任務(wù)二場地平整

1、項目二 場地平整 一、場地平整土方量計算 二、基坑、基槽土方量計算（補充） 三、土方調(diào)配（補充）一、場地平整土方量計算（1）確定場地平整與基坑（槽）開挖的施工順序；（2）確定場地的設(shè)計標高；（3）計算挖填土方量；（4）進行土方調(diào)配；1、場地設(shè)計標高的確定場地設(shè)計標高H0確定的原則：（1）滿足生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊?；?）盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；（3）盡量使場地內(nèi)挖填平衡，以降低土方運輸費用；（4）有一定泄水坡度（2），滿足排水要求；（5）考慮最高洪水位的要求。 場地設(shè)計標高H0確定的方法： （1）簡易計算法(一般方法） （2）最佳平面設(shè)計法1）初步確定場地設(shè)計標高）初步確定場地設(shè)計標高 （

2、a）在地形圖上將施工區(qū)域劃分為邊長為）在地形圖上將施工區(qū)域劃分為邊長為1040m若干個若干個方格網(wǎng)；方格網(wǎng)； （b）確定各小方格角點的天然高程；）確定各小方格角點的天然高程； 方法：方法： 無地形圖時，水準儀測量；無地形圖時，水準儀測量； 根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的高程，用根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法插入法求得；求得； 用一條透明紙帶，在上面畫用一條透明紙帶，在上面畫6根等距離的平行線，把該根等距離的平行線，把該透明紙帶放在標有方格網(wǎng)的地形圖上，將透明紙帶放在標有方格網(wǎng)的地形圖上，將6根平行線的最根平行線的最外兩根分別對準外兩根分別對準A點和點和B點，這時點，這時6根等距離的平行線

3、將根等距離的平行線將A、B之間的之間的0.5m等高線的高差均分成等高線的高差均分成5等分，于是就可直接等分，于是就可直接得到角點的地面標高。得到角點的地面標高。（c）按）按填挖平衡填挖平衡確定場地設(shè)計標高確定場地設(shè)計標高 按每一個方格的角點的計算次數(shù)，按每一個方格的角點的計算次數(shù)，即方格的角點為幾個方格共有的情況即方格的角點為幾個方格共有的情況（“權(quán)權(quán)”）：）： 一個方格僅有的角點天然標高；一個方格僅有的角點天然標高；式中：式中： 兩個方格共有的角點天然標高；兩個方格共有的角點天然標高； 三個方格共有的角點天然標高；三個方格共有的角點天然標高； 四個方格共有的角點天然標高。四個方格共有的角點天

4、然標高。 NHHHHH443243210N1H2H3H4H方格網(wǎng)數(shù)；方格網(wǎng)數(shù)；例如：圖1-9中的場地設(shè)計標高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)=251.45m6410H2）計算設(shè)計標高的調(diào)整值）計算設(shè)計標高的調(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)計標高，設(shè)h為因土的可松性引起設(shè)計標高的增加值，則設(shè)計標高調(diào)整后總的挖方體積 為：WVhFVVWWW其中 為挖土?xí)r預(yù)留部分 總的填方體積為： hFW)(sWW

5、sWTKhFVKVV因：WTsVVK 此時，填方區(qū)的標高也應(yīng)與挖方區(qū)一樣，提高此時，填方區(qū)的標高也應(yīng)與挖方區(qū)一樣，提高 即：即：由于：由于： 所以有：所以有：故考慮了土的可松性后，場地設(shè)計標高調(diào)整為：故考慮了土的可松性后，場地設(shè)計標高調(diào)整為：式中：式中： 按理論設(shè)計標高計算的總挖方、總填方體積；按理論設(shè)計標高計算的總挖方、總填方體積； 按理論設(shè)計標高計算的挖方區(qū)、填方區(qū)總面積；按理論設(shè)計標高計算的挖方區(qū)、填方區(qū)總面積； 土的最后可松性系數(shù)。土的最后可松性系數(shù)。hWTVVhHH00TWVV 、TWFF 、sKTTsWWTTTFVKhFVFVVh)() 1(sWTsWKFFKVh（2）場地泄水坡度

