1土石方工程_2土方量計算及土石方平衡與調(diào)配教程課件

1、2.1 2.1 土方邊坡土方邊坡2.2 2.2 基坑或基槽土方量的計算基坑或基槽土方量的計算 2.3 2.3 大面積場地平整土方量方格網(wǎng)法計算大面積場地平整土方量方格網(wǎng)法計算2.4 2.4 大面積場地平整土方量斷面法計算大面積場地平整土方量斷面法計算2.5 2.5 土方的平衡和調(diào)配土方的平衡和調(diào)配2.6 2.6 場地平整施工場地平整施工2 2 土方量計算土方量計算2.1 2.1 土方邊坡土方邊坡邊坡的表示方法為1：m，m為坡度系數(shù)，即：邊坡坡度=mhbbh:11深度）邊坡高度（基坑開挖的的水平距離）邊坡寬度（坡底至坡頂hbmiVV 20146FFFHV 20146FFFLVii 2.2 2.2

2、 基坑或基槽土方量計算基坑或基槽土方量計算 劃分方格網(wǎng)劃分方格網(wǎng) 確定各方格角點的設(shè)計標(biāo)高確定各方格角點的設(shè)計標(biāo)高1.原則：挖填平衡挖填平衡2.計算過程 確定各方格角點的自然地面標(biāo)高確定各方格角點的自然地面標(biāo)高1.插入法（地形平坦時）2.圖解法（有地面標(biāo)高線時）3.測量法（地形起伏大、無地形圖）2.3 2.3 大面積場地平整土方量方格網(wǎng)法計算大面積場地平整土方量方格網(wǎng)法計算123確定各方格角點設(shè)計標(biāo)高，確定各方格角點設(shè)計標(biāo)高，應(yīng)先根據(jù)挖填平衡原則求出應(yīng)先根據(jù)挖填平衡原則求出場地平均設(shè)計標(biāo)高，然后結(jié)場地平均設(shè)計標(biāo)高，然后結(jié)合泄水坡度的影響分別求出合泄水坡度的影響分別求出每個角點的設(shè)計標(biāo)高，然后每

3、個角點的設(shè)計標(biāo)高，然后標(biāo)注在方格各角點的標(biāo)注在方格各角點的右右下角。下角。角點的自然地面標(biāo)高可角點的自然地面標(biāo)高可依據(jù)地形圖等高線或現(xiàn)依據(jù)地形圖等高線或現(xiàn)場測量的方法求得，然場測量的方法求得，然后標(biāo)注在方格各角點的后標(biāo)注在方格各角點的左左下角。下角。適用于場地平緩或臺階寬度較大的場地。 計算各方格角點的施工高度計算各方格角點的施工高度 計算零點的位置計算零點的位置1.1.公式計算公式計算2.2.圖解法圖解法 計算方格挖填土方量計算方格挖填土方量1.1.方格四個角點全部為填方或挖方；方格四個角點全部為填方或挖方；2.2.方格相鄰兩角點為挖方、另兩角點為填方；方格相鄰兩角點為挖方、另兩角點為填方；

4、3.3.方格的三個角點為挖（填）方，另一角點為填方格的三個角點為挖（填）方，另一角點為填( (挖挖) )方；方；456計算邊坡挖填土方量計算邊坡挖填土方量71/500地形圖，方格邊長為1040m，在方格左上角編號。圖例相當(dāng)于單位，必須有，圖例相當(dāng)于單位，必須有，否則方格網(wǎng)標(biāo)注的所有數(shù)否則方格網(wǎng)標(biāo)注的所有數(shù)據(jù)均無實際意義據(jù)均無實際意義NHHHHH443243210 場地平均設(shè)計標(biāo)高計算公式：場地平均設(shè)計標(biāo)高計算公式： )4(22211211220HHHHaNaH場地平均設(shè)計標(biāo)高的確定場地平均設(shè)計標(biāo)高的確定一個方一個方格共用格共用角點的角點的標(biāo)高標(biāo)高四個方四個方格共用格共用角點的角點的標(biāo)高標(biāo)高二個

5、方二個方格共用格共用角點的角點的標(biāo)高標(biāo)高考慮泄水坡度時角點設(shè)計標(biāo)高的計算考慮泄水坡度時角點設(shè)計標(biāo)高的計算以計算出的場地平均設(shè)計標(biāo)高H0作為與排水方向垂直的中心線的標(biāo)高，場地內(nèi)任一點的設(shè)計標(biāo)高為：liHHn0（一）單向泄水時場地各點設(shè)計標(biāo)高的求法（一）單向泄水時場地各點設(shè)計標(biāo)高的求法以計算出的平均設(shè)計標(biāo)高H0作為場地中心點的標(biāo)高，場地內(nèi)任一點的設(shè)計標(biāo)高為：yyxx0nHHilil（二）雙向排水時場地各點設(shè)計標(biāo)高的求法（二）雙向排水時場地各點設(shè)計標(biāo)高的求法H0插入法求解角點地面標(biāo)高：插入法求解角點地面標(biāo)高：xLHHhLxHHhxx12121HhHxHH1H2hXxL插入法求角點地面標(biāo)高H H1 1

