場(chǎng)地平整的程序及土方量的計(jì)算

1、6-1-6 工程場(chǎng)地平整6-1-6-1 場(chǎng)地平整的程序場(chǎng)地平整是將需進(jìn)行建筑范圍內(nèi)的自然地面，通過人工或機(jī)械挖填平整改造成為設(shè)計(jì)所需要的平面，以利現(xiàn)場(chǎng)平面布置和文明施工。在工程總承包施工中，三通一平工作常常是由施工單位來實(shí)施，因此場(chǎng)地平整也成為工程開工前的一項(xiàng)重要內(nèi)容。場(chǎng)地平整要考慮滿足總體規(guī)劃、生產(chǎn)施工工藝、交通運(yùn)輸和場(chǎng)地排水等要求，并盡量使土方的挖填平衡，減少運(yùn)土量和重復(fù)挖運(yùn)。場(chǎng)地平整為施工中的一個(gè)重要項(xiàng)目，它的一般施工工藝程序安排是：現(xiàn)場(chǎng)勘察清除地面障礙物標(biāo)定整平范圍設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)設(shè)置方格網(wǎng)，測(cè)量標(biāo)高計(jì)算土方挖填工程量平整土方場(chǎng)地碾壓驗(yàn)收。當(dāng)確定平整工程后，施工人員首先應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，了

2、解場(chǎng)地地形、地貌和周圍環(huán)境。根據(jù)建筑總平面圖及規(guī)劃了解并確定現(xiàn)場(chǎng)平整場(chǎng)地的大致范圍。平整前必須把場(chǎng)地平整范圍內(nèi)的障礙物如樹木、電線、電桿、管道、房屋、墳?zāi)沟惹謇砀蓛?，然后根?jù)總圖要求的標(biāo)高，從水準(zhǔn)基點(diǎn)引進(jìn)基準(zhǔn)標(biāo)高作為確定土方量計(jì)算的基點(diǎn)。土方量的計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法，可根據(jù)地形具體情況采用?，F(xiàn)場(chǎng)抄平的程序和方法由確定的計(jì)算方法進(jìn)行。通過抄平測(cè)量，可計(jì)算出該場(chǎng)地按設(shè)計(jì)要求平整需挖土和回填的土方量，再考慮基礎(chǔ)開挖還有多少挖出（減去回填）的土方量，并進(jìn)行挖填方的平衡計(jì)算，做好土方平衡調(diào)配，減少重復(fù)挖運(yùn)，以節(jié)約運(yùn)費(fèi)。大面積平整土方宜采用機(jī)械進(jìn)行，如用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)推運(yùn)平整土方；有大量挖方應(yīng)用挖土機(jī)

3、等進(jìn)行。在平整過程中要交錯(cuò)用壓路機(jī)壓實(shí)。平整場(chǎng)地的一般要求如下：1平整場(chǎng)地應(yīng)做好地面排水。平整場(chǎng)地的表面坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無要求時(shí)，一般應(yīng)向排水溝方向作成不小于0.2的坡度。2平整后的場(chǎng)地表面應(yīng)逐點(diǎn)檢查，檢查點(diǎn)為每100400m2取1點(diǎn)，但不少于10點(diǎn)；長度、寬度和邊坡均為每20m取1點(diǎn)，每邊不少于1點(diǎn)，其質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表6-46的要求。3場(chǎng)地平整應(yīng)經(jīng)常測(cè)量和校核其平面位置、水平標(biāo)高和邊坡坡度是否符合設(shè)計(jì)要求。平面控制樁和水準(zhǔn)控制點(diǎn)應(yīng)采取可靠措施加以保護(hù)，定期復(fù)測(cè)和檢查；土方不應(yīng)堆在邊坡邊緣。6-1-6-2 場(chǎng)地平整的土方量計(jì)算場(chǎng)地平整前，要確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，計(jì)算挖填土方量以便據(jù)此