6、的影響 泄水坡度有單面泄水、雙面泄水 單面泄水：場地內(nèi)只有一個方向排水； 雙面泄水：場地內(nèi)只有兩個方向排水，且互相垂直。 （a）場地有單面泄水坡度時的設(shè)計標高 場地內(nèi)已調(diào)整的設(shè)計標高 為場地中心線的標高（因此將場地中心作為坐標的原點）0H場地內(nèi)任意點的設(shè)計標高則為：場地內(nèi)任意點的設(shè)計標高則為：ilHHn011H例如： 角點的設(shè)計標高為：aiHH5 . 1+=011（b）場地有雙面泄水坡度時的設(shè)計標高）場地有雙面泄水坡度時的設(shè)計標高 場地內(nèi)已調(diào)整的設(shè)計標高為場地縱橫方向中心線的標高（因此將場地內(nèi)已調(diào)整的設(shè)計標高為場地縱橫方向中心線的標高（因此將場地中心作為坐標的原點）場地中心作為坐標的原點） 式

7、中：式中： 該點沿該點沿X-X，Y-Y方向距場地中心線的距離；方向距場地中心線的距離； 場地沿場地沿X-X，Y-Y方向的泄水坡度。方向的泄水坡度。 說明：說明：的取值：（與單向泄水一致）的取值：（與單向泄水一致） 坐標原點位于場地的中心點，坐標原點位于場地的中心點，x、y方向逆著泄水坡度方向方向逆著泄水坡度方向，按，按坐坐標象限標象限判斷正、負號，即位于第一象限判斷正、負號，即位于第一象限x、y皆為正；第二象限皆為正；第二象限x為負，為負，y為正；第三象限為正；第三象限x、y 皆為負；第四象限皆為負；第四象限x為正，為正，y為負。為負。yyxxnililHH0yxll 、yxii、2 場地平整

8、土方量計算（平均高度法） 場地平整土方量計算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結(jié)果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。 場地平整土方量計算步驟1.場地設(shè)計標高的確定，先計算出 ；2.場地設(shè)計標高的調(diào)整，一般考慮土的可松性和場地泄水坡度的影響（分清單面泄水或雙面泄水），計算出 ；3.求各方格角點的施工高度 式中： 角點的施工高度，以“+”為填土，“” 為挖土； 角點的設(shè)計標高（考慮泄水坡度）； 角點的自然地面標高。0HnHnhnHHHHhnn4.繪出零線；5.計算

9、場地挖、填土方量。(1) 讀識方格網(wǎng)圖 方格網(wǎng)圖由設(shè)計單位(一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=1040m的若干方格，與測量的縱橫坐標相對應(yīng)，在各方格角點規(guī)定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設(shè)計標高(Hn)，如下圖所示。(2)計算場地各個角點的施工高度 施工高度為角點設(shè)計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設(shè)計標高為基準的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算： 式中 H-地面標高 Hn-設(shè)計標高 hn角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為 挖)，m； n 方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，n)。 HHhnn(3) 計算“零點”位置，確定零線 方格邊線

10、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，即為“零點”(圖1.4)。再把零點連起來得零線。零點位置按下式計算：2212ahXhh1112ahXhh式中 x1、x2角點至零點的距離，m；h1、h2相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值；m)；a方格網(wǎng)的邊長，m。(4) 計算方格土方工程量 按四方棱柱體法或三角棱柱體法逐格計算每個方格內(nèi)的挖方量或填方量。（a）四方棱柱體法 方格四個角點全部為填或全部為挖時：方格四個角點全部為填或全部為挖時： 式中：式中： 挖方或填方體積（挖方或填方體積（m3）；）； 方格四個角點的填挖高度，均取方格四個角點的填挖高度，均取絕對值絕對值（m）

11、。）。 方格四個角點，部分為填方、部分為挖方時方格四個角點，部分為填方、部分為挖方時: 式中：式中： 方格角點中填（挖）方施工高度的總和，取方格角點中填（挖）方施工高度的總和，取絕對值絕對值（m）；）； 方格四角點施工高度之總和，取方格四角點施工高度之總和，取絕對值絕對值（m）；）； 方格邊長（方格邊長（m）。）。)(443212HHHHaV4321HHHH、VHHaV422）（填填4=22HHaV）（挖挖填（挖）HHa補充：常用方格網(wǎng)點計算公式 項 目圖 式計算公式一點填方或挖方 (三角形) 兩點填方或挖方 (梯形) 三點填方或挖方 (五角形) 四點填方或挖方 (正方形) 32312366h

