建筑施工技術-Construction Technology of Civil Engineering 任務二 土方工程量計算及土方調49課件講解

建筑施工技術ConstructionTechnologyofCivilEngineering任務二土方工程量計算及土方調配目錄CONTENTS一、場地平整計算二、土方量計算三、土方調配01場地平整計算1.場地平整建筑場地通常按照平面圖豎向設計要求，設置在一個高程或幾個不同高程的平面上。所以土方工程施工時，必須對建設場地進行平整。場地平整就是將高低不平的天然地面改造成我們所要求的設計的平坦地面。當場地對高程無特殊要求時，一般可以根據(jù)在平整前和平整后的土方量相等的原則來確定場地的設計高程，使挖土土方量和填土土方量基本一致，從而減少場地土方施工的工程量，使開挖出的土方得到合理的利用。2.確定場地設計標高時應考慮的因素場地平整土方量的計算，由場地設計平面的標高（H0）和天然地面的標高（H）之差，可以得到場地各點的填挖高度（hn），從而確定場地平整的挖土土方量和填土土方量。場地設計標高一般由設計單位確定，合理地確定場地設計標高，對減少土方量、節(jié)約土方運輸費用及加快建設速度都具有十分重要的經(jīng)濟意義。選擇設計標高時，需考慮以下因素：（1）滿足建筑規(guī)劃、生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊蟆＃?）盡量利用地形，以減小挖填土方量。（3）場地內(nèi)的挖方、填方盡量平衡且土方量最小（面積大、地形又復雜時例外）。（4）場內(nèi)要有一定的泄水坡度（i≥0.2%），以滿足排水的要求。（5）考慮最高洪水水位的要求。（6）滿足市政道路與規(guī)劃的要求。3.初步確定場地設計標高計算場地設計標高時，首先在場地的地形圖上根據(jù)要求的精度劃分邊長a為10~40m的方格網(wǎng)，如圖1-1（a）所示，然后標出各方格角點的自然標高。各角點的自然標高可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標高，用插入法求得；當無地形圖或場地地形起伏較大（用插入法誤差較大）時，可在地面用木樁打好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測出自然標高。圖1-1場地設計標高計算簡圖3.初步確定場地設計標高按照挖填方平衡的原則，如圖1-1（b）所示，場地設計標高（H0）即各個方格平均標高的平均值。可按下式計算:4.場地設計標高的調整（1）由于土的可松性，按H0進行施工，會使填土有剩余，為此需相應地提高設計標高，以達到土方量的實際平衡。（2）場地泄水坡度對角點設計標高的影響。（3）由于設計標高以上的各種填方工程（如場區(qū)上填筑路堤）需降低設計標高，或者由于設計標高以下的各種挖方工程（如挖河道、水池、基坑等）需提高設計標高。（4）根據(jù)經(jīng)濟比較的結果，將部分挖方就近棄于場外，或部分填方就近取于場外而引起挖、填土方量的變化后，需增減設計標高。（1）單向泄水以設計給定的場地中心線（與排水方向垂直的中心線）標高H0作為原始標高，場地內(nèi)任意點的設計標高則為式中

H0——場地內(nèi)設計確定的標高；

l——該點至場地中心線的距離；

i——場地泄水坡度（不小于2‰）。圖中H52點的設計標高為：

例：試計算H52點的設計標高為多少？公式中正負號的取值：計算角點在H0之上取“＋”，反之取“－”5.考慮泄水坡度對角點設計標高的影響根據(jù)場地泄水坡度的要求（單向泄水或雙向泄水），計算出場地內(nèi)各方格角點實際施工時所采用的設計標高。（2）雙向泄水設計給定的場地中心點標高H0作為原始標高，場地內(nèi)任意一點的設計標高為式中

lx、ly——該點對場地中心線x-x、y-y的距離：

ix、iy——x-x、y-y方向的泄水坡度。例：試計算H42點的設計標高為多少？圖中H42點的設計標高為：

公式中正負號的取值：計算角點在H0之上取“＋”，反之取“－”5.考慮泄水坡度對角點設計標高的影響根據(jù)場地泄水坡度的要求（單向泄水或雙向泄水），計算出場地內(nèi)各方格角點實際施工時所采用的設計標高。（1）劃分方格網(wǎng)根據(jù)已有地形圖（一般用1/500的地形圖），將地面劃分成若干個方格網(wǎng)，盡量與測量的縱、橫坐標網(wǎng)對應，方格一般采用20m×20m～40m×40m；邊長a=20m的方格網(wǎng)6.平整場地土方量計算大面積場地平整的土方量,通常采用方格網(wǎng)法計算。（2）在方格網(wǎng)上標注填挖高度求各方格角點的填挖高度hnhn=場地設計標高Hn－自然地面標高H

