1、,Hij=H0+Lx iX+Ly iy,（）计算零点标出零线 计算各方格角点的施工高度 所谓施工高度，就是每一个方格角点的挖填高度，用 hn表示。hn=Hij-Hn h 该角点的挖填高度，“+”值表示填方“，”值表示挖方。Hij 该角点设计标高。H n 该角点自然地面标高。,计算零点标出零线方格中的土方一部分为填方，而另一部分 为挖方，这时必定存在不挖不填的点，这样的点叫零点。把一个方格中的所有零点都连接起来，形成直线或曲线，这道线叫零线。即挖方与填方的分界线。,（）计算土方工程量 四棱柱法 A、方格四个角点全部为挖或填方时（图115），其挖方或填方体积为：,B、方格四个角点中，部分是挖方，部
2、分是填方时（图116），其挖方或填方体积分别为：,C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时。,三棱柱法,图1-18按地形方格划分三角形,计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形（图118）每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用h1、h2、h3表示。,A、当三角形三个角点全部为挖或填时（图19a），其挖填方体积为：,B、三角形三个角点 有挖有填时,断面法方法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。,三、边坡土方量计算 1、三角形棱锥体边坡体积 其体积为,L1边坡的长度（m）；F1边坡的端面积（m2）
3、；,B、三角棱柱体边坡体积 体积为,土方开挖工程质量检验标准,四、土方的调配,土方的调配就是对挖土的利用、堆弃和填土的取得三者之间的关系进行综合协调的处理。对于好的土方调配方案，应该是使土方运输费用达到最小，而且又能方便施工。,土方调配的原则应力求达到挖、填平衡和运量最小的原则。土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则土方调配应采取分区与全场相结合来考虑的原则。土方调配应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合的原则。应合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输路线，以便挖土、填土和运土，使土方机械和运输车辆的功能得到充分发挥。,第三节 施工准备与辅助工作,一、施工准备1、场地清理2、排除
4、地面水3、修筑临时设施,二、边坡与土壁支撑,（一）边坡 为了保持土体的稳定和施工安全，挖方区和填方区的边沿均应做成一定坡度的土坡，我们称之为边坡。1、土方的坡度,2、边坡的形式：根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载以及气候条件，边坡可做成直线形、折线形或阶梯形。,3、边坡失稳的原因主要是土体内抗剪强度降低或边坡土体中剪应力增大的结果。其具体表现为：（1）、边坡太陡，土体本身稳定性不够；（2）、雨水、地下水或施工用水渗入边坡，土体重量和抗剪能力减低；（3）、基坑上边缘附近大量堆土或停放机具，土体内剪应力大于抗剪强度。雨季施工时尤其应注意检查，要求放缓边坡或设置支撑。,（二）
5、土壁支撑,对于一般的土方开挖，土质及周边条件允许时采用放坡开挖较为经济，但是在建筑物稠密地区，不能按要求坡度放坡；当坑槽深度远大于宽度时，放坡土方量所占比列或绝对数量较大；因而采用土壁支撑方法，其形式由工程特点、土质条件、开挖深度和施工方法确定。,1、钢（木）支撑（1）横撑式：,（2）锚锭式：适用于宽度较大，或采用横撑式阻碍施工时，或横撑过长、自由度大、稳定性差，否则支撑材料过多不经济。采用锚锭式，锚桩应在破坏土体以外，以保证锚桩及周边土体的抗力。,2、桩板支撑种类有：钢板桩、木板桩和砼板桩 常用的钢板桩分为：平板形和波浪形平板形：防水性能好，易打入地下，抗弯性能差；波浪形：防水抗弯性能均好。
