习题答案-建筑工程施工技术（北京大学出版社） 第1章 土石方工程 - 图文

二、简答题

1.土方工程施工中，根据土体开挖的难易程度土体如何分类？

在土方工程施工中，根据土体开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类。前四类属于一般土 ，后四类属于岩石，其分类和鉴别方法，表1-1所示。

2.土的可松性对土方施工有何影响？

土的最初可松性系数Ks，是计算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 Ks′，是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表1-1所示。

3.基坑及基槽土方量如何计算？ 1. 基坑土方量

基坑是指长宽比小于或等于3的矩形土体。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，如图1.1所示。即：

V?式中 H --基坑深度，m；

1、A2

H(A1?4A0?A2) （1-6） 6--基坑上、下底的面积，m2；

2

0 -基坑中截面的面积，m。

2. 基槽土方量

基槽土方量计算可沿长度方向分段后，按照上述同样的方法计算，如图1.2所示。即： V1?式中

1 --第一段的长度，m。

L1(A1?4A0?A2) （1-7） 63

1--第一段的土方量，m；

将各段土方量相加，即得总土方量：

V?V1?V2?????Vn （1-8）

式中 V1，V2，…，Vn--各段土方量，m3。

4.试述方格网法计算场地平整土方量的步骤和方法? 1. 方格网法

方格网法计算场地平整土方量步骤为： 1)绘制方格网图

由设计单位根据地形图(一般在1/500的地形图上)，将建筑场地划分为若干个方格网，方格边长主要取决于地形变化复杂程度，一般取a=10m、20m、30m、40m等，通常采用20m。方格网与测量的纵横坐标网相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图1.3所示。

1

2)计算场地各方格角点的施工高度

各方格角点的施工高度为角点的设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：

hn?Hn?H （1-9）

式中 hn--角点的施工高度，即填挖高度(以“+”为填，“-”为挖)，m； Hn--角点的设计标高，m；

H--角点的自然地面标高，m；

n --方格的角点编号(自然数列1，2，3，…，n)。 3) 计算“零点”位置，确定零线

当同一方格的四个角点的施工高度同号时，该方格内的土方则全部为挖方或填方，如果同一方格中一部分角点的施工高度为“+”，而另一部分为“-”，则此方格中的土方一部分为填方，另一部分为挖方，沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”，如图1.4所示。

零点位置按下式计算：

x1?ah1ah2 ；x2? （1-10）

h1?h2h1?h2式中 x1、x2--角点至零点的距离，m；

h1、h2--相邻两角点的施工高度，均用绝对值表示，m；

a--方格网的边长，m。

在实际工作中，为省略计算，确定零点的办法也可以用图解法，如图1.5所示。方法是用尺在各角点

2

上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。此法甚为方便，同时可避免计算或查表出错。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。

4) 计算方格土方工程量

按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，计算每个方格内的挖方量或填方量。

表1-3 常用方格网点计算公式

项 目

图 式

计算公式

一点填方或挖方 (三角

形)

1?hbch3 V?bc?236当b=a=c时，

a2h3V?

6V??二点填方或挖方(梯形)

b?c?haa?(b?c)(h1?h3) 248d?e?haa?(d?e)(h2?h4) 2482V??三点填方或挖方(五角形)

bc?hV?(a?)25 bch?h?h3?(a2?)1225a2a2V??h?(h1?h2?h3?h4)

44四点填方或挖方(正方形)

注：1. a--方格网的边长，m；b、c--零点到一角的边长，m；h1、h2、h3、h4--方格网四角点的施工高度，用绝对值代入，

3

m；∑h--填方或挖方施工高度总和，用绝对值代入，m；V--填方或挖方的体积，m3。

2. 本表计算公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高度而得出的。

5) 边坡土方量的计算

场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体，另一种为三角棱柱体。

（1）三角棱锥体边坡体积

三角棱锥体边坡体积，如图1.6中①～③、⑤～⑦所示，计算公式如下： V1?式中 l1--三角棱锥体边坡的长度，m；

A1--三角棱锥体边坡的端面积，m2； h2--角点的挖土高度，m； m--边坡的坡度系数，m=宽/高。

1A1l1 （1-11） 3（2）三角棱柱体边坡体积

三角棱柱体边坡体积，如图1.6中④所示，计算公式如下：

V4?A1?A2l4 （1-12） 2l4(A1?4A0?A2) （1-13） 6当两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积按下式计算：

V4?式中l4--三角棱柱体边坡的长度，m；

A1、A2、A0--三角棱柱体边坡两端及中部横断面面积。

6）计算土方总量

将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。

5.试述断面法计算场地平整土方量的步骤和方法? 2. 断面法

沿场地取若干个相互平行的断面，可利用地形图或实际测量定出，将所取的每个断面（包括边坡断面）划分为若干个三角形和梯形，如图1.7所示，则面积为

4

A1?某一断面面积为

/h1d1(h?h2)d2/，A2?1，… 22Ai=A/1+A/2+…+A/n

若d1=d2=…=dn=d，则

Ai=d(h1+h2+… +hn-1)

设各断面面积分别为A1，A2，…，Am，相邻两断面间的距离依次为L1，L2，…，Lm，则所求的土方体积为

V?A1?A2A?A3A?AmL1?2L2?????m?1Lm?1 （1-14） 222用断面法计算土方量，边坡土方量已包括在内。

图1.7 断面法示意图

6.土方调配应遵循哪些原则?调配区如何划分? 1. 土方调配原则

（1）力求达到挖方与填方基本平衡和运距最短。使挖方量与运距的乘积之和最小，即土方运输量或费用最小，降低工程成本。

（2）近期施工与后期利用相结合。当工程分期分批施工时，先期工程有土方余额应结合后期工程的需求来考虑其利用量与堆放位置，以便就近调配，以避免重复挖运和场地混乱。

（3）应分区与全场相结合。分区土方的余额或欠额的调配，必须考虑全场土方的调配，不可只顾局部平衡而妨碍全局。

（4）尽可能与大型建筑物的施工相结合。大型建筑物位于填土区时，应将开挖的部分土体予以保留，待基础施工后再进行填土，以避免土方重复挖、填和运输。

（5）选择适当的调配方向，运输路线，使土方机械和运输车辆的功效得到充分发挥。

土方调配方案的编制，应根据施工场地地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，然后确定挖方各调配区的土方调配方案。土方调配的最优方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，工期短、成本低，而且便于施工。

调配方案确定后，绘制土方调配图，如图1.11所示。在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。图中的土方调配，仅考虑场内挖方和填方的平衡，W表示挖方，T表示填方。

7.什么是边坡系数？影响边坡稳定的因素有哪些。

土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽b之比表示，如图1.12所示，即

土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m （1-15）

式中称为边坡系数。

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