土方規(guī)劃（土木工程施工講義第1講）

1、土木工程施工土木工程施工土木工程施工土木工程施工邵陽學院邵陽學院 楊宗耀楊宗耀教教 授授 級級 高高 級級 工工 程程 師師終 身 享 受 國 務 院 特 殊 津 貼 專 家終 身 享 受 國 務 院 特 殊 津 貼 專 家國 家 首 批 注 冊 監(jiān) 理 工 程 師國 家 首 批 注 冊 監(jiān) 理 工 程 師湖南省施工專業(yè)學術委員會副主委湖南省施工專業(yè)學術委員會副主委（房屋建筑方向）（房屋建筑方向）土木工程施工土木工程施工前前 言言 土木工程施工是土木專業(yè)（房建方向）的一門土木工程施工是土木專業(yè)（房建方向）的一門實踐性強、綜實踐性強、綜合性大、涉及知識面廣的骨干合性大、涉及知識面廣的骨干專業(yè)課程

2、，它的任務是研究土木工專業(yè)課程，它的任務是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。是同學們步入工作崗位后要是同學們步入工作崗位后要學學以致用、安身立命以致用、安身立命的主要課程之一。的主要課程之一。無論同學們畢業(yè)后在土木建無論同學們畢業(yè)后在土木建筑領域從事何種職業(yè)和崗位，學好本課程的專業(yè)知識都將使你筑領域從事何種職業(yè)和崗位，學好本課程的專業(yè)知識都將使你受受用終生用終生。本課程的諸多專業(yè)術語本課程的諸多專業(yè)術語、概念和知識點常常是、概念和知識點常常是求職面試時主考官信手求職面試時主考官信手拈來的試題，本課程是拈來的試題，本課程是你求職的敲門磚！你求職的敲門磚！本課程

3、的施工程序、工藝本課程的施工程序、工藝流程、操作要點、質量要流程、操作要點、質量要求等內容直接與規(guī)范的強求等內容直接與規(guī)范的強制性條文接軌，這些知識制性條文接軌，這些知識將使你在職場受用一生！將使你在職場受用一生！土木工程施工土木工程施工第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 第第16講講 鋼結構工程鋼結構工程第第2講講 土方工程施工要點土方工程施工要點 第第17講講 起重安裝機械起重安裝機械第第3講講 機械化施工及填土壓實機械化施工及填土壓實 第第18講講 結構吊裝施工結構吊裝施工第第4講講 基坑驗槽及地基加固處理基坑驗槽及地基加固處理 第第19講講 防水工程防水工程第第5講講 混凝土預制樁施工混凝土

4、預制樁施工 第第20講講 裝飾工程施工（裝飾工程施工（1）第第6講講 混凝土灌注樁施工混凝土灌注樁施工 第第21講講 裝飾工程施工（裝飾工程施工（2）第第7講講 磚砌體施工磚砌體施工 第第22講講 裝飾工程施工（裝飾工程施工（3） 第第8講講 石砌體及砌塊砌體施工石砌體及砌塊砌體施工 第第23講講 冬雨期施工技術措施冬雨期施工技術措施第第9講講 腳手架及垂直運輸腳手架及垂直運輸 第第24講講 施工組織概述施工組織概述 第第10講講 鋼筋工程鋼筋工程 第第25講講 流水施工原理流水施工原理 第第11講講 模板工程模板工程 第第26講講 網絡計劃技術網絡計劃技術 第第12講講 混凝土制備及運輸混凝

5、土制備及運輸 第第27講講 網絡技術的應用網絡技術的應用第第13講講 混凝土成型及養(yǎng)護混凝土成型及養(yǎng)護 第第28講講 施工組織總設計施工組織總設計第第14講講 預應力材料與機具預應力材料與機具 第第29講講 單位工程施工組織設計單位工程施工組織設計第第15講講 預應力施工預應力施工 第第30講講 施工組織設計編制實例施工組織設計編制實例土木工程施工土木工程施工第第1 1章章 土方工程土方工程第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃第第2講講 土方工程施工要點土方工程施工要點第第3講講 機械化施工及填土壓實機械化施工及填土壓實 土木工程施工土木工程施工第第1 1章章 土方工程土方工程 【教學要求教學要求】了

