場地設(shè)計標(biāo)高的確定

1、1第一章土方工程1.2 場地設(shè)計標(biāo)高的確場地設(shè)計標(biāo)高的確定定第一章 土方工程21.2 場地設(shè)計標(biāo)高的確定場地設(shè)計標(biāo)高的確定 大型工程項目通常都要確定場地設(shè)計平面，大型工程項目通常都要確定場地設(shè)計平面，進(jìn)行場地平整。進(jìn)行場地平整。場地平整場地平整就是將自然地面改造就是將自然地面改造成人們所要求的平面。成人們所要求的平面。 場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)滿足場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn)規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水及最高洪水位等要求，并力求使場地輸、排水及最高洪水位等要求，并力求使場地內(nèi)土方挖填平衡且土方量最小。內(nèi)土方挖填平衡且土方量最小。第一章 土方工程3場地設(shè)計標(biāo)高的場地設(shè)計標(biāo)高的兩種方法兩種方法：1一般

2、方法：一般方法：如場地比較平緩，對場地設(shè)計如場地比較平緩，對場地設(shè)計標(biāo)高無特殊要求，可按照標(biāo)高無特殊要求，可按照“挖填土方量相等挖填土方量相等”的原則的原則確定場地設(shè)計標(biāo)高；確定場地設(shè)計標(biāo)高；2用最小二乘法原理求最佳設(shè)計平面：用最小二乘法原理求最佳設(shè)計平面：應(yīng)用應(yīng)用最小二乘最小二乘 法的原理，不僅可滿足土方挖填平衡、還法的原理，不僅可滿足土方挖填平衡、還可做到土方的總工程量最小。可做到土方的總工程量最小。 第一章 土方工程41.2.1 場地設(shè)計標(biāo)高計算的一般方法場地設(shè)計標(biāo)高計算的一般方法 1.2.1.1 計算原則計算原則 將場地劃分成邊長將場地劃分成邊長為為a 的若干方格，并將方的若干方格，并

3、將方格網(wǎng)點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在格網(wǎng)點(diǎn)的原地形標(biāo)高標(biāo)在圖上（圖圖上（圖1-1a1-1a）。原地形）。原地形高可利用高可利用等高線等高線用插入法用插入法求得或在求得或在實地測量實地測量得到。得到。a) 地形圖方格網(wǎng)地形圖方格網(wǎng)圖圖1-1 場地設(shè)計標(biāo)高計算示意圖場地設(shè)計標(biāo)高計算示意圖1等高線等高線第一章 土方工程51.2.1 場地設(shè)計標(biāo)高場地設(shè)計標(biāo)高 計算的一般方法計算的一般方法 1.2.1.1 計算原則計算原則 按照挖填土方量相等的按照挖填土方量相等的原則（圖原則（圖1-1b1-1b），場地設(shè)計），場地設(shè)計標(biāo)高可按下式計算：標(biāo)高可按下式計算：22123414niiiioizzzzna za （1-2）

4、b）設(shè)計標(biāo)高示意圖）設(shè)計標(biāo)高示意圖圖圖1-1 場地設(shè)計標(biāo)高計算示意圖場地設(shè)計標(biāo)高計算示意圖2自然地面；自然地面；3設(shè)計平面設(shè)計平面z11z12z21z 222aaaab)aa3z0第一章 土方工程6由式由式1-2可得到：可得到： 1234114noiiiiizzzzzn （1-3）式中式中 zo所計算場地的設(shè)計標(biāo)高（所計算場地的設(shè)計標(biāo)高（m）；）； n 方格數(shù)；方格數(shù)； zi1、zi2、zi3、zi4第第i個方格四個角點(diǎn)的原地形個方格四個角點(diǎn)的原地形 標(biāo)高（標(biāo)高（m）。）。 第一章 土方工程7 點(diǎn)的標(biāo)高在計算過程中被應(yīng)用的次數(shù)點(diǎn)的標(biāo)高在計算過程中被應(yīng)用的次數(shù)( Pi ) 反映反映了各角點(diǎn)標(biāo)高對

5、計算結(jié)果的影響程度，測量上的了各角點(diǎn)標(biāo)高對計算結(jié)果的影響程度，測量上的術(shù)語稱為術(shù)語稱為“權(quán)權(quán)”。 考慮各角點(diǎn)標(biāo)高的考慮各角點(diǎn)標(biāo)高的“權(quán)權(quán)”，式（，式（1-3）可改寫）可改寫成更便于計算的形式：成更便于計算的形式： 123412z344ozzzzn式中式中 z1 一個方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高；一個方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高； z2、z3、z4 分別為二、三、四個方格分別為二、三、四個方格 所共有的角點(diǎn)標(biāo)高。所共有的角點(diǎn)標(biāo)高。（1-4） 第一章 土方工程81.2.1.2 計算步驟計算步驟1. 劃分場地方格網(wǎng)；劃分場地方格網(wǎng)；2. 計算或?qū)崪y各角點(diǎn)的原地形標(biāo)高；計算或?qū)崪y各角點(diǎn)的原地形標(biāo)高；3. 按式（按式（1-

