土石方计算方法

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1、第第1章章土石方工程土石方工程 土石方的种类及现场鉴别方法土石方的种类及现场鉴别方法 场地平整土方量计算与调配场地平整土方量计算与调配 排水与降低地下水排水与降低地下水 土方边坡与支护土方边坡与支护 土方的填筑与压实土方的填筑与压实 土方工程的机械化施工土方工程的机械化施工 土石方工程常见的质量事故及处理土石方工程常见的质量事故及处理教学目标：教学目标：通过本节课的学习，使同学们了解土石通过本节课的学习，使同学们了解土石方的种类和如何鉴别，掌握土的工程性质，掌握方的种类和如何鉴别，掌握土的工程性质，掌握基坑（槽）土方量的计算。基坑（槽）土方量的计算。教学重点：教学重点：基坑（槽）土方量的计算。

2、基坑（槽）土方量的计算。教学难点：教学难点：土的工程性质。土的工程性质。教学方法：教学方法：多媒体。多媒体。教学内容：教学内容：见课件。见课件。授课时数：授课时数：2 2节。节。授课时间：授课时间：2011.03.092011.03.09授课地点：授课地点：202202教室教室1.1 概概 述述一、土石方工程的种类与特点一、土石方工程的种类与特点 按施工的内容和方法不同分为按施工的内容和方法不同分为4种：种：场地平整场地平整 基坑（槽）及管沟开挖基坑（槽）及管沟开挖 地下工程大型土石方开挖地下工程大型土石方开挖 土石方填筑土石方填筑1、场地平整、场地平整 将天然地面改造成所要求的设计平面时所进

3、将天然地面改造成所要求的设计平面时所进行的土石方施工全过程。行的土石方施工全过程。特点：工作量大、劳动繁重、施工条件复杂。特点：工作量大、劳动繁重、施工条件复杂。施工工艺流程：施工工艺流程：现场勘察现场勘察清除地面障碍物清除地面障碍物标定整平范围标定整平范围设置水准基点设置水准基点设置方格网设置方格网测量标高测量标高计算计算土方挖填工程量土方挖填工程量平整土方平整土方场地碾压场地碾压验收验收2、基坑（槽）及管沟开挖、基坑（槽）及管沟开挖 指开挖宽度在指开挖宽度在3m3m以内的基槽或开挖底面积在以内的基槽或开挖底面积在2020以内的土石方工程以内的土石方工程。特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确

4、；特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确；土石方量少；受气候影响较大。土石方量少；受气候影响较大。3、地下工程大型土石方开挖、地下工程大型土石方开挖 对人防工程、大型建筑物的地下室、深基础对人防工程、大型建筑物的地下室、深基础施工等而进行的地下大型土石方开挖。施工等而进行的地下大型土石方开挖。特点：涉及降低地下水位、边坡稳定与支护、特点：涉及降低地下水位、边坡稳定与支护、地面沉降与位移、临近建筑物的安全与防护等一地面沉降与位移、临近建筑物的安全与防护等一系列问题。系列问题。4、土石方填筑、土石方填筑 是对低洼处用土石方分层填平。是对低洼处用土石方分层填平。特点：要求严格选择土质，分层回填压实。特

5、点：要求严格选择土质，分层回填压实。二、土石的分类与现场鉴别方法二、土石的分类与现场鉴别方法 土的分类方法很多，作为建筑物地基的土可土的分类方法很多，作为建筑物地基的土可以分为以分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土殊土。在土木工程施工中，按开挖难易程度，在现在土木工程施工中，按开挖难易程度，在现行计价规范中将土分为八类（行计价规范中将土分为八类（松软土、普通土、松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石石），这也是确定土木工程劳动定额的依据。），这也是确定土木工程劳动定额的依据。土的工程分类土的

6、工程分类土的分类土的分类土的名称土的名称可松性系数可松性系数开挖工具及方法开挖工具及方法KsKs一类土一类土（松软土）（松软土）砂；粉土；冲积砂土层；种植土；泥砂；粉土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤泥）炭（淤泥）1.081.171.011.03用锹、锄头挖掘用锹、锄头挖掘二类土二类土（普通土）（普通土）粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及粉土卵石的砂、种植土、填筑土及粉土1.141.281.021.05用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松少许用镐翻松三类土三类土（坚土）（坚土）软粘土及中等密实粘土；重粉质粘土；软粘土及中等密实粘土；

7、重粉质粘土；粗砾石；干黄土及含碎石、卵石的黄粗砾石；干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘土；压实的填筑土土、粉质粘土；压实的填筑土1.241.301.041.07主要用镐，少许用主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部锹、锄头挖掘，部分用撬棍分用撬棍四类土四类土（砂砾坚土）（砂砾坚土）重粘土及含碎石、卵石的粘土；粗卵重粘土及含碎石、卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配砂石；软石；密实的黄土；天然级配砂石；软泥灰岩及蛋白石泥灰岩及蛋白石1.261.321.061.09先用镐、撬棍，然先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分后用锹挖掘，部分用楔子及大锤用楔子及大锤五类土五类土（软石）（软石）硬石炭纪粘土；中等密

