计算土方量

项目1　园林土方工程施工

【项目目标】

能用等高线法进行园林用地地形设计；

学会土方量的计算方法；

掌握土方平衡与调配方法；

掌握土方的施工方法。

【项目说明】

任何园林工程的修建，都要在地面做一定的基础，如挖掘基坑、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。

本项目共分3个任务来完成：计算土方量、挖湖工程施工和堆山工程施工。

任务1　计算土方量

知识点：了解土方量的计算方法，能正确用方格网法计算土方工程量。

能力点：能根据施工图进行土方工程量的计算。

任务描述

在满足设计意图的前提下，如何尽量减少土方的施工量，节约投资和缩短工期，这是土方工程的关键性问题。要做到这一点，对土方的挖填和运输都应进行必要的计算，做到心中有数，以提高工作效率和保证工程质量。

某景区为满足游人活动需要，拟将一块地面整平为单向坡面的“T”字形广场，要求广场具有1%的纵坡，土方就地平衡，希望通过学习能够利用体积公式估算法、断面法、等高面法、方格网法等方法计算土方工程量。

任务分析

土方工程量的计算一般是在原地形等高线的设计地形图上进行的，通过计算，有时反过来又可以修订设计图中不合理之处，使图纸更加完善。

要做好该项工程的施工工作，现场施工员在具有较强管理能力、协调能力和责任心的基础上，还必须掌握丰富的土方工程量计算的相关知识。其工作步骤为：在具有等高线施工地形图上作方格网；用插入法求出原地形高程；按照设计意图确定设计高程；求出施工标高，计算土方量。

任务咨询

一、等高线法地形设计

园林用地地形设计，应遵循因地制宜、师法自然、顺理成章、统筹兼顾的原则。等高线法是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，在同一张图纸上可表达原有地形、设计地形和景区的平面布置关系。此法在园林设计中应用最多，适于景区自然山水园的土方计算。

图1.1　等高线在切割面上的闭合情况

（一）等高线特点

地面上高程（或标高）相同的各点所连接成的闭合曲线称为等高线。在图上用等高线能反映出地面高低起伏变化的形态。等高线有以下特点：

①同一等高线上各点高程相等。

②每一条等高线是闭合的曲线（图1.1）。

③等高线水平间距的大小能表示地形的缓或陡，疏则缓，密则陡。等高线间距相同，表示地面坡度一致。

④等高线一般不相交、重叠或合并，只有在悬崖、峭壁或挡土墙、驳岸处等高线才会重合。

⑤等高线一般不能随意横穿河流、峡谷、堤岸和道路等。

（二）等高线法地形设计

1）图上某一点高程及坡度计算

（1）插入法求某一点高程 欲求相邻两等高线之间任意点高程用如下公式：

式中 Hx——欲求任意点高程；

Ha——低边等高线高程；

x——该点距低边等高线的水平距离；

h——等高距；

L——过该点相邻等高线间的最小距离。

用插入法求某点地面高程，常有下面3种情况，如图1.2所示。

图1.2　插入法求任意点高程图示

①欲求点高程Hx在两等高线之间：

②欲求点高程Hx在低边等高线的下方：

③欲求点高程Hx在高边等高线的上方：（

2）坡度计算 欲求某一坡面的坡度用下列公式：

式中 i——坡度，%；

h——高差，m；

L——水平距离，m。

以上两个公式，在计算土方量的任务中得到具体应用。

2）等高线法地形设计的应用

（1）陡坡变缓或缓坡变陡　在高差不变的情况下，通过改变等高线间距可以减缓或增加地形的坡度，见图1.3和图1.4。

图1.3　缩小等高线间距使地形坡度变陡

图1.4　增大等高线间距使地形坡度变缓

（2）平垫沟谷　在园林土方工程中，有些沟谷地段须垫平。平垫这类地段设计时，一般用平直设计等高线与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，称为“零点”。这些相邻点的连线称为“零点线”，其所围的区域就是垫土范围，见图1.5。

（3）削平山脊　如图1.6所示，将山脊削平的设计方法和平垫沟谷的设计方法相同，只是设计等高线所切割的原地形方向相反。

图1.5　平垫沟谷等高线设计
图1.6　削平山脊等高线设计

（4）平整场地　园林建设中平整场地主要包括铺装广场、建筑地坪、建植草坪、文体活动场地等。各种场地因其使用功能不同，对排水坡度要求而异。非铺装场地的目的是垫洼平凸，地表坡度顺其自然，排水通畅即可。一般铺装场地往往采用规则的坡面，可以是单面坡、两面坡和四面坡，坡面上纵、横坡度保持一致。图1.7是两面坡三坡向平整场地的等高线设计。

图1.7　平整场地的等高线设计

图1.8　近似规则图形估算土方量

二、计算土方量方法

1）估算法

在实际土方工程中，经常会出现一些类似锥体、棱体等几何形体的地形单体，如山丘、池塘等（图1.8）。这些地形单体的体积可用相近的几何体体积公式进行计算。这种方法简便易行，但精度不高，多用于土方工程量的估算。从表1.1中选用体积公式来估算土方量。

表1.1　用求体积公式估算土方量

2）断面法

断面法是用一组互相平行的等距（或不等距）的截面将要计算的地块、地形单体（如山丘、溪涧、池塘等）和土方工程（如沟渠、路堤、路堑、带状山体等）分截成段，分别计算这些段的体积，再将这些段的体积加起来，即得所求对象的总土方量，如图1.9和图1.10所示。此法多用于长条形地形单体的土方量计算。

图1.9　带状土山与沟渠、路堑垂直断面取法

图1.10　求中截面积

计算公式如下：

式中 S1，S2——相邻两断面的面积，m2；

　L——相邻两断面之间的距离，m。

用断面法计算土方量时，其精度取决于截取断面的数量，多则精，少则粗。当S1与S2面积相差较大，或L大于50 m时，计算结果误差较大，在这种情况下，可用下面的公式计算：

式中 S0——中截面积，有以下两种求法。

（1）用求棱台中截面面积公式计算：

（2）用S1与S2各相应边的平均值求S0的面积，见图1.10。

3）等高面法

等高面法同断面法，只是截取断面时，沿着等高线截取，等高距为两相邻断面的高，如图1.11所示。此法多用于大面积自然山水地形的土方量计算。

图1.11　等高面法

计算公式如下：

式中 V——土方体积，m3；

　S——断面面积，m2；

　h——等高距，m。

4）方格网法

在园林工程中，经常有一些平整场地的工作，即将原来高低不平和破碎的地形按设计要求整理成为具有一定坡度较平坦的场地，如广场、停车场、运动场、露天剧场等。这类地块的土方量计算最适宜用方格网法。其工作步骤如下：

