土石方工程課件

§第二章土石方工程(目錄)§內(nèi)容.重點(diǎn).學(xué)習(xí)要求2§2—1概述4§2—2土石方工程量的計(jì)算28§2—3土石方工程的機(jī)械化施工140§2—4土方填筑與壓實(shí)176§2—5深基坑施工206§2－6爆破工程314§2—7地基局部處理360§2—8質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù)370§本章小結(jié)377§第二章的單元測(cè)試題379§第二章單元測(cè)試答案388§第二章作業(yè)405§第二章作業(yè)答案412§結(jié)束4271/5/20231§第二章土石方工程(目錄)§內(nèi)容.重點(diǎn).學(xué)習(xí)要求212/28第二章土方工程主要內(nèi)容：土的分類及工程性質(zhì)、土方量計(jì)算、施工輔助工作、土方機(jī)械化施工及土方工程質(zhì)量驗(yàn)收；學(xué)習(xí)重點(diǎn)：土的工程性質(zhì)及其對(duì)施工的影響，土壁支護(hù)與邊坡，以及降低地下水位的方法。1/5/20232第二章土方工程主要內(nèi)容：土的分類及工程性質(zhì)、土方量計(jì)算、施學(xué)習(xí)要求:了解土的分類和現(xiàn)場(chǎng)鑒別土的種類；掌握基坑(槽)、場(chǎng)地平整土石方工程量的計(jì)算方法；了解土壁塌方和發(fā)生流砂現(xiàn)象的原因及防止方法；熟悉常用土方施工機(jī)械的特點(diǎn)、性能、適用范圍及提高生產(chǎn)率的方法；掌握回填土施工方法及質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。1/5/20233學(xué)習(xí)要求:12/28/20223§2—1概述(目錄)

一、土石方工程的種類和特點(diǎn)二、土方的分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法三、土的基本工程性質(zhì)1/5/20234§2—1概述(目錄)

一、土石方工程的種類和特點(diǎn)12/2§2—1概述

一、土石方工程的種類和特點(diǎn)（一）、土石方工程的種類土石方工程是建筑施工中的主要工程之一，它包括：土石方的開挖、運(yùn)輸、填筑與棄土、平整與壓實(shí)等主要過程，以及場(chǎng)地清理、測(cè)量放線、施工排水、降水和土壁支護(hù)等準(zhǔn)備工作。1/5/20235§2—1概述

一、土石方工程的種類和特點(diǎn)12/28/20§2—1概述

1.場(chǎng)地平整（300mm以內(nèi)的挖填和找平）

這是將天然地面改造成所要求的設(shè)計(jì)平面時(shí)所進(jìn)行的土石方施工的全過程。具有工程量大、勞動(dòng)繁重、施工條件復(fù)雜、工期長等特點(diǎn)。受地質(zhì)、水文、氣候等影響，難以確定的因素多，組織施工前應(yīng)詳細(xì)分析、校對(duì)各項(xiàng)技術(shù)資料。1/5/20236§2—1概述

1.場(chǎng)地平整（300mm以內(nèi)的挖填和找平）§2—1概述2.基坑（基槽）及管溝的開挖

挖基坑（底面積在20m2以內(nèi)，且底長為底寬3倍以內(nèi)者）

挖基槽（寬度在3m以內(nèi)，且長度等于或大于寬度3倍者）

特點(diǎn)是：要求開挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確；土方量少；受氣候影響大。因此，施工前必須作好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，制定合理的施工方案，以達(dá)到減輕勞動(dòng)量、加快進(jìn)度、節(jié)約費(fèi)用的目的。1/5/20237§2—1概述2.基坑（基槽）及管溝的開挖12/28/2§2—1概述

3.地下工程大型土石方工程的開挖挖土方（除上述三者或山坡挖土）

人防工程、大型建筑物的地下室、深基礎(chǔ)施工等大型土方的開挖。涉及到降低地下水、邊坡穩(wěn)定與支護(hù)、地面沉降與位移、臨近建筑物的安全與防護(hù)等問題。因此，在開挖以前應(yīng)詳細(xì)研究各項(xiàng)技術(shù)資料，進(jìn)行專門的施工設(shè)計(jì)和評(píng)審。1/5/20238§2—1概述

3.地下工程大型土石方工程的開挖12/2§2—1概述4.土石方填筑土方回填（松填、夯填）土石方填筑是對(duì)低洼處用土石方分層填平。一般有兩種情況：大型土石方填筑和小型場(chǎng)地、基坑、基槽、管溝的回填。前者一般與場(chǎng)地平整施工同時(shí)進(jìn)行，交叉施工；后者除小型場(chǎng)地回填外，一般在地下工程施工完畢再進(jìn)行?；靥顣r(shí)要分層填筑，且土質(zhì)要好。1/5/20239§2—1概述4.土石方填筑12/28/20229§2—1概述

（二）、土石方工程的特點(diǎn)

工程量大；施工條件復(fù)雜；受水文、地質(zhì)、氣候影響大；不確定因素多。需周密進(jìn)行組織安排，以便經(jīng)濟(jì)、快速地完成施工，為后續(xù)工作創(chuàng)造條件。對(duì)策：采用機(jī)械化施工

做好施工組織設(shè)計(jì)1/5/202310§2—1概述

（二）、土石方工程的特點(diǎn)12/28/202§2—1概述

二、土方的分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土方的分類方法很多，作為建筑物地基的土石可分為：巖土、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土（淤泥、黃土、人工填土）在建筑施工中，是根據(jù)土的開挖難易程度，將土分為八類：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特殊石。前四類屬一般土，后四類屬巖石。具體鑒別方法見下表。1/5/202311§2—1概述

二、土方的分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法12/28/2按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工；堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工；次堅(jiān)石、堅(jiān)石和特堅(jiān)硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法見表1.1所示。

§2—1概述土的分類與鑒別

1/5/202312按土開挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、表1.1土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s一類土(松軟土)砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用鍬、鋤頭挖掘

二類土(普通土)亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土

1.14～1.281.02～1.05用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松

三類土(堅(jiān)土)軟及中等密實(shí)粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實(shí)的填筑土

1.24～1.301.04～1.07要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍

四類土(砂礫堅(jiān)土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實(shí)的黃土，天然級(jí)配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石

1.26～1.321.06～1.09整個(gè)用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘

1/5/202313表1.1土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土的分類土的土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s五類土(軟石)硬石炭紀(jì)粘土，中等密實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖

1.30～1.451.10～1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)泥巖，砂巖，礫巖，堅(jiān)實(shí)的頁巖，泥灰?guī)r，密實(shí)的石灰?guī)r，風(fēng)化花崗巖，片麻巖1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖,部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中粒花崗巖，堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖

八類土(特堅(jiān)硬石))安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖1.45～1.501.20～1.30用爆破方法開挖1/5/202314土的分類土的名稱可松性系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法K三、土的基本工程性質(zhì)土的天然密度（土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量）土的干密度

（土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值）土的天然含水量（土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率）土的孔隙比（土的孔隙體積與土的固體體積的比值）土的孔隙率（土的孔隙體積與總體積之比的百分率）土的可松性（天然土經(jīng)開挖后，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－－可松性系數(shù)Ks、K/s）土的透水性（水流通過土中孔隙的難易程度）§2—1概述1/5/202315三、土的基本工程性質(zhì)§2—1概述12/28/202215§2—1概述三、土的基本工程性質(zhì)1.土的天然密度

