园艺班《园林土方工程》吴业东.ppt

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1、土方量计算,园艺112 第六组,董伟强 余启泉 吴承炜 沈铃敏 施丽兰 盛逸逍,目录,1.什么是园林土方工程、主要内容？ 2.竖向设计的内容、方法和技巧 3.土方工程量计算的方法 4.方格网法土方平衡与调配计算过程 5.土方施工的基本知识、准备工作。 6.技术环节、施工工艺,什么是园林土方工程、主要内容？,29号 施丽兰,园林土方工程的概念,园林土方工程：主要依据竖向设计进行土方工程计算及土方施工、塑造、整理园林建设场地。 在建设区域，与地形整理和改造相关的设计以及施工过程称为园林土方工程。其主要目的是在充分利用原地形的基础上，对不符合园林要求的部位进行重新设计，并通过挖方、搬运、填方、整修等

2、措施加以改造，来提高或改变原地形的利用价值。,竖向设计的内容、方法和技巧,30号 盛逸逍,竖向设计的内容、方法和技巧,竖向设计是指在一块场地上进行垂直于水平面方向的布置和处理。园林用地的竖向设计就是园林中各个景点、各种设施及地貌等在高程上如何创造高低变化和协调统一的设计。,一、竖向设计的内容： （一）、地形设计 地形是园林构成的要素之一，是组景及构景的主要因素，园林中的其他要素（道路、建筑、植物）都与地形相联系。地形是风景建设组成的依托基础和底界面，也是整个园林景观的骨架，地形基本上决定了环境总的顺序与形态，决定了园林的风格和形式。 地形设计是竖向设计的主要内容。以总体设计为依据，合理确定地表

3、起伏变化形态，如峰、峦、坡、谷等地貌的设置，以及它们的相对位置、形状、大小、高程比例关系等都要通过地形设计来解决。,（二）、水体设计 主要是确定水际的轮廓线，创造良好的景观效果，确定岸顶、湖底的高程及水位线，解决水的来源与排放问题。应考虑为水生、湿生、沼生植物等不同的生物学特性创造地形。为保证游人安全，水体深度，一般控制在1. 51. 8m之间。硬底人工水体的近岸2m范围内的水深不得大于0.7m，超过者应设护栏。无护栏的园桥、汀步附近2m范围以内，水深不得大于0. 5m。,（三）、园路、广场设计 主要确定道路（包括广场、台阶、坡道）的纵横向坡度及转折点、交叉点、变坡点高程。人行道纵坡坡度以5%

4、为宜，8%时行走费力，宜采用台，台阶宜集中设置。为了游人行走安全，避免设置单级台阶。另外，为方便伤残人员使用轮椅和游人推童车游园，在设置台阶处应附设坡道。交叉口纵坡坡度2%，并保证主要交通平顺.,（四）、建筑设计 竖向设计中，对于建筑及其小品应标明其地坪与周围环境的高程关系，并保证排水通畅。大比例图纸建筑应标注各角点标高。例如在坡地上的建筑，是随形就势还是设台筑屋。在水边上的建筑物或小品，则要标明其与水体的关系。建筑室内地坪高于室外地坪：住宅3060cm，学校、医院4590cm。,（五）、植物种植在高程上的要求 在规划过程中，公园基地上可能会有些有保留价值的老树，其周围的地面依设计如须增高或降

5、低，应在图纸上标注出保护老树的范围、地面标高和适当的工程措施。 植物对地下水很敏感，有的耐水，有的不耐水，如雪松、马尾松、栾树等，当地下水浸渍其部分根系时即会枯萎。 水生植物种植，不同的水生植物对水深有不同要求，有湿生、沼生、水生等多种。例如荷花适宜生活于水深o61. Om的水中，过深过浅均会影响其正常生长。 草坪的坡度最小为o3%，最大为10%。因此，地形设计时应为不同植物创造出不同的环境条件。,（六）、排水设计 在地形设计的同时，要充分考虑地面水的排除问题。合理划分汇水区域，正0 5%径流走向，通常不准出现积留雨水的洼地。一般规定，无铺装地面的最小排水坡度为0-5%，铺装地面为o3%。具体

6、排水坡度要根据土壤性质、汇水区大小、植被情况等因素而定。 根据排水和护坡的实际需要，合理配置必要的排水构筑物如雨水口、检查井、出水口、截水沟、排洪沟、排水渠，以及工程构筑物如挡土墙、护坡等，建立完整的排水管渠系统和土地保护系统。,竖向设计的方法,竖向设计的方法有多种，如等高线法、断面法、模型法等。园林建设中常用等高线法。,等高线法 等高线是一组垂直间距相等、平行于水平面的假想面,与自然地貌相交切所得到的交线在平面上的投影。给这组投影线标注上相应的数值,便可用它在图纸上表示地形的高低陡缓、峰峦位置、坡谷走向及溪池的深度等内容。,等高线性质 A、在同一条等高线上的所有的点，其高程都相等。 B、每一