填挖高度hn

設計標高Hn

-0.72

42.52143.24角點編號自然地面標高H若hn為正值則該點為填方，

hn為負值則為挖方。（3）計算方格網(wǎng)的零點位置先求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“+”、“－”中的零點，將相鄰兩零點連接起來即為零線。①計算法：零點的位置按下式計算：式中：x1、x2——角點至零點的距離（m）

h1、h2——相鄰兩角點的施工高度（m），均用絕對值a——方格網(wǎng)的邊長（m）

（3）計算方格網(wǎng)的零點位置②圖解法為省略計算，亦可用圖解法直接求出零點位置。即用尺在各角點標出相應比例，用尺相接，與方格相交點即為零點位置。h1+0.30h2-0.20±0551010h7h8+0.7-0.10用尺量出h1＋0.3的刻度用尺量出h2－0.2的刻度兩點連線與方格的交點為零點用尺量出h8－0.1的刻度用尺量出h7＋0.7的刻度兩點連線與方格的交點為零點兩零點連線即為零線（4）計算方格網(wǎng)中各方格的土方量表2.3常用方格網(wǎng)計算公式項目圖

式計算公式一點填方或挖方（三角形）二點填方或挖方（梯形）三點填方或挖方（五角形）四點填方或挖方（正方形）“零線”求出，也就劃出了場地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計算各方格的挖、填土方量。式中：a--方格網(wǎng)的邊長（m）；b、c——零點到一角的邊長（m）；h1、h2、h3、h4——方格網(wǎng)四角點的填挖高度（m），用絕對值代入；

∑h——填方或挖方高度的總和（m），用絕對值代入；V--挖方或填方體積（m3）。7.邊坡土方量計算某一場地邊坡的平面示意如圖1-5所示。從圖中可以看出,邊坡的土方量可以劃分為兩種近似幾何形體來計算:一種為三角棱錐體（如圖體積1～3，5～11）；另一種為三角棱柱體（如圖體積4）

。①④8.場地總土方量計算計算場地總土方量時，先求出各方格的挖、填方土方量和場地周圍邊坡的挖、填方土方量，把挖、填方土方量分別加起來，就得到場地挖、填方的總土方量。場地平整土方計算過程計算設計標高H0考慮土的可松性計算標高H`0考慮泄水坡度計算標高Hn計算施工高度hn計算土方量02土方量計算（1）土方邊坡系數(shù)土方工程施工中,必須使基坑或基槽的土壁保持穩(wěn)定。為了防止塌方,保證施工安全,在基坑或基槽的開挖深度超過一定限度時,土壁應做成有一定斜度的邊坡,或者加臨時支撐以保證土壁的穩(wěn)定。1.土方邊坡邊坡的表示方法為1:m，即

式中m=b/h

，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當邊坡高度已知為h時，其邊坡寬度則等于mh。（2）土方邊坡形態(tài)土方邊坡大小應根據(jù)土質、開挖深度、開挖方法、施工工期、地下水水位、坡頂荷載及氣候條件等因素確定。邊坡可做成直線形、折線形或階梯形,如圖1-7所示。1.土方邊坡（3）不放坡的最小深度當?shù)刭|條件良好、土質均勻且地下水水位低于基坑或管溝底面高程時,挖方邊坡可挖成直壁而不加支撐,但深度不宜超過下列規(guī)定:1.土方邊坡密實、中密的砂土和碎石類土（充填物為砂土）——1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉質粘土——1.25m；硬塑、可塑的粘土和碎石類土（充填物為粘性土）——1.5m；堅硬的粘土——2m。挖方深度超過上述規(guī)定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體（由兩個平行的平面做底的一種多面體）體積公式計算。2.基坑土方量計算式中H——基坑深度（m）F1、F2——基坑上、下的底面積（m3）

F0——基坑中截面的面積（m3）基槽和路堤的土方量計算,可以沿長度方向分段后,按相同的方法計算各段的土方量,再將各段的土方量相加即得總土方量。即3.基槽土方量計算V1——第一段的土方量（m3）L1——第一段的長度（m）V1、V2、…Vn——各分段的土方量（m3）03土的調配1.土方調配基本原則土方調配，就是對挖土的利用、土方的堆棄和填土的取得這三者之間的關系進行綜合協(xié)調的處理。好的土方調配方案，應該是使土方運輸量或運輸費用達到最小，而且又能方便施工：（1）挖填方平衡和運輸量最小。（2）近期施工與后期利用相結合。（3）盡可能與大型地下建（構）筑物的施工相結合。（4）調配區(qū)大小的劃分應滿足主要土方施工機械工作面大小（如鏟運機鏟土長度）的要求，使土方機械和運輸車輛的效率能得到充分發(fā)揮?？傊M行土方調配時，必須根據(jù)現(xiàn)場的具體情況、有關技術資料、工期要求、土方機械與施工方法，結合上述原則予以綜合考慮，從而作出經(jīng)濟合理的調配方案。2.土方調配的方案與步驟（1）土方調配的方案1）做初始方案。用“最小元素法”求出初始調配方案。2）判別最優(yōu)方案。用“表上作業(yè)法”。3）方案調整。（2）土方調配的