土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。單位是（g/cm3，t/m3）。一般粘性土的密度為1.8～2.0，砂土的天然密度為1.6～2.0。天然密度的計(jì)算公式為：式中：m——土的總質(zhì)量V——土的天然體積1/5/202316§2—1概述三、土的基本工程性質(zhì)12/28/202216§2—1概述2.土的干密度（見下頁表）單位天然體積中土的固體顆粒的質(zhì)量。單位是（g/cm3，t/m3）。計(jì)算式為

土的干密度越大，表示土越密實(shí)。工程上常把土的干密度作為評(píng)定土體密實(shí)程度的標(biāo)準(zhǔn)，以控制填土工程的質(zhì)量。1/5/202317§2—1概述12/28/202217§2—1概述圖片1/5/202318§2—1概述圖片12/28/202218§2—1概述3.土的可松性天然土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍不能恢復(fù)原來的體積，這種性質(zhì)稱為土的可松性，用可松性系數(shù)來表示，最初可松性系數(shù)：最終可松性系數(shù)：可松性系數(shù)為填方的調(diào)配、計(jì)算填方運(yùn)輸量、填方量和運(yùn)輸工具等都有影響，各類土的可松性系數(shù)見下頁表。1/5/202319§2—1概述3.土的可松性12/28/202219表1.1土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s一類土(松軟土)砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用鍬、鋤頭挖掘

二類土(普通土)亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土

1.14～1.281.02～1.05用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松

三類土(堅(jiān)土)軟及中等密實(shí)粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實(shí)的填筑土

1.24～1.301.04～1.07要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍

四類土(砂礫堅(jiān)土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實(shí)的黃土，天然級(jí)配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石

1.26～1.321.06～1.09整個(gè)用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘

1/5/202320表1.1土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土的分類土的土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s五類土(軟石)硬石炭紀(jì)粘土，中等密實(shí)的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖

1.30～1.451.10～1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)泥巖，砂巖，礫巖，堅(jiān)實(shí)的頁巖，泥灰?guī)r，密實(shí)的石灰?guī)r，風(fēng)化花崗巖，片麻巖1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖,部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖

八類土(特堅(jiān)硬石))安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖1.45～1.501.20～1.30用爆破方法開挖1/5/202321土的分類土的名稱可松性系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法K§2—1概述

4.土的透水性土的透水性是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水的流動(dòng)以及在土中的滲透速度都與土的透水性有關(guān)。在計(jì)算地下水源的水量時(shí)，也涉及到水的透水性指標(biāo)。地下水在土中的滲流速度一般可用達(dá)西定律來計(jì)算：式中I——水力坡度，，即兩點(diǎn)的水頭差與其水平距離之比K——土的滲透系數(shù)（m/d），見下表：1/5/202322§2—1概述

4.土的透水性12/28/202222滲透系數(shù)

材料的滲透系數(shù)可通過下式計(jì)算:式中K—滲透系數(shù),（cm/h）;

Q—滲水量，（cm3）

A—滲水面積,（cm2）

H— 材料兩側(cè)的水壓差，（cm）

d—試件厚度（cm）

t—滲水時(shí)間（h）

材料的滲透系數(shù)越小，說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。1/5/202323滲透系數(shù)

材料的滲透系數(shù)可通過下式計(jì)算:式中12/28/20§2—1概述

土的種類K土的種類K黏土、亞黏土＜0.1含黏土的中砂及純細(xì)砂20－25亞砂土0.1－0.5含黏土的細(xì)砂及純中砂35－50含黏土的粉砂0.5－1.0純粗砂50－75純粉砂1.5－5.0粗砂及卵石50－100含黏土的細(xì)砂10－15卵石100－200K值的大小反映土透水性的強(qiáng)弱，K值可以通過室內(nèi)滲透實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)抽水實(shí)驗(yàn)確定。1/5/202324§2—1概述 土的種類K土的種類K黏土、亞黏土＜0.1§2—1概述5.土的含水量指土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示。即：一般土的干濕程度用含水量來表示。以的大小將土分為三類如—干土——5％——潮濕土——30％——濕土———→（）越大，土就越濕，對(duì)施工就越不利。含水量對(duì)挖土的難易、施工時(shí)的放坡、回土的夯實(shí)等都有影響。最佳含水量——在一定含水量條件下，用同樣的夯實(shí)機(jī)具，可使回填土達(dá)到最大的密實(shí)度時(shí)的含水量。土的最佳含水量見下頁表。1/5/202325§2—1概述5.土的含水量12/28/202225§2—1概述圖片1/5/202326§2—1概述圖片12/28/202226§2—1概述6.土的密實(shí)度（壓實(shí)系數(shù)）

通常用密實(shí)度表示土的緊密程度。同類土在不同狀態(tài)下，其緊密程度也不同。工程中用壓實(shí)系數(shù)來反映土的相對(duì)緊密程度：

式中——土的實(shí)際干密度

——土的最大干密度土的實(shí)際干密度可用“環(huán)刀法”測(cè)定。先用環(huán)刀取樣，烘干后測(cè)出土的天然密度，并測(cè)出含水量，用下式計(jì)算實(shí)際干密度：土的最大干密度則用擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)定。1/5/202327§2—1概述6.土的密實(shí)度（壓實(shí)系數(shù)）12/28/20§2－2土石方工程量的計(jì)算(目錄)一、基坑、基槽土方量的計(jì)算30[例2.2.1]36二、場(chǎng)地平整土石方工程量的計(jì)算41(一)、方格網(wǎng)法44（二）、邊坡土方量的計(jì)算79（三）、斷面法83【例2.2.2】:86【例2.2.3】:95三、土方調(diào)配104（一）、土方調(diào)配原則107（二）、土方調(diào)配區(qū)的劃分、平距運(yùn)距和土方施工單價(jià)的確定108（三）、用“線性規(guī)劃”方法進(jìn)行土方調(diào)配115四、施工準(zhǔn)備1381/5/202328§2－2土石方工程量的計(jì)算(目錄)一、基坑、基槽土方量的計(jì)§2－2土石方工程量的計(jì)算

土石方施工之前，必須計(jì)算土石方的工程量。但各種土石方工程的外形幾乎都不規(guī)則，要精確計(jì)算是不可能的，我們只能將其假設(shè)或劃分為一定的幾何形狀，采用有一定精度且和實(shí)際情況近似的方法來計(jì)算。1/5/202329§2－2土石方工程量的計(jì)算土石方施工之前§2－2土石方工程量的計(jì)算一、基坑、基槽土方量的計(jì)算1.基坑(見下頁圖)土方量的計(jì)算按幾何體中的擬柱體用下式計(jì)算：1/5/202330§2－2土石方工程量的計(jì)算一、基坑、基槽土方量的計(jì)算12/2§2－2土石方工程量的計(jì)算基坑示意圖：1/5/202331§2－2土石方工程量的計(jì)算基坑示意圖：12/28/20223§2－2土石方工程量的計(jì)算一、基坑、基槽土方量的計(jì)算2.基槽或路堤(見下頁圖)土方量的計(jì)算沿長度方向分段，用同樣的方法計(jì)算：

