园林工程土方工程量计算及施工基本知识T讲义

第一章土方工程123第一章土方工程

大凡园筑,必先动土。动土范围很广,或凿水筑山,或场地平整,或挖沟埋管,或开槽铺路等，在建设区域，与地形整理和改造相关的设计以及施工过程称为土方工程。其主要目的是在充分利用原地形的基础上，对不符合园林要求的部位进行重新设计，并通过挖方、搬运、填方、整修等措施加以改造，来提高或改变原地形的利用价值。本章内容包括园林用地的竖向设计、土方计算和土方施工三个方面。123重点提示：1、用等高线法设计各类园林地形；2、不同园林地形适宜的土方计算方法；3、土方施工图、土方计算图、土方调配图的绘制；4、土壤工程性质与施工。123

土方工较重,施工前必须进行设计。土方工程的设计包括平面设计和竖向设计两方面。平面设计是指在平面图上设计出不同性质地形单元的位置和轮廓(凸地形、凹地形等）；竖向设计是指在一块场地上进行垂直于水平面方向的布置和处理。它是园林总平面设计的一个不可缺少的组成部分。园林用地的竖向设计就是园林中各个景点、各种设施及地貌等在高程上如何创造高低变化和协调统一的设计。第一节

园林用地的竖向设计123

在建园过程中,原地形往往不能完全符合建园的要求,在充分利用原有地形的情况下，并有必要对其进行适当的改造，即进行竖向设计和土方施工。竖向设计的任务就是从最大限度地发挥园林的综合功能出发,统筹安排园内各种景点、设施和地貌景观之间的关系，使地上的设施和地下设施之间、山水之间、园内与园外之间在高程上有合理的关系。有些城市园林基址是废弃的污水沟、垃圾场（漯河四大坑、郑州森林公园土石山、新乡平原公园）、废料场（中州游园）、苗圃（洛阳牡丹公园）、果园（郑州文化广场、洛阳西苑公园）、地下商场顶面（新乡小绿洲、郑州白庙水厂）等，有些休闲绿地建设于矿区复林还草以后。为创造优美舒适的园林空间，必须规划设计山、水、林、路，坡、湖、花园、建筑等丰富多彩、性质各异的景观单元，构成一个水平流动的空间。123一、竖向设计的作用与内容1常见地形单元类型

平地：坡度小于3%。

坡地：有单坡向、多坡向，缓坡、陡坡等之分。单坡向为外向空间、景观单一，需分段组织空间增加变化；多坡向景观比较丰富。自然草坡控制在33%以下，以3%为宜。缓坡地为3%—10%，中坡地为10%—25%（1：5—8），陡坡为25%—50%，急坡地50%—100%，悬崖坡地为大于100%。

山：有山脊、山岭、山岗和山嘴等，外向型空间，便于向四周展望，脊线为坡面的分界线，景观面丰富。可安排道路或理水工程系统。横看成岭，侧看为峰，多为山之余脉。

丘陵：局部隆起的地形，坡度在1：5—1：8间，高度差异连绵在1—3米间。

山岗：条形隆起的地形，山岗脊梁部分称山梁。123山嘴：半岛形突出、三面下坡的高地。

台（会盟台）：山腰较平部分；或平地突出部分，有较平的上顶面。平原：视野开阔、一览无余。注意排水坡度设计，防止地表积水和受涝。

谷：带状内向空间，有一定神秘感和诱导期待感。山谷纵向宜设转折焦点；可沿山谷走向安排道路或理水工程系统。山坳：三面为上坡所围合，中央成凹形的地形。山垭：在山体上，当两侧地形隆起形成高—低—高地形，宛如一口形。

盆地（或沉床）：内向封闭性地形，产生保护感、隔离感、隐蔽感，静态景观空间，闹中取静，香味不易被风吹散。通路宜呈螺旋状或之字型展开；需要埋管排水。坪：位于山顶平坦部分；或高位地段上，范围较大的平缓地区；山献：山谷里的小突起。另外还有坞、峦、沟、壑、川等。

123图1-1-1常见地形单元1232竖向设计的内容2.1地形高低变化设计（排水）地形的设计和整理是竖向设计的一项主要内容。地形骨架的“塑造”,山水布局，峰、峦、坡、谷、河、湖、泉、瀑等地貌小品的设置,它们之间的相对位置、高低、大小、比例、尺度、外观形态、坡度的控制和高程关系等都要通过地形设计来解决。不同的土质有不同的自然倾斜角(见表1-3-1粘土大于壤土)。山体的坡度不宜超过土壤的自然安息角。水体岸坡的坡度也要按有关规范的规定进行设计和施工(做护坡）。在地形设计的同时要考虑地面水的排除,一般规定无铺装地面的最小排水坡度为1％，而铺装地面则为0.5％但这只是参考限值,具体设计还要根据土壤性质和汇水区的大小、植被情况等因素而定。1232.2道路广场起伏设计图纸上应以设计等高线表示出道路(或广场)的纵横坡和坡向,道桥联接处及桥面标高。在大比例图纸中则用变坡点标高来表示园路的坡度和坡向。在寒冷地区,冬季冰冻、多积雪。为安全起见,广场的纵坡应小于7％,横坡不大2％；停车场的最大坡度不大于2.5%；一般园路的坡度不宜超过8％。超过此值应设台阶,台阶应集中设置。为了游人行走安全,避免设置单级台阶。另外,为方便伤残人员使用轮椅和游人推童车游园,在设置台阶处应附设坡道。2.3建筑设施基础设计建筑和其它园林小品(如纪念碑、雕塑等)应标出其地坪标高及其与周围环境的高程关系,大比例图纸建筑应标注各角点标高。例如在坡地上的建筑,是随形就势还是设台筑屋。在水边上的建筑物或小品,则要标明其与水体的关系。1232.4种种植植场地高高程设计计在规划过过程中，，园基地地上可能能会有些些有保留留价值的的老树。。其周围围的地面面依设计计如须增增高或降降低,应应在图纸纸上标注注出老树树保护的的范围、、地面标标高和适适当的工工程措施施。植物对地地下水很很敏感,有的耐耐水,有有的不耐耐水。例例如雪松松等,规规划时应应为不同同树种创创造不同同的生活活环境。。水生植物物种植,不同的的水生植植物对水水深有不不同要求求,有湿湿生、沼沼生、水水生等多多种。例例如荷花花适宜生生活于水水深0.6-1m的水中。。2.5管管道道空间布布置设计计园内各种种管道(如供水水、排水水、供暖暖及煤气气管道等等)的布布置,难难免有些些地方会会出现交交叉,在在规划上上就须按按一定原原则,统统筹安排排各种管管道交会会时合理理的高程程关系,以及它它们和地地面上的的构筑物物或园内内乔灌木木的关系系。有关关规定请请参阅第第二章表表2-2-10、11、12。1233竖竖向设计计的作用用3.1提提高土地地利用率率优优化多功功能空间间3.2提提高空间间艺术质质量自自然美美、艺术术美（小小中见大大）、生生活美3.3提提高高空间环环境质量量有有效调节节光、湿湿、热、、气流，，舒适3.4提提高高施工效效率合合理调调整、计计划施工工、提高高效率123二、竖向向设计的的方法竖向设计计的方法法有多种种:等高高线法（（含点标标高）、、断面法法、模型型法、色色彩法等等。以下下着重介介绍等高高线法。。1.等高高线法此法在园园林设计计中使用用最多,一般地地形测绘绘图都是是用等高高线或点点标高表表示的。。在绘有有原地形形等高线线的底图图上用设设计等高高线进行行地形改改造或创创作,在在同一张张图纸上上便可表表达原有有地形、、设计地地形状况况及公园园的平面面布置、、各部分分的高程程关系。。这大大大方便了了设计过过程中进进行方案案比较及及修改,也便于于进一步步的土方方计算工工作,因因此,它它是一种种比较好好的设计计方法。。最适宜于于自然山山水园的的土方计计算。应用等高高线进行行公园的的竖向设设计时,首先应应了解等等高线的的基本性性质。1231.1等等高线的的概念与与性质1.1.1等等高线的的概念等等高高线是一一组垂直直间距相相等、平平行于水水平面的的假想面面,与自自然地貌貌相交切切所得到到的交线线在平面面上的投投影，见见图1-1-2。给这这组投影影线标注注上相应应的数值值,便可可用它在在图纸上上表示地地形的高高低陡缓缓、峰峦峦位置、、坡谷走走向及溪溪池的深深度等内内容。图1-1-2等等高线的的概念1231.1.2等高高线性质质1.1.2.1在同一一条等高高线上的的所有的的点，其其高程都都相等。。1.1.2.2每一条条等高线线都是闭闭合的。。由于园园界或图图框的限限制,在在图纸上上不一定定每根等等高线都都能闭合合,但实实际上它它们还是是闭合的的.为了了便于理理解，我我们假设设园基地地被沿园园界或图图框垂直直下切,形成一一个地块块,见图图1-1-3。。由图上可可以看到到没有在在图面上上闭合的的等高线线都沿着着被切割割面闭合合了。图1-1-3等等高线的的闭合1231.1.2.4等高线线一般不不相交或或重叠,只有在在悬崖处处等高线线才可能能出现相相交情况况。在某某些垂直直于地平平面的峭峭壁、地地坎或挡挡土墙驳驳岸处等等高线才才会重合合在一起起。1.1.2.5等高线线在图纸纸上不能能直穿横横过河谷谷、堤岸岸和道路路等；由图1-1-4用等高线表表示山涧1231.2用用等高线法进进行竖向设计计1.2.1用用设计等高线线进行设计时插入法用于求两相邻等高线之间任意点高程。设等高差为h；等高线a-a的高程为Ha；等高线b-b的高程为HB；相邻等高线之间某点高程为HX；某点到低边等高线的距离为X；相邻等高线之间最小距离为L。图1-1-5插入法求任任意点高程123坡度公式用用于求求等高线外任任意点高程。。I=h/L式中I---坡度（％））;h---高差（m）;L---水平间距（（m）1.2.2设设计等等高线在设计计中的具体应应用：1.2.2.1陡坡变缓披或或缓坡改陡坡坡等高线间距的的疏密表示着着地形的陡缓缓。在在设计计时,如果高高差h不变,可用改改变等高线间间距L表减缓或增加加地形的坡度度。如图1-1-6(a)是缩短等高线线间距使地形形坡度变陡的的例子。图中中L>L’,由公式i=h/L知,I’>i,所以坡度变陡陡了。反之,L<L’,I’<i,所以,坡度减减缓了,见右右图:图1-1-6调节等等高线的水平平距距离改变地地形坡度1231.2.2.2平垫沟沟谷在园林建设过过程中,有些些沟谷地段须须垫平。平垫垫这这类类场场地地的的设设计计，，可可以以用用平平直直的的设设计计等等高高线线和和拟拟平平垫垫部部分分的的同同值值等等连连接接。。其其连连接接点点就就是是不不挖挖不不填填的的点点,也也叫叫““零零点点””；；这这些些相相邻邻点点的的联联线线，，叫叫做做““零零点点线线””，，也就就是是垫垫土土的的范范围围。。如如果果平平垫垫工工程程不不须须按按某某一一指指定定坡坡度度进进行行,则则设设计计时时只只须须将将拟拟平平垫垫的的范范围围,在在图图上上大大致致框框出出,再再以以平平直直的的同同值值等等高高线线连连接接原原地地形形等等高高线线即即可可。。如如要要将将沟沟谷谷部部分分依依指指定定的的坡坡度度平平整整成成场场地地时时.则则所所设设计计的的设设计计等等高高线线应应互互相相平平行行,间间距距相相等等。。见见图图1-1-7a.竖向设设计图图b.透视图图图1-1-7平垫垫沟谷谷的等等高线线设计计1231.2.2.3削削平平山脊脊将山脊脊铲平平的设设计方方法和和平垫垫沟谷谷的方方法相相同,只是是设计计等高高线所所切割割的原原地形形等高高线方方向正正好相相反。。见图图图1-1-8。b.透视图a.竖向设计计图图1-1-8削平平山脊的的等高线线设计1231.2.2.4平平整场场地园林中的场地地包括铺装的广场,建筑地坪及各种文体活动动场地和较平缓的种植植地段，如草坪，较较宽的种植带带等。非铺装装场地对坡度度要求不那么么严格,目的的是垫洼平凸凸,将坡度理理顺，而地表表坡度则任其其自然起伏，，排水通畅即即可。见图1-2-9。。铺装地面的的坡度则要求求严格,各种种场地因其使使用功能不同同对坡度的要要求也各异。。通常为了排排水,最小坡坡度>0.5%,一般集集散广场坡度度在1%一7%,足球场场3‰-4‰‰,蓝球场2%-5%,排球场2%一5%,这这类场地的排排水坡度可以以是沿长轴的的两面坡或沿沿横轴的两面面坡,也可以以设计成四面面坡、环行坡坡，这取决于于周围环境条条件。一般,铺装场场地都采取规规则的坡面(即同一坡坡度的坡面),见图1-1-9。图1-1-9平整场地的的等高线设计计123沿南北向的两两面坡等高线向下走走，地形上升升1.2.2.5园路设计计等高线的计算算和绘制园园路的平面面位置,纵、、横坡度，折折点的位置及及标高经设计计确定后,便便可按坡度公公式确定设计计等高线在图图面上的位置置、间距等,并处理好与与周围地形的的竖向关系。。道路设计等等高线的绘制制方法,如图图1-1-10(a)，图1-1-10（b）是用设计等高高线绘制的一一段山道。图1-1-10(a)街道等高线设设计图1-1-10(b)山道等高线设设计123等高线向下走走，地形上升升，向上走，，地形下降，，等高线垂直——道牙道路两边有水水沟，道路沿沿山脊线走（不讲）图中中△H---路牙高度(m)i1---道路纵坡(%)i2---道路横坡(%)i3---人行道横坡（（m）L1---人行道宽度（（m）L2---道路中线至路路牙的宽度（（m）依据道路所设设定的纵、横横坡度及坡向向、道路宽度度、路拱形状状及路牙高度度、排水要求求等，用坡度度公式求取设设计等高线的的位置。设a点地面的标高高为Ha，Ha也是该点的设设计标高，求求与Ha同值的设计等等高线在道路路和人行道上上的位置。①求b点设计标高HbHb=Ha-i3×L1(m)②求与Ha同值的设计等等高线在人行行道与路牙接接合处的位置置c,c距b为Lbc(m)Lbc=i3/i1×L1(m)123④求与Ha同值设计等高高线在路拱拱拱脊上的位置置f。先过d点作一直线使使垂直于道路路中线（即路路拱拱脊线））得e,e点标高为He=Ha+i2×L2(m)则Ha在拱脊上的位位置f1为距e点距离HefHef=(He-Ha)/i1=(Ha+i2×L2-Ha)/i1=i2/i1×L2(m)同法可依次求求得g、h、i各点的位置;连接ahdf,fg及hi便是所所求Ha设计等等高线线在图图上的的位置置,ed与gh线因与与路牙牙线重重合,不必必绘出出。相相邻邻设计计等高高线的的位置置,依依据其其等高高差值值,同同法可可求出出。③求与Ha同值设设计等等高线线在道道路边边沟上上位置置d,d、c两点间间相距距Lcd(m)Lcd=〔Ha-(Hc-△H)〕〕/i1(m)Ha=HcLcd=△H/I1(m)123如该段段道路路(含含人行行道)平直直,宽宽度及及纵横横坡度度不变变,则则其设设计等等高线线将互互相平平行,间距距相等等。反反之,道路路设计计等高高线也也会因因道路路转弯弯、坡坡度起起伏等等变化化而相相应变变化。。图1-1-10(a)街道等等高线线设计计图1-1-11某街街头小小游园园的竖竖向设设计图图123图1-1-11是用用设计计等高高线法法绘制制的一一处街街头小小游园园的竖竖向设设计图图。2断断面法法用多个个断面表表示原原有地地形和和设计计地形形的方方法。此法法适用用带状地地形(如渠／／沟／／堤坝坝等）），便于于计算算土方方量。。应用断断面法法设计计园林林用地地,首首先要要有较较精确确的地地形图图。断面的的取法法可以以沿所所选定定的轴轴线设设计地地段的的横断断面,断面面间距距视所所要求求精度度而定定,见见图1-1-12;123图1-1-12断面面法图1-1-13断面法法绘制制的某某场地地的竖竖向设设计图图123也可以以在地地形图图上绘绘制方格网网,方格格边长长可依依设计计精度度确定定,设设计方方法是是在每一方方格角角点上,求求出原地形形标高,再再根据据设计计意图图求取取该点点的设计标标高。各角角点的的原地地形标标高和和设计计标高高进行行比较较,求求得各各点的的施工标标高,依据据施工工标高高沿方方格网网的边边线绘绘制出出断面面图,沿方方格网网长轴轴方向向绘制制的断断面图图叫纵断面面图:沿其其短轴轴方向向绘制制的断断面图图叫横断面面图。见见图1-1-13优点：从断断面图图上可可了解解各方方格点点上原原地形形标高高和设设计标标高，，便于于土方方计算算，方方便施施工缺点：：不能能一目目了然然显示示出地地形变变化的的趋势势和地地貌细细节，，设计计时需需要进进行调调整时时，几几乎需需要重重新设设计和和计算算，麻烦烦，适用用局局部部的的竖竖向向设设计计计算方法法见下节节3色色彩法用规律变变化的色色彩表示示不同海海拔高度度，一般般为兰色色表示低低地，橘橘红表示示高地。。也有用用色彩表表示不同同坡度的的区域，，得到一一张坡级级图。4模型型法模型法用用于表现现直观形形象,具具体。但但制作费费工费时时,投资资较多。。大模型型不便搬搬动。如如需要保保存,还还需专门门的放置置场所,制作方方法在实实验课说说明，不不在此赘赘述。复杂程度度:模型法>等高线法法>断面法>高程点法法123竖向设计计合理与与否,不不仅影响响着整个个公园的的景观和和建成后后的使用用管理,而且直直接影响响着土方方工程量量,和公公园的基基建费用用息息相相关。一一项好的的竖向设设计应该该是以能能充分体体现设计计意图为为前提，，而其土土方工程程量最少少（或较较少）的的设计。。影响土方方工程量量的因素素很多,大致有有以下几几方面:1整整个园基基的竖向向设计是是否遵循“因因地制宜宜”这一至关关重要的的原则。。公园地地形设计计应顺自自然,充充分利用用原地形形,宜山山则山，，宜水则则水。