工程土方平衡及测量定位基本要求

工程土方平衡及测量定位基本要求首先做一个自我介绍：我叫徐锐，是工程管理部设计管理科测量岗位高级工程师，目前主要负责安庆石化所有工程建设项目的勘察、测绘管理工作，同时承担工程建设交工技术文件归档整理、竣工验收以及一部分设计管理工作。根据工程管理部的统一安排，对这次新进工程管理部的同志进行一次工程管理相关知识的宣贯普及，现在主要讲一讲工程土方平衡及工程建、构筑物测量定位的基本要求，说是讲课，实际上就是和大家共同交流，力争通过这一个小时的交流能使大家对测量这个相对冷僻的学科、专业、工作岗位有一点认识。一、工程测量的基本概念工程测量工作自始至终贯穿于工程建设过程中，是工程项目建设必不可少的重要的辅助手段，可以这样说，没有测量人员的参与，任何工程项目都建不起来。工程土方平衡及工程建、构筑物的测量定位是两个毫不相关的命题，也是两个较小的、专业性很强的命题，但它们同时都属于工程测量学所研究的范畴，而工程测量学则是测绘学的一个分支。如果仅仅将这两个问题展开来讲，大家一定会觉得非常枯燥，大家到工程部来是进行工程管理工作的而不是直接进行测量工作的，所以我首先给大家介绍一下工程测量这个工作。测绘学和工程测量学对于在座的各位来说一定非常的陌生，许多人可能闻所未闻，简单地说：测绘学是研究测定和推算地面的几何位置、地球形状和地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地理分布，编制全球局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科，是地球科学的重要组成部分。测绘学按照研究范围、研究对象及采用技术手段的不同，分为大地测量学、摄影测量学、地图学、工程测量学、海洋测绘学等分支学科。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中在规划、勘测设计、施工和运营管理各个阶段进行的控制测量、大比例尺地形测绘、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报的理论和技术的学科，工程测量学是一门应用学科，是为工程建设和自然资源开发服务的。下面先通过三个例子使大家对这门学科有一个感性的认识：1、 地图：我们每个人都现在生活条件好了，大家都经常出去旅游，我们每到一个陌生的城市，第一个想法肯定是买一张地图，而地图就是工程测量工作的一个直接产品。它是测量人员遵循测量工作的基本原理，一栋栋房屋、一条条道路、一棵棵树木细心勾画出来的，凝聚着测量人员的心血和汗水，是一项非常繁琐的工作。2、 南极科考：地球的南北两极，是全球变化的驱动器、全球气候变化的冷源、也是人类居住的地球与外星联系的重要窗口。尤其是南极，是地球上至今未被开发、未被污染的洁净大陆，那里蕴藏着无数的科学之谜和信息。在全球变化、特别是全球气候变化研究中，起着不可替代的关键作用。20世纪中，已有40多个国家在南极建立了100多个科学考察站，对南极开展了多学科考察研究，有多项重大科学研究都是在南极取得突破性进展的，例如；南极大气层中臭氧空洞的发现与研究、南极冰下大湖一一东方湖的发现与研究等。所以，南北极地区是科学研究和实验的圣地，是与全球环境变化、经济可持续发展、人类的生存和命运休戚相关的最后疆土。2009年1月27日我国组织了第二十五次南极科考，自1984年第一次南极科考开始，每次都有我的母校一原武汉测绘科技大学、现武汉大学测绘学院的老师参加，他们的工作就是进行极地冰盖的地形测量和重力测量，前者的目的在于通过每次地形测量的结果进行比对，判断冰盖厚度的变化情况，从而对研究全球气候变化提供依据；而重力测量大家可能更是闻所未闻，大家学过中学物理都知道重力值是9.8,但实际上个地区重力值是不一样的，可能是9.788，也可能是9.812,通过重力值的测量结果绘制重力分布图，对研究地壳变动、地震灾害有极大的帮助。