豎向規(guī)劃土石方量計(jì)算

1、路基土石方計(jì)算與調(diào)配在公路工程項(xiàng)目中，路基土石方數(shù)量十分可觀，它是公路工程項(xiàng)目的一項(xiàng)主要指標(biāo)，直接影響公路建設(shè)的造價(jià)、工期、用地等許多方面。土石方的數(shù)量及其調(diào)配，關(guān)系著取土或棄土地點(diǎn)、公路用地范圍，同時(shí)對(duì)工程造價(jià)、所需勞動(dòng)力和機(jī)具設(shè)備的數(shù)量以及施工期限有較大影響。土石方數(shù)據(jù)計(jì)算與調(diào)配的主要任務(wù)是計(jì)算每公里路段的土石方數(shù)量和全線總土石方工程數(shù)量，合理調(diào)配挖方的利用和填方的來源及運(yùn)距，為編制工程預(yù)（概）算、確定合理的施工方案以及計(jì)量支付提供依據(jù)。由于自然地面起伏多變，填挖體積不可能是一個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體，若按地面的起伏變化來進(jìn)行土石方數(shù)量的計(jì)算，不僅繁雜，而且實(shí)用意義不大。因此，在公路的測(cè)設(shè)過程中，土

2、石方的計(jì)算通常采用近似方法，計(jì)算精度視工程的要求而定。一般情況下，橫斷面的面積以m2為單位，可取小數(shù)后一位，土石方的體積以m3為單位，可取至整數(shù)。    一、橫斷面面積計(jì)算 路基填挖的斷面積是指斷面圖中地面線與路基設(shè)計(jì)線所圍成的面積，包括填方區(qū)域面積與挖方區(qū)域面積，在斷面面積計(jì)算時(shí)，填方與挖方應(yīng)分別考慮。常用的斷面面積計(jì)算方法有積距法、坐標(biāo)法、幾何圖形法和混合法。1、積距法積距法的原理是把斷面面積垂直分割成寬度相等的若干條塊，由于每一條塊的寬度相等，所以在計(jì)算面積時(shí)，只需量取每一條塊的平均高度，然后乘以寬度，即可得出每一條塊的面積，如圖3-12所示。其計(jì)算公式為：

3、  （3-1）式中：橫斷面面積，；橫斷面所分成的三角形或梯形條塊的寬度，通常用1m或2m；橫斷面所分成的三角形或梯形條塊的平均高度，m。     圖3-12 積距法計(jì)算示意圖                        圖3-13 坐標(biāo)法 由此可見，積距法求面積就是在實(shí)際操作中轉(zhuǎn)化為量取的累加值，這種操作可以使用分規(guī)

4、按順序由左到右連續(xù)量取每一條塊的平均高度，分規(guī)最后的累計(jì)高就是，將條塊寬度乘以累計(jì)高度即為填或挖的面積。積距法也可以用厘米格紙拆成窄條作為量尺，每量一次在窄條上畫好標(biāo)記，從開始到最后標(biāo)記的累計(jì)距離就是，然后乘以條塊寬度即為所求面積。2、坐標(biāo)法如圖3-13建立坐標(biāo)系，給定多邊形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)，由解析幾何可得多邊形面積的計(jì)算公式為：面積計(jì)算公式如下：               （3-2）式中：、分別為設(shè)計(jì)線和地面線圍成面積的各折點(diǎn)坐標(biāo)，m。坐標(biāo)法精度

5、較高，方法較繁，適用于計(jì)算機(jī)計(jì)算。3、幾何圖形法當(dāng)橫斷面的地面線較規(guī)則且橫斷面面積較大，可將路基橫斷面分為幾個(gè)規(guī)則的幾何圖形分別計(jì)算各圖形面積后相加得到總面積。4、混合法混合法是積距法與幾何圖形法的綜合,目的是可以方便求解一個(gè)較大的橫斷面面積,加快計(jì)算速度。二、填挖方體積計(jì)算 路基土石方數(shù)量的計(jì)算，最基本的是計(jì)算兩相鄰樁號(hào)之間的填方與挖方體積，計(jì)算時(shí)還須考慮土方與石方，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常把兩斷面間的實(shí)體近似看成棱柱體，如圖3-14所示，其計(jì)算的方法可采用平均斷面法或棱臺(tái)法兩種。采用平均斷面法的計(jì)算公式為：       

