土石方工程与地基处理3土的工程性质及分类

ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong水工程施工ShuiGongChengShiGong第一章土石方工程与地基处理ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（三）边坡土方量的计算为了保持土体的稳定和施工安全挖填方的边沿，都应作成一定坡度的边坡。边坡坡度应根据不同的填挖高度、土的物理性质和工程的重要性由设计规定。场地边坡的土方量，一般可根据近似的几何形体进行计算。图1-15为一场地边坡的平面示意图，按照其形体可先分为三角棱锥体（如体积①～③，⑤～⑾）和三角棱柱体（如体积④），再分别按下列公式计算体积。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong1、三角棱锥体边坡体积如图中①，其体积为：式中：l1——边坡①的长度；F1——边坡①的端面积，即：h2——角点的挖土高度；m——边坡的坡度系数。11131lFV22)(22221mhmhhFShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong2、三角棱柱体边坡体积如图中的④，其体积计算为：式中：l4——边坡④的长度；F1、F2、F0——边坡④两端及中部的横断面面积，算法同上（图1-15剖面系近似表示。实际上，地表面不完全是水平的）。42142lFFVShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong土方量经计算汇总求得全部挖方量和全部填方量后，尚需考虑土壤的松散率、压缩率、沉降量等因素对土方量的影响（查手册资料）并进行调整。按照调整后的土方量，即可着手土方的综合平衡调配。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong六、土方的平衡调配土方的平衡调配，是对挖土、填土、堆弃或移运之间的关系是行综合协调，以确定土方的调配数量及调配方向。目的：是使土方运输量或土方运输成本最低。工作内容包括：划分土方调配区，计算土方的平均运距和单位土方的运价，编制土方调配图表，确定土方的最优调配方案。进行土方平衡调配，必须根据工程和现场情况、有关技术资料、进度要求、土方施工方法及分期分批施工工程的土方堆放和调运方案等，经综合考虑并确定平衡调配原则后，再着手进行。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（一）土方平衡调配的原则（1）应力求达到挖、填平衡和运距最短；(2)调配区的划分应该与建筑物和构筑物的平面位置相协调，并考虑它们的分期施工顺序，对有地下设施的填土，应留土后填；（3）好土要用在回填质量要求较高的地区；（4）分区调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而妨害全局平衡；（5）取土或弃土应尽量少占或不占农田及便利机械施工等。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（二）土方平衡调配图表的编制场地土方平衡调配需作相应的土方调配图表，编制方法如下：1、划分调配区。在场地平面图上先划出挖填区的分界线，按照土方量计算用的方格网，在挖方区和填方区分别划出若干个调配区。通常每个调配区的大小可由若干个方格组成，以满足土方机械的操作要求。如场地范围内土方不平衡时，可考虑就近借土或弃土，此时每个借土区或弃土区可作为独立的调配区。调配区划定后，计算其土方量并标明在图上。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong2、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。平均运距是指挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong求调配区重心的方法是，取场地方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点，按下式求得各调配区土方的重心位置：式中X、Y——挖方调配区或填方调配区的重心坐标；v——每个方格的土方量；x、y——每个方格的重心坐标。vvxXvvyYShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong为了简化x、y的计算，可假定每个方格上的土方是各自均匀分布的，从而用图解法求出形心位置以代替重心位置。重心求出后，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。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong3、绘出土方调配图。根据以上计算，在图上标出调配方向、土方数量及平均距离。图1-16是土方调配的两个示意图。图上注明了挖填调配区、调配流向、土方数量及平均运距。图1-16（a）表洋总挖方与总填方平衡的土方调配方案；图1-16（b）表示有弃土和借土的调配图。图中Wi为挖方区编号，Ti为填方区编号。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong4、列出土方量平衡表。土方调配计算结果需列入土方量平衡表。表1-11是图1-16（a）所示调配方案的土方量平衡表。在规划大规模场地平整的土方调配工作时，可以运用线性规划中的运输问题，采用表上作业法求解，使总土方运输量最小为目标函数，求得土方调配的最优方案。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong土方量平衡表1-11注：表中土方数量栏右上角小方格内的数字系平均运距（有时可为土方的单位运价）。挖方区编号挖方数量（m3）填方区编号、填方数量（m3）T1T2T3合计8006005001900W15004005010070W250050040W35004006010070W440040040合计1900ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong七、场地平整施工方法场地平整的施工过程包括：土方的开挖、运输、填筑与压实等，当遇有坚硬土层、岩石或障碍物时，还常需爆破。场地平整的施工方法，小面积时采用人工；在大面积平整时，通常采用机械施工。常用的机械有推土机、铲运机和单斗挖土机。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（一）推土机施工1、开挖土的类别：推土机操作灵活，运行方便，所需工作面较小，适于开挖一~三类土。2、使用条件：可开挖深度1.5m内的基坑（槽）及回填基坑（槽）和管沟土方，以及配合挖土机从事平整与集中土方；清理石块或树木等障碍物及修筑道路等。3、经济运距：为100m以内，运距为60m时效率最高，推土机用于平整场地，既可挖土也可作短距离运土，移挖作填；ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong4、推土机的生产率：（1）推土机小时的生产率Ph为：（m3/h）式中T——从推土到将土送至填土地点的循环延续时间（s）；q——推土机每次的推土量（m3）Kp——土的最初可松性系数（土壤松散体积与原自然体积之比值）。（2）推土机台班生产率Pd为：（m3/台班）式中KB——时间利用系数，一般在0.72~0.75之间。phKTqP3600BhdKPP8ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong5、推土方式：（1）下坡推土。推土机顺下坡方向切土及推运，借助机械自身的重力作用以增加推土能力，但坡度不宜超过15º，以免后退时爬坡困难。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（2）并列推土。采用2~3台推土机并列作业（图1-17），铲刀相距15~30cm。一般采用两机并列推土，能提高生产率15%~30%。平均运距不宜超过50~75m，亦不宜小于20m。一般用于大面积场地平整。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（3）槽形推土。在挖土层较厚、推土运距较远时，采用槽形推土（图1-18），能减少土壤散失，可增加10%~30%推土量。槽的深度约1m左右为宜，两槽间的土埂宽度约50cm。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGong（4）分批集中、一次推送。当推土运距较远而土质比较坚硬时，因推土机的切土深度不大，可采用多次铲土，分批集中，一次推送（图1-19）。以便在铲刀前保持满载，有效地利用推土机的功率，缩短运输时间。ShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGongChengShiGongShuiGong