1、土方与基础工程施工模块3场地平整目 录学习目标学习目标3.1基坑、基槽土方量的计算3.2场地平整土方量的计算3.3土方调配场地平整质量验收（1）掌握基坑、基槽、场地平整土方量的计算方法。（2）熟悉土方调配原则。（3）掌握土方调配场地平整质量验收的内容及标准。学习目标学习目标3.1基坑、基槽土方量的计算3.1.1基坑土方量的计算基坑是指长宽比小于或等于3的矩形土体。基坑土方量可按立体几何中拟柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）的体积公式计算，如图3-1所示，即3.1基坑、基槽土方量的计算3.1.1基坑土方量的计算式中，H为基坑深度（m）；A1、A2为基坑上底、下底的面积（m2）；A0为基坑中
2、截面的面积（m2）。图3-1 基坑土方量计算3.1基坑、基槽土方量的计算3.1.2 基槽土方量的计算基槽土方量可沿长度方向分段后按照上述同样的方法进行计算，如图3-2所示，即式中，V1为第一段的土方量（m3）；L1为第一段的长度（m）；A0、A1、A2意义同前。将各段土方量相加，即得总土方量 V=V1+V2+Vn （3-3）3.1基坑、基槽土方量的计算3.1.2 基槽土方量的计算式中，V1，V2，Vn为各段土方量（m3）。图3-2 基槽土方量计算3.2 场地平整土方量的计算3.2.1 场地平整高度的计算对较大面积的场地平整，正确地选择场地平整高度（设计标高）对节约工程投资、加快建设速度具有重要
3、意义。一般的选择原则是：在符合生产工艺和运输的条件下尽量利用地形，以减少挖方数量；场地内的挖方与填方量应尽可能达到互相平衡，以降低土方运输费用；同时应考虑最高洪水位的影响等。计算场地平整高度的常用方法为“挖填土方量平衡法”，因其概念直观、计算简便、精度能满足工程要求，故应用最为广泛。下面简要介绍计算步骤和方法如下。3.2 场地平整土方量的计算3.2.1 场地平整高度的计算如图3-3（a）所示，在地形图上划分方格网（或利用地形图的方格网），每个方格的角点标高，一般可根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得。当无地形图时，可在现场打设木桩定好方格网，然后用仪器直接测出。3.2 场地平整土方量的
4、计算3.2.1 场地平整高度的计算一般要求是使场地内的土方在平整前和平整后相等而达到挖方量和填方量平衡，如图3-3（b）所示。设达到挖填平衡的场地平整标高为H0，则由挖填平衡条件，H0值可由式（3-4）求得式中，N为方格网数（个）；H1为一个方格共有的角点标高（m）；H2为两个方格共有的角点标高（m）；H3为三个方格共有的角点标高（m）；H4为四个方格共有的角点标高（m）。3.2 场地平整土方量的计算3.2.1 场地平整高度的计算 图3-3 场地设计标高计算简图 (a)在地形图上划分方格 （b）设计标高示意图1等高线；2设计标高平面；3自然地面与设计标高平面的交线（零线）；4自然地坪；a方格网
5、边长（m）；H11，H12，H21，H22任一方格的四个角点的标高（m）3.2 场地平整土方量的计算3.2.1 场地平整高度的计算 2)考虑设计标高的调整值式（3-4）计算的H0为一理论数值，实际尚须考虑如下一些因素：（1）土的可松性。（2）设计标高以下的各种填方工程用土量，或设计标高以上的各种挖方工程量。（3）边坡填挖土方量不等。（4）部分挖方就近弃土于场外，或部分填方就近从场外取土等。在考虑这些因素所引起的挖填土方量的变化后，适当提高或降低设计标高。3.2 场地平整土方量的计算3.2.1 场地平整高度的计算 3）考虑排水坡度对设计标高的影响式（3-4）计算的H0未考虑场地的排水要求（即假定
6、场地表面均处于同一个水平面上，但实际上均应有一定的排水坡度）。如果场地面积较大，则应有2 以上的排水坡度，故应考虑排水坡度对设计标高的影响。对场地内任一点进行实际施工时所采用的标高Hn，可由式（3-5）和式（3-6）计算。3.2 场地平整土方量的计算3.2.1 场地平整高度的计算单向排水时 HnH0li （3-5）双向排水时 HH0lxixly iy （3-6）式中，l为该点至H0的距离（m）；i为x方向或y方向的排水坡度（不小于2）；lx、ly为该点于xx、yy方向距场地中心线的距离（m）；ix、iy分别为x方向和y方向的排水坡度，若该点比H0高，排水坡度取“”号，反之取“”号。3.2 场地
7、平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算 1)方格网法方格网法用于地形较平缓或台阶宽度较大的地段。该计算方法较为复杂，但精度较高。其计算步骤和方法如下。（1）划分方格网。根据已有地形图（一般用比例尺为1500的地形图）将欲计算场地划分成若干个方格网，尽量与测量的纵、横坐标网对应，方格尺寸一般为20 m20 m或40 m40 m。将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。将自然地面标高与设计地面标高的差值，即各角点的施工高度（挖或填）填在方格网的左上角，挖方为“”，填方为“”。3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算（2）计算零点位置。在一
8、个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上零点的位置，并标注于方格网上，然后连接零点即得填方区与挖方区的分界线（即零线）。如图3-4所示,零点的位置按下式计算：式中，x1，x2为角点至零点的距离（m）；h1，h2为相邻两角点的施工高度（m），均用绝对值；a为方格网的边长（m）。3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算为省略计算，也可采用图解法直接求出零点位置（见图3-5），方法是用尺在各角上标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。这种方法可避免计算（或查表）出现的错误。图3-4 零点位置计算图3-5 零点位置图解法（单位：m）3.2 场地平整土方量的计算
9、3.2.2 场地平整土方工程量的计算（3）计算土方工程量。按方格网底面积图形和表3-1所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或填方量，或用查表法计算。（4）计算土方总量。将挖方区（或填方区）所有方格的计算土方量汇总，即得到该场地挖方和填方的总土方量。3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算2）横截面法横截面法适用于地形起伏变化较大的地区，或者地形狭长、挖填深度较大又不规则的地区，该方法计算较为简单方便，但精度较低。其计算步骤和方法如下：(1）划分横截面。根据地形图、竖向布置或现场测绘，对要计算的场地划分横截面
