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第 一 章 土 方 工 程场 地 平 整 场 地 平 整 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 ， 主 要 是 削 凸 填 凹 ， 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 。 场 地 挖 填 土 方 量 计 算 有 方 格 网 法 和 横 截 面法 两 种 。 横 截 面 法 是 将 要 计 算 的 场 地 划 分 成 若干 横 截 面 后 ， 用 横 截 面 计 算 公 式 逐 段 计 算 ， 最后 将 逐 段 计 算 结 果 汇 总 。 横 截 面 法 计 算 精 度 较低 ， 可 用 于 地 形 起 伏 变 化 较 大 地 区 。 对 于 地 形较 平 坦 地 区 ， 一 般 采 用 方 格 网 法 。 场 地 平 整 标 高确 定 场 地 设 计 标 高p 考 虑 的 因 素 ：(1) 满 足 生 产 工 艺 和 运 输 的 要 求 ； (2) 尽 量 利 用 地 形 ， 减 少 挖 填 方 数 量 ；(3)争 取 在 场 区 内 挖 填 平 衡 ， 降 低 运 输 费 ;(4)有 一 定 泄 水 坡 度 ， 满 足 排 水 要 求 。p 步 骤 :1、 初 步 标 高 （ 按 挖 填 平 衡 ） 将 场 地 划 分 为 每 格 边 长 10 40m的 方 格 网 ， 找 出 每个 方 格 各 个 角 点 的 地 面 标 高 H11 H12H21 H22N HHHHH 4 )( 22211211 0 N HHHHH 4 432 43210 )4( 22211211220 HHHHaNaH 由 图 可 看 出 ， H11只 属 于 一 个方 格 的 角 点 标 高 ， H12和 H21则 属于 两 个 方 格 公 共 的 角 点 标 高 ,H22则 属 于 四 个 方 格 公 共 的 角 点 标 高 ,它 们 分 别 在 上 式 中 要 加 一 次 、 二次 、 四 次 。 因 此 ， 上 式 可 改 写 成下 列 形 式 ： 场 地 平 整 标 高2、 场 地 设 计 标 高 的 调 整 按 上 述 公 式 所 计 算 的 设 计 标 高 H0系 一 理 论 值 ， 实 际 上 还 需要 考 虑 以 下 因 素 进 行 调 整 ： 由 于 土 的 可 松 性 ， 会 使 填 土 有 剩 余 H0 考 虑 场 地 泄 水 坡 度 对 角 点 设 计 标 高 的 影 响 ； 设 计 标 高 以 上 的 各 种 填 方 工 程 （ 如 场 区 上 填 筑 路堤 ） H0 ； 或 者 由 于 设 计 标 高 以 下 的 各 种 挖 方 工程 （ 如 挖 河 道 、 水 池 、 基 坑 等 ） H0 ； 根 据 经 济 比 较 的 结 果 ， 将 部 分 挖 方 就 近 弃 于 场 外 ， 或部 分 填 方 就 近 取 于 场 外 因 引 起 挖 、 填 土 方 量 的 变 化 后 ， 需 增 减 设 计 标 高 。 场 地 平 整 标 高3、 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 : Hn = H0 L i 双 向 排 水 时各 方 格 角 点 设 计 标 高 为 ：Hn = H0 Lx ix L yi y i x iyLy Lx H0H0 L H11 iH12H21 场 地 平 整 土 方 量1、 计 算 场 地 各 方 格 角 点 的 施 工 高 度 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 施工 高 度 。 各 方 格 角 点 的 施 工 高 度 按 下 式 计 算 ： n nh H H 场 地 平 整 土 方 量2、 确 定 零 线 方 格 边 线 一 端 施 工高 程 为 “ ” ， 若 另 一端 为 “ ” ， 则 沿 其 边线 必 然 有 一 不 挖 不 填 的点 ， 即 为 “ 零 点 ” 。 11 1 2a hX h h 22 1 2a hX h h 确 定 零 点 的 办 法 也 可以 用 图 解 法 ， 如 图 所 示 。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 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 。 场 地 平 整 土 方 量 【 例 】 某 建 筑 场 地 方格 网 、 地 面 标 高 如 图 ,格 边 长 a=20m。 泄 水坡 度 ix =2， iy=3，不 考 虑 土 的 可 松 性 的影 响 ， 确 定 方 格 各 角点 的 设 计 标 高 。