园林工程施工技术 子项目一 园林竖向设计 土方工程

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授课题目： 第一章 土方工程 第一节 土方的计算方法

教学目的：了解土方工程量的意义及土方施工的步骤，掌握如何进行竖向设计和土方计算的方法，土方施工的内容。

教学重点：如何进行竖向设计。

教学难点：计算土方工程量。

教学过程：

组织教学：师生问好，清查人数。

复习提问：1、何为园林工程？

2、园林工程有哪些特点？

导入新课：园林工程施工，必先动土，对施工场地地形进行整理和改造，这必然要涉及到工期长、工程量大、投资大且艺术要求高的土方工程，而且土方工程施工质量也直接影响到工程的顺利进行、景观质量、施工成本和以后的日常维护管理。从本节开始，我们将逐步学习园林的竖向设计和土方计算的方法以及土方施工的内容。

讲授新课：

土方工程

第一节 土方的计算方法

园林建设中，包括了各种分项工程，但首先要做的就是地形的整理和改造。凡是园林建设，必先动土。土方工程是园林建设工程中的主要工程项目，如果土方工程质量不过关，会影响整个工程的质量、安全和景观效果，特别是大规模的挖湖堆山、整理地形的工程，这些项目工期长，工程量大，投资大且艺术要求高。土方工程施工质量的好坏直接影响到工程的顺利进行、景观质量、施工成本和以后的日常维护管理。

一、竖向设计

竖向设计是指在一块场地上进行垂直于水平面的布置和处理。

在建园过程中，园基原地形往往不能完全符合建园的要求，所以在充分利用原有地形的情况下必须进行适当的改造。竖向设计的任务就是从最大限度地发挥园林的综合功能出发，统筹安排园内各种景点、设施和地貌景观之间的关系；使地上的设施和地下设施之间、山水之间、园内与园外之间在高程上有合理的关系。因此园林用地的竖向设计就是园林中各个景点、各种设施及地貌等在高程上如何创造高低变化和协调统一的设计。

（一）竖向设计的内容

1）地形设计

地形的设计和整理是竖向设计的一项主要内容。地形骨架的“塑造”，山水布局，峰、峦、坡、谷、河、湖、泉、瀑等地貌小品的设置，它们之间的相对位置、高低、大小、比例、尺度、外观形态、坡度的控制和高程关系等都要通过地形设计来解决。

2）园路、广场、桥涵和其它铺装场地的设计

图纸上应以设计等高线表示出道路(或广场)的纵横坡和坡向，道桥联接处及桥面标高。在小比例图纸中则用变坡点标高来表示园路的坡度和坡向。

在寒冷地区，冬季冰冻、多积雪。为安全起见，广场的纵坡应小于7%，横坡不大于2%；停车场的最大坡度不大于2.5%；一般园路的坡度不宜超过8%。超过此值应设台阶，台阶应集中设置。为了游人行走安全，避免设置单级台阶。另外，为方便伤残人员使用轮椅和游人推童车游园，在设置台阶处应附设坡道。

3）建筑和其他园林小品

建筑和其它园林小品(如纪念碑、雕塑等)应标出其地坪标高及其与周围环境的高程关系，大比例图纸建筑应标注各角点标高。例如在坡地上的建筑，是随形就势还是设台筑屋，在水边上的建筑物或小品，则要标明其与水体的关系。

4）植物种植在高程上的要求

在规划过程中，公园基地上可能会有些有保留价值的老树。其周围的地面依设计如须增高或降低，应在图纸上标注出保护老树的范围、地面标高和适当的工程措施。

植物对地下水很敏感，有的耐水，有的不耐水。例如雪松等，规划时应为不同树种创造不同的生活环境。

水生植物种植，不同的水生植物对水深有不同要求，有湿生、沼生、水生等多种。例如荷花适宜生活于水深0.6—1m的水中。

5）排水设计

在地形设计的同时要考虑地面水的排除。

一般规定无铺装地面的最小排水坡度为1％，而铺装地面则为5%，但这只是参考限值，具体设计还要根据土壤性质和汇水区的大小、植被情况等因素而定。

6）管道综合

园内各种管道(如供水、排水、供暖及煤气管道等)的布置，难免有些地方会出现交叉，在规划上就须按一定原则，统筹安排各种管道交会时合理的高程关系，以及它们和地面上的构筑物或园内乔灌木的关系。

（二）竖向设计的方法

竖向设计的方法有多种：如等高线法、断面法、模型法等。园林建设中常用等高线法。

1）等高线法

此法在园林设计中使用最多，一般地形测绘图都是用等高线或点标高表示的。在绘有原地形等高线的底图上用设计等高线进行地形改造或创作，在同一张图纸上便可表达原有地形、设计地形状况及公园的平面布置、各部分的高程关系。这大大方便了设计过程中进行方案比较及修改，也便于进一步的土方计算工作，因此，它是一种比较好的设计方法。

应用等高线进行公园的竖向设计时，首先应了解等高线的基本性质。

（1）等同线的概念

等高线是一组垂直间距相等、平行于水平面的假想面，与自然地貌相交切所得到的交线在平面上的投影。给这组投影线标注上数值，便可用它在图纸上表示地形的高低陡缓、峰峦位置、坡谷走向及溪池的深度等内容。