6、4）計算場地設(shè)計標(biāo)高；）計算場地設(shè)計標(biāo)高；4. 設(shè)計標(biāo)高調(diào)整；設(shè)計標(biāo)高調(diào)整；5. 施工高度計算。施工高度計算。下面分別討論：下面分別討論： 設(shè)計標(biāo)高調(diào)整設(shè)計標(biāo)高調(diào)整與與施工高度計算施工高度計算問題問題 第一章 土方工程9設(shè)計標(biāo)高調(diào)整設(shè)計標(biāo)高調(diào)整 設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整主要是設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整主要是泄水坡度的調(diào)整泄水坡度的調(diào)整，由于按式（由于按式（1-4）得到的設(shè)計平面為一水平的）得到的設(shè)計平面為一水平的挖填方相等的場地，實際場地均應(yīng)有一定的泄挖填方相等的場地，實際場地均應(yīng)有一定的泄水坡度。因此，應(yīng)根據(jù)泄水要求計算出實際施水坡度。因此，應(yīng)根據(jù)泄水要求計算出實際施工時所采用的設(shè)計標(biāo)高。工時所采用的設(shè)計標(biāo)高。第

7、一章 土方工程10 以以Zo 作為場地中心的標(biāo)高（圖作為場地中心的標(biāo)高（圖1-2），則場地任），則場地任意點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高為：意點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高為：iox xy yzzl il i（1-5） 圖圖1-2 場地泄水坡度場地泄水坡度第一章 土方工程11施工高度計算施工高度計算 求得求得 后，即可按下式計算各角點(diǎn)的施工高度后，即可按下式計算各角點(diǎn)的施工高度Hi，施工高度的含義施工高度的含義是該角點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高與原地形是該角點(diǎn)的設(shè)計標(biāo)高與原地形標(biāo)高的差值：標(biāo)高的差值：iiiHzz（1-6） 式中式中 角點(diǎn)的原地形標(biāo)高。角點(diǎn)的原地形標(biāo)高。 若若Hi為正值，則該點(diǎn)為填方，為正值，則該點(diǎn)為填方，Hi為負(fù)值則為為負(fù)值則

8、為挖方。挖方。 iziziz第一章 土方工程121.2.2 最佳設(shè)計平面最佳設(shè)計平面 最佳設(shè)計平面即設(shè)計標(biāo)高滿足規(guī)劃、最佳設(shè)計平面即設(shè)計標(biāo)高滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水及最高洪水位等要生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水及最高洪水位等要求，并做到場地內(nèi)土方挖填平衡，且求，并做到場地內(nèi)土方挖填平衡，且挖填挖填的總土方工程量最小。的總土方工程量最小。第一章 土方工程131.2.2.1 最佳設(shè)計平面設(shè)計原理最佳設(shè)計平面設(shè)計原理 任何一個平面在直角坐標(biāo)體系中都可以用三任何一個平面在直角坐標(biāo)體系中都可以用三個參數(shù)個參數(shù) c、 、 來確定（圖來確定（圖1-3）。xiyitan,xcia tan,ycib c 原點(diǎn)標(biāo)高；

9、原點(diǎn)標(biāo)高； x 方向的坡度；方向的坡度； y 的方向坡度的方向坡度第一章 土方工程141.2.2.1 最佳設(shè)計平面設(shè)計原理最佳設(shè)計平面設(shè)計原理 在（圖在（圖1-3）所示的）所示的這個平面上任何一這個平面上任何一點(diǎn)點(diǎn) i 的標(biāo)高的標(biāo)高 ，可以根據(jù)下式求出：可以根據(jù)下式求出：ii xi yzcx iy i (1-7) 其中其中 點(diǎn)在點(diǎn)在 x 方向的坐標(biāo)；方向的坐標(biāo)； 點(diǎn)在點(diǎn)在 y 方向的坐標(biāo)。方向的坐標(biāo)。ixiyiiiz式（式（1-7）為最佳設(shè)計平面的方程形式。）為最佳設(shè)計平面的方程形式。第一章 土方工程15 與前述方法類似，將場地劃分成方格網(wǎng)，并與前述方法類似，將場地劃分成方格網(wǎng)，并將原地形標(biāo)高

10、將原地形標(biāo)高 標(biāo)于圖上，則該場地標(biāo)于圖上，則該場地方格網(wǎng)角方格網(wǎng)角點(diǎn)的施工高度點(diǎn)的施工高度為：為：(1, )iiii xi yiHzzcx iy izin 式中式中 方格網(wǎng)各角點(diǎn)的施工高度；方格網(wǎng)各角點(diǎn)的施工高度； 方格網(wǎng)各角點(diǎn)的設(shè)計平面標(biāo)高；方格網(wǎng)各角點(diǎn)的設(shè)計平面標(biāo)高； 方格網(wǎng)各角點(diǎn)的原地形標(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)。方格角點(diǎn)總數(shù)。iz(1-8) iHizizn第一章 土方工程16 土方工程量與施工高度之和成正比。土方工程量與施工高度之和成正比。 施工高度之和為零時，則表明該場地土方施工高度之和為零時，則表明該場地土方的填挖平衡，的填挖平衡， 但由于施工高度有正有負(fù)，當(dāng)?shù)?/p>

