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1、1.3 土方开挖施工 土的种类繁多，其分类方法也很多，如按土的沉积年代、按颗粒级配、按密实度、按液性指数分类等。在建筑工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。1 1.3.1.3.1 土的分类与鉴别土的分类与鉴别 土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘 二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土 1.141
2、.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土(砂砾坚土)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，软泥灰岩及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法 KSKs五类土(软石)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，软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用
3、镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法 六类土(次坚石)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，片麻岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖,部分用风镐 七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖 八类土(特坚硬石)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、辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖 补充相关土力学知识 土的工程分类按沉积土层的应力历史分类（先期固结压力与竖向有效自重
4、应力比较来确定土的类型），把土分为3大类：正常固结土、超固结土、欠固结土。天然土层在历史上所经受过最大的固结压力（指土体在固结过程中所受的最大有效压力），称为先（前）期固结压力先（前）期固结压力。正常固结土层在历史上所经受的先期固结压力等于现在覆盖土重（竖向有效自重应力）；超固结土层历史上曾经受过大于现有覆盖土重的先期固结压力；欠固结土层的先期固结压力小于现有覆盖土重。按颗粒大小分类，把土分为6大类：根据界限粒径200，20，2，0.075，0.005mm把土粒分为6大类。分类分类粒径（粒径（mm）漂石、块石200卵石、碎石20020圆砾、角砾粗2010中105细52砂粒粗20.5中0.50.
5、25细0.250.1级细0.10.075粉粒粗0.0750.01细0.010.005粘粒0.005按地基基础设计规范分类，把土分为按地基基础设计规范分类，把土分为6 6大类：大类：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。几个名词界限含水量界限含水量是指土从一种状态过渡到另外一种状态的含水量。随着含水量的变化土体呈不同的状态。随着含水量的变化土体呈不同的状态。液态与塑态之间分界的含水量为液限液限；塑态与半固态之间分界的含水量为塑限塑限；半固态与固态之间分界的含水量为缩限缩限。塑性指数塑性指数为土的液限与塑限的差值。土粒越细，粘粒含量越多，其比表面积也越大，与水作用和进行交换的机会越多，塑性指
6、数也越大。plPwwI液性指数液性指数为土的含水量与塑限之差除以塑性指数，液性指数反映粘性土天然状态的软硬程度，液性指数越大土体越软。plplwwwwI人工填土可分为素填土、杂填土、冲填土和压实填土四类。土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。1.3.2 1.3.2 土的工程性质土的工程性质 1 1土的含水量土的含水量 -100%100%wsmmmWmm干湿干式中：m湿含水状态土的质量，kg；m干烘干后土的质量，kg；mW 土中水的质量，kg；mS固体颗粒的质量，kg。土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.1)
7、通常情况下，w5%的为干土；5%30%的为湿土。土的天然密度土的天然密度:在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：2 2 土的天然密度和干密度土的天然密度和干密度 mV式中：土的天然密度，kg/m3；m 土的总质量，kg；V 土的体积，m3。(1.2)干密度干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：sdmV式中：d土的干密度，kg/m3；mS 固体颗粒质量，kg；V 土的体积，m3。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。(1.3)3 3 土的
8、可松性系数土的可松性系数 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，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性用可松性系数可松性系数表示，即 21sVKV31sVKV式中：KS、KS土的最初、最终可松性系数；V1土在天然状态下的体积，m3；V2土挖出后在松散状态下的体积，m3；V3土经压(夯)实后的体积，m3。(1.4)(1.5)土的最初可松性系数KS是计算开挖工程量、车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算土方调配、回填所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见土的工程分类表土的工程分类表。例 题【例例1.11.1】已知