（2）等高线的性质

①在同一条等高线上的所有的点，其高程都相等。

②每一条等高线都是闭合的。由于图界或图框的限制，在图纸上不一定每根等高线都能闭合，但实际上它们还是闭合的。

③等高线的水平间距的大小，表示地形的缓或陡。如疏则缓，密则陡。等高线的间距相等，表示该坡面的角度相同，如果该组等高线平直，则表示该地形是一处平整过的同一坡度的斜坡。

④等高线一般不相交或重叠，只有在悬崖处等高线才可能出现相交情况。在某些垂直于地平面的峭壁、地坎或挡土墙驳岸处等高线才会重合在一起。

⑤等高线在图纸上不能直穿横过河谷、堤岸和道路等；由于以上地形单元或构筑物在高程上高出或低于周围地面，所以等高线在接近低于地面的河谷时转向上游延伸，而后穿越河床，再向下游走出河谷；如遇高于地面的堤岸或路堤时等高线则转向下方，横过堤顶再转向上方而后走向另一侧。

（3）用设计等高线进行竖向设计

用设计等高线进行设计时，经常要用到两个公式，一是用插入法求两相邻等高线之间任意点高程的公式；其二是坡度公式：

i=h/L

式中 i——坡度(％)；

h——高差(m)；

L——水平间距(m)。

以下是设计等高线在设计中的具体应用：

①陡坡变缓坡或缓坡改陡坡 等高线间距的疏密表示着地形的陡缓。在设计时，如果高差h不变，可用改变等高线间距L来减缓或增加地形的坡度。

②平垫沟谷 在园林建设过程中，有些沟谷地段须垫平。平垫这类场地的设计，可以用平直的设计等高线和拟平垫部分的同值等高线连接。其连接点就是不挖不填的点，也叫“零点”；这些相邻点的联线，叫做“零点线”，也就是垫土的范围。如果平垫工程不需按某一指定坡度进行，则设计时只需将拟平垫的范围，在图上大致框出，再以平直的同值等高线连接原地形等高线即可，一如前述做法。如要将沟谷部分依指定的坡度平整成场地时，则所设计的设计等高线应互相平行，间距相等。

③削平山脊 将山脊铲平的设计方法和平垫沟谷的方法相同，只是设计等高线所切割的原地形等高线方向正好相反。

④平整场地 园林中的场地包括铺装的广场，建筑地坪及各种文体活动场地和较平缓的种植地段，如草坪、较宽的种植带等。非铺装场地对坡度要求不那么严格，目的是垫洼平凸，将坡度理顺，而地表坡度则任其自然起伏，排水通畅即可。铺装地面的坡度则要求严格，各种场地因其使用功能不同对坡度的要求也各异。通常为了排水，最小坡度＞5%，一般集散广场坡度在1%—7%，足球场3%—4%，篮球场2%—5%，排球场2%—5%，这类场地的排水坡度可以是沿长轴的两面坡或沿横轴的两面坡，也可以设计成四面坡，这取决于周围环境条件。一般铺装场地都采取规则的坡面。

⑤园路设计等高线的计算和绘制 园路的平面位置，纵、横坡度，转折点的位置及标高经设计确定后，便可按坡度公式确定设计等高线在图面上的位置、间距等，并处理好它与周围地形的竖向关系。

2)断面法

用许多断面表示原有地形和设计地形的状况的方法。此法便于计算土方量。应用断面法设计园林用地，首先要有较精确的地形图。

断面的取法可以沿所选定的轴线取设计地段的横断面，断面间距视所要求精度而定，也可以在地形图上绘制方格网，方格边长可依设计精度确定，设计方法是在每一方格角点上，求出原地形标高，再根据设计意图求取该点的设计标高。各角点的原地形标高和设计标高进行比较，求得各点的施工标高，依据施工标高沿方格网的边线绘制出断面图，沿方格网长轴方向绘制的断面图叫纵断面图；沿其短轴方向绘制的断面图叫横断面图。

从断面图上可以了解各方格点上的原地形标高和设计地形标高，这种图纸便于土方量计算，也方便施工。

3）模型法

采用泥土，沙，泡沫等材料制作成缩小的模型法。此方法表现直观形象，具体。但制作费工费时，投资较多。大的模型不便搬动。如需保存，还需要专门的放置场所。

（三）竖向设计和土方工程量

竖向设计是否合理，不仅影响着整个公园的景观和建成后的使用管理，而且直接影响着土方工程量，和公园的基建费用息息相关。一项好的竖向设计应该是以能充分体现设计意图为前提，而其土方工程量最少的设计。

影响土方工程量的因素很多，大致有以下几方面：

1)整个园基的竖向设计是否遵循“因地制宜”这一至关重要的原则。公园地形设计应顺应自然，充分利用原地形，宜山则山，宜水则水。《园冶》说： “高阜可培，低方宜挖”。其意就是要因高堆山，就低凿水。能因势利导地安排内容，设置景点，必要之处也可进行一些改造。这样做可以减少土方工程量，从而节约工力，降低基建费用。

2)园林建筑和地形的结合情况。园林建筑、地坪的处理方式，以及建筑和其周围环境的联系，直接影响着土方工程，从（图2-1）看，a的土方工程量最大，b其次，而d又次，c最少。可见园林中的建筑如能紧密结合地形，建筑体型或组合能随形就势，就可以少动土方。北海公园的亩鉴室，酣古堂，颐和园的画中游等都是建筑和地形结合的佳例。

