土方计算例题

对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地,主要是削凸填凹主要是削凸填凹,移挖方作填方，将自然地面改移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面造平整为场地设计要求的平面.场地挖填土方量计算一般采用方格网法场地挖填土方量计算一般采用方格网法.方格网法计算场地平整土方量步骤为：方格网法计算场地平整土方量步骤为：1.读识方格网图读识方格网图 2.确定场地设计标高确定场地设计标高3.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4.计算计算“零点零点”位置，确定零线位置，确定零线5.计算方格土方工程量计算方格土方工程量 6.边坡土方量计算边坡土方量计算7.计算土方总量计算土方总量 8.例题及计算过程例题及计算过程 方格网图由设计单位方格网图由设计单位(一般在一般在1：500的地形图上的地形图上)将将场地划分为边长场地划分为边长a=1040m的若干方格的若干方格,与测量的纵与测量的纵横坐标相对应横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高的自然地面标高(H)和设计标高和设计标高(Hn),如图所示如图所示.1.读识方格网图读识方格网图1.读识方格网图读识方格网图 (1)考虑的因素考虑的因素 (2)初步标高初步标高(按挖填平衡按挖填平衡)(3)场地设计标高的调整场地设计标高的调整2.确定场地设计标高确定场地设计标高 满足生产工艺和运输的要求；满足生产工艺和运输的要求；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；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；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，如无规场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：定：A.小型场地小型场地挖填平衡法；挖填平衡法；B.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，用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小使挖填平衡且总土方量最小)。(1)考虑的因素考虑的因素场地初步标高：场地初步标高：H0=S(H11+H12+H21+H22)/4M H11、H12、H21、H22 一个方格各一个方格各角点的自然地面标高；角点的自然地面标高；M 方格个数方格个数.或：或：H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/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、四分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高个方格共用角点的标高.(2)初步标高初步标高(按挖填平衡按挖填平衡)u按按 泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整整.u按泄水坡度调整各角点设计标高按泄水坡度调整各角点设计标高：单向排水时，各方格角点设计标高为单向排水时，各方格角点设计标高为:Hn=H0 Li 双向排水时，各方格角点设计标高为：双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn=H0 Lx ix L yi y(3)场地设计标高的调整场地设计标高的调整 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：式中式中 hn-hn-角点施工高度即填挖高度角点施工高度即填挖高度(“+”(“+”填，填，“-”-”挖挖)，m m；n-n-方格的角点编号方格的角点编号(自然数列自然数列1 1，2 2，3 3，n).n).Hn Hn-角点设计高程，角点设计高程，H H-角点原地面高程角点原地面高程.3.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4.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“+”,若另一端为若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，即则沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零零点点”。零点位置按下式计算：零点位置按下式计算：式中式中 x1、x2 角点至零点的距离角点至零点的距离,m；h1、h2 相邻两角点的施工高度相邻两角点的施工高度(均用绝均用绝对值对值),m；a 方格网的边长，方格网的边长，m.确定零点的办法也可以用图解法，如图确定零点的办法也可以用图解法，如图1-5所示所示.方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比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。方与填方的分界线。零点位置图解法零点位置图解法 按方格底面积图形和按方格底面积图形和常用方格网点计算公式常用方格网点计算公式所所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。方量。5.计算方格土方工程量计算方格土方工程量 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算：形体进行计算：一种为三角棱锥体一种为三角棱锥体(图中、图中、)；另一种为三角棱柱体另一种为三角棱柱体(图中图中)。6.边坡土方量计算边坡土方量计算 场地边坡平面图场地边坡平面图A三角棱锥体边坡体积三角棱锥体边坡体积 式中式中 l1 边坡的长度；边坡的长度；A1 边坡的端面积；边坡的端面积；h2 角点的挖土高度；角点的挖土高度；m边坡的坡度系数，边坡的坡度系数，m=宽宽/高高.B 三角棱柱体边坡体积三角棱柱体边坡体积 两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 式中式中 l4 边坡的长度；边坡的长度；A1、A2、A0 边坡两端及中部横断面面边坡两端及中部横断面面积积.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所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总边坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方即得该场地挖方和填方的总土方量。量。8.例题例题 某建筑场地方格网如附图所示，方格边长为某建筑场地方格网如附图所示，方格边长为20m20m,填方区边坡坡度系数为填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边挖方区边坡坡度系数为坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的试用公式法计算挖方和填方的总土方量。总土方量。7.计算土方总量计算土方总量某建筑场地方格网布置图某建筑场地方格网布置图【解解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于后附图中标高和自然标高，计算结果列于后附图中.由公式得：由公式得：h1=251.50-251.40=0.10m h2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53m h4=251.32-250.60=0.72mh5=251.56-251.90=-0.34m h6=251.50-251.60=-0.10mh7=251.44-251.28=0.16m h8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83m h10=251.56-252.00=-0.44mh11=251.50-251.70=-0.20m h12=251.46-251.40=0.06m施工高度及零线位置施工高度及零线位置(2)计算零点位置计算零点位置.从图中可知从图中可知,15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工高度符五条方格边两端的施工高度符号不同号不同,说明此方格边上有零点存在说明此方格边上有零点存在.由公式求得：由公式求得：15线线 x1=4.55(m)26线线 x1=13.10(m)67线线 x1=7.69(m)711线线 x1=8.89(m)1112线线 x1=15.38(m)将各零点标于图上将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来并将相邻的零点连接起来,即得零线位置。即得零线位置。(3)计算方格土方量计算方格土方量.方格方格、底面为正方形底面为正方形,土方量为：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)方格方格底面为两个梯形底面为两个梯形,土方量为：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)方格方格、底面为三边形和五边形底面为三边形和五边形,土方量为：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：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：方格网总挖方量：V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)、按三角棱柱体计算外、按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计其余均按三角棱锥体计算。算。可得：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)(4)边坡土方量计算。边坡土方量计算。场地边坡平面图场地边坡平面图V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3)边坡总挖方量：边坡总挖方量：V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25(m3)边坡总填方量：边坡总填方量：