場(chǎng)地平整的計(jì)算

1、場(chǎng)地平整的土方量計(jì)算1 .場(chǎng)地平整高度的計(jì)算對(duì)較大面積的場(chǎng)地平整，正確地選擇場(chǎng)地平整高度（設(shè)計(jì)標(biāo)高），對(duì)節(jié)約工程投資、加快建設(shè)速度均具有重要意義。一般選擇原則是：在符合生產(chǎn)工藝和運(yùn) 輸?shù)臈l件下，盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；場(chǎng)地內(nèi)的挖方與填方量應(yīng)盡可能 達(dá)到互相平衡，以降低土方運(yùn)輸費(fèi)用；同時(shí)應(yīng)考慮最高洪水位的影響等。場(chǎng)地平整高度計(jì)算常用的方法為“挖填土方量平衡法”，因其概念直觀，計(jì) 算簡(jiǎn)便，精度能滿足工程要求，應(yīng)用最為廣泛，其計(jì)算步驟和方法如下：（1）計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高如圖6-2（a）,將地形圖劃分方格網(wǎng)（或利用地形圖的方格網(wǎng)），每個(gè)方格的 角點(diǎn)標(biāo)高，一般可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標(biāo)高， 用插

2、入法求得。當(dāng)無(wú)地形 圖時(shí)，亦可在現(xiàn)場(chǎng)打設(shè)木樁定好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測(cè)出。(b)圖6-2場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算簡(jiǎn)圖（a）地形圖上劃分方格；（b）設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖1-等高線；2-自然地坪；3-設(shè)計(jì)標(biāo)高平面；4-自然地面與設(shè)計(jì)標(biāo)高平面的交線（零線） 一般要求是，使場(chǎng)地內(nèi)的土方在平整前和平整后相等而達(dá)到挖方和填方量平 衡，如圖6-2 （b）。設(shè)達(dá)到挖填平衡的場(chǎng)地平整標(biāo)高為 Ho,則由挖填平衡條件, Ho值可由下式求得：、Hi 2、H23、H34 H44N(6-5)式中a方格網(wǎng)邊長(zhǎng)（m）；N方格網(wǎng)數(shù)（個(gè)）；HiiH22任一方格的四個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)高（m）;Hi一個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m）;H2二個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)

3、高（m）;H3三個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m）;H4四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m）（2 ）考慮設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整值上式計(jì)算的Ho,為一理論數(shù)值，實(shí)際尚需考慮：1）土的可松性；2）設(shè)計(jì)標(biāo)高 以下各種填方工程用土量，或設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的各種挖方工程量；3）邊坡填挖土方量不等；4）部分挖方就近棄土于場(chǎng)外，或部分填方就近從場(chǎng)外取土等因素。考慮 這些因素所引起的挖填土方量的變化后，適當(dāng)提高或降低設(shè)計(jì)標(biāo)高。（3）考慮排水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響式（6-5）計(jì)算的Ho未考慮場(chǎng)地的排水要求（即場(chǎng)地表面均處于同一個(gè)水平 面上），實(shí)際均應(yīng)有一定排水坡度。如場(chǎng)地面積較大，應(yīng)有 2%o以上排水坡度, 尚應(yīng)考慮排水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響。

4、故場(chǎng)地內(nèi)任一點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì) 標(biāo)高Ho （m）可由下式計(jì)算：?jiǎn)蜗蚺潘畷r(shí)Hn= Ho+1 i (6-6)雙向排水時(shí)H = Ho± lxix± lyiy (6-7)式中z該點(diǎn)至Ho的距離（m）;ix方向或y方向的排水坡度（不少于2%）；lx、ly該點(diǎn)于x-x、y-y方向距場(chǎng)地中心線的距離（m）;ix、iy分別為x方向和y方向的排水坡度；±該點(diǎn)比Ho高則取“ + ”號(hào)，反之取“”號(hào)。2 .場(chǎng)地平整土方工程量的計(jì)算在編制場(chǎng)地平整土方工程施工組織設(shè)計(jì)或施工方案、進(jìn)行土方的平衡調(diào)配以 及檢查驗(yàn)收土方工程時(shí)，常需要進(jìn)行土方工程量的計(jì)算。計(jì)算方法有方格網(wǎng)法和 橫斷面法兩種