123三、竖向向设计和和土方工工程量2园园林建筑筑和地形形的结合合情况。。园林建建筑、地地坪的处处理方式式,以及及建筑和和其周围围环竟的的联系,直接影影响着土土方工程程,从图图1-1-14看,a的土方工工程量最最大,b其次,而而d又次,c最少。可可见园林林中的建建筑如能能紧密结结合地形形,建筑筑体型或或组合能能随形就就势,就就可以少少动土。。北海公公园的亩亩鉴室,酣古堂堂,颐和和园的画画中游等等都是建建筑和地地形结合合的佳例例。图1-1-14建筑与地地形结合合1233园园路选线线对土方方的影响响园路路基基一般有有几种类类型，见见图1-1-15。在山坡上上修筑路路基，大致有有三种情情况：a.全挖式；；b.半挖式；；c.全填式。在沟谷谷低洼的的潮湿地地段或桥桥头引道道等处道道路的路路基须修修成路堤（如图1-1-15e）；；有时道路路通过山山口或陡陡峭地形形，为了了减少道道路坡度度路基往往往做成成堑式路基（如图1-1-15d）。。园路除主路路和部分次次路，因运运输、养护护车辆的行行车需要，，要求较平坦外，其其余园路均均可任其随随地势蜿蜒蜒起伏。有有的甚至造造奇设险以以引人入胜胜，所以园园路设计的的余地较大大。尤其是是山道，应该该在结合地地形，利用用地形、地地物上等方方面，多动脑筋，，避免大挖挖大填，避避免或减少少出现图1-1-14中a、c、d、e的情况，道路选线除除了满足其其导游和交交通目的外外，还要考考虑如何减减少土方工工程量。图1-1-15道路与地形形结合1234多搞小小地形，少少搞或不搞搞大规模的的挖湖堆山山。杭州植植物园分类类区小地形形处理，就就是这方面面的佳例，，见图1-1-16。5缩缩短土方调调配运距，，减少小搬搬运，前者者是设计时时可以解决决的问题，，即在在作土方调调配图时，，考虑周全全，将调配配运距缩到到最短;而而后者则属属于施工管管理问题,往往是因因为运输道道路不好或或施工现场场管理混乱乱等原因,卸土不到到位,甚或或卸错地方方而造成的的。6合理理的管道布布线和埋深深，重力流流管要避免免逆坡埋管管。前面已提到到,园林用用地的竖向向设计是园园林总体设设计的重要要组成部分分。它包含含的内容很很多,而其其中又以地地形设计最最为重要。。123图1-1-16道路与地形形结合图1-1-16四、地形设设计佳例1杭杭州植物物园山水园园(图1-1-17)123图1-1-17杭州植物园园山水园地地形设计123山水园面积积约4hm2,位于青龙山山东北麓,是杭州植植物园的一一个局部,与“玉泉泉观鱼”景景点浑然一一体,地形形自然多变变,山明水水秀。图1-1-17杭州植物园园山水园地地形设计123在建园之前前,这里是是一处山洼洼地,洼处处是几块不不同高程的的稻田,两两侧为坡地地,坡地上上有排水谷谷涧和少量量裸岩。玉玉泉泉水流流入洼地,出谷而去去。图1-1-17杭州植物园园山水园地地形设计123山水园的地地形设计本本着因地制制宜,顺应应自然的原原则,将山山洼处高低低不等的几几块稻田整整理成两个个大小不等等的上、下下湖。两湖湖间以半岛岛分隔。图1-1-17杭州植物园园山水园地地形设计123这样处理虽虽不如拉成成一个湖面面开阔,但但却使岸坡坡贴近水面面,同时这这样处理也也减少了土土方工程量量,增加水水面的层次次,且由于于两湖间有有落差,水水声潺潺,水景自然然多趣。图1-1-17杭州植物园园山水园地地形设计123湖周地形基基本上是利利用原有坡坡地、局部部略加整理理,山间小小路适当降降低路面,余土培于于路两侧坡坡地上以增增加局部地地形的起伏伏变化,图1-1-17杭州植物园园山水园地地形设计123山水园有二二溪涧,一一通玉泉,一通山涧涧,溪涧处处理甚好,这两条溪溪涧把园中中湖面和四四周坡地、、建筑有机机地结合起起来。2上上海天山公公园(图1-1-18)早期的天山山公园,南南面是个大大湖面,后后因被体育育部门占用用,湖面被被填平改做做操场。湖湖上大桥大大半被埋在在土中。80年代初初,在公公园进行复复建设计时时,设计者者本着既要要改变现状状,使地形形符合造景景和游人休休息的功能能要求,又又不大动土土方的基本本设想,在在原大桥南南挖出一个个作为荷花花池的小水水面,并使使湮没土中中的大桥显显露出来,与荷花池池南面相接接的陆地则则削成一处处由南向北北约成5度度倾斜的缓缓坡草地。。草坡缓缓缓伸向荷池池,地形自自然和谐,水体和草草坡连接,扩大了空空间感。削削坡的土方方填筑于坡坡顶及两侧侧,形成岗岗阜地形,适当分隔隔了空间,挖填土方方基本上就就地平衡。。图1-1-18上海天山公公园南部地地形设计123第二节土土方工程量计计算土方量计算一一般是根据附有原地地形等高线的设计地形来来进行的,但但通过计算,有时反过来来又可以修订订设计图中不不合理之处,使图纸更臻臻完善。另外外土方量计算算所得资料又又是基本建设设投资预算和和施工组织设设计等项目的的重要依据。。所以土方量量的计算在园园林设计工作作中是必不可可少的。土方量的计算算工作,就其其要求精确程程度,可分为为估算和计算在规划阶段,土方量的计计算无须过分分精细,只作作毛估即可。。而在作施工工图时,土方方工程量则要要求比较精确确。计算土方体积积的方法很多多,常用的大大致可归纳为为以下四类。。(1)用求求体积公式估估算；(2)断面法；(3)方格法。。123一、用求求体积的公式式进行估算在建园过程中中,不管是原原地形或设计计地形,经常常会碰到一些些类似锥体、、棱台等几何何形体的地形形单体,如图图1-2-1中所示的山山丘、池塘等等。这些地形形单体的体积积可用相近的的几何体体积积公式来计算算,表l-2-1中所列公式可可供选用。此法简便,但但精度较差,多用于估算算。