（1）作方格控制网　在附有等高线的施工现场地形图上划分方格网，用以控制施工场地。方格网边长大小取决于计算精度要求和地形复杂程度，一般选用20～40 m。

（2）求角点原地形高程　在地形图上，采用插入法求出各角点的原地形高程，或将方格网各角点测设到地面上，再测出各角点的标高，并标注在图上。

（3）确定角点设计高程　根据地面的形状、坡向、坡度值等情况，依设计意图，确定各角点的设计高程。

（4）求施工标高　利用原地形高程与设计高程，求施工标高。

（5）求零点线　零点线是不挖不填的点（零点）的连线，也是挖方与填方的界定线。由零点线可以划分出挖方区或填方区。

（6）计算土方量　根据零点线与施工标高，可为土方计算提供填、挖方的面积与填、挖方的高度，再依据不同的棱柱体计算公式，求出方格内土方的填方量和挖方量。

三、土方平衡调配

1）土方平衡调配原则

①力求做到挖方与填方平衡，就近挖方与填方。

②分区调配和全场调配相结合，避免土方随意挖填而破坏全局平衡。

③一个区域的挖方，应优先调配到与其最近的填方区，近处填满土后，再考虑向稍远的填方区调配。

④为保证园林绿地面积，取土或弃土时尽量不要占用园林绿地。

2）土方平衡调配方法

在图上划出挖方区与填方区的分界线，并综合各挖方区与填方区实际，划分出若干个调配区，确定调配区的大小和位置。根据所给条件，计算出各调配区的土方量，并提出取土或弃土的数量。注明调配区土方盈缺情况、土方调配数量、方向和距离，完成土方调配图。

任务实施

一、作方格控制网

根据前面提到的“T”字形广场平整要求，按正南北方向划分边长为20 m的方格，作方格控制网。编号分别为1-1，1-2，1-3，1-4，1-5，…，4-4，如图1.12所示。

图1.12　某景区“T”字形广场方格控制网

二、求角点原地形高程

用插入法公式（1.1）求各角点的原地形高程。如图1.13所示，过角点1-1作相邻两等高线间的距离最小线段。用比例尺量得L＝12.5 m，x＝7.5 m，等高距h＝0.2 m，代入公式（1.2）。

求角点1-2的高程，由图可知，L＝12.0 m，x＝13.0 m，代入公式（1.3）：

依此可求出其余各角点高程，并一一标在图上（图1.14）。

三、求平整标高

假设平整标高（原地面高程的平均值）为H0，则：

图1.13　求角点高程

式中 H1，H2，H3，H4——计算时分别使用一次、二次、三次、四次的角点高程；

N——方格数。

图1.14　某景区“T”字形广场挖填方区划图

由图1.14可知，各角点原地面高程可求出平整标高，计算如下：

四、确定角点设计高程

图1.15　将“T”字形广场画成立体图并求H0的位置

将图1.12按所给已知条件画成立体图（图1.15），设1-1角点设计高程为x，则依给定的坡度、坡向和方格边长，可算出其他各角点的假定设计高程。角点2-1在角点1-1的下坡，水平距离L为20 m，设计坡度i为1%，则角点2-1与角点1-1的高差可由坡度计算公式（1.5）求得，h＝0.2 m。

角点2-1的设计高程为x－0.2 m。同法可以推出纵向角点3-2的设计高程为x－0.4 m。依此类推，可以确定各角点的假定设计高程，如图1.15所示。将图中各角点假定设计高程代入 公式（1.10），计算如下：

将H0＝20.63 m（上面已求得）代入上式，得

20.63 m＝x－0.25 m

x≈20.88 m

知道了角点1-1的设计高程，就可以依次求出其他角点的设计高程，如图1.14所示。根据各角点的设计高程，即可求出施工标高，据此可确定挖方区与填方区。

五、求施工标高

施工标高＝原地形高程－设计高程

得数为“＋”号为挖方，得数为“－”号为填方。由上式可以求得各角点的施工标高，并标注在图上，如图1.14所示。

图1.16　求零点线位置

六、确定零点线

在相邻两角点之间，如施工标高一个为“＋”数，一个为“－”数，则它们之间一定有零点存在。

如图1.16所示，零点可由下式求得：

式中 x——零点距h1一端角点的水平距离，m；

h1，h2——方格相邻两角点的施工标高绝对值，m；

a——方格边长，m。

由上式可确定各方格零点的位置，计算如下：

方格Ⅱ中，点1-3与点1-2；点2-3与点2-2。

七、计算土方量

根据不同方格内，土方填、挖情况，选择适宜的公式（表1.2），计算土方量。将计算结果填入土方量计算表，见表1.3。

表1.2　方格网计算土方量公式

表1.3　土方量计算表

八、绘制土方平衡调配图

划分调配区，A1代表第一挖方区，由Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挖方组成；A2代表第二挖方区，由Ⅴ、Ⅵ挖方组成；A3代表第三挖方区，由Ⅶ、Ⅷ挖方组成。B1代表第一填方区，由Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ填方组成；B2代表第二填方区，由Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ填方组成，B3代表第三填方区，由Ⅶ填方组成。用作图法近似地标出调配区的重心位置，再用比例尺量出调配区之间的平均距离。某景区广场土方量平衡调配图见图1.17。从图上可以清楚地看到各区的土方盈缺情况、土方的调拨数量、方向及距离。

图1.17　某景区广场土方量平衡调配图

以上为手工土方量计算，在实际土方设计和施工中，一般使用土方量计算软件进行操作，节省人力和物力，工作效率高。同时需要强调的是，不能只考虑挖方与填方数字的绝对平衡，在保证设计意图的前提下，施工时尽可能减少动土量和不必要的搬运。

任务考核

续表

巩固训练

某小区为扩大居民活动场所，同时满足居民游园活动需要，拟将一高低不平的地块，平整为三坡向两坡面的“T”字形广场，要求广场具有一定的纵坡与横坡，坡度分别为1.5%和2%，土方就地平衡，试用方格网法计算其土方量，见图1.18。

图1.18　某小区“T”字形广场

一、材料及用具

小区拟平整地块的地形图、计算器、直尺、圆规、三棱尺等。

二、组织实施

①将学生分成4个小组，以小组为单位，单人完成土方量计算；

②参照方格网法计算土方量实施步骤进行。

三、训练成果

①每人交一份训练报告，并参照上述任务考核进行评分；

②每个小组交一份土方平衡调配图。

拓展提高

地形地貌

地形是指地面上高低起伏及外部形态，如长方形、圆形、梯形等。地貌是指地球自然表面高低起伏形态，如山地、丘陵、平地、洼地等。园林地形是园林范围内地形发生的平面高低起伏的变化，称为小地形。微地形，在园林范围内起伏较小的地形称微地形，包括沙丘上微弱的起伏和波纹等。

一、地形的形式

（1）平坦地形　园林中坡度比较平缓的用地统称为平地。平地可作为集散广场、交通广场、草地、建筑等方面的用地，以接纳和疏散人群，组织各种活动或供游人游览和休息。在使用平坦地形时要注意以下几点：

①为排水方便，人为地要把平地变成3%～5%的坡度，造成大面积平地有一定起伏。

②在有山水的园林中，山水交界处应有一定面积的平地，作为过渡地带，临山的一边应以渐变的坡度和山体相接，近水的一旁以缓慢的坡度，形成过渡带，徐徐伸入水中造成冲积平原的景观。

③在平地上可挖地堆山，可用植物分割、作障景等手法处理，打破平地单调乏味，防止一览无余，作为障景处理。

（2）凸地形　凸地形的表现形式有坡度为8%～25%的土丘、丘陵、山峦以及小山峰。凸地形在景观中可作为焦点物或具有支配地位的要素，特别是当其被低矮的设计形状环绕时更是如此。从情感上来说，上山与下山相比较，前者能产生对某物或某人更强的尊崇感。因此，那些教堂、寺庙、宫殿、政府大厦以及其他重要的建筑物（如纪念碑、纪念性雕塑等），常常耸立在地形的顶部，给人以严肃崇敬之感。

