實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件

土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。1.1.2土的工程性質(zhì)1.1.2.1土的含水量式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg；m干——烘干后土的質(zhì)量，kg；mW——土中水的質(zhì)量，kg；mS—固體顆粒的質(zhì)量，kg。

土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對(duì)土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響。(1.1)土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。1.1.1測(cè)定方法：先稱取原土樣質(zhì)量m，再將土樣放入烘箱（105℃）烘干。最佳含水量：在一定含水量的條件下，用同樣的夯實(shí)機(jī)具，可使回填土達(dá)到最大的密實(shí)度。測(cè)定方法：先稱取原土樣質(zhì)量m，再將土樣放入烘箱（105℃）烘2（1）土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計(jì)算：

1.1.2.2土的天然密度和干密度

式中ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的總質(zhì)量，kg；V—土的體積，m3。

(1.2)在土方運(yùn)輸中，汽車載重量折算體積時(shí)，采用天然密度。（1）土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它1.3（2）干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式表示：

式中ρd——土的干密度，kg/m3；mS——固體顆粒質(zhì)量，kg；V—土的體積，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實(shí)。土的密實(shí)程度主要通過(guò)檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來(lái)控制。

(1.3)（2）干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式式中41.1.2.3土的可松性系數(shù)

土的可松性：天然土經(jīng)開(kāi)挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示，即：式中KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；V1——土在天然狀態(tài)下的體積，m3；V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3；V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積，m3。(1.4)(1.5)1.1.2.3土的可松性系數(shù)土的可松性：天然土經(jīng)開(kāi)挖后，5例題有一填坑，其土方量為1000m3，使用斗容量3m3的汽車運(yùn)土，每車運(yùn)費(fèi)10元，請(qǐng)問(wèn)填滿夯實(shí)此坑需多少運(yùn)費(fèi)？（Ks＝1.25，Ks′＝1.1）解：V2＝Ks·V1＝Ks·V3/

Ks′＝1.25×1000/1.1＝1136.4m3W＝10×1136.4/3＝3788元例題有一填坑，其土方量為1000m3，使用斗容6土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)是計(jì)算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)，各類土的可松性系數(shù)見(jiàn)表1.1所示。

土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要71.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過(guò)的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時(shí)間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級(jí)配、密實(shí)程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。土的滲透系數(shù)見(jiàn)表1.2所示。

1.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過(guò)的性質(zhì)。8表1.2土的滲透系數(shù)參考表

土的名稱

滲透系數(shù)(m/d)土的名稱滲透系數(shù)(m/d)粘土

＜0.005中砂

5.00～20.00亞

粘

土

0.005～0.10均質(zhì)中砂

35～50輕亞粘土

0.10～0.50粗砂

20～50黃土

0.25～0.50圓

礫

石

50～100粉砂

0.50～1.00卵石

100～500細(xì)砂

1.00～5.00表1.2土的滲透系數(shù)參考表土的名稱滲透系數(shù)(m/d)91.2土方計(jì)算1.2.1基坑與基槽土方量計(jì)算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個(gè)平行的平面作底的一種多面體)體積公式計(jì)算(圖1.1)。即

式中H——基坑深度，m；A1、A2——基坑上、下底的面積，m2；A0

—基坑中截面的面積，m2。(1.6)1.2土方計(jì)算1.2.1基坑與基槽土方量計(jì)算10基槽土方量計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算(圖1.2)：

式中V1——第一段的土方量，m3；L1

—第一段的長(zhǎng)度，m。

將各段土方量相加即得總土方量：

(1.7)(1.8)基槽土方量計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算(圖1.2)：式中V1111.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算對(duì)于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場(chǎng)、車站等占地廣闊工程的平整場(chǎng)地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場(chǎng)地設(shè)計(jì)要求的平面。

場(chǎng)地挖填土方量計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計(jì)算的場(chǎng)地劃分成若干橫截面后，用橫截面計(jì)算公式逐段計(jì)算，最后將逐段計(jì)算結(jié)果匯總。橫截面法計(jì)算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對(duì)于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。

1.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算對(duì)于在地形起伏的山區(qū)、12斷面法在地形起伏變化較大的地區(qū)，或挖填深度較大，斷面又不規(guī)則的地區(qū)，采用斷面法比較方便。

方法：沿場(chǎng)地取若干個(gè)相互平行的斷面（可利用地形圖定出或?qū)嵉販y(cè)量定出），將所取的每個(gè)斷面（包括邊坡斷面），劃分為若干個(gè)三角形和梯形。斷面法在地形起伏變化較大的地區(qū)，或挖填深度較大，13