8、实的页岩，泥硬石炭纪粘土；中等密实的页岩，泥灰岩白垩土；胶结不紧的砾岩；软的灰岩白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩石灰岩1.301.451.101.20用镐或撬棍、大锤用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆挖掘，部分使用爆破方法破方法六类土六类土（次坚石）（次坚石）泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩；泥泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩；泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩；灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩；片麻岩片麻岩1.301.451.101.20用爆破方法开挖，用爆破方法开挖，部分用风镐部分用风镐七类土七类土（坚石）（坚石）大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩

9、、砾岩、岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩、有风化痕迹的安山片麻岩、石灰岩、有风化痕迹的安山岩、玄武岩岩、玄武岩1.301.451.101.20用爆破方法开挖用爆破方法开挖八类土八类土（特坚石）（特坚石）安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩长岩、辉绿岩、玢岩1.451.501.201.30用爆破方法开挖用爆破方法开挖三、土的工程性质三、土的工程性质 1、土的天然密度（、土的天然密度（）土在天然状态下单位体积的质量土在天然状态下单位体积的质量（单位为（单位为N/cmN/cm3

10、 3、kN/mkN/m3 3）。）。Vm式中式中 m土的总质量土的总质量 V 土的天然体积土的天然体积 2、土的干密度（、土的干密度（d d）单位体积土中的固体颗粒的质量单位体积土中的固体颗粒的质量（单位为（单位为N/cmN/cm3 3、kN/mkN/m3 3）。）。Vmsd式中式中 ms土中固体颗粒的质量土中固体颗粒的质量 V 土的天然体积土的天然体积3、土的可松性、土的可松性 天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍不能恢复原来的体积，这种性质经振动夯实，仍不能恢复原来的体积，这种性质称为土的可松性。称为土的可松性。可松性系数：可松性系数：

11、12VVKs式中式中 Ks土的最初可松性系数土的最初可松性系数 Ks土的最终可松性系数土的最终可松性系数 V1土在天然状态下的体积土在天然状态下的体积 V2土被挖出后在松散状态下的体积土被挖出后在松散状态下的体积 V3土经压（夯）实后的体积土经压（夯）实后的体积 13VVKs例：例：某工程基坑回填土的体积为某工程基坑回填土的体积为120m120m3 3，取土场地，取土场地的土为四类土，试求取土的数量？的土为四类土，试求取土的数量？321.11309.11009.106.1120m解：解：查土的工程分类表，四类土的最终可松性系数为查土的工程分类表，四类土的最终可松性系数为1.061.091.06

12、1.09，则需取土的数量为，则需取土的数量为 即挖四类土即挖四类土110.09113.21110.09113.21（m m3 3），可回填），可回填120m120m3 3体积体积的基坑。的基坑。4、土的透水性、土的透水性 指水流通过土中孔隙的难易程度。指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度一般可按达西地下水在土中的渗流速度一般可按达西（DarcyDarcy）定律计算：）定律计算：iKv式中式中 v水在土中的渗流速度（水在土中的渗流速度（m/d）I 水力梯度水力梯度 K土的渗透系数（土的渗透系数（m/d）5、土的含水量（、土的含水量（w）指土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百指土中

13、水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。分数表示。%100swmmw式中式中 mw土中水的质量土中水的质量 ms 土中固体颗粒经温度为土中固体颗粒经温度为 105烘干后的质量烘干后的质量 在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度，此含水量称为可使回填土达到最大的密实度，此含水量称为最最佳含水量佳含水量。6、土的密实度、土的密实度 用密实度表示土的紧密程度。工程上用土的用密实度表示土的紧密程度。工程上用土的干密度来反映相对紧密程度。干密度来反映相对紧密程度。max,ddc式中式中 c土的密实度（压实系数）土的密实度（压实系数）d

14、土的实际干密度（土的实际干密度（“环刀法环刀法”测定）测定）d,max 土的最大干密度（击实试验测定）土的最大干密度（击实试验测定）四、基坑（槽）土方量计算四、基坑（槽）土方量计算（一）边坡坡度（一）边坡坡度mHBBH:1/1mB/H，称为坡度系数，称为坡度系数（二）基坑（槽）土方量按拟柱体体积计算公式计（二）基坑（槽）土方量按拟柱体体积计算公式计算：算：)4(6201FFFHV例：按下图计算基坑的挖方量例：按下图计算基坑的挖方量 解：由拟柱体公式得：解：由拟柱体公式得：上口面积：上口面积：坑底面积：坑底面积：中间截面积：中间截面积：代入上列基坑挖方量计算公式得：代入上列基坑挖方量计算公式得：

