第一章第节土方量计算

1、第一章第节土方量计算 第 二 节 土 方 量 计 算 第一章第节土方量计算 土方量计算导言土方量计算导言 土方工程量，土方工程量，是土方工程施工组织设计的主要 依据之一，是采用人工挖掘时组织劳动力或采 用机械化施工时计算机械台班和工期的依据。 土方量计算，土方量计算，要尽量准确。 学习内容：学习内容：场地平整与基坑基槽土方量计算。 学习目标：学习目标：掌握基坑(槽)、场地平整土石方工 程量的计算方法。 第一章第节土方量计算 一、场地平整土方量计算一、场地平整土方量计算 场地平整基本定义：场地平整基本定义：就是将现场平整成施工所 要求的设计平面。 场地平整前期工作：场地平整前期工作：确定场地设计

2、标高、确定 土方挖填量、确定土方开挖顺序。 场地平整土方量计算方法：场地平整土方量计算方法：方格网法和横截面 法。 第一章第节土方量计算 （一）场地设计标高确定（一）场地设计标高确定 1 1、场地设计标高确定的影响因素、场地设计标高确定的影响因素 （1）满足生产工艺和运输要求。 （2）尽量利用地形，以减小挖填土方量。 （3）场地内的挖方、填方尽量平衡且土方量最小（ 面积大、地形又复杂时例外），以降低土方工程施 工费用。 （4）场内要有一定的泄水坡度（i2%），以满足 排水要求。 （5）考虑最高洪水水位的要求。 （6）满足市政道路与规划的要求。 第一章第节土方量计算 （一）场地设计标高确定（一）

3、场地设计标高确定 2 2、初步确定场地设计标高、初步确定场地设计标高H Ho o 基本原则：基本原则：按挖填平衡原则，即场地内土方的 绝对体积在平衡前后是相当的。 方法步骤：方法步骤：三步法。 第一步：划分场地方格网第一步：划分场地方格网。 第二歩：确定各小方格的角点高程。第二歩：确定各小方格的角点高程。 第三步：确定初步设计标高第三步：确定初步设计标高 第一章第节土方量计算 第一步：第一步：划分场地方格网划分场地方格网 方法：方法：在具有等高线的地形图上将施工区域划 分为边长为a（1040m），通常采用20m的方 格网。 要点：要点：场地地形图、方格网长度。 第一章第节土方量计算 第二步：第

4、二步：确定各小方格的角点高程确定各小方格的角点高程 找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法）。 插入法：根据地形图上所标的等高线，假定两等高线间的地面坡度按直线 变化，用插入法求出各方格角点的地面标高，如图等高线 44.0-44.5 间角 点4的地面标高H4。 图解法：以等高线与方格边线交点为区域，画出垂直等高线的平行等分线， 等分距离为方格边线上的相临两点高差。如图：H4 =44.50-0.16=44.34米。 说明：x、L值用比例尺在图中量取。 第一章第节土方量计算 理想的设计标高设计标高，应该使场地内的土方在平整 前和平整后相等而达到填挖平衡： H0na2=【a2（H11+

5、H12+H21+H22）/4】 则场地初定标高： H0=（H11+H12+H21+H22）/4n H11、H12 、H21、H22 一个方格各角点的自然地面标高； n 方格个数。 或： H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n H1一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。 第三步：按填挖方平衡原则确定初步设计标高第三步：按填挖方平衡原则确定初步设计标高 第一章第节土方量计算 （三）调整初步设计标高（三）调整初步设计标高H H0 0 1、由于土的可松性，会使填土有剩余，为此需要相应地提高 设计标高，以达到土方量的实际平衡。 2、考虑场地泄水坡度对

6、角点设计标高的影响。 3、由于设计标高以上的各种填方工程（如场区上填筑路堤） 需要降低设计标高，或者由于设计标高以下的各种挖方工程 需要提高设计标高（如挖河道、水池、基坑等）。 4、根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分 填方就近取于场外而引起挖、填土方量变化，需要增减设计 标高。 上述四方面因素对的影响同时出现的机会较小， 可以根据实际情况适当考虑。 第一章第节土方量计算 1、按泄水坡度调整各角点设计标高 ： u 双向排水时，任意点点设计标 高为： Hn=H0L i Hn=H0Lx ixL yi y u 单向排水时，任意点设计标高为: Ly Lx ix iy H0 L Hn H0

7、H0 i Hn 第一章第节土方量计算 【例例1.41.4】某建筑场地方格网、地面标高如图某建筑场地方格网、地面标高如图, ,格边长格边长a a=20m=20m。泄水坡度。泄水坡度i ix x =2=2，i iy y=3=3，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高。 解：（解：（1 1）初步设计标高）初步设计标高（ 场地平均标高） H0=H1+2H2+3H3+4H4 ）/4n =70.09+71.43+69.10+70.70+2 （70.40+70.95+69.71+） +4（ 70.17+70.70+69.81+70.38） /（49

8、） =70.29（m） 70.09 第一章第节土方量计算 （2 2）按泄水坡度调整设计标高：）按泄水坡度调整设计标高： Hn = H0 Lx ix L yi y ； H1 =70.29302+303=70.32 H2 =70.29102+303=70.36 H3=70.29+102+303=70.40 其它见图 第一章第节土方量计算 2 2、按土的可松性、就近借弃土等调整。、按土的可松性、就近借弃土等调整。 考虑土的最终可松性，需要提高设计标高； 考虑场外取土或弃土时，相应提高或降低设计标高。 第一章第节土方量计算 第一章第节土方量计算 二、场地平整工程土方量计算方法二、场地平整工程土方量计算