5、。（1）方格網(wǎng)法用于地形較平緩或臺(tái)階寬度較大的地段。計(jì)算方法較為復(fù)雜，但精度較高， 其計(jì)算步驟和方法如下：1）劃分方格網(wǎng)根據(jù)已有地形圖（一般用1： 500的地形圖）將欲計(jì)算場(chǎng)地劃分成若干個(gè)方 格網(wǎng)，盡量與測(cè)量的縱、橫坐標(biāo)網(wǎng)對(duì)應(yīng)，方格一般采用20mx 20m或40mX40m, 將相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格點(diǎn)的右上角和右下角。將自然地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)地面標(biāo)高的差值，即各角點(diǎn)的施工高度（挖或填），填在方格網(wǎng)的左上角，挖方為（一），填方為（+ ）。2）計(jì)算零點(diǎn)位置在一個(gè)方格網(wǎng)內(nèi)同時(shí)有填方或挖方時(shí)，應(yīng)先算出方格網(wǎng)邊上的零點(diǎn)的位置， 并標(biāo)注于方格網(wǎng)上，連接零點(diǎn)即得填方區(qū)與挖方區(qū)的分界線（即零線）

6、。零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算（圖6-3）:Xihih1 h2h|h2(6-8)式中X1、X2 角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離（m）；h1、h2相鄰兩角點(diǎn)的施工高度（m），均用絕對(duì)值;a方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)（m）圖6-3零點(diǎn)位置計(jì)算示意圖X+Ai+0 3±0卄嚴(yán)。3-02仏25.1-r圖6-4零點(diǎn)位置圖解法為省略計(jì)算，亦可采用圖解法直接求出零點(diǎn)位置，如圖 6-4所示，方法是用 尺在各角上標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。這種方法可 避免計(jì)算（或查表）出現(xiàn)的錯(cuò)誤。3）計(jì)算土方工程量按方格網(wǎng)底面積圖形和表6-31所列體積計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方或填方量，或用查表法計(jì)算，有關(guān)計(jì)算用表見(jiàn)表6-31常用

7、方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式 表6-31ffi計(jì) 算 ££二點(diǎn)填片或挖方三點(diǎn)填方或挖方餌點(diǎn)填方或挖方正方旳X¥旦才龍底亍 £fcj + A j； * Aj)注：1.a 方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)（m）; b、c 零點(diǎn)到一角的邊長(zhǎng)（m）; h“ h2、h3、h4 方格 網(wǎng)四角點(diǎn)的施工高程（m）,用絕對(duì)值代入； 工h填方或挖方施工高程的總和（ m）,用 絕對(duì)值代入；V 挖方或填方體積（m3）。2本表公式是按各計(jì)算圖形底面積乘以平均施工高程而得出的。4）計(jì)算土方總量將挖方區(qū)（或填方區(qū)）所有方格計(jì)算土方量匯總，即得該場(chǎng)地挖方和填方的 總土方量。例6-1廠房場(chǎng)地平整，部分方格網(wǎng)如圖 6-5

8、所示，方格邊長(zhǎng)為20mX 20m, 試計(jì)算挖填總土方工程量。(a)方格角點(diǎn)標(biāo)高、方格編號(hào)、角點(diǎn)編號(hào)圖；(b)零線、角點(diǎn)挖、填高度圖(圖中I、II、山等為方格編號(hào)；1、2、3等為角點(diǎn)號(hào))解劃分方格網(wǎng)、標(biāo)注高程。根據(jù)圖6-5(a )方格各點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高，計(jì)算方格各點(diǎn)的施工高度，標(biāo)注于圖6-5 (b)中各點(diǎn)的左角上。 計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖6-5(b)中可看出12、27、38三條方格邊兩端角的施工咼度符號(hào)不同，表明此方格邊上有零點(diǎn)存在，由表6-31第2項(xiàng)公式:12 線 xi0.13 200.10 0.1311.30 (m)27 線 % = 0.13 20 = 4.81 (m)0.41+0.1

9、338 線 & 二 0.15 20 = 8.33 (m) 0.21+0.15將各零點(diǎn)標(biāo)注于圖6-5 (b),并將零點(diǎn)線連接起來(lái) 計(jì)算土方工程量 方格I底面為二角形和五角形，由表 6-31第1、3項(xiàng)公式：0 13三角形 200 土方量 V11.30 4.81 = 1.18 (m3)6210.10 0.52 0.41、五角形 16700 土方量 V = -(2011.30 4.81)()-253=-76.80 (m3)方格II底面為二個(gè)梯形，由表6-31第2項(xiàng)公式：20 3梯形 2300 土方量 V+=(4.81+ 8.33) (0.13+ 0.15)= 9.20 (m )820 3梯形