图2-1 建筑与地形的结合 图2-2 道路与地形的结合

图2-3用降低路面标高的方法丰富地形3)园路选线对土方工程量的影响。园路路基一般有几种类型，在山坡上修筑路基，大致有三种情况：a．全挖式；b．半挖半填式；c．全填式（图2-2）。在沟谷低洼的潮湿地段或桥头引道等处道路的路基需修成路堤；有时道路通过山口或陡峭地形，为了减少道路坡度路基往往做成堑式路基。

图2-3用降低路面标高的方法丰富地形

4)多搞小地形，少搞或不搞大规模的挖湖堆山。杭州植物园分类区小地形处理，就是这方面的佳例（图2-3）。

5)缩短土方调配运距，减少小搬运，前者是设计时可以解决的问题，即土方调配图时，考虑周全，将调配运距缩到最短；而后者则属于施工管理问题，往往为运输道路不好或施工现场管理混乱等原因，卸土不到位，甚或卸错地方而造成的。

6)合理的管道布线和埋深，重力流管要避免逆坡埋管。

二、土方工程量计算

土方量计算一般是根据附有原地形等高线的设计地形来进行的，但通过计算，有时反过来又可以修订设计图中不合理之处，使图纸更臻完善。另外土方量计算所得资料又是基本建设投资预算和施工组织设计等项目的重要依据。所以土方量的计算在园林设计工作中，是必不可少的。

土方量的计算工作，就其要求精确程度，可分为估算和计算。在规划阶段，土方量的计算无须过分精细，只作毛估即可。而在作施工图时，土方工程量则要求比较精确。

计算土方体积的方法很多，常用的大致可归纳为以下三类。(1)用求体积公式估算；(2)断面法；(3)方格网法。

（一）用求体积的公式进行估算

表2-1在建园过程中，不管是原地形或设计地形，经常会碰到一些类似锥体、棱台等几何形体的地形单体。这些地形单体的体积可用相近的几何体体积公式来计算（表2-1）。此法简便，但精度较差，多用于估算。

表2-1

（二）断面法

断面法是以一组等距(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”。又有垂直断面法和水平断面法（等高面法）

（三）方格网法

方格网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的。园林中有许多各种用途的地坪，缓坡地需要整平。平整场地就是将原来高低不平，比较破碎的地形按设计要求整理为平坦的具有一定坡度的场地，这时用方格网法计算土方量较为精确。

其方法是：首先，在附有等高线的施工现场地形图上作方格网控制施工场地，方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度。园林中一般采用20-40m；其次，在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高，注记在方格网的角点的右下；第三，根据设计意图，确定各角点的设计标高，注记在角点的右上；第四，比较原地形标高和设计标高，求得施工标高，注记在角点的左上；第五，根据施工标高，计算零点的位置，确定挖填方范围；第六，根据公式，计算土方量。

总 结：本节课讲述了竖向设计的内容、方法，竖向设计和土方工程量以及土方工程量的计算，重点要学习土方工程量的方法和计算步骤，其中用求体积公式进行估算和方格网法是我们学习的重点。

复习思考题

1、竖向设计的内容有哪些？

2、竖向设计的方法有哪些？常用的是哪种方法？

3、土方工程量计算方法有哪几种？

授课题目： 第一章 土方工程 第二节 土方工程实例

教学目的：通过实例，使学生掌握用方格网法计算土方工程量的方法、步骤。

教学重点：用方格网法计算土方工程量的步骤。

教学难点：用方格网法计算土方工程量的步骤。

教学过程：

组织教学：师生问好，清查人数。

复习提问：1、竖向设计的内容有哪些？

2、竖向设计的方法有哪些？常用的是哪种方法？

3、土方工程量计算方法有哪几种？

导入新课：上节课我们学习了土方工程量计算的几种方法，但这种学习只能是纯理论性质的学习，下面我们通过实例来具体应用一下。

讲授新课：

第一章 土方工程

第二节 土方工程实例

三、土方工程实例

前面已经提到，园林用地的竖向设计是园林总体设计的重要组成部分。它包含的内容很多，而其中又以地形设计最为重要，以下介绍几项地形设计佳例。

（一）杭州植物园山水园

山水园面积约4hm2，位于玉泉山东北麓，是杭州植物园的一个局部，与“玉泉观鱼”景点浑然一体，地形自然多变，山明水秀（图2-4）。

在建园前，这里是一处山洼地，洼处有几块不同高程的的稻田，两侧为坡地，坡地上有派水涧和少量裸岩。玉泉泉水流入洼地，出谷而去。

山水园的地形设计本着因地制宜，顺应自然的原则，将山洼处高低不等的几块稻田整理成两个大小不等的上下湖。两湖之间以半岛分隔。这样处理不如拉成一个湖面开阔，但却使岸坡贴近水面，同时这样处理也减少了土方工程量，增加水面的层次，且由于两湖间有落差，水声潺潺，水景自然多趣。湖周地形基本上是利用原有坡地，局部略加整理，山间小道适当降低路面，余土培于道路两侧坡地以增加局部地形的起伏变化，水园有二溪涧，一道玉泉一通山涧，溪涧处理甚好，这两条溪涧把园中湖面和四周坡地建筑有机结合起来。