4、進(jìn)行土方挖填平衡計(jì)算，確定平衡調(diào)配方案，并根據(jù)工程規(guī)模、施工期限、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備條件，選用土方機(jī)械，擬定施工方案。1場(chǎng)地平整高度的計(jì)算對(duì)較大面積的場(chǎng)地平整，正確地選擇場(chǎng)地平整高度（設(shè)計(jì)標(biāo)高），對(duì)節(jié)約工程投資、加快建設(shè)速度均具有重要意義。一般選擇原則是：在符合生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)臈l件下，盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；場(chǎng)地內(nèi)的挖方與填方量應(yīng)盡可能達(dá)到互相平衡，以降低土方運(yùn)輸費(fèi)用；同時(shí)應(yīng)考慮最高洪水位的影響等。場(chǎng)地平整高度計(jì)算常用的方法為“挖填土方量平衡法”，因其概念直觀，計(jì)算簡便，精度能滿足工程要求，應(yīng)用最為廣泛，其計(jì)算步驟和方法如下：（1)計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高如圖6-2（a），將地形圖劃分方格網(wǎng)（或利用地

5、形圖的方格網(wǎng)），每個(gè)方格的角點(diǎn)標(biāo)高，一般可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標(biāo)高，用插入法求得。當(dāng)無地形圖時(shí)，亦可在現(xiàn)場(chǎng)打設(shè)木樁定好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測(cè)出。圖6-2場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算簡圖（a）地形圖上劃分方格；（b)設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖1-等高線；2-自然地坪；3-設(shè)計(jì)標(biāo)高平面；4-自然地面與設(shè)計(jì)標(biāo)高平面的交線（零線）一般要求是，使場(chǎng)地內(nèi)的土方在平整前和平整后相等而達(dá)到挖方和填方量平衡，如圖6-2（b）。設(shè)達(dá)到挖填平衡的場(chǎng)地平整標(biāo)高為H0，則由挖填平衡條件，H0值可由下式求得： （6-5)式中 a方格網(wǎng)邊長（m）；N方格網(wǎng)數(shù)（個(gè)）；H11H22任一方格的四個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)高（m）；H1一個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m

6、）；H2二個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m）；H3三個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m）；H4四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高（m）。(2）考慮設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整值上式計(jì)算的H0，為一理論數(shù)值，實(shí)際尚需考慮：1)土的可松性；2)設(shè)計(jì)標(biāo)高以下各種填方工程用土量，或設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的各種挖方工程量；3)邊坡填挖土方量不等；4)部分挖方就近棄土于場(chǎng)外，或部分填方就近從場(chǎng)外取土等因素?？紤]這些因素所引起的挖填土方量的變化后，適當(dāng)提高或降低設(shè)計(jì)標(biāo)高。(3)考慮排水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響式（6-5)計(jì)算的H0未考慮場(chǎng)地的排水要求（即場(chǎng)地表面均處于同一個(gè)水平面上），實(shí)際均應(yīng)有一定排水坡度。如場(chǎng)地面積較大，應(yīng)有2以上排水坡度，尚應(yīng)考慮排水坡度對(duì)設(shè)

7、計(jì)標(biāo)高的影響。故場(chǎng)地內(nèi)任一點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高H0（m）可由下式計(jì)算：單向排水時(shí)HnH0l·i （6-6)雙向排水時(shí)HH0±lxix±lyiy （6-7)式中 z該點(diǎn)至H0的距離（m）；ix方向或y方向的排水坡度（不少于2）；lx、ly該點(diǎn)于x-x、y-y方向距場(chǎng)地中心線的距離（m）；ix、iy分別為x方向和y方向的排水坡度；±該點(diǎn)比H0高則取“”號(hào)，反之取“”號(hào)。2場(chǎng)地平整土方工程量的計(jì)算在編制場(chǎng)地平整土方工程施工組織設(shè)計(jì)或施工方案、進(jìn)行土方的平衡調(diào)配以及檢查驗(yàn)收土方工程時(shí)，常需要進(jìn)行土方工程量的計(jì)算。計(jì)算方法有方格網(wǎng)法和橫斷面法兩種。（1)方

8、格網(wǎng)法用于地形較平緩或臺(tái)階寬度較大的地段。計(jì)算方法較為復(fù)雜，但精度較高，其計(jì)算步驟和方法如下：1)劃分方格網(wǎng)根據(jù)已有地形圖（一般用1：500的地形圖）將欲計(jì)算場(chǎng)地劃分成若干個(gè)方格網(wǎng)，盡量與測(cè)量的縱、橫坐標(biāo)網(wǎng)對(duì)應(yīng)，方格一般采用20m×20m或40m×40m，將相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格點(diǎn)的右上角和右下角。將自然地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)地面標(biāo)高的差值，即各角點(diǎn)的施工高度（挖或填），填在方格網(wǎng)的左上角，挖方為（），填方為（）。2）計(jì)算零點(diǎn)位置在一個(gè)方格網(wǎng)內(nèi)同時(shí)有填方或挖方時(shí)，應(yīng)先算出方格網(wǎng)邊上的零點(diǎn)的位置，并標(biāo)注于方格網(wǎng)上，連接零點(diǎn)即得填方區(qū)與挖方區(qū)的分界線（即零線）。零點(diǎn)的