12、bchVbca hV當(dāng)b=a=c時， =1324()()248()()248hbcaVabc hhhdeaVade hh22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh（b）三角棱柱體法:將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分成兩個三角形，然后計算每一個三角棱柱體的土方量。當(dāng)三角形為全挖或全填時當(dāng)三角形為全挖或全填時當(dāng)三角形有填有挖時，則其零線將三角形分當(dāng)三角形有填有挖時，則其零線將三角形分成兩部分，一個是底面為三角形的成兩部分，一個是底面為三角形的錐體錐體，一，一個是底面為四邊形的個是底面為四邊形的楔體楔體。)(63212hhhaV）（錐3121332)(

13、6hhhhhaV2133231332(6hhhhhhhhaV）（楔(5) 邊坡土方量計算 場地的挖方區(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行計算，一種為三角棱錐體(圖1.6中、)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中)。然后應(yīng)用幾何公式分別進行土方計算，最后將各塊匯總，即得場地邊坡總挖、填土方量 。A 三角棱錐體邊坡體積11 113VAl式中 l1邊坡的長度；A1邊坡的端面積；A1mh22/2h2角點的挖土高度；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邊坡的長度

14、；A1、A2、A0邊坡兩端及中部橫斷面面積。 12442AAVl44102(4)6lVAAAC計算土方總量 將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場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(土方規(guī)劃)中的一個重要內(nèi)容，在場地平整土方工程量計算完成后進行。 意義： 應(yīng)使挖、填平衡，土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，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（一）調(diào)配原則 應(yīng)力求達到應(yīng)力求達到挖、填平衡挖、填平衡和和運距最短運距最短的原則。的原則。 土方調(diào)配應(yīng)考慮土方調(diào)配應(yīng)考慮近期近期施工與施工與后期后期

15、利用利用相結(jié)合相結(jié)合的原則。的原則。 土方調(diào)配應(yīng)采取土方調(diào)配應(yīng)采取分區(qū)與全場分區(qū)與全場相相結(jié)合結(jié)合來考慮的原則。來考慮的原則。 土方調(diào)配還應(yīng)盡可能土方調(diào)配還應(yīng)盡可能與大型地下與大型地下建筑物的建筑物的施工相結(jié)合施工相結(jié)合，避免土方的重復(fù)挖、填和運輸。避免土方的重復(fù)挖、填和運輸。 合理布置挖、填方分區(qū)線，選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運輸合理布置挖、填方分區(qū)線，選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運輸線路，使土方機械和運輸車輛的性能得到充分發(fā)揮。線路，使土方機械和運輸車輛的性能得到充分發(fā)揮。 劃分調(diào)配區(qū)劃分調(diào)配區(qū)。在平面圖上劃出挖、填區(qū)的分界線，并在。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

16、調(diào)配區(qū)的大小和挖方區(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。位置。 計算各調(diào)配區(qū)的土方量計算各調(diào)配區(qū)的土方量，并，并標于圖上標于圖上。 計算每對調(diào)配區(qū)的平均運距計算每對調(diào)配區(qū)的平均運距，即挖方區(qū)土方重心至填方，即挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)重心的距離，并將每一距離標于土方平衡與運距表中區(qū)重心的距離，并將每一距離標于土方平衡與運距表中。 確定最優(yōu)調(diào)配方案確定最優(yōu)調(diào)配方案。先用。先用“最小元素法最小元素法”確定初始方案確定初始方案，再用，再用“位勢法位勢法”進行檢查，是否總的運輸量為最小值進行檢查，是否總的運輸量為最小值，否則用，否則用“閉回路法閉回路法”進行調(diào)整。進行調(diào)整。 繪制土方調(diào)配圖繪制

17、土方調(diào)配圖，根據(jù)以上結(jié)果，標出調(diào)配方向、土方，根據(jù)以上結(jié)果，標出調(diào)配方向、土方數(shù)量及運距。數(shù)量及運距。 （二）調(diào)配步驟（二）調(diào)配步驟 調(diào)配方案確定后，繪制調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖土方調(diào)配圖( (如下圖如下圖) )。在。在土方調(diào)配圖上要注明土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向調(diào)配方向、最終土最終土方調(diào)配量方調(diào)配量和和每對挖填之間的平均運距每對挖填之間的平均運距。W W為挖方，為挖方，T T為為填方。填方。最終土方調(diào)配量平均運距舉例：舉例： 下圖為一矩形廣場，圖中小方格的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)下圖為一矩形廣場，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)之間的平均運距的土