（3）山脊　脊地总体上呈线状，与凹地形相比较，形状更紧凑、更集中。可以说是更“深化”的凸地形。与凸面地形相类似，脊地可限定户外空间边缘，调节其坡上和周围环境中的小气候。在景观中，脊地可被用来转换视线在一系列空间中的位置，或将视线引向某一特殊焦点。

（4）凹地形　凹地形在景观上可被称为碗状池地，呈现小盆地。凹地形在景观中通常作为一个空间，当其与凸地面地形相连接时，它可完善地形布局。凹面地形是景观中的基础空间，适宜于多种活动的进行。凹面地形是一个具有内向性和不受外界干扰的空间，给人一种分割感、封闭感和私密感（图1.19）。

（5）谷地　与凹面地形相似，谷地在景观中也是一个低地，是景观中的基础空间，适合安排多种项目和内容。但它与脊地相似，也呈线状，沿一定的方向延伸，具有一定的方向性。

图1.19　凹面地形所形成的封闭和私密性空间

二、地形的功能和作用

（1）分隔空间　地形可以不同的方式创造和限制空间。平坦地形仅是一种缺乏垂直限制的平面因素，视觉上缺乏空间限制，而斜坡的地面较高点则占据了垂直面的一部分，并且能够限制和封闭空间。斜坡越陡越高，户外空间感就越强烈。地形除限制空间外，它还能影响一个空间的气氛。平坦、起伏平缓的地形能给人美的享受和轻松感，而陡峭、崎岖的地形极易在一个空间中造成兴奋的感受。

（2）控制视线　地形能在景观中将视线导向某一特定点，影响某一固定点的可视景物和可见范围，形成连续观赏后景观序列，或完全封闭同向不悦景物的视线。为了能在环境中使视线停留在某一特殊焦点上，我们可在视线的一侧或两侧将地形增高，在这种地形中，视线两侧的较高的地面犹如视野屏障，封锁了分散的视线，从而使视线集中到景物上。地形的另一类似功能是构成一系列赏景点，以此来观赏某一景物或空间。

（3）影响旅游线路和速度　地形可被用在外部环境中，影响行人和车辆运行的方向、速度和节奏。在园林设计中，可用地形的高低变化、坡度的陡缓以及道路的宽窄、曲直变化来影响和控制游人的游览线路和速度。在平坦的土地上，人们的步伐稳健持续，无须花费什么力气。而在变化的地形上，随着地面坡度的增加，或障碍物的出现，游览也就越发困难。为了上、下坡，人们就必须使出更多的力气，时间也就延长，中途的停顿休息也就逐渐增多。对于步行者来说，在上、下坡时，其平衡性受到干扰，每走一步都格外小心，最终导致尽可能地减少穿越斜坡的行动。

（4）改善小气候　地形可影响园林某一区域的光照、温度、风速和湿度等。从采光方面来说，朝南的坡面一年中大部分时间都保持较温暖和宜人的状态。从风的角度而言，凸面地形、脊地或土丘等，可以阻挡刮向某一场所的冬季寒风。反过来，地形也可被用来收集和引导夏季风。夏季风可以被引导穿过两高地之间形成的谷地或洼地、马鞍形的空间。

（5）美学功能　地形可被当作布局和视觉要素来使用。在大多数情况下，土壤是一种可塑性物质，它能被塑造成具有各种特性、具有美学价值的悦目的实体和虚体。地形有许多潜在的视觉特性。作为地形的土壤，我们可将其成形为柔软、具有美感的形状，这样它便能轻易地捕捉视线，并使其穿越于景观。借助于岩石和水泥，地形便被浇筑成具有清晰边缘和平面的挺括形状结构。地形的每一种上述功能，都可使一个设计具有明显的视觉特性和视觉感。

地形不仅可被组合成各种不同的形状，而且它还能在阳光和气候的影响下产生不同的视觉效应。阳光照射某一特殊地形，并由此产生的阴影变化，一般都会产生一种赏心悦目的效果。当然，这些情形每一天、每一个季节都在发生变化。此外，降雨和降雾所产生的视觉效应，也能改变地形的外貌。

三、地形处理与设计

1）地形处理应考虑的因素

（1）考虑原有地形　自然风景类型甚多，有山岳、丘陵、草原、沙漠、江、河、湖、海等景观，在这样的地段上，主要是利用原有的地形或只需稍加人工点缀和润色，便能成为风景名胜，这就是“自成天然之趣，不烦人工之事”的道理。考虑利用原有地形时，选址是很重要的。有了良好的自然条件可以借用，能取得事半功倍的效果。

（2）根据园林分区处理地形　在园林绿地中，开展活动内容很多。不同的活动，对地形有不同的要求。如游人集中的地方和体育活动的场所，要求地形平坦；划船游泳，需要有河流湖泊；登高眺望，需要有高地山冈；文娱活动需要许多室内外活动场地；安静休息和游览赏景则要求有山林溪流等。在园林建设中必须考虑不同分区有不同地形，而地形变化本身也能形成灵活多变的园林空间，创造出景区的园中园，比用建筑创造的空间更具有生气，更有自然野趣。

（3）要有利于园林地面排水　园林绿地每天有大量游人，雨后绿地中不能有积水，这样才能尽快供游人活动。园林中常用自然地形的坡度进行排水。因此，在创造一定起伏的地形时，要合理安排分水和汇水线，保证地形具有较好的自然排水条件。园林中每块绿地应有一定的排水方向，可直接流入水体或是由铺装路面排入水体，排水坡度可允许有起伏，但总的排水方向应该明确。

（4）要考虑坡面的稳定性　如果地形起伏过大，或坡度不大但同一坡度的坡面延伸过长时，则会引起地表径流，产生坡面滑坡。因此地形起伏应适度，坡长应适中。一般来说，坡度小于1%的地形易积水，地表面不稳定；坡度介于1%～5%的地形排水较理想，适合于大多数活动内容的安排，但当同一坡面过长时，显得较单调，易形成地表径流；坡度介于5%～10%的地形排水良好，而且具有起伏感；坡度大于10%的地形只能局部小范围地加以利用。

（5）要考虑为植物栽培创造条件　城市园林用地不适合植物生长，因此，在进行园林设计时，要通过利用和改造地形，为植物的生长发育创造良好的环境条件。城市中较低凹的地形，可挖土堆山，抬高地面，以适宜多数乔灌木的生长。利用地形坡面，创造一个相对温暖的小气候，满足喜温植物的生长等。

2）地形处理的方法

（1）巧借地形　利用环抱的土山或人工土丘挡风，创造向阳盆地和局部的小气候，阻挡当地常年有害风雪侵袭；利用起伏地形，适当加大高差至超过人的视线高度（1 700 mm），按“俗则屏之”原则进行“障景”；以土代墙，利用地形“围而不障”，以起伏连绵的土山代替景墙以“隔景”。