6、解土方工程特點；掌握場地設計標了解土方工程特點；掌握場地設計標高的確定、調整與土方調配；掌握邊坡穩(wěn)定及土壁支護高的確定、調整與土方調配；掌握邊坡穩(wěn)定及土壁支護的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機械的性能和使用范圍；掌握防治措施；熟悉常用土方機械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實的要求和方法。土方的填筑與壓實的要求和方法。 【教學重點教學重點】土方調配；土方調配；邊坡穩(wěn)定及土壁支護的方邊坡穩(wěn)定及土壁支護的方法；法；降水；降水；土方的填筑與壓實土方的填筑與壓實。 【教學難點教學難點】表上作業(yè)法進行土方調配；表上

7、作業(yè)法進行土方調配；邊坡穩(wěn)定及土壁支護；邊坡穩(wěn)定及土壁支護； 【時間安排時間安排】本章共本章共3講、講、6學時。學時。土木工程施工土木工程施工第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1 概述概述 2 土方邊坡土方邊坡3 土方量計算的方法土方量計算的方法 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算5 土方調配土方調配第第1 1章章 土方工程土方工程土木工程施工土木工程施工1.2 土方工程的施工要求土方工程的施工要求 土方量少、工期短、費用??；土方量少、工期短、費用??； 因地制宜因地制宜編制編制合理的合理的施工方案，預防流砂、管涌、施工方案，預防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；塌方等事故發(fā)生，確保安全；

8、1 1 概述概述共共4646頁頁 第第2 2頁頁 要求要求標高、斷面標高、斷面控制準確；控制準確； 應盡可能采用應盡可能采用先進先進的的施工工藝、施工組織和施工工藝、施工組織和機械化施工機械化施工。 土體有足夠的土體有足夠的強度強度和和穩(wěn)定性穩(wěn)定性； 基坑土方開挖基坑土方開挖土木工程施工土木工程施工1 概述概述 包括一切土的挖掘、填筑、運輸等過程以及排水降水、土壁包括一切土的挖掘、填筑、運輸等過程以及排水降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內容有：支撐等準備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內容有：1.1 土方工程的內容土方工程的內容 場地平整：場地平整：包括障礙物拆除、場地

9、清理、確定場地設計包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設計標高、計算挖填土方量、合理進行土方平衡調配等。標高、計算挖填土方量、合理進行土方平衡調配等。 開挖溝槽、基坑開挖溝槽、基坑( (豎井、隧道、修筑路基、堤壩豎井、隧道、修筑路基、堤壩) )：包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護結構等。包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護結構等。 土方回填與壓實：土方回填與壓實：包括土料選擇、運輸、填土壓實的包括土料選擇、運輸、填土壓實的方法及密實度檢驗等。方法及密實度檢驗等。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第1 1頁頁土木工程施工土木工程施工土的分類土的分類土的名稱土的名稱密

10、度密度（kg/m3）開挖方法開挖方法一類土一類土（松軟土）（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥6001500用鍬、鋤頭挖掘用鍬、鋤頭挖掘二類土二類土（普通土）（普通土）粉質粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉粉質粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵土混卵( (碎碎) )石；種植土；填土石；種植土；填土11001600用鍬、鋤頭挖掘，少用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松許用鎬翻松三類土三類土（堅土）（堅土）軟及中等密實粘土；重粉質粘土；礫石土；干黃土；軟及中等密實粘土；重粉質粘土；礫石土；干黃土；含碎含碎( (卵卵) )石的黃土；

11、粉質粘土；壓實的填土石的黃土；粉質粘土；壓實的填土17501900主要用鎬，少許用鍬、主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍鋤頭，部分用撬棍四類土四類土（砂礫堅土）（砂礫堅土）堅實密實的粘性土或黃土；中等密實的含碎堅實密實的粘性土或黃土；中等密實的含碎( (卵卵) )石石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘鍥子及大錘五類土五類土（軟石）（軟石）硬質粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結不硬質粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖110

12、02700用鎬或撬棍、大錘，用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破部分用爆破六類土六類土（次堅石）（次堅石）泥巖；砂巖；礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r；密實的泥巖；砂巖；礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r；密實的石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖22002900用爆破方法，部分用用爆破方法，部分用風鎬風鎬七類土七類土（堅石）（堅石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅實的大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r25003100用爆破方法用爆破方法八類土八類土（特堅石）（特堅石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細粒花崗巖、安山

