土方2-土方调配

1、1.1 土的工程分类及性质土的工程分类及性质 1.2 工程场地平整工程场地平整 1.3 深基坑工程深基坑工程1.4 土方的填筑与压实土方的填筑与压实 本本 章章 内内 容容1.1 土的工程分类及性质土的工程分类及性质 1.2 工程场地平整工程场地平整 1.3 深基坑工程深基坑工程1.1 土的工程分类及性质土的工程分类及性质 1.2 工程场地平整工程场地平整 1.4 土方的填筑与压实土方的填筑与压实 1.3 深基坑工程深基坑工程1.1 土的工程分类及性质土的工程分类及性质 1.2 工程场地平整工程场地平整 1.3 深基坑工程深基坑工程1.2 工程场地平整工程场地平整 1.4 土方的填筑与压实土方

2、的填筑与压实 1.3 深基坑工程深基坑工程1.2 工程场地平整工程场地平整 （三）（三） 土方调配土方调配 意义：意义： 土方调配土方调配是土方工程施工组织设计是土方工程施工组织设计( (土方规土方规划划) )中的一个重要内容，在平整场地土方工程量中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。计算完成后进行。应使挖、填平衡，土方总运输应使挖、填平衡，土方总运输量最小或土方运量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。而可以缩短工期、降低成本。工作内容：工作内容：（1）划分调配区；）划分调配区；（2）计算土方调配区之间的平均运距（或单位

3、）计算土方调配区之间的平均运距（或单位土方运价，或单位土方施工费用）；土方运价，或单位土方施工费用）；（3）确定土方最优调配方案；）确定土方最优调配方案；（4）绘制土方调配图表。）绘制土方调配图表。（1 1）土方调配区的划分）土方调配区的划分 （2 2）调配区之间的平均运距（土方施工单价）调配区之间的平均运距（土方施工单价） 定义定义：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距：平均运距就是指挖方区土方重心至填方区重心的距离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区重心。 方法：方法： 取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土取场地或方格网

4、中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即：方的重心位置，即： 式中：式中： 挖或填方调配区的重心坐标；挖或填方调配区的重心坐标； 每个方格的土方量；每个方格的土方量； 每个方格的重心坐标。每个方格的重心坐标。VxVX0VyVY000,YXVyx, 重心求出后，则标于相应的调配区图上，然重心求出后，则标于相应的调配区图上，然后用比例量出每对调配区之间的平均运距，或按后用比例量出每对调配区之间的平均运距，或按下式计算：下式计算： 式中：式中：L L挖、填方区之间的平均运距；挖、填方区之间的平均运距； 填方区的重心坐标；填方区的重心坐标； 挖方区的重心坐标。挖方区的重心坐标。22)()(

5、OWOTOWOTYYXXLOTOTYX,OWOWYX,（3 3）最优调配方案的确定）最优调配方案的确定 1 1） 原理原理 土方的调配，仅考虑场地内的挖填平衡即可解决，这土方的调配，仅考虑场地内的挖填平衡即可解决，这种条件的土方调配可采用种条件的土方调配可采用线性规划线性规划的方法计算确定。的方法计算确定。 我们的目的是求土方总运输量（总施工费用）最小，我们的目的是求土方总运输量（总施工费用）最小，根据挖填平衡的原则，该问题可列出如下数学模型。根据挖填平衡的原则，该问题可列出如下数学模型。 目标方程目标方程 ： 约束条件：约束条件： i= 1,2,mi= 1,2,m； j =1,2,nj =1

6、,2,n； =min1=1=minjijijcxZ1=njiijWxjmiijTx =1=上式中：上式中：xij从第从第i i挖方区运土至第挖方区运土至第j j填方区的土方量（填方区的土方量（m m3 3）c cij从第从第i i挖方区运土至第挖方区运土至第j j填方区的平均运距（填方区的平均运距（km)km)W Wi i第第i i挖方区的挖方量（挖方区的挖方量（m m3 3）T Tj j第第j j填方区的填方量（填方区的填方量（m m3 3） 对于此类线性规划问题，可采用计算机程序或对于此类线性规划问题，可采用计算机程序或“表上作业法表上作业法”解决。解决。2 2）表上作业法）表上作业法 已

