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第1章chapter1风景园林竖向设计与土方工程LandscapeVerticalDesignandEarthworks浙江农林大学风景园林与建筑学院洪泉2020/3/11风景园林工程本章主要内容2020/3/111.风景园林场地竖向设计2.竖向设计的方法3.地形竖向设计的要点4.土方工程量计算5.土方施工2020/3/111.4土方工程量计算2020/3/111.4土方工程量计算•土方量计算依据的是：附有原地形等高线的设计地形图。土方工程量计算反过来修订设计地形中不合理之处计算所得信息是投资预算和施工等环节的重要依据土方工程量计算是园林设计工作中必不可少的环节在规划阶段，土方量计算为估算，无需精细；在施工图阶段则是计算，要求比较精确。2020/3/111.4土方工程量计算•计算方法大致分3类：•1、求体积公式估算；•2、断面法；•3、方格网法2020/3/11•1.4.1求体积公式估算•将地形单体的体积用相近的几何体体积公式计算。•此方法简便，但精度不高，多用于估算。1.4土方工程量计算堆山挖湖2020/3/112020/3/11•1.4.2断面法•根据所取断面的方向不同，分为垂直断面法、水平断面法。•1.4.2.1垂直断面法•原理：①以一组等距(或不等距)的互相平行的截面将拟计算的地块、地形单体(如山、溪涧、池、岛等)和土方工程(如堤、沟渠、路堑、路槽等)分截成“段”；②分别计算这些“段”的体积。③再将各段体积累加，以求得该计算对象的总土方量。1.4土方工程量计算2020/3/11•计算步骤如下：①划分横断面。间距10-20m②画横断面图形③计算横断面面积：方法一：套公式。表1—7为几种常见断面面积的计算公式。方法二：用cad等软件画出断面图，可直接读取横断面面积。1.4土方工程量计算•但在S1和S2的面积相差较大或两相邻断面之间的距离大于50m时，计算的结果，误差较大，遇上述情况，可改用以下公式运算：•v=(S1+S2+4S0)*L/6•式中S0——中截面面积。④计算各段土方量1.4土方工程量计算2020/3/11垂直断面法的计算精度取决于截取断面的数量，多则精，少则粗。•此法适用于带状地形单体或土方工程(如带状山体、水体、沟、堤、路堑、路槽等)的土方量计算。1.4土方工程量计算2020/3/11•1.4.2.2水平断面法(等高面法)•是沿等高线取断面，等高距即为两相邻断面的高，计算方法同垂直断面法。水平断面法最适于大面积的自然山水地形的土方计算。•比求体积公式更精细。•方法：沿等高线取断面，等高距就是两相邻面的高。1.4土方工程量计算2020/3/11•计算公式：1.4土方工程量计算•1.4.3方格网法•地形改造除挖湖堆山外，还有许多地坪需要平整，平整场地的工作是将原来高低不平、破碎的地形按设计要求整理成平坦的具有一定坡度的场地。平整场地的土方计算最适合用方格网法。•此法是把平整场地的设计工作和土方量计算工作结合在一起进行。其工作程序是：•(1)将方格网附在有等高线的施工地形图上；•(2)在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高；•(3)依设计意图确定各角点的设计标高；•(4)比较原地形标高和设计标高，求得施工标高；•(5)计算零点位置；•(6)土方计算1.4土方工程量计算2020/3/11•例题讲解（P24）（1）按正南北方向作边长为20m的方格控制网•标注各角点编号、方格网编号；•“插入法”求原地形高程（2）求平整标高H0原理：平整前后土体的体积相等V=V’平整后土体高度一致，均为H0（3）求设计标高数学分析法，设x，利用体积相等原理求各角点设计标高2020/3/11（4）求施工标高•施工标高=原地形标高-设计标高•施工标高是正数意味着——挖方•施工标高是正数意味着——填方（5）求零点线•零点的连线，是挖方和填方的分界线。•相邻两角点的施工标高为一正一负，则此两点间必有零点存在。•可计算求得零点，但用图解法更方便。