15、)(11.9)5.233.04.2)(5.233.02()(20mmhbmhaA小结：小结：1.1.土石方工程的种类与特点；土石方工程的种类与特点；2.2.土石分类与现场鉴别方法；土石分类与现场鉴别方法；3.3.土的工程性质；土的工程性质；4.4.基坑（槽）土方量的计算。基坑（槽）土方量的计算。作业：作业：见下页。见下页。2023-2-622作业：作业：某建筑外墙采用毛石基础，其断面尺寸如下图所示，地某建筑外墙采用毛石基础，其断面尺寸如下图所示，地基为粘土，已知土的可松性系数基为粘土，已知土的可松性系数 ，试计算，试计算每每100m100m长基槽的挖方量；若留下回填土后，余土要求全部运走，长基

16、槽的挖方量；若留下回填土后，余土要求全部运走，计算预留填土量及弃土量。计算预留填土量及弃土量。，05.13.1/SSKK，解：基槽开挖截面积按梯形计算，即：解：基槽开挖截面积按梯形计算，即：每每100m100m长基槽的挖方量：长基槽的挖方量：基础所占的体积：基础所占的体积：预留填方量预留填方量(按原土计算按原土计算)：弃土量弃土量(按松散体积计算按松散体积计算)：）（）留挖弃395.1603.1)19.284408(mKVVVS)(08.428.1)67.186.2(2mA)(40810008.43mALV挖)(6.10910037.09.067.05.007.14.03mLAV）（基基)(1

17、9.28405.16.1094083mKVVVS基挖留教学目标：教学目标：使同学们掌握场地平整的步骤和土方量使同学们掌握场地平整的步骤和土方量的计算，初步了解土方调配的含义。的计算，初步了解土方调配的含义。教学重点：教学重点：场地平整土方量的计算。场地平整土方量的计算。教学难点：教学难点：场地平整设计标高的调整。场地平整设计标高的调整。教学方法：教学方法：多媒体。多媒体。教学内容：教学内容：见课件。见课件。授课时数：授课时数：2 2节。节。授课时间：授课时间：2011.03.102011.03.10授课地点：授课地点：202202教室教室五、场地平整土方量计算与调配五、场地平整土方量计算与调配

18、 1 1、场地设计标高的确定、场地设计标高的确定 2 2、场地设计标高的调整、场地设计标高的调整 3 3、场地土方量的计算、场地土方量的计算 4 4、场地边坡土方量的计算、场地边坡土方量的计算1、场地设计标高的确定、场地设计标高的确定 考虑因素：考虑因素：1 1）满足生产工艺和运输的要求；）满足生产工艺和运输的要求；2 2）尽量利用地形，减少挖方、填方数量；）尽量利用地形，减少挖方、填方数量；3 3）场地内挖方、填方平衡，土方运输总费用最少；）场地内挖方、填方平衡，土方运输总费用最少；4 4）有一定的表面泄水坡度（）有一定的表面泄水坡度（2），满足排水要求，），满足排水要求，并考虑最大洪水水位

19、的影响。并考虑最大洪水水位的影响。场地设计标高一般应在设计文件上规定，若设计文件场地设计标高一般应在设计文件上规定，若设计文件无规定时，通常采用无规定时，通常采用挖、填土方量平衡法。挖、填土方量平衡法。“挖、填土方量平衡法挖、填土方量平衡法”确定场地设计标高的步骤：确定场地设计标高的步骤：1 1）划分方格网，方格边长一般采用）划分方格网，方格边长一般采用1040m1040m 2 2）确定各方格角点的标高（实测法、图解法）确定各方格角点的标高（实测法、图解法）3 3）初步计算场地设计标高）初步计算场地设计标高NHHHHH443243210NHHHHH4)(222112110)4(22211211

20、220HHHHaNaH式中式中 H H0 0-所计算的场地设计标高所计算的场地设计标高（m m）a-a-方格边长（方格边长（m m）N-N-方格数方格数 H H1111H H1212H H2121H H2222-任一方格四个角任一方格四个角点标高（点标高（m m）式中式中 H H0 0-所计算的场地设计标高（所计算的场地设计标高（m m）H H1 1-一个方格仅有的角点标高（一个方格仅有的角点标高（m m）H H2 2H H3 3H H4 4-分别为两个方格、三个方格和四个方格共有的角点标分别为两个方格、三个方格和四个方格共有的角点标 高（高（m m）N-N-方格数方格数mH45.25128.