（2）巧改地形　建造平台园地或在坡地上修筑道路或建造房屋时，采用半挖半填式进行改造，可起到事半功倍的效果。

（3）土方的平衡与园林造景相结合　尽可能就地平衡土方，挖池与堆山结合，开湖与造堤相配合，使土方就近平衡，相得益彰。

（4）安排与地形风向有关的旅游服务设施等有特殊要求的用地，如风帆码头、烧烤场等。

任务2　挖湖工程施工

知识点：了解园林挖湖工程的基础知识，掌握挖湖工程施工的工艺流程和验收标准。

能力点：能根据施工图进行挖湖工程的施工、管理与验收。

任务描述

平整场地、挖人工湖是土方施工中一项主要工程任务。某大学拟在校园内挖人工湖，挖方工程量比较大，平均挖深将近4 m。所以要想高质量、低成本按期完成该项工程建设任务，现场施工人员必须掌握土壤的工程性质、土石方施工的基本知识、定点放线的技术等。

任务分析

通过对施工图纸的分析我们知道，要做好该项工程的施工管理工作，现场施工人员必须具有较强的管理能力、协调能力和责任心。挖湖工程的土方施工是在计算完土方工程量之后，按照清理现场、定点放线、土方开挖、土方运输、土方填筑、土方压实等工序完成施工任务。具体应解决好以下几个问题：

①正确识读挖湖施工图，准确把握设计人员的设计意图。

②根据土石方工程的特点，编制切实可行的人工湖挖湖施工组织方案。

③进行有效的人工湖挖湖施工现场管理、指导和协调工作。

④做好人工湖成品修整和保护工作。

⑤做好竣工验收的准备工作。

任务咨询

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。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。

一、土方施工基本知识

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／m 3。土壤容重的大小直接影响施工的难易程度，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订。

（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。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，见表1.4。

表1.4　土壤的自然倾斜角

（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，对土方施工的难易也有直接的影响，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，也不利于施工，无论用人力或机械施工，工效均降低。以黏土为例，含水量在30%以内最易挖掘，若含水量过大时，则其本身性质发生很大变化，并丧失其稳定性，此时无论是填方或挖方，其坡度都显著下降，因此含水量过大的土壤不宜做回填土用。

在填方工程中土壤的相对密实度是检查土壤施工中密实程度的标准，为了使土壤达到设计要求的密实度，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。

（4）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。这一性质与土方工程的挖土和填土量的计算及运输等都有很大关系。

二、土方施工准备工作

在造园施工中，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先行，而且要做得周全仔细，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。

1）准备工作

施工以前，要做以下工作：

①审阅土方设计图。

②收集与施工现场有关资料，如地质、市政、气象等。

③了解施工单位情况，如人力、装备、效率等。

④做土方施工的组织设计、进度、方法、人员、设备安排、场地布置图，完成以上工作后，进场。

2）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）场地树木及其他设施清理　凡土方开挖深度不大于50 cm，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50 cm以上的大树墩可用土机铲除或用爆破法清除。

（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）管线及其他异常物体　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。

3）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，应该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，在山坡上方应做截洪沟），使场地内排水通畅，而且场外的水也不致流入。

在低洼处或挖湖施工时，除挖好排水沟外，必要时还应加筑围堪或设防水堤，为了排水通畅，排水沟的纵坡不应小于2%。沟的边坡值取1∶1.5，沟底宽及深不小于50 cm。

（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，因为明沟较简单经济。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，土壤含水量大的要求排水迅速的，支渠分布应密些，其间距约1.5 m，反之可疏。

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。

三、土方施工

土方工程施工包括挖、运、填、压4个内容。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、土方较集中的工程中，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，不便于采用机械施工的地段，应用人力施工或半机械化施工，以下按上述4个内容简单介绍。

1）土方的挖掘

（1）人力施工　人力施工适用于一般园林小型建筑、构筑物的基坑、小溪流和假植沟、带状种植沟和小范围整地的挖方工程。

①施工工具：主要是锹、铺、钢钎等。

②施工流程：确定开挖顺序→确定开挖边界和深度→分层开挖→修整边缘部位→清底。

③施工注意事项：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。

a.施工者要有足够的工作面，一般平均每人应有4～6 m2。

b.开挖土方附近不得有重物及易坍落物。

c.在挖土过程中，随时注意观察土质情况，要有合理的边坡，必垂直下挖者，松软土不得超过0.7 m，中等密度者不超过1.25 m，坚硬土不超过2 m，超过以上数值的须设支撑板或保留符合规定的边坡。

d.挖方工人不得在土壁下向里挖土，以防坍塌。

e.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。

f.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。

用推土机挖湖挖山，效率较高，但应注意以下几个方面：

①推土前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，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，推土铲就像他手中的雕塑刀，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力物力。

②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，这样做较麻烦费工，但对公园的植物生长却有很大的好处，有条件之处应该这样做。

③桩点和施工放线要明显，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很容易受破坏。为了解决这一问题，应加高桩木的高度，桩木上可做醒目标志（如挂小彩旗或桩木上涂明亮的颜色），以引起施工人员的注意。施工期间，施工人员应该经常到现场，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。如果使用外来土垫地堆山，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，从而浪费了人力物力。

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。利用外来土垫地堆山，对土质应检定放行，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健康。

①大面积填方应分层填筑，一般每层20～50 cm，有条件的应层层压实。

②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，然后再填方，这样可保证新填土方的稳定。

③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并结合来土方向进行安排。一般以环形线为宜，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，山势逐渐升高，运土路线也随之升高，这样既组织了人流，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

人力压可用穷、破、碾等工具；机械碾压可用碾压机或用拖拉机带动的铁碾。小型的夯压机械有内燃穷、蛙式穷等。如土壤过分干燥，需先洒水湿润后再行压实。

在压实过程中应注意以下几点：

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。

任务实施

一、平整场地

按设计要求平整场地。

（1）清理现场 在景区拟建的“T”字形广场上，清理地面上的障碍物，包括树木、构筑物、建筑垃圾及生活垃圾等。

（2）定点放线　用经纬仪将图1.12所示的方格测设到地面上，地面上方格的边长为10 m。在每个方格角点处钉上木桩，木桩一侧标出1-1，1-2，2-1，2-2等编号，要求与图上方格网的角点编号一致。另一侧标出已计算出的每个角点施工标高。

（3）挖土　在地面上用白灰标记出填方与挖方区，用小型挖掘机或人工进行挖土作业。挖土时，由上而下，逐层进行。

（4）运土与填土　根据景区广场土方调配图，分区进行土方的运输，可采用人工推车或小型机械进行运输作业。在施工现场，施工人员要认真组织运输路线，按照不同填方区先远后近，由上而下逐方进行填土，避免发生卸土出错和窝工现象。

（5）压土　填土后要及时压实，如果土壤过分干燥，可先洒水后再压实，以保证土壤的压实质量，并检查设计标高及坡度是否达到要求。

二、挖人工湖

（1）清理现场　某大学校园拟建人工湖施工图。根据施工现场实际情况，可以采取相应措施进行地面上障碍物的清理。

（2）挖沟排水　当地下水位较高时，需挖沟排水。排水沟的深度，应深于水体挖深。为了更好地排水，排水沟的纵坡不应小于0.2%，沟的边坡为1∶1.5，沟底宽及沟深不小于50 cm，利用水泵排水。要求沟一次挖到底，一侧出土。

（3）定点放线　按照人工湖施工范围，放好湖体边界线及施工标高。用经纬仪或全站仪等仪器在地面上依照施工图确定出人工湖的各特征点的位置，各点钉上木桩，然后将各点用白灰连接，即为边界线。在边界线的内部，还要再打上一定数量、具有一定密度的基底标高木桩，使用水准仪，利用附近水准点的已知高程，根据设计给定的水体基底标高，在木桩上进行测设，在木桩上画线标明开挖深度。