图

2-4 杭州植物园山水园地形设计

（二）上海天山公园

早期的天山公园，南面是个大湖面，后因被体育部门占用，湖面被填平改做操场。湖上大桥大半被埋在土中。20世界80年代初，公园复归园林部门管理。在公园进行复建设计时，设计者本着即要改变现状，使地形符合造景和游人休息的功能要求，又不大动土方的基本设想，在原大桥南挖一个作为荷花池的小水面，并使淹没土中的大桥显露出来，与荷花池南面相接的陆地则削成了一处由南向北约成5度倾斜的缓坡草地，草地缓缓伸向荷花池。地形自然和谐，水体和草地相连，扩大了空间感，削坡的土方筑于坡顶及两侧，形成岗阜地形，适当分隔了空间，挖填土方基本上就地平衡。

（三）土方工程量计算

某公园为了满足游人游园活动的需要，拟将这块地平整为三坡向两面坡的“T”字形广场，要求广场具有1.5%的纵坡和2%横坡，土方就地平衡，试求其设计标高并计算其土方量（图2-5）。

1）作方格网

按正南北方向（或根据场地具体情况决定）做边长为20m的方格制网，将各方格角点测设到地面上，同时根据测量角点的地面标高并将标高值标记在图纸上，这就是该点的原地形标高（一般是在方格角点的右下方，标注原地形标高，在右上方标注设计标高，左下方标注施工的原地形标高，左上方标注该角点编号）。如果有较精确的地形图，可用插入法在图上直接求得各角点的远地形标高，插入法求标高的方法如下：

图2-5 某广场的方格控制网

设Hx为欲求角点的原地面高程，过此点作相邻两等高线间最小距离L。

则

式中：Hx——位于低边等高线的高程；

x——角点至低边的距离

h——等高差

插入法求某地面高程通常会有3种情况。

（1）待求点标高Hx在二等高线之间

Hx：h=x:L

（2）待求点标高Hx在低过等高线的下方

Hx:h=x:L

（3）待求点标高Hx在高边等高线的上方

Hx:h=x:L

图

2-6 插入法求任意点高程图示

实例中角点4-1属于上述第一种情况，见图，过点4-1作相邻等高线间的距离最短的线段。用比例尺两得L=12.6m，x=7.4m等高线高差h=0.5m，代入公式

依次将其余各角点求出，并标记在图上。

2）求设计标高

平整在土方工程中就是把一块高低不平的地面在保证土方平衡的前提下，挖高垫低使地面水平，这个水平地面的高程是平整标高。设计中通常根据规划的需要确定某一个点的高程作为该点的设计高程。

场地中其他点的高程可根据坡度公式以已知点设计高程计算。

3）求施工标高

施工标高=原地形标高-设计标高

得数为“+”号者为挖方；“—”号者为填方。

4）求零点线

所谓零点线是指不挖不填的点，零点的连线就是零点线，它是挖方和填方区的分界线，因而零点线成为土方计算的重要依据之一。

在相邻二角点之间，如若施工标高值一为“+”数，一为“-”数，则它们之间必有零点存在，其位置可用下式求得：

其中 x —— 零点距h1一端的水平距离（m）；

h1，h2——方格相邻二角点的施工标高绝对值（m）；

a —— 方格边长（m）。

例题中，以方格1的点4-1和3-1为例，求其零点，4-1点施工标高为+0.35m，3-1点的施工标高为-0.27m，取绝对值代入公式。

H1=0.35 h2=0.27 a=20

零点位于距点“4-1”11.3m处（或距点“3-1”8.7m处），同法求出其余零点，并依地形特点将各零点连接成零点线，按零点线将挖方区和填方区分开，以便计算其土方量。

5）土方计算

零点线为计算提供了填方，挖方的面积，而施工标高又为计算提供了挖方和填方的高度。依据这些条件，便可选择适当的公式求出各方格的土方量。

由于零点线切割的位置不同，形成各种形状的棱柱体，以下将各种常见的棱柱体及其计算公式列表如下。

在例题中方格ⅳ四个角点的施工标高全为“+”号，是挖方，用公式（1-20）计算：

VⅣ=

方格1中二点为挖方，二点为填方，用公式（1-21）计算，则

+VⅠ=

其中

a=20m b=11.25m c=12.25m

△h=

所以

+VⅠ=

-VⅠ=

同法可将其余各个方格的土方量逐一求出，并将计算结果逐项填入土方计算表。

6）绘制土方平衡表及土方调配图

土方平衡表和土方调配图是土方施工中必不可少的图纸资料，是编制施工组织设计的重要依据。从土方平衡表山我们可以看清楚各调配区的进出土量，调拨关系和土方平衡情况。在调配图上则能更清楚地看到各区的土方盈缺情况，土方的调拨方向，数量及距离。

总 结：本节课我们通过某公园的实例学习了用方格网法计算土方工程量的具体方法和步骤，对我们而言，有一定难度，希望同学们回去后再重新学习一下。

复习思考题

1、如何计算施工标高？

2、怎样求设计标高？

授课题目： 第一章 土方工程 第三节 土方施工

教学目的：使学生掌握土方施工的基本知识，施工前的准备工作以及施工技术环节。

教学重点：土方施工前的准备工作。

教学难点：土方施工的技术环节。

教学过程：

组织教学：师生问好，清查人数。

复习提问：1、如何计算施工标高？

2、怎样求设计标高？

导入新课：在了解了土方工程量的计算方法后，我们应该对现场施工过程中所遇到的问题进行了解，以便在以后的工作中能快速的融入到实践中。下面我们一起来学习一下土方施工。

讲授新课：

第一章 土方工程

第三节 土方施工

四、土方施工

（一）土方施工的基本知识

园林用地设计地形的实现必然要依靠土方施工来完成。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。土方工程量，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，直接影响着后继工程，所以它和整个建设工程的进度关系密切。土方工程的投资和工程量一般都很大。有的大工程施工期很长。如上海植物园，由于地势过低，需要普遍垫高，挖湖堆山，动土量近百万方，施工期从1974一l980年断断续续前后达6—7年之久。由此可见土方工程在城市建设和园林建设工程中都占有重要地位。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）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，但是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。