13、巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖27003300用爆破方法用爆破方法1.3 土的工程分類土的工程分類1 1 概述概述共共4646頁頁 第第3 3頁頁土木工程施工土木工程施工1.4 土的工程性質土的工程性質 天然密度天然密度-是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質量，它影響是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質量，它影響土土的承載力、土壓力的承載力、土壓力及及邊坡的穩(wěn)定性邊坡的穩(wěn)定性。 干密度干密度-是指單位體積中固體顆粒的質量，它是用以是指單位體積中固體顆粒的質量，它是用以檢驗土壓實質量的控制指標。檢驗土壓實質量的控制指標。 土的質量密度土

14、的質量密度取土環(huán)刀取土環(huán)刀 標準擊實儀標準擊實儀不同類的土，其最大不同類的土，其最大干密度是不同的；同干密度是不同的；同類的土在不同的狀態(tài)類的土在不同的狀態(tài)下下( (含水量、壓實程度含水量、壓實程度) )其密實度也是不同的其密實度也是不同的1 1 概述概述共共4646頁頁 第第4 4頁頁土木工程施工土木工程施工 土的含水量土的含水量W 是土中所含的水與土的固體顆是土中所含的水與土的固體顆粒間的質量比，以百分數表示，見粒間的質量比，以百分數表示，見下式：下式：221GGGW含水量影響土方含水量影響土方施工方法的選擇施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質量回填土的質量土的含水量超過土

15、的含水量超過2530%，則機械化施工就困難，容易則機械化施工就困難，容易打滑、陷車打滑、陷車回填土則需有最佳含水量方能回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實，獲得最大干密度夯壓密實，獲得最大干密度快速含水量測定儀快速含水量測定儀1 1 概述概述共共4646頁頁 第第5 5頁頁土木工程施工土木工程施工 土的滲透性土的滲透性 是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的的滲流速度滲流速度 V 與與土的滲透系數土的滲透系數 K 和和水頭梯度水頭梯度 I 有關，地有關，地下水在土中的滲流速度可按達西公式計算：下水在土中的滲流速度可按達西公式計算： V（m/d）

16、=KI 土壤滲透試驗儀土壤滲透試驗儀滲透系數滲透系數K 值將直接值將直接影響降水方案的選擇影響降水方案的選擇和涌水量計算的準確和涌水量計算的準確性性1 1 概述概述共共4646頁頁 第第6 6頁頁土木工程施工土木工程施工 土的可松性土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經過開挖后，其體積因松散而增加，以后即自然狀態(tài)下的土，經過開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經回填壓實，仍不能恢復其原來的體積。土的可松性用雖經回填壓實，仍不能恢復其原來的體積。土的可松性用可松性可松性系數系數 KS 表示。表示。 土的最初可松性系數土的最初可松性系數KS= V2 / V1； 土的最后可松性系數土的最后可松性系數K，S=

17、V3 / V1 。 式中：式中：V1土在天然狀態(tài)下的體積；土在天然狀態(tài)下的體積； V2土經開挖后的松散體積；土經開挖后的松散體積； V3土經回填壓實后的體積。土經回填壓實后的體積。土的最初可松性系數土的最初可松性系數KS是計算挖掘機械生是計算挖掘機械生產率、運土車輛數量產率、運土車輛數量及棄土坑容積的重要及棄土坑容積的重要參數，最后可松性系參數，最后可松性系數數K，S是計算場地平是計算場地平整標高及填方所需的整標高及填方所需的挖方體積等的重要參挖方體積等的重要參 數。數。1 1 概述概述共共4646頁頁 第第7 7頁頁土木工程施工土木工程施工土的可松性參考值土的可松性參考值土的類別土的類別體積

18、增加百分數體積增加百分數可松性系數可松性系數最最 初初最最 后后最初最初 Ks最后最后 K，s一類土一類土（種植土除外）（種植土除外）81712.51.081.171.011.03二類土二類土（植物土、泥炭）（植物土、泥炭）2030341.201.301.031.04二類土二類土14282.551.141.281.021.05三類土三類土2430471.241.301.041.07四類土（除外）四類土（除外）2632691.261.321.061.09四類土四類土（泥灰?guī)r、蛋白）（泥灰?guī)r、蛋白）333711151.331.371.111.15五七類土五七類土304510201.301.451.

