第四篇3章 - 2013.8.24

第三章 土方工程

第一节 概述

一、土石方工程特点

土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一，也是影响整个建筑工程施工质量、工期及费用的重要因素之一。它包括土、石方的开挖、运输、填筑、平整与压实等主要施工 过程，以及场地清理、测量放线、施工排水、降水和土壁支护等准备与辅助工作。

土石方工程的特点是工程量大、面广，一个建设项目的往往包括场地平整、建筑物（构筑物）及设备基础、项目区域内的道路与管线的土石方施工等多种工程内容，施工场地面积较大，工程量也很大。

二、土的工程分类

土的种类繁多，分类方法也较多，根据土的颗粒级配或塑性指数可分为碎石类土（漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土）、砂土（砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂）和黏性土（黏土、亚黏土、轻亚黏土）；根据土的沉积年代，黏性土可分为老黏性土、一般黏性土、新近沉积黏性土；根据土的工程特性，又可分出特殊性土，如软土、人工填土、黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土、冻土等。不同的土，其物理、力学性质也不同。

在建筑工程施工中常根据土石方施工时土（石）的开挖难易程度，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，称为土的工程分类。前四类属一般土，后四类属岩石，土的分类法及其现场鉴别方法见表4-3-1。

三、土的工程性质 （一）土的质量密度

分天然密度和干密度。土的天然密度，指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度，指单位体积土中固体颗粒的质量，它是用以检验填土压实质量的控制指标。

（二）土的可松性

土具有可松性。土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实也不能恢复其原来体积的特性。由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的，所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候，必须考虑土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示，即

V2V1 V??3KSV1 KS?式中 KS—最初可松性系数； KS′—最后可松性系数； V1—土在天然状态下的体积（m3）； V2—土经开挖后的松散体积（m3）；

3

V3—土经回填压实后的体积（m）；

在土方工程中，KS是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数，KS′是计算场地平整标高及填方时所需挖土量等的重要参数。不同类型土的可松性系数可参照表4-3-1。 表4-3-1 土的可松系数 可松系数 土的类别 KS KS′ 一类土 （松软土） 1.08～1.17 1.01～1.04 二类土 （普通土） 1.14～1.28 1.02～1.05 四类土三类土 五类土 （砂砾坚（坚土） （松石） 土） 1.24～1.30 1.04～1.07 1.26～1.37 1.06～1.09 1.30～1.45 1.10～1.20 六类土 （次坚石） 1.30～1.45 1.10～1.20 七类土 （普坚石） 1.30～1.45 1.10～1.20 八类土 （特坚石） 1.45～1.50 1.20～1.30 （三）土的压缩性。

移挖作填或取土回填，松土经填压后会压缩，一般松土的压缩率见表4-3-2。在松土回

填时应考虑土的压缩率。

表4-3-2 土的压缩率 土的类别 土的 土的压缩率1m3松散土压实土的 名称 （％） 后的体积（m3） 类别 种植土 一、 二 类 土 一般土 砂 土 20 10 5 0.80 0.90 0.95 三类土 土的名称 土的压缩1m3松散土压实后率（％） 的体积（m3） 0.85 0.95 0.94 天然湿度黄土 12～17 一般土 干燥坚实黄土 5 5～7 （四）土的含水量。

土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示：

W?G1?G2G2

式中 G1——含水状态时土的质量； G2——土烘干后的质量。

土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量，如土的含水量超过25%～30%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车；回填土则需有最佳含水量，方能夯压密实，获得最大干密度。土的最佳含水量和最大干密度参考值见表4-3-3。

表4-3-3 土的最佳含水量和最大干密度 土的种类 砂土 粉土 亚砂土 亚粘土 最佳含水量（质量比）最大干密度（％） （g/cm3） 8～12 16～22 9～15 12～15 1.80～1.88 1.61～1.80 1.85～2.08 1.85～1.95 土的种类 重亚粘土 粉质亚粘土 粘土 最佳含水量 （质量比）（％） 16～20 18～21 19～23 最大干密度（g/cm3） 1.67～1.79 1.65～1.74 1.58～1.70 土的工程性质还包括土的渗透性、原状土经机械压实后的沉降量等。

第二节 土方开挖

一、基坑（槽）开挖

（一）基坑（槽）土方开挖 1．基坑（槽）放坡与支撑

开挖基坑（槽）时，为了防止坍方，确保安全施工，其坑壁槽边应采用一定措施，维持边壁稳定。常用方法是在开挖时采用放坡或加临时支撑的形式来保持土壁稳定。

（1）放坡：土方开挖超过一定深度，可采用放坡形式来维持边坡的稳定。放坡坡度的大小应根据土质、挖土深度、边坡留置时间、排水情况、边坡上部荷载及土方并挖方案等因素来考虑。放坡坡度以其挖土深度H与放坡宽度B之比来表示，K=H／B，式中：K称为坡度系数，即当挖土深度为H时，放坡宽度即为B=K×H。