2）土壤的工程性质及工程分类

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。因此，对土壤的这些性质要进行研究并掌握它，以下是土壤的几种主要的工程性质：

(1)土壤的容重 单位体积内天然状况下的土壤重量，单位为kg／m3，土壤容重的大小直接影响着施工的难易程度，容重越大挖掘越难，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。

(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°表示。在工程设计时，为了使工程稳定，其边坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值，土壤自然倾斜角还受到其含水量的影响。

土方工程不论是挖方或填方都要求有稳定的边坡。进行土方工程的设计或施工时，应该结合工程本身的要求(如：填方或挖方，永久性或临时性)以及当地的具体条件(如：土壤的种类及分层情况、压力情况等)使挖方或填方的坡度合乎技术规范的要求，如情况在规范之外，则须进行实地测试来决定。

（3）土壤含水量 土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。土壤含水的多少对土方施工的难易有直接的影响，还影响到土壤的稳定性。土壤含水量过小，土质过于坚实，不易挖掘；含水量过大，土壤易泥泞，土壤稳定性降低，也不利于施工。一般土壤含水量在5%以内称干土，在30%以内称潮土，大于30%的称湿土。

（4）土壤相对密实度 用来表示土壤填筑后的密实程度。设计要求的密实度可以采用人力夯实或机械夯实。一般采用机械压实，其密实度可达95％，人力夯实在87％左右。大面积填方如堆山等，通常不加夯压，而是借土壤的自重慢慢沉落，久而久之也可达到一定的密实度。

(5)土壤的可松性 土壤经挖掘后，其原有紧密结构遭到破坏，土体松散而使体积增加的性质。这一性质以土方工程的挖土和填土量的计算以及运输等都有很大关系。

（二）土方施工

在园林工程建设施工中，由于土方工程是一项比较艰巨的工作，所以准备工作和组织工作不仅应该先行，而且要做周全仔细，否则因为场地大或施工点分散，容易造成窝工甚至返工，而影响工效。土方工程施工的内容和步骤大致如下。

1）准备工作三步骤

准备工作主要包括清理场地，排水，定点放线三个步骤。

（1）清理场地

在施工地范围内，凡有碍工程的开展或影响工程稳定的地面物或地下物都应该清理，例如不需要保留的树木，废旧建筑物或地下构筑物等。

①伐除树木，凡土方开挖深度大于50cm，或填方高度教小的土方施工，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。

②建筑物和地下构筑物的拆除，应根据其结构特点进行工作，并遵照《建筑工程安全技术规范》的规定进行操作。

③如果施工场地内的地面地下或水下发现有管线通过或其他异常物体时，应事先请有关部门协同查清，未查清前，不可动工，以免发生危险或造成其他损失。

（2）排水

场地积水不仅不便于施工，而且也影响工程质量，在施工之前，应设法将施工场地范围内的积水或过高的地下水排走。

①排除地面积水 在施工之前，根据施工区地形特点在场地周围挖好排水沟（在山地施工为防山洪，在山坡上应做截洪沟）。使场地内排水通畅，而且场外的水也不致流入。

②地下水的排除 排除地下水方法很多，但一般多采用明沟，引至集水井，并用水泵排出。一般按排水面积和地下水位的高低来安排排水系统，先定出主干渠和集水井的位置，再定支渠的位置和数目，土壤的含水量大的要求排水迅速的，支渠分布应密些，其间距约1.5m左右，反之可疏些。

在挖湖施工中应先挖排水沟，排水沟的深度，应深于水体挖深。沟可一次挖掘到底，也可以依施工情况分层下挖，采用哪种方式可根据出土方向决定。

（3）定点放线

在清场之后，为了确定施工范围及挖土或填土的标高，应按设计图纸的要求，用测量仪器在施工现场进行定点放线工作，这一步工作很重要，为使施工充分表达设计意图，测设时应尽量精确。

①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。

桩木的规格及标记方法，侧面平滑，下端削尖，以便打图土中，桩上应表示出桩号（施工图上方格网的编号）和施工标高（挖土用“+”号，填土用“-”号）。

②自然地形的放线 挖湖堆山，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，在这种情况下应先在施工图上画方格网，再把方格网放大到地面上，而后设计地形等高线和方格网的交点一一标到地面上并打桩，桩木上也要表明桩号及施工标高。堆山时由于土层不断升高，桩木可能被土埋没，所以桩的长度应大于每层的标高，不同层可用不同颜色标志，以便识别。另一种方法是分层放线、分层设置标高桩。这种方法适用于较高的山体。