19、101.20八類土八類土455020301.451.501.201.301 1 概述概述共共4646頁頁 第第8 8頁頁土木工程施工土木工程施工2 土方邊坡土方邊坡 合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設邊坡，是合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設邊坡，是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為 1:m ，即：，即：第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃mhbbh:1/1土方邊坡坡度 式中式中 m = b / h ，稱為坡度系數。其意義為：，稱為坡度系數。其意義為：當邊坡高度已當邊坡高度已知為知為h 時，其邊坡寬度則等于時，其邊坡寬度則等于mh。共共

20、4646頁頁 第第9 9頁頁土木工程施工土木工程施工臨時性挖方的臨時性挖方的邊坡值邊坡值土土 的的 類類 別別邊坡值（高：寬）邊坡值（高：寬）砂砂 土（不包括細砂、粉砂）土（不包括細砂、粉砂）1:1.251:1.5一般一般粘性土粘性土硬硬1:0.751:1硬、塑硬、塑1:11:1.25軟軟1:1.5 或更緩或更緩碎石類土碎石類土充填堅硬、硬塑粘性土充填堅硬、硬塑粘性土1:0.51:1充填砂土充填砂土1:11:1.5 邊坡坡度應根據邊坡坡度應根據不同的挖填高度、土的工程性質不同的挖填高度、土的工程性質及及工程特點工程特點而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又

21、要節(jié)省土方。臨時性挖方邊坡可按下表確定：省土方。臨時性挖方邊坡可按下表確定：2 2 土方邊坡土方邊坡共共4646頁頁 第第1010頁頁土木工程施工土木工程施工深度在深度在5m內的基坑內的基坑( (槽槽) )、管溝邊坡、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）的最陡坡度（不加支撐）土土 的的 種種 類類邊邊 坡坡 坡坡 度（高：寬）度（高：寬）坡頂無荷載坡頂無荷載坡頂有靜載坡頂有靜載坡頂有動載坡頂有動載中密的砂土中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石類土中密的碎石類土(充填物為砂土充填物為砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中

22、密的碎石類土中密的碎石類土(充填物為粘性土充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉質粘土、粘土硬塑的粉質粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黃土老黃土1:0.101:0.251:0.33軟土軟土(經井點降水后經井點降水后)1:1.00 當地質條件良好當地質條件良好, ,土質均勻且地下水位低于基坑土質均勻且地下水位低于基坑( (槽槽) )底面標高時底面標高時, ,挖方深度在挖方深度在5m5m以內以內, ,不加支撐的邊坡可按下不加支撐的邊坡可按下表確定：表確定：2 2 土方邊坡土方邊坡共共4646頁頁 第第1111頁頁土木工程施工土木工程施工3 土方量計算的基本方法

23、土方量計算的基本方法土方量計算的基本方法有土方量計算的基本方法有平均高度法平均高度法 和和平均斷面法平均斷面法 兩種。兩種。3.1 平均高度法平均高度法 四方棱柱體法：四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于將施工區(qū)域劃分為若干個邊長等于a 的的方格網，每個方格網的土方體積方格網，每個方格網的土方體積 V 等于底面積等于底面積 a2 乘四個角點高度乘四個角點高度的平均值，即：的平均值，即：)(443212hhhhaV第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第1212頁頁土木工程施工土木工程施工方格網土方量計算方格網土方量計算則可采取則可采取平均高度平均高度法法（四方棱柱體法四方

24、棱柱體法和和三角棱柱體法三角棱柱體法）3 3 土方量計算的基本方法土方量計算的基本方法共共4646頁頁 第第1313頁頁 三角棱柱體法：三角棱柱體法：將每一個方格順地形的等高將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分為兩個三角線沿對角線劃分為兩個三角形，然后分別計算每一個三形，然后分別計算每一個三角棱柱體的土方量。角棱柱體的土方量。土木工程施工土木工程施工3.2平均斷面法平均斷面法 基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計算可采用平均基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計算可采用平均斷面法。即：斷面法。即：)4(6201FFFHV3 3 土方量計算的基本方法土方量計算的基本方法共共4646頁頁 第第1414頁頁

25、土木工程施工土木工程施工4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算 4.1.1 H0的重要性的重要性 場地設計標高是進行場地平整和土方量計算的依據，場地設計標高是進行場地平整和土方量計算的依據，也是總圖規(guī)劃和豎向設計的依據。合理地確定場地設計也是總圖規(guī)劃和豎向設計的依據。合理地確定場地設計標高，對減少土方工程量、加速工程進度、降低工程造標高，對減少土方工程量、加速工程進度、降低工程造價有著重要意義。價有著重要意義。4.1 場地設計標高場地設計標高H0的確定的確定 確定場地設計標高應結合各類影響因素反復進行技術確定場地設計標高應結合各類影響因素反復進行技術經濟比較，選擇一個最佳方案。經濟比較，選擇

