全国场地平整土方量计算与调配（共85）

2.2场地平平整土土方量量计算算与调调配一、场场地平平整施施工的的时间间和意意义一般安安排开开工之之前，，以使使大型型施工工机械械有较较大的的工作作面。。2.2.1场地设计标标高的确定定场地平整的的标准是什什么？——场地设计标标高程序：确定场地设设计标高→→计算挖填填土方量→→土方调配配—确定土方施施工方案2.2.1场地的设计计标高的确确定一、影响场场地标高的的因素1.满足工艺要要求（化工工厂内管道道布置）；；2.城市规划要要求（道路路、排水要要求、防洪洪）扬州大大运河边项项目建设有有防洪要求求；3.泄水坡度（（大于等于于2‰）；4.利用场内地地形，减少少土方工程程量（扬州州迎宾馆1号楼有安全全保卫要求求，利用楼楼旁小土山山遮挡视线线）；5.场内挖填平平衡，减少少土方运输输费用。2.2.1场地的设计计标高的确确定一、影响标标高的因素素二、确定方方法“最小二乘法法”：方格网角点点的施工高高度的平方和最小，，满足工程程量最小，，又能保证挖填填平衡；但但计算工作作量大；“挖填平衡衡法”场地内挖方方量=填方量，土土方总量不变概念直观、、计算简便便、精度能能满足施工要要求，但不不能满足工工程量最小。场地设计标标高计算简简图a）地形图上划划分方格；；b）设计标高示示意图1—等高线；2—自然地面；；3—设计标高平平面；4—自然地面与与设计标高高平面的交交线（零线线）方格网编号号1291078543111215191316172014186三、挖填平平衡确定场场地平整标标高步骤：1、初步计算算场地设计计标高H0计算原则：：场地内的的土方在平平整前和平平整后相等等而达到挖挖、填方平平衡，即挖挖方总量等等于填方总总量。VW=VTV前=V后V前土体体积计计算？已知条件：：地形图—平面图、等等高线；计算标高基基准平面以以上土体体体积；计算单元——方格网；根据地形图图划分方格格网，方格格网方格边长a？V前土体体积计计算？方格边长a？一般为10～40m；根据地形的的复杂程度度，地面平平坦边长大；地面高低起起伏，边长长小；常用20m；为什么？V前土体体积计计算？角点高程Hij？等高线间线线性插入法法——求得方格网网角点标高；如图所示：：如无地形图图，可以在在场地上划划分方格网网，在角点点处打入木木桩，用水水准仪测量量角点标高高；V前=，计算H0H0•N•a2=H0=计算H0的简便算法法H0=(ΣH1+2ΣH2+3ΣH3+4ΣH4)/4NHi—i个方格共有有的角点标标高；如何确定HiH1H2H2H1H1H4H4H3H1H0场地是否否满足要要求？问题：1.土的可松松性？2.场地排水水？3.局部调整整？2、场地设设计标高高的调整整考虑因素素及调整整方法（1）考虑土土的可松松性而使使场地设设计标高高提高。。已知：H0、VW、AW、VT、AT、Ks、KS/，求Δh。调整后土土方仍应应平衡。。VT+AT•Δh=(VW-AW.•Δh.)•KS/，VW=VT，Δh=（2）泄水坡度度的影响响一般，泄泄水坡度度i应≥2‰，做成单单向泄水水或双向向泄水。。单向泄水水时的计计算：HN=H0∓li例H52双向泄水水时的计计算：HN=H0∓lxix∓lyiyH0—场内中心心点标高高。例H42泄水坡度度调整易易出现的的问题？+、-的确定？？泄水坡度度的方向向ix、iy和lx、ly方向一致致为-；泄水坡度度的方向向ix、iy和lx、ly方向相反反为+；（3）设计标标高上的的各种填填方工程程使设计标标高的降降低，或或者设计计标高以下下的各种种挖方工工程使设设计标高高提高。。（4）边坡填填、挖土土方量不不等使设设计标高高增减。。（5）就近取取弃土引引起场内内挖、填填土方量量变化，，导致场地地设计标标高的增增减。