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，但水体低部应尽可能整平，不留土墩，这对养鱼捕鱼有利。岸线和岸坡的定点放线应该准确，这不仅因为它是水上部分，有关造景，而且和水体岸坡的稳定有很大关系。为了精确施工，可以用边坡样板来控制边坡坡度。

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。龙门板的构造简单，使用也很方便。每隔30~100m设龙门板一块，其间距视沟渠纵坡的变化情况而定。板上应标明沟渠中心线位置，沟上口、沟底的宽度等。板上还要设坡度板，用坡度板来控制沟渠纵坡。

（三）土方施工技术环节

土方施工包括挖、运、填、压四个技术环节。

其施工方法可采用人力施工，也可用机械化或半机械化施工。这要根据场地条件、工程量和当地施工条件决定。在规模较大，土方集中的工程中，采用机械化施工较经济；但对工程量不大，施工点较分散的工程或因受场地限制，不便采用机械施工的地段，应该用人力施工或半机械化施工，以下按上述四个内容简单介绍。

1）土方的施工

（1）人力施工 施工工具主要是锹、镐、钢钎等。人力施工不但要组织好劳动力，而且要注意安全和保证工程质量。

在挖土方时施工者要有足够的工作面，一般平均每人应有4-6m2；附近不得有重物及易蹋落物；随时注意观察土质情况，要有合理的边坡。必须垂直下挖者，松软土不得超过0.7m，中等密度者不超过1.25m，坚硬土不超过2m，超过以上数值的需要设支撑板。挖方时工人不得在土壁下向里挖土，以防坍塌；而在坡上或坡顶施工者，要注意坡下情况，不得向坡下滚落重物。施工过程中注意保护基桩、龙门板或标高桩。

（2）机械施工 主要施工机械有推土机、挖土机等。在园林施工中推土机应用较广泛。例如，在挖掘水体时，以推土机推挖，将土推至水体四周，再行运走或堆置地形，最后岸坡用人工修整。

用推土机挖湖堆山，效率高，但应注意以下几个方面：

推土机手应识图或了解施工对象的情况。在动工之前应向推土机手介绍拟施工地段的地形情况及设计地形的特点，最好结合模型讲解，使之一目了然。另外，施工前还要了解实地定点放线情况，如桩位、施工标高等。这样施工起来司机心中有数，施工时就能得心应手地按照设计意图去塑造地形。这一点对提高施工效率有很大关系，这一步工作做得好，在修饰山体或水体时便可以省去许多劳动物力。

注意保护表土。在挖湖堆山时，先用推土机将施工地段的表层熟土（耕作层）推到施工场地外围，待地形整理停当，再把表土铺回来，这样做比较麻烦，但是公园的植物生长却有很大好处。有条件之处应该这样做。

桩点和施工放线要明显。因为推土机施工进进退退，其活动范围较大，施工地面高低不平，加上进车或退车时司机视线存在某些死角，所以桩木和施工放线容易受破坏。为了解决这一问题：

第一，应加高桩木的高度，桩木上可做醒目标志，如挂小彩旗或木桩上涂明亮的颜色，以引起施工人员的注意；

第二，施工期间，施工人员应经常到现场，随时随地用测量仪器检查桩点和放线情况，掌握全局，以免挖错（或堆错）位置。

2）土方的运输

一般竖向设计都力求土方就地平衡，以减少土方的搬运量。土方运输是较艰巨的劳动，人工运土一般都是短途的小搬运。车运人挑，这在有些局部或小型施工中还经常采用。

运输距离较长的，最好使用机械或半机械化运输。不论是车运人挑，运输路线的组织都很重要，卸土地点要明确，施工人员随时指点，避免混乱和窝工。如果使用外来土围地堆山，运土车辆应设专人指挥，卸土的位置要准确，否则乱堆乱卸，必然会给下一步施工增加许多不必要的小搬运，造成人力物力的浪费。

3）土方的填筑

填土应该满足工程的质量要求，土壤的质量要根据填方的用途和要求加以选择，在绿化地段土壤应满足种植植物的要求，而作为建筑用地则以要求将来地基的稳定为原则。利用外来土壤围土堆山，对土质应该先验定后放行，劣土及受污染的土壤，不应放入园内以免将来影响植物的生长和妨害游人的健康。

大面积填方应该分层填筑，一般每层20-50cm，有条件的应层层压实；在斜坡上填土，为防止新填土滑落，应先把土坡挖成台阶状，然后再填方。这样可以保证新填土方的稳定。

辇土或挑土堆山，土方的运输路线和下卸，应以设计的山头为中心结合来土方向进行安排，一般以环形为宜，车辆或人挑满载上山，土卸在路两侧，空载的车（人）沿路线继续前行下山，车（人）不走回头路不交叉穿行，所以不会顶流拥挤。随着卸土的进行，山势逐渐升高，运土路线也随之升高，这样既使人流有序，又使土山分层上升，部分土方边卸边压实，这不仅有利于山体的稳定，山体表面也较自然。如果土源有几个来向，运土路线可根据设计地形特点安排几个小环路，小环路以人流车辆不相互干扰为原则。

