任務(wù)二場(chǎng)地平整課件

項(xiàng)目二場(chǎng)地平整一、場(chǎng)地平整土方量計(jì)算二、基坑、基槽土方量計(jì)算（補(bǔ)充）三、土方調(diào)配（補(bǔ)充）一、場(chǎng)地平整土方量計(jì)算（1）確定場(chǎng)地平整與基坑（槽）開(kāi)挖的施工順序；（2）確定場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高；（3）計(jì)算挖填土方量；（4）進(jìn)行土方調(diào)配；1、場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0確定的原則：（1）滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊?；?）盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；（3）盡量使場(chǎng)地內(nèi)挖填平衡，以降低土方運(yùn)輸費(fèi)用；（4）有一定泄水坡度（≥2‰），滿(mǎn)足排水要求；（5）考慮最高洪水位的要求。

場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0確定的方法：

（1）簡(jiǎn)易計(jì)算法(一般方法）

（2）最佳平面設(shè)計(jì)法1）初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高

（a）在地形圖上將施工區(qū)域劃分為邊長(zhǎng)為10～40m若干個(gè)方格網(wǎng)；（b）確定各小方格角點(diǎn)的天然高程；方法：①無(wú)地形圖時(shí)，水準(zhǔn)儀測(cè)量；②根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得；③用一條透明紙帶，在上面畫(huà)6根等距離的平行線，把該透明紙帶放在標(biāo)有方格網(wǎng)的地形圖上，將6根平行線的最外兩根分別對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)和B點(diǎn)，這時(shí)6根等距離的平行線將A、B之間的0.5m等高線的高差均分成5等分，于是就可直接得到角點(diǎn)的地面標(biāo)高。（c）按填挖平衡確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高按每一個(gè)方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)，即方格的角點(diǎn)為幾個(gè)方格共有的情況（“權(quán)”）：一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)天然標(biāo)高；式中：兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)天然標(biāo)高；三個(gè)方格共有的角點(diǎn)天然標(biāo)高；

四個(gè)方格共有的角點(diǎn)天然標(biāo)高。

方格網(wǎng)數(shù)；例如：圖1-9中的場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0為：

〔（252.45+251.40+250.60+251.60）+2×(252.00+251.70+251.90+250.95+251.25+250.85)+4×(251.60+251.28)〕=251.45m2）計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整值（1）土的可松性影響

由于土具有可松性，一般填土有多余，需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，設(shè)△h為因土的可松性引起設(shè)計(jì)標(biāo)高的增加值，則設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整后總的挖方體積

為：其中為挖土?xí)r預(yù)留部分總的填方體積為：因：

此時(shí)，填方區(qū)的標(biāo)高也應(yīng)與挖方區(qū)一樣，提高即：由于：所以有：故考慮了土的可松性后，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為：式中：按理論設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算的總挖方、總填方體積；按理論設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算的挖方區(qū)、填方區(qū)總面積；土的最后可松性系數(shù)。（2）場(chǎng)地泄水坡度的影響泄水坡度有單面泄水、雙面泄水

單面泄水：場(chǎng)地內(nèi)只有一個(gè)方向排水；

雙面泄水：場(chǎng)地內(nèi)只有兩個(gè)方向排水，且互相垂直。（a）場(chǎng)地有單面泄水坡度時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)高場(chǎng)地內(nèi)已調(diào)整的設(shè)計(jì)標(biāo)高為場(chǎng)地中心線的標(biāo)高（因此將場(chǎng)地中心作為坐標(biāo)的原點(diǎn)）場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：例如：角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為：（b）場(chǎng)地有雙面泄水坡度時(shí)的設(shè)計(jì)標(biāo)高場(chǎng)地內(nèi)已調(diào)整的設(shè)計(jì)標(biāo)高為場(chǎng)地縱橫方向中心線的標(biāo)高（因此將場(chǎng)地中心作為坐標(biāo)的原點(diǎn)）