场地设计计标高计计算简图图a）地形图上上划分方方格；b）设计标高高示意图图1—等高线；；2—自然地面面；3—设计标高高平面；；4—自然地面面与设计计标高平平面的交交线（零零线）2.2.2土方量计计算（一）场场地平整整土方量量计算方方法方格网法法断面法方格网法法步骤如如下：1、计算各各方格角角点的施工高度度（即填、、挖高度度）hn=Hn-Hn/(设计标高高-自然标高高)“+”为填方，，“-”为挖方。。2、确定“零线””，即挖、填填方的分分界线先求零点点，之后后将零点点相连。。零点位置置：x1=h2x2=h1x1x2h1、h2—用绝对值值3、计算各各方格土土方工程程量分3种情况：：①4点同挖（（同填））：V=*(h1+h2+h3+h4)②2挖2填(相邻2点为挖，，另2点为填)：如1、2点为挖方方，则：：挖方量V12挖=*（））填方量V34填=*（））2挖2填、3挖1填③3挖1填（1挖3填）:填方量V4填=挖方量V123挖=计算时全全用绝对对值代入入。4、计算场地边坡坡土方工程程量边坡土方方量可近近似按三三角棱锥锥体、三三角棱柱柱体计算算。V锥=，V柱=当A1、A2相差很大大时，V柱=A1、A2—端面积，，A0—中面积。。基坑、基基槽可用用上式计计算。边坡土方方量计算算简图（二）场场地平整整土方量量计算示示例（P13作为课后后作业））例：已知知：a=20m,ix=2%0,iy=3%0,不考虑k/s，二类土。。求各角角点设计计标高，，计算挖挖填方方方量。（（VT、VW）具体计算算过程：：1、计算场场地设计计标高H02、根据泄水水坡度计计算各方方格角点点的设计计标高3、计算各各角点的的施工高高度h4、确定并画画出“零零线”5、计算各各方格挖挖、填土土方工程程量6、汇总---ΣΣ挖、Σ填---便于土方方调配作业：习习题2.1；2.2;2.3；2.21要求：每每角角点点编号、、角点标标高在左左；施工工高度、、设计标标高在右右。2.3排水及降降低地下下水排除地面面水降低地下下水2.3.1排除地面面水排除场地地低洼处处积水、、场地雨雨水常用排水水设施排排水沟（（疏）—平坦场地地截水沟（（堵）—坡地、高高侧土堤（挡挡）—低洼处四四周2.3.1排除地面面水平面位置置：布置在施施工区域域的边缘缘或道路路两旁；和自自然地形形一致；；和原有有排水系统一一致；和和新建永永久排水水系统协调；；截面尺寸寸要求：：沟、堤截截面根据据施工期期排水量量确定；；排水沟≥≥500××500纵向坡度度i≥3‰‰平坦地区区≥2‰沼泽地区区≥1‰；必要时时设涵管管过水以以利交通通。2.3.2降低地下下水为什么需需要降水水？2.3.2降低地下下水为什么需需要降水水？当基础底底面低于于地下水水位以后后，地下下水向基基坑内渗渗流，产产生下列列后果：：1.恶化施工工条件；；2.降低地基基承载力力；3.基坑边坡坡易塌方方。所以，为为了保证证施工安安全和质质量，需需降低地地下水2.3.2降低地下下水降水方法法：集水坑降降水法(明排水法法）井点降水水法集水坑降降水法是在基坑坑开挖过过程中，，在基础础范围以以外设置置集水坑坑，并沿沿坑底的的周围或或中央开开挖排水水沟，使使水流入入集水坑坑中，然然后用水水泵抽走走。轻型井点点系统及及滤管构构造（二）井井点降水水法概念：井点降水水法（人工降降低地下下水），，就是在在基坑开开挖前，，预先在在基坑周周围或基基坑内设设置一定定数量的的滤水管管（井）），利用用抽水设设备从中中抽水，，使地下下水位降降至坑底底以下并并稳定后后再开挖挖基坑。。2.3.2降低地下下水适用范围围：集水坑降降水法：：用于降水水深度S较小的粗粗粒土或或渗水量量小的粘粘性土层层。井点降水水法：宜用于降降水深度度S较大或细细砂、粉粉砂、软软土地基基的土层层。亦可两法法灵活（（混合））使用降水开始始时间、、降水结结束时间间：一般到到基础施施工完毕毕且土方方回填后后结束。。