6、,板桩属于支护结构，既挡土又防水，适用范围：基坑较深，地下水位较高，易出现流砂，未降水时增加地下水的渗流路线，降低水力梯度，阻止地下水流入基坑，防止流砂。对于较浅基坑不加支护，直接用板桩入土部分维持稳定；较深基坑加设一道或几道横撑；当基坑宽大不能有水平支撑阻挡施工时，可用拉锚式支撑。其中单锚支撑是一种较常用的形式，其设计主要取决于板桩入土深度、截面弯矩和锚杆拉力，要保证支护结构的强度和稳定性。,其破坏主要有以下三种情况：（l）板桩入土深度不够；（2）板桩断面过小；（3）锚碇设置在破坏棱体以内或桩侧土被桩水平力切坏或桩周围土在拉力作用下失稳。,采用锚杆时：钻孔（10-45），放入螺纹钢筋或高强钢
7、丝束、钢绞线，灌注水泥浆。锚杆长度为有效长度加自由长度（大于5米）。锚杆有灌浆锚杆和扩孔锚杆，其拉拔力取决于下列因素：（1）孔壁上层抗剪强度；（2）砂浆与孔壁抗剪强度；（3）砂浆与锚杆的握裹力；（4）锚杆倾角、锚固长度、钻孔直径。,三、土石方施工排水和降低地下水位,（一）、排除地面水一般排水沟的横断面不小于500500mm，纵向坡度一般不小于3，平坦地区不小于2，沼泽地区可降至1，施工过程中应注意保持排水沟畅通。山坡上开挖截水沟，在平坦或低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还要修筑土堤挡水。,（二）人工降水措施,1、集水坑降水法又叫集水井降水法，明排法。采用截、疏、抽的方法进行排水。坑底排水
8、沟 集水坑 排出地表（通过水泵）,（1）集水坑的设置,A、形式：圆形或方形。B、设置范围：基础边线0.4米之外，地下水走向的上游。C、数量、间距：根据涌水量大小，基坑平面形状尺寸，水泵抽水能力确定，一般2040米设置一个。D、直径或宽度：一般0.60.8米。,E、集水井深度：随挖土深度增加而增加，保持低于挖土工作面0.71.0米，当基坑挖至设计标高后，保持井底低于坑底12米，在井底铺设0.3米厚碎石滤水层，井壁用竹、木等材料加固，以防井壁坍塌。,（2）排水沟的设置：,排水沟底宽一般不小于300毫米，并留有不小于3%的坡度，排水沟比基坑底低至少300400毫米。,集水坑排水，设备简单，排水方便，
9、应用普遍，适用于粗粒土层及渗水量小的粘性土。土质为细砂或粉砂时，容易发生流砂现象，导致边坡坍塌，坑底凸起，难以施工，或引起附近建筑物下沉。,2、流沙现象,（1）形成：当基坑挖到地下水位以下而又采用明排水法降水时，有时坑底下面的土会形成流动状态，随地下水一起涌入坑内，这种现象称为“流沙现象”。其后果是：土会丧失承载能力，工人难以立足，施工条件恶化，土边挖边冒，难以达到设计深度，引起边坡塌方，引起附近建筑物下沉、倾斜甚至倒塌。,（2）原因：当动水压力大于水的浸水容重时，土粒失去自重，处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土颗粒能随渗流的水一起流动，带入基坑，便发生流砂现象。对于以下几种情况较容易发生流
10、砂现象：A、土的颗粒组成中，粘粒含量小于10%，粉粒含量大于75%；B、颗粒级配中，土的不均匀系数小于5,C、土的天然空隙比大于0.75D、土的天然含水量大于30,（3）流砂的防治,防治流砂的途径有三：是减少或平衡动水压力；是设法使动水压力方向向下。截断地下水流。,具体措施有：抢挖法、打钢板桩法、水下挖土法、人工降低地下水位法、枯水期施工、地下连续墙法,3、井点降水,井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备，从中抽水，使地下水位降到基坑以下，同时在开挖过程中不断抽水。这样，可使所挖的土始终保持干燥，从根本上防止流砂的发生，改善施工条件，同时边坡可改陡，减