7、知某场地有四个挖方区和三个填方区，其相应的挖填土方已知某场地有四个挖方区和三个填方区，其相应的挖填土方量和各对调配区的运距如表所示。量和各对调配区的运距如表所示。 （a）用）用“最小元素法最小元素法”编制初始调配方案编制初始调配方案 即先在运距表（小方格）中找一个最小数值，如即先在运距表（小方格）中找一个最小数值，如 （任取其中一个，先取（任取其中一个，先取 ），于是先确定），于是先确定 的值，使其的值，使其尽可能的大，即尽可能的大，即 ，此时，此时 挖方量最挖方量最大值为大值为400。由于。由于 挖方区的土方全部调到挖方区的土方全部调到 填方区，所填方区，所以以 和和 都等于零。此时，将都等

8、于零。此时，将400填入填入 格内，同时格内，同时 格内画上一个格内画上一个“”号，然后在没有填上数字和号，然后在没有填上数字和“”号的号的方格内再选一个运距最小的方格，即方格内再选一个运距最小的方格，即C22=40，便可确定，便可确定 同时使同时使 ，此时，又将，此时，又将500填入填入 格内，并在格内，并在 格内画上格内画上“”号。重复上述步骤，依次确定其余号。重复上述步骤，依次确定其余Xij 的数值，最后得出下表的初始调配方案。的数值，最后得出下表的初始调配方案。43C404322 CC43C400)500,400max(43X4A4A3B41X42X43X4241, XX50022X0

9、2321 XX22X2321, XX（b）最优方案的判别法）最优方案的判别法 方法：闭回路法（假想价格系数法）和位势法方法：闭回路法（假想价格系数法）和位势法检验数检验数 0 即可认为方案最优即可认为方案最优首先将初始方案中有调配数方格的首先将初始方案中有调配数方格的 列出，然后按下式求出列出，然后按下式求出两组位势数两组位势数 ）和）和 （j1，2，） 式中：式中： -平均运距（或单位土方运价或施工费用）；平均运距（或单位土方运价或施工费用）； -位势数。位势数。位势数求出后，便可根据下式计算各空格的检验数：位势数求出后，便可根据下式计算各空格的检验数：ijijC, 2 , 1( iuijv

10、jiijvuCijCjivu ,jiijijvuC例如，本例两组位势数如表所示。先令先令 ，则：，则： 本例各空格的检验数如表所示。如本例各空格的检验数如表所示。如 （在表中只写（在表中只写“+”或或“” ），可不必填入数值。），可不必填入数值。500501111uCv100101102v60100402u1050603u6010703v2060404u8050)60(702101u 从表中已知，在表中出现了负的检验数，这说明从表中已知，在表中出现了负的检验数，这说明初始方案不是最优方案，需要进一步进行调整。初始方案不是最优方案，需要进一步进行调整。（c）方案的调整）方案的调整在所有负检验数中

11、选一个（一般可选最小的一个，本在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个，本例中为例中为 ），把它所对应的变量作为调整的对象。），把它所对应的变量作为调整的对象。找出找出 的闭回路：从的闭回路：从 出发，沿水平或竖直方向前进，出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作遇到适当的有数字的方格作90转弯。然后依次继续前转弯。然后依次继续前进再回到出发点，形成一条闭回路（见表）。进再回到出发点，形成一条闭回路（见表）。12C12X12X从空格从空格X12 出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数次转角点的数字中，挑出一个最小的（本表即为次

12、转角点的数字中，挑出一个最小的（本表即为500、100中选中选100），将它由），将它由X32调到调到X12方格中（即为空格中）。方格中（即为空格中）。将将100填入填入 X12方格中，被调出的方格中，被调出的X32为为0（变为空格）；同时将闭（变为空格）；同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去回路上其他奇数次转角上的数字都减去100，偶次转角上数字都，偶次转角上数字都增加增加100，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得表的新调配方案。便可得表的新调配方案。 对新调配方案，仍用对新调配方案，仍用“位势法位势法”进行检验。看其是否最优方案。进行检验。看其是否