10、7800 土方量 V-= (15.19+ 11.67) (0.41 + 0.21)= -41.63 ( m3) 8方格III底面為一個(gè)梯形和一個(gè)三角形，由表 6-31第1、2項(xiàng)公式：20 3梯形 3400 土方量 V+=(8.33+ 20) (0.15+ 0.12)= 19.12 (m3)8三角形800 土方量V_ = - lr6TX-2QxO.21= -8.17 (mJ)u方格W、V. VI、W底面均為正方形，由表6弓1第4頊公式*正方形45910 土方耳v =2020 (0.12 + 0.20 + 0 + 023) 4= 55*0 (m3)正方形671112 土方量仁二 _駕20 (0,5

11、2 + 0*41+044 + 0.40)4=-147.0 (m3)正方形781213 土方量V_ = - 20 20 (0.41 + 0,21 + 0.40 + 0,62) 斗=-164.0 (n?)正方形891314 ±方量9n x on二 _ 乂(0,21 + 0 + 0.62 + 032=-115.0 (m3) 方格恥底面為二個(gè)三甫形，由表"31第1項(xiàng)公式;三角形91015 土方罐V+x20X20= 15.33 (n?)0三角形91415 土方量V-工-x 20 X2(J = -21.33 (m5)0 匯總?cè)客练焦こ塘咳客诜搅?工 V = 76.80 41.63

12、8.17 147 164 115- 21.33=573.93 (m3)全部填方量 工 V + = 1.18+ 9.20 + 19.12+ 55.0+ 15.33=99.83 (m3)（2 ）橫截面法橫截面法適用于地形起伏變化較大地區(qū)，或者地形狹長(zhǎng)、挖填深度較大又不 規(guī)則的地區(qū)采用，計(jì)算方法較為簡(jiǎn)單方便，但精度較低。其計(jì)算步驟和方法如下：1）劃分橫截面根據(jù)地形圖、豎向布置或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，將要計(jì)算的場(chǎng)地劃分橫截面AA、BB'、CC"（圖6-6），使截面盡量垂直于等高線或主要建筑物的邊長(zhǎng)，各截面間的間距可以不等，一般可用10m或20m,在平坦地區(qū)可用大些，但最大不大于100m。圖6-6

13、畫橫截面示意圖1-自然地面；2-設(shè)計(jì)地面2）畫橫截面圖形按比例繪制每個(gè)橫截面的自然地面和設(shè)計(jì)地面的輪廓線。自然地面輪廓線與設(shè)計(jì)地面輪廓線之間的面積，即為挖方或填方的截面。3）計(jì)算橫截面面積按表6-32橫截面面積計(jì)算公式，計(jì)算每個(gè)截面的挖方或填方截面面積。常用截?cái)嗝嬗?jì)算公式表6-32nh ih 2橫截面圖式載面積計(jì)算公式4）計(jì)算土方量根據(jù)橫截面面積按下式計(jì)算土方量:“Ai A2Vs （6-9）2式中V相鄰兩橫截面間的土方量（m3）;Ai、A2相鄰兩橫截面的挖（）（或填（ + ）的截面積（m2）; s相鄰兩橫截面的間距（m）。5）土方量匯總按表6-33格式匯總?cè)客练搅?。土方量匯總表表6-33截面

14、填方面積（m2）挖方面積（m2）截面間距（m）填方體積（m3）挖方體積（m3）A-A'B-B'C-C'合計(jì)3.邊坡土方量計(jì)算用于平整場(chǎng)地、修筑路基、路塹的邊坡挖、填土方量計(jì)算，常用圖算法。圖算法系根據(jù)地形圖和邊坡豎向布置圖或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，將要計(jì)算的邊坡劃分為兩種近似的幾何形體（圖6-7）, 一種為三角棱體（如體積、）;另一種為三角棱柱體（如體積），然后應(yīng)用表6-34幾何公式分別進(jìn)行土方計(jì)算，最 后將各塊匯總即得場(chǎng)地總挖土（）、填土（ + ）的量。圖6-7場(chǎng)地邊坡計(jì)算簡(jiǎn)圖常用邊坡三角棱體、棱柱體計(jì)算公式 表6-34項(xiàng)目計(jì)算公式符號(hào)意義邊坡三角陵體體積荻可按F式計(jì)算(捌如圖卜？

