場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定

1、第一章土方工程,1.2 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定,第一章 土方工程,1.2 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定,大型工程項(xiàng)目通常都要確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)平面， 進(jìn)行場(chǎng)地平整。場(chǎng)地平整就是將自然地面改造 成人們所要求的平面。 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn) 輸、排水及最高洪水位等要求，并力求使場(chǎng)地 內(nèi)土方挖填平衡且土方量最小,第一章 土方工程,場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的兩種方法,1一般方法：如場(chǎng)地比較平緩，對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高無(wú)特殊要求，可按照“挖填土方量相等”的原則確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高； 2用最小二乘法原理求最佳設(shè)計(jì)平面：應(yīng)用最小二乘 法的原理，不僅可滿足土方挖填平衡、還可做到土方的總工程量最小,第一章 土方工程,1.2.1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高

2、計(jì)算的一般方法,1.2.1.1 計(jì)算原則 將場(chǎng)地劃分成邊長(zhǎng) 為a 的若干方格，并將方 格網(wǎng)點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在 圖上（圖1-1a）。原地形 高可利用等高線用插入法 求得或在實(shí)地測(cè)量得到,a) 地形圖方格網(wǎng) 圖1-1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖 1等高線,第一章 土方工程,1.2.1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高 計(jì)算的一般方法,1.2.1.1 計(jì)算原則,按照挖填土方量相等的 原則（圖1-1b），場(chǎng)地設(shè)計(jì) 標(biāo)高可按下式計(jì)算,1-2,b）設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖 圖1-1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算示意圖 2自然地面；3設(shè)計(jì)平面,第一章 土方工程,由式1-2可得到,1-3,式中 zo所計(jì)算場(chǎng)地的設(shè)計(jì)標(biāo)高（m）； n 方格數(shù)； zi1、zi

3、2、zi3、zi4第i個(gè)方格四個(gè)角點(diǎn)的原地形 標(biāo)高（m,第一章 土方工程,點(diǎn)的標(biāo)高在計(jì)算過(guò)程中被應(yīng)用的次數(shù)( Pi ) 反映了各角點(diǎn)標(biāo)高對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響程度，測(cè)量上的術(shù)語(yǔ)稱為“權(quán)”。 考慮各角點(diǎn)標(biāo)高的“權(quán)”，式（1-3）可改寫(xiě)成更便于計(jì)算的形式,式中 z1 一個(gè)方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高； z2、z3、z4 分別為二、三、四個(gè)方格 所共有的角點(diǎn)標(biāo)高,1-4,第一章 土方工程,1.2.1.2 計(jì)算步驟,劃分場(chǎng)地方格網(wǎng)； 計(jì)算或?qū)崪y(cè)各角點(diǎn)的原地形標(biāo)高； 按式（1-4）計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高； 設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整； 施工高度計(jì)算。 下面分別討論： 設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整與施工高度計(jì)算問(wèn)題,第一章 土方工程,設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整 設(shè)計(jì)標(biāo)高

4、的調(diào)整主要是泄水坡度的調(diào)整，由于按式（1-4）得到的設(shè)計(jì)平面為一水平的挖填方相等的場(chǎng)地，實(shí)際場(chǎng)地均應(yīng)有一定的泄水坡度。因此，應(yīng)根據(jù)泄水要求計(jì)算出實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高,第一章 土方工程,以Zo 作為場(chǎng)地中心的標(biāo)高（圖1-2），則場(chǎng)地任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為,1-5,圖1-2 場(chǎng)地泄水坡度,第一章 土方工程,施工高度計(jì)算,求得 后，即可按下式計(jì)算各角點(diǎn)的施工高度Hi，施工高度的含義是該角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地形標(biāo)高的差值,1-6,式中 角點(diǎn)的原地形標(biāo)高。 若Hi為正值，則該點(diǎn)為填方，Hi為負(fù)值則為挖方,第一章 土方工程,1.2.2 最佳設(shè)計(jì)平面,最佳設(shè)計(jì)平面即設(shè)計(jì)標(biāo)高滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水及最