式中：該點(diǎn)沿X-X，Y-Y方向距場(chǎng)地中心線的距離；場(chǎng)地沿X-X，Y-Y方向的泄水坡度。

說(shuō)明：±的取值：（與單向泄水一致）坐標(biāo)原點(diǎn)位于場(chǎng)地的中心點(diǎn)，x、y方向逆著泄水坡度方向，按坐標(biāo)象限判斷正、負(fù)號(hào)，即位于第一象限x、y皆為正；第二象限x為負(fù)，y為正；第三象限x、y皆為負(fù)；第四象限x為正，y為負(fù)。2場(chǎng)地平整土方量計(jì)算（平均高度法）

場(chǎng)地平整土方量計(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。

場(chǎng)地平整土方量計(jì)算步驟1.場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定，先計(jì)算出；2.場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整，一般考慮土的可松性和場(chǎng)地泄水坡度的影響（分清單面泄水或雙面泄水），計(jì)算出；3.求各方格角點(diǎn)的施工高度

式中：角點(diǎn)的施工高度，以“+”為填土，“－”為挖土；角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高（考慮泄水坡度）；

—角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高。4.繪出零線；5.計(jì)算場(chǎng)地挖、填土方量。(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)，如下圖所示。(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H---地面標(biāo)高

Hn---設(shè)計(jì)標(biāo)高

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)。

(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)。再把零點(diǎn)連起來(lái)得零線。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。(4)計(jì)算方格土方工程量按四方棱柱體法或三角棱柱體法逐格計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方量或填方量。（a）四方棱柱體法

①方格四個(gè)角點(diǎn)全部為填或全部為挖時(shí)：

式中：挖方或填方體積（m3）；方格四個(gè)角點(diǎn)的填挖高度，均取絕對(duì)值（m）。②方格四個(gè)角點(diǎn)，部分為填方、部分為挖方時(shí):

式中：方格角點(diǎn)中填（挖）方施工高度的總和，取絕對(duì)值（m）；方格四角點(diǎn)施工高度之總和，取絕對(duì)值（m）；方格邊長(zhǎng)（m）。補(bǔ)充：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)

（b）三角棱柱體法:將每一個(gè)方格順地形的等高線沿對(duì)角線劃分成兩個(gè)三角形，然后計(jì)算每一個(gè)三角棱柱體的土方量。①當(dāng)三角形為全挖或全填時(shí)②當(dāng)三角形有填有挖時(shí)，則其零線將三角形分成兩部分，一個(gè)是底面為三角形的錐體，一個(gè)是底面為四邊形的楔體。(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)。然后應(yīng)用幾何公式分別進(jìn)行土方計(jì)算，最后將各塊匯總，即得場(chǎng)地邊坡總挖、填土方量。A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；A1＝mh22/2h2——角點(diǎn)的挖土高度；m—邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。(1.11)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)

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，在場(chǎng)地平整土方工程量計(jì)算完成后進(jìn)行。意義：

應(yīng)使挖、填平衡，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、降低成本二、土方調(diào)配（一）調(diào)配原則①應(yīng)力求達(dá)到挖、填平衡和運(yùn)距最短的原則。②土方調(diào)配應(yīng)考慮近期施工與后期利用相結(jié)合的原則。③土方調(diào)配應(yīng)采取分區(qū)與全場(chǎng)相結(jié)合來(lái)考慮的原則。④土方調(diào)配還應(yīng)盡可能與大型地下建筑物的施工相結(jié)合，避免土方的重復(fù)挖、填和運(yùn)輸。⑤合理布置挖、填方分區(qū)線，選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸線路，使土方機(jī)械和運(yùn)輸車(chē)輛的性能得到充分發(fā)揮。①