6、0;          （3-3）式中：體積，m3；，分別為兩相鄰樁號(hào)斷面的面積，m2；兩相鄰樁號(hào)之間的距離，m。圖3-14  填挖方體積計(jì)算 采用平均斷面法計(jì)算簡(jiǎn)易，是目前最常采用的方法之一，但該法計(jì)算結(jié)果相對(duì)偏大，若和相差較大時(shí)，可采用棱臺(tái)法較為接近。其計(jì)算公式為：                  （3-4）式中：，其中，

7、>其它符號(hào)意義同前。第二種方法的精度較高，應(yīng)盡量采用，特別是用計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)。路基土石方體積計(jì)算時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：(1)填方和挖方的面積應(yīng)分別計(jì)算。(2)填方或挖方中的土石也應(yīng)分別計(jì)算，因?yàn)槠涔こ淘靸r(jià)不同。挖方斷面的土石方比例可按該樁號(hào)所對(duì)應(yīng)的橫斷面并結(jié)合公路外業(yè)勘測(cè)的相關(guān)資料估算土石方所占的百分率分別統(tǒng)計(jì)，填方斷面當(dāng)無特殊要求時(shí)可不作考慮以簡(jiǎn)化計(jì)算，但若填土或填石相對(duì)明確時(shí)則應(yīng)分別考慮，如某路基要求施工時(shí)有拋石擠淤，則該部分應(yīng)為石方。(3)有些情況下橫斷面上的某一部分面積可能既是挖方體積，又要算作填方體積，例如遇淤泥既要挖除，又要回填其他材料。（4）用上述方法計(jì)算的土石方體積中，是包

8、含了路面體積的。若所設(shè)計(jì)的縱斷面有填有挖且基本平衡，則填方斷面中多計(jì)的路面面積與挖方斷面中少計(jì)的路面面積相互抵消，其總體積與實(shí)施體積相差不大。但若路基是以填方為主或以挖方為主則最好是在計(jì)算斷面面積時(shí)將路面部分計(jì)入。也就是填方要扣除、挖方要增加路面所占的那一部分面積。特別是路面厚度較大時(shí)更不能忽略。（5）計(jì)算路基土石方數(shù)量時(shí)，應(yīng)扣除大、中橋及隧道所占路線長(zhǎng)度的體積；橋頭引道的土石方，可視需要全都或部分列入橋梁工程項(xiàng)目中，但應(yīng)注意不要遺漏或重復(fù)；小橋涵所占的體積一般可不扣除。三、路基土石方的調(diào)配 土石方調(diào)配的目的是為確定填方用土的來源、挖方棄土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量等。通過調(diào)配合理地解

9、決各路段土石方平衡與利用問題，使從路塹挖出的土石方，在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)條件下移挖作填，達(dá)到填方有所“取”，挖方有所“用”，避免不必要的路外借土和棄土，以減少占用耕地和降低公路造價(jià)。（一）土石方調(diào)配原則(1)在半填半挖斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，然后再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)輸量。(2)土石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對(duì)施工運(yùn)輸?shù)挠绊?，一般大溝不作跨越調(diào)運(yùn)，同時(shí)尚應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。(3)為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式,確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，用以分析工程用土是調(diào)運(yùn)還是外借。(4)土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距問題，但這

10、不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方或借方占地，賠償青苗損失及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。有時(shí)移挖作填雖然運(yùn)距超出一些，運(yùn)輸費(fèi)用可能稍高一些，但如能少占地，少影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這樣，對(duì)整體來說也未必是不經(jīng)濟(jì)的。(5)不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。（6）位于山坡上的回頭曲線路段，要優(yōu)先考慮上下線的土方豎向調(diào)運(yùn)。（7）土方調(diào)配對(duì)于借土和棄土應(yīng)事先同地方商量，妥善處理。借土應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點(diǎn)，并綜合考慮借土還田，整地造田等措施。棄土應(yīng)不占或少占耕地，在可能條件下宜將棄土平整為可耕地，防止亂棄亂堆，或堵塞河流，損壞農(nóng)田。（二）土石方調(diào)配方法土石方調(diào)配方