21、25160.251485.25025.25195.25090.25170.25100.252260.25160.25040.25145.2526410）（）（）（试初步计算该图试初步计算该图的场地设计标高的场地设计标高2、场地设计标高的调整、场地设计标高的调整 土的可松性影响土的可松性影响 场内挖方和填方的影响场内挖方和填方的影响 场地泄水坡度的影响场地泄水坡度的影响土的可松性影响土的可松性影响（填土多余，需提高设计标高）（填土多余，需提高设计标高）hAVVWWW因因WTsVVK 总的填方体积为：总的填方体积为：)(sWWsWTKhAVKVV此时，填方区的标高也应与挖方区一样，提高此时，填方区

22、的标高也应与挖方区一样，提高 即：即：hTTsWWTTTAVKhAVAVVh)(hAVVTTT当当WTVV 时，时，)1(sWTsWKAAKVh故考虑了土的可松性后，场地设计标高调整为：故考虑了土的可松性后，场地设计标高调整为：hHH00场内挖方和填方的影响场内挖方和填方的影响弃土于场外、从场外取土回填等情况。弃土于场外、从场外取土回填等情况。场地设计标高的调整值场地设计标高的调整值 为：为：0H200NaQHH其中：其中：Q-场地根据平衡后多余或不足的土方量。场地根据平衡后多余或不足的土方量。场地泄水坡度的影响场地泄水坡度的影响 泄水坡度有单面泄水、双面泄水泄水坡度有单面泄水、双面泄水 单面

23、泄水：场地内只有一个方向排水；单面泄水：场地内只有一个方向排水；双面泄水：场地内只有两个方向排水，且互双面泄水：场地内只有两个方向排水，且互相垂直。相垂直。ilHHn0场地有单面泄水坡度时，场场地有单面泄水坡度时，场地内任意一点的设计标高：地内任意一点的设计标高：场地有双面泄水坡度时，场场地有双面泄水坡度时，场地内任意一点的设计标高：地内任意一点的设计标高：yyxxnililHH0式中式中 H Hn n-场地内任一角点的设计标高（场地内任一角点的设计标高（m m）H H0 0-场地中心的标高（场地中心的标高（m m）l lx x，l ly y-计算点沿计算点沿x x，y y方向距场地中心点的距

24、方向距场地中心点的距离（离（m m）i ix x，i iy y-场地在场地在x x，y y方向的泄水坡度方向的泄水坡度 -由场地中心点沿由场地中心点沿x x，y y方向指向计算点时，方向指向计算点时，若其方向与若其方向与i ix x，i iy y反向取反向取+号，同向则取号，同向则取-号号3、场地平整土方量的计算、场地平整土方量的计算1）求各方格角点的施工高度）求各方格角点的施工高度2）确定）确定“零线零线”，即挖方、填方的分界线，即挖方、填方的分界线 在相邻角点施工高度为一在相邻角点施工高度为一 挖一填的方格边线上，用插入挖一填的方格边线上，用插入 法求出零点位置，将各相邻的法求出零点位置，

25、将各相邻的 零点连接起来就为零线。零点连接起来就为零线。nhnnnHHh 式中：式中：角点的施工高度，以角点的施工高度，以“+”为填土，为填土，“”为为挖土挖土 角点的设计标高（考虑泄水坡度）；角点的设计标高（考虑泄水坡度）；角点的自然地面标高。角点的自然地面标高。nhnHnH211hhahx3、场地平整土方量的计算、场地平整土方量的计算3）计算方格土方工程量）计算方格土方工程量a a）方格四角均为填或挖）方格四角均为填或挖（全挖或全填的方格）（全挖或全填的方格）其土方量其土方量432124hhhhaV式中式中 V填方或挖方体积（填方或挖方体积（m m3 3）h1h2h3h4 方格角点填（挖）

26、土高度绝对值（方格角点填（挖）土高度绝对值（m m）a方格边长（方格边长（m m）b b）方格相邻两角点为挖方，另两点为填方）方格相邻两角点为挖方，另两点为填方（两挖和（两挖和两填的方格）两填的方格）41842hhcbahacbV其填方部分的土方量为：其填方部分的土方量为：挖方部分的土方量为：挖方部分的土方量为：h1h2h3h4bdcea32842hhedahaedVc c）方格三个角点为挖方（或填方）方格三个角点为挖方（或填方）（三挖一填或相反（三挖一填或相反的方格）的方格）63214bchhbcV其一个角点部分的土方量为：其一个角点部分的土方量为：三个角点部分的土方量为：三个角点部分的土方

27、量为：525232122hhhbcahbcaVh1h2h3h4abc当当b=c=a时，时，642haV 4、场地边坡土方量的计算场地边坡土方量的计算1）三角棱锥体体积（如）三角棱锥体体积（如）AlV31式中式中l l边坡长度（边坡长度（m m）AA边坡端面积（边坡端面积（m2m2）hh角点施工高度（角点施工高度（m m）mm边坡的坡度系数边坡的坡度系数221)(21mhmhhA4、场地边坡土方量的计算场地边坡土方量的计算2）三角棱柱体体积（如）三角棱柱体体积（如）当当A1，A2相差很大时相差很大时lAAV221式中式中l l边坡长度（边坡长度（m m）A A1 1A A2 2A A0 0边坡两

28、端面及边坡两端面及中间断面的横断面面积中间断面的横断面面积（m2m2）lAAAV)4(612015、场地平整土方量计算示例、场地平整土方量计算示例1 某建筑场地地形图和方格网（边长某建筑场地地形图和方格网（边长a=20.0m）布置如）布置如下图所示。填方区边坡坡度系数为下图所示。填方区边坡坡度系数为1.01.0，挖方区边坡坡度，挖方区边坡坡度系数为系数为0.50.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例910111256782341251.40251.25250.85250.60251

