1、1.21.21.2 土方工程量计算1.2.1基坑与基槽土方量计算1基坑土方量基坑土方量可按立体几何中棱柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）体积公式计算，如图1.3所示，即式中H 基坑深度（m）； A1，A2基坑上、下底的面积（m2）； A0基坑中截面的面积（m2）。)4(6201AAAHV1.2.1基坑与基槽土方量计算2基槽土方量基槽土方量计算可沿长度方向分段后，按照上述同样的方法计算，如图1.4所示，即式中V1第一段的土方量（m3）； L1第一段的长度（m）。将各段土方量相加，即得总土方量为V1+V2+Vn式中V1 ，V2 ，Vn各段土方量（m3）。)4(620111AAALV1.2.2
2、场地平整土方量计算场地平整土方量的计算方法有方格网法和断面法两种。断面法是将计算场地划分成若干横截面后逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。断面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大、断面不规则的场地。当场地地形较平坦，一般采用方格网法。1.2.2场地平整土方量计算1.方格网法方格网法计算场地平整土方量包括以下步骤。（1）绘制方格网由设计单位根据地形图（一般在1500的地形图上），将建筑场地划分为若干个方格，方格边长主要取决于地形变化复杂程度，一般取a=10 m、20 m、30 m、40 m等，通常采用20 m。方格网与测量的纵横坐标网相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（H）和
3、设计标高（Hn），如图1.5所示。1.2.2场地平整土方量计算1.2.2场地平整土方量计算（2）计算场地各方格角点的施工高度各方格角点的施工高度为角点的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：式中hn角点的施工高度，即填方高度（以“+”为填，“-”为 挖）（m）； Hn角点的设计标高（m）； H角点的自然地面标高（m）； n方格的角点编号（自然数列1,2,3，n）。HHhnn1.2.2场地平整土方量计算（3）计算“零点”位置，确定零线当同一方格四个角点的施工高度同号时，该方格内的土方则全部为挖方或填方，如果同一方格中一部分角
4、点的施工高度为“+”，而另一部分为“-”，则此方格中的土方一部分为填方，一部分为挖方，沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”，如图1.6所示。1.2.2场地平整土方量计算零点位置按下式计算：式中x1，x2角点至零点的距离（m）； h1，h2相邻两角点的施工高度，均用绝对值表示（m）； a方格的边长（m）。2111hhahx2122hhahx1.2.2场地平整土方量计算 在实际工程中，为省略计算，确定零点的方法也可以用图解法，如图1.7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。此法甚为方便，同时可避免计算或查表出错。将相邻的零点连接起来，即为零线
5、。它是确定方格中挖方与填方的分界线。1.2.2场地平整土方量计算（4）计算方格土方工程量按方格底面积图形和表1.4所列计算公式，计算每个方格内的挖方量或填方量。 *1.2.2场地平整土方量计算（5）边坡土方量的计算场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡，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形体进行计算：一种为三角棱锥体；另一种为三角棱柱体。三角棱锥体边坡体积。三角棱锥体边坡体积如图1.8中-、-所示，计算公式如下式中l1三角棱锥体边坡的长度（m）； A1三角棱锥体边坡的端面积（m2）。3111lAV 1.2.2场地平整土方量计算三角棱柱体边坡体积。三角棱柱体边坡
6、体积，如图1.8中所示，计算公式如下当两端横断面面积相差很大时，边坡体积按下式计算：式中l4三角棱柱体边坡的长度（m）； A1，A2，A0三角棱柱体边坡两端及中部横断面面积 （m2）。42142lAAV)4(620144AAAlV1.2.2场地平整土方量计算1.2.2场地平整土方量计算(6)计算土方总量将挖方量（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。1.2.2场地平整土方量计算2.断面法沿场地取若干个相互平行的断面，可利用地形图或实际测量定出，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，如图1.9所示，则面积为 .某一断面面积为若d1=d
7、2=dn=d，则2111dhA 2)h(2212dhA21.niAAAA).(121nihhhdA *1.2.2场地平整土方量计算设各断面面积分别为A1，A2，Am，相邻两断面间的距离依次为L1，L2，Lm，则所求的土方体积为用断面法计算土方量，边坡土方量已包括在内。112321212.22mmmLAALAALAAV1.2.3土方调配1土方调配原则力求达到挖方与填方基本平衡和运距最短。使挖方量与运距的乘积之和最小，即土方运输量或费用最小，降低工程成本。但有时仅局限于一个场地范围内的挖填平衡难以满足上述原则，可根据场地和周围地形条件，考虑就近借土或就近堆弃。近期施工与后期利用相结合。当工程分期分
8、批施工时，若先期工程有土方余额，应结合后期工程的需求来考虑利用量与堆放位置，以便就近调配。应分区与全场结合。分区土方的余额或欠额的调配，必须考虑全场土方的调配，不可只顾局部平衡而妨碍全局。XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.2.3土方调配尽可能与大型建筑物的施工相结合。大型建筑物位于填土区时，应将开挖的部分土体予以保留，待基础施工后再进行填土，以避免土方重复挖、填和运输。合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。好土用在回填质量要求高的地区。1.2.3土方调配2土方调配区的划分调配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程施工顺序和分
9、期分批施工的要求，使近期施工与后期利用相结合。调配区的大小应该满足土方施工用主导机械的技术要求，使土方机械和运输车辆的功效得到充分的发挥。例如，调配区的范围应该大于或等于机械的铲土长度，调配区的面积最好和施工段的大小相适应。当土方运距较大或场区内土方不平衡时，可根据附近地形，考虑就近借土或就近弃土，这时每一个借土区或弃土区均可作为一个独立的调配区。调配区的范围应该和土方的工程量计算用的方格网协调，通常可由若干个方格组成一个调配区。1.2.3土方调配3土方调配图表的编制场地土方调配，需制成相应的土方调配图表，编制的方法如下。划分调配区。在场地平面图上先画出零线，确定挖填方区；根据地形及地理条件，
10、把挖方区和填方区再适当地划分为若干个调配区，其大小应满足土方机械的操作要求。计算土方量。计算各调配区的挖方和填方量，并标写在图上。1.2.3土方调配计算调配区之间的平均运距。调配区的大小及位置确定后，便可计算各挖填调配区之间的平均运距。当用铲运机或推土机平土时，挖方调配区和填方调配区土方重心之间的距离，通常就是该挖填调配区之间的平均运距。因此，确定平均运距需先求出各个调配区土方的重心，并把重心标在相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距即可。当挖填方调配区之间的运距较远，采用汽车、自行式铲运机或其他运土工具沿工地道路或规定线路运输时，其运距可按实际计算。1.2.3土方调配调配
11、区之间重心的确定方法如下。取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，分别求出各区土方的重心位置，即X（Vx）V，Y=（Vy）V 式中X，Y挖或填方调配区的重心坐标（m）； V各个方格的土方量（m3）； x，y各个方格的重心坐标（m）。为了简化计算，可用作图法近似地求出形心位置来代替重心位置。1.2.3土方调配进行土方调配。土方最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础的，常用“表上作业法”求得。根据表上作业法求得最优调配方案。在场地地形图上绘出土方调配区，图上应标出土方调配方向、土方数量及平均运距，如图1.14所示。复习题回顾复习题回顾1. 土按开挖的难易程度分为几类？各类土的特征分别是什么？2. 正铲、反铲挖掘机开挖方式有哪几种？3. 土方挖运机械如何选择？土方开挖注意事项有哪些？4. 分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。5. 土壁支护的方法和适用范围？
