建筑施工技術(shù)《土方工程》

1、第2講建筑施工技術(shù)建筑施工技術(shù)第第1 1章章 土方工程土方工程第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃第第2講講 土方工程施工要點(diǎn)土方工程施工要點(diǎn)第第3講講 機(jī)械化施工及填土壓實(shí)機(jī)械化施工及填土壓實(shí) 第第1 1章章 土方工程土方工程第第1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1 概述概述 2 土方邊坡土方邊坡3 土方量計(jì)算的方法土方量計(jì)算的方法 4 場(chǎng)地平整土方量計(jì)算場(chǎng)地平整土方量計(jì)算5 土方調(diào)配土方調(diào)配第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1 概述概述 包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：備工作和輔

2、助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：1.1 土方工程的內(nèi)容土方工程的內(nèi)容 場(chǎng)地平整：場(chǎng)地平整：包括障礙物拆除、場(chǎng)地清理、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖包括障礙物拆除、場(chǎng)地清理、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。 開挖溝槽、基坑開挖溝槽、基坑( (豎井、隧道、修筑路基、堤壩豎井、隧道、修筑路基、堤壩) )：包括測(cè)量放線、包括測(cè)量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。 土方回填與壓實(shí)：土方回填與壓實(shí)：包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。驗(yàn)等。1.2 土

3、方工程的施工要求土方工程的施工要求 土方量少、工期短、費(fèi)用??；土方量少、工期短、費(fèi)用??； 因地制宜因地制宜編制編制合理的合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；等事故發(fā)生，確保安全； 要求要求標(biāo)高、斷面標(biāo)高、斷面控制準(zhǔn)確；控制準(zhǔn)確； 應(yīng)盡可能采用應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的先進(jìn)的施施工工藝、施工組織和工工藝、施工組織和機(jī)械化施機(jī)械化施工工。 土體有足夠的土體有足夠的強(qiáng)度強(qiáng)度和和穩(wěn)穩(wěn)定性定性； 基坑土方開挖基坑土方開挖第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃土的分類土的分類土的名稱土的名稱密度密度（kg/m3）開挖方法開挖方法一類土一類土（松軟土）（松軟土）砂土；粉

4、土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥6001500用鍬、鋤頭挖掘用鍬、鋤頭挖掘二類土二類土（普通土）（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵混卵( (碎碎) )石；種植土；填土石；種植土；填土11001600用鍬、鋤頭挖掘，少用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松許用鎬翻松三類土三類土（堅(jiān)土）（堅(jiān)土）軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎含碎( (卵卵) )石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土17501900主要用鎬，

5、少許用鍬、主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍鋤頭，部分用撬棍四類土四類土（砂礫堅(jiān)土）（砂礫堅(jiān)土）堅(jiān)實(shí)密實(shí)的粘性土或黃土；中等密實(shí)的含碎堅(jiān)實(shí)密實(shí)的粘性土或黃土；中等密實(shí)的含碎( (卵卵) )石粘石粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘鍥子及大錘五類土五類土（軟石）（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊硬質(zhì)粘土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖11002700用鎬或撬棍、大錘，用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破部分用爆破六類土六類

6、土（次堅(jiān)石）（次堅(jiān)石）泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖22002900用爆破方法，部分用用爆破方法，部分用風(fēng)鎬風(fēng)鎬七類土七類土（堅(jiān)石）（堅(jiān)石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅(jiān)實(shí)的白大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r25003100用爆破方法用爆破方法八類土八類土（特堅(jiān)石）（特堅(jiān)石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)粒花崗巖、安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖閃長(zhǎng)

7、巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖27003300用爆破方法用爆破方法1.3 土的工程分類土的工程分類第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1.4 土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì) 天然密度天然密度-是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土的承載力、土壓力土壓力及及邊坡的穩(wěn)定性邊坡的穩(wěn)定性。 干密度干密度-是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。1.4.11.4.1 土的質(zhì)量密度土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀取土環(huán)刀 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀 不同類的土，其不同類的土，其最大干密度是不同最

8、大干密度是不同的；同類的土在不的；同類的土在不同的狀態(tài)下同的狀態(tài)下( (含水量、含水量、壓實(shí)程度壓實(shí)程度) )其密實(shí)度其密實(shí)度也是不同的也是不同的第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1.4.21.4.2 土的含水量土的含水量W 是土中所含的水與土的固體顆粒間的是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示，見下式：質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示，見下式：221GGGW含水量影響土方含水量影響土方施工方法的選擇施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質(zhì)量回填土的質(zhì)量土的含水量超過土的含水量超過2530%，則機(jī)械化施工就困難，容易則機(jī)械化施工就困難，容易打滑、陷車打滑、陷車回填土則需有最佳含水量