將各段的方量相加，即得總方量：1/5/202332§2－2土石方工程量的計(jì)算一、基坑、基槽土方量的計(jì)算12/2§2－2土石方工程量的計(jì)算基槽示意圖：1/5/202333§2－2土石方工程量的計(jì)算基槽示意圖：12/28/20223§2－2土石方工程量的計(jì)算3.補(bǔ)講一點(diǎn)：坡度和坡度系數(shù)假設(shè)有一個(gè)土坡(見下頁圖)，垂直高度為H，水平寬度為B，那么它的坡度即為：這個(gè)式子中的m即為坡度系數(shù)，坡度和坡度系數(shù)是一隊(duì)倒數(shù)。1/5/202334§2－2土石方工程量的計(jì)算3.補(bǔ)講一點(diǎn)：坡度和坡度系數(shù)12/土方邊坡的坡度土方邊坡的坡度系數(shù)1/5/202335土方邊坡的坡度12/28/202235§2－2土石方工程量的計(jì)算[例2.2.1]典型示例分析：某工程基礎(chǔ)（地下室）外圍尺寸35m×20m，埋深4.5m，為滿足施工要求，基坑底面尺寸在基礎(chǔ)外每側(cè)留0.6m寬的工作面?；娱L邊按1：0.5放坡，短邊的放坡系數(shù)為0.33。已知土的可松性系數(shù)Ks＝1.25，Ks/＝1.05。試計(jì)算：1/5/202336§2－2土石方工程量的計(jì)算[例2.2.1]典型示例分析：12§2－2土石方工程量的計(jì)算（1）.基坑開挖土方量；（2）.現(xiàn)場(chǎng)留做回填土的土方量；（3）.如現(xiàn)場(chǎng)多余的土用6m3的自卸車外運(yùn)，應(yīng)安排多少車次。分析：本題要求掌握土的可松性、坡度系數(shù)和基坑土方量的計(jì)算。1/5/202337§2－2土石方工程量的計(jì)算（1）.基坑開挖土方量；12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算解：（1）計(jì)算基坑開挖土方量，該土方量指開挖前天然狀態(tài)的土方量，按擬柱體公式計(jì)算：V＝h/6（A1＋4A0＋……＋A2），計(jì)算時(shí)考慮基礎(chǔ)外側(cè)工作面。基坑底面積為：A1＝（35＋0.6×2）·（20＋0.6×2)＝36.2×21.2＝767.44（m2）基坑頂面積為：A2＝（36.2＋0.33×4.5×2）·（21.2＋0.5×4.5×2）＝1006.67（m2）中截面積為：A0＝【36.2＋0.33×（4.5/2）×2】·【21.2＋0.5×（4.5/2）×2】＝883.71（m2）所以V＝4.6/6x（767.44＋4×883.71＋1006.67）＝3981.71（m3）1/5/202338§2－2土石方工程量的計(jì)算解：（1）計(jì)算基坑開挖土方量，該土§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）.計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)留做回填土的土方量，該方量指松散狀態(tài)下的土方量V2?；踊靥铙w積＝基坑體積－基礎(chǔ)在基坑內(nèi)的體積＝3981.71－（35×20×4.5）＝831.71（m3），該體積即是需要用土回填壓實(shí)的，故應(yīng)該看成壓實(shí)狀態(tài)體積V3，即已知V3求V2。由Ks＝V2/V1可得到V2＝Ks·V1①同理Ks/＝V3/V1可得到V1＝V3/Ks/②將②式代入①式有1/5/202339§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）.計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)留做回填土的土方量§2－2土石方工程量的計(jì)算（3）.計(jì)算車次，首先需要計(jì)算多余的外運(yùn)土方量V/2V/2＝V×Ks－V2＝3981.71×1.25－990.13＝3987（m3）所以，應(yīng)安排的車次為：3987÷6≈665（車次）1/5/202340§2－2土石方工程量的計(jì)算（3）.計(jì)算車次，首先需要計(jì)算多余§2－2土石方工程量的計(jì)算二、場(chǎng)地平整土石方工程量的計(jì)算

場(chǎng)地平整通常是挖高填低。計(jì)算場(chǎng)地的挖方量和填方量，首先要確定場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高，由設(shè)計(jì)標(biāo)高和天然地面的標(biāo)高之差，可以得到場(chǎng)地的施工標(biāo)高（挖填高度），由此可計(jì)算場(chǎng)地的挖方和填方的工程量。1/5/202341§2－2土石方工程量的計(jì)算二、場(chǎng)地平整土石方工程量的計(jì)算121.2.2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。

1/5/2023421.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算對(duì)于在地形起伏的山1.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算

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。

1/5/2023431.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算場(chǎng)地挖填二．場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算

(一).方格網(wǎng)法計(jì)算步驟劃分方格網(wǎng)

在方格網(wǎng)上標(biāo)注填挖高度

計(jì)算方格網(wǎng)的零點(diǎn)位置

計(jì)算方格網(wǎng)中各方格的土方量

計(jì)算邊坡土方量

計(jì)算土方總量

1/5/202344二．場(chǎng)地平整土方量的計(jì)算(一).方格網(wǎng)法12/28/202§2－2土石方工程量的計(jì)算（1）、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)考慮的因素（原則）：a.盡量利用地形，以減少挖填方量；b.符合生產(chǎn)工業(yè)和運(yùn)輸要求；c.場(chǎng)地內(nèi)的挖填方量應(yīng)該相互平衡，以降低土方的運(yùn)輸費(fèi)用；d.考慮與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)及排水要求（ｉ＞0.2％）。1/5/202345§2－2土石方工程量的計(jì)算（1）、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)考慮的因§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）、小型場(chǎng)地平整的方量計(jì)算

小型場(chǎng)地平整且對(duì)場(chǎng)地標(biāo)高無特殊要求時(shí)，一般可以根據(jù)平整前后土方量相等的原則求得設(shè)計(jì)標(biāo)高，但是，這僅意味著把場(chǎng)地推平，不能保證總土方量最小。場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)，合理地確定設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土石方量、加速工程速度都有重要的經(jīng)濟(jì)意義。見下頁圖。1/5/202346§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）、小型場(chǎng)地平整的方量計(jì)算12§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片：1/5/202347§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片：12/28/202247

§2－2土石方工程量的計(jì)算A.初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高(第1步)

將場(chǎng)地劃分為邊長為a（5m、10m、20m或30m）的若干方格，將方格網(wǎng)角點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在圖上。原地形圖的標(biāo)高可以用等高線內(nèi)插法求得或在實(shí)地測(cè)量得到。1/5/202348§2－2土石方工程量的計(jì)算A.初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高(第1§2－2土石方工程量的計(jì)算按照挖填土石方量相等的原則，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高可按下式計(jì)算：1/5/202349§2－2土石方工程量的計(jì)算按照挖填土石方量相§2－2土石方工程量的計(jì)算

B.調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高(第2步)

根據(jù)以上理論公式計(jì)算出的設(shè)計(jì)標(biāo)高仍為一個(gè)理論值，還需要考慮以下的各種因素對(duì)它進(jìn)行調(diào)整(三方面)：