11、法有多種，如累積曲線法、調(diào)配圖法及土石方計(jì)算表調(diào)配法等，目前生產(chǎn)上多采用土石方計(jì)算表調(diào)配法，該法不需繪制累積曲線圖與調(diào)配圖，直接可在土石方表上進(jìn)行調(diào)配，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)捷，調(diào)配清晰，精度符合要求。該表也可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。具體調(diào)配步驟是：1、土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計(jì)算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)配前應(yīng)將可能影響運(yùn)輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡、大溝等標(biāo)注在表旁，供調(diào)配時(shí)參考；2、弄清各樁號(hào)間路基填挖方情況并作橫向平衡，明確利用、填缺與挖余數(shù)量；3、在作縱向調(diào)配前，應(yīng)根據(jù)施工方法及可能采取的運(yùn)輸方式確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，供土石方調(diào)配時(shí)參考；4、根據(jù)填缺挖余分布情況，結(jié)合路線縱坡和自然條件，本著經(jīng)濟(jì)合理和支

12、農(nóng)的原則，具體擬定調(diào)配方案，方法是逐樁逐段地將毗鄰路段的挖余調(diào)運(yùn)到填缺內(nèi)加以利用，并把具體調(diào)運(yùn)方向和數(shù)量用箭頭表明在縱向利用調(diào)配攔中；5、經(jīng)過縱向調(diào)配后，應(yīng)按下式進(jìn)行復(fù)核檢查：橫向調(diào)運(yùn)+縱向調(diào)運(yùn)+借方=填方橫向調(diào)運(yùn)+縱向調(diào)運(yùn)+棄方=挖方挖方+借方=填方+棄方以上檢查是逐頁進(jìn)行復(fù)核的，如有跨頁調(diào)配，需將其數(shù)量考慮在內(nèi)，通過復(fù)核可以發(fā)現(xiàn)調(diào)配與計(jì)算過程有無錯(cuò)誤。經(jīng)核正無誤后，即可分別計(jì)算計(jì)價(jià)土石方數(shù)量、運(yùn)量和運(yùn)距等，為編制施工預(yù)算提供土石方工程數(shù)量。（三）土石方計(jì)算與調(diào)配的幾個(gè)問題1、免費(fèi)運(yùn)距、平均運(yùn)距和經(jīng)濟(jì)運(yùn)距土方作業(yè)包括挖、裝、運(yùn)、卸四道工序，在某一特定距離內(nèi)，只按挖方數(shù)計(jì)價(jià)而不另計(jì)運(yùn)費(fèi)，這一特

13、定距離稱為免費(fèi)運(yùn)距。顯然施工方法不同，其免費(fèi)運(yùn)距也不同，如人工作業(yè)時(shí)，人工運(yùn)輸?shù)拿赓M(fèi)運(yùn)距為20m，輕軌運(yùn)輸?shù)拿赓M(fèi)運(yùn)距為50m；機(jī)械作業(yè)時(shí)，推土機(jī)的免費(fèi)運(yùn)距為20m，鏟運(yùn)機(jī)的免費(fèi)運(yùn)距為100m等。各種作業(yè)的免費(fèi)運(yùn)距，可由公路工程預(yù)算定額和公路工程概算定額（以下簡(jiǎn)稱預(yù)算定額和概算定額）中查得。土石方調(diào)配時(shí)，從挖方體積重心到填方體積重心的距離稱為平均運(yùn)距。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，通常平均運(yùn)距為按挖方路段中心至填方路段中心的距離計(jì)。當(dāng)平均運(yùn)距小于或等于免費(fèi)運(yùn)距時(shí)，可不另計(jì)運(yùn)費(fèi)；當(dāng)平均運(yùn)距大于免費(fèi)運(yùn)距時(shí)，超出的運(yùn)距稱超運(yùn)運(yùn)距，超運(yùn)運(yùn)距按運(yùn)輸方式不同有不同的計(jì)算單位，如人工運(yùn)輸以每超運(yùn)10m為單位，鏟運(yùn)機(jī)以每超運(yùn)