9、某基坑体积V=581.3m3，土的KS=1.20，KS=1.10。挖出土用装载量为4m3/每车的汽车运走，求所需车次。【例例1.21.2】某工程需回填土的体积为120m3，所取土的KS=1.20，KS=1.03。求所取土的工程量。【例例1.31.3】已知基坑体积已知基坑体积2000m2000m3 3，基础体积，基础体积1200 1200 m m3 3，土的最初可松性系数，土的最初可松性系数1.141.14，最后可松性系，最后可松性系1.05,1.05,问应预留多少回填土（自然状态下）？问应预留多少回填土（自然状态下）？预留夯实土：预留夯实土：2000-1200=800 m2000-1200=8
10、00 m3 3；预留原土：预留原土：800/1.05=762 m800/1.05=762 m3 3；外运原土：外运原土：2000-762=1238 m2000-762=1238 m3 3；外运松土：外运松土：123812381.14=1412 m1.14=1412 m3 3。4土的压缩性土的压缩性土的压缩性是指土在压力的作用下体积变小的性质。土的类别土的名称土的压缩率每立方米松散土压实后的体积（m3）一二类土种植土200.80一般土100.90砂土50.95三类土天然湿度黄土12170.85一般土50.95干燥坚实黄土570.94 在土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。但土方工程的外形往
11、往很复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。1 1 基坑与基槽土方量计算基坑与基槽土方量计算 基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算（图1.1),即 102(4)6HVAAA式中：H基坑深度，m；A1、A2基坑上、下底的面积，m2；A0基坑中截面的面积，m2。(1.6)基槽土方量计算可沿长度方向分段计算(图图1.21.2)1102(4)6LVAAA式中：V1第一段的土方量，m3；L1第一段的长度，m。将各段土方量相加即得总土方量：12nVVVV(1.7)
12、(1.8)12 2 场地平整土方计算场地平整土方计算 对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。推土机推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬快，能爬300左右的坡左右的坡。适用于场地平整、开挖深度。适用于
13、场地平整、开挖深度1.5m左左右的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为右的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。土方机械化施工土方机械化施工推土机施工推土机施工TQ230G全液压全液压高原推土机高原推土机 TY320C前铲后前铲后推土机推土机1 常用土方施工机械常用土方施工机械水中清碴水中清碴 平整场地平整场地 土方推送土方推送 移挖作填移挖作填 提高推土机生产效率
14、的方法提高推土机生产效率的方法下坡推土下坡推土 顺地面坡势沿下坡方顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大向推土，可增大铲刀切土铲刀切土深度深度和和运土数量运土数量，缩短，缩短推推土时间土时间,提高生产率约提高生产率约3040%。并列推土并列推土 大面积施工大面积施工区可采用区可采用23台台推土机并列推土，推土机并列推土，减少土的减少土的散失量散失量而增大推土量，而增大推土量，提高生产率约提高生产率约1530%。3台推土机台推土机并列推土并列推土 分批集中、一次推送分批集中、一次推送 当运距较远又土质较坚硬时当运距较远又土质较坚硬时，宜，宜多次铲土多次铲土，一次推送一次推送。槽型推土槽型推土 当土层较
15、厚时，可利用前次当土层较厚时，可利用前次推土的推土的槽形槽形推土，可推土，可减少土减少土的散失量，增大推土量的散失量，增大推土量。军用推土机军用推土机美国美国M9 铲运机铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成，是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实铲土、运土、卸土、填筑、压实等全部土方等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为施工工序的施工机械。适用于坡度为200 以内的大面积场地平以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。铲运机施工铲运机施工CL9A自行式铲运机自行式铲运机CTY9A拖
16、式铲运机拖式铲运机铲运机施工作业中铲运机施工作业中 铲运机的斗容量铲运机的斗容量为为28m3，自行式铲自行式铲运机运机的经济运距为的经济运距为8001500m，拖式铲运拖式铲运机机的经济运距为的经济运距为600m，效率最高的经济运，效率最高的经济运距为距为200350m。如。如采用双联铲运或挂大采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运斗铲运时，其经济运距可增加至距可增加至1000m。宇通重工宇通重工CTY9A拖式铲运机拖式铲运机卡特彼勒卡特彼勒 657G 自行式自行式铲运机铲运机铲运机的运行路线铲运机的运行路线 椭圆形或大环形路线：椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大、填方不高在地形起伏不大、填方不高(1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶方向，隔一定时间变换铲运机行驶方向，以免以免机械单侧磨损机械单侧磨损。椭圆形路线适。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。用施工地段较短的情况。“8”字形路线：字形路线：该路该路线线一个循环完成两次铲土和卸土一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次转弯方向