29、.90251.60251.82250.95252.45252.00251.70251.40251.50251.44251.38251.32251.56251.50251.44250.38251.62251.56251.50251.46角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例解：解：1）计算各角点的施工高度（以）计算各角点的施工高度（以“+”为填方，为填方，“”为挖方）为挖方）)(10.040.25150.2511mh)(19.025.25144.2512mh)(53.085.25038.2513mh)(72.060.25032.2514mh)(34.090.25

30、156.2515mh)(10.060.25150.2516mh910111256782341251.40251.25250.85250.60251.90251.60251.82250.95252.45252.00251.70251.40251.50251.44251.38251.32251.56251.50251.44250.38251.62251.56251.50251.460.100.190.530.72-0.34-0.10角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例解：解：1）计算各角点的施工高度（以）计算各角点的施工高度（以“+”为填方，为填方，“”为挖方）

31、为挖方）)(16.028.25144.2517mh)(43.095.25038.2518mh)(83.045.25262.2519mh)(44.000.25256.25110mh)(20.070.25150.25111mh)(06.040.25146.25112mh910111256782341251.40251.25250.85250.60251.90251.60251.82250.95252.45252.00251.70251.40251.50251.44251.38251.32251.56251.50251.44250.38251.62251.56251.50251.460.100.19

32、0.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.06角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例2）确定）确定“零线零线”，即挖、填方的分界线，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为点相连，即为“零线零线”。)(55.420)34.001.0/(01.0mx1-5线上：线上：即零点距角点即零点距角点1的距离为的距离为4.55m。)(10.1320)10.019.0/(19.0mx2-6线上：线上：即零点距角点即零点距角点2的距离为的距离为13.10m。)(69.720)1

33、6.010.0/(10.0mx6-7线上：线上：即零点距角点即零点距角点6的距离为的距离为7.69m。910111256782341251.40251.25250.85250.60251.90251.60251.82250.95252.45252.00251.70251.40251.50251.44251.38251.32251.56251.50251.44250.38251.62251.56251.50251.460.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.06角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例2

34、）确定）确定“零线零线”，即挖、填方的分界线，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为点相连，即为“零线零线”。)(89.820)20.016.0/(16.0mx7-11线上：线上：即零点距角点即零点距角点7的距离为的距离为8.89m。)(38.1520)06.020.0/(20.0mx11-12线上：线上：即零点距角点即零点距角点11的距离为的距离为15.38m。910111256782341251.40251.25250.85250.60251.90251.60251.82250.95252.45252.00251.70251.402

35、51.50251.44251.38251.32251.56251.50251.44250.38251.62251.56251.50251.460.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.063）计算方格土方量）计算方格土方量以以+为填方，为填方，-为挖方为挖方)(184)43.016.072.053.0(42032)III(mV方格方格、底面为正方形，底面为正方形，土方量为土方量为：9101112567823410.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.06)(171)44.0

36、83.010.034.0(42032)IV(mV3）计算方格土方量）计算方格土方量以以+为填方，为填方，-为挖方为挖方)(80.12)19.010.0()10.1355.4(8203)I(mV方格方格底面为两个梯形，土底面为两个梯形，土方量为方量为：9101112567823410.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.06)(59.24)10.034.0()90.645.15(8203)I(mV3）计算方格土方量）计算方格土方量以以+为填方，为填方，-为挖方为挖方)(73.65516.053.019.0269.790.62032)I

37、I(mV方格方格、底面为三边底面为三边形和五边形，土方量为形和五边形，土方量为：9101112567823410.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.06)(88.010.0669.790.63)II(mV3）计算方格土方量）计算方格土方量以以+为填方，为填方，-为挖方为挖方)(10.51520.044.010.0289.831.122032)V(mV方格方格、底面为三边底面为三边形和五边形，土方量为形和五边形，土方量为：9101112567823410.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0

38、.44-0.200.06)(92.216.0689.831.123)V(mV3）计算方格土方量）计算方格土方量以以+为填方，为填方，-为挖方为挖方)(89.40506.043.016.0238.1511.112032)VI(mV方格方格、底面为三边底面为三边形和五边形，土方量为形和五边形，土方量为：9101112567823410.100.190.530.72-0.34-0.100.160.43-0.83-0.44-0.200.06)(70.520.0638.1511.113)VI(mV3）计算方格土方量）计算方格土方量以以+为填方，为填方，-为挖方为挖方)(34.30689.4092.273

39、.6580.121843)(mV方格方格网总填方量网总填方量：)(26.25370.510.5188.059.241713)(mV方格方格网总挖方量网总挖方量：4）边坡土方量计算）边坡土方量计算)(003.0)38.1520(206.013132)(1mV 如下图，如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：体计算：填方区填方区0.100.72-0.830.06hmh1-11111121314)(0001.0206.0131332)(3)(2mVV4）边坡土方量计算）边坡土方量计算)(22.540272.01206.01212)(32221)(4m