1/5/202350§2－2土石方工程量的計(jì)算B.調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高(第2步)§2－2土石方工程量的計(jì)算(a).由于土具有可松性，即一定體積的土方開挖后體積會(huì)變大，為此，需相應(yīng)的提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，以達(dá)到土方量的實(shí)際平衡。（見下頁圖）。設(shè)△h為土的可松性引起設(shè)計(jì)標(biāo)高的增加值，則設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整后的總挖方體積V/

w應(yīng)為：總填方體積為：

1/5/202351§2－2土石方工程量的計(jì)算(a).由于土具有可松性，即一§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片：1/5/202352§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片：12/28/202252§2－2土石方工程量的計(jì)算此時(shí)，填方區(qū)的標(biāo)高也應(yīng)與挖方區(qū)一樣，提高△h，即：所以考慮土的可松性以后，場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)調(diào)整為：1/5/202353§2－2土石方工程量的計(jì)算此時(shí)，填方區(qū)的標(biāo)高也應(yīng)與挖方區(qū)一樣§2－2土石方工程量的計(jì)算(b).借土或棄土的影響，根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，將部分挖土就近棄于場(chǎng)外，或部分填方就近取于場(chǎng)外而引起挖土土方量的變化，需增、減設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后確定為：式中Q——假定按初步場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0平整后多余（－）或不足（＋）的土方量。1/5/202354§2－2土石方工程量的計(jì)算(b).借土或棄土的影響，根據(jù)經(jīng)§2－2土石方工程量的計(jì)算.(c).考慮泄水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響

場(chǎng)地的泄水坡度有兩種情況，單坡和雙坡，設(shè)計(jì)時(shí)都需計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi)各方格角點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般不考慮可松性、借土或棄土的影響，直接在初步確定出的場(chǎng)地的理論設(shè)計(jì)標(biāo)高基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算。1/5/202355§2－2土石方工程量的計(jì)算.(c).考慮泄水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高§2－2土石方工程量的計(jì)算單向泄水、雙向泄水示意圖：1/5/202356§2－2土石方工程量的計(jì)算單向泄水、雙向泄水示意圖：12/2§2－2土石方工程量的計(jì)算

①.單向泄水時(shí)（見下頁圖），

，場(chǎng)地各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的求法：Hn＝H0±L·I此時(shí)，H0為一條線。

②.雙向泄水時(shí)（見下頁圖），場(chǎng)地各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的求法：Hn＝H0±Lx·ix±Ly·iy此時(shí)，H0為一個(gè)點(diǎn)。1/5/202357§2－2土石方工程量的計(jì)算①.單向泄水時(shí)（見下頁圖），§2－2土石方工程量的計(jì)算確定最后設(shè)計(jì)高度(標(biāo)于方格網(wǎng)圖上)

將場(chǎng)地的天然地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高分別標(biāo)注在方格角點(diǎn)左下方和右下方。場(chǎng)地天然標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高之差即為各角點(diǎn)的施工高度，挖（＋）填（－），將施工高度標(biāo)注于角點(diǎn)的右上方。將點(diǎn)號(hào)標(biāo)注于角點(diǎn)的左上方（見下頁圖）。然后分別計(jì)算每一個(gè)方格的挖填方量，并算出場(chǎng)地邊坡的土方量，最后將挖方區(qū)、填方區(qū)的方量分別匯總。1/5/202358§2－2土石方工程量的計(jì)算確定最后設(shè)計(jì)高度(標(biāo)于方格網(wǎng)圖上)§2－2土石方工程量的計(jì)算標(biāo)示方法示例：角點(diǎn)標(biāo)號(hào)施工高度7－0.36（挖）地面標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高70.770.341/5/202359§2－2土石方工程量的計(jì)算標(biāo)示方法示例：12/28/2022確定最后設(shè)計(jì)高度(標(biāo)于方格網(wǎng)圖上)1/5/202360確定最后設(shè)計(jì)高度(標(biāo)于方格網(wǎng)圖上)12/28/202260C.計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度(第3步)

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hi——角點(diǎn)施工高度即填挖高度(以“+”為挖，“-”為填)；i—方格的角點(diǎn)編號(hào)(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。

1/5/202361C.計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度(第3步)式中hi——角點(diǎn)D.計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線(第4步)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)。1/5/202362D.計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線(第4步)12/28/202零點(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)；

a—方格網(wǎng)的邊長，m。

1/5/202363零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：式中x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離

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，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。1/5/202364確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是§2－2土石方工程量的計(jì)算E.方格網(wǎng)法計(jì)算方格土方工程量(第5步)關(guān)于土方體積的計(jì)算，下頁表中列出了一些計(jì)算公式。但是我們一般不用這些公式。方格網(wǎng)法中常用四角棱柱體法、三角棱柱體法：1/5/202365§2－2土石方工程量的計(jì)算E.方格網(wǎng)法計(jì)算方格土方工程量(§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片1/5/202366§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片12/28/202266§2－2土石方工程量的計(jì)算(a).四角棱柱體法的體積計(jì)算方法（見下頁圖）當(dāng)方格四角點(diǎn)全挖或全填時(shí)，體積公式為：1/5/202367§2－2土石方工程量的計(jì)算(a).四角棱柱體法的體積計(jì)算方法§2－2土石方工程量的計(jì)算(a).四角棱柱體法的體積計(jì)算方法（見下頁圖）當(dāng)方格部分挖、填時(shí)：式中——某方格中挖、填施工高度的總和，取絕對(duì)值——某方格四個(gè)角點(diǎn)施工高度總和，取絕對(duì)值1/5/202368§2－2土石方工程量的計(jì)算(a).四角棱柱體法的體積計(jì)算方法§2－2土石方工程量的計(jì)算1/5/202369§2－2土石方工程量的計(jì)算12/28/202269§2－2土石方工程量的計(jì)算(b).三角棱柱體的體積計(jì)算方法

計(jì)算時(shí)先把方格網(wǎng)順地形等高線將各個(gè)方格劃分成三角形（下圖）。每個(gè)三角形的三個(gè)角點(diǎn)的施工高度用h1、h2、h3表示。1/5/202370§2－2土石方工程量的計(jì)算(b).三角棱柱體的體積計(jì)算方法1§2－2土石方工程量的計(jì)算(b).三角棱柱體的體積計(jì)算方法

當(dāng)三角形三個(gè)角點(diǎn)全挖或全填時(shí)：1/5/202371§2－2土石方工程量的計(jì)算(b).三角棱柱體的體積計(jì)算方法1§2－2土石方工程量的計(jì)算

當(dāng)三角形的三個(gè)角點(diǎn)有挖有填時(shí)，零線將三角形分成兩部分，一個(gè)是底面為三角形的錐體，另一個(gè)是底面為四邊形的楔體（下頁圖），計(jì)算公式為：1/5/202372§2－2土石方工程量的計(jì)算當(dāng)三角形的三個(gè)角點(diǎn)有挖有填時(shí)，零§2－2土石方工程量的計(jì)算