7、条等高线都是闭合的。由于园界或图框的限制,在图纸上不一定每根等高线都能闭合,但实际上它们还是闭合的。 C、等高线的水平间距的大小,表示地形的缓或陡。如疏则缓,密则陡。等高线的间距相等,表示该坡面的角度相同,如果该组等高线平直,则表示该地形是一处平整过的同一坡度的斜坡。,D、等高线一般不相交或重叠,只有在悬崖处等高线才可能出现相交情况。在某些垂直于地平面的峭壁、地坎或挡土墙驳岸处等高线才会重合在一起。 E、等高线在图纸上不能直穿横过河谷、堤岸和道路等；由于以上地形单元或构筑物在高程上高出或低陷于周围地面,所以等高线在接近低于地面的河谷时转向上游延伸,而后穿越河床,再向下游走出河谷；如遇高于地面的

8、堤岸或路堤时等高线则转向下方,横过堤顶再转向上方而后走向另一侧。,用等高线法进行竖向设计 用设计等高线进行设计时,经常要用到两个公式： 插入法 用于求两相邻等高线之间任意点高程。 设等高差为h；等高线a-a的高程为Ha； 等高线b-b的高程为HB；相邻等 高线之间某点高程为HX；某点到低边等高线的距离为X；相邻等高线之间最小距离为L。,图1-1-5插入法求任意点高程,1,2,3,坡度公式 用于求等高线外任意点高程。 I =h/L 式中 I -坡度 （）; h -高差 （m）; L -水平间距 （m）,设计等高线在设计中的具体应用： 陡坡变缓披或缓坡改陡坡 等高线间距的疏密表示着地形的陡缓。 在

9、设计时,如果高差h不变,可用改变等高线间距L表减缓或增加地形的坡度。如图1-1-6(a)是缩短等高线间距使地形坡度变陡的例子。图中LL,由公式i=h/L知,Ii,所以坡度变陡了。反之,LL,Ii,所以,坡度减缓了,见右图:,图1-1-6 调节等高线的水平 距离改变地形坡度,平垫沟谷 在园林建设过程中,有些沟谷地段须垫平。平垫这类场地的设计，可以用平直的设计等高线和拟平垫部分的同值等连接。其连接点就是不挖不填的点,也叫“零点”；这些相邻点的联线，叫做“零点线”，也就是垫土的范围。如果平垫工程不须按某一指定坡度进行,则设计时只须将拟平垫的范围,在图上大致框出,再以平直的同值等高线连接原地形等高线即

10、可。如要将沟谷部分依指定的坡度平整成场地时.则所设计的设计等高线应互相平行,间距相等。见图1-1-7,a.竖向设计图,b.透视图,图 1-1-7平垫沟谷的等高线设计,1,2,3,削平山脊 将山脊铲平的设计方法和平垫沟谷的方法相同,只是设计等高线所切割的原地形等高线方向正好相反。见图图1-1-8。,b.透视图,a.竖向设计图,图 1-1-8 削平山脊的等高线设计,平整场地 园林中的场地包括铺装的广场,建筑地坪及各种文体活动场地和较平缓的种植地段，如草坪，较宽的种植带等。见图1-2-9。铺装地面的坡度则要求严格,各种场地因其使用功能不同对坡度的要求也各异。通常为了排水,最小坡度0.5%,一般集散广

11、场坡度在1%一7%,足球场3-4,蓝球场2%-5%,排球场2%一5%,这类场地的排水坡度可以是沿长轴的两面坡或沿横轴的两面坡,也可以设计成四面坡、环行坡，这取决于周围环境条件。一般,铺装场地都采取规则的坡面 (即同一坡度的坡面),见图1-1-9。,图1-1-9平整场地的等高线设计,沿南北向的两面坡 等高线向下走，地形上升,园路设计等高线的计算和绘制 园路的平面位置,纵、横坡度，折点的位置及标高经设计确定后,便可按坡度公式确定设计等高线在图面上的位置、间距等,并处理好与周围地形的竖向关系。道路设计等高线的绘制方法,如图1-1-10(a)，图1-1-10（b）是用设计等高线绘制的一段山道。,图1-

12、1-10(a) 街道等高线设计,图1-1-10(b) 山道等高线设计,1,2,3,等高线向下走，地形上升，向上走，地形下降， 等高线垂直道牙,道路两边有水沟，道路沿山脊线走,图1-1-11某街头小游园的竖向设计图,1,2,3,图1-1-11是用设计等高线法绘制的一处街头小游园的竖向设计图。,2 断面法 用多个断面表示原有地形和设计地形的方法。此法适用带状地形(如渠沟堤坝等），便于计算土方量。 应用断面法设计园林用地,首先要有较精确的地形图。断面的取法可以沿所选定的轴线设计地段的横断面,断面间距视所要求精度而定,见图1-1-12;,1,2,3,图1-1-12断面法,3 色彩法 用规律变化的色彩表

