第2章-土方工程

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1、第二章第二章 土方工程土方工程内容：1 挖掘2 支护3 填筑4 地下水控制2 本章节主要相关规范 建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB502022010） 中华人民共和国国家标准 建筑基坑支护技术规程（JGJ120 1999） 中华人民共和国行业标准 基坑土钉支护规程（CECS：1997） 中国工程建设标准化协会 土工试验方法标准（GB/T 50123-1999） 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）土方施工特点：1 施工量大2 施工条件复杂本章的主要内容：1 土方量的计算2 场地平整3 基坑支护4 地下水控制2.1 概述概述一、土方工程的分类1、场地平整：2、基坑（槽），管沟施工3

2、、地下大型挖土工程4、回填过程二、土的工程分类 土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。根据土方开挖的难易程度，将土分为八类土，一四类为土，五八类为石，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。类别 土的名称 开挖方法 可松性系数 Ks Ks 第一类 （松软土） 砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤泥） 用锹、锄头挖掘 1.081.17 1.011.04 第二类 （普通土） 粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土和粉土 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 1.141.28 1.021.05 第三类 （坚土） 软及中等密实粘土，重粉质粘

3、土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘土、压实的填筑土 主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍 1.241.30 1.041.07 第四类 （砾砂坚土） 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石 先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤 1.261.37 1.061.09 第五类 （软石） 硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩 用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法 1.301.45 1.101.20 第六类 （次坚石） 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 用爆破方法，部分用风镐

4、1.301.45 1.101.20 第七类 （坚石） 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、砂岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 用爆破方法 1.301.45 1.101.20 第八类 （特坚石） 安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩，玢岩 用爆破方法 1.451.50 1.201.30 土的工程分类土的工程分类 三、土的工程性质 土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、含水量、抗剪强度、土压力等。1、土的密度（1）天然密度：土在天然状态下

5、单位体积的质量（2）干密度d：单位体积土中固体课粒的质量8气气水水土粒土粒GsGwGVsVwVVa质量质量G体积体积V%100VG%100VGsd测定：环刀法 它影响它影响土的承载力、土压力土的承载力、土压力及及边坡的稳定性边坡的稳定性。 干密度干密度是用以是用以检验土压实质量检验土压实质量的控制指标。的控制指标。不同类的土，其最大不同类的土，其最大干密度是不同的；同干密度是不同的；同类的土在不同的状态类的土在不同的状态下下( (含水量、压实程度含水量、压实程度) )其密实度也是不同的其密实度也是不同的9 2、土的天然含水量 土的天然含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表

6、示。221GGGGGs快速含水量测定仪快速含水量测定仪土的含水量测定方法：烘干法土的含水量测定方法：烘干法 把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100105C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式 可计算出土的天然含水量。10 土的含水量表示土的干湿程度。 土的含水量： 5%以内，干土； 530%以内，潮湿土； 大于30%，湿土。 各类土的最佳含水量如下： 砂土为8%12%； 粉土为16%22%； 粉质粘土为12%15%； 粘土为19%23%。含水量影响含水量影响土方土方施工方法的选择施工方法的选择、边坡的稳定、边坡的稳定和和回填土的

7、质量回填土的质量土的含水量超过土的含水量超过2530%，则机械化施工就困难，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车容易打滑、陷车回填土则需有回填土则需有最佳含水量最佳含水量方能方能夯压密实，获得最大干密度夯压密实，获得最大干密度3、土的可松性：自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能回复成原来的体积，土的这种性质称为可松性土的可松性可用可松性系数表示：21sVKV21sVKV，最初可松性系数最终可松性系数天然密实土松散土压实土sKsK，1V2V3V12 例题2-1 某场地的挖方体积为1000m3，填方体积为1500m3，ks=1.08，ks=1.03，问该场地是借土还

8、是弃土？若用运土量为5m3/车汽车运土，问应运多少车次？ 解:根据公式 Q=（1000-1500/1.03 )1.08 = - 492.8m3 结果为负，故该场地应借土 运土的车次为 n=492.8/5=99(车次) 土的最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数，最后可松性系数K，S是计算场地平整标高及填方所需的挖方体积等的重要参数。3、土的渗透性：土孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动，土体被水透过的性质称为渗透性：土的渗透性是土的水力学主要性质之一达西定律（法国）15 表征土渗透性指标为渗透系数K。渗透性表示单位时间内水穿透土层距离的能力，以m/昼夜表示。

9、iAhhAQ21KlKiAQKV渗流速度渗流速度渗透流量渗透流量渗透系数渗透系数K 值将直接值将直接影响降水方案的选择影响降水方案的选择4、土方边坡和土方量的计算坡脚坡底坡宽坡肩坡顶坡面坡高1:BmHmHmB令 =边坡系数边坡坡度土方量的计算1、基坑（）例题例题2-2 2-2 建筑物外墙为条形毛石基础，基础建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为平均截面面积为3.0m3.0m2 2, ,基坑深基坑深2.0m2.0m，底宽为，底宽为1.5m1.5m，地基为亚粘土，计算，地基为亚粘土，计算100100米长的基槽米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡

10、度1:m=1:0.51:m=1:0.5；Ks=1.30Ks=1.30，K K/ /s=1.05s=1.05）BH19313333131321.5(1.5 1 1)2 100500()23.0 100300=500-300=200200190()1.05=500 190=310()310 1.3403()m Vmm Vm Vm Vm V 挖方量状态下基础体积填方体积（状态下）填方量（回填所需的自然状态下的土方量）状态下运走的自然状态下的土方量状态下运走的松散体积状态下解：解：m叫边坡坡度系数边坡坡度系数，m=B/H B=mH= 0.52=1.0m 挖土体积=截面面积长图1-3BH习题开挖一段长为

11、50m的排水管，施工要求管沟底宽1.0m，边坡坡度1:m=1:0.33，管沟最小深度为2.0m，管沟纵向坡度为0.8%，求管沟的开挖土方量1.0m2.0m一、基坑、基槽、路堤土一、基坑、基槽、路堤土方量计算方量计算1 1、基坑土方量：、基坑土方量：按拟柱体法按拟柱体法V V=(=(F F下下+4+4F F中中+ +F F上上) )H H/6/6F下F上上F中中2 2、基槽（路堤）土方量、基槽（路堤）土方量：沿长度方向分段计算Vi，再 V V = = V Vi i断面尺寸不变的槽段：V Vi i = =F Fi iL Li i断面尺寸变化的槽段：V Vi i =( =(F Fi i1 1+4+4