11、少挖土量。此外，可以防止基底隆起和加速地基因结，以利于提高工程质量。,井点降水法有：轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点和电渗井等，这里我们只介绍轻型井点。（1）轻型井点设备 1）管路系统 管路系统包括滤管、井点管、弯连管和总管。,A、滤管作用：防止孔壁坍塌，使地下水通过滤管孔流入井点管内，同时把泥沙阻隔在井点管外，使抽出的地下水的含泥量不超过允许值。d38-50mm Ll-1.5m，其构造如图：,滤孔：d=13-19mm，梅花状排列，占滤管面积的20-25 内层滤网：30-40眼/cm2的丝布或尼龙布 外层滤网：5-10眼/cm2的塑料纱布 保护网：带孔薄铁管或粗铁丝网 滤管壁和内层滤网之
12、间用小型塑料管或铁丝绕成螺旋形隔离以防止滤孔淤塞。,b、井点管：38-50mm的钢管 L=5-7 m c、弯联管：透明塑料管或橡胶软管，便于观察工作情况和安装，上有阀门。d、总管：100-127钢管，每节长4m，其上部每隔或设一个与弯联管相连的短接头。（2）抽水设备 真空泵：产生负压离心泵：从水气分离器中抽水水气分离器：将总管来的水、气分开,2、井点的布置 井点布置应考虑的因素：基坑的平面形状及尺寸、深度、土质情况、地下水位高低及流向和降水的深度要求。（1）平面布置：当宽度小于6m，降水深度小于5时，单排布置在地下水上游一侧，两端延伸长度不小于基坑宽度；宽度大于6m，或土质不良时，采用双排布置
13、，井点管四周加密；基坑面积较大时，采用环行井点，在四周转角处，井点管要适当加密分为封闭式和非封闭式。当采用非封闭式环行井点，开口方向应在地下水下游一侧。,2）高程布置井点管的埋设深度：H H1+h+I LH1 井点管埋置面至基坑底部的距离（M）；h 基坑底面至降低后的地下水位线的距离（M）；双排井点为基坑中心线处，单排井点为远离井点一侧基坑边缘处，一般取0.51.0M；I 水力坡度，单排井点取1/4，双排及环行井点取1/10。L 井点管至基坑中心的水平距离（单排井点为基坑另一边的距离）。,（3）轻型井点的计算1）涌水量的计算水井的分类：无压完整井 无压非完整井 承压完整井 承压非完整井,自井轴
14、至漏斗外缘的水平距离，称为抽水影响半径R。,式中：Q 井点系统的涌水量（立方米/天）；K 渗透系数（立方米/天）；,H 含水层厚度（M）；S 水位降低值（M）；x0 环状井点的假想半径，对于矩 行基坑的长宽比不大于5时，可近似看作圆环；,F 环形井点所包围的面积（平方米）。,无压非完整井环形井点系统的涌水量计算：,承压非完整井环行井点系统的涌水量计算：,2）确定井点管数量与间距,A、单井井点的最大出水量q：,q 单井井点的最大出水 量（立方米/天）；d 滤管直径（M）；L 滤管长度（M）；K 渗透系数（m/d）。,B、井点管数量 n=1.1 Q/q 1.1备用系数，考虑井点 管堵塞等因素。C、
15、井点管间距 D=L/n（有0.8，1.2，1.6，2.0四种）L总管长度（M）。,实际采用井点管间距时，还应注意以下几点：井距不能太小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，因此，井距必须大于5d；在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则，井距较大时，水位降落时间很长，因此在这类土中，井距反而宜较小些。靠近河流处，井点宜适当加密；井距应与总管上的接头间距相配合。,（3）、轻型井点的施工 主要包括：施工准备，井点系统的安装、使用和拆除。施工前准备 检查先在设备、施工机具，砂滤料规格、数量，水源、电源，排泥浆水的排水沟，在有代表性的地点或设置水位观测孔。,井点系统的安装安装顺