13、示不同海拔高度，一般为兰色表示低地，橘红表示高地。也有用色彩表示不同坡度的区域，得到一张坡级图。 4 模型法 模型法用于表现直观形象,具体。但制作费工费时,投资较多。大模型不便搬动。如需要保存,还需专门的放置场所,制作方法在实验课说明，不在此赘述。 复杂程度:模型法等高线法断面法高程点法,1,2,3,竖向设计合理与否,不仅影响着整个公园的景观和建成后的使用管理,而且直接影响着土方工程量,和公园的基建费用息息相关。一项好的竖向设计应该是以能充分体现设计意图为前提，而其土方工程量最少（或较少）的设计。 影响土方工程量的因素很多,大致有以下几方面: 1 整个园基的竖向设计是否遵循“因地制宜”这一至关

14、重要的原则。公园地形设计应顺自然,充分利用原地形,宜山则山，宜水则水。,三、竖向设计和土方工程量,2 园林建筑和地形的结合情况。园林建筑、地坪的处理方式,以及建筑和其周围环竟的联系,直接影响着土方工程,从图1-1-14看,a的土方工程量最大,b其次,而d又次,c最少。可见园林中的建筑如能紧密结合地形,建筑体型或组合能随形就势,就可以少动土。北海公园的亩鉴室,酣古堂,颐和园的画中游等都是建筑和地形结合的佳例。,图1-1-14建筑与地形结合,1,2,3,3 园路选线对土方的影响,园路路基一般有几种类型，见图1-1-15。在山坡上修筑路基，大致有三种情况：a.全挖式；b.半挖式；c.全填式。在沟谷低

15、洼的潮湿地段或桥头引道等处道路的路基须修成路堤（如图1-1-15e）；有时道路通过山口或陡峭地形，为了减少道路坡度路基往往做成堑式路基（如图1-1-15d ）。园路除主路和部分次路，因运输、养护车辆的行车需要，要求较,平坦外，其余园路均可任其随地势蜿蜒起伏。有的甚至造奇设险以引人入胜，所以园路设计的余地较大。尤其是山道，应该在结合地形，利用地形、地物上等方面，多动脑筋，避免大挖大填，避免或减少出现图1-1-14中a、c、d、e的情况，道路选线除了满足其导游和交通目的外，还要考虑如何减少土方工程量。,图1-1-15道路与地形结合,1,2,3,4 多搞小地形，少搞或不搞大规模的挖湖堆山。杭州植物园

16、分类区小地形处理，就是这方面的佳例，见图1-1-16。,5 缩短土方调配运距，减少小搬运，前者是设计时可以解决的问题， 即在作土方调配图时，考虑周全，将调配运距缩到最短;而后者则属于施工管理问题,往往是因为运输道路不好或施工现场管理混乱等原因,卸土不到位,甚或卸错地方而造成的。 6 合理的管道布线和埋深，重力流管要避免逆坡埋管。 前面已提到,园林用地的竖向设计是园林总体设计的重要组成部分。它包含的内容很多,而其中又以地形设计最为重要。,图1-1-16道路与地形结合,图1-1-16,上海天山公园(图 1-1-18) 早期的天山公园,南面是个大湖面,后因被体育部门占用,湖面被填平改做操场。湖上大桥

17、大半被埋在土中。80年代初, 在公园进行复建设计时,设计者本着既要改变现状,使地形符合造景和游人休息的功能要求,又不大动土方的基本设想,在原大桥南挖出一个作为荷花池的小水面,并使湮没土中的大桥显露出来,与荷花池南面相接的陆地则削成一处由南向北约成5度倾斜的缓坡草地。草坡缓缓伸向荷池,地形自然和谐,水体和草坡连接,扩大了空间感。削坡的土方填筑于坡顶及两侧,形成岗阜地形,适当分隔了空间,挖填土方基本上就地平衡。,图 1-1-18上海天山公园南部地形设计,土方工程量计算的方法,7号 沈铃敏,土方工程量计算的方法,土方量计算一般是根据附有原地形等高线的设计地形来进行的,但通过计算,有时反过来又可以修订

18、设计图中不合理之处,使图纸更臻完善。 土方量的计算工作,就其要求精确程度,可分为估算和计算在规划阶段,土方量的计算无须过分精细,只作毛估即可。而在作施工图时,土方工程量则要求比较精确。 计算土方体积的方法很多,常用的大致可归纳为以下四类。(1)用求体积公式估算；(2)断面法；(3)方格法。,一 、 用求体积的公式进行估算,在建园过程中,不管是原地形或设计地形,经常会碰到一些类似锥体、棱台等几何形体的地形单体,如图1-2-1中所示的山丘、池塘等。这些地形单体的体积可用相近的几何体体积公式来计算,表l-2-1中所列公式可供选用。此法简便,但精度较差,多用于估算。图1-2-1，见表1-2-1 ，,图