（6）土方计算2020/3/11（6）土方计算2020/3/11（7）绘制土方平衡表及土方2020/3/111.5土方施工2020/3/11•1.5.1概述•任何建筑物、构筑物、道路及广场等工程的修建，都要在地面作一定的基础，挖掘基坑、路槽等，这些工程都是从土方施工开始的。在园林中地形的利用、改造或创造，如挖湖堆山，平整场地都要依靠动土方来完成。•土方工程一般来说在园林建设中是一项大工程，而且在建园中它又是先行的项目。它完成的速度和质量，直接影响着后续工程，所以它和整个建设工程的进度关系密切。为了使工程能多快好省地完成，必须做好土方工程的设计和施工的安排。1.5土方施工2020/3/11•1.5.1.1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。•不论是永久性还是临时性的土方工程，都要求具有足够的稳定性和密实度，使工程质量和艺术造型都符合原设计的要求。•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。1.5土方施工•1.5.1.2土壤的工程分类•一般按土的开挖难易程度将土分为8类1.5土方施工土石2020/3/11•1.5.1.3土壤的工程性质•土壤的工程性质对土方工程的稳定性、施工方法、工程量及工程投资有很大关系，也涉及到工程设计、施工技术和施工组织的安排。•以下是土壤的几种主要的工程性质：•（1）土壤的密度（土壤的容重）•定义：单位体积内天然状况下的土壤质量，单位为kg／m3•土壤密度的大小直接影响着施工的难易程度，密度越大挖掘越难，在土方施工中把土壤分为松土、半坚土、坚土等类，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。1.5土方施工•（2）土壤含水量•土壤含水量=土壤孔隙中的水重/土壤颗粒重•含水量在5%以内称为干土；30%以内为潮土；大于30%为湿土。含水量过小，土质过于坚实，不易挖掘；含水量过高，则土壤泥泞，不利于施工。•例如黏土，含水量在30%以内最易挖掘；若含水量过大，丧失稳定性，其坡度降低，因此含水量过大的土壤不宜作回填土使用。1.5土方施工干土潮土湿土5%30%重量比•土壤含水量的计算方法1.5土方施工2020/3/11•（3）土壤的自然倾斜角(安息角)•土壤的自然倾斜角：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(图1-53)，以α表示。1.5土方施工•土壤自然倾斜角还受到其含水量的影响，见表1-102020/3/11•土方工程不论是挖方或填方都要求有稳定的边坡。其边坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值。•边坡坡度＝h/L=tgα•工程界习惯以1：M表示，M是坡度系数。•1：M＝1：（L／h），所以，坡度系数是边坡坡度的倒数，例如：边坡坡度1：5的边坡，也可叫做坡度系数M＝5的边坡。1.5土方施工2020/3/111.5土方施工•边坡加固•（4）土壤的相对密实度•表示土壤在填筑后的密实程度。•土壤孔隙比ε（艾普西隆Epsilon）：土壤空隙的体积与固体颗粒体积的比值。•土壤越密实，孔隙比越小；反之，孔隙比越大，说明土壤越松。•相对密实度的公式•假如ε2=ε3，那么D=1，即相对密实度最大值为1；假如ε2ε3，则D11.5土方施工最大值最小值体积比2020/3/11•（5）土壤的可松性•土壤经挖掘后，土体原相对密实的组织结构被破坏，其体积必然增大。经过一段时间的基本密实后，仍不能把挖松的土壤夯实成原土体积，土壤的这种特性称为可松性。•把挖后的体积与原土体积之比称为土壤疏松系数，或松土系数。用K表示。K值必然大于1。1.5土方施工2020/3/11•（6）土壤的压缩性•在一个工程中，我们需要填土100方，后来运来100方，但是到最后发现不够用，是什么原因？•松土经填后会压缩（见表1-16）•压缩率=减少的体积/原体积•因此在松土回填时应考虑土的压缩率，一般可按填方断面增加10~20%计算松土土方数量。