14、50m為單位等，各種運(yùn)輸方式的超運(yùn)運(yùn)距單位，可從預(yù)算定額和概算定額中查得。填方用土的來源，一是從路塹挖方縱向調(diào)運(yùn)，另一是就近路外借土。一般情況下，利用挖方縱向調(diào)運(yùn)來填筑較近的路堤是比較經(jīng)濟(jì)的；但如果調(diào)運(yùn)的距離較長(zhǎng)，以至運(yùn)費(fèi)（上述超運(yùn)運(yùn)距的另加運(yùn)費(fèi)）超過了在路堤就近借土所需的費(fèi)用時(shí)，這種移挖作填就不如在附近借土經(jīng)濟(jì)。因此，采用“調(diào)”或“借”在經(jīng)濟(jì)上有個(gè)運(yùn)距限度問題，這個(gè)限度距離稱經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，可用下式求得：                &#

15、160;         （3-5）式中：經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，m；B借方單價(jià)，元m3；T一超運(yùn)運(yùn)費(fèi)單價(jià)，元m3.m；免費(fèi)運(yùn)距，m。上式可知，當(dāng)調(diào)運(yùn)的距離小于或等于經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)，采用“調(diào)”是經(jīng)濟(jì)的；若調(diào)運(yùn)距離超過經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，則應(yīng)考慮就近借土。預(yù)算定額中規(guī)定土石方的運(yùn)距計(jì)算，現(xiàn)以人工運(yùn)輸為例，第一個(gè)20m為免費(fèi)運(yùn)距，如不足20m亦按20m計(jì)算；此后每增加10m為一個(gè)超運(yùn)運(yùn)距單位，尾數(shù)不滿5m者不計(jì)，滿5m者按10m計(jì)。其他可依此類推。2、運(yùn)量土石方運(yùn)量=平均運(yùn)距與所運(yùn)土石方數(shù)量的乘積。土石方調(diào)配時(shí)，超運(yùn)運(yùn)距的運(yùn)土方另加計(jì)運(yùn)費(fèi)，故運(yùn)量

16、應(yīng)按平均超運(yùn)運(yùn)距計(jì)。在工程定額中，人工運(yùn)輸?shù)钠骄\(yùn)運(yùn)距。按每10m為一運(yùn)距單位，即10m為一級(jí)，20m為二級(jí)，其余類推。于是得：                        （3-6）式中：W運(yùn)量，m3.單位；Q調(diào)配土石方數(shù)量，m3；n平均超運(yùn)運(yùn)距“單位”可按式（3-7）計(jì)算：       &#

17、160;              （3-7）式中：N超運(yùn)運(yùn)距單位，m；如人工運(yùn)輸為1Om輕軌運(yùn)輸為50m等；L平均運(yùn)距，m,其它符號(hào)意義同前。3、計(jì)價(jià)土石方數(shù)量在土石方數(shù)量中，所有的挖方量均應(yīng)予以計(jì)價(jià)，但填方則按土方的來源決定是否計(jì)價(jià)，若是路外就近借土就應(yīng)計(jì)價(jià)，若是移挖作填的縱向調(diào)配方則不應(yīng)計(jì)價(jià)，否則就形成了雙重計(jì)價(jià)（路塹挖方已計(jì)，填方再計(jì)）。因而計(jì)價(jià)土石方數(shù)量為：        &#

18、160;           （3-8）式中：計(jì)價(jià)土石方數(shù)量，m3；挖方數(shù)量，m3；借方數(shù)量m3 。道路是場(chǎng)地設(shè)計(jì)的骨架，首先進(jìn)行場(chǎng)地主要道路定線。場(chǎng)地四鄰規(guī)劃現(xiàn)狀或控制的高程是確定場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)高程的坡向主要因素。場(chǎng)地道路出入口銜接場(chǎng)地外市政道路的高程，是場(chǎng)地內(nèi)道路與整個(gè)其場(chǎng)地豎向控制高程設(shè)計(jì)的條件、依據(jù)和控制高程。豎向設(shè)計(jì)高程步驟：一般先作道路，后作場(chǎng)地。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范道路和排雨水坡度的規(guī)定，按照?qǐng)龅仄孪虻缆放c節(jié)省土石方要求，考慮建筑室外場(chǎng)地處于較高地形為前提。也就是說，從確定主要道路中線交點(diǎn)、