图1-2-1，，见表1-2-1，图1-2-1套用近近似的规则图图形估算土方方量123表1-2-1123二、断面面法断面法是以一组等距(或或不等距)的的互相平行的截面将拟计算的地地块、地形单单体(如山、、溪涧、池、、岛等)和土土方工程(如如堤、沟渠、、路堑、路槽槽等)分截成成"段"。分分别计算这些些"段"的体体积。再将各各段体积累加加,以求得该该计算对象的的总土方量。。其计算公式如如下:V=(S1+S2)×L/2（（1-7）当S1=S2时V=S×L（（1-8）此法的计算精精度取决于截截取断面的数数量,多则精精,少则粗。。123图1-2-2带状土山山垂直断面取取法半挖半填路基基沟渠、路堑1垂直直断断面面法法此法法适适用用于于带带状状地地形形单单体体或或土土方方工工程程(如如带带状状山山体体、、水水体体、、沟沟、、堤堤、、路路堑堑、、路路槽槽等等)的的土土方方量量计计算算。。见见图图1-2-2、、图图1-2-3。。123断面面法法根根据据其其取取断断面面的的方方向向不不同同可可分分为为垂直直断断面面法法、、水水平平断断面面法法(或或等等高高面面法法)及与与水水平平面面成成一一定定角角度度的的成角角断断面面法法。以以下下主主要要介介绍绍前前二二种种方方法法。。其基基本本计计算算公公式式如如公公式式(6)。。公公式式(6)虽虽然然简简便便,但但在在S1和S2的面面积积相相差差较较大大或或两两相相邻邻断断面面之之间间的的距距离离大大于于50米米时时,计计算算的的结结果果,误误差差较较大大,遇遇上上述述情情况况,可可改改用用以以下下公公式式运运算算：：V=L/6(S1+S2+4S0)（（1-9）式中S0---中间断面面面积。。S0的面积有有二种求求法：(1)用用求棱台台中截面面面积公公式:图1-2-4(2)用用S1及S2各相应边边的算术术平均值值求S0的面积。。图1-2-4（1-10）S0=1/4（S1+S2+2√S1∙S2）123例:设有有一土堤堤,计算算段两端端断面呈呈梯形,各边数数值如图图1-2-5示示。二断断面之间间的距离离为6Om,试比较用用算术平平均法和和拟棱台台公式计计算所得得结果。。先求S1、S2面积S1=〔1.85*(3+6.7)+(2.5-1.85)*6.7〕/2=11.15m2S2=〔2.5*(3+8)+(3.6-2.5)*8〕/2=18.15m2①用算术平平均法（（公式6）求土方量量V=(S1+S2)*L/2V=(11.5+18.15)*60/2=879m3图1-2-5123②用拟拟棱台公公式〔即即公式（（1-9）〕求求土堤土土方量。。i)用求棱台台中截面面面积公公式求中中截面面面积S0。S0=(S1+S2+2√S1∙S2)/4=(11.15+18.15+√11.15×18.15)/4=14.44m2V=(S1+S2+4S0)/6=(11.15+18.15+4*14.44)*60/6=870.6m2ii)用S1及S2各对应边边的算术术平均值值求取中截面面面积S0S0=〔21.75(3+7.35)+(3.05-2.18)7.35〕/2=14.46m2V=(S1+S2+4S0)/6=(11.15+18.15+4*14.46)*60/6=871.6m3由上述计计算可知知,二种种计算S0面积的方方法,其其所得结结果相差差无几,而二者者与算术术平均法法所得结结果相比比较,则则相差较较多。123用垂直断断面法求求土方体体积，比较繁琐琐的工作作是断面面面积的的计算。计算断断面积的的方法多多种多样样,对形形状不规规则的断断面既可可用求积积仪求其其面积,也可用用"方格格纸法"、"平平行线法法"或"割补法法"等方方法进行行计算,但这些些方法也也费时间间,以下下介绍几几种常见见断面面面积的计计算公式式表1-2-2。表1-2-2常见断断面积积计算算公式式123垂直断断面法法也可可以用用于平平整场场地的的土方方量计计算,以下下是一一个具具体算算例。。设:某某公园园有一一地块块,地地面高高低不不平,拟整整理成成一块块具10﹪﹪坡度度的场场地，，试用用垂直直断面面法求求其挖挖填土土方量量。见见图1-2-6、图图1-2-7。。图1-2-6用垂直直断面求场场地土方量量123图1-2-6用垂直直断面求场场地土方量量1232等高面面法(水平平断面法)等高面法是是沿等高线取取断面,等高距即即为二相邻邻断面的高高,计算方方法同断面面法。图l-2-8水平断面法法图示123其计算公式式如下:V=(S1+S2)h/2+(S2+S3)h/2……(Sn-1+Sn)/2+(+Sn*h)/3=（S1/2+Sn/2+S2+S3+…+Sn-1）*h+Sn*h/3式中V---土方体积(m3)S---断面面积(m2);h---等高距(m)等高面法最适于大面积的自自然山水地地形的土方计算算。我国园园林素尚自自然,园林林中山水布布局讲究,地形的设设计要求因因地制宜,充分利用用原地形,以节约工工力。同时时为了造景景又要使地地形起伏多多变。总之之,挖湖堆堆山的工程程是在原有有的崎岖不不平的地面面上进行的的。所以计计算土方量量时必须考考虑到原有有地形的影影响,这也也是自然山山水园土方方计算较繁繁杂的原因因。由于园林设设计图纸上上的原地形形和设计地地形均用等等高线表示示,因而采采用等高面面法进行计计算最为便便当。实例说明其其计算步骤骤与方法。。123例:某公公园园局局部部(为为了了便便于于说说明明,只只取取局局部部)地地形形过过于于低低洼洼,不不适适于于一一般般植植物物的的生生长长和和游游人人活活动动。。