第一章  土方工程  第一节  概述   一、土方工程的特点与施工要求  1.土方工程施工的特点  （1）面广量大、劳动繁重。  （2）施工条件复杂。   2.组织土方工程施工的要求  （1）在条件允许的情况下应尽可能采用机械化施工； （2）要合理安排施工计划，尽量避开冬、雨期施工；  （3）为了降低土石方工程施工费用，减少运输量和占用农田，要对土方进行合理调配、统筹安排。  （4）在施工前要做好调查研究， 拟定合理的施工方案和技术措施，以保证工程质量和安全，加快施工进度。 二、土的工程分类及性质  (一)土的工程分类  土的分类方法较多，在施工中按开挖的难易程度将土分为八类。 （二）土的工程性质  1．土的质量密度分天然密度和干密度。土的天然密度，是指土在天然状态下单位体积的质量，用ρ表示；它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度，是指单位体积土中固体颗粒的质量，用ρd表示；它是检验填土压实质量的控制指标。    2．土的含水量     土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示： W= ﹙C湿－ G干／ G干﹚ ×100%（1－1） 式中  C湿——含水状态时土的质量；       G干——烘干后土的质量。 3.土的渗透性  土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。  达西地下水流动速度公式v =KI，  4．土的可松性 土具有可松性，即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。   三、土方边坡坡度 土方边坡坡度  四、土方施工的准备工作 (1)制定施工方案 (2)场地清理 (3)排除地面水  (4)修筑好临时道路及供水、供电等临时设施。  (5)做好材料、机具、物资及人员的准备工作。  (6)设置测量控制网，打设方格网控制桩，进行建筑物、构筑物的定位放线等。   (7)根据土方施工设计做好边坡稳定、基坑(槽)支护、降低地下水等土方工程的辅助工作。  第二节  土方计算与调配  一、基坑、基槽和路堤的土方量计算      基坑土方量即可按拟柱体的体积公式   式中   H——基坑深度(m)；    F1，F2——基坑上下两底面积(m2)；       F0——F1与F2之间的中截面面积(m2)；  当基槽和路堤沿长度方向断面呈连续性变化时其土方量可以用同样方法分段计算。    式中  V1——第一段的土方量(m3)；       L1——第一段的长度(m)；  将各段土方量相加即得总土方量，即：     式中  V1，V2…Vn——为各分段土的土方量(m3)。   二、场地平整标高与土方量  （一）确定场地设计标高  1．初步设计标高 ? 场地设计标高即为各个方格平均标高的平均值。可按下式计算： ? 式中：H。——所计算的场地设计标高(m)；                a——方格边长(m)；           N——方格数； H1l，…，H22——任一方格的四个角点的标高(m)。       H2——2个方格共有的角点标高；      H3——3个方格共有的角点标高；      H4——4个方格共有的角点标高。 则场地设计标高H0可改写成下列形式 如令H1——1个方格仅有的角点标高；   2．场地设计标高的调整  (1)土的可松性影响      H0’＝H0+Δh 式中：Vw——按理论标高计算出的总挖方体积； FW，FT——按理论设计标高计算出的挖方  区、填方区总面积；  Ks’——土的最后可松性系数。  (2)场内挖方和填土的影响 （3）场地泄水坡度的影响  1）单向泄水时各方格角点的设计标高  Hn＝H0±li   2）双向泄水时各方格角点的设计标高  Hn＝H0±lxix±lyiy  （二）场地土方量计算  1.计算场地各方格角点的施工高度各方格角点的施工高度(即挖、填方高度)h0  hn＝Hn-Hn’      (1—13) 式中 hn——该角点的挖、填高度，以“＋”为填方高度，以“－”为挖方高度(m)；    Hn——该角点的设计标高(m)；    Hn’——该角点的自然地面标高(m)。  2.绘出“零线” 方格线上的零点位置见图1—9，可按下式计算：             式中：h1，h2——相邻两角点挖、填方施工高度(以绝对值代入)； a——方格边长； x——零点距角点A的距离。   3.场地土方量计算 （1）四方棱柱体法  1）全挖全填格    式中： V——挖方或填方的土方量（m）； h1,h2,h3,h4——方格四个角点的挖填高度，以绝对值代人（m）。    2）部分挖部分填格  （2）三角棱柱体法  1）全挖全填   式中       a——方格边长(m)；     hl，h2，h3——三角形各角点的施工高度(m)，用绝对值代人。   2)有挖有填 其中锥体部分的体积为:   楔体部分的体积为:     三、土方调配与优化  (一) 划分土方调配区，计算平均运距或土方施工单价   1．调配区的划分  2．平均运距的确定  3．土方施工单价的确定  （二）最优调配方案的确定    1.编制初始调配方案         土方的总运输量为： Z0＝500×50+500×40+300×60＋100×110+100×70+400×40＝97000(m3·m)。  2.最优方案判别 利用“最小元素法”编制初始调配方案，其总运输量是较小的。但不一定是总运输量最小，因此还需判别它是否为最优方案。判别的方法有“闭回路法”和“位势法”，其实质相同，都是用检验数λij来判别。只要所有的检验数λij≥0，则该方案即为最优方案；否则，不是最优方案，尚需进行调整。 为了使线性方程有解，要求初始方案中调动的土方量要填够m＋n－1个格（m为行数，n为列数），不足时可在任意格中补“0”。 如：表1－4中已填6个格，而m＋n－1＝3＋4－1＝6，满足要求。     下面介绍用“位势法”求检验数：  （1）求位势Ui和Vj          位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）Cij同时减去的数，目的是使有调配数字的格子检验数?ij为零，而对调配方案的选取没有影响。          计算方法：将初始方案中有调配数方格的Cij列出，然后按下式求出两组位势数Ui(i＝1，2，…，m)和Vj(j＝1，2，…·，n)。    Cij＝Ui＋Vj                                (1－20) 式中  Cij——平均运距(或单位土方运价或施工费用)；        Ui，Vj——位势数。 例如，本例两组位势数计算： 设 U1＝0， 则 V1＝ C11－U1＝50－0＝50；       U3＝ C31－V1＝60－50＝10；      V2＝110－10＝100；          ……，见表1－3所示。  例如，本例两组位势数计算：  设 U1＝0， 则 V1＝ C11－U1＝50－0＝50；       U3＝ C31－V1＝60－50＝10；      V2＝110－10＝100；          ……，见下表所示。 （2）求检验数?ij  ?ij＝Cij－Ui－Vj  ?12＝70－0－100＝－30 ?13＝100－0－60＝40 ?21＝70－(－60)－50＝80 ?23＝90－(－

01土方工程施工.ppt