第一章 第三节 场地平整

第一章土方工程场地平整场地平整对于在地形起伏的山区、丘陵地带修建较大厂房、体育场、车站等占地广阔工程的平整场地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横截面后，用横截面计算公式逐段计算，最后将逐段计算结果汇总。横截面法计算精度较低，可用于地形起伏变化较大地区。对于地形较平坦地区，一般采用方格网法。场地平整标高确定场地设计标高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。步骤:1、初步标高（按挖填平衡）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H11H12H21H22NHHHHH4)(222112110NHHHHH443243210)4(22211211220HHHHaNaH由图可看出，H11只属于一个方格的角点标高，H12和H21则属于两个方格公共的角点标高,H22则属于四个方格公共的角点标高,它们分别在上式中要加一次、二次、四次。因此，上式可改写成下列形式：场地平整标高2、场地设计标高的调整按上述公式所计算的设计标高H0系一理论值，实际上还需要考虑以下因素进行调整：由于土的可松性，会使填土有剩余——H0考虑场地泄水坡度对角点设计标高的影响；设计标高以上的各种填方工程（如场区上填筑路堤）——H0；或者由于设计标高以下的各种挖方工程（如挖河道、水池、基坑等）——H0；根据经济比较的结果，将部分挖方就近弃于场外，或部分填方就近取于场外因引起挖、填土方量的变化后，需增减设计标高。场地平整标高3、按泄水坡度调整各角点设计标高：单向排水时各方格角点设计标高为:Hn=H0L•i双向排水时各方格角点设计标高为：Hn=H0LxixLyiyixiyLyLxH0H0LH11iH12H21场地平整土方量1、计算场地各方格角点的施工高度施工高度为角点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：nnhHH场地平整土方量2、确定零线方格边线一端施工高程为“＋”，若另一端为“－”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”。1112ahXhh2212ahXhh确定零点的办法也可以用图解法，如图所示。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。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。场地平整土方量【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‰=70.3270.3270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.280870.3270.1470.1870.2270.26H0＝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场地平整土方量3、场地土方量计算按方格底面积图形和表格所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。1）全挖、全填格：V挖（填）=a2(h1+h2+h3+h4)/4h1~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。项目图式计算公式一点填方或挖(三角形)两点填方或挖(梯形)三点填方或挖(五角形)四点填方或挖(正方形)221234()44aaVhhhhh32312366hbchVbcahV当b=a=c时，=1324()()248()()248hbcaVabchhhdeaVadehh22123()25()25hbcVahhhbcaA三角棱锥体边坡体积11113VAl式中l1——边坡①A1——边坡①h2——m—边坡的坡度系数，m=宽/高。B两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积l4——边坡④A1、A2、A0—边坡④两端及中部横断面面积。12442AAVl44102(4)6lVAAAC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，即得该场地挖方和填方的总土方量。(1.12)(1.13)【例1.1】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为20m×20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1.8中。由公式1.9得：h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06(2)计算零点位置。从图1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。由公式1.101—5x1=4.55(m)2—6x1=13.10(m)6—7x1=7.69(m)7—11x1=8.89(m)11—12x1=15.38(m)将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如图1.8。(3)计算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形，土方VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面为两个梯形，土方量为：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面为三边形和五边形，VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)(4)边坡土方量计算。如图1.9，④、⑦按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，依式1.11、1.12可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)边坡总填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)土方调配土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。土方调配土方调配的原则：力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则。进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案。调配方案确定后，绘制土方调配图。在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。图中的土方调配，仅考虑场内挖方、填方平衡。W为挖方，T为填方。土方调配在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调要求：总运输量最小；土方施工成本最低。步骤：找出零线，画出挖方区、填方区；划分调配区土方调配