土方调配量计算

1、 1.2 1.2 土方调配量计算土方调配量计算单元1 土方工程施工 学习目标学习目标1.1.了解场地平整土方量的计算方法了解场地平整土方量的计算方法2.2.掌握基坑土方量计算方法掌握基坑土方量计算方法3.3.掌握基槽土方量的计算方法掌握基槽土方量的计算方法会熟练、准确计算基坑、基槽土方量；会用方格网法、断面法计算场地会熟练、准确计算基坑、基槽土方量；会用方格网法、断面法计算场地平整土方量。平整土方量。 学习重、难点学习重、难点学习重点：学习重点：1.1.基坑土方量的计算基坑土方量的计算2.2.基槽土方量的计算基槽土方量的计算学习难点：学习难点：方格网法计算场地平整土方量方格网法计算场地平整土方

2、量 1平整场地：平整场地：平整场地是指厚度在平整场地是指厚度在300mm以内的挖填、找平工作。以内的挖填、找平工作。2挖基坑：挖基坑：挖基坑指挖土底面积在挖基坑指挖土底面积在20以内，且底长为底宽以内，且底长为底宽3倍者。倍者。3挖基槽：挖基槽：挖基槽指挖土宽度在挖基槽指挖土宽度在3m以内，挖土长度等于或大于宽以内，挖土长度等于或大于宽度度3倍以上者倍以上者.4挖土方：挖土方：挖土方指挖土宽度在挖土方指挖土宽度在3m以上，挖土底面积在以上，挖土底面积在20以外，以外，平整场地厚度在平整场地厚度在300mm以外者。以外者。5土方回填：土方回填：常见的有：基础回填、室内回填、管道沟槽回填。常见的有

3、：基础回填、室内回填、管道沟槽回填。1.什么是场地平整？什么是场地平整？2.什么是基坑开挖？什么是基坑开挖？3.什么是基槽开挖？什么是基槽开挖？4.什么是土方回填？什么是土方回填？ 主要内容主要内容工作任务工作任务1：计算场地平整土方量计算场地平整土方量工作任务工作任务2：计算基坑开挖土方量计算基坑开挖土方量工作任务工作任务3：计算基槽开挖土方量计算基槽开挖土方量 1.2 土方调配量计算土方调配量计算1.2.1土方边坡土方边坡土方边坡坡度以其挖方深度土方边坡坡度以其挖方深度H与边坡底宽与边坡底宽B之比来表示。之比来表示。 mHBBH：基坑边坡坡度11m = B/H ，称为坡度系数。坡度系数。土

4、方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工土方边坡大小应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定 令令: m = m 边坡系数边坡系数 1:m = H:B= 1:m 边坡坡度边坡坡度B B H HH H B BBH坡宽坡角坡肩坡顶坡底坡高边坡各部位名称 边坡可做成直线形、折线形或阶梯形，土方边坡坡度一般在设计文边坡可做成直线形、折线形或阶梯形，土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照件上有规定，若设计文件上无规定，可按照建筑地基基础工程施建筑地基基础工程施工质量验收规范工质量验收规范GB

5、50202-2002第第6.2.3的规定执行如的规定执行如表1.3 。m的确定原则：的确定原则： 保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。 建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002规定临时性挖方边坡值规定临时性挖方边坡值土方类别土方类别边坡值（宽：高）边坡值（宽：高）砂土（不包括细砂、粉砂）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.251：1.50一般粘性土一般粘性土硬硬1：0.751：1.00硬、塑硬、塑1：1.001：1.25软软1：1.50或更缓或更缓碎石类土碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.

6、501：1.10充填砂土充填砂土1：1.001：1.50注：注：1、设计有要求时，应符合设计标准。、设计有要求时，应符合设计标准。 2、如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核；、如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核； 3、开挖深度，对软土不应超过、开挖深度，对软土不应超过4m，对硬土不应超过，对硬土不应超过8m. 1.2.2 1.2.2 场地平整场地平整 场地竖向规划设计场地竖向规划设计 场地平整土方量计算场地平整土方量计算 土方调配土方调配 1.2.21.2.2场地的竖向规划设计场地的竖向规划设计确定场地设计标高考虑的因素： (1) 满足生产工艺和运输的要求

7、；满足生产工艺和运输的要求； (2) 尽量利用地形，减少挖填方数量；尽量利用地形，减少挖填方数量； (3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费争取在场区内挖填平衡，降低运输费; (4)有一定泄水坡度，满足排水要求。有一定泄水坡度，满足排水要求。场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： (1)小型场地小型场地挖填平衡法挖填平衡法 (2)大型场地大型场地最佳平面设计法最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小） aaaaaaH11H12H21H221）初步计算场地设计标高）初步计算场地设计标高 H0