19、1-2-1 套用近似的规则图形估算土方量,表1-2-1,二、 断面法 断面法是以一组等距(或不等距)的互相平行的截面将拟计算的地块、地形单体(如山、溪涧、池、岛等)和土方工程(如堤、沟渠、路堑、路槽等)分截成“段“。分别计算这些“段“的体积。再将各段体积累加,以求得该计算对象的总土方量。,图1-2-2 带状土山垂直断面取法,半填路基,其计算公式如下: V=(S1+S2)L/2 （1-7） 当 S1=S2 时 V=SL （1-8） 此法的计算精度取决于截取断面的数量,多则精,少则粗。,沟渠、路堑,1、 垂直断面法 此法适用于带状地形单体或土方工程(如带状山体、水体、沟、堤、路堑、路槽等)的土方量

20、计算。见图1-2-2、图1-2-3。,1,2,3,断面法根据其取断面的方向不同可分为垂直断面法、水平断面法(或等高面法)及与水平面成一定角度的成角断面法。以下主要介绍前二种方法。,其基本计算公式如公式(6)。公式(6)虽然简便,但在S1和S2的面积相差较大或两相邻断面之间的距离大于50米时,计算的结果,误差较大,遇上述情况,可改用以下公式运算： V=L/6 (S1+S2+4S0) （1-9） 式中S0-中间断面面积。,S0的面积有二种求法： (1)用求棱台中截面面积公式:,图1-2-4,(2)用S1及S2各相应边的算术平均值求S0的面积。图1-2-4,（1-10）,S0=1/4（S1+S2+2

21、S1S2 ）,1,2,3,用垂直断面法求土方体积，比较繁琐的工作是断面面积的计算。计算断面积的方法多种多样,对形状不规则的断面既可用求积仪求其面积,也可用“方格纸法“、“平行线法“或“割补法“等方法进行计算,但这些方法也费时间,以下介绍几种常见断面面积的计算公式表1-2-2。,表1-2-2 常见断面积计算公式,2 、等高面法(水平断面法) 等高面法是沿等高线取断面,等高距即为二相邻断面的高,计算方法同断面法。,图 l-2-8水平断面法图示,1,2,3,其计算公式如下: V=(S1+S2)h/2+(S2+S3)h/2(Sn-1+Sn)/2+(+Sn*h)/3 =（S1/2+Sn/2+S2+S3+

22、Sn-1）*h+Sn*h/3 式中V-土方体积(m3) S-断面面积(m2); h-等高距(m),等高面法最适于大面积的自然山水地形的土方计算。我国园林素尚自然,园林中山水布局讲究,地形的设计要求因地制宜,充分利用原地形,以节约工力。同时为了造景又要使地形起伏多变。总之,挖湖堆山的工程是在原有的崎岖不平的地面上进行的。所以计算土方量时必须考虑到原有地形的影响,这也是自然山水园土方计算较繁杂的原因。由于园林设计图纸上的原地形和设计地形均用等高线表示,因而采用等高面法进行计算最为便当。实例说明其计算步骤与方法。,1,2,3,水平断面法除了用于自然山水地形的土方量计算,还可以用来作局部平整场地的土方

23、计算。见图1-2-11其计算步骤如下: 断面法计算土方量，其精确度主要取决于截取断面的数量,多则较精确,少则较粗。,图1-2-11水平断面法,首先根据设计图纸上原地形等高线和设计地形等相交的情况,找出零点的位置并依据实际情况将各零点连接成零点线(即不挖不填的线),按零点线将挖方区与填方区分开。而后分别求出挖方区(或填方区)各断面的面积,如图1-2-11中的WSI-1,WS I-2,WSI-3等及WS-1,WS-2,WS-3 等等,或填方区中的TSA-1,TSA-2等,有了断面面积各区(挖方区或填方区)的土方量便可用公式(1-7)求得。求得结果,表的格式如表1-2-3。,三、方格网法 在建园过程

24、中,地形改造除挖湖堆山,还有许多大大小小的各种用途的地坪、缓坡地平整场地的工作是将原来高低不平的、比较破碎的地形按设计要求整理成为平坦的具一定坡度的场地，如：停车场、集散广场、体育场、露天演出场等等。整理这类地块的土方计算最适宜用方格网法。,方格网法是把平整场地的设计工作和土方量计算工作结合在一起进行的。其工作程序是:(1)在附有等高线的施工现场地形图上作方格网控制施工场地,方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度。在园林中一般用2040m，（规划阶段：50*50不可取，取20*20，10*10，方案阶段：如广场设计5*5可以，）(2)在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高(或