斷面面積求出后，即可計(jì)算土方體積，設(shè)各斷面面積分別為：F1、F2、……Fn。

相鄰兩斷面間的距離依次為：L1、L2、L3……Ln，則所求土方體積為：斷面面積求出后，即可計(jì)算土方體積，設(shè)各斷面面積分14方格網(wǎng)法計(jì)算場(chǎng)地平整土方量步驟為：(1)讀識(shí)方格網(wǎng)圖

方格網(wǎng)圖由設(shè)計(jì)單位(一般在1/500的地形圖上)將場(chǎng)地劃分為邊長(zhǎng)a＝10～40m的若干方格，與測(cè)量的縱橫坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，在各方格角點(diǎn)規(guī)定的位置上標(biāo)注角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高（H）和設(shè)計(jì)標(biāo)高（Hn），如圖1.3所示。方格網(wǎng)法計(jì)算場(chǎng)地平整土方量步驟為：15實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件16(2)計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度

施工高度為角點(diǎn)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計(jì)算：式中：hn——角點(diǎn)施工高度即填挖高度（以“+”為填，“-”為挖），m；n—方格的角點(diǎn)編號(hào)(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。

(1.9)(2)計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度式中：hn——角點(diǎn)施工高度17(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即為“零點(diǎn)”(圖1.4)。(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線18零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：

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(均用絕對(duì)值)，m；a—方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)，m。(1.10)零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：式中x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的19

確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是20(4)計(jì)算方格土方工程量按方格底面積圖形和表1.3所列計(jì)算公式，逐格計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方量或填方量。(5)邊坡土方量計(jì)算場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計(jì)算，一種為三角棱錐體(圖1.6中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中④)。

(4)計(jì)算方格土方工程量21表1.3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式

項(xiàng)目圖式計(jì)算公式一點(diǎn)填方或挖方(三角形)兩點(diǎn)填方或挖方(梯形)三點(diǎn)填方或挖方(五角形)四點(diǎn)填方或挖方(正方形)表1.3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式項(xiàng)目圖式計(jì)算22實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件23A三角棱錐體邊坡體積式中l(wèi)1——邊坡①的長(zhǎng)度；A1——邊坡①的端面積；h2——角點(diǎn)的挖土高度；m—邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。(1.11)A三角棱錐體邊坡體積式中l(wèi)1——邊坡①的長(zhǎng)度；24B三角棱柱體邊坡體積

兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中l(wèi)4——邊坡④的長(zhǎng)度；A1、A2、A0—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。

C計(jì)算土方總量將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計(jì)算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場(chǎng)地挖方和填方的總土方量。

(1.12)(1.13)B三角棱柱體邊坡體積兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊25【例1.1】某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長(zhǎng)為20m×20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計(jì)算挖方和填方的總土方量。

【例1.1】某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長(zhǎng)為20m26【解】

(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高，計(jì)算結(jié)果列于圖1.8中。由公式1.9得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高27實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件28(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號(hào)不同，說(shuō)明此方格邊上有零點(diǎn)存在。由公式1.10求得：1—5線x1=4.55(m)2—6線x1=13.10(m)6—7線x1=7.69(m)7—11線x1=8.89(m)11—12線x1=15.38(m)(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—29將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即得零線位置，如圖1.8。

(3)計(jì)算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形，土方量為：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面為兩個(gè)梯形，土方量為：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即得零線位30

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3)VⅥ(-)=5.70(m3)方格網(wǎng)總填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格網(wǎng)總挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：31(4)邊坡土方量計(jì)算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計(jì)算外，其余均按三角棱錐體計(jì)算，依式1.11、1.12可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)(4)邊坡土方量計(jì)算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計(jì)算外32實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件33V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)341.2.3土方調(diào)配

土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(jì)(土方規(guī)劃)中的一個(gè)重要內(nèi)容，在平整場(chǎng)地土方工程量計(jì)算完成后進(jìn)行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理?xiàng)l件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個(gè)調(diào)配區(qū)，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計(jì)算每對(duì)挖、填方區(qū)之間的平均運(yùn)距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本。

1.2.3土方調(diào)配土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(jì)35

土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運(yùn)距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。進(jìn)行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運(yùn)輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計(jì)算比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如圖1.10)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對(duì)挖填之間的平均運(yùn)距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場(chǎng)內(nèi)挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方。土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運(yùn)距最短的原36土方調(diào)配步驟與方法（1）劃分調(diào)配區(qū)