4）土方的压实

人力夯压可用夯、碾等工具；机器碾压可用碾压机或用拖拉机带动的铁碾碾压。小型的夯压机械有内燃夯、蛙式夯等。

为保证土壤的压实质量，土壤应该具有最佳含水率。如土壤过分干燥，需先洒水湿润后再行压实。

在压实工作中应该注意以下几点。

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。

④压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢。否则边缘土方外挤易引起坍落。

土方工程，施工面较宽，工程量大，施工组织工作很重要，大规模的工程应根据施工力量和条件决定，工程可全面铺开也可以分区分期进行。

施工现场要有人指挥调度，各项工作要有专人负责，以确保工程按期按计划高质量地完成。

总 结：本节课我们学习了土方施工的基本知识，土方施工前的准备工作及土方施工的技术环节，重点学习了土壤的几种工程性质及土方施工的技术环节对土方的挖、运、填、压四个环节做了重点阐述，希望通过这些能让同学们对土方施工有更多的了解。

复习思考题

1、在土方进行施工前需要准备哪些工作？

2、在土方压实工作中应该注意哪些事项？

授课题目： 第一章 土方工程 第四节 土方施工工艺

教学目的：使学生掌握土方施工工艺的基本知识，对施工过程中的施工安全进行教育。

教学重点：场地平整。

教学难点：场地平整。

教学过程：

组织教学：师生问好，清查人数。

复习提问：1、在土方进行施工前需要准备哪些工作？

2、在土方压实工作中应该注意哪些事项？

导入新课：我们已经接触了土方施工的一些知识，那在实际操作过程中，我们应该从哪些方面入手来进行施工呢？现在我们就来学习一下土方施工的工艺。

讲授新课：

第一章 土方工程

第四节 土方施工工艺

一、场地平整

场地平整的施工关键是测量，随干随测，最终测量作好书面记录。实地测点标识，作为检查、交验的依据。在填方应选用符合要求的土料，边坡施工应按填土压实标准进行水平分层回填压实。平整场地后，表面逐点检查，检查点的间距不宜大于20m。

平整区域的坡度与设计相差不应超过0.1%，排水沟坡度与设计要求相差不超过0.05%，设计无要求时，向排水沟方向作不小于2%的坡度。

场地平整中常会发生一些质量问题，对于这些施工质量问题我们应该采取响应措施进行预防：

（1）、场地积水

①平整前，对整个场地进行系统设计，本着先地下后地上的原则，做排水设施，使整个场地水流畅通；

②填土应认真分层回填辗压，相对密实度不低于85％；

（2）、填方边坡塌方

①根据填方高度，土的种类和工程重要性按设计规定放坡，当填方高度在10m内，宜采用1:1.5，高度超过10m，可作成折线形，上部为1:1.5，下部采用1:1.75；

②土料符合要求，不良土质可随即进行坡面防护，保证边缘部位的压实质量，对要求边坡整平拍实的，可以宽填0.2m；

③在边坡上下部作好排水沟，避免在影响边坡稳定的范围内积水。

（3）、填方出现橡皮土

橡皮土是填土受夯打(辗压)后，基土发生颤动，受夯打(辗压)处下陷，四周鼓起，这种土使地基承载力降低，变形加大，长时间不能稳定。

主要预防措施有：

①避免在含水量过大的腐殖土、泥炭土、粘土、亚粘土等厚状土上进行回填；

②控制含水量，尽量使其在最优含水量范围内，手握成团，落地即散；

③填土区设置排水沟，以排除地表水。

（4）、回填土密实度达不到要求

①土料不符合要求时，应挖出换土回填或掺入石灰、碎石等压(夯)实回填材料；

②对由于含水量过大，可采取翻松、晾晒、风干或均匀掺入干土；

③使用大功率压实机械辗压。

二、基坑开挖

开挖基坑关键在于保护边坡，控制坑底标高和宽度，防止坑内积水。实地施工中，具体应注意以下几方面：

（1）、保护边坡：

①土质均匀，且地下水位低于基坑底面标高，挖方深度不超过下列规定时，可不放坡、不加支撑；

密实、中等密实的砂土和碎石类土1m。

硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土1.25m。

硬塑、可塑的粘土1.5m。

坚硬的粘土2m。

②土质均匀，且地下水位低于基坑底面标高，挖土深度在5m以内，不加支撑。定额规定高:宽为1:0.33，放坡起点1.5m，实际施工，参照下表：

土的类别

坡度(高、宽)

中密的砂土

中密碎石类土

粘 土

老 黄 土

1:1

1:0.5－0.75

1:0.33－0.67

1:0.10

（2）、基坑底部开挖宽度

基础材料

砖基础

毛石、条石基础

砼基础支模

基础垂直、面做防水

工作面宽度（mm）

200

150

300

800

在原有建筑物邻近挖土，如深度超过原建筑物基础底标高，其挖土坑边与原基础边缘的距离必须大于两坑底高差的1-2倍，并对边坡采取保护措施。机械挖土应在基底标高以上保留10cm左右用人工挖平清底。在挖至基坑底时，应会同建设、监理、质安、设计、勘察单位验槽。

（3）、基坑排水、降水：

①浅基础或水量不大的基坑，在基坑底做成一定的排水坡度，在基坑边一侧、二侧或四周设排水沟，在四角或每30－40m设一个长70－80cm的集水井，排水沟和集水井应在基础轮廓线以外，排水沟底宽不小于0.3m，坡度为0.1－0.5％，排水沟底应比挖土面低30－50cm，集水井底比排水沟低0.5－1.0m，渗入基坑内的地下水经排水沟汇集于集水井内，用水泵排出坑外。