（4）挖土　在挖土施工中，各桩点尽量不要破坏，可以在各桩点处留出土台，待人工湖开挖接近完成时，再将此土台挖掉。机械挖土采用端头挖土法，挖掘机分别从待挖湖区域的南边作业线及西边湖岸线开挖，自西向东，自南向北。以前进行驶的方法进行开挖，自卸汽车配置在挖掘机的两侧装运土。边挖边检查湖体边坡线及湖体施工标高，同时检查湖岸坡度。边坡一般用人工修整，利用边坡样板来控制边坡坡度，达到设计边坡要求（本施工现场，土质为砂质黏土，其边坡坡度为1∶0.5），不符合时可及时修整。

当挖土出现浅层滑坡时，如滑坡土方量不大，应将滑坡体全部挖除；如土方量较大，可对滑坡体采取深翻、推压、表面压实等措施进行处理。

挖土自上而下水平分段分层进行，挖掘机挖到湖底设计标高以上20 cm后，用推土机推平、清理，湖底部应尽量整平，不留土墩，以便湖里养鱼。开挖过程中，设专人监控开挖深度、坡度，随时为挖掘机司机指示湖底余量。

（5）运土　根据施工现场实际，选择好运土路线，明确卸土准确位置，最好将土运至待堆筑的土山附近，便于日后的土山施工。对于施工地段的表层熟土（即20 cm左右的耕作层），应单独存放，堆积高度控制在1.5 m，不需压实，以便日后用作种植土使用。

（6）压土　湖底土层需整平压实。如果不作混凝土面层，可选用黏质土，每层铺土厚度为20～30 cm，压实6～8遍，压实密实度达到设计要求，以防治水的渗漏，四周做上护坡（后面任务中提到）。

任务考核

巩固训练

参照图1.18所示某小区游园的设计要求及土方量的计算结果，结合校园广场工程建设，按照清理现场、定点放线、挖土、运土、填土、压土的施工程序进行场地平整。另外也可结合校园路面及广场铺装从中选出几个施工程序进行土方施工。

一、材料及用具

场地平整施工图、木桩、白灰、皮尺、经纬仪、铁锤、铁锹、蛙式夯、土筐、小推车、小型挖掘机等。

二、组织实施

①根据挖、填方区将学生分成5个小组，以小组为单位进行土方施工。

②参照场地平整土方施工程序，完成施工任务。

三、训练成果

①每人交一份训练报告，并参照上述任务考核进行评分。

②根据场地平整设计要求，完成土方施工。

拓展提高

园林工程施工放样技术

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。桩木侧面须平滑，下端削尖，以便打入土中，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方把格，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，桩木上也要标明桩号及施工标高。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填土的高度，土山不高于5 m的，可用长竹竿做标高桩，在桩上把每层的标高定好，不同层可用不同颜色标志，以便识别，这样可省点。

（3）山体放线　山体放线有两种方法：一种是一次性立桩，适用于较低山体，一般最高处不高于5 m。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填土的高度。一般可用长竹竿做标高桩，在桩上把每层的标高定好。不同层可用不同颜色标志，以便识别。另一种方法就是分层放线，分层设置标高桩，这种方法适用于较高的山体。

（4）水体放线　水体放线工作和山体放线基本相同，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，不留土墩，这对养鱼和捕鱼有利。如果水体打算栽植水生植物，还要考虑所栽植物的适宜深度。岸线和岸坡地定点放线应该准确，这不仅因为它是水上部分，有造景之功，而且和水体岸坡的稳定有很大的关系。为了施工的精确，可以用边坡样板来控制边坡坡度。

（5）沟渠放线　在开挖沟渠时，木桩常容易被移动甚至被破坏，从而影响校核工作，所以实际工作中一般使用龙门板，龙门板构造简单，使用也方便。每隔30～100 m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及沟上口、沟底的宽度等。板上还要设坡度板来控制沟渠纵坡。

任务3　堆山工程施工

知识点：了解堆山工程施工的基础知识，掌握堆山工程施工的工艺流程和验收标准。

能力点：能根据施工图进行堆山工程的施工、管理与验收。

任务描述

堆山工程因土山地形较多，能否按图堆造土山地形，将影响整个工程整体效果。园林堆山工程应力求趋于自然，按地形设计走向可分为主脉和副脉、次脉，而后标定主峰、次峰和鞍部，形成脊（分水岭）及谷（合水线）。一般要求地形的降差不得过大，视其长度和幅度的变化，主峰的标高应按设计要求控制；地面降差也不能过急，应控制坡度在45°以下为宜，可以增加坡面长度来调节，减缓施工时的难度，利于堆造后山体的水土保持。在山土堆造过程中，土质黏沙适中，分层压实，确保地形稳固。按设计要求做到形、质到位。

任务分析

园林土山堆造属于填方工种，但土山的堆填不像一般填方工程那样简单，而是需要施工技术人员严格把关的一项工作。施工中应当按照土山设计图，随时检查堆土的准确性和土山地形与设计图的吻合性。具体应解决好以下几个问题：

①正确识别堆山工程施工图，准确把握设计人员的设计意图。

②利用所学的堆山工程基础知识编制切实可行的施工组织方案。

③根据堆山工程的特点进行有效的施工现场管理、指导和协调工作。

④做好堆山后的成品修整和保护工作。

⑤做好堆山竣工验收的准备工作。

任务咨询

随着国民经济的进一步发展，人们对自然、对生态的渴望越来越高，特别是城市的人们置于钢筋水泥的包围中，非常渴望在身边能看到形似自然界的丘陵、山谷、湖泊、小溪，近几年堆筑山体高差超过5 m的也越来越多，因此土山体的堆筑亦成为堆山工程的重要部分。堆山工程因土山地形较多，所以能否按图堆造土山地形，将影响整个工程整体效果。

一、堆山工程基本知识

1）堆山工程简述

园林工程中的堆山工程，是根据园林绿地的总体规划要求，对现场的地面进行填、挖、堆筑等，为园林工程建设营造出一个能够适应各种项目建设、更有利于植物生长的地形。比如，对于园林建筑物、园林小品的用地，要整理成局部平地地形，便于基础的开挖；对于堆土造景，可以整理成高于原地形标高的地块、场地上的建筑硬块，并且进行夯实处理，作为园路、广场的基层；对于绿化种植用地，则可以种地，也可以填筑建筑硬块，其表面土层厚度必须满足植物栽植要求；土质必须是符合种植土要求的土壤，严禁将场地内的建筑垃圾及有毒、有害的材料填筑在绿化种植地块。

2）堆山工程相关术语

（1）竣工坡度　它是所有景观开发工程结束后的最终坡度，是草坪、移植床、铺面等的上表面，通常在修坡平面图上用等高线和点高程标出。

（2）地基　表面材料如表土层和铺面（包括基础材料）被放在地基上面。地基回填情况下的顶面和开挖情况下的底面代表地基。夯实地基是指必须达到一个特定的密度，而不干扰地基是指地基土没有被开挖或没有任何形式上的变化。

