同济大学土木工程施工第01章土方工程四、土的工程性质1.土的可松性：自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土方工程量是以自然状态的体积来计算的，在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等时，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2.原状土经机械压实后的沉降量原状土经机械往返压实或经其他压实措施后，会产生一定的沉陷，根据不同土质，其沉陷量一般在3～30cm之间。3.土的透水性土的透水性是指水流通过途中孔隙的难易程度，用渗透系数K来表示。4.土的其他工程性质密实度、抗剪强度、土压力等第二节场地设计标高的确定一、场地设计概念场地设计平面：大型工程项目，将自然地面通过场地平整，改造为人们所要求的平面；场地设计标高：要求满足a.规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等b.场地内土方的挖填平衡、且土方工程量小。二、场地设计标高的确定－－方格网法（见下图）条件：场地比较平缓，对场地设计标高无特殊要求时。大家有疑问的，可以询问和交流1.场地设计标高的计算原理－－挖填土方量平衡：2.场地设计标高的计算公式－－考虑各角点标高的“权”：3.场地任意点的设计标高－－以z0作为场地中心的标高（见图）：三、最佳设计平面要求满足：a.规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等b.场地内土方的挖填平衡、且土方工程量最小。最小二乘法原理：●如图，在平面上任何一点的标高，可以根据下式求出：●场地方格网角点的施工高度为●令σ为土方施工高度之平方和，则四、设计标高的调整在实际工程中，应考虑下述因素，调整场地设计标高：(1)考虑土的最终可松性；(2)考虑工程余土或工程用土；(3)由经济比较结果，确认场外取土或弃土的土方量的变化。第三节土方工程量的计算与调配一、土方工程量计算土方工程施工之前，需计算土方的工程量。但土方工程精确的计算工程量很困难。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。基坑（槽）、路堤的土方量按拟柱体积公式计算，即（二）场地平整土方量的计算1.“零线”位置的确定：零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为0；在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点的位置，如图，将各相邻的零点连接起来即为零线。2．四方棱柱体的体积计算方法：（2）方格四个角点，部分是挖方、部分是填方（图1-6b和c）时：3．三角棱柱体的体积计算方法（1）先把方格网顺地形等高线，将各个方格划分成三角形，如图。（2）当三角形三个角点全部为挖或全部为填时（如图1-8a）：式中H1，H2，H3—三角形各角点的施工高度（m），用绝对值代入。（3）三角形三个角点有填有挖时，零线将三角形分成两部分，一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体（如图1-8b）。二、土方调配土方调配的目的：在使土方总运输量（m3·m）最小、或土方运输成本（元）最小的条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期和降低成本的目的。2．平均运距的确定：调配区的大小和位置确定之后，便可计算各填、挖方调配区之间的平均运距。当用铲运机或推土机平土时，挖土调配区和填方调配区土方重心之间的距离，通常就是该填、挖方调配区之间的平均运距。当填、挖方调配区之间距离较远，采用汽车、自行式铲运机或其他运土工具沿工地道路或规定线路运土时，其运距应按实际情况进行计算。（二）用“线性规划”方法进行土方调配时的数学模型：土方平衡与施工运距（单价）表表格说明：整个场地划分为－－m个挖方区W1，W2，…，Wm，其挖方量应为a1,a2,…,am；n个填方区T1，T2，…，Tn，其填方量相应为b1，b2，…,bn；xij表示由挖方区i到填方区j的土方调配数，由填挖方平衡，即从W1到T1的价格系数（平均运距，或单位土方运价、或单位土方施工费用）为c11，即从Wi到WJ的价格系数为cij，则土方调配的数学模型表达：求一组xij的值，使目标函数Z=为最小值，并满足下列约束条件：（i=1，2，…，m）（j=1，2，…，n）xij≥0（三）用“表上作业法”进行土方调配通过“假想价格系数”求检验数，c’ij表示假想系数，其值待定。下面举例说明，用表上作业法求调配最优解的步骤与方法－－1．编制初始调配方案（1）将土方量及价格系数（即平均运距）填入计算表格中：（2）初始方案的确定：先找价格系数最小的方格（C22=C43=40），如取C43，使X43最大为400。2．最优方案判别采用“假想价格系数法”，求检验数：求无土方调配的方格（本例中的W1-T3，W4-T2等）的检验数λij；如所有检验