资源简介

(共36张PPT)
模块1 地基与基础工程施工
土方工程施工
地基加固处理的方法
浅基础施工
桩基础施工
01
02
03
04
CONTENT
知识目标
●了解土方工程的施工特点，土的分类与工程性质；熟悉土方工程的分类及特征以及土的工程性质对土方施工的影响；掌握土方工程量的计算方法。
●了解土方边坡和土壁支护的基本形式以及排水与降水的基本类型；熟悉土方边坡的确定方法及影响因素，能够对造成边坡塌方和产生流沙的原因进行分析，并采取有效的防治措施；重点掌握土壁支护的构造要求和施工方法，轻型井点降水的设计与施工方法。
知识目标
●熟悉土方施工机械的性能、适用范围、作业方法，能够根据工程情况初步选择施工机械；掌握土方填土土料的选用要求、填土与压实方法及质量检查方法，能够针对填土压实的主要影响因素，确定合理的填土压实方案。
●掌握高压旋喷地基、深层搅拌地基、钢筋混凝土条形基础、钢筋混凝土预制桩、泥浆护壁成孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等的施工工艺与要求。
●了解地下连续墙、沉井等其他深基础的施工方法。
PART 01
土方工程施工
1.1.2 土方量计算与土方调配
1.基坑（槽）土方量的计算
1）基坑土方量计算
基坑土方量可按立体几何中拟柱体（由两个平行的平面作为底的一种多面体）体积公式计算，即
V= (A1+4A0+A2) （1-6）
式中，H为基坑深度（m）；A1、A2为基坑上、下底的面积（m2）；A0为基坑中截面的面积（m2）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
2）基槽土方量计算
基槽土方量可沿长度方向分段后，按照上述同样的方法计算，即
V1= (A1+4A0+A2) （1-7）
式中，V1为第一段的土方量（m3）；L1为第一段的长度（m）。
将各段土方量相加，得基槽总土方量为：
V=V1+V2+…+Vn （1-8）
式中，V1，V2，…，Vn为各段土方量（m3）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
2.场地设计标高的确定及平整土方量的计算
1）场地设计标高的确定
图1-3不同场地设计标高的比较场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地的设计标高，对减少土方量、加快工程速度都有重要的经济意义。如图1-3所示，当场地设计标高为H0时，填挖方基本平衡，可将土方移挖作填，就地处理；当场地设计标高为H1时，填方大大超过挖方，须从场地外大量取土回填；当场地设计标高为H2时，挖方大大超过填方，须向场外大量弃土。
在确定场地设计标高时，应结合现场的具体条件，反复进行技术经济比较，确定最优方案。
提示
1.1.2 土方量计算与土方调配
（1）确定场地设计标高时，应考虑以下因素：
①满足建筑规划、工艺和运输的要求。
②充分利用地形（如分区台阶布置），尽量使挖填方平衡，减少土方量。
③有一定的泄水坡度（≥0.2%），满足排水要求,并考虑最大洪水位的影响。
1.1.2 土方量计算与土方调配
（2）场地设计标高的确定步骤。场地设计标高一般应在设计文件上规定，若设计文件对场地设计标高没有规定，可按下述步骤来确定场地设计标高：
①初步计算场地设计标高（H0）。初步计算场地设计标高的原则是场内挖填方平衡，即场内挖方总量等于填方总量（∑V挖=∑V填）。
a.在具有等高线的地形图上将施工区域划分成边长a=10～40 m的若干方格，如图1-4所示。
1.1.2 土方量计算与土方调配
b.确定各方格角点的地面标高。其方法是根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法计算求得；也可将一张画有6根等距离平行线图1-5图解法的透明纸放到标有方格网的地形图上，最外两根直线分别对准方格与等高线的交点（A、B点），则透明纸上的平行线就将A、B之间的高差分成5等份。此时，用插入法便可在透明纸上直接读出角点4的地面标高，如图1-5所示。
此外，当无地形图或地形不平坦时，可以在地面上用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出方格网各角点的地面标高。
提示
1.1.2 土方量计算与土方调配
c.按填挖方平衡确定H0。
na2H0=∑（a2）
即
H0= ∑（H11+H12+H21+H22） （1-9）
由图1-4可知，H11为1个方格的角点标高，H12和H21为2个方格公共的角点标高，H22为4个方格公共的角点标高，它们分别在式（1-9）中要加1次、2次、4次，因此式（1-9）可改写为：
H0= （1-10）
式中，n为方格个数；H1为1个方格独有的角点标高(m)；H2为2个方格共有的角点标高(m)；H4为4个方格共有的角点标高(m)。
1.1.2 土方量计算与土方调配
②调整场地设计标高。初步确定的H0仅为一理论值，实际上，还需要考虑以下因素对H0进行调整:
a.土的可松性影响。由于土具有可松性，会造成填土的多余，必要时需相应地提高设计标高。
b.场内挖方和填方的影响。场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及经过经济比较而将部分挖方就近弃土于场外（简称弃土）或部分填方就近从场外取土（简称借土），均会引起挖填土方量的变化。
必要时，需重新调整设计标高。
提示
1.1.2 土方量计算与土方调配
c.泄水坡度对场地设计标高的影响。当按调整后的同一设计标高进行场地平整时，整个场地表面均处于同一水平面，但实际上由于排水的要求，场地需有一定泄水坡度。
