第2章 土石方工程
2.1 土石方工程36问现问现答
2.1.1 土方工程
1.土是由什么构成的？
在天然状态下，土是由固体、液体和气体三部分所组成的三相体系。固体部分即为土粒，由矿物颗粒或有机质组成，构成土的骨架。骨架间有许多孔隙，可为水、气所填充。若孔隙全部为水所充满时，称为饱和土；若孔隙全部为气体所充满时，称为干土；若孔隙同时有水和空气存在时，称为湿土。
2.人工挖土如何套用定额？
在同一槽内或坑内有干湿土时，应分别计算工程量，但使用定额时仍需按槽（坑）全深计算，可按下述方法进行：
第一步：将同一槽（坑）内干湿土的体积分别计算出来；
第二步：将湿土乘以系数后加上干土的体积按该槽坑的全深计算。
3.人工挖桩间土方应如何套用定额？
施工场地经打桩后，由于土壤被挤压密实，给人工挖土增加了难度，同时也与人工挖土方定额规定的施工条件不相符合。如人工挖桩间普通土，在套用人工挖普通土定额时，必须进行定额换算：将人工挖普通土综合工日乘以系数1.5，即为人工挖桩间普通土所需的综合工日。
基础定额的换算分综合工日、材料用量、机械台班三部分进行换算。允许换算的分部分项工程有时可能这三部分都换算，有的分部分项工程则换算其中一部分或两部分。
基础定额的换算工作一定要在该项工程的工程量计算完毕，查取基础定额时进行换算，换算完成后再确定该工程的基础定额，并在定额编号后再加一个“换”字。
4.机械挖土方如何套用定额？
在机械挖土方的工程量的计算问题中，按机械挖土方90%，人工挖土方10%计算。人工挖土方系指机械所挖不到的地方，按实计算人工挖土工程量，套用相应定额乘以系数2，理解这条说明的含义就是先将整个挖方的体积计算出来，其中90%套用机械挖土方定额中的相应子目；10%套用人工土方中的相应子目，这样做简化了计算、方便了使用。
5.推土机工作如何套用定额？
推土机（图2-1）是土方机械施工中的主要机械之一。在建筑工程中，推土机主要用来进行推土、堆积、平整、压实等工作。推土机多用于场地平整、开挖不深的基坑，砌筑不太高的堤坝。推土机预算定额一般以推土机功率、土壤类别和推土机运距划分子目。推土机工作内容包括：推土、弃土、平整、工作面内的排水、现场内机械行驶道路的养护以及修理边坡。推土机运距按挖方区重心至填方区重心的直线距离计算。推土机要依其动力大小和推运距离确定计算项目。如果推土坡度大于5%时，其运距按坡度区段斜长乘以相应的系数计算。
推土层平均厚度小于300mm时，推土机台班用量乘以系数1.25；若推未经压实的积土时，人工和机械乘以系数0.73。
6.机械挖土怎样区分坑内作业和坑上作业，开始挖土时没有形成坑，怎样计算放坡系数？
图2-1 履带式推土机
机械挖土从设计室外地坪起至基础底，机械一直在坑内作业，并设有机械上坡道（或采用其他措施运送机械），称坑内作业；相反，机械一直在坑外地坪上作业（不下坑），称坑上作业。开挖时没有形成坑，虽然是在坑外地坪（坑上）作业，继续挖土时机械随坑深在坑内作业，亦称坑内作业，其土壤放坡系数见表2-1。
表2-1 放坡系数表
注：1.沟槽、基坑中土壤类别不同时，分别按其放坡起点、放坡系数，依据不同土壤厚度加权平均计算。
2.计算放坡时，在交接处的重复工程量不予扣除，原槽、坑作基础垫层时，放坡自垫层上表面开始计算。
7.土方工程施工应遵循什么原则？
土方工程施工应遵循以下6条原则：
（1）选择适宜的施工方案和施工机械。
（2）合理调配挖填土石方，尽量减少工程量。
（3）做好运输道路、排水、降水、土壁支撑等辅助工作。
（4）合理安排施工进度，尽量避免在冬、雨期施工。
（5）保证工程质量，对可能出现的流沙、塌方现象要有预防及解决措施。
（6）确保施工安全。
8.建筑工程挖土方起点至终点的标高是指什么部分？起点至终点以外的因素应怎样计算？
建筑物、构筑物工程挖土方、沟槽、地坑从设计基础底标高（基础垫层底标高）至设计室外地坪标高的高度计算；管道挖土方、沟槽从设计管道基础底标高至设计室外地坪标高的高度计算；沿管线设计管道基础底。设计室外地坪有若干个不同标高时，沿管线长度加权平均计算。