（3）基层／底基层　它是填充的材料（通常是粗的或细的骨料），通常放在铺面下面。

（4）竣工标高　竣工标高通常是结构第一层的标高，但也可用来表示结构任何一层的标高。竣工标高和外部竣工坡度的关系取决于结构的类型。

（5）开挖　开挖是移走土的过程。是拟建的等高线向上方延伸，越过现有的等高线。

①标明现有的和拟建的等高线平面图。在拟建的等高线向上方出现开挖，而在它们向下方移动的地方出现回填。

②断面图表示出从开挖变化到回填的地方和拟建地面回到现有地面的地方。这两种情况都称为无开挖和无回填。

（6）回填　回填是添加土的过程。拟建的等高线向下坡方向延伸，越过现有等高线。当回填材料必须输入场地时，也经常称为借土。

（7）压实　在控制条件下土的压实，特别是指特定的含水量。

（8）表层土　表层土通常是土壤断面的最上面一层，厚度范围可以从低于25 mm到超过300 mm。表层土有机含量很高，很易于分解，所以对结构来说不是合适的地基材料。

3）堆山工程要求

①在园林土方造型施工中，堆山工程表层土的土层厚度及质量必须达到《城市绿化工程施工及验收规范》中对栽植土的要求。

②堆山工程的施工既要满足园林景观的造景要求，更要考虑土方造型施工中的安全因素，应严格按照设计要求，并结合考虑土质条件、填筑高度、地下水位、施工方法、工期因素等。

③土壤的种类、土壤的特性与土方造型施工紧密相关，填方土料应符合设计要求，保证填方的强度和稳定性，无设计要求时，应符合下列规定：

a.碎石类土，沙石和爆破石渣可用于离设计地形顶面标高2 m以下的填土。

b.含水量符合压实要求的黏性土，可作各层填料。

c.淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理，含水量符合压实要求，可用于填方中的次要部位。

d.填土应严格控制含水量，施工前应检验。当土的含水量大于最优含水量范围时，应采用翻松、晾晒、风干法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材料等措施来降低土的含水量。若由于含水量过大夯实时产生橡皮土，应翻松晾干至最佳含水量时再填筑。如含水量偏低，可采用预先洒水润湿。土的含水量的建议鉴别方法是：土握在手中成团，落地开花，即为土的最优含水量，通常控制在18%～22%。

e.填方宜尽量采用同类土填筑。如果采用两种透水性不同的土填筑时，应将透水性较大的土层置于透水性小的土层之下，边坡不得用透水性较小的土封闭，以免填方形成水囊。

f.挖方的边坡，应根据土的物理学性质确定。人工湖开挖的边坡坡度应按设计要求放坡，边坡台阶开挖，应随时做成坡势，以利泄水。

二、堆山工程的准备工作

1）技术准备

①熟悉复核竖向设计的施工图纸，熟悉施工地块内的土层的土质情况。

②阅读地质勘察报告，了解堆山工程地块的土质及周边的地质情况、水文勘察资料等。

③测量放样，设置沉降及水平位移观测点，或观测柱。在具体的测量放样时，可以根据施工图及城市坐标点、水准点，将土山土丘、河流等高线上的拐点位置标注在现场，作为控制桩并做好保护。

④编制施工方案，绘制施工总平面布置图，提出土方造型的操作方法，提出需用施工机具、劳动力、推广新技术计划，较深的人工湖开挖还应提出支护、边坡保护和降水方案。

2）人员准备

组织并配备土方工程施工所需各专业技术人员、管理人员和技术工人；组织安排作业班次；制订较完善的技术岗位责任制和技术、质量、安全、管理网络；建立技术责任制和质量保证体系；对拟采用的土方工程新机具、新工艺、新技术，组织力量进行研制和试验。

3）设备准备

做好设备调配，对进场挖土、推土、造型、运输车辆及各种辅助设备进行维修检查，试运转，并运至使用地点就位。

4）施工现场准备

①土方施工条件复杂，施工时受地质、水文、气候和施工周围环境的影响较大，因此应充分掌握施工区域内地下障碍物和水文地质等各种资料数据，核查并确认可能影响施工质量的管线、地下基础及其他地下障碍物，用于指导施工。充分估计施工中可能产生的不良因素，制订各种相应的预防措施和应急手段，并在开工前做好必要的临时设施，包括临时水、点、照明和排水系统，以及施工便道的铺设等。

②在原有建筑物附近挖土和堆筑作业时，应先考虑到对原建筑物是否有外力的作用因而引起危害，做好有效的加固准备及安全措施。

③在预定挖土和堆筑土方的场地上，应将地表层的杂草、树墩、混凝土地坪预先加以清除、破碎并运出场地，对需要清除的地下隐蔽物体，由测量人员根据建设单位提供的准确位置图，进行方位测定，挖出表层，暴露出隐蔽物体后，予以清除。然后进行基层处理，由施工单位自检、建设或监理单位验收，未经验收不得进入下一道堆山工程的工序。

④在整个施工现场范围，必须先排除积水。然后开掘明沟使之相互贯通，同时开掘若干集水井，防治雨天积水，确保挖掘和堆筑的质量，以符合最佳含水标准。

⑤开挖和堆筑在按图放样定位、设置准确的定位标准及水准标高后，方可进行作业。特别是在城市规划区内，必须在规划部门勘察的建筑界线范围内进行测量点位，并经有关单位核查无误后，方可开工。

⑥堆山工程施工开工前，必须办妥各种进出土方申报手续和各种许可证。

三、堆山工程的土方工程量计算

在整个堆山工程的施工过程中，土方工程量的计算是一个非常重要的环节，在进行编制堆山工程的施工方案或编制施工预算书时，或进行土方的平衡调配及检查验收土方工程时，都要进行工程量的计算。土方工程量计算的实质是计算出挖方或填方的土的体积，即土的立方体量。

土方量计算的常用方法是方格网法，其计算步骤如下：

（1）划分方格网　根据已有地形图将欲计算场地划分为若干个方格网。将自然地面标高与设计地面标高的差值，即各角点的施工高度，写在方格网的左上角，挖方为“＋”，填方为“－”。

（2）计算零点位置　在一个方格网内如果有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区或挖方区的分界线。

（3）计算土方的工程量　按方格网底面积图形和体积计算公式计算出每个方格内的挖方或填方量。

（4）计算土方总量　将挖方或填方区所有土方计算量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。

四、土方的平衡与调配

计算出土方的施工标高、挖填区面积、挖填区土方量，并考虑各种变化因素，考虑土方的折算系数进行调整后，应对土方进行综合平衡与调配。土方平衡与调配工作是土方施工的一项重要内容，其目的在于取弃土量最少、土方运输量或土方运输成本为最低的条件，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提高经济效益的目的。

进行土方平衡与调配，必须综合考虑工程和现场情况、进度要求和土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题，经过全面研究，确定平衡调配的原则之后，才可着手进行土方平衡与调配工作，如划分调配区，计算土方的平均运距、单位土方的运价，确定土方的最优调配方案。

1）土方的平衡与调配原则

①与填方基本平衡，减少重复倒运。

②填方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。

③土应该用在回填密实度要求较高的地区，以避免出现质量问题。

④土或弃土尽量不要或者少占用农田，弃土尽可能有计划地造田。

⑤区调配应该与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡。

⑥选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序，避免土方运输出现对流和乱流现象，同时便于机械调配、机械化施工。