2.3.2.1集水坑降降水法（（明排水水法）1、集水坑坑设置构造要求求：集水坑应应设置在在基础范范围以外外，地下下水的上游侧，，间距20-40m，直径或宽宽度0.6-0.8m，低于挖土土面0.7-1m，（坑壁可用用竹木加加固）至至设计标高高后低1-2m，底部设碎碎石滤层层30cm,以防止基坑坑底的土土颗粒随随水流失失而使土土结构受受到破坏。一、集水水坑降水水法（明明排水法法）2.3.2.2流砂及其其防治流砂：地下水位位以下为为细砂、、粉砂等等土质，，用集水水坑降水水时，坑坑底下的的土在水水流作用用下形成成流动状状态，随随地下水水涌入基基坑，这这种现象象称为流流砂。即边挖土土边冒砂砂的现象象。流砂危害害：土体丧丧失承载载力、施施工条件件恶化，，工人难难以立足足，基坑坑难以挖挖到设计计深度，，容易塌塌方，掏掏空附近近地基引引起周围围建筑物物下沉、、倾斜、、甚至倒倒塌。流砂现象象流砂受力力分析单单元2GDτFτG①流砂发生的原原因——动水压力动水压力：GD=-T=-I﹒rW（作用方向与T——土对水流的阻阻力方向相反反）由此可见GD与I、L的关系，GD的作用方向与与水流方向相同。。GD方向：向上，，不利；向下下，有利。当GD≥rs/（土的浸水重度度）时，则土土粒处于悬浮状态，土体体抗剪强度τ=0，土粒进入基坑坑，形成流砂。②在哪些情况下下易发生流砂砂现象？a、易在粉土、细细砂、粉砂、、淤泥土中发发生。一般下下挖超过地下下水位0.5m深即要注意。。b、与动水压力GD大小有关，GD大时易发生。。④流砂的防治主要途径：a、减少动水压力力GD；b、使动水压力GD方向向下；c、截断地下水流流，增加渗流流路径。具体措施：a、枯水期施工；；b、抢挖并抛大石石块法--用于局部的轻轻微的流砂，，冒砂速度﹤﹤挖土速度的的情况；c、设止水帷幕法法--渗径L↑，I↓，GD↓，结合基坑支护护比较好；d、水下挖土法--如沉井施工、、抓铲施工；；e、人工降低地下下水位法—改变GD方向。③管涌：当坑底为不透透水层，地下下水为承压水水时，坑底不不透水层覆盖盖土的重量＜＜承压水顶托托力时，即当当HrW≥hr土（H--承压水头，h--土层厚）时，，会随时发生生冒砂现象。。2.3.2.3井点降水法一、定义：井点降水法（（人工降低地地下水），就就是在基坑开开挖前，预先先在基坑周围围或基坑内设设置一定数量量的滤水管（（井），利用用抽水设备从从中抽水，使使地下水位降降至坑底以下下并稳定后再再开挖基坑。。2.3.2.3井点降水法二、作用：：1.改善施工条件件；2.加速土壤固结结，提高土体体强度，边坡加陡以减减少土方量；；3.可防止流砂；；4.防止基底隆起起，提高工程程质量。副作用：基坑周围可能能产生不均匀匀沉降。2.3.2.3井点降水法三、井点类型型轻型井点、喷喷射井点、电电渗井点、管管井井点及深深井井点。三、井点类型型1.轻型井点——重点内容在基坑四周每每隔一定间距距埋设井点管管（下部为滤滤管）至地下下水层，将井井点管与总管管相连，利用用抽水设备将将地下水从井井点管中不断断抽出，使地地下水位降至至基坑底面以以下。轻型井点系统统及滤管构造造2.电渗井点如果土的渗透透性系数很小小，（K<0.1m/d),利用轻型井点点、喷射井点点的效果很差差3.喷射井点适于弱透水层层K=0.1-2m/d，降水深度较大＞6m（可达20m）。1级轻型井点达达不到。喷射井点的设设备主要由喷喷射井管、高高压水泵和管路路系统组成。。4.管井井点每隔一定距离离打一管井，，每一管井用用一水泵抽水水，由管井、、吸（出）水水管、水泵组组成。适用于渗水量量较大处K=20-200m3/d。管井间距20-50m，深8-15m，井中降水深可可达6-10m，有效降水深3-5m。5.深井井点降水类型渗透系数（m/d）可降低的水位深度（m）