6、、 H H2 2依據(jù)等高依據(jù)等高線得出，前提是線得出，前提是地面坡度可假設(shè)地面坡度可假設(shè)為一致。為一致。440445450AB345910圖解法求角點地面標(biāo)高8大面積場地平整的土方量方格網(wǎng)法計算。是由方格各大面積場地平整的土方量方格網(wǎng)法計算。是由方格各角點的設(shè)計標(biāo)高和自然地面標(biāo)高，算出相應(yīng)各角點挖、角點的設(shè)計標(biāo)高和自然地面標(biāo)高，算出相應(yīng)各角點挖、填高度（施工高度），然后由各角點的施工高度計算填高度（施工高度），然后由各角點的施工高度計算每一方格的土方量。方格角點施工高度計算：每一方格的土方量。方格角點施工高度計算：方格各角點施工高度的計算：方格各角點施工高度的計算：地面標(biāo)高設(shè)計標(biāo)高HHh注：計

7、算出的施工高度以注：計算出的施工高度以“+”為填方，為填方，“”為挖方。為挖方。角點施工高度角點施工高度=角點設(shè)計標(biāo)高角點設(shè)計標(biāo)高 角點自然地面標(biāo)高角點自然地面標(biāo)高各角點施工高度求各角點施工高度求出后，分別填寫在出后，分別填寫在相應(yīng)角點的右上角。相應(yīng)角點的右上角。ahhhxahhhx21222111x1x2ah1h20零點位置的計算：零點位置的計算：當(dāng)方格網(wǎng)內(nèi)有挖方區(qū)和填方區(qū)時，須先算出網(wǎng)邊的零當(dāng)方格網(wǎng)內(nèi)有挖方區(qū)和填方區(qū)時，須先算出網(wǎng)邊的零點位置，并標(biāo)注于網(wǎng)邊上，零點的連線（零線）為挖、點位置，并標(biāo)注于網(wǎng)邊上，零點的連線（零線）為挖、填方區(qū)的分界線。填方區(qū)的分界線。在實際工程中，常用在實際工程

8、中，常用圖解法圖解法求零點，以避免計算錯誤。求零點，以避免計算錯誤。零點求出后，在方格網(wǎng)零點求出后，在方格網(wǎng)上找出相應(yīng)位置，然后上找出相應(yīng)位置，然后將所有的零點連接起來將所有的零點連接起來即為零線，零線為挖填即為零線，零線為挖填方區(qū)的分界線。方區(qū)的分界線。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，另三點挖方或填方 兩點填方或挖方(梯形) 四點填方或挖方(正方形) 221234()44aaVhhhhh)(64341342)(hhhhhaV)(43212)()22(6VhhhhaV)(4412432232)(hhhhhhaV)(4322241212)(hhhhhhaVA三角棱錐體邊

9、坡體積三角棱錐體邊坡體積式中： L1邊坡的長度； A1邊坡的端面積； h2角點的挖土高度； m邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。11131LAV B三角棱柱體邊坡體積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； A1、A2、A0邊坡兩端及中部橫斷面面積。 C C計算土方總量計算土方總量 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。 42142lAAV)4(620144AAAlV【例2.1】某建筑場地方格網(wǎng)如圖所示，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，試用公式法計算挖方和填方

10、的總土方量。 【解】 (1) 根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點的地面設(shè)計標(biāo)高和自然標(biāo)高，計算各角點的施工高度，結(jié)果標(biāo)于圖中各角點的右上角。 h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=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-

11、251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06(2) 計算零點位置。從圖中可知，15、26、67、711、1112五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明此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(biāo)于圖上，并將相鄰的零點連接起來，即得零線位置。 (3) 計算方格土方量。方格、底面為正方形，土方量為： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+

12、0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面為兩個梯形，土方量為： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 方格、底面為三邊形和五邊形，土方量為： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格網(wǎng)總填方量： V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格網(wǎng)總挖方量：

13、 V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)(4) 邊坡土方量計算。如圖，、按三角棱柱體計算外，其余均按三角棱錐體計算， 依式可得： V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3) V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11(-)=2.03 (m3) V12(-)=V13=0.02 (m3) V14(-)=3.18 (m3) 邊坡總填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7

14、.93+20.01+0.01 =13.29(m3) 邊坡總挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 2.4 2.4 大面積場地平整土方量斷面法計算大面積場地平整土方量斷面法計算1 1、取若干相互平行的斷面；、取若干相互平行的斷面；2 2、劃分每個斷面為若干個三角形或梯形；、劃分每個斷面為若干個三角形或梯形；3 3、計算每個斷面三角形及梯形的面積；、計算每個斷面三角形及梯形的面積；4 4、求出每個斷面的面積；、求出每個斷面的面積；5 5、計算整個場地的體積；、計算整個場地的體積；f1f2fnd1d1dnh1h1hnL1L2LnF1F2Fn面積計算面積計算1112dh