在場(chǎng)地平面土上先劃出挖、填方區(qū)的分界線（即零線），然后在挖、填方區(qū)適當(dāng)劃分處若干調(diào)配區(qū)。調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)與建筑物的平面位置及土方工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，通?？捎扇舾蓚€(gè)方格組成一個(gè)調(diào)配區(qū)。同時(shí)還應(yīng)滿足土方及運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)要求。（2）計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并標(biāo)明在調(diào)配圖上。如圖所示。土方調(diào)配步驟與方法（1）劃分調(diào)配區(qū)37實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件38（3）計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距

平均運(yùn)距是指挖方區(qū)與填方區(qū)之間的重心距離。取場(chǎng)地或方格網(wǎng)的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的重心位置。式中Vi——第i個(gè)方格的土方量；xi、yi——第i個(gè)方格的重心坐標(biāo)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可假定每個(gè)方格上的土方都是均勻分布的，從而用圖解法求出形心位置以代替重心位置。（3）計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距39求出各挖方區(qū)到各填方區(qū)的運(yùn)距及各區(qū)的土方量后，繪制出土方平衡－運(yùn)距表，如表1.4所示。表1.4土方平衡－運(yùn)距表注：表中小方格內(nèi)的數(shù)字為平均運(yùn)距，用表示，單位m。表示i挖方區(qū)調(diào)入j填方區(qū)的土方量(100m3)50：挖區(qū)W1到填區(qū)T1的平均運(yùn)距X11：挖區(qū)W1調(diào)配到填區(qū)T1的土方量∑=1900：假定挖填平衡，即挖方量＝填方量＝1900m3求出各挖方區(qū)到各填方區(qū)的運(yùn)距及各區(qū)的土方量后，繪40（4）確定土方調(diào)配的初始方案

以挖方區(qū)與填方區(qū)土方調(diào)配保持平衡為原則，制定出土方調(diào)配的初始方案（通常采用“最小元素法”制定）。初始調(diào)配方案

1、尋找平均運(yùn)距最小值2、平均運(yùn)距最小值：402、平均運(yùn)距最小值：403、確定調(diào)配土方值，使其盡可能的大。3、確定調(diào)配土方值，使其盡可能的大。4、再尋找其他平均運(yùn)距最小的方格，即50。5、同樣，再確定調(diào)配土方值，使其盡可能的大。（4）確定土方調(diào)配的初始方案初始調(diào)配方案1、尋找平均運(yùn)41（5）確定土方調(diào)配的最優(yōu)方案

以初始調(diào)配方案為基礎(chǔ)，采用表上作業(yè)法可以求出在保持挖、填平衡的條件下，使土方調(diào)配總運(yùn)距最小的最優(yōu)方案。

最優(yōu)方案的判別法：所有檢驗(yàn)數(shù)λij≥0，則初始方案即為最優(yōu)解。將初始方案中有調(diào)配數(shù)方格的平均運(yùn)距列出來(lái)，再根據(jù)這些數(shù)字的方格，按下式求解：Cij＝ui＋vj式中：Cij－本例中的平均運(yùn)距；ui、vj－位勢(shì)數(shù)。各空格的檢驗(yàn)數(shù)：λij＝Cij－ui－vj（5）確定土方調(diào)配的最優(yōu)方案42令u1＝0，則v1＝C11-u1＝50-0＝50u3＝C31-v1＝60-50＝10v2＝C32-u3＝110-10＝100v3＝C33-u3＝70-10＝60u2＝C22-v2＝40-100＝-60u4＝C43-v3＝40-60＝-20令u1＝0，則43依次求出各空格的檢驗(yàn)數(shù)。如：

λ21＝C21－u2－v1＝70－（－60）－50＝80但是：λ12＝C12－u1－v2＝70－0－100＝－30＜0故初始方案還不是最優(yōu)方案，需要進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。依次求出各空格的檢驗(yàn)數(shù)。如：44調(diào)整后的最優(yōu)方案調(diào)整后的最優(yōu)方案45（6）繪出土方調(diào)配圖經(jīng)土方調(diào)配最優(yōu)化求出最佳土方調(diào)配后，即可繪制土方調(diào)配圖以知道土方工程施工。如圖所示。（6）繪出土方調(diào)配圖經(jīng)土方調(diào)配最優(yōu)化求出最佳土方調(diào)配后46土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。1.1.2土的工程性質(zhì)1.1.2.1土的含水量式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg；m干——烘干后土的質(zhì)量，kg；mW——土中水的質(zhì)量，kg；mS—固體顆粒的質(zhì)量，kg。