9、方能回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實(shí)，獲得最大干密度夯壓密實(shí)，獲得最大干密度快速含水量測(cè)定儀快速含水量測(cè)定儀第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1.4.31.4.3 土的滲透性土的滲透性 是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流滲流速度速度 V 與與土的滲透系數(shù)土的滲透系數(shù) K 和和水頭梯度水頭梯度 I 有關(guān)，地下水在土中有關(guān)，地下水在土中的滲流速度可按達(dá)西公式計(jì)算：的滲流速度可按達(dá)西公式計(jì)算： V（m/d）=Ki土壤滲透試驗(yàn)儀土壤滲透試驗(yàn)儀滲透系數(shù)滲透系數(shù)K 值將直接值將直接影響降水方案的選擇影響降水方案的選擇和涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確和涌水量計(jì)

10、算的準(zhǔn)確性性第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃1.4.31.4.3 土的滲透性土的滲透性 是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流滲流速度速度 V 與與土的滲透系數(shù)土的滲透系數(shù) K 和和水頭梯度水頭梯度 I 有關(guān)有關(guān).第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃式中：式中：v水在土中的滲透速度（水在土中的滲透速度（m/d）； i 水力坡度，兩點(diǎn)水頭差水力坡度，兩點(diǎn)水頭差(H1-H2)與其水平距離（與其水平距離（L）之比；）之比； K 土的滲透系數(shù)（土的滲透系數(shù)（m/d）滲透系數(shù) K 值將直接影響降水方案的選擇涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確性Lh1H2H12HHhvK

11、KKiLL1.4.41.4.4 土的可松性土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來(lái)的體積。土的可松性用回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來(lái)的體積。土的可松性用可松性系數(shù)可松性系數(shù) KS 表示。表示。 土的最初可松性系數(shù)土的最初可松性系數(shù)KS= V2 / V1； 土的最后可松性系數(shù)土的最后可松性系數(shù)K，S= V3 / V1 。 式中：式中：V1土在天然狀態(tài)下的體積；土在天然狀態(tài)下的體積； V2土經(jīng)開挖后的松散體積；土經(jīng)開挖后的松散體積； V3土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積。土的最初可

12、松性系數(shù)土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算挖掘機(jī)械生是計(jì)算挖掘機(jī)械生產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要及棄土坑容積的重要參數(shù)，最后可松性系參數(shù)，最后可松性系數(shù)數(shù)K，S是計(jì)算場(chǎng)地平是計(jì)算場(chǎng)地平整標(biāo)高及填方所需的整標(biāo)高及填方所需的挖方體積等的重要參挖方體積等的重要參 數(shù)。數(shù)。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃土的可松性參考值土的可松性參考值土的類別土的類別體積增加百分?jǐn)?shù)體積增加百分?jǐn)?shù)可松性系數(shù)可松性系數(shù)最最 初初最最 后后最初最初 Ks最后最后 K，s一類土一類土（種植土除外）（種植土除外）81712.51.081.171.011.03二類土二類土（植物土、泥炭）（植物土、泥炭）203

13、0341.201.301.031.04二類土二類土14282.551.141.281.021.05三類土三類土2430471.241.301.041.07四類土（除外）四類土（除外）2632691.261.321.061.09四類土四類土（泥灰?guī)r、蛋白）（泥灰?guī)r、蛋白）333711151.331.371.111.15五七類土五七類土304510201.301.451.101.20八類土八類土455020301.451.501.201.30第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃2 土方邊坡土方邊坡 合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設(shè)邊坡，是減少土方合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設(shè)

14、邊坡，是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為量的有效措施。邊坡的表示方法為 1:m ，即：，即：mhbbh:1/1土方邊坡坡度 式中式中 m = b / h ，稱為坡度系數(shù)。其意義為：，稱為坡度系數(shù)。其意義為：當(dāng)邊坡高度已知為當(dāng)邊坡高度已知為h 時(shí)，其邊坡寬度則等于時(shí)，其邊坡寬度則等于mh。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃臨時(shí)性挖方的邊坡值臨時(shí)性挖方的邊坡值土土 的的 類類 別別邊坡值（高：寬）邊坡值（高：寬）砂砂 土（不包括細(xì)砂、粉砂）土（不包括細(xì)砂、粉砂）1:1.251:1.5一般一般粘性土粘性土硬硬1:0.751:1硬、塑硬、塑1:11:1.25軟軟1:1.5 或更緩或更緩碎石類土碎石

