第一章 土方工程.ppt

第一章 土方工程 知识目标 了解土壤工程性质 掌握园林用地竖向设计的表达方法 掌握士方工程量计算的方法 掌握士方的平衡与调配 掌握士方施工的方法 能力目标 能进行园林地形的竖向设计 能进行园林地形的士方量计算 能进行园林地形的施工放线 本章主要内容 土壤工程性质 园林用地的竖向设计 士方量计算 士方的平衡与调配 士方施工 第一节 土壤的工程性质 土壤的工程性质对土方工程的稳定性、施工方法、工程量及工程投资有很大的影响，也涉及工程设计、施工技术及施工组织的安排。 就园林工程而言，影响较大的是土壤密度、自然安息角、含水量、可松性系数及渗透系数等几种主要物理性质。 一、土壤的密度(容重) 概念：单位体积内天然状态下的土壤质量。 单位：kg/m3 土壤密度的大小直接影响着施工的难易程度和开挖方式，容重越大，挖掘越难，所以施工中应根据具体的土壤类别来制定施工技术和定额。 在土方施工中按密度把土方分为松土、半坚土、坚土等类。 表1-1 土的工程分类 二、土壤的安息角 1、安息角的定义 土壤自然堆积，经沉落稳定后。将会形成一个稳定的、坡度一致的土体表面，此表面即称为土壤的自然倾斜面。自然倾斜面和水平面的夹角，称为土壤的安息角，又称自然倾斜角。以α表示（见图1-1）。 在园林工程设计时，为了使工程稳定，其边坡坡度数值应参考相互土壤的安息角。另外土壤的含水量也影响土壤的安息角，见表1-2 表1-2 土壤的自然倾斜角 单位：度 2、边坡坡度 土方工程不论是挖方或填方都要求有稳定的边坡。进行土方工程的设计或施工时，应该结合工程本身的要求（如填方或挖方，永久性或临时性）以及当地的具体条件（如土壤的种类及分层情况等）使挖方或填方的坡度合乎技术规范的要求，如情况在规范之外，必须进行实地测试来决定。 边坡坡度以其高和水平距之比表示，如图1-2 即 边坡坡度=h/L=tanα 式中： h—高 L—水平距离 α—坡角 工程界习惯以1M 表示，M 是坡度系数。1M=1L/h ,所以，坡度系数即是边坡坡度的倒数。 土方工程高填或深挖时，应考虑土壤各层分布的土壤种类、性质以及同一土层中不同位置土壤所受压力的不同，根据其压力变化采取相应的边坡坡度。 例如填筑一座高12m的山（土壤质地相同），考虑到各层土壤所承受的压力不同，可按其高度分层确定边坡坡度（图1-3）。为此一般山体的坡度是由小到大、从下向上逐层堆叠起来的，既符合工程原理，也反映了山体的自然面貌。 由此可见挖方或填方的坡度是否合理，直接影响着土方工程的质量与数量，从而也影响到土方工程的功能安全和工程工程投资。 关于边坡坡度的规定见表1-3 至表1-6。一般说来，在土方工程的设计及施工中，如无特殊目的及相应的土壁支撑和加固稳定措施，不得突破表中之规定，以确保工程质量及安全。 总之，土方边坡的大小应根据土质条件、开挖深度（或填筑高度）、地下水位、施工方法、工期长短、附近堆土因素而定，若超过所允许坡度，则会造成塌方或土体下滑。 表1-3 永久性土工结构物挖方的边坡坡度 表1-4 深度在5m 之内的基坑基槽和管沟边坡的最大坡度（不加支撑） 表1-5 永久性填方的边坡坡度 三、土壤含水量 土壤含水量是土壤孔隙中的水重和土壤颗粒粒重的比值。天然土层的含水量变化很大,它与土壤种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。 土方工程中，一般将土壤含水量在5%以内的称干土，30%以内的称潮土，大于30%的称湿土。 土壤含水量的多少对土方施工的难易也有直接的影响。土壤含水量过小,土质过于坚实,不易挖掘;含水量过大,土壤易泥泞,也不利施工,人力或机械施工工效均降低。如黏土，含水量在5%～30%以内较容易挖掘,若含水量过大时，则其本身性质发生很大变化，并丧失其稳定性，此时无论是填方或挖方其坡度均显著下降，因此，含水量过大的土壤不宜做回填之用。 四、土壤的相对密实度 它是用来表示土壤在填筑后的密实程度的。可用下列公式表示： D= 式中：D———土壤相对密实度 ε1———填土在最松散情况下的孔隙比； ε2———经辗压或夯实后的土壤孔隙比； ε3———最密实情况下土壤孔隙比。 （注：孔隙比是指土壤空隙的体积与母体颗粒体积的比值） 在填方工程中，土壤的相对密实度是检查土方施工中土壤密实度的标准，为了使土壤达到设计要求的密实度可以采用人力夯实或机械夯实。一般采用机械夯实时，其密度可达95%，人力夯实在87%左右。园林土方工程中大面积填方如堆山，通常不加夯压，而是借土壤的自重慢慢沉落，久而久之也可达到一定的密实度。 五、土壤的可松