n 解 ：n （ 1） 初 步 设 计 标 高 （ 场 地 平 均 标 高 ） n H0=（ H1+2H2+3H3+4H4） /4M =70.09+71.43+69.10+70.70+2 （ 70.40+70.95+69.71+） +4（ 70.17+70.70+69.81+70.38） /（ 4 9） =70.29（ m） 70.09 70.09n （ 2） 按 泄 水 坡 度 调 整 设 计 标 高 ：n Hn = H0 Lx ix L yi y ； n H1 =70.29 30 2+30 3=70.3270.32 70.36 70.40 70.4470.26 70.30 70.34 70.3870.20 70.24 70.2808 70.3270.14 70.18 70.22 70.26 H 0 70.29H2 =70.2910 2+30 3=70.36H3=70.29+10 2+30 3=70.40 其 它 见 图 70.32 70.36 70.40 70.4470.26 70.30 70.34 70.3870.20 70.24 70.28 70.3270.14 70.18 70.22 70.2670.09 场 地 土 方 量 计 算n 1、 计 算 各 方 格 角 点 的 施 工 高 度 hn ： hn= Hn Hn n 即 ： hn=该 角 点 的 设 计 标 高 自 然 地 面 标 高 （ m）n h1 =70.3270.09=0.23 （ m） ；n 正 值 为 填 方 高度 。 +0.23 -0.04 -0.55 -0.99+0.55 +0.13 -0.36 -0.84+0.83 +0.43 -0.10 -0.63+1.04 +0.56 +0.02 -0.44h2 =70.3670.40= 0.04 （ m ） ； 负 值 为 挖 方 高 度 70.32 70.36 70.40 70.4470.26 70.30 70.34 70.3870.20 70.24 70.28 70.3270.14 70.18 70.22 70.26+0.23 -0.04 -0.55 -0.99+0.55 +0.13 -0.36 -0.84+0.83 +0.43 -0.10 -0.63+1.04 +0.56 +0.02 -0.4470.09n 2、 确 定 零 线 （ 挖 填 分 界 线 ）n 插 入 法 、 比 例 法 找 零 点n 零 点 连 线 h 10 0 场 地 平 整 土 方 量3、 场 地 土 方 量 计 算 按 方 格 底 面 积 图 形 和 表 格 所 列 计 算 公 式 ， 逐 格 计算 每 个 方 格 内 的 挖 方 量 或 填 方 量 。1） 全 挖 、 全 填 格 ： V挖 （ 填 ） =a2 (h1+h2+h3+h4)/4 h1 h4 方 格 角 点 施 工 高 度 绝对 值 V挖 （ 填 ） 挖 方 或 填 方 的 体 积 。2） 部 分 挖 、 部 分 填 格 ： V挖 （ 填 ） = a 2 h挖 （ 填 ） 2 / 4 h h挖 （ 填 ） 方 格 角 点 挖 或 填 施工 高 度 绝 对 值 之 和 ； h 方 格 四 个 角 点 施 工 高 度 绝 对 值总 和 。 项 目 图 式 计 算 公 式一 点 填 方 或 挖方 (三 角 形 ) 两 点 填 方 或 挖方 (梯 形 ) 三 点 填 方 或 挖方 (五 角 形 ) 四 点 填 方 或 挖方 (正 方 形 ) 2 2 1 2 3 4( )4 4a aV h h h h h 32 312 3 66h b c hV b c a hV 当 b = a = c 时 ， = 1 32 4( )( )2 4 8( )( )2 4 8hb c aV a b c h hhd e aV a d e h h 22 1 2 3( )2 5( )2 5hb cV a h h hb ca A 三 角 棱 锥 体 边 坡 体 积 1 1 113V Al式 中 l1边 坡 的 长 度 ； A 1边 坡 的 端 面 积 ； h2角 点 的 挖 土 高 度 ； m 边 坡 的 坡 度 系 数 ， m =宽 /高 。 B 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 式 中 l 4边 坡 的 长 度 ； A1、 A2、 A0 边 坡 两 端 及 中 部 横 断 面 面 积 。 1 24 42A AV l 44 1 0 2( 4 )6lV A A A C 计 算 土 方 总 量 将 挖 方 区 (或 填 方 区 )所 有 方 格 计 算 的 土 方 量 和 边坡 土 方 量 汇 总 ， 即 得 该 场 地 挖 方 和 填 方 的 总 土 方 量 。 (1.12)(1.13) 【 例 1.1】 某 建 筑 场 地 方 格 网 如 图 1.7所 示 ， 方 格 边 长 为20m 20m， 填 方 区 边 坡 坡 度 系 数 为 1.0， 挖 方 区 边 坡 坡 度系 数 为 0.5， 试 用 公 式 法 计 算 挖 方 和 填 方 的 总 土 方 量 。 