26、一個最佳方案。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第1515頁頁土木工程施工土木工程施工4.1.2 H0 的確定原則的確定原則 滿足滿足生產工藝和運輸生產工藝和運輸的要求；的要求； 充分利用地形，充分利用地形，分區(qū)或分臺階布置分區(qū)或分臺階布置，分別確定不，分別確定不同的設計標高；同的設計標高； 考慮考慮挖填平衡挖填平衡，棄土運輸或取土回填的土方量最，棄土運輸或取土回填的土方量最少；少； 要有合理的泄水坡度要有合理的泄水坡度( (2) )，滿足排水要求滿足排水要求； 考慮考慮最高洪水位最高洪水位的影響。的影響。4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第16

27、16頁頁土木工程施工土木工程施工4.1.3 H0 的確定步驟的確定步驟 如場地設計標高無特殊要求時，可根據挖填土方量如場地設計標高無特殊要求時，可根據挖填土方量平衡的原則確定平衡的原則確定H0 , ,其步驟如下：其步驟如下： 劃分方格網劃分方格網 方格網邊長方格網邊長a 可取可取1050m，常用，常用20m、40m；挖填平衡原則即挖填平衡原則即場地內土方的絕場地內土方的絕對體積在平整前對體積在平整前、后相等、后相等4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第1717頁頁土木工程施工土木工程施工 確定各方格網角點高程確定各方格網角點高程 水準儀實測；水準儀實測； 利用地形圖

28、上相鄰兩等利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用高線的高程，用插入法插入法求得。求得。 4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第1818頁頁用插入法求得用插入法求得 H13=251.70 水準儀進行高程測量水準儀進行高程測量土木工程施工土木工程施工 按每一個方格的角點的計算次數（權數），即方格的角點為按每一個方格的角點的計算次數（權數），即方格的角點為幾個方格共有的情況，確定設計標高幾個方格共有的情況，確定設計標高H0的實用公式為：的實用公式為：)432(4143210HHHHnH 按挖填平衡確定設計標高按挖填平衡確定設計標高式中：式中： n 方格網數；方格網數； H1

29、一個方格僅有的角點坐標；一個方格僅有的角點坐標； H2 兩個方格共有的角點坐標；兩個方格共有的角點坐標； H3 三個方格共有的角點坐標；三個方格共有的角點坐標； H4 四個方格共有的角點坐標。四個方格共有的角點坐標。4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第1919頁頁土木工程施工土木工程施工4.2 場地設計標高場地設計標高H0的調整的調整 按以上步驟求得的按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應考慮以下僅為一理論值，還應考慮以下因素進行調整，求出因素進行調整，求出H,0： 土的可松性影響土的可松性影響填方因土的可松性引起的填填方因土的可松性引起的填方方體積增加體積增加；

30、 場內挖方和填方的影響場內挖方和填方的影響從經濟觀點出發(fā)，安從經濟觀點出發(fā)，安排的挖方就近棄土和填方就近場外取土，引起的排的挖方就近棄土和填方就近場外取土，引起的挖填土挖填土方量的變化方量的變化； 場地泄水坡度的影響場地泄水坡度的影響單坡？雙坡？單坡？雙坡？4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2020頁頁土木工程施工土木工程施工 由于土具有可松性，一般填土需相應提高設計標高，故考慮土由于土具有可松性，一般填土需相應提高設計標高，故考慮土的可松性后，場地設計標高調整為：的可松性后，場地設計標高調整為： VWVTH0V ,WV ,TH ,0h理論設計標高理論設計標高

31、調整設計標高調整設計標高4.2.1 土的可松性影響土的可松性影響hHH0,0,) 1(sTswFwKFKVh4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2121頁頁土木工程施工土木工程施工 場地設計標高場地設計標高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，是按挖填土方量平衡的原則確定的，但但從經濟觀點出發(fā)，常會將部分挖方從經濟觀點出發(fā)，常會將部分挖方就近棄于場外就近棄于場外，或，或就就近于場外取土近于場外取土用于部分填方，均會引起挖填土方量的變化，用于部分填方，均會引起挖填土方量的變化，亦需調整場地設計標高。亦需調整場地設計標高。 20,0NaQHH4.2.2 場內挖方和填方的