放坡时其边坡的形式可做成直线形、阶梯形及折线形。如图4-3-1。

H 图4—3—1 土方工程放坡示意图

（二）挡土板：挡土板是在需要放坡的土方工程中，由于工程场地所限不能放坡，而采用支挡土板来挡住侧壁土方防止坍塌的措施，挡土板及支撑分木制和钢制两种。挡土板的支撑方法，要根据施工组织设计要求和土质情况选定单面支撑或双面支撑。一般建筑工程常采用断续支撑（疏撑）或连续支撑（密撑）两种。

1.断续式水平支撑（疏撑）。挡土板水平放置，中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖楞木，再用工具式横撑上下顶紧。适用于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度在3m以内。（图4-3-2a）

2.连续式水平支撑（密撑）。挡土板水平连续放置，不留间隙，然后两侧同时对称立竖楞木，上下各顶一工具式横撑。适用于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度为3～5m。（图4-3-2b）

3.垂直支撑。挡土板垂直放置，连续或留适当间隙，然后每侧上下或上中下各水平顶一根横楞木，再用横撑顶紧。适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限（图4-3-2c）。

（三）基槽开挖宽度确定

基础放线时，应根据基础底面尺寸和埋置深度、土质好坏以及地下水位高低等因素，考虑是否需要放坡，留工作面和加支撑，从而定出基坑（槽）开挖的上口尺寸。在实际工作中存在以下几种情况：

（a）断续式水平挡土板支撑 （b）连续式水平挡土板支撑 （c）连续式垂直挡土板支撑

图4—3—2 横撑式支撑示意图

1.不放坡、不加支撑、不考虑留工作面。当土质均匀且地下水位低于基底，且挖土深度符合有关要求时，可不放坡及不加支撑。这时基础底边尺寸就是放线尺寸。

2.不放坡、留工作面。基础施工时，为了施工方便，必须留出一定的操作范围，称之为工作面。一般沿基坑（槽）每边留出工作面。基坑（槽）放线的尺寸为基础底宽加上两边的工作面宽，见图4-3-3，即：

d=a+2c

式中 d——基坑（槽）放线宽；

a——基础底宽； c——工作面宽。

图4-3-3不放坡留工作面 图4-3-4支挡土板留工作面

3.留工作面并加挡土板支撑。当施工场地狭小不能放坡时，为了防止土壁坍落，必须设置支撑，此时基坑（槽）放线尺寸除考虑基础底边宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸，见图4-3-4。基坑放线尺寸即为基础底宽加工作面宽，每边再加挡土板宽10cm。

d= a+2c+2×10cm d’=b+2c+2×10cm 式中d -基础底宽（长边）； 式中d’-基础底宽（短边）。

图4-3-5放坡示意 图4-3-6 钎探杆

4.放坡。当基坑（槽）开挖深度超过不放坡规定深度，且施工条件允许放坡，即可根据挖土深度和土质情况选定相应放坡系数进行放坡，见图4-3-5。其放线尺寸即为基底宽加工作面宽再加放坡宽。

d =a+2c+2B

d’=b+2c+2B

式中 B -放坡宽度（B=KH）。 二、钎探检查验槽

基坑（槽）挖好后，用锤把有刻度的钢钎打入槽底的基土内，根据每打入一定深度（300mm）的锤击次数，来判断地基土质情况，原来多用人工，现在多用机械钎探。

第三节 定额使用说明

本章包括人工土、石方和机械土、石方和爆破土石方共3节，合计268个子目。 一、施工方法和内容

（一）人工土方工程考虑了一侧抛土的因素，并保证槽坑两侧1m以内不得有弃土。 （二）机械土、石方工程包括：现场道路的养护，洒水车洒水，清除铲斗、刀片、车厢内的积土。

（三）挖掘机挖土方综合了正、反铲挖掘机坑上、坑下不同情况的挖土，未包括机械挖不到地方的人工辅助挖土，不包括装运土。

（四）挖掘机挖土方自卸汽车运土，包括挖掘机坑上、坑下不同情况的挖土，还包括了推土机助铲装土。

（五）机械装运土方根据运距、机械种类、规格区分土方、建筑垃圾分别考虑。 （六）人工、机械挖土石方工程的钎探工作区分人工钎探、机械钎探单独列项。 二、定额使用注意问题

（一）在土、石方项目的使用中应首先考虑以下问题： 1.土壤及岩石的类别（参见表4-3-4），共分16类，其中Ⅰ、Ⅱ类为一类土，Ⅲ类为三

类土，Ⅳ类为四类土；Ⅴ为松石，Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ类为次坚石，Ⅸ、Ⅹ类为普坚石，Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ、ⅩⅣ、ⅩⅤ、ⅩⅥ为特坚石。