16、序：挖井点的沟槽，铺设井点总管；冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料，检查井点管渗水性能；用弯联管联结井点管和集水总管；安装抽水设备。,井点管的沉设：可根据现场条件及土层情况进行选择 a、冲水管冲孔，沉设井点管，可用压缩空气辅助冲孔（亚粘择、亚粘土）；b、直接用井点管水冲下沉；c、套管式冲枪水冲法，成孔后沉设井点管，质量好速度快,井点管渗水性检查：正常情况下，灌砂时井，或管有泥浆冒出，否则从井点管灌清水，下降快则良好。下降慢则堵塞为“死井”，各死井集中则用高压水反向冲或重新沉设。井点孔至地面以下1M左右覆盖粘土防止漏气。轻型井点管应连续抽水，否则滤网易堵，或抽出土粒而引起沉降开裂，或地下水回升而使孔壁
17、坍塌。出水规律：先大后小，先混后清。另外，井点施工时还应对附近建筑物进行沉降观测。,第四节 土石方工程的机械化施工,土方工程的施工过程：土方开挖、运输、填筑、与压实。常用的土方机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、多斗挖土机、装载机等。土方机械的选择考虑以下因素：现场地形条件、水文地质情况、土的类别、工程量的大小、工期要求、土方工程机械供应条件。,一、土方机械（一）推土机 1、组成：拖拉机 推土铲刀 2、行走方式：履带式 轮胎式 3、特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快，易于转移，能爬30度左右的缓坡。,4、适用范围：多用于清理场地，平整土地，开挖深度不大的基坑，填平沟槽以及
18、配合铲运机、挖土机等工作。此外，在推土机后面，可安装松土装置，破松硬土或冻土，也可以拖挂羊足碾，进行土方压实工作。推土机可以推挖一三类土，推送距离宜在100米以内，以运距在50米以内经济效果最好。,5、施工方法,下坡推土法：借助机械重力增加推力，缩短推土时间，一般可提高生产率 3 0，坡度不宜超过15，否则后退时爬坡困难；分批集中一次推土法：适用于运距远且土质坚硬时，切土深度不大，可以减少运土时间；,并列推土法：平整较大面积场地时，两台或三台并列推土可减少土的散失，提高生产率，两台并列可增加推土量15一30，平均运距不超过5070米，也不宜低于20米；槽形推土法：多次在一条作业线上推土，形成一
19、条浅槽从而减少土的散失，推土量可提高1030，适用于土层较厚运距较远；铲刀上附加侧板：适用于土质疏松时，增加推土量,（二）铲运机,1、种类：拖式铲运机 自行式铲运机 2、特点：因为能综合完成挖土、运土、卸土和平土工作，因而管理简单，效率高，运转费用低，对行使道路要求较低。,3、适用范围：适用于地形起伏不大，坡度在150以内的大面积场地平整；开挖大型基坑；填筑堤坝和路基，可挖运含水量不超过27%的一至三类土。不适用于砾石土、冻土和沼泽地区施工。对于硬土需用松土机预松后才能开挖。自行式铲运机适用于运距8003500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m的范围内生产效率最高。拖式铲运机适用
