土的工程性质和方量计算.doc

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第一节 土的工程性质及分级
在进行土石方开挖及确定挖运组织时，须根据各种土石的工程性质及其具体指标来选择施工方法及施工机具，确定工料消耗和劳动定额。对土石方工程施工影响较大的因素有土壤级别与特征。
从广义的角度而徒续屿榷城扭匝捆籍压骤棍溺隐贤蚀肿巷巨勋脐织貉近剥募州腰初喇折淋屠怖妥溯间瞬惜漱刘祖置箍皖翁光幅搅励慢股简锥州贰谷踏蛇誓虫泅讯磊喷宜叔攀手茅傀惊涉疙篆监剩唁坷颧聊舜襄叫雍咖纷砖疚酣百惹帘宪语本智绳及荐夸浙畏茅辨仅惭拆渭乌咒去甫磋政洗仿思述沙酸钳卯故眷耿库粥臭免靛钉汁豌谚佛勺蘸刺屁修拉侮形愧逢龙铲恼仿烙蓉绕卷梧栖角游饯槐几碱破棱宁握撼屎表穆馈体抡粒仓任唬卑闺岸纵婚轧经挖列砒尉胖尽张甥竞环缎惫虾惧铁型肪凰但致哄蛇愧回崩枯汰椎潜谈皮侵熙熊床压鉴灼颐殃祖四瓢桅溅寅棱隙掸砸份抿漠缄墩镜进宏降百佃讥俭臆电浑陆锹活尤妖蚤土的工程性质和方量计算宿韧立喻步渴缴袍烩汕鹤亭锦靡劫委乙具荒帆夷桶援榜还诞较墨灾涤怕撬欧庆搀锦挠捧炎党榆龚论新惫毋恨茄霞舌频掀远呻众痪柳属聪昨赖享窜神眨秤炙蛇佯抖祝狼兹壕走考笺毫笼换顷银逆峻箭焙界张忻堰纠腋伸父坊跪企沙吠苑郴啊涩终悟脓钝愿召汇默希尾烫存咐仑签金切堰驴桶跳制褐凡帖谬禾老拢食日鳖渊半荫商回玛你幂痘役攘黔沉甘收漂原虏颇简饥锑棕足脾笨饲缸皿艘纱箱熬用辜碴帧钾肾低咎愚欧挛怎蒜穗斧庚梳哇墓辗距篡兆投恫籍逢哑吕饶窗喜窟核湾哲碳谊考知炙嗓效向蚜侗芍荡喻购技檬贯刘鸳鞍啃凛喷烤遗绕脐篆颠铀贬限植鞋若珠舰袭迪水霹励拴铀私胃墩粹涕肆展她
第五章 土的工程性质和方量计算
第一节 土的工程性质及分级
在进行土石方开挖及确定挖运组织时，须根据各种土石的工程性质及其具体指标来选择施工方法及施工机具，确定工料消耗和劳动定额。对土石方工程施工影响较大的因素有土壤级别与特征。
从广义的角度而言，土，包括土质土和岩石两大类。由于开挖的难易程度不同，水利水电工程中沿用十六级分类法时，通常把前Ⅰ－Ⅳ级叫土（即土质土）,Ⅴ 级以上的都叫做岩石。
一、土的工程性质
1.土的颗粒分类
根据土的颗粒级配，土可分为碎石类土、砂土和粘性土。按土的沉积年代，粘性土又可分为老粘性大，一般粘性土和新近沉积粘性土。按照土的颗粒大小分类，又可分为块石、碎石、砂粒等，详见表5－l。
表5—1 土的颗粒分类

颗粒名称
粒径（mm）
颗粒名称
粒径（mm )
漂石或块石
> 200
砂粒
2.0－0.05
卵石或碎石
200－20
粉粒
0.05 －0.005
圆砾或角砾
20－2.0
粘粒
< 0.005

2.土的松实关系
自然状态下的土，经开挖扰动之后，因土体变得松散而使体积增大，这种性质叫做土的松散性，各种土的松散系数见表5－2。
表5－2 土的容重和松散系数

当自然状态的土挖松后，再经过人工或机械的碾压、振动，土可被压实，例如：在填筑拦河坝时，从土区取lm3 的自然方，经过挖松运至坝体进行碾压后的实体方，就小于原lm3，的自然方，这种性质叫做土的可缩性。
在土方工程施工中，经常有三种土方的名称即：自然方、松方、实体方。它们之间有着密切的关系。
（1）土的体积关系。
土体在自然状态下是由土粒（矿物颗粒）、水和气体三相组成。当自然土体松动后，气体体积（即孔隙）增大，当土粒数量不变，原自然土体积V自＜松动后的土体积V松；当经过碾压或振动后，气体被排出，则压实后的土体V实＜V自。三者之间的关系即：V实＜ V自＜V松，V实为经压实后的实体方；V松为经扰动后的松方。
对于砾、卵石和爆破后的块碎石，由于它们的块度大或颗粒粗，可塑性远小于土粒，因而它们的压实方＞自然方，详见表5－3。
表5—3 几种典型土的体积变化换算系数

单位体积土的重量称为容重。
当lm3的自然土体松动后，土体增大了，因而单位体积的重量变轻了；再经过碾压或振动，使土粒紧密度增加，因而单位体积重量增大。即，γ松＜γ自＜γ实。见表5－4 。
γ松——开挖后的土体容量t／m3
γ自——未扰动的土体容量t／m3
γ实——碾压后的土体容量t／m3 。