40、lAAV 如下图，如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：体计算：填方区填方区0.100.72-0.830.06hmh1-11111121314)(06.0272.0131332)(6)(5mVV4）边坡土方量计算）边坡土方量计算)(93.760210.01272.0121322)(7mV 如下图，如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：体计算：填方区填方区0.100.72-0.830.06hmh1-11111121314)(01.0210.0131332)(9)(8mVV4）边坡土方量计算）边

41、坡土方量计算)(01.055.4210.013132)(10mV 如下图，如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：体计算：填方区填方区0.100.72-0.830.06hmh1-11111121314)(03.2)55.440(283.05.03132)(11mV4）边坡土方量计算）边坡土方量计算)(02.0283.05.031332)(13)(12mVV 如下图，如下图，、按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算：体计算：填方区填方区0.100.72-0.830.06hmh1-11111121314)(1

42、8.3)38.1540(283.05.03132)(14mV)(29.1301.001.0293.706.0222.50001.0003.03)(mV边坡边坡总填方量总填方量：)(25.518.302.0203.23)(mV边坡边坡总挖方量总挖方量：4）边坡土方量计算）边坡土方量计算6、场地平整土方量计算示例、场地平整土方量计算示例2 某建筑场地地形图和方格网（边长某建筑场地地形图和方格网（边长a=20.0m）布置如下图）布置如下图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度ix=0.3%，iy=0.2%。试确定场地设计标高（不考虑土的可松性影响，余土加宽边试确定场

43、地设计标高（不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡），计算各方格挖、填土方量。坡），计算各方格挖、填土方量。角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.521-11-21-32-12-22-33-13-23-3ix=0.3%iy=0.2%图例图例123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.9

44、19.149.521-11-21-32-12-22-33-13-23-3ix=0.3%iy=0.2%解：解：1）计算场地设计标高）计算场地设计标高H033.3852.965.871.1045.91H96.151)14.991.886.980.827.1011.914.1075.9(222H72.150)41.916.968.943.9(444H)(47.99472.15096.15133.384424210mNHHHH角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.2

45、78.809.169.419.868.658.919.149.52图例图例2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，得各角点标高：，得各角点标高：)(44.906.009.047.9%2.030%3.03001mHHix=0.3%iy=0.2%)(50.906.003.047.9%2.030%3.01002mHH)(56.906.003.047.9%2.030%3.01003mHH)(62.906.009.047.9%2.030%3.03004mHH)(40.902.009.047.9%2.010%

46、3.03005mHH)(46.902.003.047.9%2.010%3.01006mHH)(52.902.003.047.9%2.010%3.01007mHH)(58.902.009.047.9%2.010%3.03008mHH9.449.509.569.629.409.469.529.58o角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.52图例图例2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高）根据泄水坡

47、度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，得各角点标高：，得各角点标高：)(36.902.009.047.9%2.010%3.03009mHHix=0.3%iy=0.2%)(42.902.003.047.9%2.010%3.010010mHH)(48.902.003.047.9%2.010%3.010011mHH)(54.902.009.047.9%2.010%3.030012mHH)(32.906.009.047.9%2.030%3.030013mHH)(38.906.003.047.9%2.030%3.010014mHH)(44.906.003.

48、047.9%2.030%3.010015mHH)(50.906.009.047.9%2.030%3.030016mHH9.449.509.569.629.409.469.529.589.369.429.489.549.329.389.449.50o角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.52图例图例3）计算各角点的施工高度（以）计算各角点的施工高度（以“+”为填方，为填方，“”为挖为挖方）方）)(

49、01.045.944.91mhix=0.3%iy=0.2%9.449.509.569.629.409.469.529.589.369.429.489.549.329.389.449.50)(25.075.950.92mh)(58.014.1056.93mh)(09.171.1062.94mh)(29.011.940.95mh)(03.043.946.96mh)(16.068.952.97mh)(69.027.1058.98mh)(56.080.836.99mh)(26.016.942.910mh)(07.041.948.911mh)(32.086.954.912mh)(67.065.832.9

50、13mh)(47.091.838.914mh)(30.014.944.915mh)(02.052.950.916mh-0.01-0.25-0.58-1.09+0.29+0.03-0.16-0.69+0.56+0.26+0.07-0.32+0.67+0.47+0.30-0.02o角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例4）确定）确定“零线零线”，即挖、填方的分界线，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线零线”。ix=0.3%iy=0.2%)(67.020)29.001.0/(01.0mx1

51、23456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.529.449.509.569.629.409.469.529.589.369.429.489.549.329.389.449.50-0.01-0.25-0.58-1.09+0.29+0.03-0.16-0.69+0.56+0.26+0.07-0.32+0.67+0.47+0.30-0.02o1-5线上：线上：即零点距角点即零点距角点1的距离为的距离为0.67m。)(86.1720)03.025.0/(25.0mx2-6线