②较大的地下构筑物或深基础，在地下水位以下的含水层施工时，采用一般大开口挖土，明沟排水方法，常会遇到大量地下水涌水或较严重的流砂现象，不但使基坑无法控保，还会造成大量水土流失，影响邻近建筑物的安全，遇此情况一般需用人工降低地下水位。

③人工降低地下水位，常用井点排水方法是沿基坑的四周或一侧埋入深入坑底的井点滤水管或管井，以总管连接抽水，使地下水低于基坑底，以便在无水状态下挖土，不但可以防止流砂现象或增加边坡稳定，而且便于施工。

（4）、质量通病的预防与消除：

①基坑超挖

防治：基坑开挖，应有水平标准严格控制基底的标高，标桩间的距离宜≤3m，如超挖，用碎石或低标号砼填补。

②基坑泡水

预防：基坑周围应设排水沟，采用合理的降水方案，如建设单位同意，尽可能采用保守方案，但必须得到签字认可。

消除：排水、晾晒后夯实。

③滑坡

预防：保持边坡有足够的坡度；尽可能避免在坡顶有过多的静、动载。

三、填土

填土的施工首先是清理场地，应将基底表面上的树根、垃圾等杂物都处理完毕，清除干净。

然后进行土质的检验，检验回填土的质量有无杂物，检验是否符合规定，以及回填土的含水量，是否在控制的范围内；如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀参入干土等措施；如遇回填土含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。确保土料符合要求。

第三步进行分层铺土且分层夯打，每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。碾压时，轮(夯)迹应相互搭接，防止漏压或漏夯。

最后检验密实度和修整找平验收

填土施工应注意以下问题：

（1）严格控制回填土选用的土料和土的最佳含水率；

（2）填方必须分层铺土压实；

（3）不许在含水率过大的腐殖土、亚粘土、泥炭土、淤泥等原状土上填方；

（4）填方前应对基底的橡皮土进行处理，处理方法是：

①翻晒、凉干后进行夯实；

②将橡皮土挖除，换上干性土或回填级配砂石；

③用干土、生石灰粉、碎石等吸水性强的材料掺入橡皮土中，吸收土中的水分，减少土的含水率。

四、安全施工

施工过程中，施工安全是工程管理中的一个重要内容，是施工人员正常进行施工的保证，是工程质量和工程进度的保证。在施工中要注意以下几点：

（1）、挖土方应由上而下分层进行，禁止采用挖空底脚的方法。人工挖基坑槽时，应根据土壤性质、湿度及挖掘深度等因素，设置安全边线或土壁支撑，在沟、坑侧边堆积泥土、材料，至少距离坑边80cm，高度不超过1.5m，对边坡和支撑应随时检查。

（2）、土壁支撑宜选用松木和杉木，不宜采用质脆的杂木。

（3）、发现支撑变形应及时加固，加固办法是打紧受力较小部分的木楔或增加立木及横撑木等。如换支撑时，应先加新撑，后拆旧撑。拆除垂直支撑时应按立木或直衬板分段逐步进行。拆除下一段并经回填夯实后再拆上一段。拆除支撑时应由工程技术人员在场指导。

（4）、开挖基础、基坑。深度超过1.5m，不加支撑时，应按土质和深度放坡。不放坡时应采取支撑措施。

（5）、基坑开挖时，两个操作间距应大于2.5m，挖土方不得在巨石的边坡下或贴近未加固的危楼基脚下进行。

（6）、土坡的保护：

重物距坑槽边的安全距离

重物名称

与槽边距离

说 明

载 重 汽 车

不小于3m

塔式起重机及振动大机械

不小于4m

土方存放

不小于1m

堆土高度不超过1.5m

工期较长的工程，为保护坡度的稳定，可用装土草袋或钉铝丝网抹水泥砂浆保护。

（7）、上下坑沟应先挖好阶梯，铺设防滑物或支撑靠梯。禁止踩踏支撑上、下。

（8）、机械吊运泥土时，应检查工具，绳长是否牢靠。吊钩下不得有人。卸土堆应尽量离开坑边，以免造成塌方。

（9）、大量土方回填，必须根据砖墙等结构坚固程度，确定回填时间、数量。

（10）、当采用自卸车运土方时，其道路宽度不少于下列规定：

单车道和循环车道宽度3.5m

双车道宽度7m

单车道会车处宽度不小于7m，长度不小于10m

载重汽车的弯道半径，一般应该不小于15m，特殊情况应该不小于10m

（11）、拆除固壁支撑时，应按回填顺序，从下而上逐步拆除。

（12）、工地上的沟坑应设有防护，跨过沟槽的道路应有渡桥，渡桥应有牢固的桥板和扶手拉杆，夜间有灯火照明。

（13）、使用机械挖土前，应先发出信号，在挖土机推杆旋转范围内，不许进行其他工作。挖掘机装土时，汽车驾驶员必须离开驾驶室，车上不得有人装土。

（14）、推土机推土时，禁止驶至边坡和山坡边缘，以防下滑翻车。推土机上坡推土的最大坡度不得大于25?，下坡时不能超过35?

总 结：本节课我们学习了土方施工的工艺，对场地平整、基坑开挖、填土及安全施工等方面有了全面的了解，在实际施工过程中，无论场地条件如何，都要重点注意施工安全。

复习思考题

1、在场地平整过程中常会发生一些质量问题，对填方边坡塌方应采取哪些措施进行预防？

2、填方出现橡皮土，应如何预防？

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