡向泵房的坡度。总管与井点管用90900 0弯头或塑料管弯头或塑料管连接。抽水设备：真空泵设备连接。抽水设备：真空泵设备1.土方工程1.土方工程1.土方工程1.土方工程2）轻型井点布置）轻型井点布置 轻型井点系统的布置，应根据基坑平面形状及尺寸、基坑深轻型井点系统的布置，应根据基坑平面形状及尺寸、基坑深度、土质、地下水位及流向、降水深度要求等确定。度、土质、地下水位及流向、降水深度要求等确定。（1）平面布置）平面布置当基坑或沟槽宽度小于当基坑或沟槽宽度小于6m，降水深度不超过，降水深度不超过5m时，可采用单时，可采用单排井点，将井点管布置在地下水流
48、的上游一侧，两端延伸长度排井点，将井点管布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度不小于坑槽宽度（图不小于坑槽宽度（图1-21）。）。反之，则应采用双排井点，位于地下水流上游一排井点管的间反之，则应采用双排井点，位于地下水流上游一排井点管的间距应小些，下游一排井点管的间距可大些。距应小些，下游一排井点管的间距可大些。当基坑面积较大时，则采用环状井点（图当基坑面积较大时，则采用环状井点（图1-22）。）。井点管距离基坑壁不应小于井点管距离基坑壁不应小于1.01.5m,间距一般为间距一般为0.81.6m。1.土方工程1.土方工程1.土方工程（2）高程布置）高程布置轻型井点降水深度一般不大于轻型井点降水
49、深度一般不大于6m。井点管埋置深度井点管埋置深度H（不包括滤管），可按下式计算（图（不包括滤管），可按下式计算（图1-22）：）：H式中：式中：井点管埋设面至坑底面的距离；井点管埋设面至坑底面的距离；降水后的地下水位至基坑中心底面的距离，降水后的地下水位至基坑中心底面的距离，一般为一般为0.50.51.0m1.0m；水力坡度，环状井点为水力坡度，环状井点为1/10，单排井点为，单排井点为1/4，双排井点双排井点1/7；井点管至基坑中心的水平距离。井点管至基坑中心的水平距离。iLhH11HhiL1.土方工程（3）轻型井点的计算）轻型井点的计算 井点系统的设计内容：井点系统的布置，井点的数量、井点
50、系统的设计内容：井点系统的布置，井点的数量、间距、井点设备的选择。间距、井点设备的选择。井点系统的涌水量计算井点系统的涌水量计算 井点管的数量，是根据其涌水量来计算的。井点管的数量，是根据其涌水量来计算的。几个基本概念：几个基本概念：无压井：当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时。无压井：当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时。承压井：布置在承压含水层中时。承压井：布置在承压含水层中时。完整井：当水井底部达到不透水层时。完整井：当水井底部达到不透水层时。非完整井：当水井底部未达到不透水层时。非完整井：当水井底部未达到不透水层时。1.土方工程1.土方工程A、无压完整井的环状井点系统，涌水量计算公