设计室外地坪标高与实际标高在±30cm以内的挖土方、填土方按挖平整场地项目计算；如超过30cm以上的挖土方按挖运土方项目计算，超过30cm以上的填土方按夯填（松、填）运土方项目计算。
9.挖土标高以什么为准？
挖土标高一律以设计室外地坪标高为准计算。
设计室外地坪标高不一定等于自然地坪标高，设计室外地坪标高是根据施工图样的设计要求，在工程竣工后形成的，而自然地坪是指工程开工前的原有地坪。两者是有区别的，在计算槽坑深度时，要首先根据施工图样弄清楚两者是否一致，以免出现计算差错。
10.如何用横断面法计算土方工程量？
大型土方工程量的计算方法除方格网计算法外，还有横断面计算方法。横断面计算方法适用于地形起伏变化较大或形状狭长地带，其方法是：首先，根据地形图及总平面图，将要计算的场地划分成若干个横断面，相邻两个横断面距离视地形变化而定。在起伏变化大的地段布置密一些（即距离短一些），反之则可适当长一些，如线路横断面在平坦地区，可取50m一个，山坡地区可取20m一个，遇到变化大的地段再加测断面。然后，实测每个横断面特征点的标高，量出各点之间的距离（如果测区已有比较精确的大比例尺地形图，也可在图上设置横断面，用比例尺直接量取距离，按等高线求算高程，方法简捷，就其精度来说，没有实测的高），按比例尺把每个横断面绘制到厘米方格纸上，并套上相应的设计断面，则自然地面和设计地面两轮廓线之间的部分，即是需要计算的施工部分。
具体计算步骤为：
（1）划分横断面。根据地形图（或直接测量）及竖向布置图，将要计算的场地划分横断面A-A′，B-B′，C-C′……划分原则为垂直等高线或垂直主要建筑物边长，横断面之间的间距可不等，地形变化复杂的间距宜小，反之宜大一些，但最大不宜大于100m。
（2）画截面图形。按比例画出每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。设计地面轮廓线之间的部分，即为填方和挖方的截面。
（3）计算横截面面积。按表2-2的面积计算公式，计算每个截面的填方或挖方截面积。
表2-2 常用横断面计算公式
（4）计算土方量。根据截面面积计算土方工程量。
式中 V——相邻两截面间的土方工程量（m3）；
F1、F2——相邻两截面的挖（填）方截面面积（m2）；
L——相邻截面间的间距（m）。
（5）按土方工程量汇总。在图2-2A—A′中，设桩号0+0.00的填方横断面面积为1.50m2，挖方横断面面积为2.90m2；B—B′中，桩号0+0.20的填方横断面面积为1.10m2，挖方横断面面积为1.10m2。若挖方横断面面积为5.45m2，两桩间的距离为20m（图2-2），则其挖填土方量各为：
图2-2 挖填方示意图
土方汇总见表2-3。
表2-3 土方量汇总表
11.如何计算人工挖土方增加工日？
人工挖土方深度超过1.5m时，按表2-4增加工日。
表2-4 人工挖土方超深增加工日表 （单位：工日/100m3）
人工挖土方要区分土壤类别，按照2m、3m、4m、5m、6m以内不同挖土深度，分别计算其工程量，并根据表2-4规定增加工日，分别选套相应的人工定额项目，当挖土深度超过6m时，按超挖部分的超挖量，每立方米增加垂直运输用工0.15工日；人工凿岩开挖时，执行相应的机械开挖定额，定额规定，挖土方均以Ⅰ～Ⅳ类土为准，按照土壤天然密实体积计算。
12.人工挖深土时如何计算其工程量？
人工挖土方合计工日是按1985年《全国统一劳动定额》为基础计算而来。劳动定额按1.5m内挖深编制，超过1.5m时，定额规定应增加工日如表2-4所列具体规定。制定预算定额时，取定的综合计算深度都要比1.5m深，这样预算定额与劳动定额之间就存在着一定的比值，这个比值称为挖深系数。
湖北省预算定额的挖深系数见表2-5。
表2-5 挖深系数计算表
13.如何计算管道沟挖土方工程量？
管道沟挖土方工程量计算公式：
V=（a+KH）HL
式中 V——管沟挖土方工程量（m3）；
a——管沟底宽度（m）；
K——放坡系数；
H——管沟挖土深度（m）；