15、中的)V2內(nèi)、vs-邊坡、三角棱體體枳(卅”其申Fl2- 2“邊坡的邊長(zhǎng)(m);灼、J心計(jì)算方法同上刑一邊坡的端面積(m1);邊坡三角梭柱休體積匕可按下式計(jì)尊«*圖$7hi一熠點(diǎn)的挖土廟度(tn);中的)m：一邊坡的坡度系數(shù)；-UFi + FzvA邊坡三角梭桂怵體積(m3);叭-,打£A一邊坡的栓度(mh當(dāng)孵期戰(zhàn)戳面彌枳相龜很大時(shí)，則F” Fq邊坡兩端型中部的橫截面面跟JV4-y (Fi + 4F0 + F2)F、F打Fo計(jì)篇方袪同上例6-2場(chǎng)地整平工程，長(zhǎng)80m、寬60m, 土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，取挖方區(qū)邊坡 坡度為1: 1.25,填方邊坡坡度為1： 1.5,已知平面圖挖填分界

16、線尺寸及角點(diǎn)標(biāo) 高如圖6-8所示，試求邊坡挖、填土方量。圖6-8場(chǎng)地邊坡平面輪廓尺寸圖解先求邊坡角點(diǎn)14的挖、填方寬度:角點(diǎn)1填方寬度0.85X 1.50= 1.28 (m) 角點(diǎn)2挖方寬度1.54X 1.25= 1.93 (m)角點(diǎn)3挖方寬度0.40X 1.25= 0.50 (m)角點(diǎn)4填方寬度1.40X 1.50= 2.10 (m)按照?qǐng)龅厮膫€(gè)控制角點(diǎn)的邊坡寬度，利用作圖法可得出邊坡平面尺寸(如圖 6-8所示)，邊坡土方工程量，可劃分為三角棱體和三角棱柱體兩種類型，按表 6-34公式計(jì)算如下：(1)挖方區(qū)邊坡土方量Vt = jXL5X48.5= -24.03 (m3)聽(tīng)=寺八93；1.孤2

17、.4=(ra3)= y XL4X2.9= -1.44 (m3)V4 = + 05|x60=_47>58(QV5 =-XO.59= -0.02 (m3)V6 = x|-x 0.5=-0,02 (ma)V7 = -x°°-X22.6- -0.75 (m3)挖方區(qū)邊坡的土方量合計(jì)：3V 挖=(24.03+ 1.19+ 1.44+ 47.58+ 0.02+ 0.02+ 0.75)= 75.03 (m3)(2)填方區(qū)邊坡的土方量字嚴(yán) * X 2八;14 X 57.4 = 28口 (n?)V9 = X2,1E4X2.23 = E09 (n?)V10 = -x2ab4x2.28=E

18、12 (m3)匕產(chǎn)曰羋5 + 口8-嚴(yán)卜6”60.42 （n?）Vi2 = lx 1,2885 xl 4 = 0 25（m3）V3 = y xx i .22 = 0.22 （m3）Vm = Xx10,85x31 5 = 571（Q填方區(qū)邊坡的土方量合計(jì)：V 填=28.13+ 1.09+ 1.12+ 60.42+ 0.25+ 0.22+ 5.71 = + 96.94 （m?）4 土方的平衡與調(diào)配計(jì)算計(jì)算出土方的施工標(biāo)高、挖填區(qū)面積、挖填區(qū)土方量，并考慮各種變動(dòng)因素（如土的松散率、壓縮率、沉降量等）進(jìn)行調(diào)整后，應(yīng)對(duì)土方進(jìn)行綜合平衡與調(diào) 配。土方平衡調(diào)配工作是土方規(guī)劃設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的在于使

19、土方運(yùn)輸 量或土方運(yùn)輸成本為最低的條件下， 確定填、挖方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量， 從 而達(dá)到縮短工期和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。進(jìn)行土方平衡與調(diào)配，必須綜合考慮工程和現(xiàn)場(chǎng)情況、進(jìn)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調(diào)運(yùn)問(wèn)題， 經(jīng)過(guò)全面研究，確定平衡調(diào) 配的原則之后，才可著手進(jìn)行土方平衡與調(diào)配工作， 如劃分土方調(diào)配區(qū)，計(jì)算土 方的平均運(yùn)距、單位土方的運(yùn)價(jià)，確定土方的最優(yōu)調(diào)配方案。（1） 土方的平衡與調(diào)配原則1）挖方與填方基本達(dá)到平衡，減少重復(fù)倒運(yùn)。2）挖（填）方量與運(yùn)距的乘積之和盡可能為最小，即總土方運(yùn)輸量或運(yùn)輸費(fèi)用最小。3）好土應(yīng)用在回填密實(shí)度要求較高的地區(qū)，以避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。4