5、高洪水位等要求，并做到場(chǎng)地內(nèi)土方挖填平衡，且挖填的總土方工程量最小,第一章 土方工程,1.2.2.1 最佳設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)原理,任何一個(gè)平面在直角坐標(biāo)體系中都可以用三個(gè)參數(shù) c、 、 來(lái)確定（圖1-3,c 原點(diǎn)標(biāo)高； x 方向的坡度； y 的方向坡度,第一章 土方工程,1.2.2.1 最佳設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)原理,在（圖1-3）所示的這個(gè)平面上任何一點(diǎn) i 的標(biāo)高 ，可以根據(jù)下式求出,1-7,其中 點(diǎn)在 x 方向的坐標(biāo)； 點(diǎn)在 y 方向的坐標(biāo),式（1-7）為最佳設(shè)計(jì)平面的方程形式,第一章 土方工程,與前述方法類似，將場(chǎng)地劃分成方格網(wǎng)，并將原地形標(biāo)高 標(biāo)于圖上，則該場(chǎng)地方格網(wǎng)角點(diǎn)的施工高度為,式中 方格網(wǎng)各

6、角點(diǎn)的施工高度； 方格網(wǎng)各角點(diǎn)的設(shè)計(jì)平面標(biāo)高； 方格網(wǎng)各角點(diǎn)的原地形標(biāo)高； 方格角點(diǎn)總數(shù),1-8,第一章 土方工程,土方工程量與施工高度之和成正比。 施工高度之和為零時(shí)，則表明該場(chǎng)地土方的填挖平衡， 但由于施工高度有正有負(fù)，當(dāng)?shù)荒芊从吵鎏罘胶屯诜降慕^對(duì)值之和為多少,第一章 土方工程,為了不使施工高度正負(fù)相互抵消，若把施工高度平方之后再相加，則其總和能反映土方工程填挖方絕對(duì)值之和的大小。 但要注意，在計(jì)算施工高度總和時(shí)，應(yīng)考慮方格網(wǎng)各點(diǎn)施工高度在計(jì)算土方量時(shí)被應(yīng)用的次數(shù)Pi，令為土方施工高度之平方和，則,1-9,第一章 土方工程,將公式（1-8）代入上式，得,當(dāng)?shù)闹底钚r(shí)，該設(shè)計(jì)平面既能使土

7、方工程量最小，又能保證填挖方量相等（填挖方不平衡時(shí)，上式所得數(shù)值不可能最?。＿@就是用最小二乘法求最佳設(shè)計(jì)平面的方法,第一章 土方工程,1.2.2.2 最佳設(shè)計(jì)平面的計(jì)算方法,為了求得最小時(shí)的設(shè)計(jì)平面參數(shù)c、 、 可以對(duì)式1-9的c、 、 分別求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為0，于是得,1-10,第一章 土方工程,經(jīng)過(guò)整理，可得下列準(zhǔn)則方程,1-11,式中,余類推,第一章 土方工程,解聯(lián)立方程組（1-11），可求得最佳設(shè)計(jì)平面的三個(gè)參數(shù)c、 ix 、iy （尚未考慮工藝、運(yùn)輸?shù)纫螅缓蠹纯筛鶕?jù)方程式（1-3）算出各角點(diǎn)的施工高度。 在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可采用列表方法（表1-3）。最后一列的和PH可用于檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果，當(dāng)PH=0，則計(jì)算無(wú)誤,第一章 土方工程,應(yīng)用上述準(zhǔn)則方程時(shí)，若已知c 或ix，或 iy 時(shí)，只要把這些已知值作為常數(shù)代入，即可求得該條件下的最佳設(shè)計(jì)平面,第一章 土方工程,1.2.2.3 設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整,實(shí)際工程中，對(duì)計(jì)算所得的設(shè)計(jì)標(biāo)高，還應(yīng)考慮下述 因素進(jìn)行調(diào)整，這工作在完成土方量計(jì)算后進(jìn)行,1) 考慮土的最終可松性，需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，以達(dá)到 土方量的實(shí)際平衡。 (2) 考慮工程余土或工