32、影響場內挖方和填方的影響式中：式中： Q場地根據場地根據H0平整后多余或不足的土方量。平整后多余或不足的土方量。其設計標高調整值按下式計算：其設計標高調整值按下式計算： 4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2222頁頁土木工程施工土木工程施工 調整后的設計標高是一個水平面的標高，而實際施工調整后的設計標高是一個水平面的標高，而實際施工中要根據泄水坡度的要求中要根據泄水坡度的要求( (單坡泄水或雙坡泄水單坡泄水或雙坡泄水) )計算出場計算出場地內地內各方格網角點實際設計標高各方格網角點實際設計標高。4.2.3 場地泄水坡度的影響場地泄水坡度的影響 場地為單坡泄水時場

33、地為單坡泄水時，場地場地內任意點的設計標高則為：內任意點的設計標高則為：式中：式中：l 該點至設計標高該點至設計標高H，0的距離的距離； i 場地泄水坡度（不小于場地泄水坡度（不小于2）。）。liHHn,04 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2323頁頁場地單向泄水坡度示意圖場地單向泄水坡度示意圖土木工程施工土木工程施工 場地為雙坡泄水時場地為雙坡泄水時，場地內任意點的設計標高則，場地內任意點的設計標高則為：為：yyxxnililHH,0式中：式中：lx、ly該點沿該點沿X-X、Y-Y方向方向 距場地中心線的距離；距場地中心線的距離； ix、iy場地沿場地沿X-X

34、、Y-Y方向方向 的泄水坡度。的泄水坡度。公式中正負號的取值：公式中正負號的取值：計算角點在計算角點在H，0之上取之上取“”，反之取，反之取“”4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2424頁頁場地雙向泄水坡度示意圖場地雙向泄水坡度示意圖土木工程施工土木工程施工4.3 場地土方量的計算場地土方量的計算 4.3.1 求各方格角點的施工高度求各方格角點的施工高度hn hn=場地設計標高場地設計標高Hn自然地面標高自然地面標高H 角點編號角點編號 施工高度施工高度 hn 1- 0.72 43.24 42.52自然地面標高自然地面標高 H 設計標高設計標高 Hn若若hn為正

35、值則為正值則該點為填方，該點為填方， hn為負值則為負值則為為 挖方。挖方。場地土方量計算步驟如下：場地土方量計算步驟如下：4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算土方方格網圖例土方方格網圖例共共4646頁頁 第第2525頁頁土木工程施工土木工程施工 零線位置的確定：零線位置的確定：先求出方格網中邊線兩端施工高度有先求出方格網中邊線兩端施工高度有“ “ + ”+ ”、“ “ ” ”中的零點，將相鄰兩零點連接起來即為零線。中的零點，將相鄰兩零點連接起來即為零線。4.3.2 繪出零線繪出零線 式中：式中：X1、X2角點至零點的距離角點至零點的距離(m)； h1、h2相鄰兩角點的施工高度相鄰兩角

36、點的施工高度(m)，均用絕對值；，均用絕對值； a方格網的邊長方格網的邊長(m).(m).零點的位置按下式計算：零點的位置按下式計算：ahhhxahhhx212221114 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2626頁頁零點位置計算示意零點位置計算示意土木工程施工土木工程施工 為省略計算，亦可用為省略計算，亦可用圖解法圖解法直接求出零點位置。即直接求出零點位置。即用尺在各角點標出相應比例，用尺相接，與方格相交點用尺在各角點標出相應比例，用尺相接，與方格相交點即為零點位置。見下圖：即為零點位置。見下圖： h1+0.30h2-0.200551010h7h8+0.7-0.

37、10用尺量出用尺量出h10.3的刻度的刻度用尺量出用尺量出h20.2的刻度的刻度兩點連線與兩點連線與方格的交點方格的交點為零點為零點用尺量出用尺量出h80.1的刻度的刻度用尺量出用尺量出h70.7的刻度的刻度兩點連線與兩點連線與方格的交點方格的交點為零點為零點兩零點連線兩零點連線即為零線即為零線4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2727頁頁土木工程施工土木工程施工4.3.3 計算場地挖、填土方量計算場地挖、填土方量 “零線零線”求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計算各方格的挖、填土方量了。便可按平均高度法

38、計算各方格的挖、填土方量了。4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2828頁頁挖方施工挖方施工及長距離土方調運及長距離土方調運土木工程施工土木工程施工4.3.4 計算各挖、填方調配區(qū)之間的平均運距計算各挖、填方調配區(qū)之間的平均運距 先按下式求出各挖方或填方先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標區(qū)土方重心坐標X0、Y0： iiiVVxX)(0iiiVVyY)(0填方區(qū)填方區(qū)yH0H0 xxOWxOTyOWyOTL0挖挖方方區(qū)區(qū)式中：式中： xi、yi i 塊方格的重心坐標；塊方格的重心坐標； Vi i 塊方格的土方量。塊方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19