8、方法：将场地划分为每格边长1040m的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法） 。原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。 （1）场地）场地设计标高设计标高H0 l场地平整是将自然地面改造成工程所要求的平面。场地平整是将自然地面改造成工程所要求的平面。l“挖填土方量相等挖填土方量相等”的原则，土方总工程量最小的原则，土方总工程量最小 H0 （1）场地）场地设计标高设计标高H0步骤在地形图上将施工区域划分为若干个方格网（如采用步骤在地形图上将施工区域划分为若干个方格网（如采用a=20或或40m） （1）场地）场地设计标高设计标

9、高H0步骤确定方格角点的高程步骤确定方格角点的高程 （1）场地）场地设计标高设计标高H0步骤按填挖平衡原理计算设计标高步骤按填挖平衡原理计算设计标高0)4HN0)4HN H11H12H21H22 初步计算场地设计标高初步计算场地设计标高H0H11H12H21H22 H0= （H11+H12+H21+H22）/4M H11、 H12、 H21、 H22 一个方格各角点一个方格各角点的自然地面标高的自然地面标高 M 方格个数。方格个数。或：或：H0=（ H1+2 H2+3 H3+4 H4）/4M H1一个方格所仅有角点的标高；一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4分别为两个、三个、四分别为两

10、个、三个、四个方格共用角点的标高。个方格共用角点的标高。 【案例案例2 2】某建筑场地方格网、地面某建筑场地方格网、地面标高如图标高如图, ,格边长格边长a=20ma=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，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计性的影响，确定方格各角点的设计标高和施工高度。标高和施工高度。 答：（1）初步计算场地的设计标高H0 H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M =70.09+71.43+69.10+70.70+2（70.40+70.95+69.71+） +4（70.17+70.70+69.81+70.38）

11、 /（49） =70.29（m）70.09 2）场地设计标高的调整）场地设计标高的调整 ( H0 ) （1）土具有可松性，必要时应相应的提高）土具有可松性，必要时应相应的提高H0挖方量挖方量填方量填方量h（2）受局部填挖的影响）受局部填挖的影响沟渠沟渠（3）经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理）经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理案例案例2 答：答： (2)不考虑土的可松性不考虑土的可松性 H0 = H0=70.29m （2）场地）场地设计标高设计标高H0的调整的调整 可松性影响考虑土的可松性调整设计标高计算示意图(a)(b)泄水坡度影响场内填挖方影响 3）计算场地各角点施

12、工高度）计算场地各角点施工高度 hn 施工高度 指各角点挖方或填方的高度，它等于各角点的实际设计标高和原地形标高之差。hn= Hn Hn hn 施工高度，填挖施工高度，填挖Hn 设计标高设计标高Hn 原地形标高原地形标高 4）确定零线（挖填分界线） 零线 在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线（即零线）。注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线（即零线）。不填不挖点的连线，是挖方区和填方区的分界线。 方法：插入法、比例法找零点 ijhih

13、jXi-jaXi-j=a hihi+ hj施工高度绝对值代入施工高度绝对值代入 步骤绘出步骤绘出“零线零线”连接零点的线连接零点的线 步骤绘出步骤绘出“零线零线”连接零点的线连接零点的线 ahhhx2111ahhhx2122 场地平整土方量的计算方法场地平整土方量的计算方法方格网法：地形较平坦时用方格网法：地形较平坦时用断面法：用于地形起伏变化较大，断面不规则的场地断面法：用于地形起伏变化较大，断面不规则的场地 方格网法计算土方量的步骤方格网法计算土方量的步骤1. 划分方格网划分方格网 由设计单位由设计单位( (一般在一般在1/5001/500的地形图上的地形图上) )将场地划分为边长将场地划

14、分为边长a=10-40ma=10-40m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置上标注角点的自然地面标高(H)(H)和设计标高和设计标高(Hn)(Hn)，如图，如图1.181.18所示。所示。2.计算场地各个角点的施工高度计算场地各个角点的施工高度nnhHHhn角点施工高度 (以“+”为填，“-”为 挖)n 方格的角点编号 3.计算计算“零点零点”位置，位置，确定零线确定零线 方格边线一端施工高程为方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为，若另一端为“”，则沿其边线必然有一不挖则沿其边线必然有一

15、不挖不填的点，即为不填的点，即为“零零点点”(图图1.19)。 3.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方格边线一端施工高程为“+”，若另一端，若另一端为为“”，则沿其边线必然有一不挖不填的，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为点，即为“零点零点”(图图1.19)。1112ahXhh2212ahXhh 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。 4.计算方格土方工程量计算方格土方工程量 按表按表1.