2）土方平衡与调配的步骤和方法

土方平衡与调配需要编制相应的土方调配图，其步骤如下：

（1）划分调配区。在平面图上先划出挖填区的分界线，并在挖方区和填方区适当划出若干的调配区，确定调配区的大小和位置。划分时应注意以下几点：

①划分应和房屋及构筑物的平面位置相协调，并考虑开工顺序、分期施工顺序。

②调配区的大小应能满足土方施工用主导机械的行驶操作尺寸要求。

③调配区的范围应满足和土方工程量计算用的方格网相协调。一般可分为若干个方格组成一个调配区。

④当土方运距较大或场地内土方调配不能达到平衡时，可考虑就近借土或弃土，此时一个借土区和一个弃土区可以作为一个独立的调配区。

（2）计算各个调配区的土方量并标注在图上。

（3）计算各挖方、填方之间的平均运距，即挖方区土方的重心和填方区土方重心的距离，可用作图法近似的求出形心位置O以代替重心坐标。重心求出后，标于图上，用比例尺量出每对调配区的平均运距。

（4）制订土方最优调配方案，使总土方运输量为最小值，即为最优调配方案。

综合上述堆山工程的土方工程量计算和土方平衡与调配，实际上是采用计算的方法，计算出挖方和填方的体积，然后采用最短运距，把高处设计的土方填至低于设计高程的地方。

五、堆山方法与验收要求

1）堆山方法

堆山工程的方法是采用机械和人工结合的方法，对场地内的土方进行填、挖、堆筑等，整造出一个能适应各种项目建设需要的地形。

（1）土山体堆筑填料的选择　土山体的堆筑、填料应符合设计要求，保证堆筑土山体土料的密实度和稳定性。当在有地下构筑物的顶面堆筑较高的土山体时，可考虑在土山体的中间放置轻型填充材料，如EPE板等，以减轻整个山体的重量。

（2）土方堆筑时对地基的要求　土方堆筑时，要求对持力层地质情况作详细了解，并计算出山体重量是否符合该地块地基最大承载力，如大于地基承载力则可采取地基加固措施。地基加固的方法有：打桩、设置钢筋混凝土结构的筏形基础、箱型基础等，还可以采用灰土垫层、碎石垫层、三合土垫层等，并且进行强夯处理，以达到符合山体堆筑的承载要求。

（3）土山体堆筑方法　土山体的堆筑，应采用机械堆筑的方法，采用推土机填土时，填土应由下而上分层堆筑，每层虚铺厚度不大于50 cm。

（4）土山体的机械压实

①用推土机来回行驶进行碾压，履带应重叠1／2，填土可利用汽车行驶进行部分压实工作，行车路线须均匀分布于填土层上，汽车不能在虚土上行驶，卸土推平和压实工作须采用分段交叉进行。

②为保证填土压实的均匀性及密实度，避免碾轮下陷，提高碾压效率，在碾压机械碾压之前，宜先用轻型推土机、拖拉机推平，低速预压4～5遍，使表面平整。

③压实机械压实填方时，应控制行驶速度，一般平碾、振动碾不超过2 km／h；并要控制压实遍数。当堆筑接近地基承载力时，未作地基处理的山体堆筑，应放慢堆筑速率，严密监测山体沉降及位移变化。

④已填好的土如遭水浸，应把稀泥铲除后，方可进行下一道工序。填土区应保持一定横坡，或中间稍高两边稍低，以利于排水。当天填土，应当天压实。

⑤土山体密实度的检验。土山体在堆筑过程中，每层堆筑的土体均应达到设计的密实度标准，若设计未定标准则应达到88%以上，并且进行密实度检验，一般采用环刀法，才能填筑上层。

⑥土山体的等高线。山体的等高线按平面设计及竖向设计施工图进行施工，在山坡的变化处，做到坡度的流畅，每堆筑1 m高度对山体坡面边线按图示等高线进行一次修整。采用人工进行作业，以符合山形要求。整个山体堆筑完成后，再根据施工图平面等高线尺寸形状和竖向设计的要求自上而下对整个山体的山形变化点精细地修整一次。要求做到山体地形不积水，山脊、山坡曲线顺畅柔和。

⑦土山体的种植土。土山体表层种植土要求按照《城市绿化工程施工及验收规范》中相关条文执行。

⑧土山体的边坡。土山体的边坡应按设计的规定要求。如无设计规定，对于山体部分大于23.5°自然安息角的造型，应增加碾压次数和碾压层。条件允许的情况下，要分台阶碾压，以达到最佳密实度，防止出现施工中的自然滑坡。

2）堆山工程的验收

堆山工程的验收，应由设计、建设和施工等有关部门共同进行验收。

①通过土工试验，土山体密实度及最佳含水量应达到设计标准。检验报告齐全。

②土山体的平面位置和标高均应符合设计要求，立体造型应体现设计意图。外观质量评定通常按积水点、土体杂物、山形特征表现等几方面评定。

③雨后，土山体的山凹、山谷不积水，土山体四周排水通畅。

④土山体的表层土符合《城市绿化工程施工及验收规范》中的相关条文要求。

任务实施

一、平整场地

按设计要求平整场地。

二、堆筑土山

（1）清理现场　在施工现场，将地表层的杂草、树墩等障碍物除掉并运出场地，对需要清除的地下隐蔽物体，由测量人员根据建设单位提供的准确位置图，进行方位测定，挖出隐蔽物体后，予以清除。

（2）定点放线　先在土山施工图上作方格网，方格边长为1 cm×1 cm。用经纬仪或全站仪将方格网放到地面上，把设计的地形等高线和方格网的交点，在地面上标出并打上木桩。由于山体不高为3.5 m，可用长竹竿做标高桩，在桩上把每层标高定好，不同层可用不同颜色标志，以便施工者识别。

（3）挖土　利用挖人工湖时的土方进行堆筑土山。如土方量不够，可选择在土山中间夹一些建筑垃圾，也可进行外来取土。但不能选用腐殖土、生活垃圾土及淤泥作为堆筑材料。

（4）运土　土方的运输和下卸，应以设计的山头为中心结合来土方向进行安排。一般以环形线为宜，车不走回头路，也不交叉穿行，不会出现顶流拥挤。

（5）填土　土方堆筑时，要求地面应有一定的承载力，根据设计要求，如山体的重量大于地块的承载力，则采取加固措施。可选用灰土垫层、碎石垫层、三合土垫层等，并进行强夯处理，达到符合山体堆筑的承载要求。

检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，以及土料的含水量是否在控制的范围内。如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施；如遇回填土的含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。

土山体的堆筑，应采用机械堆筑的方法，采用推土机填土时，填土应由下而上分层堆筑，每层虚铺厚度不大于50 cm。

（6）压土　压土时，用推土机来回行驶进行碾压，履带应重叠1／2，填土可利用汽车行驶作部分压实工作，行车路线须均匀分布于填土层上，汽车不能在虚土上行驶，卸土推平和压实工作须采用分段交叉进行。

在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，用蛙式夯或柴油打夯机分层夯打密实。

回填土方每层压实后，应按规范进行取样检验，测出干土的质量密度、压实度，达到要求后，再进行上一层的铺土。

填方全部完成后，表面应进行拉线找平，凡超过标准高程的地方，应及时依线铲平，凡低于标准高程的地方，应补土夯实。

土山体的边坡应按设计的规定要求。如无设计规定，对于山体部分大于23.5°自然安息角的造型，应该增加碾压次数和碾压层。条件允许的情况下，要分台阶碾压，以达到最佳密实度，防止出现施工中的自然滑坡。