10、AA、BB，CC（见图3-7），使横截面尽量垂直于等高线或主要建筑物的边长，各横截面间的间距可以不等，一般可为10 m或20 m，在平坦地区可大些，但最大不能大于100 m。3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算（2）画横截面图形。按比例绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积，即为挖方或填方的截面。图3-7 划分横截面（单位：m）1自然地面；2设计地面3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算（3）计算横截面面积。按表3-2计算每个截面的挖方或填方截面面积。3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地
11、平整土方工程量的计算（4）计算土方量。根据横截面面积，按下式计算土方量：式中，V为相邻两横截面间的土方量（m3）；A1,A2为相邻两横截面的挖（）或填（）的截面积（m2）；s为相邻两横截面的间距（m）。3.2 场地平整土方量的计算3.2.2 场地平整土方工程量的计算（5）土方量汇总。按表3-3格式汇总全部土方量。3.2 场地平整土方量的计算3.2.3 边坡土方量的计算平整场地、修筑路基、路堑的边坡挖（填）土方量计算，常用图算法。图算法是根据地形图和边坡竖向布置图或现场测绘，先将要计算的边坡划分为两种近似的几何形体（见图3-8），一种为三角棱体（如体积和B11）；另一种为三角棱柱体（如体积），然
12、后应用表3-4中的公式分别进行土方计算，最后将各块汇总即得场地总挖土（）、填土（）的量。3.2 场地平整土方量的计算3.2.3 边坡土方量的计算图3-8 场地边坡计算简图3.2 场地平整土方量的计算3.2.3 边坡土方量的计算3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算计算出土方的施工标高、挖填区面积、挖填区土方量，并考虑各种变动因素（如土的松散率、压缩率、沉降量等）进行调整后，应对土方进行综合平衡与调配。进行土方平衡与调配时，必须综合考虑工程和现场情况、进度要求和土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题，经过全面研究，确定平衡调配的原则之后，才可着手进行土方平衡与
13、调配工作，如划分土方调配区，计算土方的平均运距、单位土方的运价，确定土方的最优调配方案。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算1)土方的平衡与调配原则（1）挖方与填方基本达到平衡，减少重复倒运。（2）挖（填）方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。（3）好土应用在回填密实度要求较高的地区，以避免出现质量问题。（4）取土或弃土应尽量不占农田或少占农田，对弃土尽可能有规划地造田。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算（5）分区调配应与全场调配相协调，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡。（6）调配应与地下构筑物的施工相结合，地
14、下设施的填土，应留土后填。（7）选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序，避免土方运输过程中出现对流和乱流现象，同时便于机具调配、机械化施工。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算2）土方平衡与调配的步骤及方法土方平衡与调配需编制相应的土方调配图，其步骤如下：（1）划分调配区。在平面图上先画出挖填区的分界线，并在挖方区和填方区适当地划分出若干调配区，确定调配区的大小和位置。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算划分时应注意以下几点：划分应与房屋和构筑物的平面位置相协调，并考虑开工顺序、分期施工顺序。调配区的大小应满足土方施工用主导机械行驶操作的尺寸要求
15、。调配区的范围应和土方工程量计算用的方格网相协调。一般可由若干个方格组成一个调配区。当土方运距较大或场地范围内土方调配不能达到平衡时，可考虑就近借土或弃土，此时一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的调配区。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算（2）计算各调配区的土方量并标注在图上。（3）计算各挖、填方调配区之间的平均运距，即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。取场地或方格网中的纵、横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点（见图3-10），按式（3-9）和式（3-10）求出各挖方或填方调配区土方重心坐标x0和y0。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算
16、图3-10 土方调配区间的平均运距3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算所有填挖方调配区之间的平均运距均需一一计算，并将计算结果列于表3-5。3.2 场地平整土方量的计算3.2.4 土方的平衡与调配计算（4）确定土方最优调配方案。对于线性规划中的运输问题，可以用“表上作业法”来求解，使总土方运输量（5）绘出土方调配图。根据以上计算，标出调配方向、土方数量及运距（平均运距再加施工机械前进、倒退和转弯必需的最短长度）。3.3 土方调配场地平整质量验收土方调配场地平整质量验收应遵循如下几条规定:（1）平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要求时，一般应向排水沟方向做成不小于0.2的坡度。（2）平整后的场地表面应逐点检查，检查点为每100400 m2取1点，但不少于10点；长度、宽度和边坡均为每20 m取1点，每边不少于1点，其质量检验标准应符合表3-9的要求。3.3 土方调配场地平整质量验收3.3 土方调配场地平整质量验收（3）进行场地平整时，应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护，定期复测和检查。土方不应堆在边坡边缘。感谢您的聆听