现现拟拟按按设设计计水水体体挖挖掘掘线线将将低低洼洼处处挖挖成成水水生生植植物物栽栽植植池池(常常水水位位为为48.5Om),挖出出的的土土方方加加上上自自公公园园内内其其它它局局部部调调运运来来的的1000m3土方方,适适当当将将地地面面垫垫高高,以以适适应应一一般般乔乔灌灌木木的的生生长长要要求求,并并在在池池边边堆堆一一座座土土丘丘(见见图图1-2-9),试试计计算算其其土土方方量量。。图1-2-9123其计计算算步步骤骤如如下下:(一一)先先确确定定一一个个计计算算填填方方和和挖挖方方的的交交界界面面————基基准准面面,基准准面面标标高高是是取取设设计计水水体体挖挖掘掘线线范范围围内内的的原原地地形形标标高高的的平平均均值值，本本例例的的基基准准面面标标高高为为48.55m。（二）求求设设计陆陆地原原地形形高于于基准准面的的土方方量,先逐逐一求求出原原地形形各等等高线线所包包围的的面积积,如如S48.55(即48.55m等高线线所包包围的的面积积)、、S49.00、S49.50.....面积可可用方方格纸纸或求求积仪仪求取取，代代入公公式（（1-8））,把把(1-7)式式中L的改为为h,分别算算出各各层土土方量量：V=(S1+S2)×L/2S48.55=4050m2S49.00=2925m2h=49.00-48.55=0.45mV48.55～49.00=（4050+2925）/2*0.45=1569.4m2V49.0余此类推,而后累计各层土方量即得。123（五））求设设计水水体挖挖方量量计算算方法法如下下:V挖=A×H-mH2×L/2(1-17)式中A--基准面面(标标高48.55m)范围内内的面面积(m2)H--最大挖挖深值值(也也可以以取挖挖深平平值,m)(见图1-2-10)m--坡度系系数L--岸坡坡的的纵纵向向长长度度(m)。。图1-2-9中中的的水水生生植植物物栽栽植植池池测测得得其其设设计计湖湖岸岸线线包包围围的的面面积积A≈≈950m2；挖深深H=48.55-47.00=1.55m；；坡度系数数m≈4平均值;岸坡纵纵长L≈150m;代入公式式:V挖=A×H-mH2×L/2=950*1.55-〔4*（1.55）2*150〕/2≈751.75m3图1-2-10123(六)土方方平衡V挖+V外来土和V填比较。令其其相等或接接近相等(允许有一一定误差,这些误差差视精度要要求而定)。如果挖挖方和填方方相差太大大,应当调调整设计地地形，填高高些或挖深深直到达到到精度要求求为止。但但是计算中中单纯追求求数字的绝绝对平均是是没有必要要的。因为为作计算依依据的地形形图本身就就存在一定定误差,同同时施工中中多挖几吨吨或少几吨吨也难于觉觉察出来。。在实际工作作中计算土土方量时虽虽要考虑土土方就地平平衡,但应更重重视在保证证设计意图图的前提下下如何尽可可能减少动动土量和不不必要的搬搬运,这样样做对节约约投资,缩缩短工期着着很大意义义。123水平断面法法除了用于于自然山水水地形的土土方量计算算,还可以以用来作局局部平整场场地的土方方计算。见见图1-2-11其其计算步骤骤如下:断面法计算算土方量，，其精确度度主要取决决于截取断断面的数量量,多则较较精确,少少则较粗。。123图1-2-11水平平断面法123首先先根根据据设设计计图图纸纸上上原地地形形等等高高线线和和设设计计地地形形等等相相交交的的情情况况,找找出出零零点点的的位位置置并并依依据据实实际际情情况况将将各各零零点点连连接接成成零零点点线线(即即不不挖挖不不填填的的线线),按零零点线线将挖挖方区区与填填方区区分开开。而而后分分别求求出挖挖方区区(或或填方方区)各断断面的的面积积,如如图1-2-11中中的WSI-1,WSI-2,WSI-3等及WSⅡⅡ-1,WSⅡⅡ-2,WSⅡⅡ-3等等,或填填方区区中的的TSA-1,TSA-2等,有有了断断面面面积各各区(挖方方区或或填方方区)的土土方量量便可可用公公式(1-7)求得得。求求得结结果,表的的格式式如表表1-2-3。。表1-2-3123三、方方格网网法在建园园过程程中,地形形改造造除挖挖湖堆堆山,还有有许多多大大大小小小的各各种用用途的的地坪坪、缓缓坡地地平整整场地地的工工作是是将原原来高高低不不平的的、比比较破破碎的的地形形按设设计要要求整整理成成为平平坦的的具一一定坡坡度的的场地地，如如：停停车场场、集集散广广场、、体育育场、、露天天演出出场等等等。。整理理这类类地块块的土土方计计算最最适宜宜用方方格网网法。。123方格网网法是是把平平整场场地的的设计计工作作和土土方量量计算算工作作结合合在一一起进进行的的。其其工作作程序序是:(1)在附有有等高高线的的施工工现场场地形形图上上作方方格网网控制制施工工场地地,方方格边边长数数值取取决于于所要要求的的计算算精度度和地地形变变化的的复杂杂程度度。在在园林林中一一般用用20—40m，（规划划阶段段：50*50不可取取，取取20*20，10*10，方案案阶段段：如如广场场设计计5*5可以，，）(2)在地形形图上上用插插入法法求出出各角角点的的原地地形标标高(或把把方格格网各各角点点测设设到地地面上上,同同时测测出各各角点点的标标高,并标标记在在图上上);(3)依设计计意图图(如如:地地面的的形状状、坡坡向、、坡度度值等等)确确定各各角点点的设设计标标高;(4)比较形形标高高和设设计标标高,求出出施工工标高高;(5)土方计计算,其具具体计计算步步骤和和方法法结合合实例例加以以阐明明。