20、）取土或棄土應(yīng)盡量不占農(nóng)田或少占農(nóng)田，棄土盡可能有規(guī)劃地造田。5）分區(qū)調(diào)配應(yīng)與全場(chǎng)調(diào)配相協(xié)調(diào)，避免只顧局部平衡，任意挖填而破壞全局 平衡。6）調(diào)配應(yīng)與地下構(gòu)筑物的施工相結(jié)合，地下設(shè)施的填土，應(yīng)留土后填。7）選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸路線、施工順序，避免土方運(yùn)輸出現(xiàn)對(duì)流和亂 流現(xiàn)象，同時(shí)便于機(jī)具調(diào)配、機(jī)械化施工。（2） 土方平衡與調(diào)配的步驟及方法土方平衡與調(diào)配需編制相應(yīng)的土方調(diào)配圖，其步驟如下：1）劃分調(diào)配區(qū)。在平面圖上先劃出挖填區(qū)的分界線，并在挖方區(qū)和填方區(qū)適 當(dāng)劃出若干調(diào)配區(qū)，確定調(diào)配區(qū)的大小和位置。劃分時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 劃分應(yīng)與房屋和構(gòu)筑物的平面位置相協(xié)調(diào)，并考慮開(kāi)工順序、分期施工順 序；

21、 調(diào)配區(qū)大小應(yīng)滿足土方施工用主導(dǎo)機(jī)械的行駛操作尺寸要求； 調(diào)配區(qū)范圍應(yīng)和土方工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)。一般可由若干個(gè)方格組成一個(gè)調(diào)配區(qū)； 當(dāng)土方運(yùn)距較大或場(chǎng)地范圍內(nèi)土方調(diào)配不能達(dá)到平衡時(shí)，可考慮就近借土或棄土，此時(shí)一個(gè)借土區(qū)或一個(gè)棄土區(qū)可作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)配區(qū)。2）計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量并標(biāo)明在圖上。3）計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距，即挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)土方 重心的距離，取場(chǎng)地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，以一個(gè)角作為坐標(biāo)原點(diǎn)（圖 6-9），按下式求出各挖方或填方調(diào)配區(qū)土方重心坐標(biāo) X0及丫0:yXo(6-10)-弋（6-11）式中Xi、yii塊方格的重心坐標(biāo)；Vii塊方格的土方量。填

22、、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距L。為：Lo 二 （X0T - X0W ） ' （y0T -y0W）（ 6-12）式中xot、yoT填方區(qū)的重心坐標(biāo)；xow、yow挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。一般情況下，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的形心位置O以代替重心坐標(biāo)。重心求出后，標(biāo)于圖上，用比例尺量出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)輸距離（L11、L12、Ll3 ）。所有填挖方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距均需一一計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果列于土方平 衡與運(yùn)距表內(nèi)（表6-35）。土方平衡與運(yùn)距表表6-35X11' X12、X13調(diào)配土方量。當(dāng)填、挖方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠(yuǎn)，采用自行式鏟運(yùn)機(jī)或其他運(yùn)土工具沿現(xiàn) 場(chǎng)道路或規(guī)定路線運(yùn)土?xí)r，其運(yùn)距

23、應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。4）確定土方最優(yōu)調(diào)配方案。對(duì)于線性規(guī)劃中的運(yùn)輸間題，可以用“表上作業(yè)i-F法”來(lái)求解，使總土方運(yùn)輸量為最小值，即為最優(yōu)調(diào)配方上式中Lij 各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（m）;3xij各調(diào)配區(qū)的土方量（m ）。5）繪出土方調(diào)配圖。根據(jù)以上計(jì)算，標(biāo)出調(diào)配方向、土方數(shù)量及運(yùn)距（平均 運(yùn)距再加施工機(jī)械前進(jìn)、倒退和轉(zhuǎn)彎必需的最短長(zhǎng)度）。例6-3矩形廣場(chǎng)各調(diào)配區(qū)的土方量和相互之間的平均運(yùn)距如圖6-10所示,試求最優(yōu)土方調(diào)配方案和土方總運(yùn)輸量及總的平均運(yùn)距。解先將圖6-10中的數(shù)值標(biāo)注在填、挖方平衡及運(yùn)距表 6-36中005000604800500809070400600500O1兇X 110圖6-10各調(diào)配區(qū)的土方量和平均運(yùn)距填挖方平衡及運(yùn)距表表6-36B3挖方It5070LOO500r -7040903WA60no703