39、x19、y19挖方區(qū)挖方區(qū)重心重心填方區(qū)填方區(qū)重心重心4 4 場地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第2929頁頁土木工程施工土木工程施工 則填、挖方區(qū)之間的平均運距則填、挖方區(qū)之間的平均運距 L0 為：為：2002000)()(WTWTyyxxL式中：式中： x0T、y0T 填方區(qū)的重心坐標；填方區(qū)的重心坐標； x0W、y0W 挖方區(qū)的重心坐標。挖方區(qū)的重心坐標。 在實際工作中，亦可用作圖法近似地求出調配區(qū)的在實際工作中，亦可用作圖法近似地求出調配區(qū)的形心位置形心位置O代替重心坐標，用比例尺量出每對調配區(qū)的代替重心坐標，用比例尺量出每對調配區(qū)的平均運距。平均運距。4 4 場

40、地平整土方量計算場地平整土方量計算共共4646頁頁 第第3030頁頁土木工程施工土木工程施工5 土方調配土方調配5.2 土方調配的原則土方調配的原則 土方調配是土方規(guī)劃中的一個重要內容。其原則是：土方調配是土方規(guī)劃中的一個重要內容。其原則是：力求挖填平衡、運距最短、費用最省，考慮土方力求挖填平衡、運距最短、費用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復挖填和運輸。的利用，以減少土方的重復挖填和運輸。5.1 土方調配的步驟土方調配的步驟 劃分調配區(qū)（繪出零線）劃分調配區(qū)（繪出零線） 計算調配區(qū)之間的平均計算調配區(qū)之間的平均運距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）運距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）

41、確定初始確定初始調配方案調配方案 優(yōu)化方案判別優(yōu)化方案判別 繪制土方調配圖表。繪制土方調配圖表。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃共共4646頁頁 第第3131頁頁土木工程施工土木工程施工5.3 最優(yōu)調配方案的確定最優(yōu)調配方案的確定 最優(yōu)調配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎，最優(yōu)調配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎，常用常用“表上作業(yè)法表上作業(yè)法”求解。調配的步驟如下：求解。調配的步驟如下：用用“最小元素法最小元素法”編制初始調配方案編制初始調配方案最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別繪制土方調配圖繪制土方調配圖最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別方案的調整方案的調整是是否否5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁

42、 第第3232頁頁土木工程施工土木工程施工5.3.1 初始調配方案初始調配方案 下圖為一矩形廣場，圖中小方格內的數字為各調配區(qū)的土方下圖為一矩形廣場，圖中小方格內的數字為各調配區(qū)的土方量，箭桿上的數字則為各調配區(qū)之間的平均運距。試求土方調配量，箭桿上的數字則為各調配區(qū)之間的平均運距。試求土方調配最優(yōu)方案。最優(yōu)方案。500500800600500500400W1T1W36050701108070401009040100W4T3W2T270挖方區(qū)挖方區(qū)編號編號填方區(qū)編號填方區(qū)編號挖方區(qū)需挖方區(qū)需調出土方調出土方填方區(qū)需填方區(qū)需調進土方調進土方調配區(qū)間的調配區(qū)間的平均運距平均運距5 5 土方調配土方

43、調配共共4646頁頁 第第3333頁頁土木工程施工土木工程施工各調配區(qū)土方量及平均運距各調配區(qū)土方量及平均運距 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W1x1150 x1270 x13100500C,11C,12C,13W2x2170 x2240 x2390500C,21C,22C,23W3x3260 x32110 x3370500C,31C,32C,33W4x4180 x42100 x4340400C,41C,42C,43填方量填方量m380060050019005 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第3434頁頁土木工程施工土木工程施工 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2

44、T3挖方量挖方量m3,11C,12C,13W2705004090500C,21C,22C,23W36011070500C 31C 32C 33W48010040040400C,41C,42C,43填方量填方量m38006005001900 步驟步驟1：選取選取平均運距最小平均運距最小(C22=C43=40)的方格，確定它所對應的方格，確定它所對應的調配土方數，并使其的調配土方數，并使其盡可能大盡可能大。本例選取。本例選取C43=40，X43=400(W4的的全部挖方調往全部挖方調往T3)，X41、X42=0 (W4的挖方不調往的挖方不調往T1、T2)，在，在X41、X

45、42的方格內畫上的方格內畫上“”5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第3535頁頁土木工程施工土木工程施工 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W170100500C,11C,12C,13W27090500C,21C,22C,23W3500C,31C,32C,33W48010040040400C,41C,42C,43填方量填方量m38006005001900 步驟步驟2：重復步驟重復步驟1，按平均運距，按平均運距由小到大依次計算由小到大依次計算X22、X11、X31 （C22C11C31） ，我們就得到了土方調，我們就得到了土方調配的初始方案。配的初始方案。1.5 1.