52、上：线上：即零点距角点即零点距角点2的距离为的距离为17.86m。)(84.1620)03.016.0/(16.0mx6-7线上：线上：即零点距角点即零点距角点7的距离为的距离为16.84m。)(91.1320)07.016.0/(16.0mx7-11线上：线上：即零点距角点即零点距角点7的距离为的距离为13.91m。)(41.1620)07.032.0/(32.0mx11-12线上：线上：即零点距角点即零点距角点12的距离为的距离为16.41m。)(25.120)30.002.0/(02.0mx15-16线上：线上：即零点距角点即零点距角点16的距离为的距离为1.25m。角点编号角点编号角点

53、标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例5）计算各方格土方工程量）计算各方格土方工程量以以(+)为填方，为填方，()为挖方为挖方ix=0.3%iy=0.2%)(1142656329)26.056.003.029.0(42032)(12mV（1）全填或全挖方格）全填或全挖方格123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.529.449.509.569.629.409.469.529.589.369.429.489.549.329.389.449.50-0.

54、01-0.25-0.58-1.09+0.29+0.03-0.16-0.69+0.56+0.26+0.07-0.32+0.67+0.47+0.30-0.02o)(196476726563)(13mV)(11030477263)(23mV)(2526916109583)(31mV角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例5）计算各方格土方工程量）计算各方格土方工程量以以(+)为填方，为填方，()为挖方为挖方ix=0.3%iy=0.2%)(18.17)03.029.0)(14.233.19(8203)(11mV（2）两挖两填方格）两挖两填方格12345678910111

55、2141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.529.449.509.569.629.409.469.529.589.369.429.489.549.329.389.449.50-0.01-0.25-0.58-1.09+0.29+0.03-0.16-0.69+0.56+0.26+0.07-0.32+0.67+0.47+0.30-0.02o)(04.12)25.001.0)(86.1767.0(8203)(11mV)(66.20)30.007.0)(75.1859.3(8203)(33mV)(0

56、1.15)02.032.0)(25.141.16(8203)(33mV角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例5）计算各方格土方工程量）计算各方格土方工程量以以(+)为填方，为填方，()为挖方为挖方ix=0.3%iy=0.2%)(03.0603.016.314.23)(21mV（3）三填一挖或三挖一填方格）三填一挖或三挖一填方格123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.529.449.509.569.629.409.469.529

57、.589.369.429.489.549.329.389.449.50-0.01-0.25-0.58-1.09+0.29+0.03-0.16-0.69+0.56+0.26+0.07-0.32+0.67+0.47+0.30-0.02o)(53.78516.058.025.0216.314.22032)(21mV)(25.6616.091.1384.163)(22mV)(37.20507.026.003.0291.1384.162032)(22mV角点编号角点编号角点标高角点标高施工高度施工高度设计标高设计标高图例图例5）计算各方格土方工程量）计算各方格土方工程量以以(+)为填方，为填方，()为挖

58、方为挖方ix=0.3%iy=0.2%（3）三填一挖或三挖一填方格）三填一挖或三挖一填方格123456789101112141516139.459.7510.1410.719.119.439.6810.278.809.169.419.868.658.919.149.529.449.509.569.629.409.469.529.589.369.429.489.549.329.389.449.50-0.01-0.25-0.58-1.09+0.29+0.03-0.16-0.69+0.56+0.26+0.07-0.32+0.67+0.47+0.30-0.02o)(26.0607.059.309.63)

59、(32mV)(04.91532.069.016.0259.309.62032)(32mV 将计算出的各方格土方工程量将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计：工程量总计：挖方：挖方：478.5（m3）填方：填方：454.9（m3）六、土方调配六、土方调配 土方调配工作一般在土方工程量计算完毕即土方调配工作一般在土方工程量计算完毕即可进行。可进行。目的是方便施工，并且在土方总运输量目的是方便施工，并且在土方总运输量（m m3 3mm）最小或土方运输成本（元）最低的条件）最小或土方运输成本（元）最低的条件下，确定填、挖区的调配方向、数量和平均

60、运距，下，确定填、挖区的调配方向、数量和平均运距，从而缩短工期，降低成本。从而缩短工期，降低成本。1）土方调配的原则）土方调配的原则 （1 1）应力求达到挖方与填方基本平衡和总运）应力求达到挖方与填方基本平衡和总运输量最小，即使挖方量与运距的乘积之和尽可能输量最小，即使挖方量与运距的乘积之和尽可能最小。最小。（2 2）考虑近期施工和后期利用相结合。）考虑近期施工和后期利用相结合。（3 3）应注意分区调配与全场调配的协调，并）应注意分区调配与全场调配的协调，并将好土用在回填质量要求高的填方区。将好土用在回填质量要求高的填方区。（4 4）尽可能与城市规划、农田水利及大型地）尽可能与城市规划、农田水

