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1、土的含水量土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。1.1.2 1.1.2 土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì) 1.1.2.1 1.1.2.1 土的含水量土的含水量 式中：m濕含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg；m干烘干后土的質(zhì)量，kg；mW 土中水的質(zhì)量，kg；mS固體顆粒的質(zhì)量，kg。土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響。(1.1)測定方法測定方法：先稱取原土樣質(zhì)量：先稱取原土樣質(zhì)量m，再將土樣放入烘箱，再將土樣放入烘箱（105105）烘干。）烘干。最佳含水量最佳含水量：在一定含水量的條件下，用同樣的夯實(shí)機(jī)：在一定含水量的條件下，用同樣的夯實(shí)機(jī)具

2、，可使回填土達(dá)到最大的密實(shí)度。具，可使回填土達(dá)到最大的密實(shí)度。（1）土的天然密度土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它 與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計(jì)算：土的天然密度按下式計(jì)算：1.1.2.2 1.1.2.2 土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度 式中土的天然密度，kg/m3；m 土的總質(zhì)量，kg；V 土的體積，m3。(1.2)在在土土方方運(yùn)運(yùn)輸輸中中，汽汽車車載載重重量量折折算算體體積積時(shí)時(shí)，采采用用天天然然密度。密度。（2 2）干密度）干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式 表示：式中d土

3、的干密度，kg/m3；mS 固體顆粒質(zhì)量，kg；V 土的體積，m3。在在一一定定程程度度上上，土土的的干干密密度度反反映映了了土土的的顆顆粒粒排排列列緊緊密密程程度度。土土的的干干密密度度愈愈大大，表表示示土土愈愈密密實(shí)實(shí)。土土的的密密實(shí)實(shí)程度主要通過檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來控制。程度主要通過檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來控制。(1.3)1.1.2.3 1.1.2.3 土的可松性系數(shù)土的可松性系數(shù) 土土的的可可松松性性：天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)可松性系數(shù)表示，即：式中 KS、KS土的最初、最終可松性

4、系數(shù)；V1土在天然狀態(tài)下的體積，m3；V2土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3；V3土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積，m3。(1.4)(1.5)例題例題 有一填坑，其土方量為有一填坑，其土方量為1000m1000m3 3，使用斗容量，使用斗容量3m3m3 3的汽車的汽車運(yùn)土，每車運(yùn)費(fèi)運(yùn)土，每車運(yùn)費(fèi)1010元，請問填滿夯實(shí)此坑需多少運(yùn)費(fèi)？（元，請問填滿夯實(shí)此坑需多少運(yùn)費(fèi)？（K Ks s1.251.25，K Ks s1.11.1）解：解：V V2 2 K Ks s V V1 1 K Ks s V V3 3/K Ks s 1.251000/1.1 1.251000/1.1 1136.4 m1136.4 m3 3

5、W W 101136.4/3 101136.4/3 3788 3788 元元表1.2 土的滲透系數(shù)參考表 土的名稱 滲透系數(shù)(m/d)土的名稱滲透系數(shù)(m/d)粘土 0.005 中砂 5.0020.00 亞 粘 土 0.0050.10 均質(zhì)中砂 3550 輕亞粘土 0.100.50 粗砂 2050 黃土 0.250.50 圓 礫 石 50100 粉砂 0.501.00 卵石 100500 細(xì)砂 1.005.00 1.2 1.2 土土 方方 計(jì)計(jì) 算算1.2.1 1.2.1 基坑與基槽土方量計(jì)算基坑與基槽土方量計(jì)算 基基坑坑土土方方量量可按立體幾何中擬柱體(由兩個(gè)平行的平面作底的一種多面體)體積

6、公式計(jì)算(圖圖1.1.1)。即 式中 H 基坑深度，m；A1、A2基坑上、下底的面積，m2；A0 基坑中截面的面積，m2。(1.6)基槽土方量計(jì)算可沿長度方向分段計(jì)算(圖圖1.2)：式中V1第一段的土方量，m3；L1 第一段的長度，m。將各段土方量相加即得總土方量：(1.7)(1.8)1.2.2 1.2.2 場地平整土方計(jì)算場地平整土方計(jì)算 對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設(shè)計(jì)要求的平面。場地挖填土方量計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計(jì)算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計(jì)算公式

7、逐段計(jì)算，最后將逐段計(jì)算結(jié)果匯總。橫截面法計(jì)算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。斷面法斷面法 在地形起伏變化較大的地區(qū)，或挖填深度較大，斷面又不規(guī)則的地區(qū)，采用斷面法比較方便。方法：沿場地取若干個(gè)相互平行的斷面（可利用地形圖定出或?qū)嵉販y量定出），將所取的每個(gè)斷面（包括邊坡斷面），劃分為若干個(gè)三角形和梯形。斷面面積求出后，即可計(jì)算土方體積，設(shè)各斷面面積分別為：F1、F2、Fn。相鄰兩斷面間的距離依次為：L1、L2、L3Ln，則所求土方體積為：方格網(wǎng)法計(jì)算場地平整土方量步驟為：方格網(wǎng)法計(jì)算場地平整土方量步驟為：(1)(1)讀識(shí)方格網(wǎng)圖讀識(shí)方格網(wǎng)圖 方方格格