表4-3-4 土壤及岩石（普式）分类表 定额分类 普氏分类 Ⅰ 一、 二 类 土 土壤及岩石名称 砂 砂壤土 腐植土 泥炭 轻壤土和黄土类土 潮湿而松散的黄土，软的盐渍土和碱土 平均15mm以内的松散而软的砾石 含有草根的密实腐植土 含有直径在30mm以内根类的泥炭和腐植土 掺有卵石、碎石和石屑的砂和腐植土 含有卵石或碎石杂质的胶结成块的填土 含有卵石、碎石和建筑料杂质的砂壤土 肥粘土其中包括石炭纪、侏罗纪的粘土和冰粘土 重壤土、粗砾石、粒径为15～40mm的碎石和卵石 干黄土和掺有碎石和卵石的自然含水量黄土 含有直径大于30mm根类的腐植土或泥炭 掺有碎石或卵石和建筑碎料的土壤 土含碎石重粘土，其中包括侏罗纪和石炭纪的硬粘土 含有碎石、卵石、建筑碎料和重达25kg的顽石（总体积10%以内）等杂质的肥粘土和重壤土 冰碛粘土，含有重量在50kg以内的巨砾，其含量为总体积10%以内 泥板岩 不含或含有重量达10kg的顽石 含有重量在50kg以内的巨砾（占体积10%以上）的冰碛石 矽藻岩和软白垩岩 胶结力弱的砾岩 各种不坚实的片岩 石膏 凝灰岩和浮石 松软多孔和裂隙严重的石灰岩和介质石灰岩 中等硬变的片岩 中等硬变的泥灰岩 石灰石胶结的带有卵石和沉积岩的砾石 风化的和有大裂缝的粘土质砂岩 坚实的泥板岩 坚实的泥灰岩 砾质花岗岩 泥灰质石灰岩 粘土质砂岩 砂质云母片岩 硬石膏 严重风化的软弱的花岗岩、片麻岩和正长岩 滑石化的蛇纹岩 致密的石灰岩 含有卵石、沉积岩的碴质胶结的砾岩 砂岩 砂质石灰质片岩 菱镁矿 白云岩 坚固的石灰岩 大理岩 石灰岩质胶结的致密砾石 坚固砂质片岩 粗花岗岩 非常坚硬的白云岩 蛇纹岩 石灰质胶结的含有火成岩之卵石的砾石 石英胶结的坚固砂岩 粗粒正长岩 具有风化痕迹的安山岩和玄武岩 片麻岩 非常坚固的石炭岩 硅质胶结的含有火成岩之卵石的砾岩 粗石岩 中粒花岗岩 坚固的片麻岩 辉绿岩 玢岩 坚固的粗面岩 中粒正长岩 天然湿度下平均容重（kg/m3） 1500 1600 1200 600 1600 1600 1700 1400 1100 1650 1750 1900 1800 1750 1790 1400 1900 1950 1950 2000 2000 1950 2100 1800 1900 2600 2200 1100 1200 2700 2300 2200 2000 2800 2500 2300 2300 2200 2300 2900 2500 2400 2500 2500 2500 2500 3000 2700 2700 2700 2600 2600 2800 2900 2600 2800 2700 2700 2700 2600 2900 2900 2600 3100 2800 2700 2500 2800 2800 极限压碎 强度（kg/cm2） 用轻钻孔机钻进1m 耗时（min） 开挖方法及 工具 用尖锹 开挖 紧固系数（f） 0.5～0.6 Ⅱ 用锹开挖并少数用镐 开挖 0.6～0.8 Ⅲ 三 类 土 Ⅳ 四 类 土 用尖锹并同时用镐开挖 （30%） 0.81～1.0 用尖锹并同时用镐和撬棍开挖（30%） 1.0～1.5 Ⅴ 松石 Ⅵ 小于200 小于3.5 部分用手凿工具，部分用爆破开 挖 用风稿和爆破法开挖 用爆破方法 开挖 用爆破方法 开挖 1.5～2.0 200～400 3.5 2～4 Ⅶ 次坚石 Ⅷ 400～600 6.0 4～6 600～800 8.5 6～8 普 坚 石 Ⅸ 800～1000 11.5 用爆破方法 开挖 8～10 Ⅹ 1000～1200 15.0 用爆破方法开挖 10～12 特 坚 石 Ⅺ 1200～1400 18.5 用爆破方法 开挖 12～14 Ⅻ 1400～1600 22.0 用爆破方法 开挖 14～16 ⅩⅢ 1600～1800 27.5 用爆破方法 开挖 16～18

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q8r2.html