19、折點(diǎn)、起伏變化點(diǎn)的標(biāo)高開始計(jì)算出道路分段長(zhǎng)度與坡度，使道路成為一個(gè)高低不同各點(diǎn)相連的立體網(wǎng)架。這個(gè)立體網(wǎng)架控制著整個(gè)地形，一切工程標(biāo)高都與它發(fā)生關(guān)系，受它的影響和制約。在場(chǎng)地地形處理標(biāo)高過程中，可以反過來再調(diào)整道路的標(biāo)高。一般來講與道路相鄰的場(chǎng)地標(biāo)高要高，而建筑室外標(biāo)高更高，建筑室內(nèi)標(biāo)高為最高。       這樣由道路至地形，再由地形至道路。經(jīng)過幾次反復(fù)調(diào)整，并結(jié)合不同方案土石方計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行分析比較，最后確定合理的結(jié)果；-9.0.2 土石方與防護(hù)工程是豎向規(guī)劃方案是否合理、經(jīng)濟(jì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)，也是修建性詳細(xì)規(guī)劃中投資估算的必需

20、依據(jù)。因此，在滿足使用要求的前提下，多方案比較，使工程量最小，是我們應(yīng)貫徹的基本原則。鑒于規(guī)劃階段的條件所限，其土石方量的估算范圍僅包括場(chǎng)地平整、道路及其它地面設(shè)施的土石方量。地下工程、管網(wǎng)、建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)等的土石方不包括在內(nèi)?！熬徒侠砥胶狻辈皇侵负?jiǎn)單地、機(jī)械地要求分單個(gè)工程、分片、分段的土石方數(shù)量的平衡，而是主張利用各種有利條件，以能否提高用地的使用質(zhì)量、節(jié)省土石方及防護(hù)工程投資，提高開發(fā)效益等為衡量原則的適當(dāng)范圍內(nèi)的土石方平衡，且規(guī)范所指“平衡”不含具體的土石方調(diào)運(yùn)要求。 防護(hù)工程一般用于地形變化較大的建設(shè)用地，對(duì)可能發(fā)生的塌方、滑坡常用擋土墻及護(hù)坡防護(hù)；對(duì)洪、潮、風(fēng)沙、泥石流等以防洪

21、（潮、風(fēng)沙）堤及攔砂（石、泥石流）壩防護(hù)。除上述主要防護(hù)工程外，有時(shí)還應(yīng)與上游的截流和下游的引水、排水工程結(jié)合規(guī)劃設(shè)置，才能起到可靠的防護(hù)作用。街區(qū)與鄰接道路交接處的用地防護(hù)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，避免造成安全事故和資金浪費(fèi)。為保證城市臺(tái)階式用地的土石體穩(wěn)定，要求臺(tái)間聯(lián)接必須用護(hù)坡或擋土墻。同時(shí)，為了讓人們接近高差大于1.5m的擋土墻或坡比值大于0.5的護(hù)坡頂時(shí)有安全感，還要求加設(shè)防護(hù)欄或綠籬等安全措施。砌筑型護(hù)坡指干砌石、漿砌石或混凝土護(hù)坡，城市中的護(hù)坡多屬此類，為了提高城市的環(huán)境質(zhì)量，對(duì)護(hù)坡的坡比值要求適當(dāng)減小，土質(zhì)護(hù)坡宜慎用。擋土墻退臺(tái)寬度不能小于1.0m，主要為保證墻頂結(jié)構(gòu)厚度外加寬度0.5m左右的種植帶；“在條件許可時(shí)”指用地與經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)，擋土墻的高度宜以1.5m退臺(tái)，經(jīng)綠化后將形成一道道宜人高度的綠色屏障，大大提高環(huán)境質(zhì)量。 城市用地土石方量定額指標(biāo)，由于地區(qū)不同、地形坡度不同、規(guī)劃地面形式不同和規(guī)劃設(shè)計(jì)方法不同，使用地土石方工程量估算結(jié)果