L——管沟长度（m）。
14.按挖土方套用定额的情况有哪些？
凡具有下列情况之一者，都按挖土方套用定额：
（1）凡挖填土厚度在30cm以上的场地表面平整工程按挖土方计算。
（2）凡槽长不超过槽宽的三倍，并且底面积大于20m2的挖土方工程（若底面积不大于20m2就可能成为地坑）。
（3）槽长大于槽宽三倍，而槽宽在3m以上的挖土方工程（槽宽大于3m，底面积肯定大于20m2）。
15.土方工程的机械幅度差包括哪些内容？
（1）施工中作业区之间的转移及配备机械相互影响所损失的时间。
（2）临时停电、停水所发生的工作间歇。
（3）施工初期限于条件所造成的工效差和结尾时工程量不足所损失的时间。
（4）挖土机只能向一侧装车且无循环路线，挖土机必须等待汽车调车的间歇时间。
（5）汽车装土或卸土倒车距离过长所影响的时间。
（6）工程质量检查的影响。
16.如何计算取（余）土的工程量？
余土或取土工程量，可按下式计算：
余土外运体积=挖土总体积-回填土总体积
式中，计算结果为正值时，为余土外运体积；负值时，为需取土体积。
17.如何计算土方运距？
土方运距按下列规定计算：
（1）推土机推土运距：按挖方区重心至回填区重心之间的直线距离计算。
（2）铲运机运土运距：按挖方区重心至卸土区重心加转向距离45m计算。
（3）自卸汽车运土运距：按挖方区重心至填土区（或堆放地点）重心的最短距离计算。
18.在计算土方工程量前应确定哪些数据？
在计算土方工程量之前，应首先进行收集确定以下数据：
（1）土壤的类别。是普通土还是坚土。
（2）地下水位标高。所挖土方是干土还是湿土，二者所使用的定额标准不同，地下水位以上按干土计算，地下水位以下按湿土计算。
（3）挖运土的方法。是采用人工挖运土，还是人工挖土手推车运土，或是机械挖运土，以便套用相应定额。
（4）余土和缺土的运距。多余土外运和回填时缺少土方而由外取土来补充的运土距离是多少。
（5）挖土宽度：是否放坡或支挡板，是否需要留工作面，其值多大等。
上述数据可以通过勘测资料和施工组织设计获得。
2.1.2 石方工程
19.如何计算石方的工程量？
由于地质、地形的变化复杂，一般采用断面法，其步骤为：
（1）确定横断面。根据地形图及竖向布置情况，标定断面位置。断面间距可以有变，不必强求一致，高差大可以短一点，高差小可以适当长一点。峒库工程间距，一般为5m，若遇地质复杂，发生塌方等特殊情况，亦可缩短间距，增加断面。
（2）画断面图。根据自然地面和设计地面轮廓线，按比例绘制，并按断面图计算断面面积。峒库工程断面图，可按直接测成峒后的断面所得数据绘制。
（3）计算工程量。根据断面面积，按下列公式计算石方的工程量：
式中 V——相邻两截面间的石方工程量（m3）；
F1、F2——相邻两截面的截面面积（m2）；
L——相邻两截面的距离（m）。
（4）汇总工程量：把按公式算得的各个工程量相加，其总和就是各类岩石子目或某个单位工程子目。各个子目相加，其总和就是单位工程的工程量。
计算时宜把开挖断面面积和允许的超挖断面面积分开，也就是把其工程量分开计算，以适应施工管理和经济核算的要求。
竣工断面的测量和断面图绘制工作，一般都由本单位的测量部门负责，其竣工断面面积和工程量的计算也由测量部门进行。应该把设计工程量、允许超挖工程量与竣工实际工程量加以对比，来衡量施工队伍的施工管理水平，便于搞好经济核算、节约人力和材料消耗，多、快、好、省完成各项建设任务。
石方沟槽和基坑开挖工程量按图示尺寸另加允许超挖量以立方米计算。允许超挖量，按被开挖的坡面积乘以允许超挖厚度计算，允许超挖厚度：普通岩石为20cm，坚硬岩石为15cm，其工程量计算公式为：
V=H（b+2d）L
式中 d——允许超挖厚度；
b——沟槽设计宽度，不包括工作面的宽度。
20.石方爆破，若设计规定爆破有粒径要求时，如何处理？
石方爆破已综合了不同的开挖阶段高度、坡面开挖、改炮、找平因素，若设计规定爆破有粒径要求时，需增加的人工、材料和机械费用应按实际发生计算。
21.什么是沟槽凿石？如何套定额？