當(dāng)三角形的三個(gè)角點(diǎn)有挖有填時(shí)示意圖1/5/202373§2－2土石方工程量的計(jì)算當(dāng)三角形的三個(gè)角點(diǎn)有挖有填時(shí)示意§2－2土石方工程量的計(jì)算

分析：四方棱柱體的計(jì)算公式是根據(jù)平距中斷面的近似公式推導(dǎo)而來的，當(dāng)方格中地形不平時(shí)，誤差較大，但計(jì)算簡(jiǎn)單，適合于手工計(jì)算；三角棱柱體的計(jì)算公式是根據(jù)立體幾何體積計(jì)算公式推導(dǎo)來的，當(dāng)三角形順著等高線進(jìn)行劃分時(shí)精確度較高，但計(jì)算繁雜，適合于機(jī)算。兩種方法計(jì)算結(jié)果最大誤差可達(dá)30％。

用方格網(wǎng)法計(jì)算土方量時(shí)，不包括邊坡土方量。1/5/202374§2－2土石方工程量的計(jì)算分析：四方棱柱體的計(jì)算公式是根1/5/20237512/28/202275§2－2土石方工程量的計(jì)算（3）、最佳設(shè)計(jì)平面的確定當(dāng)進(jìn)行大型場(chǎng)區(qū)豎向設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，要把天然地面改造成我們所要求的設(shè)計(jì)平面，就應(yīng)當(dāng)滿足建筑規(guī)劃和生產(chǎn)工藝方面的要求，并盡量使挖填平衡和總的土方量最小。1/5/202376§2－2土石方工程量的計(jì)算（3）、最佳設(shè)計(jì)平面的確定12/2§2－2土石方工程量的計(jì)算

當(dāng)?shù)匦屋^復(fù)雜時(shí)，場(chǎng)區(qū)一般需設(shè)計(jì)成多平面，此時(shí)，可根據(jù)工藝要求和地形，預(yù)先把場(chǎng)區(qū)劃分成幾個(gè)平面，分別計(jì)算出各最佳平面的各個(gè)參數(shù)。然后適當(dāng)修正各設(shè)計(jì)平面交界處的標(biāo)高，使場(chǎng)區(qū)平面的變化緩和且連續(xù)。1/5/202377§2－2土石方工程量的計(jì)算當(dāng)?shù)匦屋^復(fù)雜時(shí)，場(chǎng)區(qū)一般需設(shè)計(jì)§2－2土石方工程量的計(jì)算

因此，確定單平面的最佳設(shè)計(jì)平面是豎向規(guī)劃的基礎(chǔ)。應(yīng)用最小二乘法原理，可以求得最佳設(shè)計(jì)平面參數(shù)（原點(diǎn)標(biāo)高、地面坡度）。她是把場(chǎng)區(qū)豎向規(guī)劃中的設(shè)計(jì)平面看成一個(gè)三維問題，由解析幾何和線性代數(shù)的矩陣來解出它的最佳設(shè)計(jì)平面參數(shù)。1/5/202378§2－2土石方工程量的計(jì)算因此，確定單平面的§2－2土石方工程量的計(jì)算（二）、邊坡土方量的計(jì)算具體計(jì)算方法：根據(jù)規(guī)定的邊坡系數(shù)（m＝B/H），把挖方區(qū)和填方區(qū)的邊坡畫出來，然后把這些邊坡劃分成若干幾何形體，如三角棱柱體、三角棱錐體，再分別計(jì)算它們的體積。（下頁圖）。1/5/202379§2－2土石方工程量的計(jì)算（二）、邊坡土方量的計(jì)算12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算邊坡土方示意圖：1/5/202380§2－2土石方工程量的計(jì)算邊坡土方示意圖：12/28/202§2－2土石方工程量的計(jì)算（二）、邊坡土方量的計(jì)算(上頁圖）。

第一種，三角棱錐體（如圖中的邊坡①）邊坡體積為：式中——邊坡①的端面積l1——邊坡①的長度h2——角點(diǎn)的挖土高度m——邊坡系數(shù)，m＝寬/高1/5/202381§2－2土石方工程量的計(jì)算（二）、邊坡土方量的計(jì)算(上頁圖）§2－2土石方工程量的計(jì)算第二種，三角棱柱體（如圖中的邊坡④）邊坡體積一般為：當(dāng)所計(jì)算的三角棱柱體的兩個(gè)端面積相差較大時(shí)，計(jì)算公式用：1/5/202382§2－2土石方工程量的計(jì)算第二種，三角棱柱體（如圖中的邊§2－2土石方工程量的計(jì)算（三）、斷面法

沿場(chǎng)地取若干個(gè)相互平行的斷面（精度要求不高時(shí)，用地形圖定出；精度要求高時(shí)，實(shí)地測(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（下頁圖）。則某一斷面中各小塊的面積為：1/5/202383§2－2土石方工程量的計(jì)算（三）、斷面法12/28/2022§2－2土石方工程量的計(jì)算斷面法示意圖：1/5/202384§2－2土石方工程量的計(jì)算斷面法示意圖：12/28/2022§2－2土石方工程量的計(jì)算（三）、斷面法假設(shè)d1＝d2＝……＝dn＝d（為一固定值），則: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、……ln，則所求土方量為：用斷面法計(jì)算土方量時(shí)，邊坡土方量已包括在內(nèi)。1/5/202385§2－2土石方工程量的計(jì)算（三）、斷面法12/28/2022§2－2土石方工程量的計(jì)算【例2.2.2】:某場(chǎng)地方格網(wǎng)及角點(diǎn)原地面標(biāo)高（見下頁圖），方格邊長40m。設(shè)計(jì)要求場(chǎng)地泄水坡度沿長度方向?yàn)?.2％（ix），沿寬度方向?yàn)?.3％（iy），泄水方向順地形。試求：（1）.按挖填平衡原則，確定場(chǎng)地的平整設(shè)計(jì)標(biāo)高。（2）.繪出零線，計(jì)算總的挖方量和土方量。1/5/202386§2－2土石方工程量的計(jì)算【例2.2.2】:12/28/20§2－2土石方工程量的計(jì)算見指導(dǎo)書P14圖1－101/5/202387§2－2土石方工程量的計(jì)算見指導(dǎo)書P14圖1－1012/28§2－2土石方工程量的計(jì)算

解：（1）.按挖填平衡原則，確定場(chǎng)地的平整初步設(shè)計(jì)標(biāo)高。首先按

＝〔（45.8＋43.0＋44.1＋42.2）＋2×（45.2＋44.0＋44.8＋42.8＋44.2＋42.9）＋4×（44.6＋43.7）〕＝44.0（m）1/5/202388§2－2土石方工程量的計(jì)算解：（1）.按挖填平衡原則，§2－2土石方工程量的計(jì)算

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高需要按設(shè)計(jì)要求的泄水坡度進(jìn)行調(diào)整。泄水方向應(yīng)盡量符合原地面的坡度走向，這樣可以使場(chǎng)地平整施工的土方量較小，因此，沿場(chǎng)地的長度方向取ix＝0.2％（向右），沿場(chǎng)地的寬度方向取iy＝0.3％（向下）。調(diào)整標(biāo)高時(shí)，不考慮可松性和借土棄土影響，以場(chǎng)地中心的設(shè)計(jì)標(biāo)高仍為H0，其他角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高按下式進(jìn)行調(diào)整：