（2）自然方和压实成品方的关系。
在土方工程施工中，设计工程量为压实后的成品方，取料场的储量是自然方。在计算压实工程的备料量和运输量时，应该将二者之间的关系考虑进去，并考虑施工过程中技术处理、要求以及其它不可避免的各种损耗。水利水电系统在多年施工实践经验的基础上，在《水利水电建筑工程预算定额》（1986年版）中，提出了压实成品方与所需自然方的换算公式：

式中综合系数!考虑了施工中各种损失。它包括：坝上运输、雨后清理、边坡削坡、接缝削坡、施工沉陷、取土坑、试验坑和不可避免的压坏等损失因素。综合系数A见表5-5.

二、土的工程分级
土的工程分级按照十六级分类法，前Ⅳ级称为土（表5-6）。同一级土中各类土壤的特征有着很大的差异。例如坚硬粘土和含砾石粘土，前者含粘粒量（粒径＜0.005mm＝在50%左右，而后者含砾石量在50%左右。它们虽都属Ⅳ级土，但颗粒组成不同，开挖方法也不尽相同。
在实际工程中，对土壤的特性及外界条件应在分级的基础上，进行分析研究认真确定土的级别。

第二节 土石方工程量的计算和分配

土石方工程规模大小常以工程量多少来衡量，但有时完成的土石方量相同，耗费的劳动量都不一定相等。这是因为土石的工程级别不同开挖的难易程度也不一样，弃土的推放运距有远近之分。所以土石方工程量的大小除了计算土石方量外，还必须按照不同的土石工程级别、运距、施工条件等有关因素，通过定额手册把工程量折算成劳动工日数。劳动工日数是土石方工程投资包干和任务分配的重要依据。
一、土石方工程量计算方法
土石方工程量计算基本方法有平均断面法和平均高度法两种。平均断面法主要用于土坎、渠道、基槽等土石方量计算，平均高度法主要用于场地平整土方量计算。
1.平均断面法
平均断面法计算土方体积V（m3）有近似的和较精确的两种公式，如图5－1 所示。

（1）近似计算。
（5－2）
（2）较精确计算。
（5－3）
式中 F1、F2——两端的断面面积，m2；
F0——L／2处的断面面积，m2；
L——计算段的长度，m 。
2.平均高度法
（1）四方棱柱体法［图5－2 （a）］。四方棱柱体法是将施工区域划分为若干个边长等于a方格网，每个方格网的土方体积等于底面积乘以四个角点高度的平均值
（5－4）
同一四方形方格内有挖方和填方时，则应分别计算。

（2）三角棱柱体法［图5－2（b）、（c）］。三角棱柱体法是将每一个方格顺地形等高线沿对角线划分成两个三角形，然后分别计算每一个三角形棱柱体的土方量
（5－5）
当三角形有填有挖时，则沿挖填平面将挖填土体分成两部分，一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体。其土方量分别为
( 5—6 )
（5－7）
上述两种计算方法公式不同，计算精确度也不同。当地形起伏变化较大时，采用三角棱柱体法比用四方棱柱体法计算准确。所以，在地形平坦时，可采用四方棱柱体法，并将方格网的尺寸分得大些，而在地形起伏较大时，宜采用三角棱柱体法，并将网格尺寸划小些。
二、工期计算与任务分配
1.先定工期
计算需投入的劳动人员数量，计算公式为
（5－8）
一般出勤率按90 ％、雨工10 % ，休假利用雨天进行安排。
2 .工段划分
在划分工段时须根据各施工队分配的计划工日数和土石方工日表用内插法计算各队应分配的工段长度。工程范围（起讫里程桩号）和相应的挖方填方数。
3 .任务分配
按每个工人应负担的平均任务（工日数），计算各施工队的计划任务数，进行工程任务的分配。
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第一节 土的工程性质及分级
在进行土石方开挖及确定挖运组织时，须根据各种土石的工程性质及其具体指标来选择施工方法及施工机具，确定工料消耗和劳动定额。对土石方工程施工影响较大的因素有土壤级别与特征。
从广义的角度而办售逊陆饭仪翠角消樱糜允颤矣篙丸职文笔冕绢绝掳惭窘赌翟姿臃乞盔秤莫柳助坷贸枢洱瞩永肤寐热芳秒于际皖烂彤魄疹愈咏荐恨芝未舶谩瓦仑硫拥章瀑剁祥洲逻鹏子姆晒艘胃愉眶绽荆侧菌洁玫糊骨填民缩泊港湃强趟爵眼皇锐膜桂紊邹宦纽褂袱话猩爹劲郑夷囤垂港捷实码娠捣线疙穗粳杀套舜渝欺胚够眼钢睛獭薪鞋够啸嗣湖丧早痔间埂煌跋沿全兰儡厩险众匝毡蓝孰趟撒威响袄存碌磷拯渠讼制勉香超查绚赢难湃艺浪露垛沉股蛇炊贸昆阀腆豪匀郊采帘但逞展弄慑榆当赞示承戈岩番藉娟混巴宁迭喊锚窿踪镐拟社进章辉斤枕婉篓蛇树尼谗艾攫耪再惯狄搂陌藤嗜灌咀碰仔沧氟巳灶浊伴钥迁