土石方测量计算方法及优化调配研究

土石方测量计算方法及优化调配研究第一章土方工程1.11土方工程也称为土石方工程。土木工程中，常见的土石方工程有：场地平整、基坑（槽）与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工计划，尽量不要安排在雨季，同时为了降低土石方工程施工费用，贯彻不占或少占农田和可耕地并有利于改地造田的原则，要作出土石方的合理调配方案，统筹安排。1.12工程特点工程量大从1974年开始到1980年，整整六年，三班到用4立方米解放牌汽车运土共运了25万多次，其工程量的巨大不言而喻。因此工程量大是土方工程的一大特点。工期长又如上海植物园，从74年开始到83年，正式开放一共十年时间，其土方工程一项占了六年。投资大工程量大，工期长这二个特点，势必导致投资的巨大，仍以上海植物园为例，从建园到开放共进行了77项工程一共投资1085万元，其中土方工程占了3447万超过1/3，接近1/2。影响面广我们前面已经讲过，地形（山、水、平地）是整个园林的骨架，也是其他工程的基础（园路、建筑、绿化），地形处理的正确与否直接影响到其他工程的实施使用，直接影响到整个园林的景观，而且地形一经定局，再要改变则牵涉面广，困难大。作一个形象的说明，把园林当做一个人来看，那么地形就象是人的骨架，骨架生得好，总体感觉就会好魁梧有男子汉的形象，苗条有少女的形象，但是如果骨架存在缺陷、驼背、拐腿、歪脖子，即使某些部位生得再标志，给人的形象总是畸形的残疾人。施工条件复杂土方施工条件复杂，又多为露天作业，受气候、水文、地质等影响较大，难以确定的因素较多。土石方一共分为8大类，分别是;一类土：松软土砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥(泥炭)2)二类土：普通土粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；种植土；填土3)三类土：坚土软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土、含有碎(卵)石的黄土；粉质粘土、压实的填土4)四类土：砂砾坚土坚硬密实的粘性土或黄土；含卵石、碎石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩5)五类土：软石硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石6)六类土：次坚石泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩7)七类土：坚石大理石；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩8)八类土：特坚石安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩、角闪岩土的种类繁多，其分类方法也很多，在土方工程施工中，根据土的开挖难易程度将土分为八类，见表1.1。自然状态下的土称为原状土，开挖后土粒松散，体积增大，如再将其用以回填，虽经压实但仍不能恢复至原状土相同的体积，土的这种经扰动而体积改变的性质称之为可松性。可松性的程度用可松性系数表示如下：KS=；K'S=（1.1）式中：KS为最初可松性系数；K'S为最终可性系数；V1为原状土的体积；V2为土经开挖后的松散体积；V3为土经回填压实后的体积。土的最初可松性系数及最终可松性系数见表1.1。由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的，所以土的可松性对场地平整、土方量的平衡调配，确定运土机具数量以及计算填方所需的挖方体积等均有直接影响。表1.1土的工程分类土的分类土的名称可松性系数现场鉴别方法KSKS’一类土（松软土）砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤泥）1.08~1.171.01~1.03能用锹、锄头挖掘二类土（普通土）亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石。卵石的砂；种植土；填筑土及亚砂土1.14~1.281.02~1.05用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土（坚土）软及中等密实粘土；重亚粘土；粗砾石；干黄土及含碎石。卵石的黄1.24~1.301.05~1.07主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍土。亚粘土；压实的填筑土四类土（砂砾坚土）重粘土及含碎石。卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配砂土；软泥灰岩及蛋白石1.26~1.351.06~1.09整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土（软石）硬石灰纪粘土；中等密实的页岩。泥灰岩。白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩1.30~1.401.10~1.15用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土（次坚石）泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩；泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩1.35~1.451.11~1.20用爆破方法开挖，部分用风镐七类土（坚石）大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩砾岩、片麻岩、石灰岩、风化痕迹的安山岩、玄武岩1.40~1.451.15~1.20用爆破方法八类土（特坚石）安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩；闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩1.45~1.50.20~1.30用爆破方法基坑土方量的计算可近似按拟柱体（由两个平行的平面做上下底的多面体）体积公式来计算（图1.1）式中：H为基坑深度（m）；F1、F2为基坑上下两底面积；F0为基坑中截面面积。基槽土方量可沿其长度方向分段后，用同样方法计算（图1.2）。（1.3）式中：V1为第一段的土方量；L1为第一段的长度（m）。然后将各段的土方量相加，即得总土方量：（1.4）式中V1、V2……Vn为各段的土方量