Hn＝H0±Lx·ix±Ly·iy1/5/202389§2－2土石方工程量的計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高需要按設(shè)計(jì)要求的§2－2土石方工程量的計(jì)算H11＝44＋0.2％×60＋0.3％×40＝44.24（m）H12＝44＋0.2％×20＋0.3％×40＝44.16（m）H13＝44－0.2％×20＋0.3％×40＝44.08（m）H14＝44－0.2％×60＋0.3％×40＝44.0（m）H21＝44＋0.2％×60＝44.12（m）其余角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高見下頁圖1－11下頁。1/5/202390§2－2土石方工程量的計(jì)算H11＝44＋0.2％×60＋0§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片1/5/202391§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片12/28/202291§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）.現(xiàn)在按下式計(jì)算各角點(diǎn)的施工高度：

hij＝H天然－H設(shè)計(jì)h11＝45.8－44.24＝1.56(m)h12＝45.2－44.16＝1.04（m）其余的見圖上。用零線劃分挖填區(qū)。它應(yīng)該從施工高度為正、負(fù)的相鄰兩角點(diǎn)通過，見下頁圖，零線的具體位置一般沒有必要詳細(xì)確定。下面計(jì)算土方量：挖方區(qū)：方格1－1為：＝（1.56＋1.04＋0.68＋0.56）＝1536（m3）1/5/202392§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）.現(xiàn)在按下式計(jì)算各角點(diǎn)的施工§2－2土石方工程量的計(jì)算指P15圖1－111/5/202393§2－2土石方工程量的計(jì)算指P15圖1－1112/28/20§2－2土石方工程量的計(jì)算

同理V2－1＝648（m3）V挖1－2＝＝527.84（m3）同理V挖2－2＝138.35（m3）所以V總挖＝1536＋648＋527.84＋138.35＝2850.19（m3）同理計(jì)算填方區(qū)的方量：V總填＝968＋1536＋23.84＋282.25＝2810.19（m3）1/5/202394§2－2土石方工程量的計(jì)算同理V2－1＝648（m3【例2.2.3】:某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長為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。

1/5/202395【例2.2.3】:某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方【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=0.061/5/202396【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1/5/20239712/28/202297(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，說明此方格邊上有零點(diǎn)存在。由公式求得：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)1/5/202398(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來，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)1/5/202399將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即得零線位

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)1/5/2023100方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：12/2(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，依公式可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)1/5/2023101(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1/5/202310212/28/2022102V⑧(+)=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)1/5/2023103V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)12/2§2－2土石方工程量的計(jì)算三、土方調(diào)配

土方調(diào)配的目的是使土方總運(yùn)輸量（m3·m）或土方施工成本（元）最小的條件下，確定挖填方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量，從而達(dá)到縮短工期和降低成本的目的。進(jìn)行土方調(diào)配，要綜合考慮工程和現(xiàn)場(chǎng)情況、有關(guān)技術(shù)資料、進(jìn)度要求和土方施工方法。特別是工程為分批分期施工時(shí)，先期工程和后期工程之間的土方堆放和調(diào)運(yùn)問題應(yīng)當(dāng)全面考慮，力求避免重復(fù)挖運(yùn)和場(chǎng)地混亂。1/5/2023104§2－2土石方工程量的計(jì)算三、土方調(diào)配12/28/20221§2－2土石方工程量的計(jì)算經(jīng)過全面研究，即可進(jìn)行土方調(diào)配工作：

1.劃分土方調(diào)配區(qū)；2.計(jì)算土方的平距運(yùn)距（或單位土方的施工費(fèi)用）；3.確定土方的最優(yōu)調(diào)配方案。1/5/2023105§2－2土石方工程量的計(jì)算經(jīng)過全面研究，即可進(jìn)行土方調(diào)配工作§2－2土石方工程量的計(jì)算

當(dāng)用同類機(jī)械進(jìn)行土方施工時(shí)，可以用總的土方運(yùn)輸量最小作為土方調(diào)配的目標(biāo)；當(dāng)使用多種土方機(jī)械進(jìn)行土方施工時(shí)，由于各種機(jī)械的使用費(fèi)及生產(chǎn)率都不一樣，最好以土方施工總費(fèi)用最小作為土方調(diào)配的目標(biāo)。1/5/2023106§2－2土石方工程量的計(jì)算當(dāng)用同類機(jī)械進(jìn)行土方施工時(shí)，可§2－2土石方工程量的計(jì)算（一）、土方調(diào)配原則1.挖填平衡和運(yùn)距最短。2.考慮近期施工與后期利用相結(jié)合。3.分區(qū)與全場(chǎng)相結(jié)合。4.選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸線路，充分發(fā)揮機(jī)械功效。1/5/2023107§2－2土石方工程量的計(jì)算（一）、土方調(diào)配原則12/28/2§2－2土石方工程量的計(jì)算（二）、土方調(diào)配區(qū)的劃分、平距運(yùn)距和土方施工單價(jià)的確定

進(jìn)行土方調(diào)配時(shí)首先要?jiǎng)澐终{(diào)配區(qū)，劃分調(diào)配區(qū)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1.調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)該與房屋和構(gòu)筑物的平面位置相協(xié)調(diào)，并考慮它們的開工順序、工程的施工分期順序；1/5/2023108§2－2土石方工程量的計(jì)算12/28/2022108§2－2土石方工程量的計(jì)算2.調(diào)配區(qū)的大小應(yīng)滿足土方施工用主導(dǎo)機(jī)械的技術(shù)要求，例如調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)該大于或等于機(jī)械的鏟土長度，調(diào)配區(qū)的面積最好和施工段的大小相適應(yīng)；1/5/2023109§2－2土石方工程量的計(jì)算2.調(diào)配區(qū)的大小應(yīng)滿足土方施工用主§2－2土石方工程量的計(jì)算3.調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)該和土方的工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，通常是幾個(gè)方格組為一個(gè)調(diào)配區(qū)；4.當(dāng)土方運(yùn)距較大或場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)土方不平衡時(shí)，可考慮就近借土或棄土，這時(shí)一個(gè)借土區(qū)或棄土區(qū)都可以作為一個(gè)調(diào)配區(qū)。1/5/2023110§2－2土石方工程量的計(jì)算3.調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)該和土方的工程量§2－2土石方工程量的計(jì)算