土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對(duì)土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響。(1.1)土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。1.1.47測(cè)定方法：先稱取原土樣質(zhì)量m，再將土樣放入烘箱（105℃）烘干。最佳含水量：在一定含水量的條件下，用同樣的夯實(shí)機(jī)具，可使回填土達(dá)到最大的密實(shí)度。測(cè)定方法：先稱取原土樣質(zhì)量m，再將土樣放入烘箱（105℃）烘48（1）土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計(jì)算：

1.1.2.2土的天然密度和干密度

式中ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的總質(zhì)量，kg；V—土的體積，m3。

(1.2)在土方運(yùn)輸中，汽車載重量折算體積時(shí)，采用天然密度。（1）土的天然密度:在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它1.49（2）干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式表示：

式中ρd——土的干密度，kg/m3；mS——固體顆粒質(zhì)量，kg；V—土的體積，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實(shí)。土的密實(shí)程度主要通過(guò)檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來(lái)控制。

(1.3)（2）干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式式中501.1.2.3土的可松性系數(shù)

土的可松性：天然土經(jīng)開(kāi)挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示，即：式中KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；V1——土在天然狀態(tài)下的體積，m3；V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3；V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積，m3。(1.4)(1.5)1.1.2.3土的可松性系數(shù)土的可松性：天然土經(jīng)開(kāi)挖后，51例題有一填坑，其土方量為1000m3，使用斗容量3m3的汽車運(yùn)土，每車運(yùn)費(fèi)10元，請(qǐng)問(wèn)填滿夯實(shí)此坑需多少運(yùn)費(fèi)？（Ks＝1.25，Ks′＝1.1）解：V2＝Ks·V1＝Ks·V3/

Ks′＝1.25×1000/1.1＝1136.4m3W＝10×1136.4/3＝3788元例題有一填坑，其土方量為1000m3，使用斗容52土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)是計(jì)算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)，各類土的可松性系數(shù)見(jiàn)表1.1所示。

土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要531.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過(guò)的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時(shí)間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級(jí)配、密實(shí)程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。土的滲透系數(shù)見(jiàn)表1.2所示。

1.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過(guò)的性質(zhì)。54表1.2土的滲透系數(shù)參考表

土的名稱

滲透系數(shù)(m/d)土的名稱滲透系數(shù)(m/d)粘土

＜0.005中砂

5.00～20.00亞

粘

土

0.005～0.10均質(zhì)中砂

35～50輕亞粘土

0.10～0.50粗砂

20～50黃土

0.25～0.50圓

礫

石

50～100粉砂

0.50～1.00卵石

100～500細(xì)砂

1.00～5.00表1.2土的滲透系數(shù)參考表土的名稱滲透系數(shù)(m/d)551.2土方計(jì)算1.2.1基坑與基槽土方量計(jì)算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個(gè)平行的平面作底的一種多面體)體積公式計(jì)算(圖1.1)。即

式中H——基坑深度，m；A1、A2——基坑上、下底的面積，m2；A0

—基坑中截面的面積，m2。(1.6)1.2土方計(jì)算1.2.1基坑與基槽土方量計(jì)算56基槽土方量計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算(圖1.2)：

式中V1——第一段的土方量，m3；L1

—第一段的長(zhǎng)度，m。

將各段土方量相加即得總土方量：

(1.7)(1.8)基槽土方量計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算(圖1.2)：式中V1571.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算對(duì)于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場(chǎng)、車站等占地廣闊工程的平整場(chǎng)地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場(chǎng)地設(shè)計(jì)要求的平面。

場(chǎng)地挖填土方量計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計(jì)算的場(chǎng)地劃分成若干橫截面后，用橫截面計(jì)算公式逐段計(jì)算，最后將逐段計(jì)算結(jié)果匯總。橫截面法計(jì)算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對(duì)于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。

1.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算對(duì)于在地形起伏的山區(qū)、58斷面法在地形起伏變化較大的地區(qū)，或挖填深度較大，斷面又不規(guī)則的地區(qū)，采用斷面法比較方便。

方法：沿場(chǎng)地取若干個(gè)相互平行的斷面（可利用地形圖定出或?qū)嵉販y(cè)量定出），將所取的每個(gè)斷面（包括邊坡斷面），劃分為若干個(gè)三角形和梯形。斷面法在地形起伏變化較大的地區(qū)，或挖填深度較大，59