15、類土充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土1:0.51:1充填砂土充填砂土1:11:1.5 邊坡坡度應(yīng)根據(jù)邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及及工程工程特點(diǎn)特點(diǎn)而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。臨時(shí)性挖方邊坡可按下表確定：臨時(shí)性挖方邊坡可按下表確定：第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃深度在深度在5m內(nèi)的基坑內(nèi)的基坑( (槽槽) )、管溝邊坡、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）的最陡坡度（不加支撐）土土 的的 種種 類類邊邊 坡坡 坡坡 度（高：寬）度（高：寬）坡頂無(wú)荷載坡頂無(wú)荷載坡頂有靜載坡頂有靜載坡

16、頂有動(dòng)載坡頂有動(dòng)載中密的砂土中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石類土中密的碎石類土(充填物為砂土充填物為砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石類土中密的碎石類土(充填物為粘性土充填物為粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黃土老黃土1:0.101:0.251:0.33軟土軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后經(jīng)井點(diǎn)降水后)1:1.00 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好, ,土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑( (槽槽) )底面底

17、面標(biāo)高時(shí)標(biāo)高時(shí), ,挖方深度在挖方深度在5m5m以內(nèi)以內(nèi), ,不加支撐的邊坡可按下表確定：不加支撐的邊坡可按下表確定：第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃3 土方量計(jì)算的基本方法土方量計(jì)算的基本方法土方量計(jì)算的基本方法有土方量計(jì)算的基本方法有平均高度法平均高度法 和和平均斷面法平均斷面法 兩種。兩種。3.1 平均高度法平均高度法 3.1.1 四方棱柱體法：四方棱柱體法：將施工區(qū)域劃分為若干個(gè)邊長(zhǎng)等于將施工區(qū)域劃分為若干個(gè)邊長(zhǎng)等于a 的方格網(wǎng)，每的方格網(wǎng)，每個(gè)方格網(wǎng)的土方體積個(gè)方格網(wǎng)的土方體積 V 等于底面積等于底面積 a2 乘四個(gè)角點(diǎn)高度的平均值，即：乘四個(gè)角點(diǎn)高度的平均值，即：)(443212h

18、hhhaV第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃方格網(wǎng)土方量計(jì)算方格網(wǎng)土方量計(jì)算則可采取則可采取平均高度平均高度法法（四方棱柱體法四方棱柱體法和和三角棱柱體法三角棱柱體法）3.1.23.1.2 三角棱柱體法：三角棱柱體法：將每一個(gè)方格順地形的等高線沿將每一個(gè)方格順地形的等高線沿對(duì)角線劃分為兩個(gè)三角形，然后對(duì)角線劃分為兩個(gè)三角形，然后分別計(jì)算每一個(gè)三角棱柱體的土分別計(jì)算每一個(gè)三角棱柱體的土方量。方量。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃3.2平均斷面法平均斷面法 基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均斷面基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均斷面法。即：法。即：)4(6201FFFHV第第1

19、1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4 場(chǎng)地平整土方量計(jì)算場(chǎng)地平整土方量計(jì)算 4.1.1 H0的重要性的重要性 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總圖規(guī)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土方工程量、劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土方工程量、加速工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)有著重要意義。加速工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)有著重要意義。4.1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的確定的確定 確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)最佳方案。經(jīng)濟(jì)比較，選擇

20、一個(gè)最佳方案。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.1.2 H0 的確定原則的確定原則 滿足滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊螅坏囊螅?充分利用地形，充分利用地形，分區(qū)或分臺(tái)階布置分區(qū)或分臺(tái)階布置，分別確定不同，分別確定不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高；的設(shè)計(jì)標(biāo)高； 考慮考慮挖填平衡挖填平衡，棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少；，棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少； 要有合理的泄水坡度要有合理的泄水坡度( (2) )，滿足排水要求滿足排水要求； 考慮考慮最高洪水位最高洪水位的影響。的影響。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.1.3 H0 的確定步驟的確定步驟 如場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高無(wú)特殊要求時(shí)，可根據(jù)挖填土方量平衡如場(chǎng)地設(shè)