123例如：：某公公园为为满足足游人人游园园活动动的需需求，，拟将将整成成三坡坡向两两面坡坡的““T”形广场场，纵纵坡1.5%，，横坡坡2%，土土方就就地平平衡，，求其其施工工标高高和土土方量量（图图1-2-13）图1-2-13123根据场场地情情况（（考虑虑地块块的尺尺寸，，若75M，75M则20M为网格格单元元，若若75M，60M，则15M为网格格单元元，））作边边长20m的方格格控制制网，，用用内插插法求求出各各角点点原地地形标标高，，用坡坡度公公式求求个角角点设设计标标高（（图1-2-13）。假设A点的设计计高程X，以2%，1.5%，可算出出B点的设计计高程X-2%*20-1.5%*20AB2求求平整标标高H0把一块高高低不平平的地面面在保证证土方平平衡的提提下，挖挖高垫低低使土地地成为水水平的，，这个水水平面的的高程就就是平整整标高。。通常：设设计工作作中以原原地面高高程的平平均值（（算术平平均或加加权平均均）——平整标高高——理解为居居于某一一水准面面之上而而表面崎崎岖不平平的土体体，经平平整后表表面成为为水平的的，高度度），见见图1-2-14、图1-2-15图1-2-14方格网标标注位置置图1-2-15平整地地形透视视图123该土体自自水准面面以上经经平整后后的体积积V平假设ABCD为原地形形，假设设将AB、AD、DC、BC看成是均均一变化化的，则则V原=（AA’+BB’+CC’+DD’）/4*SA’B’C’D’=V平=H0*SA’’B’C’D’=V设V平=H0*N*a2式中V平——该土土体自水水准面以以上经平平整后的的体积；；H0=V/Na2N——方格数；；H0——平整标高高；a——方格边长长根据平整整前后这这块土体体体积相相等的条条件V平=V原=V设平整前体体积为各各方格体体积之和和V原=V原1+V原2+V原3+V原4+V原5+V原6+V原7+V原8每个方格格体积为为底面积积乘平均均高度V原1=a2*(h1-1+h1-2+h1-3+h1-4)/4依次类推推出现，，组成一一个方格格的点其其高程在在运算过过程中计计算一次次；组成成两个方方格的点点其高程程在运算算过程中中计算两两次；组组成三个个方格的的点其高高程在运运算过程程中计算算三次；；组成四四个方格格的点其其高程在在运算过过程中计计算四次次。见图1-2-16123BACDA’B’D’C’图1-2-16平整轴测测图H0*N*a2=（∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4）*a2/4H0=（∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4）/4N（（1-19）式中h1——计算时使使用一次次的角点点高程；；h2——计算时使使用三次次的角点点高程；；h3——计算时使使用三次次的角点点高程；；h4——计算时使使用四次次的角点点高程。。公式(1-19)求得得的Ho只是初步步的,实际工作作中影响响平整标标高的还还有其它它因素,如外来来土方和和弃土的的影响,施工场地地有时土土方有余余,而其其场地又又有需求求,设计计时便可可考虑多多挖。有有时由于于场地标标高过低低,为使使场地标标高达到到一定高高度,而而需运进进土方以以补不足足。这些些运进或或外弃的的土方量量直接影影响到场场地的设设计标高高和土方方平衡,设这些些外弃的的(或运运进的)土方体体积为Q,则这些土方方影响平整整标高的修修正值Ah应是:△h=Q/Na2∴(1-19)可改写成H0=(∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4)/4N±±Q/Na2(1-20)123此外土壤可可松性等对对土方的平平衡也有影影响。例题中∑h1=h1-1+hl-5十h2-1+h2-5+h4-1十h4-3=20.29+20.23+19.37+19.64+18.79+19.32=117.642∑h2=(h1-2+h1-3+h1-4+h3-1+h3-3+h4-2)*2=(20.54+20.89+21.00+19.50+19.39+19.35)×2=241.343∑h3=（h2-2+h2-4）×3=(19.91+20.15)×3=120.184∑h4=（h2-3+h3-2）×4=(20.21+20.50)×4=162.84代入公式(1-19)N=8H0=(117.64+241.34+120.18+162.84)/32≈20.06m20.06就是是例例题题(图图1-2-13)中中的的平平整整标标高高。。123平整整标标高高同同样样实实用用于于设设计计地地形形，，区区别别在在于于含含有有XH0=（（∑∑h设1+2∑∑h设2+3∑∑h设3+4∑∑h设4）/4N（1-19））∑h1′=x-0.8+x-0.8+x-1.1+x-1.1+x-1.3+x-1.3=6x-6.4m2∑∑h2′=(x-0.4+x+x-0.4+x-1.0+x-1.0+x-0.9)××2=12x-7.4m3∑∑h3′=(x-0.7+x-0.7)××3=6x-4.2m4∑∑h4′=(x-0.3+x-0.6)××4=8x-3.6mH0=(6x-6.4+12x-7.4+6x-4.2+8x-3.6)/32=x-0.675H0=X-0.675H0=20.26X=20.06+0.675=20.74以此求出各角角点设计高程程的确定值。。123(三)确定Ho的位置Ho的位置确定得得是否正确,不仅直接影影响着土方计计算的平衡〔〔虽然通过不不断调整设计计标高最终也也能使挖方、、填方达到(或接近)平平衡,但这样样做必然要花花费许多时间间〕,而且也也会影响平整整场地设计的的准确性。确定Ho位置的方法有有二:1.图解法图解法适用于于形状简单规规则的场地。。如正方形、、长方形、圆圆形的等。见见图1-2-17。图1-2-171232.