第四节 土方施工

一、土方施工的基本知识和一般程序

1．土方工程的种类及其施工要求

土方工程根据其使用期限和施工要求，可分为永久性和临时性两种，两者都要求具有足够的稳定性和密实度，工程质量和艺术造型都要符合原设计要求。同时在施工中还要遵守有关的技术规范和原设计的各项要求，以保证工程的稳定和持久。

2．土壤的工程性质

（1）土壤容重：单位体积内天然状况下的土壤重量，单位为kg/m3。土壤容重的大小影响施工的难易程度，容重越大越难挖掘。分松土、半坚土、坚土等，所以施工中施工技术和定额应根据具体的土壤类别来制定（表1-5）。

（2）土壤的自然倾斜角（安息角）：土壤自然堆积，经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角就是土壤的自然倾斜角（以a表示）,（图1-27）。

土壤自然倾斜角还受到其含水量的影响。

（3）边坡坡度：边坡坡度是指边坡的高度和水平间距的比。工程界习惯以1:m表示，m是坡度系数，坡度系数是边坡坡度的倒数。如一个边坡，可以说边坡坡度为1∶2；也可以说坡度系数为2,（图1-28）。

土方工程不论是挖方或填方都要求有稳定的边坡。在做土方工程设计或施工时，应结合工程本身的要求和当地的土壤种类、分层情况等具体条件确定边坡坡度，使其合乎技术规范。关于边坡坡度的规定参见表1-6、表1-7、表1-8、表1-9。一般来说，在土方工程的设计及施工中，如无特殊目的及相应的加固措施，不得突破表中的规定。

（4）土壤含水量：土壤的含水量是指土壤空隙中的水重和土壤颗粒重的比值。土壤含水量在5%以内称干土，在30%以内称潮土，大于30%称湿土。土壤含水量的多少，对土方施工的难易有直接的影响。过干，土质过硬，不易挖掘，过湿，土壤过黏，不易施工。

（5）土壤的相对密实度：是用来表示土壤在填筑后的密实程度的，是检查土壤施工中密实程度的标准。

式中：D——土壤相对密实度；

ε1——填土在最松散装况下的孔隙比；

ε2——经辗压或夯实后的土壤孔隙比；

ε3——最密实情况下土壤孔隙比。

（注：孔隙比是指土壤空隙的体积与固体颗粒体积的比值）

（6）土壤的可松性：土壤经挖掘后，其原有紧密结构遭到破坏，主体松散而使体积增加的性质。

土壤可松性可用下列式子表示：

根据体积增加的百分比而言，可用下式表示：

土壤的可松性系数因土壤的种类不同而不同（见表1-10）。

3．土方施工的一般程序

（1）准备工作：施工前的准备工作主要包括：研究图纸、现场踏勘、编制施工方案、修建临时设施和道路、准备机具、物资及人员等几个方面。准备工作直接影响着工程的进度和工程质量，要认真对待。

（2）清理现场：

①清除现场障碍物：在施工场地范围内，凡是对工程施工有影响的地面和地下物都应该妥善清理。包括拆建建筑物和构筑物、伐除树木和其他障碍物。建筑物和地下构筑物的拆除应根据特点进行工作，并遵照《建筑工程安全技术规范》的规定进行操作。凡土方开挖深度不大于50cm，或填方高度较小的土方施工，现场及排水沟中的树木，必须连根拔除，清理树墩除用人工挖掘外，直径在50cm以上的大树墩可用推土机铲除或用爆破法清除。关于树木的伐除，特别是大树应慎之又慎，凡能保留者尽量设法保留，因为老树大树特别难得。

如果施工场地内的地面或地下发现有管线或其他异常物体时，应事先请有关部门协同查清，未查清前不可动工。

②做好排水设施：包括排除地面积水和排除地下水。地面积水排除主要通过排水沟，沟的纵坡不应小于2‰，沟的边坡值1∶1.5，沟底宽及沟深不小于50cm。地下水的排除一般多采用明沟，引至集水井，并用水泵排出。

（3）定点放线：

①测设控制网：根据国家给定的永久性控制点坐标，按施工总平面图要求引测现场，在工程施工区域内设置控制网，包括控制基线、轴线和水平基准点，并做好轴线的控制测量和校核。控制网要避开建筑物、构筑物、土方机械操作及运输线路，并有保护标志。