25、把方格网各角点测设到地面上,同时测出各角点的标高,并标记在图上); (3)依设计意图(如:地面的形状、坡向、坡度值等)确定各角点的设计标高;(4)比较形标高和设计标高,求出施工标高;(5)土方计算,其具体计算步骤和方法结合实例加以阐明。,土方计算 零点线为计算提供了填方、挖方的面积，而施工标高又为计算提供了挖方和填方的高度。依据这些条件，便可选择适宜的公式求出各方格的土方量。 由于零点线切割方格的位置不同，形成各种形状的棱柱体，以下将各种常见的棱柱体及其计算公式列表如下（图1-2-21）。,图1-2-21方格网计算土方量公式,注：la方格网的边长(m)；b、f零点到一角的边长(m)；h1、h2

26、、h3、h4方格网四角点的施工高程(m)，用绝对值代入；Eh填方或挖方施工高程的总和(m)，用绝对值代入；V挖方或填方体积(m3)。 2本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程而得出的,地形与土方工程 地形 土方工程量计算 方格网法,方格网法土方平衡与调配计算过程,18号 余启泉,方格网法土方平衡与调配计算过程,计算出土方的施工标高、填区面积、挖填区土方量，并考虑各种变更因素(如土壤的可松性、压缩率、沉降量等)进行调整后，应对土方进行综合平衡与调配。土方平衡调配工作是土方规划设计的一项重要内容，其目的在于使土方运输量或土方运输成本为最低的条件下，确填、挖区土方的调配方向和数量，从而达到缩短

27、工期和提高经济效益的目的。进行土方平衡与调配，必须综合考虑工程和现场情况、进度要求和土方施工方法定以及分期分批施工工程的土方以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题。经过全面研究，确定平衡调配的原则之后，才可着手进行土方平衡与调配工作，如划分土方调配区，计算土方的平均运距、单位土方的运价，确定土方的最优调配方案。,土方的平衡与调配原则,1 、土方平衡调配原则： 挖方与填方基本达到平衡。 挖方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。 好土应用在回填质量要求较高的地区。 取土或弃土应尽量不占农田或少占农田。, 区分调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填面破坏全局平

28、衡。 调配应与地下构筑物的施工相结合，有地下设施的填土，应留土后填。 选择恰当的调配方向，运输路线，土方运输无对流和乱流现象，同时便利极具调配。,2、土方平衡与调配的步骤与方法 （1）划分调配区； （2）计算各调配区土方量； （3）计算各调配区之间的平均距离； （4）确定土方最优调配方案； （5）绘制土方调配图。,方格网法 用方格网法计算土方量相对比较精确，一般用于平整场地，即将原来高低不平的、比较破碎的地形按设计要求整理成平坦的具有一定坡度的场地。其基本工作程序如下 划分方格网 在附有等高线的地形图上划分若干正方形的小方格网。方格的边长取决于地形状况和计算精度要求。在地形相对平坦地段，方格边

29、长一般可采用2040 m。地形起伏较大地段，方格边长可采用10-20 m。 填入原地形标高 根据总平面图上的原地形等高线确定每一个方格交叉点的原地形标高，或根据原地形等高线采用插入法计算出每个交叉点的原地形标高，然后将原地形标高数字填人方格网点,插值公式：,Hx=任意点标高，Ha=位于低边等高线的高程，X=该点距低边等高线的距离，h=等高距，L=过该点的相邻等高线间的最小距离。,插入法求高程通常会遇到3种情况： (1)待求点标高Hx在二等高线之间(图)： hx:h=x:L hx=xh/L 所以 Hx=Ha+xh/L (2)待求点标高Hx，在低边等高线H的下方(图). Hx:h=x:L hx=x

30、h/L 所以 Hx=Ha-xh/L (3)待求点标高h。在高边等高线H，的上方(图) Hx:h=x:L hx=xh/L 所以 Hx=Ha-xh/L,3.方格网法,计算步骤：将基地划分成若干个方格，根据自然地面与设计地面的高差，计算挖方和填方的体积，分别汇总即为土方量。计算步骤如下： （1）布置方格网 （2）求自然地面标高和设计地面标高 （3）计算施工高度； （4）标注零点、确定零线位置； （5）计算土方量,1划分方格网 方格一般采用20m20m或40m40m， 将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。将自然地面标高与设计地面标高的差值，即各角点的施工高度(挖或填)，填在方