20、于运距在80800m的土方工程施工，而运距在200350 m时效率最高。,4、开行路线 环形路线：一个循环多次铲土和却土，从而减少转弯次数，提高工作效率。为防止机件单侧磨损，应避免仅向一例转弯。8字形路线：轮流在两个工作面上进行，机械斜向开行受地形坡度限制小，每次循环两次作业比环形运行时间短，同时每次循环转弯方向不同，机械磨损较均匀。,5、提高铲运机生产率的措施下坡铲土法：增大牵引力，铲斗切土较深，缩短装土时间，坡度以57为宜；跨铲法：预留土埂，间隔铲土方法，减少外撒土量，挖土埂时增加了两个自由面，阻力减少。但土埂高度不宜大于3 0 0 mm，宽度宜小于拖拉机两履带间的净距。助铲法：地势平坦，
21、土质坚硬时，用一台推土机协助34台铲运机，缩短铲土时间，关键是双机紧密配合，推土机助铲间隙可松土或做其它零星工作为铲运机创造施工条件。,（三）单斗挖土机,1、正铲：“前进向上，强制切土”挖掘力大，生产率高，能开挖停机面上-IV级土，宜于开挖高度大于2米的干燥基坑和土丘等，正铲挖土机施工时，当侧向开挖卸土时动臂回转半径小，运输工具行驶方便，生产率高，采用较广；正向挖土所挖工作面较大，但回转角大，生产率低，运输工具要倒车开入，一般适用于施工区域的进口和工作面狭小且较深的基坑。,2、反铲：“后退向下，强制切土”挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的-级土，宜于开挖深度不大于4米的基坑，对地下水位较高处也
22、适用；反铲挖土机施工时，开挖方式为有沟端开挖和沟侧开挖两种。沟端开挖：当基坑超过1.7R宽时，可以分次开挖或采用之字形开挖。沟侧开挖：此法能将土弃于沟侧较远，挖土宽度受限，机身停在沟边稳定性差。,3、拉铲挖土机,其特点是：“后退向下，自重切土”。能开挖停机面以下的类土，适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝等。,4、抓铲挖土机,其挖土特点是：“直上直下，自重切土”。,二、土方机械的选择和配套计算,【原则】以挖土机械为主导机械，汽车应与挖土机械的性能进行配套选用。,1、挖土机械的生产率：t 挖土机每次作业循环的延续时间（s）q挖土机的斗容Kc土斗的充盈系数 0.8-1.1 Ks土的可松
23、系数KB工作时间的利用系数 0.6-0.8,2、挖土机械的台数：,3、汽车数量：自卸汽车的数量应保证挖土机械连续工作。,土方机械的选择当场地不大，平均运距在100m以内，采用推土机进行平整；当地形起伏不大，坡度在20以内的场地平整，平均运距在1000m左右，一般采用铲运机当地形起伏大，挖土高度在3m以上，运距超过1000m，工程量大且集中，采用正铲加自卸汽车配合作业。对于移挖作填以及基坑、管沟回填，运距60m100m以内可选用推土机作业。,第五节 土方填筑与压实,一、土料选择,选择填方土料应符合设计要求：碎石类土、砂土和爆破石碴，可用作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料
24、；碎块草皮和有机质含量大于8的土，仅用于无压实要求的填方工程；淤泥和淤泥质土一般不能用作填料。,二、填筑要求 1施工要求,填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。填方施工应接近水平的分层填筑，当位于倾斜地面时，应将斜坡挖成阶梯状、然后分层填筑，以防填土横向移动。,2、对基层的处理要求一般基层处理按设计要求进行，如设计无要求时，应符合以下规定：（1）、清除基坑底部杂物（包括树根、草皮、垃圾等）（2）、清除基坑底部积水、淤泥，并做铺垫处理。（3）、当坡度11/10