1.5土方施工2020/3/11•（7）原状土经机械压实后的沉降量•原状土经机械反复压实后产生一定的沉陷，土质不同，相对的沉陷量也不同，一般在3-30cm。1.5土方施工2020/3/11•1.5.2土方施工•1.5.2.1准备工作•（1）场地清理•包括地面及地下各种障碍。清理不需保留的树木、建筑物、构筑物。发现有管线或其他异常物体时要先暂停，请有关部门协同查清。•注意保留古树名木、文物古迹、地下文物等。1.5土方施工2020/3/11•（2）排水•场地积水不便于施工，施工前应设法将场地内的积水或过高的地下水排走。•地面积水的排除：在场地周围挖好排水沟、截水沟、挡土水坝等。排水沟的纵坡不小于0.2%，沟的边坡值不小于1：1.5，沟底宽和深不小于50cm。•地下水的排除：多采用明沟，引至集水井，并用水泵排出。如土壤含水量大，支渠分布密些，间距1.5m。•挖湖施工中应先挖排水沟，深度要深于水体挖深。1.5土方施工2020/3/11•（3）做好土方工程测量，定点放线工作•用测量仪器在现场进行定点放线工作，测设时尽量精确——很重要。1.5土方施工平整场地的放线：用经纬仪将图纸上的方格测设到地面，并在每个交点处立桩木。•桩木：侧面平滑，下端削尖，桩上标明桩号（方格网的编号）和施工标高。2020/3/11自然地形的放线：①首先确定堆山挖湖的边界线，在施工图上打方格网；②再把方格网测放到地面上；③而后把设计地形等高线和方格网的交点一一标到地面上，并立桩。1.5土方施工2020/3/11土方不高于5m，可用竹竿作标高桩，不同层用不同颜色标志。1.5土方施工对较高的山体可分层放线，分层设置标高桩。2020/3/11挖湖工程的放线和山体放线基本相同。水体挖深一般较一致，隐于水下，放线可粗放些。•但岸线和边坡的定点放线应准确，一则影响景观效果、二则与水体岸坡的稳定有很大关系。•施工时可用边坡样板来控制坡度。1.5土方施工•开挖沟槽时，应使用龙门板，每隔30-100m设龙门板一块。•板上标明沟渠中心线位置、沟上口、沟底的宽度等。还要设坡度板，用以控制沟渠纵坡。园林建筑（构筑物）放线•在基槽开挖线外1.5-3.0m处设置龙门桩；•用水准仪将±0点标高测设在每个龙门桩上，红笔标记；•沿标记钉龙门板，板上边缘正好为±0;•用经纬仪测设定位轴线1.5土方施工2020/3/11•（4）根据土方设计做好土方工程的辅助工作•边坡稳定、基坑（槽）支护、降低地下水位等。1.5土方施工2020/3/11•1.5.2.2土方边坡及其稳定施工中应该：（1）正确确定边坡（2）做好护坡工作土坡滑动：土方边坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下或向外移动而使边坡失去稳定性。引起下滑力增加的因素：•坡顶堆物、行车等荷载；•雨水或地面水渗入土中使土壤含水率增加而引起土壤自重增加、地下水渗流产生一定的动水压力；•土体竖向裂缝中的积水产生侧向静压力等。1.5土方施工2020/3/11•产生土体抗剪强度降低的因素主要是：由于气候影响使土质松软、土体内含水量增加产生润滑作用而引起的。因此在土方施工中要预估可能出现的情况，及时采取相应措施护坡防塌。及时排除雨水、地面水，防止坡顶集中堆载及振动。1.5土方施工2020/3/11•1.5.2.3土方施工（1）土方挖掘——挖•人力施工：工具有锹、镐、钢钎等。特别注意安全和施工质量。挖土过程中防坍塌。•机械施工：推土机、挖土机等。如在水体挖掘时用推土机推挖，最后岸坡用人工修整。1.5土方施工2020/3/11（2）土方运输——运•一般竖向设计力求土方就地平衡。•土方运输是一项较艰巨的任务。卸土地点要明确，否则乱堆乱卸必然给下一步施工增加负担，浪费人力物力。1.5土方施工2020/3/11（3）土方填筑——填•满足工程质量要求：在绿化地段，土壤应满足植物种植的要求；而在建筑用地则以满足地基的稳定为原则。•对外来土要验定放行，避免劣土和受污染的土壤进入场地。①大面积填方应分层填筑，一般每层20-50cm，有条件的要层层夯实。②在斜坡上填土，为防新填土滑落，应把土坡挖成台