31、格网的左上角，挖方为(+)，填方为(-)。,2计算零点位置 所谓零点是指不挖不填的点，零点的连线就是零点线，它是挖方和填方的分界线，因而零点线成为土方计算的重要依据之一。 在一个方格网内同时有填方或挖方时，就一定有零点线存在，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线(即零点线)。零点的位置按下式计算：,式中： x1、x2：角点至零点的距离(m)； h1h2相邻两角点的施工高度(m)， 均用绝对值； a方格网的边长(m)。,为省略计算，亦可采用图解法直接求出零点位置如图1-6所示，方法是用尺在各角上标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。这种

32、方法可避免计算或查表出现的错误。,计算土方工程量 按方格网底面积图形和表1-5所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或填方量。 计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。,土方施工的基本知识、准备工作。,42号 吴承炜,土方施工的基本知识、准备工作,1.土方工程的种类及其施工要求 土方工程据其使用期限和施工要求。可分为永久性和临时性两种,但是不论是永久性还是临时性的土方工程,都要求具有足够的稳定性和密实度。使工程质量和艺术造型都符合原设计的要求。同时在施工中还要遵守有关的技术规范和原设计的各项求,以保证工程的稳定和持久。,2.土壤的工程件质及工程分

33、类 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关系,也涉及到工程设计、施工技术和施工组织的安排。因此,对土壤的这些性质要进行研究并掌握它,以下是土壤的几种主要的工程性质:,(1) 土壤的容重 单位体积内天然状况下的土壤重量,单位为kg/m3,土壤容重的大小直接影响着施工的难易程度,容重越大挖掘越难,在土方施工中把土壤分为松土、半坚土、坚土等类,所以施工中施工技术和定额应根据具体的土壤类别来制定(土壤容重请参看表1-3-6）。,(2)土壤的自然倾斜角(安息角) 土壤自然堆积,经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角(图1-3-1),就是士壤的自然倾斜角,以表示。在工程设计时

34、,为了使工程稳定,其边坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值,土壤自然倾斜角还受到其含水量的影响,见表1-3-1。,图1-3-1土壤的自然倾斜角,表1-3-1 土壤自然倾斜角 （单位：度）,表1-3-6 土壤的工程分类,表1-3-3 深度在5m之内的基坑基槽和管沟边坡的最大坡度,1,2,3,表1-3-4 永久性填方的边坡坡度,表1-3-5 临时性填方的边坡坡度,(3)土壤含水量 土壤的含水量是士壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。 土壤含水量在5内称干土，在30以内称潮土,大于30%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,

35、土壤易泥泞,也不利施工,要用抽水泵将水抽走，人力或机械施工,工效均降低。以粘土为例含水量在30%以内最易挖掘,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都显著下降,因此含水量过大的土壤不宜做回填之用。,(4)土壤的相对密实度： 它是用来表示土壤在壤筑后的密实程度的,可用下列公式表达： D=(1-2)/ (1-3) 式中 D-土壤相对密实度 1-填土在最松散状况下的孔隙比; 2 -经辗压或穷实后的土壤孔隙比; 3-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固体颗粒体积的比值）,(5)土壤的可松性 土壤经挖掘后,其原有紧密结构遭到破坏,土体

36、松散而使体积增的性质。这一性质以土方工程的挖土和填土量的计算以及运输等都有很大关系。 土壤可松性可用下列式子表示: 最初可松性系数 Kp=开挖后土壤的松散体积V2/开挖前土壤的自然体积V1 最后可松性系数 Kp=运至填方区夯实后土壤的体积V3/开挖前土壤的自然体V1 根据体积增加的百分比而言,可用下式表示: 最初体积增加百分比=(V2-V1)/V1100%=(Kp-1) 100% 最后体积增加百分比=（V3-V1）/V1100% 各种土壤体积增加的百分比及其可松性系数,见表1-3-7。,表 1-3-7 各级土壤的可松性,土方施工的准备工作,1.清理场地 在施工地范围内,凡有碍工程的开展或影响工

37、程稳定的地面物或地下物都应该清理,例如不需要保留的树木、废旧建筑物或地下构筑物等。 (1)伐除树木 凡土方开挖深度不大于50cm,或填方高度较小的土方施工,现场及排水沟中的树木,必须连根拔除,清理树墩除用人工挖掘外,直径在5Ocm以上的大树墩可用土机铲除或用爆破法清除。 关于树术的伐除,特别是大树应慎之又慎,凡能保留者尽量设法保留。因为老树大树,特别难得。,(2) 建筑物和地下构筑物的拆除,应根据其结构特点进行工作,并遵照建筑工程安全技术规范的规定进行操作。 (3) 如果施工场地内的地面地下或水下发现有管线通过或其它异常物体时,应事先请有关部门协同查清,未查清前,不可动工,以免发生危险或造成其