調(diào)配區(qū)的位置和大小確定以后，便可計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平距運(yùn)距（挖、填方區(qū)之間的重心距離）。取場(chǎng)地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，以一個(gè)角點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，一般情況下，按下式計(jì)算：（見下兩頁圖）：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)當(dāng)挖、填方區(qū)的距離較遠(yuǎn)，采用汽車、自行式鏟運(yùn)機(jī)或其它運(yùn)土工具沿工地道路或路線運(yùn)土?xí)r，其運(yùn)距按實(shí)際情況確定。1/5/2023111§2－2土石方工程量的計(jì)算調(diào)配區(qū)的位置和大小確定以后，便§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：1/5/2023112§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：12/281/5/202311312/28/2022113§2－2土石方工程量的計(jì)算當(dāng)采用多種機(jī)械進(jìn)行施工時(shí)，不能按方量考慮，需要按單方成本考慮。土方施工單價(jià)的確定比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，影響不大的因素可以剔除，，用簡(jiǎn)略方法計(jì)算土方施工單價(jià)時(shí)可以按下式進(jìn)行計(jì)算：式中cij——由挖方區(qū)i到填方區(qū)j的土方施工單價(jià)（元/m3）Es——參加綜合施工過程的各土方施工機(jī)械的臺(tái)班費(fèi)用（元/臺(tái)班）n——參加i挖方區(qū)到j(luò)填方區(qū)的土方綜合施工過程的所有機(jī)械臺(tái)數(shù)（臺(tái)）P——由i挖方區(qū)到j(luò)填方區(qū)的綜合施工過程的生產(chǎn)率（m3/班）E0——參加綜合施工的所有機(jī)械的一次性費(fèi)用，包括機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)的運(yùn)輸費(fèi)用，臨時(shí)設(shè)施費(fèi)用等（元）V——該套機(jī)械在施工期內(nèi)應(yīng)完成的土方量（m3）1/5/2023114§2－2土石方工程量的計(jì)算當(dāng)采用多種機(jī)械進(jìn)行施工時(shí)，不能按方§2－2土石方工程量的計(jì)算（三）、用“線性規(guī)劃”方法進(jìn)行土方調(diào)配1、方法簡(jiǎn)介

土方平衡與施工單價(jià)表見下頁：表中說明了整個(gè)場(chǎng)區(qū)劃分為m個(gè)挖方區(qū)A1，A2，……Am，其相應(yīng)的挖方量為a1，a2，……am；并有n個(gè)填方區(qū)B1，B2,……Bn，其相應(yīng)的填方量為b1，b2,……bn。假設(shè)挖填平衡，有：1/5/2023115§2－2土石方工程量的計(jì)算（三）、用“線性規(guī)劃”方法進(jìn)行土方§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片1/5/2023116§2－2土石方工程量的計(jì)算圖片12/28/2022116§2－2土石方工程量的計(jì)算從A1到B1的單位土方施工費(fèi)（或運(yùn)距）為c11，調(diào)配的填方量為x11。故一般地說，從Ai到Bj則有cij，xij，則該土方調(diào)配問題就化為這樣一個(gè)數(shù)學(xué)模型，即要求求出一組xij的值，使得目標(biāo)函數(shù)：

為最小值，而且（調(diào)配方量）xij滿足下列約束條件：Xij＞0：挖方量i=1，2，……m；填方量j=1，2，……n；1/5/2023117§2－2土石方工程量的計(jì)算從A1到B1的單位土方施工費(fèi)（或運(yùn)§2－2土石方工程量的計(jì)算

根據(jù)約束條件知道，變量有m×n個(gè)，而方程個(gè)數(shù)有m＋n個(gè)。由于挖填平衡，前面m個(gè)方程相加再減去后面n－1個(gè)方程之和，得第n個(gè)方程，所以實(shí)際獨(dú)立個(gè)數(shù)只有m＋n－1。

由于變量個(gè)數(shù)多余獨(dú)立方程個(gè)數(shù)，因此有無窮多的解。而我們的目的是求出一組最優(yōu)解，這種情況一般用“表上作業(yè)法”求解較方便。1/5/2023118§2－2土石方工程量的計(jì)算12/28/2022118§2－2土石方工程量的計(jì)算2、用“表上作業(yè)法”進(jìn)行土方調(diào)配（1）.初始調(diào)配方案編制初始方案的編制采用“最小元素法”。即根據(jù)對(duì)應(yīng)于cij（運(yùn)距或單價(jià)）最小的取xij（調(diào)配方量）最大值的原則來進(jìn)行。1/5/2023119§2－2土石方工程量的計(jì)算2、用“表上作業(yè)法”進(jìn)行土方調(diào)配1§2－2土石方工程量的計(jì)算

下面用（下頁圖）為例。先將圖中信息填人下面的挖填平衡及運(yùn)距表。首先在運(yùn)距表中找一個(gè)最小值。c22＝c43＝40（任取一個(gè)，如c43）。于是先確定x43的值，使其盡可能的大，即c43＝min（400，500）＝400。由于A4挖方區(qū)的土方全部調(diào)到了B3填方區(qū)，所以，x41=x42=0,將400填入運(yùn)距表的x43格內(nèi)，畫一括號(hào)。同時(shí)在x41，x42的格內(nèi)畫上“×”。1/5/2023120§2－2土石方工程量的計(jì)算下面用（下頁圖）為例§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：1/5/2023121§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填平衡及運(yùn)距表：填方挖方B1B2B3挖方量（m3）2704090500A36011070500A48011040400填方量（m3）80060050019001900(400)××1/5/2023122§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填平衡及運(yùn)距表：填方B§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：1/5/2023123§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算

再選一個(gè)運(yùn)距最小的即c22＝40，用同樣的方法作好，見下表：

填方

挖方B1B2B3挖方量（m3）2704090500A36011070500A480×110×40(400)400填方量（m3）80060050019001900(500)××1/5/2023124§2－2土石方工程量的計(jì)算再選一個(gè)運(yùn)距最小的即c22＝4§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：1/5/2023125§2－2土石方工程量的計(jì)算挖填分區(qū)及土方量分布圖：12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算重復(fù)上面的步湊，便可以得到初始調(diào)配方案表如下：由于考慮的是就近調(diào)配，上表得到的初始方案的運(yùn)輸量較小，但不能保證是最小的，因此，還需要進(jìn)行判別，看它是否是最優(yōu)方案。填方挖方B1B2B3挖方量（m3）270×40（500）90×500A36011070500A480×110×40（400）400填方量（m3）80060050019001900(500)(300)(100)(500)××1/5/2023126§2－2土石方工程量的計(jì)算重復(fù)上面的步湊，便可以得到初始調(diào)配§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）、最優(yōu)方案的判別法

只要所有檢驗(yàn)數(shù)λij＞0，則初始方案即為最優(yōu)?！氨砩献鳂I(yè)法”中求檢驗(yàn)數(shù)有兩種方法，即“閉回路法”和“位勢(shì)法”，一般用比較簡(jiǎn)便的“位勢(shì)法”來求檢驗(yàn)數(shù)。檢驗(yàn)時(shí)，首先將初始方案中有調(diào)配方量數(shù)的方格列出來，按下式求出兩組位勢(shì)數(shù)ui（i=1，2，……m）、vj（j＝1，2，……n）：

cij——平距運(yùn)距ui，vj——挖、填方區(qū)的位勢(shì)數(shù)（求時(shí)先讓u1＝0）1/5/2023127§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）、最優(yōu)方案的判別法12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）、最優(yōu)方案的判別法位勢(shì)數(shù)求出后，便可以根據(jù)下式求各空格的檢驗(yàn)數(shù)：如果所求得的檢驗(yàn)數(shù)均為正，則說明該方案是最優(yōu)方案。否則，還需要進(jìn)一步調(diào)整。1/5/2023128§2－2土石方工程量的計(jì)算（2）、最優(yōu)方案的判別法12/28§2－2土石方工程量的計(jì)算初始調(diào)配方案表如下：由于考慮的是就近調(diào)配，上表得到的初始方案的運(yùn)輸量較小，但不能保證是最小的，因此，還需要進(jìn)行判別，看它是否是最優(yōu)方案。填方挖方B1B2B3挖方量（m3）A150（500）70×100×500A270×40（500）90×500A360（300）110（100）70（100）500A480×110×40（400）400填方量（m3）800600500190019001/5/2023129§2－2土石方工程量的計(jì)算初始調(diào)配方案表如下：填方B§2－2土石方工程量的計(jì)算