沟槽凿石指在设计0—0线以下，底宽小于7m的部位。其工程量系按设计尺寸另增允许超挖量后以立方米计算。允许超挖厚度一般规定：五、六类岩石为20cm，七、八类岩石为15cm。沟槽凿石根据岩石类别划分定额子目，依据设计文件中的有关地质钻探报告采用相应定额。
人工清理岩石系指在人工平基或挖槽坑的展开面上清理岩石，每100m2按50m3计算。
22.什么是基坑凿石？如何计算？
基坑凿石是指在设计0—0线以下，其上口面积小于20m2，其工程量的计算与沟槽工程量计算方法相同，亦另增允许超挖厚度。当基坑上口面积大于20m2，按沟槽底宽7m以内沟槽开挖定额执行。底宽大于7m时，按一般开挖定额执行。定额未包括石方开凿及爆破后的运输工作，其工程量应按施工组织设计另列项计算。
23.什么是炮眼法爆破？有哪些优缺点？
炮眼法松动岩石在石方工程中是较普遍的一种方法，其优缺点叙述如下：
（1）优点。不需复杂钻孔设备；施工操作简单，容易掌握；炸药消耗量少；飞石距离较近，岩石破碎均匀，便于控制开挖面的形状和尺寸，可在各种复杂条件下施工，在爆破作业中被广泛采用。
（2）缺点。爆破量较小，效率不高，钻孔工作量大。
24.爆破中所用电雷管与火雷管如何进行换算？
石方爆破定额是按电雷管导电起爆编制的，如采用火雷管爆破时，雷管应换算，数量不变。扣除定额中胶质导线，换为导火索，导火索长度按每个雷管2.12m计算。
25.石方爆破有哪些起爆方法？
石方爆破一般有四种起爆法：火花起爆法、传爆法、电力起爆法和导爆管起爆法。
26.岩石开凿有哪些方法？其工程量怎样计算？
岩石开凿，按开凿方法可分为明挖石方和暗挖石方。
（1）明挖石方
1）明挖石方分一般开挖、沟槽和基坑开挖按设计断面尺寸，另加允许超挖量，以立方米（m3）计算。
2）允许超挖量，按被开挖的坡面积乘以允许超挖厚度计算。允许超挖厚度：Ⅴ、Ⅵ类岩石为20cm；Ⅶ、Ⅷ类岩石为15cm，按被开挖的底面积乘以允许超挖厚度15cm计算。
3）凡是沟槽长度大于沟槽宽度三倍、沟槽底宽在3m以内者，按一般开挖计算。
4）凡基坑底面积在20m2以内者，按基坑计算；底面积在20m2以上者则按一般开挖；如发现裂带、滑波等，发生塌方超挖，其工程量另行计算。
（2）暗挖石方
1）暗挖也称为峒库开挖，分平洞全断面掘进，导坑及扩大掘进，正井、反井掘进，光面爆破，沟槽开挖等项目。按设计断面尺寸，另加允许超挖量，以立方米计算。
2）允许超挖量，侧墙为15cm，拱顶为20cm。对允许超挖量计取，现行一般有两种方法。一种方法是爆破、出渣等项目均应计算工程量；另一种方法是爆破项目不再计算工程量，其他如出渣、运输、被覆等项目仍应计取超挖工程量。
3）若遇裂层、断裂带等发生塌方超挖，其工程量应另行计算。
4）如爆破孔中出现渗水积水，影响工效及发生的材料增耗、措施费用等，另行计算。
27.什么是火花起爆法、电力起爆法？
火花起爆法是利用点燃的导火线的火花引爆雷管，并使起爆药卷爆炸，从而使药包爆炸。
火花起爆的器材有：火雷管、导火线和起爆药卷。如图2-3所示。
图2-3 火花起爆药卷
1—药卷 2—火雷管 3—导火索 4—细麻绳
电力起爆法是利用电雷管中的电力引火装置，使雷管中的起爆药爆炸，然后使药包爆炸。与火花起爆法比较，电力起爆法改善了工作条件，减少了危险性，增大了爆破范围与效果。大规模爆破及同时起爆较多炮眼时，多用电力起爆法，如图2-4所示。电力起爆器材有：电雷管、电线、电源、测量仪器。
图2-4 电力起爆装置
1—电源 2—主线 3—区域线 4—连接线 5—端线 6—电雷管 7—药包（药室）
28.什么是导爆索起爆法？导火索与导爆索有什么区别？
用导爆索爆炸时产生的能量来引爆药包的方法，称为导爆索起爆法。由于导爆索本身需要通过雷管起爆，因此，在爆破作业中，从装药、堵塞到连线等施工过程完成后，爆破之前才允许装上雷管起爆。从安全的角度考虑，它优于其他爆破方法，且操作简单，易于掌握，不怕雷电、杂电等影响。
导爆索与导火索的区别见表2-6。
表2-6 导火索与导爆索的区别
（续）
2.1.3 土石方运输与回填