8、網(wǎng)網(wǎng)圖圖由由設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)單單位位(一一般般在在1/5001/500的的地地形形圖圖上上)將將場場地地劃劃分分為為邊邊長長 a a101040m 40m 的的若若干干方方格格，與與測測量量的的縱縱橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)相相對對應(yīng)應(yīng)，在在各各方方格格角角點(diǎn)點(diǎn)規(guī)規(guī)定定的的位位置置上上標(biāo)標(biāo)注注角角點(diǎn)點(diǎn)的的自自然然地地面面標(biāo)標(biāo)高高（H H）和和設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)標(biāo)高高（H Hn n），如圖如圖1.31.3所示所示。(2)(2)計(jì)計(jì)算算場場地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度 施施工工高高度度為為角角點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)地地面面標(biāo)標(biāo)高高與與自自然然地地面面標(biāo)標(biāo)高高之之差差，是是以以角角點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)標(biāo)高高為為基基準(zhǔn)準(zhǔn)的的挖挖方方或

9、或填填方方的的施施工工高高度。各方格角點(diǎn)的度。各方格角點(diǎn)的施工高度施工高度按下式計(jì)算：按下式計(jì)算：式式中中：h hn n角角點(diǎn)點(diǎn)施施工工高高度度即即填填挖挖高高度度（以以“+”“+”為為填填，“-“-”為為 挖），挖），m m；n 方格的角點(diǎn)編號方格的角點(diǎn)編號(自然數(shù)列自然數(shù)列1，2，3，n)。(1.9)(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線 方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即為“零點(diǎn)”(圖圖1.4)1.4)。零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：式中式中 x x1 1、x x2 2角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離，角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離，m m；h h1 1、h h2 2相鄰兩角點(diǎn)的施工高

10、度相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(均用絕對值均用絕對值)，m m；a a方格網(wǎng)的邊長，方格網(wǎng)的邊長，m m。(1.10)確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。(4)計(jì)算方格土方工程量 按方格底面積圖形和表表1.31.3所列計(jì)算公式，逐格計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方量或填方量。(5)邊坡土方量計(jì)算 場地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計(jì)算，一種為三角棱錐體(圖圖1.61.6中、)，

11、另一種為三角棱柱體(圖圖1.61.6中)。表1.3 常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式 項(xiàng) 目圖 式計(jì)算公式一點(diǎn)填方或挖方(三角形)兩點(diǎn)填方或挖方(梯形)三點(diǎn)填方或挖方(五角形)四點(diǎn)填方或挖方(正方形)A三角棱錐體邊坡體積式中 l1邊坡的長度；A1邊坡的端面積；h2角點(diǎn)的挖土高度；m邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。(1.11)B三角棱柱體邊坡體積 兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積 式中l(wèi)4邊坡的長度；A1、A2、A0邊坡兩端及中部橫斷面面積。C C計(jì)算土方總量 將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計(jì)算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場地挖方和填方的總土方量。(1.12)(1.13)【例1.1】某建筑場地方格網(wǎng)如

12、如圖圖1.71.7所所示示，方格邊長為20m20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計(jì)算挖方和填方的總土方量?！窘狻?1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高，計(jì)算結(jié)果列于圖圖1.81.8中。由公式1.91.9得：h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=

13、0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70=-0.20 h12=251.46-251.40=0.06(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖圖1.81.8中可知，15、26、67、711、1112五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明此方格邊上有零點(diǎn)存在。由公式1.10 求得：15線 x1=4.55(m)26線 x1=13.10(m)67線 x1=7.69(m)711線 x1=8.89(m)1112線 x1=15.38(m)將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即得零線位置，如如圖圖1.8。(3)計(jì)算方格土方量

14、。方格、底面為正方形，土方量為：V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格底面為兩個(gè)梯形，土方量為：V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3)V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3)方格、底面為三邊形和五邊形，土方量為：V(+)=65.73(m3)V(-)=0.88(m3)V(+)=2.92(m3)V(-)=51.10(m3)V(+)=40.89(m3)V(-)=5.70(m3)方格網(wǎng)總填方量

15、：V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格網(wǎng)總挖方量：V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)(4)邊坡土方量計(jì)算。如如圖圖1.91.9，、按三角棱柱體計(jì)算外，其余均按三角棱錐體計(jì)算，依式 1.11、1.12 可得：V(+)=0.003(m3)V(+)=V(+)=0.0001(m3)V(+)=5.22(m3)V(+)=V(+)=0.06(m3)V(+)=7.93(m3)V(+)=V(+)=0.01(m3)V=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)邊

