学习单元2土方工程量计算与土方调配

《建筑施工技术》学习单元2土方工程量计算与土方调配学习单元2土方工程量计算与土方调配2.1土方边坡2.2场地平整土方量计算2.3基坑（槽）土方量计算2.4土方调配《建筑施工技术》学习情境一土方工程施工【教学要求】1.熟悉场地平整土方量的计算方法;2.掌握基坑、基槽土方量计算方法;3.会熟练、准确计算基坑、基槽土方量；会用方格网法、断面法计算场地平整土方量。【教学重点】1.基坑土方量的计算2.基槽土方量的计算【教学难点】方格网法计算土方量.《建筑施工技术》【布置实训任务】学习单元2土方工程量计算与土方调配以小组为单位对3#实训大楼工程拟建场地进行平整，达到施工场地平整要求，并计算场地平整土方工程量。任务分析：建筑场地平整的平面位置和标高通常由设计单位在总平面布置竖向设计中确定；由设计平面的标高和自然地面的标高之差得到场地各点施工高度，由此计算出场地平整的土方量；但本次任务没有提供场地平整的设计标高，须根据实际情况计算出设计标高。《建筑施工技术》学习单元2土方工程量计算与土方调配【资讯】场地平整的施工工艺流程：场地平整一般施工工艺流程为：现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范围→设置水准基点→设置方格网、测量标高→计算土方挖填工程量→编制土方调配方案→挖、填土方→场地碾压→验收《建筑施工技术》2.1土方边坡学习单元2土方工程量计算与土方调配合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设边坡，是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m，即：式中m=b/h，称为坡度系数。其意义为：当边坡高度已知为h时，其边坡宽度则等于mh。《建筑施工技术》临时性挖方的边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1:1.25～1:1.5一般粘性土硬1:0.75～1:1硬、塑1:1～1:1.25软1:1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1:0.5～1:1充填砂土1:1～1:1.5边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的工程性质及工程特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。临时性挖方边坡可按下表确定：2.1土方边坡《建筑施工技术》深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）土的种类边坡坡度（高：宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉质粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土(经井点降水后)1:1.00当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)底面标高时,挖方深度在5m以内,不加支撑的边坡可按下表确定：2.1土方边坡共46页第11页《建筑施工技术》2.2场地平整土方量计算学习单元2土方工程量计算与土方调配【案例】某建筑场地地形图如图所示，方格网a=20m，土质为中密的砂土，设计泄水坡度ix=3%，iy=2%,不考虑土的可松性对设计标高的影响，场地中心点8的设计标高为43.71m，计算挖填土方量。1234561143.5042.5043.0044.5044.0045.001-11-21-31-42-12-22-32-41210131415789《建筑施工技术》⑴方格网法：将施工区域划分为若干个边长等于a的方格网，计算出每个方格网的体积。2.2.1计算方法2.2场地平整土方量计算⑵断面法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。等高线地形较平坦时用方格网法，地形起伏变化较大，断面不规则的场地用断面法。《建筑施工技术》⑴方格网法：将施工区域划分为若干个边长等于a的方格网，计算出每个方格网的体积。2.2.1计算方法2.2场地平整土方量计算等高线①四方棱柱体：每个方格网的土方体积V等于底面积a2乘四个角点高度的平均值，即：)(443212hhhhaV四方棱柱体的体积计算《建筑施工技术》⑴方格网法计算公式四方棱柱体：将施工区域划分为若干个边长等于a的方格网，每个方格网的土方体积V等于底面积a2乘四个角点高度的平均值，即：2.2.2计算公式)(443212hhhhaV四方棱柱体的体积计算2.2场地平整土方量计算《建筑施工技术》2.2场地平整土方量计算②三角棱柱体：将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分为两个三角形，然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。三角棱柱体的体积计算用方格网法计算场地平整土方量，首先要确定场地设计标高，由设计地面的标高和天然地面的标高之差，可以得到场地各点的施工高度（即填挖高度），由此可计算场地平整的挖方和填方的工程量。《建筑施工技术》2.2场地平整土方量计算⑵断面法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。11121dhf33232212)(21)(21dhhfdhhf)(321321321ninnihhhhdFdddddffffF则若而某一断面面积为nnnLFFLFFLFFV)(21)(21)(211232121地形较平坦时用方格网法，地形起伏变化较大，断面不规则的场地用断面法。《建筑施工技术》•⑴H0的重要性2.2.2场地设计标高H0的确定场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据,也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。2.2场地平整土方量计算确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。场地平整施工《建筑施工技术》⑵H0的确定原则●满足生产工艺和运输的要求；●充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；●考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≥2‰)，满足排水要求；●考虑最高洪水位的影响。