3、珠峰测量：1975年国家测绘局与总参测绘局合作对珠峰高程进行了第一次测量，测得的数据为8848.13米，这一数据一直延用了30年，2005年在我国首次精密测量珠峰高程30周年之际，国家测绘局与西藏登山队合作，再次成功测量了珠穆朗玛峰。精确测得的珠峰海拔高程8844.43米，测量精度0.21米，峰顶雪深3.50米。2005年5月22日11时08分〜12时20分，我国登山测量队携带精密测量设备成功地登上珠穆朗玛峰顶。测量队员在珠峰顶架设了三角测量觇标、激光测距反射棱镜，在峰顶利用雪深探测雷达观测了39分钟，完成了峰顶覆雪厚度的测量；利用GPS全球定位技术完成了36分钟空间定位观测，在平均海拔5562米的6个观测站，完成了两天三角测距观测，最近测站距峰顶10171米，获得了珠峰顶三维空间坐标；为了推算峰顶重力值，重力梯度观测沿登山路线推进至距珠峰1.9千米的7695米高。珠峰峰顶测量采用了多种可相互独立验证的测量技术，成功地获得了完全来自峰顶的观测数据，是珠峰高度有史以来最为精确的测量。二、工程土方平衡1、工程土方平衡的概念和意义通俗地说，土方平衡就是使一个建筑工程场地的挖方量和填方量相等，它一般来说是针对大型工程是建设项目而言的，小型建设项目一般没有条件进行土方平衡，总是会产生弃土和需要运进土方。对一个大型建设项目来说，如果经过精确的设计和计算，能使填挖方量基本平衡，就有以下三个重要意义：1） 、节约投资：土方施工费用含两部分，一是土方挖、填费用，这部分国家有定额可以直接套用，分别按土的类别（共有八类土）乘以土的单价即可；二是土方运输费用，随着城市的发展，能够取土和弃土的地方越来越远，运费也越来越高，是一笔不小的费用，如能使土方时基本平衡，将可以节约大量的投资。2） 、缩短工期：程部长第一天讲课时反复提到现在工程建设项目总是在方案设计、可行性研究、基础设计阶段耗费大量的时间，而到施工时后门关死，留给施工的时间总是非常紧张，因此能够缩短工期总是非常重要的。大型土方施工需要大量的工程机械（挖掘机、推土机、铲运机、自卸汽车），受场地条件、天气、填土质量的制约需要的时间较长，下雨天场地泥泞，施工机械无法运动，填土对含水率也有要求，因此不能施工，施工初期，大多数场地高低不平，也无法大量上机械，因此从施工方面缩短工期很困难。3）、减少环境压力：现代社会大家都越来越重视环境保护，而工程建设项目的土石方工程是对环境影响很大的，挖方会破坏植被，造成泥石流等灾害，大量的弃土需要地方堆放，运输过程中会产生扬尘、掉土，同样会对环境造成很大的压力，因此减少土方总量，在建筑区内达到土方总量基本平衡具有十分重要的意义。并不是所有工程建设项目都能够达到土方平衡，如果批准的建设用地本身整体高于或低于周围规划标高，设计竖向标高就不能仅仅考虑自身场地的情况而必须考虑到城市或厂区的整体布局，这样就会产生弃土或填土。2、工程土方平衡的依据工程土方平衡工作是由设计人员根据甲方提供的地形图或数字地面模型进行的。地形图一般是1/500或1/1000比例尺的，以1/500比例尺更佳。设计人员收到设计任务书后，首先应该根据项目的要求考虑如何布置和修建建、构筑物，如何便于组织排水，如何满足交通运输和敷设地下管线的要求，再根据城市和区域总体规划设计出场地竖向，土方平衡只是在满足以上各方面要求后才应该考虑的问题，并不是一定要满足的条件。3、工程土方平衡的计算方法设计人员在拟建场地的地形图上绘制方格网，方格边长根据地形复杂程度、地形图的比例尺以及估算的精度不同而异。使用1/500地形图时，根据地形复杂情况，一般以10米或20米为宜，当采用机械施工时，可取40米或100米。