2场地平整

1.2场地平整1.2.1场地竖向规划设计•（一）确定场地设计标高•A、考虑的因素：•(1)满足生产工艺和运输的要求；•(2)尽量利用地形，减少挖填方数量；•(3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费;•(4)有一定泄水坡度，满足排水要求。•B、场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：•(1)小型场地――挖填平衡法•(2)大型场地――最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）1、初步标高（按挖填平衡）方法：将场地划分为每格边长10～40m的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法）。aaaaaaH11H12H21H22则场地初步标高：H0=（H11+H12+H21+H22）/4M•H11、H12、H21、H22——一个方格各角点的自然地面标高；•M——方格个数。•或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M•H1－－一个方格所仅有角点的标高；•H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。•2、场地设计标高的调整•按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整。•A、按泄水坡度调整各角点设计标高：LyLxixiyH0•(2)双向排水时，各方格角点设计标高为：LH11H0H0iH12H21•Hn=H0L•i•Hn=H0LxixLyiy•(1)单向排水时，各方格角点设计标高为:Hn【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）/4M=[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70.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.2670.091.2.2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课堂练习•某工程场地平整，方格网（20m×20m）如图示，不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响，试求场地设计标高H0，标出零线位置。63.2463.3562.9463.3763.9463.7663.2362.9062.5864.3464.1763.67•3、场地土方量的计算：分别按方格求出挖、填方量，再求整个场地总挖方量、总填方量•（1）四角棱柱体法•1）全挖、全填格：V挖（填）=a2(h1+h2+h3+h4)/4•h1~h4—方格角点施工高度绝对值•V挖（填）—挖方或填方的体积。•2）部分挖、部分填格：V挖（填）=a2[h挖（填）]2/4h•h挖（填）—方格角点挖或填施工高度绝对值之和；•h—方格四个角点施工高度绝对值总和。•（2）四方棱柱体平均高度法（略）•（3）三角棱柱体法（略）均见教材•*基坑、基槽、路堤土方量计算•1、基坑土方量：•按拟柱体法——•V=(F下+4F中+F上)H/6F下HHI－IFi2、基槽（路堤）土方量：沿长度方向分段计算Vi，再V=Vi•断面尺寸不变的槽段：Vi=Fi×Li•断面尺寸变化的槽段：Vi=(Fi1+4Fi0+Fi2)Li/6•槽段长Li：外墙——槽底中～中，•内墙——槽底净长IIL2L1L51.2.3土方的调配：•在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。•1、要求：•总运输量最小；•土方施工成本最低。•2、步骤：•（1）找出零线，画出挖方区、填方区；•（2）划分调配区•注意：•1）位置与建、构筑物协调，且考虑开、施工顺序；•2）大小满足主导施工机械的技术要求；•3）与方格网协调，便于确定土方量；•4）借、弃土区作为独立调配区。B1A1A2A3A4B2B30000•（3）找各挖、填方区间的平均运距（即土方重心间的距离）•可近似以几何形心代替土方体积重心挖填B1B2B3挖方量A15070100500A2704090500A36011070500A48010040400填方量8006005001900划分调配区示例：•（4）列挖、填方平衡及运距表•（5）调配•方法：最小元素法－－就近调配。•顺序：先从运距小的开始，使其土方量最大。n列填方量填挖B1B2B3挖方量A15070100500A2704090500A36011070500A480100404008006005001900m行400500500300100100•结果：所得运输量较小，但不一定是最优方案。•（总运输量97000m3。m)•（6）画出调配图（略）•3、调配方案的优化（线性规划中—表上作业法）•（1）确定初步调配方案（如上）•要求：有几个独立方程土方量要填几个格，即应填m+n-1个格，不足时补“0”。•如例中：m+n－1=3+4－1=6，已填6个格，满足。•（2）判别是否最优方案•用位势法求检验数ij，若所有ij0，则方案为最优解。•1）求位势Ui和Vj：•位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）同时减去的数，目的是使有调配数字的格检验数为零，而对调配方案的选取没有影响。计算方法：平均运距（或单方费用）Cij=Ui+Vj•设U1=0，挖填位势数B1B2B3位势数UiVjA15005070100A2705004090A33006010011010070A48010040040U1=0V1=50U3=10V2=100U2=－60V3=60U4=－20•U3=C31－V1=60－50=10；则V1=C11－U1=50－0=50；•V2=110－10=100；……2）求空格的检验数ij•ij=Cij–Ui–Vj;•11=50－0－50＝0（有土）;•结论：表中12为负值，不是最优方案。应对初始方案进行调整。-30+40+80+90+50+20•13=100－0－60＝40;挖填B1B2B3UiVjV1=50V2=100V3=60A1U1=0070100A2U2=-6070090A3U3=10000A4U4=-20801000位势数位势数5060110404070•求检验数表21=70－(－60)－50＝80;……12=70－0－100＝－30（三）方案调整调整方法：闭回路法。调整顺序：从负值最大的格开始。•1)找闭回路•沿水平或垂直方向前进，遇适当的有数字的格转弯，直至回到出发点。•2）调整调配值•从空格出发，在奇数次转角点的数字中，挑最小的土方数调到空格中。且将其它奇数次转角的土方数都减、偶数次转角的土方数都加这个土方量，以保持挖填平衡。填方量填挖B1B2B3挖方量A1500A2500A3500A44008006005001900400500500300100100X12(100)(0)(400)(400)3）再求位势及空格的检验数•若检验数仍有负值，则重复以上步骤，直到全部ij≥0而得到最优解。+40+50+60+50+50U1=0V1=50V2=70U2=－30U3=10V3=60U4=－20位势数位势数挖填B1B2B3UiVjA1A2A3A4506011040407080100707010090+30000000•由于所有的检验数ij≥0，故该方案已为最优方案。•（5）求出最优方案的总运输量：400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40＝94000m3-m。•（4）绘出调配图：（包括调运的流向、数量、运距）。A1A2A3A4B1B2B3m3m例题：T1T2T3T4挖方量W15070100120800W270409080500W3601107045500W4801004030400填方量4005006007002200作业•1、某矩形基坑，其底部尺寸为4米*2米，开挖深度2米，坡度系数m=0.5，试计算其挖方量；若将土方用容量为2立方米的运输车全部外运，需运多少车次？KS=1.2，KS’=1.05作业：•2、某工程场地的方格网如图，方格网边长20米，双向泄水坡度ix=iy=3‰，1）试按照挖填平衡的原则确定各角点的设计标高（自定义排水方向）。2）计算总的挖填方量是多少？470.00471.00470.50470.50471.00471.50472.00471.50471.00•3、如图所示的管沟中心线AC，其中AB相距30米，BC相距20米，A点管沟底部标高240.00米，沟底纵向坡度自A至C为4‰，沟底宽2米，试绘制管沟纵剖面图，并计算AC段的挖方量。241.50242.00241.00CBA•4、某土方工程，其各调配区的土方量和平均运距如下所示，试求其土方的调配方案。T1T2T3挖方量W15070140500W2704080500W36014070500W410012040400填方量8006005001900