25、可不清除草皮；坡度在1/101/5之间，清除草皮；坡度1/5要求形成阶梯，阶宽1 m,三、填土的压实方法 1、碾压法 适用范围：主要用于大面积填土。常用碾压工具：（1）平碾：适用于碾压粘性和非粘性土。,（2）羊足碾：它是碾轮表面上装有许多羊蹄形的碾压凸脚一般用拖拉机牵引作业。不宜用于无粘性土、砂及面层的压实。一般羊足碾适用于压实中等深度的粉质粘土、粉土、黄土等。,2、夯实法 主要用于小面 积的回填土。夯实 机具类型较多，有木夯、石夯、蛙式打夯机,HCD70型打夯机产地：成都 尺寸：300 x 280（mm）重量：70Kg,第三节 土方填筑与压实,MM 120 SR 打夯机,多用途工务机械设备，
26、装有两套独立的牵引系统（铁路和公路）、旋转塔楼和起重臂，它通过了意。大利铁路局（FS）和法国铁路局（SNCF）的审查验证。,3、振动法：主要是借助振动设备使土壤颗粒发生相对位移达到紧密状态，用于非粘性土的压实。,四、影响填土压实质量的因素（一）压实功的影响,（二）含水量的影响,土的最优含水量和最大干密度参考表,（三）铺土厚度的影响,填方每层的铺土厚度和压实遍数,三填土压实的质量检查 填土压实的质量是以压实系数c控制。,注：1、压实系数c为压实填土的控制干密度d与最大干密度dmax的比值，wop为最优含水量；2、地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压 实系数不应小于0.94。,取样标准：基
27、坑回填 20-50m3一组，每个基坑不得少于一组；基槽、管沟回填每层按长度20-50m一组；室内回填每层按100-500m2一组；场平每层按400-900m2一组。,第六节 爆破施工,土方工程施工中，爆破技术应用广泛：场地平整、地下工程的石方开挖；基坑（槽）或管沟中岩石的炸除；施工现场树根和障碍物的清除及冻土开挖；旧的结构和构筑物的清除等。,一、爆破的基本知识（一）爆破的概念 利用炸药产生剧烈的化学反应，在极短的时间内由固体或液体状态转变为气体状态，体积增加数百倍甚至上千倍，从而产生巨大的压力和冲击力，同时产生很高的温度，使周围介质受到程度不同的破坏，叫爆破。,（二）爆破作用圈 爆破时介质离爆
28、破中心愈近，受到的破坏愈大。通常从内而外将爆破影响范围分为以下几个爆破作用圈：1、压缩圈（破碎圈）：直接承受巨大的爆破作用，可塑性的泥土，会遭到压缩成孔穴；坚硬的岩石会被粉碎。2、抛掷圈：介质原有结构遭到破坏，分裂成各种尺寸和形状的碎块，爆破作用余力足以使其获得运动速度，具有临空面的条件下便会产生抛掷现象3、破坏圈：该范围内介质，其结构虽然受到不同程度的破坏，但没有余力使其产生抛掷运动。工程上为了实用起见，将破碎成独立碎块的部分成为松动圈，而只形成裂缝、相互间任连成整体的部分称为裂缝圈或破裂圈。4、振动圈：介质结构不产生破坏，只发生振动。,（三）爆破漏斗 爆破后地面出现一个爆破坑，一部分炸碎的
29、介质被抛掷到坑外，一部分仍落回坑内形成一个漏斗状，称为爆破漏斗。1、最小抵抗线W 药包中心到临空面的最小距离 2、爆破漏斗半径r 漏斗上口圆周半径 3、最大可见深度h 坑内介质表面到临空面的距离 4、爆破作用半径R 药包到漏斗上口边缘的距离,爆破漏斗的大小一般以爆破作用指数n表示：n rw n=1时，标准抛掷爆破漏斗 n1时，减弱抛掷爆破漏斗 n1时，加强抛掷爆破漏斗,二、常用炸药及装药量的计算,（一）炸药1、定义：炸药是由可燃元素（C、H）和含氧元素组成的化合物或混合物，在外界能量热能（加热、火花）、机械能（撞击、摩擦）或爆炸能作用下即可产生爆炸反应的物质。爆炸时，化学反应快（爆速每秒30008000米），温度达15004500C，产生大量气体（IKg产生6001000 L气体），因此此能使周围的物质受到压缩破坏。,2、性质：（1）感度：炸药发生爆炸反映的难易程度。（2）爆速：炸药爆炸时的化学反应速度（3）爆热和爆温：炸药爆炸时所能达到的最高温度和放出的热量（4）爆力：炸药爆炸时对介质的做功（破坏、抛掷）能力（