绘完方格后，根据地形图上的等高线或地面高程内插出每个方格点的高程，计算出每个方格的平均标高，再计算出整个场地的平均标高，这个标高就是场地土方平衡时的竖向标高，按这个标高平整场地，土方量就是平衡的，但这个标高可能大大高于或大大低于周围标高，这时就不允许进行土方平衡，从而产生外运土方或运进土方。4、工程土方施工中的注意事项1）、安全：工程土方施工中的安全问题有两个方面:第一是对地下管线、电缆的影响，这是大家在工程管理过程中要高度重视的问题，现在土方施工基本是机械作业，很少有人工作业的，作业时一铲下去，可能电缆断了，也可能水管爆了，影响了生产，影响了老百姓的生活，造成很大很不好的影响，这样的例子很多，大家大部分从作业部来，都对此有很深的了解，以前的感觉是痛恨，工程部是怎么管工程的，现在大家就应该竭力防范，争取不发生这样的事情，这样的例子很多，在这里也就不一一列举了。防止这样事件发生最有效的办法就是督促施工单位提前查找施工区域的水、电线图，在实地标出管线、电缆的大致位置，然后垂直线路走向人工挖探沟，见到管线、电缆并能确定走向后再开挖。第二是人员、机械自身的安全问题，当开挖高度很大时，一定要按规范的要求一层层开挖，防止塌方，边坡根据土质放到位，不能太陡，基坑开挖时一定要按规定放坡，做好支护、排水、降水工作，这些工作都应该是施工单位做，施工方案中都应该有详细的描述，我们工程管理人员在审查施工方案时就应该看有没有措施，在施工过程中看有没有执行这些措施，如果没有，就应该督促、提醒。2）、质量：土方施工质量也主要体现在两个方面，第一是填土的质量，填土前一定要清除填方区内各种建筑垃圾、淤泥、有机质土，填土必须是符合规范规定的几类土，建筑垃圾、石块、含有机质过多的土都不能作为回填土，在10万吨/年乙苯-苯乙烯场地平整过程中就发生过这方面的问题，施工单位将破路的碴子填下去了，后来造成返工，即误了工期，又给自身造成了经济损失，填土过程中一定要按规范要求分层碾压，一般是30公分碾一遍，达到一定的密实度，如果填土质量达不到要求，会产生桩打不下去、基坑开挖过程中塌方等质量事故；第二是基坑开挖好生如果恰逢下雨，一定要做好排水，如底层泡软了，一定要清除，换填砂石后才能打垫层。5、工程管理部土方管理方面的规定工程管理部在土方管理方面的规定很多，但最重要的一点就是土方量的管理。施工单位土方工程结束后会办理工程经济签证，经监理审核后由工程管理人员复审，这时候一定要记住：+0以下的方量可按图纸、定额计算的可由监理人员签字确认，+0以上的方量监理人员只有200立方的签证权，超过200立方的签证一定要有工程部勘察盖章的测量记录，否则审核中心和审计部会不认可。三、工程定位测量1、工程定位测量的概念和意义工程定位测量俗称施工放样，它和我们通常理解的测量过程正好相反，通常讲的测量是通过一定的技术手段将地面上的各种物体的几何关系搞清楚并绘制面图纸，而放样是将设计图纸上的东西通过测量手段反映到地面上，也就是将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。放样的结果是得到实地上的标桩，标桩业到哪里，庞大的施工队伍就在哪里挖填土、浇捣混凝土、吊装构件等一系列工作，如果放样出错且没有及时纠正，将会造成极大的损失，当工地上有几个工作面同时开工时，正确的放样是保证它们衔接成整体的重要条件。如果放样出现了问题将会造成很严重的后果。举两个例子：二期工程施工时，安徽省第一建筑公司承担厂前区的施工任务，在施工食堂时不按规定放样，而是根据基础已施工好的倒班楼来量，结果错了1米，还好发现的早，没造成后果；去年为800万项目环评到合肥出差，听说合肥新机场航站楼施工惊动了温总理，原来是安徽省第四测绘院在放样时将航站楼偏了70多米，几千根桩都打下去了才发现，造成了几千万元的损失，安徽省第四测绘院直接被吊销了资质，上百人饭碗砸了。2、工程定位测量的依据工程定位测量必须依据甲方提供的基准点来进行，如甲方没有，就必须由甲方向政府部门