②平整场地的放线：用经纬仪将图纸上的方格测设到地面上，并在每个交点处立桩木，边界上的桩木依图纸要求设置（图1-30）。

③自然地形的放线：首先确定堆山或挖湖的边界线，但这样的自然地形放到地面上去是较难的，特别是在缺乏永久性地面物的空旷地上，这种情况下应先在施工图上画方格网，再把方格网放到地面上，而后把设计地形等高线和方格网的交点一一标到地面上并打桩（图1-31）。

④山体的放线：一般低于5m的较低的山体用“一次性”立桩；较高的山体，则用“分层放线”的方法。

⑤水体的放线：挖湖工程的放线工作和山体的放线基本相同，但由于水体挖深一般较一致，而且池底常年隐没在水下，放线可以粗放些，但水体底部应尽可能整平，岸线和岸坡的定点放线应该准确。为精确施工，可用边坡样板来控制边坡坡度（图1-33）。

⑥沟渠放线：开挖沟槽时，用打桩放线的方法，在施工中桩木容易被移动甚至被破坏，从而影响了校核工作。所以应使用龙门板。每30～50m设置一块（图1-34）。

4．土方施工

土方工程施工包括挖、运、填、压四部分

（1）土方开挖：可根据施工需要采用人工挖掘或机械挖掘的方式，也可以采用半人工半机械的方式。

1）人工挖掘：主要工具有锹、稿、钢钎等。人工挖掘要注意组织好劳力，注意施工安全。

①施工者要有足够的作业面，一般4～6m2/人。

②开挖土方附近不得有重物及已坍塌物。

③随时观察土质情况，要有合理的边坡，必要时要设支撑保护。

④施工者不得在土壁下向里挖土，以防坍塌。

⑤坡上或坡顶的施工者，不得向坡下滚落重物。

⑥施工过程中要遵守操作规范和安全技术要求，并注意保护基桩、龙门桩、标高桩等施工参照物和标志。

2）机械施工：机械施工时，操作人员要对图纸和施工现场相当熟悉，才能心中有数，得心应手地按设计意图去塑造地形。施工人员还应经常到现场校核桩点和放线，以免挖错或堆错位置。

（2）土方运输：运土应按土方调配方案组织劳力、机械和运输路线，卸土地点要明确。应有专人指挥，避免乱堆乱卸。运输路线应避免走回头路，交叉路。

（3）土方填筑：大面积填方应该分层填筑，一般每层20～50cm，应层层压实；在斜坡上填土，为防止新填土方滑落，应先把土坡挖成台阶状，然后再填（图1-35）。

（4）土方压实：根据工程量的大小，可采用人工夯实或机械碾压。

人工夯实的主要工具有夯、硪碾等工具；机械碾压的主要工具有碾压机、振动碾或拖拉机带动铁碾、内燃夯、蛙式夯等。

在土方压实工作中要注意以下几点：

①压实工作必须分层进行。

②压实工作要注意均匀。

③压实松土时，夯压工具应先轻后重，不宜用重型碾压机械直接滚压，否则易造成土层有强烈的起伏现象。

④压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢，否则边缘上方外挤易引起坍落。

另外，填土的含水量对压实质量有直接影响，为取得最佳效果，土壤应该具有最佳含水率（表1-11），过干时可以喷洒适量的水，过湿时，则应翻松晾干。

二、土方施工中常见问题的解决办法

1．土方放样中常见的问题

（1）台阶式、坟堆式地形：由于对等高线领会不透，常常在放样过程中造成地形辐射不够，形成台阶式、坟堆式地形，缺乏流畅感，严重的则造成排水不畅。因此在放样过程中一定要注意地形外缘过渡部分的自然。

（2）地形和绿化种植脱离：地形和绿化种植应该是相辅相成的，造成这种情况的原因有时是设计图的改变，或者由于某些原因需要临时增减一些苗木或基础设施，这时如何最大限度地保留原作品中的面貌，施工人员的放样就显得特别重要。