9、位置按下式計(jì)算（圖6-3）： （6-8）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（m），均用絕對(duì)值；a方格網(wǎng)的邊長（m）。圖6-3 零點(diǎn)位置計(jì)算示意圖圖6-4 零點(diǎn)位置圖解法為省略計(jì)算，亦可采用圖解法直接求出零點(diǎn)位置，如圖6-4所示，方法是用尺在各角上標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。這種方法可避免計(jì)算（或查表）出現(xiàn)的錯(cuò)誤。3)計(jì)算土方工程量按方格網(wǎng)底面積圖形和表6-31所列體積計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方或填方量，或用查表法計(jì)算，有關(guān)計(jì)算用表見表6-31。常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式 表6-31注：1.a方格網(wǎng)的邊長（m）；b、c零點(diǎn)到一角的邊長（m）；

10、h1、h2、h3、h4方格網(wǎng)四角點(diǎn)的施工高程（m），用絕對(duì)值代入；h填方或挖方施工高程的總和（m），用絕對(duì)值代入；V挖方或填方體積（m3）。2.本表公式是按各計(jì)算圖形底面積乘以平均施工高程而得出的。4）計(jì)算土方總量將挖方區(qū)（或填方區(qū)）所有方格計(jì)算土方量匯總，即得該場(chǎng)地挖方和填方的總土方量。例6-1 廠房場(chǎng)地平整，部分方格網(wǎng)如圖6-5所示，方格邊長為20m×20m，試計(jì)算挖填總土方工程量。圖6-5 方格網(wǎng)法計(jì)算土方量(a）方格角點(diǎn)標(biāo)高、方格編號(hào)、角點(diǎn)編號(hào)圖；（b)零線、角點(diǎn)挖、填高度圖（圖中I、II、III等為方格編號(hào)；1、2、3等為角點(diǎn)號(hào)）解 劃分方格網(wǎng)、標(biāo)注高程。根據(jù)圖6-5(a)

11、方格各點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高，計(jì)算方格各點(diǎn)的施工高度，標(biāo)注于圖6-5（b)中各點(diǎn)的左角上。計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖6-5(b)中可看出12、27、38三條方格邊兩端角的施工高度符號(hào)不同，表明此方格邊上有零點(diǎn)存在，由表6-31第2項(xiàng)公式：12線 11.30（m）27線 4.81（m）38線 8.33（m）將各零點(diǎn)標(biāo)注于圖6-5（b），并將零點(diǎn)線連接起來。計(jì)算土方工程量方格I底面為三角形和五角形，由表6-31第1、3項(xiàng)公式：三角形200土方量 1.18（m3）五角形16700土方量 -76.80（m3）方格II底面為二個(gè)梯形，由表6-31第2項(xiàng)公式：梯形2300土方量 V+（4.818.33）（0.

12、130.15）9.20（m3）梯形7800土方量 V-（15.1911.67）（0.410.21）-41.63（m3）方格III底面為一個(gè)梯形和一個(gè)三角形，由表6-31第1、2項(xiàng)公式：梯形3400土方量 V+（8.3320）（0.150.12)19.12（m3）匯總?cè)客练焦こ塘咳客诜搅?V76.8041.638.1714716411521.33573.93（m3）全部填方量 V1.189.2019.1255.015.3399.83（m3）(2）橫截面法橫截面法適用于地形起伏變化較大地區(qū)，或者地形狹長、挖填深度較大又不規(guī)則的地區(qū)采用，計(jì)算方法較為簡單方便，但精度較低。其計(jì)算步驟和方法如下：1