61、利及大型地下结构的施工相结合，避免土方重复挖、填和运下结构的施工相结合，避免土方重复挖、填和运输。输。2）土方调配图表的编制方法）土方调配图表的编制方法 （1 1）划分调配区。）划分调配区。（2 2）计算土方量。）计算土方量。（3 3）计算每对调配区之间的平均运距。）计算每对调配区之间的平均运距。（4 4）确定土方调配方案。）确定土方调配方案。（5 5）绘出最优方案的土方平衡表和土方调配）绘出最优方案的土方平衡表和土方调配图。图。1 1、定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区土方重心、定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。的距离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心

62、。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。2 2、求调配区重心的方法：、求调配区重心的方法：取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出挖填取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出挖填区土方的重心位置，即：区土方的重心位置，即：式中：式中：挖或填方调配区的重心坐标；挖或填方调配区的重心坐标；每个方格的土方量；每个方格的土方量；每个方格的重心坐标。每个方格的重心坐标。VxVX0VyVY000,YXVyx,3 3、求平均运距：、求平均运距：式中：式中：挖、填方区之间的平均运距；挖、填方区之间的平均运距；填方区的重心坐标；填方区的重心坐标；挖方区的重心坐标。挖方区的重心坐标。也可在也可在CAD

63、CAD图上量出图上量出L L0 0。22)()(TWTWYYXXLTTYX,WWYX,L小结：小结：1.1.场地平整的步骤；场地平整的步骤；2.2.场地平整土方量计算；场地平整土方量计算；3.3.土方调配。土方调配。作业：作业：见例题。见例题。教学目标：教学目标：使同学们了解土方工程中相关的施工机使同学们了解土方工程中相关的施工机械的应用范围，能根据不同的开挖方式及场地条械的应用范围，能根据不同的开挖方式及场地条件选择适合的施工机械。件选择适合的施工机械。教学重点：教学重点：推土机及挖土机的施工特点。推土机及挖土机的施工特点。教学难点：教学难点：挖土机与汽车的配套计算。挖土机与汽车的配套计算。

64、教学方法：教学方法：多媒体。多媒体。教学内容：教学内容：见课件。见课件。授课时数：授课时数：2 2节。节。授课时间：授课时间：2011.03.142011.03.14授课地点：授课地点：202202教室教室1.2 土方工程的机械化施工土方工程的机械化施工一、推土机施工一、推土机施工特点：操纵灵活，运转方特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行便，所需工作面较小，行驶速度快，易于转移，能驶速度快，易于转移，能爬爬30左右的缓坡。左右的缓坡。用途：场地清理和平整，开用途：场地清理和平整，开挖深度挖深度1.5m1.5m以内的基坑，填以内的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、平沟坑，以及配合铲运机、挖

65、土机工作等。挖土机工作等。推土机后面可安推土机后面可安装松土装置，破、松装松土装置，破、松硬土和冻土，也可挂硬土和冻土，也可挂羊足碾进行土方压实羊足碾进行土方压实工作。工作。提高推土机生产效率的施工方法：提高推土机生产效率的施工方法：1.1.下坡铲土法下坡铲土法 2.2.分批集中一次推送法分批集中一次推送法 3.3.并列推土法并列推土法 4.4.槽形推土法槽形推土法 5.5.铲刀上附加侧板铲刀上附加侧板二、铲运机施工二、铲运机施工 按行走方式分：自行式铲运机、拖式铲运机按行走方式分：自行式铲运机、拖式铲运机 用途：大面积场地平整，开挖大型基坑，填用途：大面积场地平整，开挖大型基坑，填筑堤坝和路

66、基等。筑堤坝和路基等。1.1.运行路线：运行路线：（1 1）环形路线）环形路线 （2 2）“8”8”字形路线字形路线2.铲运机施工方法铲运机施工方法 提高铲运机生产率的措施：提高铲运机生产率的措施：下坡切土下坡切土 跨铲法跨铲法 助铲法助铲法三、单斗挖土机施工三、单斗挖土机施工三、单斗挖土机施工三、单斗挖土机施工 1.1.正铲挖土机施工正铲挖土机施工 特点：前进向上，强制切土。特点：前进向上，强制切土。用途：开挖停机面以上的一四类土用途：开挖停机面以上的一四类土 开挖方式：开挖方式：正向挖土正向挖土后方卸土后方卸土正向挖土正向挖土侧向卸土侧向卸土 2 2、反铲挖土机施工：、反铲挖土机施工：特点：后退向下，强制切土。特点：后退向下，强制切土。用途：开挖停机面以下的一用途：开挖停机面以下的一 三类土，如开挖基坑、基槽、管三类土，如开挖基坑、基槽、管 沟等。沟等。沟端开挖沟端开挖沟侧开挖沟侧开挖 3 3、拉铲挖土机施工：、拉铲挖土机施工：特点：后退向下，自重切土。特点：后退向下，自重切土。用途：开挖停机面以下的一二类土，适用于用途：开挖停机面以下的一二类土，适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