平整场地的表面坡度应符合设计要求，如无设计要求，排水沟方向的坡度不应小于0.2%。因此，还需要根据场地的泄水坡度的要求（单向泄水或双向泄水）计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。
1.1.2 土方量计算与土方调配
单向泄水时设计标高计算，是将已调整的设计标高（H′0）作为场地中心线的标高。如图1-6 所示，场地内任意方格角点的设计标高为：
Hij=H′0±Li （1-11）
式中，Hij为场地内任意方格角点的设计标高（m）；L为场地中心线到各方格角点的距离（m）；i为场地单向泄水坡度（不小于0.2%）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
双向泄水时设计标高计算，是将已调整的设计标高（H′0）作为场地中心点的标高。如图1-7所示，场内任意方格角点的设计标高为：
Hij=H′0±Lxix±Lyiy （1-12）
式中，Lx、Ly为该角点在x-x、y-y方向至场地中心线的距离（m）；ix、iy为该角点在x-x、y-y方向的泄水坡度；±由场地中心点沿x-x、y-y方向指向计算点时，若其方向与ix、iy反向取“+”号，同向则取“－”号。
1.1.2 土方量计算与土方调配
2）场地平整土方量计算
场地平整土方量计算有横截面法和方格网法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法的计算精度较低，可用于地形起伏变化较大的地区。方格网法的精度较高，适用于地形较平坦的地区。这里主要介绍方格网法。
大面积场地的土方量通常采用方格网法计算，即根据每个方格角点的自然地面标高和实际采用的设计标高，算出相应的角点填挖高度（施工高度），然后计算每个方格的土方量，再将场地上所有方格的土方量求和，并算出场地边坡的土方量，这样便可以得到整个场地的填、挖土方总量。
1.1.2 土方量计算与土方调配
用方格网法计算场地平整土方量的步骤如下:
（1）绘制方格网图。由设计单位根据地形图（一般用1∶500的地形图），将建筑场地划分为边长a=10~40 m的若干个方格网，方格的边长主要取决于地形变化的复杂程度，通常采用20 m。
方格网与测量的纵、横坐标网相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（H）和设计标高（Hn），如图1-8所示。
1.1.2 土方量计算与土方调配
1.1.2 土方量计算与土方调配
（2）计算各方格角点的施工高度。各方格角点的施工高度为角点的设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按式(1-13)计算：
hn=Hn－H （1-13）
式中，hn为方格角点的施工高度，即填挖高度（m），以“+”为填，以“-”为挖；Hn为方格角点的设计标高（m）；H为方格角点的自然地面标高（m）；n为方格的角点编号（自然数列1，2，3，…，n）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
（3）计算零点位置，确定零线。当同一方格的四个角点的施工高度同号时，该方格内的土方则全部为挖方或填方；如果同一方格中一部分角点的施工高度为“+”，而另一部分为“-”，则此方格中的土方一部分为填方，另一部分为挖方，沿其边线必然有一不挖不填的点，即零点，如图1-9所示。
零点的位置按式（1-14）计算：
x1=；x2= （1-14）
式中，x1、x2为角点至零点的距离（m）；h1、h2为相邻两角点的施工高度（m），均用绝对值表示；a为方格网的边长（m）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
在实际工作中，为省略计算，确定零点的办法也可以用图解法，如图1-10所示。方法是用尺在各角点上标出挖、填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即零点位置。此法非常方便，同时可避免计算或查表出错。
将相邻的零点连接起来，即零线，它是确定方格中挖方与填方的分界线。
提示
1.1.2 土方量计算与土方调配
（4）计算方格内土方工程量。按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，计算每个方格内的挖方量或填方量。
1.1.2 土方量计算与土方调配
（5）边坡土方量的计算。场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体，另一种为三角棱柱体。
①三角棱锥体边坡体积。
三角棱锥体边坡体积（见图1-11中的①～③、⑤～⑦）的计算公式如下：
V1=A1l1 （1-15）
式中，l1为三角棱锥体边坡①的长度（m）；A1为三角棱锥体边坡①的端面积（m2），A1=mh22,其中m为边坡的坡度系数（m=宽/高），h2为角点的挖土高度（m）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
1.1.2 土方量计算与土方调配
②三角棱柱体边坡体积。
三角棱柱体边坡体积（见图1-11中的④）的计算公式如下：
V4=l4 （1-16）
在两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积按式（1-17）计算：
V4= (A1+4A0+A2) （1-17）
式中，l4为三角棱柱体边坡④的长度（m）；A1、A2、A0为三角棱柱体边坡④两端及中部横断面面积（m2）。
（6）计算土方总量。将挖方区（或填方区）所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。