数学分析析法此法可适应任任何形状场地地的Ho定位。数学分析法是假设一个和和我们所要求求的设计地形形完全一样(坡度、坡向向、形状、大大小完全相同同)的土体,再从这块土土体的假设标标高反求其平整标高的的位置。我们将图1-2-13按按所给的条件件画成立体图图,见图1-2-18,图中1-3点最高,设设其设计标高高为x,则依给定的坡坡向、坡度和和方格边长,可以立即算算出其它各角角点的假定设设计标高,以以点4-2(或4-4)为例,点4-2(或4-4)在4一3点的下下坡,距离L=20m,设计坡度i=2%,则点4-2和和点473之之间的高差为为:h=i·L=0.02××20=0.4m123所以点4-2的假定设计计标高为X-0.4m,而在纵向方向向的点2—3,因其海计计纵坡为1.5%,所以以该点较1-3点低0.3m,其假定设计标标高应为x-0.3m。依此类推，便便可将各角点点的假定设计计标高求出,见图1-2-18。再再将图中各角角点假定标高高值代入公式式(1-19)。则H0=（∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4））/4N求点4--4的设计标高高，就可依次次将其它角点点的设计标高高求出,见图图1-2-20，根据这这些设计标高高,求得的挖挖方量和填方方量比较接近近。123图1-2-18代代入法法求H0的位置置图图1-2-19123（四））求施施工标标高施施工标标高施工标标高=原地地形标标高--设设计标标高得数〞〞+〝〝号者者为挖挖方,〞+〝号号者为为填方方。(五)求求零点点线所所谓零零点是是指不不挖不不填的的点,零点点的联联线就就是零零点线线,它它是挖挖方和和填方方区的的分界界线,因而而零点点线成成为土土方计计算的的重要要依据据之一一。在相邻邻二角角点之之间,如若若施工工标高高值一一为””+””数，，一为为“-”数数，则则它们们之间间必有有零点点存在在，其其位置置可用用下式式求得得。X=h1*a/(h1+h2)式中x---零点距h1一端的水水平距离离(m);h1,h2-----方格相邻邻二角点点的施工工标高绝绝对值(m);a----方格边长长(m).例题中，，以方格格Ⅰ的点点1-1和点2-1为为例，求求其零点点，1-1点施施工标高高为+0.35m,2-1点施工标标高为-0.27m,取绝对值值代入公公式（1-21）。h1=0.35h2=0.27a=20x=11.3m零点位于点点”1-1”11.3m处（或距点点”2-1”8.7m处）同法求求出其余零零点，并依依地形特点点将各零点点联接成零零点线，按按零点线将将挖方区和和填方区分分开，以便便计算其土土方量。123图1-2-20某某公园广场场挖填方区区划图123（六）土土方计算零零点线线为计算提提供了填方方、挖方的的面积，而而施工标高高又为计算算提供了挖挖方和填方方的高度。。依据这些些条件，便便可选择适适宜的公式式求出各方方格的土方方量。由于零点线线切割方格格的位置不不同，形成成各种形状状的棱柱体体，以下将将各种常见见的棱柱体体及其计算算公式列表表如下（图图1-2-21）。。图1-2-21方格格网计算土土方量公式式123在例题中方方格Ⅳ四个个角点的施施工标高值值全为”+”号，是是挖方，用用公式（1-22））计算VⅣ=106m3方格Ⅰ中二二点为挖方方，二点为为填方用公公式（1-23）计计算。则+V1=a(b+c)*∑∑h/8a=20mb=11.25mc=12.25m△h=∑∑h/4=0.55/4m+V1=32.3m3-V1=16.5m3依法法可可将将其其余余各各个个方方格格的的土土方方量量逐逐一一求求出出，，并并将将计计算算结结果果逐逐项项填填入入土土方方量量计计算算表表（（表表1-2-3））。。土方方量量计计算算方方法法除除应应用用上上述述公公式式计计算算123图1-2-22某某公园园广场土土方量调调配图123表1-2-3土土方方平衡表表123图1-2-235m×5m方格零零点计计算图图表使用图图1-2-23时应应注意意该图图表是是依据据边长长为5m的方格格编制制的,求大大于5m边长的的方格格时,应将将由图图上求求得的的x值乘以以5的的倍数数。如如2Om的方格格x值应乘乘以4,余余类推推。（（实际际过程程中用用处不不大，，过去去计算算三角角函数数，现现在，，有计计算器器，不不需要要用））123(七)绘制制土方方平衡衡表及及土方方调配配图土土方平平衡表表和土土方调调配图图是土土方施施工中中必不不可少少的图图纸资资料,是施施工组组织设设计的的主要要依据据,从从土方方平衡衡表上上可以以一目目了然然地了了解各各个区区的出出土量量和需需土量量、调调拨关关系和和土方方平衡衡情况况。在在调配配图上上则可可更清清楚地地看到到各区区的土土方盈盈缺情情况,土方方的调调拨量量,调调拨方方向和和距离离。表表格中中加上上填方方和挖挖方相相应的的距离离）见见表1-2-4,图图1-2-22及附附图1。图1-2-22表1-2-4土土方方调配配表附图1123附图1123附录20m×20m方格计算表表计算表使用用说明（过去计算三三角函数，，现在，有有计算器，，不需要用用）一、零点位位置计算表表的用法有方格如图图附-1,其角点a的施工标高高为”+””值,而角角点f施工标高为为"一"值值,所以af边有零点。。其位置可可查零点位位置计算表表。求法如如下：以施施工标高值值较小的0.07为为定值,0.10为为变数,从从计算表r一中找到h为0.07(黑体字字),再在在其下找变变数0.l0和0.10对应的x值8即为所所求。它表表示角点f至零点的距距离为8m(反之a点至零点的的距离为12