13、）劃分橫截面根據(jù)地形圖、豎向布置或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，將要計(jì)算的場(chǎng)地劃分橫截面AA'、BB'、CC"（圖6-6)，使截面盡量垂直于等高線或主要建筑物的邊長，各截面間的間距可以不等，一般可用10m或20m，在平坦地區(qū)可用大些，但最大不大于100m。圖6-6 畫橫截面示意圖1-自然地面；2-設(shè)計(jì)地面2）畫橫截面圖形按比例繪制每個(gè)橫截面的自然地面和設(shè)計(jì)地面的輪廓線。自然地面輪廓線與設(shè)計(jì)地面輪廓線之間的面積，即為挖方或填方的截面。3)計(jì)算橫截面面積按表6-32橫截面面積計(jì)算公式，計(jì)算每個(gè)截面的挖方或填方截面面積。常用截?cái)嗝嬗?jì)算公式 表6-324)計(jì)算土方量根據(jù)橫截面面積按下式計(jì)算土方量

14、： (6-9)式中 V相鄰兩橫截面間的土方量（m3）；A1、A2相鄰兩橫截面的挖（）（或填（）的截面積（m2）；s相鄰兩橫截面的間距（m）。5）土方量匯總按表6-33格式匯總?cè)客练搅?。土方量匯總表 表6-33截面填方面積（m2）挖方面積（m2）截面間距（m)填方體積（m3）挖方體積（m3）A-A'B-B'C-C'合計(jì)3邊坡土方量計(jì)算用于平整場(chǎng)地、修筑路基、路塹的邊坡挖、填土方量計(jì)算，常用圖算法。圖算法系根據(jù)地形圖和邊坡豎向布置圖或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，將要計(jì)算的邊坡劃分為兩種近似的幾何形體（圖6-7)，一種為三角棱體（如體積、）；另一種為三角棱柱體（如體積），然后應(yīng)用表6-34幾

15、何公式分別進(jìn)行土方計(jì)算，最后將各塊匯總即得場(chǎng)地總挖土（）、填土（）的量。圖6-7 場(chǎng)地邊坡計(jì)算簡圖常用邊坡三角棱體、棱柱體計(jì)算公式 表6-34例6-2 場(chǎng)地整平工程，長80m、寬60m，土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，取挖方區(qū)邊坡坡度為1：1.25，填方邊坡坡度為1：1.5，已知平面圖挖填分界線尺寸及角點(diǎn)標(biāo)高如圖6-8所示，試求邊坡挖、填土方量。圖6-8 場(chǎng)地邊坡平面輪廓尺寸圖解 先求邊坡角點(diǎn)14的挖、填方寬度：角點(diǎn)1填方寬度0.85×1.501.28（m）角點(diǎn)2挖方寬度1.54×1.251.93（m）角點(diǎn)3挖方寬度0.40×1.250.50（m）角點(diǎn)4填方寬度1.40×

16、;1.502.10（m）按照?qǐng)龅厮膫€(gè)控制角點(diǎn)的邊坡寬度，利用作圖法可得出邊坡平面尺寸（如圖6-8所示），邊坡土方工程量，可劃分為三角棱體和三角棱柱體兩種類型，按表6-34公式計(jì)算如下：（1)挖方區(qū)邊坡土方量挖方區(qū)邊坡的土方量合計(jì)：V挖（24.031.191.4447.580.020.020.75）75.03（m3）(2)填方區(qū)邊坡的土方量填方區(qū)邊坡的土方量合計(jì)：V填28.131.091.1260.420.250.225.7196.94（m3）4土方的平衡與調(diào)配計(jì)算計(jì)算出土方的施工標(biāo)高、挖填區(qū)面積、挖填區(qū)土方量，并考慮各種變動(dòng)因素（如土的松散率、壓縮率、沉降量等）進(jìn)行調(diào)整后，應(yīng)對(duì)土方進(jìn)行綜合平衡

17、與調(diào)配。土方平衡調(diào)配工作是土方規(guī)劃設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其目的在于使土方運(yùn)輸量或土方運(yùn)輸成本為最低的條件下，確定填、挖方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量，從而達(dá)到縮短工期和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。進(jìn)行土方平衡與調(diào)配，必須綜合考慮工程和現(xiàn)場(chǎng)情況、進(jìn)度要求和土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和調(diào)運(yùn)問題，經(jīng)過全面研究，確定平衡調(diào)配的原則之后，才可著手進(jìn)行土方平衡與調(diào)配工作，如劃分土方調(diào)配區(qū)，計(jì)算土方的平均運(yùn)距、單位土方的運(yùn)價(jià)，確定土方的最優(yōu)調(diào)配方案。（1)土方的平衡與調(diào)配原則1)挖方與填方基本達(dá)到平衡，減少重復(fù)倒運(yùn)。2)挖（填）方量與運(yùn)距的乘積之和盡可能為最小，即總土方運(yùn)輸量或運(yùn)輸費(fèi)用最小。3)好土應(yīng)用在回