21、計(jì)標(biāo)高無(wú)特殊要求時(shí)，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則確定的原則確定H0 , ,其步驟如下：其步驟如下： 劃分方格網(wǎng)劃分方格網(wǎng) 方格網(wǎng)邊長(zhǎng)方格網(wǎng)邊長(zhǎng)a 可取可取1050m，常用，常用20m、40m；挖填平衡原則即挖填平衡原則即場(chǎng)地內(nèi)土方的絕場(chǎng)地內(nèi)土方的絕對(duì)體積在平整前對(duì)體積在平整前、后相等、后相等第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程 水準(zhǔn)儀實(shí)測(cè)；水準(zhǔn)儀實(shí)測(cè)； 利用地形圖上相鄰兩等高利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用線的高程，用插入法插入法求得。求得。 用插入法求得用插入法求得 H13=251.70 水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)

22、劃 用一條透明紙帶，在上面畫6根等距離的平行線，把該透明紙帶放到標(biāo)有方格網(wǎng)的地形圖上，將6根平行線的最外兩根分別對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)和B點(diǎn)，這時(shí)6根等距離的平行線將A、B之間的0.5m或1m(等高線的高差)分成五等分，于是便可直接讀得H13點(diǎn)的地面標(biāo)高，如圖125所示，H13251.70。用插入法求得用插入法求得 H13=251.70 插入法的圖解法插入法的圖解法第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 按每一個(gè)方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為幾個(gè)按每一個(gè)方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為幾個(gè)方格共有的情況，確定設(shè)計(jì)標(biāo)高方格共有的情況，確定設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的實(shí)用公式為：的實(shí)用公式為：)432(4

23、143210HHHHnH 按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高式中：式中： n 方格網(wǎng)數(shù)；方格網(wǎng)數(shù)； H1 一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)坐標(biāo)；一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)坐標(biāo)； H2 兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)； H3 三個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；三個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)； H4 四個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)。四個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.2 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0的調(diào)整的調(diào)整 按以上步驟求得的按以上步驟求得的H0僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出進(jìn)行調(diào)整，求出H,0： 土的可松性影響土的可松性影響填方因土的可松性引起的填

24、方填方因土的可松性引起的填方體積增加體積增加； 場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，安排從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，安排的挖方就近棄土和填方就近場(chǎng)外取土，引起的的挖方就近棄土和填方就近場(chǎng)外取土，引起的挖填土方量的挖填土方量的變化變化； 場(chǎng)地泄水坡度的影響場(chǎng)地泄水坡度的影響單坡？雙坡？單坡？雙坡？第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮土的可松由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為：性后，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為： VWVTH0V ,WV ,TH ,0h理論設(shè)計(jì)標(biāo)高理論設(shè)

25、計(jì)標(biāo)高 調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高4.2.1 土的可松性影響土的可松性影響hHH0,0,) 1(sTswFwKFKVh第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高H0是按挖填土方量平衡的原則確定的，但是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，常會(huì)將部分挖方從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，常會(huì)將部分挖方就近棄于場(chǎng)外就近棄于場(chǎng)外，或，或就近就近于場(chǎng)外取土于場(chǎng)外取土用于部分填方，均會(huì)引起挖填土方量的變化，用于部分填方，均會(huì)引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。亦需調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。 20,0NaQHH4.2.2 場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響式中：式中： Q場(chǎng)地根據(jù)場(chǎng)地根據(jù)H0平

26、整后多余或不足的土方量。平整后多余或不足的土方量。其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算：其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算： 第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個(gè)水平面的標(biāo)高，而實(shí)際施工中要調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個(gè)水平面的標(biāo)高，而實(shí)際施工中要根據(jù)泄水坡度的要求根據(jù)泄水坡度的要求( (單坡泄水或雙坡泄水單坡泄水或雙坡泄水) )計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi)計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi)各方各方格網(wǎng)角點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高格網(wǎng)角點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高。4.2.3 場(chǎng)地泄水坡度的影響場(chǎng)地泄水坡度的影響 場(chǎng)地為單坡泄水時(shí)場(chǎng)地為單坡泄水時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)任場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：式中：式中：l 該點(diǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高該點(diǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高H，0的距離的距

