第一章 土石方工程 第二节 土石方平衡与调配 一、沟槽与 基坑 土方量计算

一）沟槽的断面种类 种类： 直槽 梯形槽 特点：破土少 不支撑

二）土方量计算 混合槽 联合槽 特点：槽较深 功能多 1、底宽 W=B+2b B—基础或管外径宽度 b—工作间宽度 混合槽 联合槽 特点：槽较深 功能多 二）土方量计算 1、底宽 W=B+2b B—基础或管外径宽度 b—工作间宽度 若支撑则每侧加150～200mm

D (mm) b (mm) 非金属管 金属管 ≤500 400 300 500～1000 500 1000～1500 600 给水排水管道工程施工及验收规范中规定： D (mm) b (mm) 非金属管 金属管 ≤500 400 300 500～1000 500 1000～1500 600 1500～2000 800

为了少挖土方，应根据土质，按规范设计安全坡度 2、边坡 坡度：高/宽 边坡率：宽/高 为了少挖土方，应根据土质，按规范设计安全坡度 土的类别 无载 有载 动载 中密砂土 1：1 1：1.25 1：1.5 中密的碎石类土 （充填物为砂土） 1：0.75 1:1.0 1:1.25 硬塑轻亚粘土 1:0.67 1:0.75 1:1 中密碎石土 （充填物为粘土） 1：0.5 硬塑亚粘土、粘土 1：0.33 1:0.5 老黄土 1:0.1 1:0.25 1:0.33 软土 1：10 － 1 0.67

3、上口宽：s=w+2hH s w H h×H H—槽深 h—边坡率 4、深度：H=地面高－槽底高 5、面积：

6、土方量： （沟槽） （1） （2） （基坑） A1、A2—相邻两断面面积 L—两断面间距离 H—基坑深度 F1F2—上下底面积 F0—中断面面积 沟槽

基坑

二、场区土石方平衡与调配 平整场地的主要内容： 土方量计算、土方调配、 施工机械的选择和方案拟定

一）场地设计标高的确定 1.原则：①满足生产工艺和运输的要求 ②尽量利用地形、减少挖填数量 ③满足场区排水要求 ④尽量使场内挖填平衡 挖填平衡法－－保证土方的挖方与填方量相 等 方法： 最佳设计平面法－－同时要求以上4条

2.“挖填量平衡法”确定场地设计标高 1）分格并测量高程 a H11 H12 H13 H14 等高线 H22 1 2 3 H24 平面图 共N个方格 剖面图 Ho（设计高程）

2）计算设计高程 把场地设计成一个水平面，场地设计标高到基准面的体积，应等于原地形各方格体积之和，即： 式中：H0—所计算的场地设计标高，m a—方格边长 N—方格数 Hi1…….Hi4－－第i个方格的四个角点标高

简化： 式中：Hi—求和了i次的角点标高 31 29 H1为5个 H2为2个 H3为1个 H4为0个 H11 H12 例： 32 30 31 H21 H23 H22 33 32 31 H31 H32 H33 31.25

二）施工时确定零线及挖填区 在一个方格网内同时有填方和挖方时，应先算出方格网上零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区和挖方区的分界线即零线。 零点的位置可按三角形相似求解： x1 x2 h1 h2 h3 h4 h1 h2 x1 x2 a H0

式中：x1、x2－－角点至零点距离 h1、h2－－相邻两角点的挖填高度 挖 填 零线

挖 填

三）场地土方量计算 方格网法－适用于地形平坦或面积宽大的场地，精度较高 横断面法－适用于地形起伏变化较大，或挖填深度较大， 但又不规则的狭长地段。 (一）方格网法 方格边长一般10、20、30、40m 1、全部为挖或填 h2 h3 h1 h4 四角挖填高度 a

例：设某方格挖土：四角挖高度分别为：2,2.1,2.3,2.4,边长10m，求其挖方量。 2、部分挖部分填 h1 挖=V12 h2 h4 h3 a 填=V34

例：h1=1.5,h2=1.4,h3=1.1,h4=1.0,单位：m，方格边长20m，求挖填方各是多少。

（二）横断面法

f1 f2 f3 fn-1 fn ho h1 h2 hn-1 hn 某复杂断面 基本方法：求出断面面积，再乘以长度 d1 d2 dn-1 dn f1 f2 f3 fn-1 fn ho h1 h2 hn-1 hn 某复杂断面 基本方法：求出断面面积，再乘以长度 f1=(h0+h1)×d1/2 f2=(h1+h2)×d2/2

f1 f2 f3 fn-1 fn ho h1 h2 hn-1 hn · · fn-1=(hn-2+hn-1)×dn-1/2 fi－三角形或梯形面积 ∴该断面面积 Fi=f1+f2+···+fn 若d1=d2=···dn=d 则

F1 F2 若各断面积求出，每相邻两个断面面积距离已知，则 l2 l1

第四节 土石方开挖与机械化施工

一、开挖方法 （一）人工 （二）机械 1.单斗挖土（掘）机 （1）构造 工作装置：铲型有正、反、抓、拉

正 反

抓 拉

（2）计算 1）单机台班生产率 P=60tnqk1k2（m3/台班） t---每台班工作时间（小时） n---每分钟工作次数 q---斗容（m3) k1---土的影响系数,0.6-0.87 k2—时间利用系数，0.6-0.88

2）每班完成量 Q---总挖方量（m3) T0---工期（天） m---每天班数 3）需要的挖土（掘）机数

4）配备汽车数 时间组成：装车时间：t1 运输时间：t2= l--运距 v—平均车速 操作及停留时间：t3 卸土时间：t4 设有N台车最优

2.多斗挖土机 3.推土机 一般挖1.5m以内的土 独立挖土、运土、卸土 适宜开挖1-3类土 常用来平整场地

推土机提高生产率的措施： 1）下坡推土 <15° 2）并列推土 3）槽形推土 4）分批集中 ，一次推送 5）铲刀加置侧板 4.铲运机 I～III类土 可平整场地、填筑路基 能完成铲土,运土,卸土,压实工作 运距为600-1500米

5.装载机

二、场地平整机械的比较 机械 运距/m 场地坡度/。 挖深/m 推土机 <100 <15 <1.5 铲运机 <1500 <20 <0.3 挖土机 >1000 不限 >3

第五节 沟槽及基坑支撑 一、支撑的种类及适用条件 1.目的：防止土方坍塌的一种临时性挡土结构，由木材 第五节 沟槽及基坑支撑 一、支撑的种类及适用条件 1.目的：防止土方坍塌的一种临时性挡土结构，由木材 或钢材做成。当沟槽土质较差、深度较大而又 成直槽时，或地下水位较高、砂性土质并采取 表面排水措施时，应设支撑。

2.组成： 1）撑板（挡土板） 2）立柱（横（纵）梁、楞木） 3）撑杠（横撑）

3.种类：横撑、竖撑、板桩撑 （又可分为单板撑、井字撑、稀撑、密撑等） 4.选择的因素：土质、槽深、地下水、地面荷载等。 5.支撑结构应满足要求： 要牢固可靠，进行强度和稳定性计算和校核。 在保证安全前提下，节约用料，宜采用工具式钢支撑。 要便于支设和拆除工序的操作。

二、支撑计算 1.土压力计算 侧土压力 KN/m2 KN/m2 ---土的重力密度，KN/m3 --土的内摩擦角。

2.结构计算 对撑板，最大弯曲应力为： P—主动土压力，KN/m2 l—跨度（立柱间距）,m d—撑板厚,m --撑板材料容许弯曲应力。