29.土石方工程的特点及其要求有哪些？
（1）土石方工程面大量广，施工条件比较复杂。
（2）劳动强度大，多采用机械的施工方法。
（3）受地质、环境、地形、施工条件等因素影响较大。
（4）施工之前，必须确定场地的设计标高，计算挖方、填方工程量，拟定施工方案和各种应变措施，确保工程安全顺利进行。
30.编制土石方工程概预算的作用是什么？
土石方工程多为露天作业，种类繁多，成分复杂，受地区气候条件影响。工程地质水文变化多，对施工有较大影响。对一个大型建设项目的场地平整、房屋及设备基础、厂区道路及管线的土石方施工，面积往往可达数十平方公里，土方量多达数百立方米。因此，土石方工程在单位工程概预算中占有较重要的份额。而熟悉、掌握土石方工程预算定额的编制说明、计算规则对于正确使用定额，准确编制工程概预算，确定工程造价具有重要意义。
31.土石方工程基础定额包括哪些项目？
土石方工程基础定额的编制按人工挖土方、淤泥流沙，人工挖地槽、地坑，人工挖孔桩，冻土开挖，人工回填土，打夯，平整场地，人工土方运输，人工支挡土梗，人工凿石，人工打眼爆破石方，人工石方运输，机械打眼爆破石方的内容共设置定额项目118个。
32.人工挖孔桩在桩内垂直运输如何套用定额？
人工挖孔桩定额最大深度为12m，孔深度超过12m时则必须进行定额换算。换算原则：孔深度为12～16m，按12m的综合工日定额乘以系数1.3；孔深度为16～20m，按12m综合工日定额乘以系数1.5；同一孔内土壤类别不同时，按定额加权平均计算。
例如：人工挖孔桩，孔深15m，Ⅱ类土，综合工日换算为：17.25×1.3=22.43
又如：人工挖孔桩，孔深12m，其中4m为Ⅳ类土，6m为Ⅲ类土，2m为Ⅱ类土，则按定额加权取平均值为：（2×17.25+6×21.60+4×32.41）÷12=24.48
33.计算土石方工程量前应做好什么准备工作？
计算土石方工程量前，应确定下列各项资料：
（1）确定土壤及岩石的类别。土石方工程土壤及岩石类别的划分，依工程勘测资料与《土壤及岩石分类表》对照后确定（见土壤及岩石分类表）。
（2）确定地下水位标高及排（降）水方法。
（3）确定土方、沟槽、基坑挖（填）起止标高、施工方法及运距。
（4）确定岩石开凿、爆破方法，石渣清运方法及运距。
（5）确定其他有关资料。
34.在土石方工程中，施工方法和施工机械应如何选择？
实行新的建筑施工企业管理体制以后，施工方法和施工机械的选择不能仅限于本企业的现有资源，应当立足于全社会资源的优化配置，最大限度地降低工程建设费用。另外，还需要考虑城市的环境卫生、废弃物排放、噪声控制等管理规定。如施工组织设计无规定时，可按以下原则处理：如挖沟槽一般按人工开挖计价；挖土方一般按机械开挖计价；一般房屋建筑物基础土方，不宜按推土机、铲运机计价，可按机械式单斗挖掘机配合自卸汽车计价。土方运输：在城市（市区，县城）应考虑禁止抛洒的因素，不宜采用人力、双轮车、拖拉机等运输方式，宜按自卸汽车运输计价；若属于大型建（构）筑物运输在20m左右，可按人工运输计价；在工地场内运输土方，一般以双轮车为主，运输距度按50m考虑。若属于大型建筑物土方运输，也可采用机械翻斗等其他适当的运输方式，运距按单位工程平均运距确定。
35.如何计算回填土的工程量？
夯实填土和松填土方的工程量分别以立方米为计量单位。室外地槽、地坑回填土，按地槽、地坑挖土量减去地槽、地坑内设计室外地坪以下建（构）筑物被埋置部分所占体积，以公式表示即为：
V填=V挖-设计室外标高以下埋设的基础及垫层等体积
设计室外标高以下埋设的基础及垫层等体积，一般包括：基础垫层、墙基础、柱基础和管道基础等砌（浇）筑工程体积。回填土方示意图如图2-5所示。
图2-5 回填土方示意图
36.如何计算房心回填土的工程量？
房心回填土即室内回填土，室内回填土方工程量计算公式为：
室内回填土工程量=主墙间净面积×回填土厚度
式中主墙系指厚度在12cm以上的墙。主墙间净面积不扣除垛、柱及附墙烟囱所占面积；回填土厚度系指室内地坪与自然地坪的高差减地面垫层及面层厚度。