15、f 22122dhhf梯形三角形ffFi三角形、梯形面積：某斷面面積：場地土方量：11232121222nnnlFFlFFlFFV2 25 5 土方的平衡調(diào)配土方的平衡調(diào)配一、土方平衡調(diào)配原則一、土方平衡調(diào)配原則 土方平衡調(diào)配是對挖土、填土、堆棄和移運間的關(guān)系進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，從而確定調(diào)配數(shù)量及方向，以實現(xiàn)土方運輸量或成本最低的目的。1.應(yīng)力求達(dá)到挖填平衡和運距最短的原則。2.應(yīng)考慮近期施工與后期利用相結(jié)合的原則。3.應(yīng)采取分區(qū)與全場相結(jié)合來考慮的原則。4.應(yīng)盡可能與大型地下建筑的施工相結(jié)合。5.使土方機械和運輸車輛的功效得到充分發(fā)揮的原則。在場地平面圖上先劃出挖、填區(qū)的分界線（即零在場地平面圖上

16、先劃出挖、填區(qū)的分界線（即零線），根據(jù)地形及地理等條件，可在挖方區(qū)和填線），根據(jù)地形及地理等條件，可在挖方區(qū)和填方區(qū)適當(dāng)?shù)胤謩e劃分出若干調(diào)配區(qū)（其大小應(yīng)滿方區(qū)適當(dāng)?shù)胤謩e劃分出若干調(diào)配區(qū)（其大小應(yīng)滿足土方機械的操作要求），并計算出各調(diào)配區(qū)的足土方機械的操作要求），并計算出各調(diào)配區(qū)的土方量。土方量。 二、土方調(diào)配圖表的編制二、土方調(diào)配圖表的編制1 1劃分調(diào)配區(qū)劃分調(diào)配區(qū)2 2計算挖、填方調(diào)配區(qū)間的平均運距計算挖、填方調(diào)配區(qū)間的平均運距方法：取場地方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，各區(qū)方法：取場地方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，各區(qū) 土方的重心位置：土方的重心位置：平均運距：指挖方區(qū)土方重心到填方區(qū)土方重心的

17、平均運距：指挖方區(qū)土方重心到填方區(qū)土方重心的 距離。距離。重心求出后，標(biāo)于相應(yīng)的調(diào)配區(qū)圖上，然后用比例重心求出后，標(biāo)于相應(yīng)的調(diào)配區(qū)圖上，然后用比例尺量出每對調(diào)配區(qū)之間尺量出每對調(diào)配區(qū)之間 的平均運距。的平均運距。Y 挖方調(diào)配區(qū)或填方調(diào)配區(qū)的重心坐標(biāo)； 每個方格的土方量； 各方格的重心坐標(biāo)； （通常取方格的形心）YXVxyVVyYVVxX 3.3.用表上作業(yè)法確定土方調(diào)配方案用表上作業(yè)法確定土方調(diào)配方案）列運距表）列運距表挖方量500500500600填方量800600700210050701208040906013070100120402 2）用）用“最小元素最小元素”法作初始調(diào)配方案法作初始

18、調(diào)配方案挖方量500500500500300100100500600600填方量80060070021005070120804090601307010012040對運距最小者對運距最小者首先滿足土方首先滿足土方調(diào)配要求調(diào)配要求表中所列數(shù)據(jù)表中所列數(shù)據(jù)滿足挖填平衡滿足挖填平衡原則！原則！所填的數(shù)據(jù)的個數(shù)應(yīng)該為(m+n-1)個，否則選擇運距較短的空格，填上 0 ，以湊足 (m+n-1)個。3 3）判斷是否最優(yōu)方案）判斷是否最優(yōu)方案最優(yōu)調(diào)配方案判斷的條件是全部檢驗數(shù)0（1 1）作位勢表）作位勢表50-40-6013070-405012060-3040-2060130703010040將運距表中有運輸

19、量的“運距值”填入相應(yīng)的位置。其余空格里的數(shù)據(jù)用“矩形法”來求得。 矩形法：構(gòu)成任意矩形的四個角點的數(shù)據(jù)，其對角線上的兩個數(shù)據(jù)之和必定等于另外一個對角線上兩個數(shù)據(jù)之和（2 2）作檢驗表）作檢驗表50-50=070-120= -50120-60=6080-（-30）=11040-40=090-（-20）=11060-60=0130-130=070-70=0100-30=70120-100=2040-40=0運距值位勢表中對應(yīng)值檢驗數(shù)0，非最優(yōu)方案挖方量500500500500300100100500600600填方量8006007002100從負(fù)值的方格開始做直角閉合回路。遇填有“運輸量”的方格方做90度的轉(zhuǎn)彎。0123挖方量500-1000+100500500500300+100100-100100500600600填方量8006007002100以起