2.2场地平整土方量计算分台阶布置确定不同的场地设计标高考虑挖填平衡设置不同的场地设计标高《建筑施工技术》⑶H0的确定步骤如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0,其步骤如下：①划分方格网方格网边长a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原则即场地内土方的绝对体积在平整前、后相等等高线方格网场地设计标高计算图用插入法求得H13=251.70②确定各方格网角点高程●水准仪实测；●利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。插入法的图解法2.2场地平整土方量计算《建筑施工技术》按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：)432(4143210HHHHnH③按挖填平衡确定设计标高式中：n——方格网数；H1——一个方格仅有的角点坐标；H2——两个方格共有的角点坐标；H3——三个方格共有的角点坐标；H4——四个方格共有的角点坐标。2.2场地平整土方量计算水准仪测量确定各角点高程《建筑施工技术》2.2.2场地设计标高H0的调整按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出H,0：●土的可松性影响；●场内挖方和填方的影响；●场地泄水坡度的影响。2.2场地平整土方量计算未考虑土的可松性影响导致大量的建筑余土需外运未考虑场地泄水坡度导致排水不畅雨季工地常被水淹《建筑施工技术》由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高，故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为：VWVTH0V,WV,TH,0Δh理论设计标高调整设计标高⑴土的可松性影响hHH0,0,,)1(sTswFwKFKVh2.2场地平整土方量计算式中：Δh——土的可松性引起设计标高的增加值；VW、VT——按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积；FW、FT——按理论设计标高计算的总挖方或填方区总面积；K，s——土的最后可松性系数。《建筑施工技术》场地设计标高H0是按挖填土方量平衡的原则确定的，但从经济观点出发，常会将部分挖方就近弃于场外，或就近于场外取土用于部分填方，均会引起挖填土方量的变化，亦需调整场地设计标高。其设计标高调整值按下式计算：20,0NaQHH⑵场内挖方和填方的影响式中：Q——场地根据H0平整后多余或不足的土方量。2.2场地平整土方量计算场外就近弃土场外借土填方《建筑施工技术》调整后的设计标高是一个水平面的标高,而实际施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)计算出场地内各方格网角点实际设计标高。⑶场地泄水坡度的影响场地为单坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：场地单向泄水坡度示意图ii场地双向泄水坡度示意图ixixiyiyHn＝H,0±li场地为双坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：Hn＝H,0±lxix±lyiy正负号的取值：角点在H,0之上取“＋”，反之取“－”2.2场地平整土方量计算《建筑施工技术》2.2.3场地土方量的计算⑴求各方格角点的施工高度hn角点编号施工高度hn1-0.7243.2442.52自然地面标高H设计标高Hn土方方格网图例hn=场地设计标高Hn－自然地面标高H⑵绘出零线式中：X1、X2——角点至零点的距离(m)；h1、h2——相邻角点的施工高度(m),用绝对值;a——方格网的边长(m).零线位置的确定：先求出方格网中边线两端施工高度有“＋”“－”中的零点，将相邻两零点连接起来即为零线。ahhhx2122零点位置计算示意若hn为正值则该点为填方,hn为负值则为挖方。《建筑施工技术》为省略计算，亦可用图解法直接求出零点位置。即用尺在各角点标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。h1+0.30h2-0.20±0551010h7h8+0.7-0.10用尺量出h1＋0.3的刻度用尺量出h2－0.2的刻度两点连线与方格的交点为零点用尺量出h8－0.1的刻度用尺量出h7＋0.7的刻度两点连线与方格的交点为零点两零点连线即为零线⑶计算场地挖、填土方量“零线”求出，也就划出了场地的挖方区和填方区，便可按平均高度法计算各方格的挖、填土方量。《建筑施工技术》2.2场地平整土方量计算【例题详解】(1)计算施工高度mhmhmhHijHnHnHijhn19.094.4375.4302.067.4369.4339.024.4363.43321设计标高；自然地面标高；(2)确定零点和零线mhmhahhhxahhhx19.002.03232323221mxmx1.1819.002.019.0209.119.002.002.02021《建筑施工技术》(3)计算土方量①全挖全填方格3241323132123243212112704.084.093.053.042011705.04.053.019.042026397.071.03.065.0420136)()65.03.002.039.0(420)(4mVmVmVmhhhhaV）（）（）（）（）（）（挖挖填填②方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时32223232223232222132222141243223232222121230.40)()04.006.006.005.044.044.0(42028.356.04.04.044.005.005.04209.25)()19.002.002.05.03.03.0(42091.17)()3.005.005.002.019.019.0(420)(4)(4mVmVmVmVhhhhhhaVhhhhhhaV）（）（挖填挖2.2场地平整土方量计算《建筑施工技术》③方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时324233242322