淺議場(chǎng)地土石方計(jì)算中松散系數(shù)的選取及基槽余土計(jì)算

淺議場(chǎng)地土石方計(jì)算中松散系數(shù)的選取及基槽余土計(jì)算摘要:本文詳盡論述了土壤松散系數(shù)的概念、類別及取值范圍。同時(shí)通過研究分類列舉了場(chǎng)地平整中常見建、構(gòu)筑物基槽余土工程量的計(jì)算方法，并在天然氣處理廠土方計(jì)算中進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用論證。事實(shí)證明考慮松散系數(shù)及基槽余土計(jì)算，可有效提高場(chǎng)地平整土石方工程量的計(jì)算精確度。關(guān)鍵詞:土方計(jì)算;松散系數(shù);基槽余土;天然氣處理廠Abstract:thispaperdiscussestheloosesoildetailcoefficientsoftheconcept,typeandscope.Andatthesametimethroughresearchfieldlevelingthelistsofcommonbuilding,thestructuresandmorethanthequantityofsoilgroovemethod,andinpetroleumearthworkcalculationapplicationdemonstration.Factsprovetheconsidercoefficientandthemorethanslotloosesoilcalculation,whichcaneffectivelyimprovetheconditionsofthecalculationofthefieldlevelingquantityofprecision.Keywords:Earthworkcalculation;Loosecoefficient;morethanslotsoil;gasprocessingplant1、松散系數(shù)的概念及取值1.1松散系數(shù)參與計(jì)算的必要性在一般工程的土石方計(jì)算中，我們不僅要計(jì)算出土的天然挖方體積、所需的天然填方體積，還需要考慮土石方量的平衡，即在同一場(chǎng)地中將挖出來的土彌補(bǔ)填方。以節(jié)省投資，縮短施工時(shí)間。由于土壤的具有可松性，天然密實(shí)土挖出來后體積將有所增大（稱為最初松散），而將這部分土轉(zhuǎn)到填方區(qū)壓實(shí)后，其壓實(shí)體積依然比最初天然密實(shí)土的體積要大（稱為最后松散）[1]，因此挖方體積=填方體積并不意味著土方平衡。一般情況下，天然密實(shí)土挖出前和回填夯實(shí)后的體積比，取決于不同的土質(zhì)土壤條件及具體施工操作方法。在初步估算時(shí)，我們依據(jù)大量工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出：①天然密實(shí)土挖出后的體積比原土體積增加約15%至25%左右。②挖出后的土經(jīng)過樹根、石塊及雜物處理，用于回填時(shí)，其體積在壓實(shí)良好的情況下又會(huì)減少原體積的10%左右。因此，我們習(xí)慣在初步計(jì)算時(shí)，假定回填后土的體積比天然密實(shí)土減少5%[4]。初步估算后，進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)土方的精確要求有所提高，則需要引入松散系數(shù)對(duì)照不同的土壤分類進(jìn)行計(jì)算。1.2松散系數(shù)的概念及一般取值1.2.1松散系數(shù)：松散系數(shù)分為最初松散及最終松散兩種。最初松散系數(shù)用在天然密實(shí)土挖出后直接拉出外運(yùn)時(shí)。而最終松散系數(shù)則用來計(jì)算天然密實(shí)土開挖后進(jìn)行原場(chǎng)地的回填。最初松散系數(shù)：K1=V2/V1[1]式中：V2為開挖后的土體體積，V1為天然密實(shí)土土體體積，m3。最終松散系數(shù)：K2=V3/V1[1]式中：V3為回填壓實(shí)后的土體體積，V1為天然密實(shí)土土體體積，m3。一般K1和K2都大于1，且K1〉K2。1.2.2壓實(shí)系數(shù)：壓實(shí)系數(shù)是指土方壓實(shí)后的體積與壓實(shí)前體積的比值[1]。目前在我國的許多設(shè)計(jì)規(guī)范中，只有上述兩個(gè)松散系數(shù)，已沒有壓實(shí)系數(shù)的概念。