16、坡總填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01 =13.29(m3)邊坡總挖方量：V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25(m3)1.2.3 1.2.3 土方調(diào)配土方調(diào)配 土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(jì)(土方規(guī)劃)中的一個(gè)重要內(nèi)容，在平整場地土方工程量計(jì)算完成后進(jìn)行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理?xiàng)l件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個(gè)調(diào)配區(qū)，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計(jì)算每對挖、填方區(qū)之間的平均運(yùn)距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期

17、、降低成本。土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運(yùn)距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。進(jìn)行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運(yùn)輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計(jì)算比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如如圖圖1.101.10)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對挖填之間的平均運(yùn)距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場內(nèi)挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方。土方調(diào)配步驟與方法（1）劃分調(diào)配區(qū) 在場地平面土上先劃出挖、填方區(qū)的分界線（即零線），然后在挖、填方區(qū)適當(dāng)劃分處若干調(diào)配區(qū)。調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)與建筑物的平面位置及土方工程量計(jì)算

18、用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，通?？捎扇舾蓚€(gè)方格組成一個(gè)調(diào)配區(qū)。同時(shí)還應(yīng)滿足土方及運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)要求。（2）計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并標(biāo)明在調(diào)配圖上。如圖所示。（3）計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距 平均運(yùn)距是指挖方區(qū)與填方區(qū)之間的重心距離。取場地或方格網(wǎng)的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的重心位置。式中 Vi第i個(gè)方格的土方量；xi、yi第i個(gè)方格的重心坐標(biāo)。為簡化計(jì)算，可假定每個(gè)方格上的土方都是均勻分布的，從而用圖解法求出形心位置以代替重心位置。求出各挖方區(qū)到各填方區(qū)的運(yùn)距及各區(qū)的土方量后，繪制出土方平衡運(yùn)距表，如表1.4所示。表1.4 土方平衡運(yùn)距表注：表中小方格內(nèi)的數(shù)字為平均運(yùn)距，用表示，單位m。表

19、示i挖方區(qū)調(diào)入j填方區(qū)的土方量(100m3)5050：挖區(qū)：挖區(qū)W W1 1到填區(qū)到填區(qū)T T1 1的平均運(yùn)距的平均運(yùn)距X X11：挖區(qū)：挖區(qū)W W1 1調(diào)配到填區(qū)調(diào)配到填區(qū)T T1 1的土方量的土方量=1900=1900：假定挖填平衡，：假定挖填平衡，即挖方量填方量即挖方量填方量1900m1900m3 3（4）確定土方調(diào)配的初始方案 以挖方區(qū)與填方區(qū)土方調(diào)配保持平衡為原則，制定出土方調(diào)配的初始方案（通常采用“最小元素法”制定）。初始調(diào)配方案 1 1、尋找平均運(yùn)距、尋找平均運(yùn)距最小值最小值2 2、平均運(yùn)距最、平均運(yùn)距最小值：小值：40402 2、平均運(yùn)距最、平均運(yùn)距最小值：小值：40403 3

20、、確定調(diào)配土方值，、確定調(diào)配土方值，使其盡可能的大。使其盡可能的大。3 3、確定調(diào)配土方值，、確定調(diào)配土方值，使其盡可能的大。使其盡可能的大。4 4、再尋找其他平均運(yùn)、再尋找其他平均運(yùn)距最小的方格，即距最小的方格，即5050。5 5、同樣，再確定調(diào)配、同樣，再確定調(diào)配土方值，使其盡可能的土方值，使其盡可能的大。大。（5）確定土方調(diào)配的最優(yōu)方案 以初始調(diào)配方案為基礎(chǔ)，采用表上作業(yè)法可以求出在保持挖、填平衡的條件下，使土方調(diào)配總運(yùn)距最小的最優(yōu)方案。最優(yōu)方案的判別法：所有檢驗(yàn)數(shù)ij0，則初始方案即為最優(yōu)解。將初始方案中有調(diào)配數(shù)方格的平均運(yùn)距列出來，再根據(jù)這些數(shù)字的方格，按下式求解：Cijuivj 式中：Cij 本例中的平均運(yùn)距；ui、vj位勢數(shù)。各空格的檢驗(yàn)數(shù)：ij Cijuivj 令u10，則 v1C11-u150-050 u3C31-v160-5010 v2C32-u3110-10100 v3C33-u370-1060 u2C22-v240-100-60 u4C43-v340-60-20 依次求出各空格的檢驗(yàn)數(shù)。如：21C21u2v1 70（60）5080 但是：12C12u1v2 700100300 故初始方案還不是最優(yōu)方案，需要進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。調(diào)整后的最優(yōu)方案（6）繪出土方調(diào)配圖 經(jīng)土方調(diào)配最優(yōu)化求出最佳土方調(diào)配后，即可繪制土方調(diào)配圖以知道土方工程施工。如圖所示。