施工技术(2)

第一章土石方工程第二节土石方工程量的计算第二节土石方工程量的计算在土石方工程施工之前，必须计算土石方的工程量，但各种土石方工程的外形有时很复杂，而且不规则。一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。一、基坑、基槽土方量计算1、基坑土方量可按立体几何中的拟柱体(由两个平行的平面做底的一种多面体)体积公式计算，即：V=H（A1+4A0+A2）/6式中H——基坑深度(m)；A1、A2——基坑上、下两底面积(m2)；A0—基坑中截面面积(m2)。2、基槽和路堤的土方量可以沿长度方向分段后，再用同样的方法计算：V1=L1（A1+4A0+A2）/6式中V1——第一段的土方量(m2)；L1——第一段的长度(m)。将各段土方量相加，即得总土方量：V＝Vl+V2+…+Vn式中V1、V2、…、Vn。——各分段的土方量(m3)二、场地平整土石方工程量计算场地平整通常是挖高填低。计算场地挖方量和填方量，首先要确定场地设计标高，由设计平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。（一）场地设计标高确定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。合理地确定场地的设计标高，对减少土石方量、加速工程速度都有重要的经济意义。当场地设计标高为H0时，填挖方基本平衡，可将土石方移挖作填，就地处理；当设计标高为H1时，填方大大超过挖方，则需从场地外大量取土回填；当设计标高为H2时，挖方大大超过填方，则要向场外大量弃土。因此，在确定场地设计标高时，应结合现场的具体条件，反复进行技术经济比较，选择其中最优方案。其原则是：1．应满足生产工艺和运输的要求；2．充分利用地形(如分区或分台阶布置)，尽量使挖填方平衡，以减少土方量；3．要有一定泄水坡度(≥2‰)，使之能满足排水要求；4．要考虑最高洪水位的影响。A初步确定场地设计标高(H0)将场地划分成边长为a的若干方格，将方格网角点的原地形标高标在图上。原地形标高可利用等高线由插入法求得或在实地测量得到。按照挖填土石方量相等的原则，场地设计标高可按公式计算：H0=（∑Z1+2∑Z2+3∑Z3+4∑Z4）/4n式中H0——所计算场地的初定设计标高；n——方格数；Z1——一个方格独有的角点标高；Z2、Z3、Z4——分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。例：计算场地设计标高B调整场地设计标高a．土的可松性影响由于土具有可松性，会造成填土的多余，需相应地提高设计标高。b．借土或弃土的影响由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及从经济角度比较，将部分挖方就近弃于场外(简称弃土)或将部分填方就近取土于场外(简称借土)等，均会引起挖填土方量的变化。必要时，亦需重新调整设计标高。为简化计算，场地设计标高的调整可按近似公式确定。c．考虑泄水坡度对设计标高的影响按调整后的同一设计标高进行场地平整时，整个场地表面均处于同一水平面，但实际上由于排水的要求，场地表面需有一定的泄水坡度。因此，还需根据场地泄水坡度的要求(单向泄水或双向泄水)，计算出场内各方格角点实际施工所用的设计标高。单向泄水时设计标高的计算：Hij=H0”±l*i双向泄水时设计标高的计算：Hij=H0”±lxix±lyiyHij——场地任一点的设计标高l——该点沿场地中心线的距离i——场地的泄水坡度（二）场地及边坡土方量计算场地土方量计算方法有方格网法和断面法两种。在场地地形较为平坦时宜采用方格网法；当场地地形比较复杂或挖填深度较大、断面不规则时，宜采用断面法。A方格网法场地宜划分为10m～40m的正方形方格网，通常以20m居多。将场地设计标高和自然地面标高分别标注在方格角点上。场地设计标高与自然地面标高的差值，即为各角点的施工高度（挖或填)，并习惯以“+”号表示填方，“一”号表示挖方，也将施工高度标注于角点上。然后分别计算每一方格的填挖土方量，并算出场地边坡的土方量，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，即得场地挖方和填方的总土方量。计算前先确定“零线”的位置，有助于了解整个场地挖填区域分布状态。零线即挖方区与填方区的分界线，在该线上的施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点的位置，将各相邻的零点连接起来，即为零线。【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。解：（1）初步设计标高（场地平均标高）H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4N=[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）70.0970.09（2）按泄水坡度调整设计标高：Hn=H0LxixLyiy；H1=70.29－30×2‰+30×3‰=70.3270.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26H0＝70.29•H2=70.29－10×2‰+30×3‰=70.36•H3=70.29+10×2‰+30×3‰=70.40•其它见图70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.09（二）场地土方量计算1、计算各方格角点的施工高度hn：hn=Hn－Hn’即：hn=该角点的设计标高—自然地面标高（m）h1=70.32－70.09=＋0.23（m）；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+0.02-0.44•h2=70.36－70.40=－0.04（m）；•负值为挖方高度70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+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+0.02-0.4470.092、确定零线（挖填分界线）插入法、比例法找零点零点连线h100零线确定后，便可进行土方量计算。方格中土方量的计算有两种方法，即四角棱柱体法和三角棱柱体法。a、四角棱柱体的体积计算方法（1）方格四个角点全部为挖或全部为填：V=a2（h1+h2+h3+h4）/4（2）方格四个角点中部分是挖方，部分是填方：hhaVhhaV222244挖挖填填b、三角棱柱体的体积计算方法计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形。（1）三角形三个角点全部为挖或全部为填：V=a2（h1+h2+h3）/6（2）三角形三个角点有挖有填时12332313323231332))((6))((6hhhhhhhhaVhhhhhaV楔锥必须指出，四方棱柱体的计算公式是根据平均中断面的近似公式推导而得的，当方格中地形不平时，误差较大，但计算简单，宜于手工计算。三角棱柱体的计算公式是根据立体几何体积计算公式推导出来的，当三角形顺着等高线进行划分时，精确度较高，但计算繁杂，适宜用计算机计算。Thankyouforyourattention.