三、质量标准

①基底处理必须符合设计要求或施工规范的规定。

②回填的土料，必须符合设计要求或施工规范的规定。

③回填土必须按规定分层夯压密实，取样测定压实后的干土质量密度，其合格率不应小于90%，不合格的干土质量密度的最低值与设计值的差，不应大于0.08 g／cm3，且不应集中，环刀取样的方法及数量应符合规定。

四、成品保护

①施工时，对定位标准桩、轴线控制桩、标准水准点及桩木等，填运土方时不得碰撞，并应定期复测检查这些标准桩点是否正确。

②夜间施工时，应合理安排施工顺序，要有足够的照明设施，防止铺填超厚，严禁用汽车直接将土倒入基坑（槽）内，但大型地坪与堆山工程不受限制。

③基础的现浇混凝土应达到一定强度，不致因回填土而受破坏时，方可回填土方。

五、应注意的质量通病

①未按要求测定土的干土质量密度：回填土每层都应测定夯实后的干土质量密度，符合设计要求后才能铺摊上层土。试验报告要注明土料种类、试验日期、试验结论及试验人员签字。未达到设计要求的部位，应有处理方法和复验结果。

②回填土下沉：因虚铺土超过规定厚度，或夯实不够遍数，甚至漏夯。基底有机物或树根、落土等杂物清理不彻底原因，造成回填土下沉，为此，应在施工中认真执行规范的有关规定，并要严格检查，发现问题及时纠正。

③回填土夯压不密实：应在夯压时对干土适当洒水加以润湿；如回填土太湿同样夯不密实呈“橡皮土”现象，这时应将橡皮土挖出，重新换好土夯实处理。

④在地形、工程地质复杂地区内填方，且对填方密实度要求较高时，应采取措施（如排水暗沟、护坡桩等），以防填方土粒流失，造成不均匀下沉和坍塌等事故。

⑤填方基土为渣土时，应按设计要求加固地基，并要妥善处理基底下的软硬点、空洞、旧基以及暗塘等。

⑥回填管沟时，为防止管道中心位移或损坏管道，应用人工先在管子周围填土夯实，并应从管道两边同时进行，直至管顶0.5 m以上，在不损坏管道的情况下，方可采用机械回填和夯实。在抹带接口处，防腐绝缘层或电缆周围，应使用细粒土料回填。

⑦填方应按设计要求预留沉降量，如设计无要求时，可根据工程性质、填方高度、填料种类、密实要求和地基情况等，与建设单位共同确定（沉降量一般不超过填方高度的3%）。

任务考核

续表

巩固训练

参照图1.18所示某小区游园的设计要求及土方量的计算结果，结合校园广场工程建设，按照清理现场、定点放线、挖土、运土、填土、压土的施工程序进行场地平整。另外也可结合校园路面及广场铺装从中选出几个施工程序进行土方施工。

一、材料及用具

场地平整施工图、木桩、白灰、皮尺、经纬仪、铁锤、铁锹、蛙式夯、土筐、小推车、小型挖掘机等。

二、组织实施

①根据挖、填方区将学生分成5个小组，以小组为单位进行土方施工。

②参照场地平整土方施工程序，完成施工任务。

三、训练成果

①每人交一份训练报告，并参照上述任务考核进行评分。

②根据场地平整设计要求，完成土方施工。

拓展提高

修坡工程的施工

一、场地准备

对修坡工程而言，场地准备涉及4个方面：计划保留的现有植被和结构的保护、表层土的移走和储存、侵蚀和沉积控制以及清除和拆除。

（1）植物的保护　对于计划保留的树，应尽可能地避免在滴水线之内的任何干扰。这不仅是指开挖和回填，而且也指材料的存放和设备的移动，因为这将引起树和灌木根区压缩的增加以及透气性的减少。

（2）表层土的移走　应对场地进行勘察，以确定表层土的数量和质量是否适合存放。表层土应仅仅在施工区域被剥去，若适合，可以在场地上堆积起来以备使用。如果表层土要堆放很长一段时间，应种上一年生的草以减少侵蚀损失。

（3）侵蚀和沉积控制　恰当地把雨水从受干扰区域引出，维持表面稳定性，过滤、收集沉积物等。这些措施必须符合调整的需要和规范。

（4）清除和拆除　如果建筑物、道路或别的结构影响拟订的开发项目，必须在施工开始前移走。对于有干扰的树和灌木以及任何可能在场地发现的杂物应同样处理。

对一个要开挖的场地来说，准备的最后一步是布置坡度标桩。坡度标桩表明了要完成拟订地基所需的开挖和回填量。

二、大开挖

在大规模或初步的土方平整阶段，主要进行土方挖掘和成型工作。大开挖的范围取决于工程的规模和复杂性。大开挖包括基本地形和基角的修整以及所有结构的基础开挖。

三、回填和精整

在初步坡度已经完成，结构已经建造好后，就要进行精整工作，这包括回填建筑物开挖的部分，如挡土墙和建筑基础，回填公共水管、污水管等的地沟。所有的回填材料必须正确压实，最大程度上减少将来的沉降问题，同时必须在不损坏公共设施和结构的方式下进行。最后一步是要确保土的形状和表面正确的成型，以及地基达到正确的标高。

四、表面平整

为完成这项工程，必须铺设表面平整材料，通常是首先铺坚硬的表面（如铺面），然后再铺表面土。因为表面土和铺面代表竣工材料，这些材料最后的坡度必须和修坡平面图上所示的拟建竣工坡度（等高线和点高程）一致。

学习小结

目标检测

一、复习题

（1）如何进行土方工程量的计算？

（2）简述土方平衡与调配的原则。

（3）举例说明如何做土方调配的最优方案。

（4）土壤的主要工程性质有哪些？

（5）什么是边坡坡度？与土壤自然倾斜角的关系是什么？

（6）土方施工的准备工作有哪些？

（7）土方施工的程序是什么？

二、思考题

（1）土方施工过程中包括哪些步骤？第一步应注意什么问题？你能自己总结出来吗？

（2）如何科学合理的安排土方的运输路线？

三、实训题

1）地形设计与模型设计

（1）实训目的　了解和掌握土方工程施工前的坚向设计的基本理论和方法。能够独立完成土山模型的制作。

（2）实训方法　采用分组形式，根据学生掌握情况程度进行分组。

（3）实训步骤

①用等高线在图纸上设计出一处土山地形。

②把平面等高线测放到苯板上。

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，固定在苯板上。

④用橡皮泥完善土山的骨架，根据需要涂色，完成土山模型的制作。

2）园林土方工程施工放样

（1）实训目的　掌握根据施工图进行园林土方施工放样的步骤和方法。要求学生将施工过程写成实习报告。

（2）实训方法　采用分组形式，根据学生掌握情况的程度进行分组。

（3）实训步骤

①在施工图上设置方格网。

②用经纬仪将方格网测设到实地，并在设计地型等高线和方格网的交点处立桩。

③在桩木上标出每一角点的原地形标高、设计标高及施工标高。

④如果是山体放线要注意桩木的高度。