但仍有不少設(shè)計(jì)單位在使用壓實(shí)系數(shù)參與計(jì)算。根據(jù)壓實(shí)系數(shù)概念，壓實(shí)系數(shù)可以由最種松散系數(shù)與最初松散系數(shù)的比值求出：壓實(shí)系數(shù)：Ky=V3/V2=K2/K1式中：K1為最初松散系數(shù)，K2為最終松散系數(shù)。一般Ky都小于1。2、基槽余土的計(jì)算基槽余土包括建筑物、構(gòu)筑物、機(jī)械設(shè)備、地下工程、道路、管線等的土石方量。由于該部分土石方量在場(chǎng)地“三通一平”后的施工過程中需要被開挖換填，又被稱作二次土石方工程量。根據(jù)具體場(chǎng)地內(nèi)的建構(gòu)筑物及生產(chǎn)設(shè)備不同，二次土石方占總工程量的百分比也不盡相同，但它對(duì)于場(chǎng)地平土標(biāo)高的確定和最終土石方量的平衡是有一定影響的。將其參與土石方量的基礎(chǔ)計(jì)算，可以更大限度的貼合實(shí)際，確保計(jì)算的精確性。2.1建筑及常用設(shè)備余缺土量計(jì)算根據(jù)場(chǎng)地使用類別和工藝裝置的不同，場(chǎng)地內(nèi)的建構(gòu)筑物及設(shè)備的基槽余土有著各自的工程差異。其計(jì)算的基本方法是按照各單體所出的基礎(chǔ)圖，求出換填土部分的體積。在大多數(shù)工程中，由于各行業(yè)內(nèi)部的設(shè)備和工藝裝置較為相近，故總結(jié)出各類建筑單體（裝置設(shè)備）的單位余缺土量后，乘以其對(duì)應(yīng)面積即可方便快速計(jì)算。[2]式中：——單位面積建、構(gòu)筑物（設(shè)備）基槽余土量?！ā?gòu)筑物（設(shè)備）占地面積。機(jī)械廠單位基槽余土量[2]附表二鋼鐵廠單位基槽余土量[2]附表三石油化工站場(chǎng)單位基槽余土量附表四2.2道路式中：s——道路面積，m2?！缆烽L(zhǎng)度，m?！缆窊Q填挖深，m。道路換填挖深一般計(jì)算至道路面層厚度即可。常見的道路換填深度為：主干道（7~9m）為220（砼）+250（三合土）+200（黃土）=670mm。次干道（4~6m）為200（砼）+250（三合土）+200（黃土）=650mm。2.3管線地溝及排水溝由于場(chǎng)地內(nèi)各類管線紛繁復(fù)雜，管徑、埋深及長(zhǎng)度也多種多樣，管線地溝的余土工程量計(jì)算，就有針對(duì)性的分為精確和估算兩種方式。精確計(jì)算是指根據(jù)各場(chǎng)地用途及工藝，列出場(chǎng)地內(nèi)部需開挖埋設(shè)的管線、地溝、排水溝的類型以及管徑的大小。在分類統(tǒng)計(jì)各管線的總長(zhǎng)后，算出場(chǎng)地內(nèi)需開挖的土體體積。此種做法較為費(fèi)工費(fèi)時(shí)。但對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)部管線埋設(shè)種類較多，管徑較大的情況，能夠較為貼近真實(shí)值。估算法則是在多次的工程計(jì)算經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，合理統(tǒng)計(jì)出管線地溝的余土占場(chǎng)地土方量的百分比，結(jié)合場(chǎng)地面積和地形條件，最終得出具有一定參考價(jià)值的計(jì)算方法，具體如下式。[2]式中：——管線系數(shù)，與地形坡度相關(guān)。見附表五?！缆酚嗤亮?，m3。管線地溝余土量估算表[2]附表五2.4地下室余土工程量式中：s——面積，m2。h——埋深，m2。地下余土工程量統(tǒng)計(jì)計(jì)算較為簡(jiǎn)單。將場(chǎng)地內(nèi)部涉及所有室內(nèi)外高差為負(fù)值，即位于場(chǎng)地地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的建、構(gòu)筑物單體分別統(tǒng)計(jì)計(jì)算即可。附表六為工業(yè)站場(chǎng)常用的水處理地下余土工程量。水處理地下余土工程量附表六2.5其它硬化場(chǎng)地式中：s——硬化場(chǎng)地面積，m2?！不瘓?chǎng)地?fù)Q填挖深，m。硬化場(chǎng)地即指廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、方磚鋪砌場(chǎng)地、人行道等需要單獨(dú)做硬化處理的場(chǎng)地。