18、方量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。（1 1） 找出零線，找出零線，畫出挖方區(qū)、填方畫出挖方區(qū)、填方區(qū)。劃分調(diào)配區(qū)。區(qū)。劃分調(diào)配區(qū)。（2 2）找各挖、填找各挖、填方區(qū)間的平均運距方區(qū)間的平均運距（即土方重心間的（即土方重心間的距離）?？山埔跃嚯x）。可近似以幾何形心代替土方幾何形心代替土方體積重心。體積重心。（3 3）列挖、填方平衡及運距表）列挖、填方平衡及運距表平均運距，記為平均運距，記為Cij （單位（單位m）W1到T1的調(diào)配量，記為Xij （單位（單位m3）（4 4）調(diào)配）調(diào)配 初始調(diào)配方案初始調(diào)配方案 方法：最小元素法就近調(diào)配。方法

19、：最小元素法就近調(diào)配。 順序：先從運距小的開始，使其土方量最大。順序：先從運距小的開始，使其土方量最大。 先選先選C43=40，使，使X43為最大值為最大值400400，即，即W W4挖方區(qū)的土方挖方區(qū)的土方全部調(diào)到了全部調(diào)到了T3填方區(qū)。則填方區(qū)。則X41 、 X42 都為零，在其方格內(nèi)畫都為零，在其方格內(nèi)畫上一個上一個“”號。號。 同理再選同理再選C22=40，使使X22為最大值為最大值500500，即，即W W2挖方區(qū)的挖方區(qū)的土方全部調(diào)到了土方全部調(diào)到了T2填方區(qū)。則填方區(qū)。則X21 、 X23 都為零都為零，在其方格，在其方格內(nèi)畫上一個內(nèi)畫上一個“”號。號。具體操作過程：具體操作過程

20、：400500重復(fù)上面步驟，依次地確定其余重復(fù)上面步驟，依次地確定其余 Xij 數(shù)值數(shù)值 400500500300100100結(jié)果：結(jié)果：所得運輸量較小，但不一定是最優(yōu)方案。所得運輸量較小，但不一定是最優(yōu)方案。 （總運輸量總運輸量= =（土方調(diào)配量（土方調(diào)配量平均運距）平均運距）=9700097000m3m) ) 場地平整土方量計算與調(diào)配步驟回顧場地平整土方量計算與調(diào)配步驟回顧計算場地設(shè)計標高挖填方平衡劃分網(wǎng)格確定零線調(diào)整場地設(shè)計標高根據(jù)土的可松性調(diào)整根據(jù)泄水坡度調(diào)整，等計算各方格挖填土方量計算各角點施工高度后定零線土方調(diào)配三、基坑與基槽土方量計算（平均斷面法） 基坑（底長為底寬3倍以內(nèi)）土方

21、量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算。即102(4)6HVAAA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）（底長大于底寬3倍）土方量計算可沿長度方向分段計算：1102(4)6LVAAA式中V1第一段的土方量，m3；L1 第一段的長度，m。 將各段土方量相加即得總土方量： 12nVVVV1補充：土方邊坡補充：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(圖圖1. .11)，即 土方邊坡坡度= h/b=1/(b/h)=1m 式中 m=b/h 稱為邊坡系數(shù)。 土方量開挖土方量開挖

22、開挖程序：放線確定開挖順序開挖修整邊坡清底驗槽開挖 放線：放基坑（槽）上口邊線 確定開挖順序：合理順序 開挖：預(yù)留1530cm用人工修筑 清底：人工開挖預(yù)留土層 驗槽：檢查與勘查設(shè)計資料是否相符 開挖【練習(xí)1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長為20m20m，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，試計算挖方和填方的總土方量?！窘狻?(1) 根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標高和自然標高，計算各角點施工高度，結(jié)果列于圖1.8中。 由公式得： h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h

23、4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34 h6=251.50-251.60=-0.10 h7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06(2) 計算零點位置。從圖1.8中可知，15、26、67、711、1112五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明這些方格邊上有零點存在。 由公式求得： 15線 x1=4.55(m) 26線 x1=13.10(m) 67線 x1=7.69(m) 711線 x1=8.89(m) 1112線 x1=15.38(m) 將各零點標