18、填密實(shí)度要求較高的地區(qū)，以避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。4)取土或棄土應(yīng)盡量不占農(nóng)田或少占農(nóng)田，棄土盡可能有規(guī)劃地造田。5)分區(qū)調(diào)配應(yīng)與全場(chǎng)調(diào)配相協(xié)調(diào)，避免只顧局部平衡，任意挖填而破壞全局平衡。6)調(diào)配應(yīng)與地下構(gòu)筑物的施工相結(jié)合，地下設(shè)施的填土，應(yīng)留土后填。7)選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸路線、施工順序，避免土方運(yùn)輸出現(xiàn)對(duì)流和亂流現(xiàn)象，同時(shí)便于機(jī)具調(diào)配、機(jī)械化施工。(2）土方平衡與調(diào)配的步驟及方法土方平衡與調(diào)配需編制相應(yīng)的土方調(diào)配圖，其步驟如下：1)劃分調(diào)配區(qū)。在平面圖上先劃出挖填區(qū)的分界線，并在挖方區(qū)和填方區(qū)適當(dāng)劃出若干調(diào)配區(qū)，確定調(diào)配區(qū)的大小和位置。劃分時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：劃分應(yīng)與房屋和構(gòu)筑物的平面位置相協(xié)

19、調(diào)，并考慮開工順序、分期施工順序；調(diào)配區(qū)大小應(yīng)滿足土方施工用主導(dǎo)機(jī)械的行駛操作尺寸要求；調(diào)配區(qū)范圍應(yīng)和土方工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)。一般可由若干個(gè)方格組成一個(gè)調(diào)配區(qū)；當(dāng)土方運(yùn)距較大或場(chǎng)地范圍內(nèi)土方調(diào)配不能達(dá)到平衡時(shí)，可考慮就近借土或棄土，此時(shí)一個(gè)借土區(qū)或一個(gè)棄土區(qū)可作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)配區(qū)。2)計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量并標(biāo)明在圖上。3)計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距，即挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)土方重心的距離，取場(chǎng)地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，以一個(gè)角作為坐標(biāo)原點(diǎn)（圖6-9)，按下式求出各挖方或填方調(diào)配區(qū)土方重心坐標(biāo)X0及Y0：圖6-9 土方調(diào)配區(qū)間的平均運(yùn)距 （6-10） （6-11）式中 xi

20、、yii塊方格的重心坐標(biāo)；Vii塊方格的土方量。填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距L。為： （6-12）式中 x0T、y0T填方區(qū)的重心坐標(biāo)；x0W、y0W挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。一般情況下，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的形心位置O以代替重心坐標(biāo)。重心求出后，標(biāo)于圖上，用比例尺量出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)輸距離（L11、L12、L13)。所有填挖方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距均需一一計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果列于土方平衡與運(yùn)距表內(nèi)（表6-35）。土方平衡與運(yùn)距表 表6-35注：L11、L12、L13挖填方之間的平均運(yùn)距。x11、x12、x13調(diào)配土方量。當(dāng)填、挖方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠(yuǎn)，采用自行式鏟運(yùn)機(jī)或其他運(yùn)土工具沿現(xiàn)場(chǎng)道路或規(guī)定路線運(yùn)土?xí)r，其運(yùn)距應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。4)確定土方最優(yōu)調(diào)配方案。對(duì)于線性規(guī)劃中的運(yùn)輸間題，可以用“表上作業(yè)法”來求解，使總土方運(yùn)輸量為最小值，即為最優(yōu)調(diào)配方案。上式中 Lij各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（m）；xij各調(diào)配區(qū)的土方量（m3）。5)繪出土方調(diào)配圖。根據(jù)以上計(jì)算，標(biāo)出調(diào)配方向、土方數(shù)量及運(yùn)距（平均運(yùn)距再加施工機(jī)械前進(jìn)、倒退和轉(zhuǎn)彎必需的最短長