1.1.2 土方量计算与土方调配
案例
某建筑施工场地方格网布置如图1-12所示。方格网的边长a=20 m，方格网各角点上的标高分别为地面设计标高和自然标高。该场地为粉质黏土，为了保证填方区和挖方区边坡稳定性，设计填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用方格网法计算挖方和填方的总土方量。
【解】（1）计算各角点的施工高度。根据方格网各角点的地面设计标高和自然标高，按照式（1-9）计算施工高度得：
h1=251.50-251.40=0.10（m）；h2=251.44-251.25=0.19（m）；
h3=251.38-250?85=0.53（m）；h4=251.32-250.60=0.72（m）；
h5=251.56-251.90=-0.34（m）；h6=251.50-251.60=-0.10（m）；
h7=251.44-251.28=0.16（m）；h8=251.38-250.95=0.43（m）；
h9=251.62-252?45=-0.83（m）；h10=251.56-252.00=-0.44（m）；
h11=251.50-251.70=-0.20（m）；h12=251.46-251.40=0.06（m）。
1.1.2 土方量计算与土方调配
1.1.2 土方量计算与土方调配
将各角点施工高度的计算结果标注在图1-13中。
（2）计算零点位置。由图1-13可知，方格边1—5、2—6、6—7、7—11、11—12两端的施工高度符号不同，说明在这些方格边上有零点存在，由式（1-14）求得1—5线的x1=4.55 m，2—6线的x1=13.10 m，6—7线的x1=7.69 m，7—11线的x1=8.89 m，11—12线的x1=15.38 m。
将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如图1-13所示。
1.1.2 土方量计算与土方调配
（3）计算各方格的土方量。
①方格Ⅲ、Ⅳ的底面为正方形，土方量为：
VⅢ（+）=202÷4×（0.53+0.72+0.16+0.43）=184（m3）
VⅣ（-）=202÷4×（0.34+0.10+0.83+0.44）=171（m3）
②方格Ⅰ的底面为两个梯形，土方量为：
VⅠ（+）=20÷8×（4.55+13.10）×（0.10+0.19）=12.80（m3）
VⅠ（-）=20÷8×（15.45+6.90）×（0.34+0.10）=24.59（m3）
1.1.2 土方量计算与土方调配
③方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ的底面为三边形和五边形，土方量为：
VⅡ（+）=65.73 m3，VⅡ（-）=0.88 m3，VⅤ（+）=2.92 m3
VⅤ（-）=51.10 m3，VⅥ（+）=40.89 m3，VⅥ（-）=5.70 m3
④方格网总填方量为：
∑V（+）=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34（m3）
⑤方格网总挖方量为：
∑V（-）=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.27（m3）
1.1.2 土方量计算与土方调配
（4）边坡土方量的计算。如图1-14所示，除④、⑦按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，由式（1-15）、式（1-16）、式（1-17）计算可得：V①（+）=0.003 m3,V②（+）=V③（+）=0.000 1 m3,V④（+）=5.22 m3,V⑤（+）=V⑥（+）=0.06 m3,V⑦（+）=7.93 m3,V⑧（+）=V⑨（+）=0.01 m3,V⑩=0.01 m3,V=2.03 m3,V=V=0.02 m3,V=3.18 m3。
边坡总填方量∑V（+）=0.003+0.000 1+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01
=13.30（m3）
边坡总挖方量∑V（-）=2.03+2×0.02+3.18=5.25（m3）
1.1.2 土方量计算与土方调配
1.1.2 土方量计算与土方调配
3.土方调配
土方调配是土方工程施工组织设计（土方规划）中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。编制土方调配方案时应根据施工场地的地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距（挖方区重心至填方区重心的距离），土方调配的最优方案应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，工期短、成本低，而且便于施工。
1.1.2 土方量计算与土方调配
1）土方调配的原则
1
2
3
4
5
1
力求达到挖方与填方基本平衡和运距最短
2
近期施工与后期利用相结合
3
分区与全场相结合
4
尽可能与大型地下建筑物的施工相结合
5
选择适当的调配方向、运输路线，使土方机械和运输车辆的功效得到充分发挥
1.1.2 土方量计算与土方调配
2）土方调配图的绘制
调配方案确定后，绘制土方调配图，如图1-15所示。在土方调配图上注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。图1-15中的土方调配仅考虑场内挖方和填方的平衡，W表示挖方，T表示填方。

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