27、離； i 場(chǎng)地泄水坡度（不小于場(chǎng)地泄水坡度（不小于2）。）。liHHn,0場(chǎng)地單向泄水坡度示意圖場(chǎng)地單向泄水坡度示意圖第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 場(chǎng)地為雙坡泄水時(shí)場(chǎng)地為雙坡泄水時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：，場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：yyxxnililHH,0式中：式中：lx、ly該點(diǎn)沿該點(diǎn)沿X-X、Y-Y方向方向 距場(chǎng)地中心線的距離；距場(chǎng)地中心線的距離； ix、iy場(chǎng)地沿場(chǎng)地沿X-X、Y-Y方向方向 的泄水坡度。的泄水坡度。公式中正負(fù)號(hào)的取值：公式中正負(fù)號(hào)的取值：計(jì)算角點(diǎn)在計(jì)算角點(diǎn)在H，0之上取之上取“”，反之取，反之取“”場(chǎng)地雙向泄水坡度示意圖場(chǎng)地雙向泄水坡度示意圖第第1 1講講

28、 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.3 場(chǎng)地土方量的計(jì)算場(chǎng)地土方量的計(jì)算 4.3.1 求各方格角點(diǎn)的施工高度求各方格角點(diǎn)的施工高度hn hn=場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高Hn自然地面標(biāo)高自然地面標(biāo)高H 角點(diǎn)編號(hào)角點(diǎn)編號(hào) 施工高度施工高度 hn 1- 0.72 43.24 42.52自然地面標(biāo)高自然地面標(biāo)高 H 設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)計(jì)標(biāo)高 Hn若若hn為正值則為正值則該點(diǎn)為填方，該點(diǎn)為填方， hn為負(fù)值則為為負(fù)值則為 挖方。挖方。場(chǎng)地土方量計(jì)算步驟如下：場(chǎng)地土方量計(jì)算步驟如下：土方方格網(wǎng)圖例土方方格網(wǎng)圖例第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.3.2 繪出零線繪出零線 式中：式中：X1、X2角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離(m

29、)； h1、h2相鄰兩角點(diǎn)的施工高度相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(m)，均用絕對(duì)值；，均用絕對(duì)值； a方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)(m).(m).零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算：零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算：ahhhxahhhx21222111零點(diǎn)位置計(jì)算示意零點(diǎn)位置計(jì)算示意第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 為省略計(jì)算，亦可用為省略計(jì)算，亦可用圖解法圖解法直接求出零點(diǎn)位置。即用尺在直接求出零點(diǎn)位置。即用尺在各角點(diǎn)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。各角點(diǎn)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。見下圖：見下圖： h1+0.30h2-0.200551010h7h8+0.7-0.10用尺量出用尺量出h10

30、.3的刻度的刻度用尺量出用尺量出h20.2的刻度的刻度兩點(diǎn)連線與兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)為零點(diǎn)用尺量出用尺量出h80.1的刻度的刻度用尺量出用尺量出h70.7的刻度的刻度兩點(diǎn)連線與兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)方格的交點(diǎn)為零點(diǎn)為零點(diǎn)兩零點(diǎn)連線兩零點(diǎn)連線即為零線即為零線第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.3.3 計(jì)算場(chǎng)地挖、填土方量計(jì)算場(chǎng)地挖、填土方量挖方施工及長(zhǎng)距離土方調(diào)運(yùn)挖方施工及長(zhǎng)距離土方調(diào)運(yùn)第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃4.3.4 計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距 先按下式求出各挖方或填方區(qū)先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重心坐標(biāo)土方重心坐標(biāo)X0、Y

31、0： iiiVVxX)(0iiiVVyY)(0填方區(qū)填方區(qū)yH0H0 xxOWxOTyOWyOTL0挖挖方方區(qū)區(qū)式中：式中： xi、yi i 塊方格的重心坐標(biāo)；塊方格的重心坐標(biāo)； Vi i 塊方格的土方量。塊方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19x19、y19挖方區(qū)挖方區(qū)重心重心填方區(qū)填方區(qū)重心重心第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距 L0 為：為：2002000)()(WTWTyyxxL式中：式中： x0T、y0T 填方區(qū)的重心坐標(biāo)；填方區(qū)的重心坐標(biāo)； x0W、y0W 挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。 在實(shí)際工作中，亦可用作圖法

32、近似地求出調(diào)配區(qū)的形心在實(shí)際工作中，亦可用作圖法近似地求出調(diào)配區(qū)的形心位置位置O代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃5 土方調(diào)配土方調(diào)配5.2 土方調(diào)配的原則土方調(diào)配的原則 土方調(diào)配是土方規(guī)劃中的一個(gè)重要內(nèi)容。其原則是：土方調(diào)配是土方規(guī)劃中的一個(gè)重要內(nèi)容。其原則是：力求力求挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。5.1 土方調(diào)配的步驟土方調(diào)配的步驟 劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線） 計(jì)