9、方法 对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂 房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地 ，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地 面改造平整为场地设计要求的平面。 方格网法方格网法适用于地形平坦地区。适用于地形平坦地区。 横截面法横截面法地形起伏变化较大地区。地形起伏变化较大地区。 第一章第节土方量计算 （一）方格网法计算土方量步骤（一）方格网法计算土方量步骤 第一步：读识方格网图第一步：读识方格网图 第二步：计算场地各个角点的施工高度第二步：计算场地各个角点的施工高度 第三步：第三步： 计算计算“零点零点”位置，确定零线位置，确定零线 第四步：计算各方格挖填土方量第四步：计算各方格挖填土方

10、量 第五步：计算边坡土方量第五步：计算边坡土方量 第六步：计算土方总量第六步：计算土方总量 第一步：读识方格网图第一步：读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1/500的地形图上) 将场地划分为边长a=1040m的若干方格，与测量的 纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注 角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图如图1.31.3 所示所示。 第一章第节土方量计算 第一章第节土方量计算 第二步：计算场地各个角点的施工高度第二步：计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之 差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高 度。各方格角点的施工高度按下式计算

11、： nn hHH 式中 hn角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-” 为 挖)，m； n方格的角点编号(自然数列1，2，3，n)。 (1.8) 第一章第节土方量计算 第三步：第三步： 计算计算“零点零点”位置，确定零线位置，确定零线 方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-” ，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”( (图图 1.4)1.4)。 第一章第节土方量计算 零点位置按下式计算：零点位置按下式计算： 1 1 12 ah X hh 2 2 12 ah X hh 式中 x1、x2角点至零点的距离，m； h1、h2相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，m； a方格网的边长，m。

12、 (1.10) 第一章第节土方量计算 确定零点的办法也可以用图解法，如图如图1.51.5所示。 方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例， 用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零 点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方 的分界线。 第一章第节土方量计算 第四步：计算各方格挖填土方量第四步：计算各方格挖填土方量 按方格底面积图形和表表1.31.3所列计算公式，逐 格计算每个方格内的挖方量或填方量。 四方棱柱体法：计算各个方格的挖填土方量。 第一种情况：（第一种情况：（1 1）方格四个角点全部为挖（ 或填）。(1-10) 第二种情况：第二种情况：（2）方格的相邻两角点为挖， 另

13、外两个角点为填。(1-11)(1-12） 第三种情况：第三种情况：（3）方格三个角点为挖，另外 一个角点为填（或相反）。（1-13、1-14） 第一章第节土方量计算 表1.3常用方格网点计算公式 项项 目目图图 式式计算公式计算公式 一点填方或挖一点填方或挖 方方(三角形三角形) 两点填方或挖两点填方或挖 方方(梯形梯形) 三点填方或挖三点填方或挖 方方(五角形五角形) 四点填方或挖四点填方或挖 方方(正方形正方形) 3 2 3 1 236 6 h bch Vbc a h V 当b=a=c时， = 13 24 ()() 248 ()() 248 h bca Vabc hh h dea Vade

14、 hh 2 2 123 () 25 () 25 h bc Va hhhbc a 22 1234 () 44 aa Vhhhhh 第一章第节土方量计算 第五步：计算边坡土方量第五步：计算边坡土方量 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡 ，以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土 方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算 ，一种为三角棱锥体三角棱锥体(图图1.61.6中、) ，另一种为三角棱柱体(图图1.61.6中)。 第一章第节土方量计算 第一章第节土方量计算 A三角棱锥体边坡体积 11 1 1 3 VAl 式中 l1边坡的长度； A1边坡的端面积； h2角点的挖土高度； m边坡的坡度系数，m

15、=宽/高。 (1.11) 第一章第节土方量计算 B三角棱柱体边坡体积 两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 式中l4边坡的长度； A1、A2、A0边坡两端及中部横断面面积。 12 44 2 AA Vl 4 4102 (4) 6 l VAAA (1.12) (1.13) 第一章第节土方量计算 第六步：计算土方总量第六步：计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和 边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总 土方量。 【例1.5】某建筑场地方格网如图如图1.71.7所示所示，方格边长为 20m20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度 系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方

16、的总土方量。 【解】 (1) 根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然 标高，计算结果列于图图1.81.8中。 由公式1.91.9得： 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

17、.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06 (2) 计算零点位置。从图图1.81.8中可知，15、26、6 7、711、1112五条方格边两端的施工高度符号不 同，说明此方格边上有零点存在。 由公式1.10 求得： 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x1=8.89(m) 1112线 x1=15.38(m) 将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即 得零线位置，如如图图1. .8。 (3) 计算方格土方量。方格、底面为正方形，土方 量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.1

18、6+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形，土方量为： 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、底面为三边形和五边形，土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3) 方格网总填方量： V(+)=184+12.80+65.73

19、+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3) (4) 边坡土方量计算。如图如图1.91.9，、按三角棱 柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算， 依式 1.11、1.12 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)