16、6所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。四点填方或挖方(正方形)三点填方或挖方(五角形)两点填方或挖方(梯形)一点填方或挖方(三角形)计算公式计算公式图式项目四点填方或挖方(正方形)三点填方或挖方(五角形)两点填方或挖方(梯形)一点填方或挖方(三角形)计算公式计算公式图式项目32312366hbchVbca hV当b=a=c时，=1324()()248()()248hbcaVabc hhhdeaVade hh22123()25()25hbcVahhhbca221234()44aaVhhhhh (三)土方量计量:1.全挖或全填:V=

17、(h1+h2+h3+h4) (二)两挖、两填挖方 V1,2= ( + ) 填方 V3,4= ( + ) aa4 4aa4 4h h1 1 h h1 1+h+h4 4h h2 2 h h2 2+h+h3 3aa4 4h h4 4 h h1 1+h+h4 4h h3 3 h h2 2+h+h3 3h1h2h3h4aaaah2h1h4h3全挖(全填)方格两挖两填方格 3.三挖一填(或三填一挖):填方: V4=挖方: V1,2,3= (2h1+h2+2h3-h4)+V44.一挖一填 挖方: V1= ah1 1 16 6aa6 6h h4 4 (h(h4 4+h+h1 1)(h)(h4 4+h+h3 3

18、) )aa6 6h3aah2h1h4h1h2a三挖一填(或三填一挖)方格一挖一填方格a 5.计算边坡土方量计算边坡土方量三角棱锥体边三角棱锥体边坡体积坡体积11 113VAl三角棱柱体边三角棱柱体边坡体积坡体积12442AAVl 6.计算土方总量计算土方总量 将挖方区将挖方区(或填方区或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇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。总，即得该场地挖方和填方的总土方量。 例题详解例题详解 mhmhmhHijHnHnHijhn19. 094.4375.4302. 067.4369.4339. 024.4363.43321设计标高；自

19、然地面标高；mhmhahhhxahhhx19. 002. 032323232211.计算施工高度计算施工高度2.确定零点和零线确定零点和零线mxmx1 .1819. 002. 019. 0209 . 119. 002. 002. 02021 3.计算土方量计算土方量（1）全挖全填方格3241323132123243212112704 .084.093.053.042011705.04 .053.019.042026397.071.03 .065.0420136)()65.03 .002.039.0(420)(4mVmVmVmhhhhaV）（）（）（）（）（）（挖挖填填 （2）方格四个角点中，部

20、分是挖方，部分是填方时）方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时 （图（图125），其挖方或填方体积分别为：），其挖方或填方体积分别为：32223232223232222132222141243223232222121230.40)()04.006.006.005.044.044.0(42028.356.04.04.044.005.005.04209.25)()19.002.002.05.03.03.0(42091.17)()3.005.005.002.019.019.0(420)(4)(4mVmVmVmVhhhhhhaVhhhhhhaV）（）（挖填挖 （3）方格三个角点为挖方，另一个角点为填

21、方时：）方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时：32423324232223322204.234)(038. 0)06. 038. 0284. 04 . 02(420038. 084. 038. 04 . 006. 006. 042003.21403. 005. 044. 0271. 03 . 0242003. 071. 044. 03 . 005. 005. 0420mVmVmVmV）（）（）（）（）（）（填填挖 （4）总土方量）总土方量总挖方量总挖方量 = 17.91+117+270+0.03+35.28+234.04=674.26m3总填方量总填方量 =136+25.9+263+214.

22、03+40.3+0.038=679.27m3 （5）计算边坡土方量）计算边坡土方量 首先确定边坡坡度，因场地土质系中密首先确定边坡坡度，因场地土质系中密 的砂土，且地质条件较的砂土，且地质条件较差，挖方区边坡坡度采用差，挖方区边坡坡度采用1 1：1.251.25，填方区边坡坡度采用，填方区边坡坡度采用1 1：1.501.50，场地四个角点的挖填方宽度为：场地四个角点的挖填方宽度为：角点5挖方宽度 0.931.25=1.16米角点15挖方宽度 0.381.25=0.48米角点1挖方宽度 0.391.5=0.59米角点11挖方宽度 0.971.5=1.46米 挖方区边坡土方合计：挖方区边坡土方合计

23、： 24.11立方米立方米立方米）（立方米）（立方米）（）（）（立方米）（立方米、52.03.17238.048.03103.06.0238.048.03126.1240238.048.0293.016.121215.04.1293.016.131246.10)(1.58293.016.13131765214321VVLFFVVFLV挖方区土方边坡：挖方区土方边坡： 填方区边坡土方量：填方区边坡土方量：立方米立方米立方米）（立方米立方米、84. 09 .21259. 039. 03105. 068. 0259. 039. 021246.1640259. 039. 0246. 197. 0219

24、0. 090. 1246. 197. 031280.147 .62246. 197. 031141312111098VVVVV填方区边坡土方量合计：填方区边坡土方量合计： 33.05立方米立方米 场地及边坡土方场地及边坡土方 量总计量总计: 挖方挖方 674.26+24.11=698.37 填方填方 679.27+33.05=712.32 【例1.1】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.

25、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=-0.34h6=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=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06 (2) 计算零点位

26、置。从图图1.81.8中可知，15、26、67、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+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3

27、) 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+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+5

28、1.10+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) 边坡总填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01 =13.29(m3) 边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 断面法断面法方法：方法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。三角形和梯形。 11121dhf 33232212)(21)(21dhhfdhhf)(321321321ninni