33、算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離） 確定初始調(diào)配方案確定初始調(diào)配方案 優(yōu)化方案判別優(yōu)化方案判別 繪制土方調(diào)配圖表。繪制土方調(diào)配圖表。第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃5.3 最優(yōu)調(diào)配方案的確定最優(yōu)調(diào)配方案的確定 最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用“表上作業(yè)法表上作業(yè)法”求解。調(diào)配的步驟如下：求解。調(diào)配的步驟如下：用用“最小元素法最小元素法”編制初始調(diào)配方案編制初始調(diào)配方案最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別繪制土方調(diào)配圖繪制土方調(diào)配圖最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別方案的調(diào)整

34、方案的調(diào)整是是否否第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃5.3.1 初始調(diào)配方案初始調(diào)配方案 下圖為一矩形廣場(chǎng)，圖中小方格內(nèi)的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿下圖為一矩形廣場(chǎng)，圖中小方格內(nèi)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(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。W36050701108070401009040100W270挖方區(qū)編號(hào)填方區(qū)編號(hào)挖方區(qū)需調(diào)出土方填方區(qū)需調(diào)進(jìn)土方調(diào)配區(qū)間的平均運(yùn)距第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W1x11

35、50 x1270 x13100500C,11C,12C,13W2x2170 x2240 x2390500C,21C,22C,23W3x3260 x32110 x3370500C,31C,32C,33W4x4180 x42100 x4340400C,41C,42C,43填方量填方量m38006005001900第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃步驟1：選取平均運(yùn)距最小(C22=C43=40)的方格，確定它所對(duì)應(yīng)的調(diào)配土方數(shù)，并使其盡可能大。本例選取C43=40，X43=400(W4的全部挖方調(diào)往T3)，X41、X42=0 (W4的挖方不調(diào)往T1、T2)，在X41、X42的方格內(nèi)畫上“”404004

36、00第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 填方區(qū)填方區(qū)挖方區(qū)挖方區(qū)T1T2T3挖方量挖方量m3W15070100C,11C,12C,13W2704090C,21C,22C,23W36011070C,31C,32C,33W48010040040400C,41C,42C,43填方量填方量m3800600500190050050010030010040506070110500500500第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃5.3.2 最優(yōu)方案判別最優(yōu)方案判別 初始調(diào)配方案是按初始調(diào)配方案是按“就近調(diào)配就近調(diào)配”求得的，它保證了挖填平求得的，它保證了挖填平衡、總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行衡

37、、總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行判別。判別。 在在“表上作業(yè)法表上作業(yè)法”中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們介紹引入們介紹引入“假想價(jià)格系數(shù)假想價(jià)格系數(shù)”求求檢驗(yàn)數(shù)檢驗(yàn)數(shù)ij來(lái)判別。來(lái)判別。 首先求出表中各方格的假想價(jià)格系數(shù)，首先求出表中各方格的假想價(jià)格系數(shù)，有調(diào)配土方的假想有調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)價(jià)格系數(shù)C，ij=Cij ，無(wú)調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)按下式計(jì)算：，無(wú)調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)按下式計(jì)算：第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃 利用已知的假想價(jià)格系數(shù)，我們可以逐個(gè)求解未知的利用已知的假想價(jià)格系數(shù)，我們可以逐個(gè)求解未知的C，ij。 步驟步

38、驟1：在有調(diào)配土方的方格內(nèi)，在有調(diào)配土方的方格內(nèi)， C，ij=Cij ，將數(shù)據(jù)填入，將數(shù)據(jù)填入表中；表中； 該公式的意義即：該公式的意義即：構(gòu)成任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對(duì)角線構(gòu)成任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對(duì)角線上的假想價(jià)格系數(shù)之和相等。上的假想價(jià)格系數(shù)之和相等。 ,pfeqpqefCCCC第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃步驟步驟2：按任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)按任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對(duì)角線上的對(duì)角線上的C ，ij之和相等之和相等，逐個(gè)求解未知逐個(gè)求解未知的的C ，ij；如：；如：101104060,32,22,31,21CCCC10100060803010第第1 1講講 土方規(guī)劃土方規(guī)劃步驟3：引入檢驗(yàn)數(shù)，按下式求出表中無(wú)調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù)(即方格右邊兩小格數(shù)字上下相