46、5 土方調配土方調配50050010030010040506070110共共4646頁頁 第第3636頁頁土木工程施工土木工程施工5.3.2 最優(yōu)方案最優(yōu)方案判別判別 初始調配方案是按初始調配方案是按“就近調配就近調配”求得的，它保證了求得的，它保證了挖填平衡、總運輸量是較小的，但不一定是最小的，因此挖填平衡、總運輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進行判別。還需進行判別。 在在“表上作業(yè)法表上作業(yè)法”中判別最優(yōu)方案的方法有很多，中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們介紹引入這里我們介紹引入“假想價格系數假想價格系數”求求檢驗數檢驗數ij來判別。來判別。 首先求出表中各方格的假想價格系數，首

47、先求出表中各方格的假想價格系數，有調配土方有調配土方的假想價格系數的假想價格系數C，ij=Cij ，無調配土方的假想價格系數按，無調配土方的假想價格系數按下式計算：下式計算：5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第3737頁頁土木工程施工土木工程施工 利用已知的假想價格系數，我們可以逐個求解未知利用已知的假想價格系數，我們可以逐個求解未知的的C，ij。 步驟步驟1：在有調配土方的方格內，在有調配土方的方格內， C，ij=Cij ，將數據，將數據填入表中；填入表中；,pfeqpqefCCCC 該公式的意義即：該公式的意義即：構成任一矩形的四個方格內對角構成任一矩形的四個方格內對角線上的假想

48、價格系數之和相等。線上的假想價格系數之和相等。 5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第3838頁頁土木工程施工土木工程施工 步驟步驟2：按任一矩形的四個方格內按任一矩形的四個方格內對角線上的對角線上的C，ij之和相等之和相等，逐個求解未知的逐個求解未知的C，ij；如：；如： 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W150050701005005010060W2705004090500 10400W330060100110100705006011070W48010040040400308040填方量填方量m38006005001900101104060,32,22,31,2

49、1CCCC5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第3939頁頁土木工程施工土木工程施工 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W15070+1005005010060W2+7040+90500-10400W360110705006011070W4+80+10040400308040填方量填方量m38006005001900 步驟步驟3：引入檢驗數引入檢驗數，按下式求出表中，按下式求出表中無調配土方方格的檢無調配土方方格的檢驗數驗數（即方格右邊兩小格數字上下相減，將正負號填入表中即方格右邊兩小格數字上下相減，將正負號填入表中）：）： 12 出現負數說明方案出現負數說明方案不是

50、最佳方案不是最佳方案，需要進行調整。，需要進行調整。0,ijijijCC5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第4040頁頁土木工程施工土木工程施工 步驟步驟2：找出找出x12的閉回路。其作法是，從的閉回路。其作法是，從x12方格出發(fā)，沿水方格出發(fā)，沿水平或豎直方向前進，遇到平或豎直方向前進，遇到有數字的方格作有數字的方格作900轉彎轉彎( (也可不轉彎也可不轉彎) )，如，如果路線恰當，有限步后便能回到出發(fā)點。形成一條以果路線恰當，有限步后便能回到出發(fā)點。形成一條以有數字的方格有數字的方格為轉角點、用水平或豎直線聯起來的閉回路為轉角點、用水平或豎直線聯起來的閉回路。見下表：。見下表：

51、T1T2T3W1500X12W2500W3300100100W44005.3.3 方案的調整方案的調整 步驟步驟1：在所有負檢驗數中挑選一個在所有負檢驗數中挑選一個( (一般選最小的一般選最小的) )，本例，本例即即12，將它對應的變量將它對應的變量 x12 作為調整對象。作為調整對象。5 5 土方調配土方調配共共4646頁頁 第第4141頁頁土木工程施工土木工程施工 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W150070+1005005010060W2+7050040+90500-10400W330060110100705006011070W4+80+10040040400308040填方量填方量m38006005001900 步驟步驟3：從空格從空格 X12出發(fā)，沿閉回路（出發(fā)，沿閉回路（方向