38、它损失。,2.排水 场地积水不仅不便于施工,而且也影响工程质量,在施工之前,应该设法将施工场地范围内的积水或过高的地下水排走。 (1) 排除地面积水 在施工前,根据施工区地形特点在场地周围挖好排水沟(在山地施工为防山洪,在山坡上方应做截洪沟)。使场地内排水通畅,而且场外的水也不致流入。 在低洼处或挖湖施工时,除挖好排水沟外,必要时还应加筑围堪或设防水堤,为了排水通畅,排水沟的纵坡不应小于2%。,沟i白边坡值1 ：1.5,沟底宽及深不小于50cm。,(2)地下水的排除 排除地下水方法很多,但一般多采用明沟,引至集水井，并用水泵了排出；因为明沟较简单经济。一般按排水面积和地下水位的高低来安排排水系

39、统,先定出主干渠和集水井的位置,再定支渠的位置和数目,土壤含水量大的要求排水迅速的,支渠分布应密些,其间距约1.5m左右,反之可疏。,图 1-3-5 排水沟分层挖掘、单向出土挖湖施示意A、C、E均为排水沟,图 1-3-4 排水沟一次挖到底, 双向出土挖湖施工示意,在挖湖施工中应先挖排水沟,排水沟的深度,应深于水体挖深。沟可一次挖掘到底,也可以依施工情况分层下挖,采用哪种方式可根据出土方向决定,图1-3-4是两面出土,图1-3-5是单向出土,水体开挖顺序可依图上A、B、C、D依次进行。,3 定点放线 在清场之后,为了确定施工范围及挖土或填土的标高,应按设计图纸的要求,用测量仪器在施工现场进行定点

40、放线工作,这一步工作很重要,为使施工充分表达设计意图,测设时应尽量精确。 (1)平整场地的放线 用经纬仪将图纸上的方格测设到地面上,并在每个交点处立桩木,边界上的桩木依图纸要求设置。 桩木的规格及标记方法如图所示。侧面须平滑,下端削尖,以便打入土中,桩上应表示出桩号(施工图上方格网的编号)和施工标高(挖土用“+“号,填土用“一“号)。,1,2,3,图1-3-6 定点桩,(2)自然地形的放线 挖湖堆山,首先确定堆山或挖湖的边界线,但这样的自然地形放到地面上去是较难的;特别是在缺乏永久性地面物的空旷地上,在这种情况下应先在施工图上画方格,再把方格网放到地面上,（撒白灰）而后把设计地形等高线和方格网

41、的交点,一一标到地面上并打桩(图1-3-7),桩木上也要标明桩号及施工标高。堆山时由于土层不断升高，桩木可能被土埋没,所以桩的长度应大于每层填土的高度,土山不高于5m的,可用长竹竿做标高桩,在桩上把每层的标高一切定好(见图1-3-8A)不同层可用不同颜色标志,以便识别,这样可省点。另放线工作一种方法分层放线设置标高桩(图1-3-8B)。这种方法适用于较高的山体。,图1-3-7自然平地放线,图1-3-8高地分层放线,挖湖工程的放线工作和山体的放线基本相同,但由于水体挖深一般较一致,而且池底常年隐没在水下放线可以粗放些,但水体底部应尽可能整平,不留土墩,这对养鱼捕鱼有利。岸线和岸坡的定点放线应该准

42、确,这不仅因为它是水上部分,有关造景,而且和水体岸坡的稳定有很大关系,为了精确施工,可以用边坡样板来控制边坡坡度(图1-3-9)。,滑槽,固定,图l-3-9挖湖边坡样板,开挖沟槽时,用打桩放线的方法,在施工中桩木容易被移动甚至被破坏,从而影响了校核工作。所以应使用龙门板(见图1-3-10)。龙门板构造简单,使用也方便。每隔30-l00m设龙门板一块,其间距视沟渠纵坡的变化情况而定。板上应标明沟渠中心线位置,沟上口、沟底的宽度等。板上还要设坡度板,用坡度板来控制沟渠纵坡，控制水渠的上下口的关系。,图 1-3-10开沟龙门板,土方施工的技术环节、施工工艺,13号 董伟强,土方施工的技术环节、施工工

43、艺,土方工程施工包括挖、运、填、压四个内容。其施工方法可采用人力施工也可用机械化或半机械化施工。这要根据场地条件、工程量和当地施工条件决定。在规模较大,土方较集中的工程中,采用机械化施工较经济；但对工程量不大,施工点较分散的工程或因受场地限制,不便采用机械施工的地段,应该用人力施工或半机械化施工,以下按上述四个内容简单介绍:,1.土方的挖掘 (1)人力施工、施工工具主要是锹、铺、钢钎等,人力施工不但要组织好劳动力而且要注意安全和保证工程质量。 施工者要有足够的工作面,一般平均每人应有4-6m2。 开挖土方附近不得有重物及易坍落物。,在挖土过程中,随时注意观察土质情况,要有合理的边坡,必垂直下挖