轻型井点0.1-503-6多级轻型井点

0.1-50

6-12喷射井点

0.1-2

8-20电渗井点

<0.1根据选用的井点确定管井井点20-200井间3-5，井中6-10深井井点10-250>15各类井点的适适用范围1.轻型井点：概念：在基坑四周埋埋设井点管至至地下水层，，将井点管与与总管相连，，水泵抽水，，使水位下降降。适用于K=0.1-50m/d降水深3-6m（二级6-12m）。（1）轻型井点设备备管路系统：井点管φ38、51，长5-7m，滤管1-1.5m、弯联管、总总管φ100-127mm。抽水设备：：真空泵设备备：真空泵泵、离心泵泵、水气分分离器（集水箱箱）每套带带100-120m。射流泵设备备：由离心心泵、射流流器、循环环水箱组成成。每套带带30-60m，用于粉砂、、粉土等渗渗透性较小小的土层中中降水。原理：喷嘴处断断面收缩使使水流速度度骤增，压压力骤降，，空腔内产产生部分真真空，将水水气吸上。。轻型井点系系统及滤管管构造射流泵降水水原理降水动画：：（2）轻型井点点布置①平面布置i）当坑顶宽度度B≤6m，降水深S≤5m时，用单排排线状井点点，井点管管放在上游游一侧，两两端伸出长长≥B，I=1／4。轻型井点平平面及高程程布置ii）B＞6m或土质不良良，则用双双排井点；；面积较大大时，应用用环状井点点I=1／10iii）井点管间距距一般为0.8-1.6m，一般≯2m，在总管拐弯弯处，靠河河流处加密密，用多套套抽水设备备时，各段段总管长度度应大致相相等，段与与段之间断断开。②高程布置置井点管处降降水深度H≯6m，露出地面0.2-0.3m，滤管埋入透透水层中，，井管埋设深深度H≥H1＋h＋ILH1—总管平台面面至基坑底底面的距离离。h–基坑底面至至降水后地地下水位的的最小距离离0.5-1.0m。I—水力坡度L—井管至基坑坑中心（单单排时至坑坑底远端））的水平距离离。如H大于井管长长，则可降降低埋设面面。H不够时，可可以上部集集水坑降水水，下部井井点降水。也也可采用二二级轻型井井点。(3)轻型井点计计算计算内容：Q涌、井点的数数量n、井距D、抽水设备选选用等。涌水量计算算以水井理理论为依据据。水井类型：无压井、、承压井、、完整井、、不完整井井组合成四四种类型井井。无压完整井井无压不完整整井承压完整井井承压不完整整井水井类型①涌水量计计算以单个无压压完整井为为例，抽水水影响半径径R，水井半径r。达西定律Q=K×I×A=K×dy/dx×2πxy=K*2ππxy=H2-h2=H—含水层厚度度，h—井内水深。。Q=1.366K(m3/d)h=H-SQ=1.366K(m3/d)此为无压完完整井单井井的涌水量量Q涌计算公式。对单个承压完完整井：Q=2.73(m3/d)M—含水层厚度度，S—井中水位降降低深度，，H—承压水头高高。对于群井：Q涌=？∑Q单，将环状井井点假想成半径为为x0的圆形井点点系统分析析计算。无压完整井井环状井点点系统：Q=1.366K(m3/d)式中中：R=1.95S（m）x0：当矩矩形形基基坑坑（（长长∕∕宽宽））≯≯5时，，X0=（m）A：井点点系系统统包包围围的的面面积积（m2）对无压压非非完完整整井井群群井井：以H0代替替H，(m3/d)H0--有效效影影响响深深度度（（考考虑虑井井底底吸吸水水））H0由查查表表得得到到，，S'--井管管处处降降水水深深，，l--滤管管长长。。若算算出出H0＞实际际H，则则取取H0=H适用用条条件件：：当（（长长∕∕宽宽））＞＞5或坑坑宽宽B＞2R时，，应应分分块块计计算算。②井井点点管管数数量量n与井井距距D的确确定定n=1.11.1为备备用用系系数数；；q--单根根最最大大出出水水量量，，65πdl；d--滤管管直直径径；；井点点管管间间距距D=L/n实际际采采用用D：a)D≥≥15d（过密密干干扰扰大大））b)K较小小时时，，D不宜宜过过大大c)靠河河流流处处，D宜适适当当减减少少d)与总总管管接接头头相相适适应应0.8、1.2、1.6、2.0m由实实际际采采用用的D来定定n。（4）轻轻型型井井点点抽抽水水设设备备选选择择①真真空空泵泵：：常常用用W5、W6型干干式式真真空空泵泵，，W5带总总管管长长≤≤100m、W6带总总管管长长≤≤120m最低低真真空空度度：：hk=10（h+△△h）（（KPa）h——降水水深深度度；△△h——水头头损损失失（（1-1.5m）真空空泵泵真真空空度度：：＞h