第1章 土方工程施工工艺

1.1 土方的种类和鉴别

1.1.1 土方工程的施工特点

1.工程量大，劳动强度高

大型建筑场地的平整，土方工程量可达数百万立方米以上，施工面积达数平方千米，大型基坑的开挖，有的深达20多m，施工工期长，任务重，劳动强度高。在组织施工时，为了减轻繁重的体力劳动，提高生产效率，加快施工进度，降低工程成本，应尽可能采用机械化施工。

2.施工条件复杂

土方工程施工多为露天作业，受气候、水文、地质条件影响很大，施工中不可确定因素较多。因此，施工前必须进行充分的调查研究，做好各项施工准备工作，制定合理的施工方案，确保施工顺利进行，保证工程质量。

3.受场地影响

任何建筑物基础都有一定埋置深度，基坑（槽）的开挖、土方的留置和存放都受到施工场地的影响，特别是城市内施工，场地狭窄，往往由于施工方案不妥，导致周围建筑设施出现安全稳定问题。因此，施工前必须充分熟悉施工场地情况，了解周围建筑结构型式和地质技术资料，科学规划，制定出切实可行的施工方案，确保周围建筑物安全。

1.1.2 土的工程分类与鉴别方法

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，其分类和鉴别方法见表1.1。

表1.1

土的工程分类与现场鉴别方法

续表

土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方案、劳动消耗量和工程费用。土体越硬，劳动消耗量越大，工程成本越高。正确区分和鉴别土的种类，可以合理地选择施工方法和准确套用定额，计算土方工程费用。

1.1.3 土的工程性质

土的工程性质对土方工程施工有着直接影响，也是确定土方施工方案的基本资料。土的工程性质有土的含水量、土的质量密度、土的可松性和土的渗透性。

1.土的含水量

土的含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒质量的百分比。

W=m1m-2m2×100%=mmωs×100%

（1.1）

式中 m1———含水状态土的质量，kg；

m2———烘干后土的质量，kg；

mω———土中水的质量，kg；

ms———固体颗粒的质量，是指土经温度105℃烘干的质量，kg。

含水量表示土体的干湿程度。含水量在5%以下称为干土；在5%～30%称为潮湿土；大于30%称为湿土。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。

2.土的质量密度

土的质量密度分为天然密度和干密度。它表示土体密实程度。

（1）土的天然密度。土的天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量。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：

ρ=Vm

（1.2）

式中 ρ———土的天然密度，kg/m3；2

m———土的总质量，kg；V———土的体积，m3。

土的天然密度随着土颗粒的组成、孔隙的多少和含水量的变化而变化，一般黏土的天

然密度约为1600～2200kg/m3，密度越大，土体越硬，挖掘越困难。

（2）土的干密度。土的干密度是指土的固体颗粒质量与土的总体积的比值，计算公式为

ρd=mVs

（1.3）

式中 ρd———土的干密度，kg/m3；

ms———土的固体颗粒质量，kg；

V———土的总体积，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土体颗粒排列的紧密程度。土的干密度愈大，表示土体愈密实。在土方填筑时，常以土的干密度来控制土的夯实标准。

3.土的可松性

自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能恢复到原状土的体积，土的这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示，即

Ks=V2

（1.4）

V1

K′s=V3

（1.5）

V1

式中 Ks、K′s———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。

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K′s，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。

4.土的渗透性

土的渗透性是指土体被水透过的性能。土的渗透性用渗透系数K表示，它表示单位时间内水穿透土层的能力，一般由试验确定，以m/d表示。渗透系数与土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表1.2。

表1.2

土的渗透系数参考值