劃分調(diào)配區(qū)。在平面圖上劃出挖、填區(qū)的分界線，并在挖方區(qū)和填方區(qū)劃出若干調(diào)配區(qū)，確定調(diào)配區(qū)的大小和位置。②計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并標(biāo)于圖上。③計(jì)算每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距，即挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)重心的距離，并將每一距離標(biāo)于土方平衡與運(yùn)距表中。④確定最優(yōu)調(diào)配方案。先用“最小元素法”確定初始方案，再用“位勢(shì)法”進(jìn)行檢查，是否總的運(yùn)輸量為最小值，否則用“閉回路法”進(jìn)行調(diào)整。⑤繪制土方調(diào)配圖，根據(jù)以上結(jié)果，標(biāo)出調(diào)配方向、土方數(shù)量及運(yùn)距。（二）調(diào)配步驟

調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如下圖)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、最終土方調(diào)配量和每對(duì)挖填之間的平均運(yùn)距。W為挖方，T為填方。最終土方調(diào)配量平均運(yùn)距舉例：

下圖為一矩形廣場(chǎng)，圖中小方格的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。（1）找出零線，畫(huà)出挖方區(qū)、填方區(qū)。劃分調(diào)配區(qū)。（2）找各挖、填方區(qū)間的平均運(yùn)距（即土方重心間的距離）?？山埔詭缀涡涡拇嫱练襟w積重心。（3）列挖、填方平衡及運(yùn)距表平均運(yùn)距，記為Cij

（單位m）W1到T1的調(diào)配量，記為Xij

（單位m3）（4）調(diào)配—初始調(diào)配方案方法：最小元素法－－就近調(diào)配。順序：先從運(yùn)距小的開(kāi)始，使其土方量最大。

先選C43=40，使X43為最大值400，即W4挖方區(qū)的土方全部調(diào)到了T3填方區(qū)。則X41、X42都為零，在其方格內(nèi)畫(huà)上一個(gè)“×”號(hào)。同理再選C22=40，使X22為最大值500，即W2挖方區(qū)的土方全部調(diào)到了T2填方區(qū)。則X21、X23都為零，在其方格內(nèi)畫(huà)上一個(gè)“×”號(hào)。具體操作過(guò)程：400××500××重復(fù)上面步驟，依次地確定其余Xij

數(shù)值400××500××500××300100100結(jié)果：所得運(yùn)輸量較小，但不一定是最優(yōu)方案。（總運(yùn)輸量=∑（土方調(diào)配量×平均運(yùn)距）=97000m3·m)場(chǎng)地平整土方量計(jì)算與調(diào)配步驟回顧計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高

挖填方平衡 劃分網(wǎng)格

確定零線

調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高

根據(jù)土的可松性調(diào)整 根據(jù)泄水坡度調(diào)整，等計(jì)算各方格挖填土方量計(jì)算各角點(diǎn)施工 高度后定零線

土方調(diào)配三、基坑與基槽土方量計(jì)算（平均斷面法）

基坑（底長(zhǎng)為底寬3倍以?xún)?nèi)）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。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。

基槽（路堤）（底長(zhǎng)大于底寬3倍）土方量計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算：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補(bǔ)充：土方邊坡

土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度)

h與底寬b之比表示(圖1.11)，即

土方邊坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m式中m=b/h

稱(chēng)為邊坡系數(shù)。

土方量開(kāi)挖開(kāi)挖程序：放線→確定開(kāi)挖順序→開(kāi)挖→修整邊坡→清底→驗(yàn)槽→開(kāi)挖放線：放基坑（槽）上口邊線確定開(kāi)挖順序：合理順序開(kāi)挖：預(yù)留15~30cm用人工修筑清底：人工開(kāi)挖預(yù)留土層驗(yàn)槽：檢查與勘查設(shè)計(jì)資料是否相符開(kāi)挖【練習(xí)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，試計(jì)算挖方和填方的總土方量。【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)算各角點(diǎn)施工高度，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=0.06(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)明這些方格邊上有零點(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)

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+1