在一般工程中，常見的硬化場(chǎng)地?fù)Q填深度為：人行道：80（磚）+40（砂漿）+200（黃土）=320mm廣場(chǎng)、停車場(chǎng)：120（砼）+20（砂漿）+350（三合土）+200（黃土）=690mm方磚鋪砌場(chǎng)地：120（磚）+40（砂漿）+200（三合土）+200（黃土）=560mm卵石場(chǎng)地：60（卵石砼）+20（砂漿）+150（三合土）+200（黃土）=430mm2.6邊坡及擋土墻等擋護(hù)設(shè)施土方量2.6.1土護(hù)坡（a）無步道的單級(jí)護(hù)坡：式中：——護(hù)坡高度，m。——護(hù)坡高寬比例。——土護(hù)坡長(zhǎng)度，m。（b）有步道的多級(jí)護(hù)坡：式中：——護(hù)坡高度，m?！o(hù)坡高寬比例?！磷o(hù)坡長(zhǎng)度，m。——休息平臺(tái)（布道）寬度，m。具體填、挖方邊坡坡度可參見附表七、八。常見挖方邊坡坡度取值表[3]附表七常見填方邊坡坡度取值表[3]附表八填料種類 填方邊坡的最大高度，m 邊坡坡度 全部高度 上部高度 下部高度 全部坡度 上部坡度 下部坡度一般粘性土礫石土、粗砂、中砂碎石土、卵石土 20122.6.2擋土墻擋土墻大致可分為磚石重力式擋土墻和鋼筋混凝土擋土墻兩大類。由于鋼筋混凝土擋土墻的投資成本較大，一般不采用。下面僅以常見的磚石重力式擋土墻舉例說明。擋土墻的土方量較之護(hù)坡少很多，主要土方產(chǎn)生在土體的破裂面（滑裂面）與墻背之間所夾雜的部分以及擋土墻的基礎(chǔ)開挖量。擋土墻種類較多，各種墻體墻背的傾斜度也不盡相同，其中仰斜式路肩墻因其擋墻高度在2~10m之間，適用范圍較廣，故以此為例，總結(jié)計(jì)算出擋土墻土體開挖量如下：如圖在已知擋墻墻背坡度，擋墻高度H，通過墻踵垂直面和破裂面的夾角為時(shí)（見附圖一），可計(jì)算得該擋墻墻背至破裂面換填土的土方量約為：其中：式中——擋土墻墻背長(zhǎng)度，m。——破裂面長(zhǎng)度，m?！鶌A角度。附圖一除了上述常見的墻背換填土石方量外，特殊情況下，如擋土墻基底縱坡等，需要將地表挖成臺(tái)階型。此類開挖方式使用幾率偏小，且與上面所總結(jié)土方量計(jì)算結(jié)果并無太大出入，故而將其統(tǒng)一劃歸為一類。擋土墻基礎(chǔ)部分土石方量與其基礎(chǔ)的埋深直接相關(guān)。一般情況下，擋土墻基礎(chǔ)埋深為0.5m~1.0m。若擋土墻架設(shè)于巖層之上，可按附表九選取埋深。架設(shè)于巖層上擋土墻最小埋深表附表九另外，擋土墻的埋深與凍結(jié)深度也有一定關(guān)系。當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1m時(shí)，基底應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于0.25m，最小埋深不小于1m。當(dāng)凍結(jié)深度超過1m，基底最小埋深則為1.25m。則可知擋土墻基礎(chǔ)換填土方量計(jì)算公式為：式中：——擋土墻基底寬，m?！獡鯄茁裆?，m?！獡跬翂﹂L(zhǎng)度，m。2.7其它余土平整場(chǎng)地內(nèi)除上述基本的基槽余土量外，還包括生產(chǎn)廢料回填部分的余土、利用場(chǎng)地平整開挖出的砂石做為建筑材料的用量和場(chǎng)地耕土層的去除、回填用量等。根據(jù)具體工程情況，分類加以計(jì)算。其中場(chǎng)地耕土層厚度一般剝除厚度為：粘土、重亞粘土0.1~0.2m砂土、亞砂土0.1~0.15m亞粘土≯0.1m3結(jié)語土石方計(jì)算因?yàn)楣こ塘看?，涉及投資多，一直是工程建設(shè)關(guān)注的重點(diǎn)。在現(xiàn)實(shí)的一些工程項(xiàng)目中，因?yàn)橥潦搅坑?jì)算所得數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際發(fā)生量間的誤差而產(chǎn)生的糾紛經(jīng)常遇到。土石方的計(jì)算不僅涉及天然的挖、填方體積，還需要考慮土壤挖、填時(shí)的松散量以及部分工程單體基礎(chǔ)的基槽填挖量。了解和研究土壤的松散系數(shù)以及場(chǎng)地基槽部分的余土工程量，可以最大限度的完善土石方量計(jì)算的精準(zhǔn)性，并且對(duì)于整個(gè)場(chǎng)地的土方平衡以及設(shè)計(jì)標(biāo)高的最終確定，起到至關(guān)重要