現(xiàn)在用此法來判別前面的例子。先根據(jù)初始方案表列出有調(diào)配方量的運(yùn)距，如下表：填方挖方B1B2B3A1A2A3A450406011070401/5/2023130§2－2土石方工程量的計(jì)算現(xiàn)在用此法來判別前面的例子。先§2－2土石方工程量的計(jì)算列出位勢(shì)數(shù)表，并求出位勢(shì)數(shù)，如下表：上表的求法，讓u1＝0，則v1＝c11－u1＝50－0＝50u3＝60－50＝10………填挖位勢(shì)B1B2B3

vjui

v1＝v2＝v3＝A1u1＝50A2u2＝40A3u3＝6011070A4u4＝4005010100-6060-201/5/2023131§2－2土石方工程量的計(jì)算列出位勢(shì)數(shù)表，并求出位勢(shì)數(shù)，如下表§2－2土石方工程量的計(jì)算

位勢(shì)數(shù)求出后，再根據(jù)公式λij＝cij－ui－vj求檢驗(yàn)數(shù)。最初有調(diào)配方量的方格的檢驗(yàn)數(shù)肯定為0，根據(jù)公式求出其它方格的檢驗(yàn)數(shù)。如λ21＝70－（－60）－50＝＋80，做出下頁圖表:1/5/2023132§2－2土石方工程量的計(jì)算位勢(shì)數(shù)求出后，再根據(jù)公式λij§2－2土石方工程量的計(jì)算

位勢(shì)、運(yùn)距和檢驗(yàn)數(shù)表：

上表中出現(xiàn)了負(fù)的檢驗(yàn)數(shù)，說明初始方案不是最優(yōu)方案，需要進(jìn)一步調(diào)整。填挖位勢(shì)B1B2B3

Vj

uiv1＝50v2＝100v3＝60A1u1＝070100A2u2＝－607090A3u3＝10A4u4＝－2080100000000-30+40+80+90+50+201/5/2023133§2－2土石方工程量的計(jì)算位勢(shì)、運(yùn)距和§2－2土石方工程量的計(jì)算（3）、方案調(diào)整

第一步：在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個(gè)（一般選最小的一個(gè)），本例中，是λ12，把它所對(duì)應(yīng)的變量（土方量）x12作為調(diào)整對(duì)象。1/5/2023134§2－2土石方工程量的計(jì)算（3）、方案調(diào)整12/28/202§2－2土石方工程量的計(jì)算

第二步：找出x12的閉回路。其做法是：從x12出發(fā)，沿水平或豎直方向前進(jìn)遇到適當(dāng)?shù)臄?shù)字的方格作90°轉(zhuǎn)彎（也不一定轉(zhuǎn)），然后繼續(xù)前進(jìn)。如果路線恰當(dāng)有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)，形成一條已有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點(diǎn)的、用水平和豎直線連起來的回路，見下表，1/5/2023135§2－2土石方工程量的計(jì)算第二步：找出x12的閉回路。其§2－2土石方工程量的計(jì)算初始方量上的x12的閉回路表：填方挖方B1B2B3A1500x12A2500A3300100100A44001/5/2023136§2－2土石方工程量的計(jì)算初始方量上的x12的閉回路表：§2－2土石方工程量的計(jì)算

第三步：從空格x12出發(fā)沿著閉回路一直前進(jìn)，在各奇數(shù)次轉(zhuǎn)角點(diǎn)的數(shù)字中，挑出一個(gè)最小的（本例便是在“500，100”中選出“100”），將它由x32調(diào)到x12方格中。1/5/2023137§2－2土石方工程量的計(jì)算第三步：從空格x12出發(fā)沿著閉§2－2土石方工程量的計(jì)算

第四步：將“100”填入x12方格中，被挑出的x32為0。同時(shí)將閉回路上其它的奇數(shù)次轉(zhuǎn)角上的數(shù)字都減去100，偶數(shù)次轉(zhuǎn)角上的數(shù)字都加上100，使得挖填方區(qū)的土方量仍然保持平衡。這樣調(diào)配后便可以得到新的方案，入下表，1/5/2023138§2－2土石方工程量的計(jì)算第四步：將“100”填入x12§2－2土石方工程量的計(jì)算初始調(diào)配方案表如下：由于考慮的是就近調(diào)配，上表得到的初始方案的運(yùn)輸量較小，但不能保證是最小的，因此，還需要進(jìn)行判別，看它是否是最優(yōu)方案。填方挖方B1B2B3挖方量（m3）A15070100×500A270×40（500）90×500A36011070（100）500A480×110×40（400）400填方量（m3）80060050019001900(100)(500)(500-100)(400)×(300)(300+100)(400)1/5/2023139§2－2土石方工程量的計(jì)算初始調(diào)配方案表如下：填方B§2－2土石方工程量的計(jì)算

調(diào)整后的調(diào)配方案表：

填挖位勢(shì)B1B2B3挖方量m3uivjv1＝50v2＝70v3＝60A1u1＝0400100＋500A2u2＝－30＋500＋500A3u3＝10400＋100500A4u4＝－20＋＋400400填方量800600500190019001/5/2023140§2－2土石方工程量的計(jì)算調(diào)整后的調(diào)配方案表：填位§2－2土石方工程量的計(jì)算

對(duì)新的調(diào)配方案仍然要檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)數(shù)中仍有負(fù)數(shù)出現(xiàn)，請(qǐng)繼續(xù)重復(fù)上面的第一、二、三、四個(gè)步湊，直到檢驗(yàn)數(shù)ij全部為正，即找到最優(yōu)方案。我們本例中上表的檢驗(yàn)數(shù)ij均為正，說明是最優(yōu)方案。土方的總運(yùn)輸量為：Z最優(yōu)＝400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40＝94000（m3），初始方案的運(yùn)輸量為：Z初＝97000（m3）。1/5/2023141§2－2土石方工程量的計(jì)算對(duì)新的調(diào)配方案仍然要檢驗(yàn)，如§2－2土石方工程量的計(jì)算四.施工準(zhǔn)備

(1)在場(chǎng)地平整施工前，應(yīng)利用原場(chǎng)地上已有各類控制點(diǎn)，或已有建筑物、構(gòu)筑物的位置、標(biāo)高，測(cè)設(shè)平場(chǎng)范圍線和標(biāo)高。(2)對(duì)施工區(qū)域內(nèi)障礙物要調(diào)查清楚，制訂方案，并征得主管部門意見和同意，拆除影響施工的建筑物、構(gòu)筑物；拆除和改造通訊和電力設(shè)施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木。1/5/2023142§2－2土石方工程量的計(jì)算四.施工準(zhǔn)備(1)在場(chǎng)地平整施(3)盡可能利用自然地形和