斷面面積求出后，即可計(jì)算土方體積，設(shè)各斷面面積分別為：F1、F2、……Fn。

相鄰兩斷面間的距離依次為：L1、L2、L3……Ln，則所求土方體積為：斷面面積求出后，即可計(jì)算土方體積，設(shè)各斷面面積分60方格網(wǎng)法計(jì)算場(chǎng)地平整土方量步驟為：(1)讀識(shí)方格網(wǎng)圖

方格網(wǎng)圖由設(shè)計(jì)單位(一般在1/500的地形圖上)將場(chǎng)地劃分為邊長(zhǎng)a＝10～40m的若干方格，與測(cè)量的縱橫坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，在各方格角點(diǎn)規(guī)定的位置上標(biāo)注角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高（H）和設(shè)計(jì)標(biāo)高（Hn），如圖1.3所示。方格網(wǎng)法計(jì)算場(chǎng)地平整土方量步驟為：61實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件62(2)計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度

施工高度為角點(diǎn)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計(jì)算：式中：hn——角點(diǎn)施工高度即填挖高度（以“+”為填，“-”為挖），m；n—方格的角點(diǎn)編號(hào)(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。

(1.9)(2)計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度式中：hn——角點(diǎn)施工高度63(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即為“零點(diǎn)”(圖1.4)。(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線64零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：

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(均用絕對(duì)值)，m；a—方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)，m。(1.10)零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：式中x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的65

確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是66(4)計(jì)算方格土方工程量按方格底面積圖形和表1.3所列計(jì)算公式，逐格計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方量或填方量。(5)邊坡土方量計(jì)算場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計(jì)算，一種為三角棱錐體(圖1.6中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中④)。

(4)計(jì)算方格土方工程量67表1.3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式

項(xiàng)目圖式計(jì)算公式一點(diǎn)填方或挖方(三角形)兩點(diǎn)填方或挖方(梯形)三點(diǎn)填方或挖方(五角形)四點(diǎn)填方或挖方(正方形)表1.3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式項(xiàng)目圖式計(jì)算68實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件69A三角棱錐體邊坡體積式中l(wèi)1——邊坡①的長(zhǎng)度；A1——邊坡①的端面積；h2——角點(diǎn)的挖土高度；m—邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。(1.11)A三角棱錐體邊坡體積式中l(wèi)1——邊坡①的長(zhǎng)度；70B三角棱柱體邊坡體積

兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中l(wèi)4——邊坡④的長(zhǎng)度；A1、A2、A0—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。

C計(jì)算土方總量將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計(jì)算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場(chǎng)地挖方和填方的總土方量。

(1.12)(1.13)B三角棱柱體邊坡體積兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊71【例1.1】某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長(zhǎng)為20m×20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計(jì)算挖方和填方的總土方量。

【例1.1】某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長(zhǎng)為20m72【解】

(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高，計(jì)算結(jié)果列于圖1.8中。由公式1.9得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06【解】(1)根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高73實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件74(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號(hào)不同，說(shuō)明此方格邊上有零點(diǎn)存在。由公式1.10求得：1—5線x1=4.55(m)2—6線x1=13.10(m)6—7線x1=7.69(m)7—11線x1=8.89(m)11—12線x1=15.38(m)(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—75將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即得零線位置，如圖1.8。

(3)計(jì)算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形，土方量為：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面為兩個(gè)梯形，土方量為：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即得零線位76

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3)VⅥ(-)=5.70(m3)方格網(wǎng)總填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格網(wǎng)總挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：77(4)邊坡土方量計(jì)算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計(jì)算外，其余均按三角棱錐體計(jì)算，依式1.11、1.12可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)(4)邊坡土方量計(jì)算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計(jì)算外78實(shí)訓(xùn)：土方工程量計(jì)算教材課件79V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)801.2.3土方調(diào)配

土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(jì)(土方規(guī)劃)中的一個(gè)重要內(nèi)容，在平整場(chǎng)地土方工程量計(jì)算完成后進(jìn)行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理?xiàng)l件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個(gè)調(diào)配區(qū)，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計(jì)算每對(duì)挖、填方區(qū)之間的平均運(yùn)距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本。

1.2.3土方調(diào)配土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(jì)81

土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運(yùn)距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。進(jìn)行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運(yùn)輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計(jì)算比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如圖1.10)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對(duì)挖填之間的平均運(yùn)距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場(chǎng)內(nèi)挖方、填方平衡。W為挖方，