【 解 】 (1) 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 图 1.8中 。 由 公 式 1.9得 ： h1=251.50-251.40=0.10 h2=251.44-251.25=0.19 h3=251.38-250.85=0.53 h4=251.32-250.60=0.72 h5=251.56-251.90=-0.34 h6=251.50-251.60=-0.10 h 7=251.44-251.28=0.16 h8=251.38-250.95=0.43 h9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70 =-0.20 h12=251.46-251.40=0.06 (2) 计 算 零 点 位 置 。 从 图 1.8中 可 知 ， 15、 26、 67、 711、 1112五 条 方 格 边 两 端 的 施 工 高 度 符 号 不同 ， 说 明 此 方 格 边 上 有 零 点 存 在 。 由 公 式 1.10 求 得 ： 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x 1=8.89(m) 1112线 x1=15.38(m) 将 各 零 点 标 于 图 上 ， 并 将 相 邻 的 零 点 连 接 起 来 ， 即得 零 线 位 置 ， 如 图 1.8。 (3) 计 算 方 格 土 方 量 。 方 格 、 底 面 为 正 方 形 ， 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 底 面 为 两 个 梯 形 ， 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 、 、 底 面 为 三 边 形 和 五 边 形 ， 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 ： V (+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方 格 网 总 挖 方 量 ： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3) (4) 边 坡 土 方 量 计 算 。 如 图 1.9， 、 按 三 角 棱柱 体 计 算 外 ， 其 余 均 按 三 角 棱 锥 体 计 算 ， 依 式 1.11、 1.12 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) 边 坡 总 填 方 量 ： V(+)=0.003+0.0001+5.22+2 0.06+7.93+2 0.01+0.01 =13.29(m 3) 边 坡 总 挖 方 量 ： V(-)=2.03+2 0.02+3.18=5.25 (m3) 土 方 调 配 土 方 调 配 是 土 方 工 程 施 工 组 织 设 计 (土 方 规 划 )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 。 编制 土 方 调 配 方 案 应 根 据 地 形 及 地 理 条 件 ， 把 挖 方 区 和 填 方区 划 分 成 若 干 个 调 配 区 ， 计 算 各 调 配 区 的 土 方 量 ， 并 计 算每 对 挖 、 填 方 区 之 间 的 平 均 运 距 (即 挖 方 区 重 心 至 填 方 区重 心 的 距 离 )， 确 定 挖 方 各 调 配 区 的 土 方 调 配 方 案 ， 应 使土 方 总 运 输 量 最 小 或 土 方 运 输 费 用 最 少 ， 而 且 便 于 施 工 ，从 而 可 以 缩 短 工 期 、 降 低 成 本 。 土 方 调 配土 方 调 配 的 原 则 ： 力 求 达 到 挖 方 与 填 方 平 衡 和 运 距 最 短 的 原 则 ； 近期 施 工 与 后 期 利 用 的 原 则 。 进 行 土 方 调 配 ， 必 须 依 据现 场 具 体 情 况 、 有 关 技 术 资 料 、 工 期 要 求 、 土 方 施 工方 法 与 运 输 方 法 ， 综 合 上 述 原 则 ， 并 经 计 算 比 较 ， 选择 经 济 合 理 的 调 配 方 案 。 调 配 方 案 确 定 后 ， 绘 制 土 方 调 配 图 。 在 土 方 调 配图 上 要 注 明 挖 填 调 配 区 、 调 配 方 向 、 土 方 数 量 和 每 对挖 填 之 间 的 平 均 运 距 。 图 中 的 土 方 调 配 ， 仅 考 虑 场 内挖 方 、 填 方 平 衡 。 W为 挖 方 ， T为 填 方 。 土 方 调 配 在 施 工 区 域 内 ， 挖 方 、 填 方 或 借 、 弃 土 的 综 合 协 调要 求 ： 总 运 输 量 最 小 ； 土 方 施 工 成 本 最 低 。步 骤 ： 找 出 零 线 ， 画 出 挖 方 区 、 填 方 区 ； 划 分 调 配 区 土 方 调 配