例如有这样一个绿化项目，原绿化施工图中靠围墙布置了3～5排宽度不等的水杉作背景，后来由于某些原因，水杉被取消而改成一排珊瑚绿篱，这样原来占地至少4m的空间现在改成了50cm左右。如果地形一成不变，那么原来种在高坡上的主景树木只能种在山坡背面了，就违背了设计的原有意图。这时，只能将地形适当向围墙靠近，主景树木位置稍向后移，使之仍然处于最高点，既避免了空当的形成，又保证了原有的布景要求。

（3）设计和现场情况脱离：当设计与实际施工有出入时，除了请设计师到场外，如果差异不是很大，施工人员也可局部调整。如有一个施工项目，图纸上的长宽是130m×45m，但实际施工现场是145m×30m，原设计图中主要入口处是一个圆形广场加阶梯式花坛。这时，由于施工现场宽度的缩小，如果保留阶梯式花坛，则入口处显得拥挤不堪（按图纸放样，花坛位置就处在大门入口处）。后来，征求了设计人员的意见，取消了原有的阶梯式花坛，而改为两侧两个弧形对称小花坛。

（4）草皮地块与乔灌木地块地形差异不当：在花坛、花镜的施工中，乔灌木地块的地形应当比草皮地块地形稍高。因为草皮有一定的厚度，在铺了草皮以后，在高差上乔灌木和草皮就有机结合起来了；反之，视觉上容易造成一高一低的假象，也影响了乔灌木的排水。

2．雨季土方开挖施工

土方开挖一般不在雨季进行，如遇雨天施工应注意控制工作面，逐片、分段完成任务。开挖时要时刻注意边坡的稳定，必要时应设支撑。同时还应在外侧或基槽两侧挖排水沟，防止地面水流入。

3．开挖地段地下水位较高且有出现流沙危险时

可采用板桩支撑。将板桩打入土中，使地下水在土中的渗流路线延长，降低水力坡度，从而防止流沙产生。

4．雨季土方填筑施工

雨季填土施工应连续进行，加快挖土、运土、填土、碾压过程。雨前应及时夯实已填图层，并做一定的排水坡度。在填方区周围要修筑防水埂和排水沟，防止地面水流入基坑、基槽内造成边坡塌方或基土遭到破坏。

复习思考题

1．竖向设计的原则和要求是什么？

2．园林中有哪些类型的用地？它们的特点和设计要求是什么？

3．竖向设计应完成哪些内容？

4．什么是等高线，它有哪些性质？

5．竖向设计的表示方法有哪些？每一种的特点是什么？

6．等高线在穿越道路时该怎样表示呢？道路有时高于两侧地面，有时低于两侧地面，它们的表示方法有何不同？

7．等高线的间距相同时，相互平行时表示什么样的地形？

8．用坡度公式求下图等高线所表示的坡度（以%表示）

9．已知两相邻等高线的高程分别为12.0m,13.0m，求图中a点的高程

10．图为某公园的一段路面，如图已知，依a点找出L4线上与a点高程相等的c点的位置。

实训

实训一：求积仪的使用

一、目的：掌握求积仪的使用方法

二、工具和材料：求积仪、土山图纸

三、用求积仪计算下图土山图形的各层面积。

实训二：方格网法计算土方量

一、目的：

1．能够应用土方平衡原理独立完成地形改造后的土方量计算。

2．能够独立绘制土方平衡表和土方调配图，指导土方施工。

二、如图所示地形，方格网边长20m，拟平整为三坡向两面坡的V字形广场，要求土方就是平衡，用方格网法计算土方量并绘制土方平衡表和土方调配图。

实训三：竖向设计图绘制、模型制作

一、目的：

1．理解和掌握竖向设计的基本理论和方法。

2．能够独立运用等高线法设计和改造地形。

3．能够独立完成土山模型制作。

二、要求：

1．模型制作应按照图纸设计完成。

2．对照图纸和作好的模型反复推敲，认真修改，直至满意。

三、材料：

草图纸、绘图纸、绘图笔、橡皮泥、笨板、吹塑纸、大头钉、颜料、毛笔等。

四、步骤及方法：

1．用等高线在图纸上设计一处土山地形，注意地形变化。

2．把平面等高线测放到笨板上。

3．根据设计等高线用吹塑纸按比例及等高距制作土山骨架，并用胶和大头针固定在笨板上。

4．用橡皮泥抹出山的骨架，并根据需要涂上颜色，并作出山体皴纹。