11、它不能反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^對值之和為多少。映出填方和挖方的絕對值之和為多少。第一章 土方工程17 為了不使施工高度正負(fù)相互抵消，若為了不使施工高度正負(fù)相互抵消，若把施工把施工高度平方之后再相加，則其總和能反映土方工程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值之和的大小。填挖方絕對值之和的大小。 但要注意，在計算施工高度總和時，應(yīng)考慮但要注意，在計算施工高度總和時，應(yīng)考慮方格網(wǎng)各點(diǎn)施工高度在計算土方量時被應(yīng)用的次方格網(wǎng)各點(diǎn)施工高度在計算土方量時被應(yīng)用的次數(shù)數(shù)P Pi，令，令為土方施工高度之平方和為土方施工高度之平方和，則，則: :222211221

12、niinnip Hp Hp Hp H （1-9） 第一章 土方工程18將公式（將公式（1-81-8）代入上式，得）代入上式，得: : 21111222222()()xyxynn xn ynp cx iy izp cx iy izpcx iy iz 當(dāng)當(dāng)?shù)闹底钚r，該設(shè)計平面既能使土方工程的值最小時，該設(shè)計平面既能使土方工程量最小，又能保證填挖方量相等量最小，又能保證填挖方量相等（填挖方不平衡時，（填挖方不平衡時，上式所得數(shù)值不可能最小）。這就是用最小二乘法上式所得數(shù)值不可能最?。?。這就是用最小二乘法求最佳設(shè)計平面的方法。求最佳設(shè)計平面的方法。第一章 土方工程191.2.2.2 最佳設(shè)計平面的計

13、算方法最佳設(shè)計平面的計算方法 為了求得為了求得最小時的設(shè)計平面參數(shù)最小時的設(shè)計平面參數(shù)c c、 、 可以可以對式對式1-91-9的的c c、 、 分別求偏導(dǎo)數(shù)分別求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為并令其為0 0，于是，于是得：得：111()0()0()0nii xiyiiniii xiyiixniii xiyiiyp cx iy izcp x cx iy izip y cx iy izi （1-10） xiyixiyi第一章 土方工程20經(jīng)過整理，可得下列準(zhǔn)則方程：經(jīng)過整理，可得下列準(zhǔn)則方程： 000 xyxyxyP cPx iPy iPzPx cPxx iPxy iPxzPy cPxy iPyy iPyz

14、（1-11） 式中式中 12nPPPP 1122nnPxP xP xP x 111222nnnPxxP x xP x xP x x 111222nnnPxyP x yP x yP x y余類推。余類推。 第一章 土方工程21 解聯(lián)立方程組（解聯(lián)立方程組（1-11），可求得最佳設(shè)計平），可求得最佳設(shè)計平面的三個參數(shù)面的三個參數(shù)c、 ix 、iy （尚未考慮工藝、運(yùn)輸（尚未考慮工藝、運(yùn)輸?shù)纫螅?，然后即可根?jù)方程式（等要求），然后即可根據(jù)方程式（1-3）算出各）算出各角點(diǎn)的施工高度。角點(diǎn)的施工高度。 在實際計算時，可采用列表方法（表在實際計算時，可采用列表方法（表1-3）。）。最后一列的和最后一列

15、的和PH可用于檢驗計算結(jié)果，可用于檢驗計算結(jié)果，當(dāng)當(dāng)PH=0，則計算無誤，則計算無誤。第一章 土方工程22123456789101112131415點(diǎn)點(diǎn)號號xyzppzpypzpxxpxypyypxzpyzHpH0 123 p pz py pz pxx pxy pyy pxz pyz Ph23 應(yīng)用上述準(zhǔn)則方程時，若已知應(yīng)用上述準(zhǔn)則方程時，若已知c 或或ix，或，或 iy 時，只要把這些已知值作為常數(shù)代入，即可求時，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)計平面。得該條件下的最佳設(shè)計平面。第一章 土方工程241.2.2.3 設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整設(shè)計標(biāo)高的調(diào)整 實際工程中，對計算所得的設(shè)計標(biāo)高，還應(yīng)考慮下述實際工程中，對計算所得的設(shè)計標(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算后進(jìn)行。因素進(jìn)行調(diào)整，這工作在完成土方量計算后進(jìn)行。(1) 考慮土的最終可松性考慮土的最終可松性，需相應(yīng)提高設(shè)計標(biāo)高，以達(dá)到，需相應(yīng)提高設(shè)計標(biāo)高，以達(dá)到 土方量的實際平衡。土方量的實際平衡。(