《土石方方格网》计算很全啊Word格式.docx
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B.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),也就是设计标高。
如果已知设计标高,1.2步可跳过。
场地初步标高:
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.
M——方格个数.
2、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.
按泄水坡度调整各角点设计标高:
①单向排水时,各方格角点设计标高为:
Hn=H0 ±
Li
②双向排水时,各方格角点设计标高为:
Hn=H0±
Lxix±
L yi y
3.计算场地各个角点的施工高度
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:
式中
hn------角点施工高度即填挖高度(以“+”为填,“-”为 挖),m;
n------方格的角点编号(自然数列1,2,3,…,n).ﻫ
Hn------角点设计高程,
H------角点原地面高程.
4.计算“零点”位置,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“零点”(如图1-4所示).
图1-4
零点位置
零点位置按下式计算:
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),m;
a —方格网的边长,m.
5.计算方格土方工程量
按方格底面积图形和表1-3所列计算公式,逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.
表1-3 常用方格网点计算公式
6.边坡土方量计算
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。
ﻫ
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(图1-6中①~③、⑤~⑾);
另一种为三角棱柱体(图1-6中④).
图1-6
场地边坡平面图
A三角棱锥体边坡体积
l1——边坡①的长度;
A1——边坡①的端面积;
h2——角点的挖土高度;
m——边坡的坡度系数,m=宽/高.
B
三角棱柱体边坡体积
两端横断面面积相差很大的情况下,边坡体积
l4——边坡④的长度;
A1、A2、A0——边坡④两端及中部横断面面积.
7.计算土方总量
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.
8.例题
【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.
图1-7
某建筑场地方格网布置图
【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. ﻫ由公式1.9得:
h1=251.50-251.40=0.10m
h2=251.44-251.25=0.19mﻫh3=251.38-250.85=0.53m
h4=251.32-250.60=0.72mﻫh5=251.56-251.90=-0.34m
h6=251.50-251.60=-0.10m
h7=251.44-251.28=0.16m
h8=251.38-250.95=0.43m
h9=251.62-252.45=-0.83m
h10=251.56-252.00=-0.44mﻫh11=251.50-251.70=-0.20m
h12=251.46-251.40=0.06m
图1-8
施工高度及零线位置
(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1.10求得:
1—5线
x1=4.55(m)
2—6线
x1=13.10(m)ﻫ6—7线
x1=7.69(m)
7—11线
x1=8.89(m)
11—12线
x1=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,土方量为:
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)ﻫ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)ﻫ方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面为三边形和五边形,土方量为:
VⅡ(+)=65.73
(m3)ﻫVⅡ(-)=0.88
(m3)ﻫVⅤ(+)=2.92
(m3)
VⅤ(-)=51.10
(m3)ﻫVⅥ(+)=40.89
(m3)ﻫVⅥ(-)=5.70
(m3)
方格网总填方量:
ﻫ∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34
(m3)
方格网总挖方量:
∑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,ﻫ可得:
V①(+)=0.003
(m3) ﻫV②(+)=V③(+)=0.0001
(m3)ﻫV④(+)=5.22
(m3) ﻫV⑤(+)=V⑥(+)=0.06
(m3)ﻫV⑦(+)=7.93
图1-9
V⑧(+)=V⑨(+)=0.01
V⑩=0.01
V11=2.03
(m3)ﻫV12=V13=0.02
(m3)ﻫV14=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)
边坡总挖方量:
ﻫ
∑V(-)=2.03+2×
0.02+3.18=5.25 (m3)
三、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.ﻫ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,绘制土方调配图如图1.10ﻫ.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.A为挖方,B为填方.
1.1土方规划
1.1.1土方工程的内容及施工要求
在土木工程施工中,常见的土方工程有:
(1)场地平整其中包括确定场地设计的标高,计算挖、填土方量,合理到进行土方调配等。
(2)开挖沟槽、基坑、竖井、隧道、修筑路基、堤坝,其中包括施工排水、降水,土壁边坡和支护结构等。
(3)土方回填与压实其中包括土料选择,填土压实的方法及密实度检验等。
此外,在土方工程施工前,应完成场地清理,地面水的排除和测量放线工作;
在施工中,则应及时采取有关技术措施,预防产生流砂,管涌和塌方现象,确保施工安全。
土方工程施工,要求标高、断面准确,土体有足够的强度和稳定性,土方量少,工期短,费用省。
但由于土方工程施工具有面广量大,劳动繁重,施工条件复杂等特点,因此,在施工前,首先要进行调查研究,了解土壤的种类和工程性质,土方工程的施工工期、质量要求及施工条件,施工地区的地形、地质、水文、气象等资料,以便编制切实可行的施工组织设计,拟定合理的施工方案。
为了减轻繁重的体力劳动,提高劳动生产率,加快工程进度,降低工程成本,在组织土方工程施工时,应尽可能采用先进的施工工艺和施工组织,实现土方工程施工综合机械化。
1.1.2土的工程分类和性质
土的种类繁多,分类方法各异,在建筑安装工程劳动定额中,按土的开挖难易程度分为八类,如表1.1所示。
土有各种工程性质,其中影响土方工程施工的有土的质量密度、含水量、渗透性和可松性等。
1.1.2.1土的质量密度
分天然密度和干密度。
土的天然密度,指土在天然状态下单位体积的质量;
它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。
土的干密度,指单位体积土中的固体颗粒的质量;
它是用以检验填土压实质量的控制指标。
1.1.2.2土的含水量
土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比,以百分数表示:
(1.1)
式中G1——含水状态时土的质量;
G2——土烘干后的质量。
土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量,如土的含水量超过25%~30%,则机械化施工就困难,容易打滑、陷车;
回填土则需有最佳的含水量,方能夯密压实,获得最大干密度(表1.2)。
1.1.2.3土的渗透性
土的渗透性是指水在土体中渗流的性能,一般以渗透系数K表示。
从达西公式V=KI可以看出渗透系数的物理意义:
当水力坡度I等于1时的渗透速度v即为渗透系数K。
渗透系数K值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性,一般应通过扬水试验确定,表1.3所列数据仅供参考。
1.1.2.4土的可松性
土具有可松性,即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积。
土的可松性程度用可松性系数表示,即
最初可松性系数(1.2)
最后可松性系数(1.3)
土的可松性对土方量的平衡调配,确定运土机具的数量及弃土坑的容积,以及计算填方所需的挖方体积等均有很大的影响。
土的可松性与土质有关,根据土的工程分类(表1.1),其相应的可松性系数可参考表1.4。
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