44、者,松软土不得超过0.7m,中等密度者不超过1.25m,坚硬土不超过2m,超过以上数值的须设支撑板或保留符合规定的边坡。 挖方工人不得在土壁下向里挖土,以防拥塌。 在坡上或坡顶施工者，要注意坡下情况，不得向坡下滚落重物。 施工过程中注意保护基桩、龙门板或标高桩。,（2）机械施工。主要施工机械有：推土机、挖土机等在园林施工中推土机应用较广泛，例如在挖掘水体时，以推土机推挖，将推至水体四周，再行运走或堆置地形。最后岸坡用人工修整。 用推土机挖湖挖山，效率较高，但应注意以下几个方面： 推土前应识图或了解施工对象的情况，在动工之前应向推土机手介绍拟施工地段的地形情况及设计地形的特点，最好结合模型，使之

45、一目了然。另外施工前还要了解实地定点放线情况，如桩位、施工标高等。这样施工起来司机心中有数，推土铲就象他手中的雕塑刀。能得心应手，随心所欲地按照设计意图去塑造地形。这一点对提高施工效率有很大关系，这一步工作做得好，在修饰山体溅水体)时便可以省去许多劳力物力。,注意保护表土：在挖湖堆山时，先用推 土机将施工地段的表层熟土 作层)推到施工 场地外围，待地形整理停当，再把表土铺回来，这样做较麻烦费工，但对公园的植物生长却有很大好处。有条件之处应该这样做。,2、土方的运输 一般竖向设计都力求土方就地平衡，以减少土方的搬运量，土方运输是较艰巨的劳动，人工运土一般都是短途的小搬运。车运人挑，这在有些局部或

46、小型施工中还经常采用。 运输距离较长的，最好使用机械或半机械化运输。不论是车运人挑，运输路线的组织很重要，卸土地点要明确，施工人员随时指点，避免混乱和窝工。如果使用外来土垫地堆山，运土车辆应设专人指挥，卸土的位置要准确，否则乱堆乱卸，必然会给下一步施工增加许多不必要的小搬运，从而浪费了人力物力。,3、土方的填筑 填土应该满足工程的质量要求，土壤的质量要根据填方的用途和要求加以选择，在绿化地段土壤应满足种植植物的要求，而做为建筑用地则以要求将来地基的稳定为原则。利用外来土垫地堆山，对土质应该检定放行，劣土及受污染的土壤，不应放人园内以免将来影响植物的生长和妨害游人健康。,(1)大面积填方应该分层

47、填筑，一般每层20-50em，有条件的应层层压实。 (2)在斜坡上填土，为防止新填土方滑落，应先把土坡挖成台阶状，然后再填方。这样可保证新填土方的稳定。 （3）辇土或挑土堆山 土方的运输路线和下卸，应设计的山头为中心结合来土方向进行安排。一般以环形线为宜，车辆或人挑满载上山，土卸在路两侧，空载的呈(人)沿路线继续前行下山，车(人)不走回头路不交叉穿行，所以不 会顶流拥挤。随着卸土，山势逐渐升高，运土路线也随之升高，这样既组织了人流，又使土山分层上升，部分土方边卸边压实，这不仅有利于山体的稳定，山体表面也较自然。如果土源有几个来向，运土路线可根据设计地形特点安排几个小环路，小环路以人流车辆不相互

48、干扰为原则。,4.土方的压实,人力穷压可用穷、破、碾等工具;机械碾压可用碾压机或用拖拉机带动的铁碾。小型的夯压机械有内燃穷、蛙式穷等。 为保证土壤的压实质量,土壤应该具有最佳含水率，(见表1-3-8)。,表1-3-8各种土壤夯实最佳含水率（%）,如土壤过分干燥,需先洒水湿润后再行压实。在压实过程中应注意以下几点: (1)压实工作必须分层进行。 (2)压实工作要注意均匀。 (3)压实松土时夯压工具应先轻后重。 (4)压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢。否则边缘土方外挤易引起坍落。,土方施工工艺 人工挖土 本工艺标准内容适用于一般工业及民用建筑物、构筑物的基坑（槽）和管沟等人工挖土工程。 1主要机具 主要机具有：尖、平头铁锹、手锤、手推车、梯子、铁镐、撬棍、钢尺、坡度尺、小线或20铅丝等。 2作业条件 （1）土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地上、地下障碍物清除和处理完毕。,（2）建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、标准水平桩及基槽的灰线尺寸，必须经过检验合格，并办完预检手续。 （3）场地要清理平整，做好排水坡度，在施工区域内，要挖临时性的排水沟。 （4）夜间施工时，应合理安排工序，防止错挖或超挖。施工场地应根据需要安装照明设施，在危险地段应设置明显标志。 （5）开挖低于地下水位的基坑（槽）