方格网计算土方例题.docx
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方格网计算土方例题
实用标准
、读识方格网图
方格网图由设计单位(一般在1:
500的地形图上)将场地划分为边长a=10~40m的若干
方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计
标高(Hn),如图1-3所示.
图1-3方格网法计算土方工程量图
二、场地平整土方计算
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.
5场地设计标高一般在设计文件上规定,如无规定:
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A.小型场地――挖填平衡法;
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±Lyiy
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).
Hn角点设计高程,
H角点原地面高程.
4.
方格边线一端施工高程为
计算“零点”位置,确定零线
+”,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).
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实用标准
零点位置按下式计算:
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
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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。
边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算:
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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
式中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
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两端横断面面积相差很大的情况下,边坡体积
式中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】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.
由公式1.9得:
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1—5线
2—6线
6—7线
7—11线
11—12线
(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:
x1=20*0.1/(0.1+0.34)=4.55(m)
x1=20*0.19/(0.19+0.1)=13.10(m)
x1=20*0.1/(0.1+0.16)=7.69(m)
x1=20*0.16/(0.16+0.2)=8.89(m)
x1=20*0.2/(0.2+0.06)=15.38(m)
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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(+)=400/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)
VⅣ(-)=400/4×(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(+)=a/8*(b+c)(h1+h3)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)
VⅠ(-)=a/8*(d+e)(h2+h4)=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,土方量为:
VⅡ
(+)=(a*a-b*c/2)*((h1+h2+h3)/5)=(20*20-6.9*7.69/2)*((0.16+0.53+0.19)/5)=65.73
VⅡ(-)=b*c*h3/6=6.9*7.69*0.1/6=0.88(m3)
VⅤ(+)=b*c*h3/6=12.31*8.89*0.16/6=2.92(m3)
VⅤ
(-)=(a*a-b*c/2)*((h1+h2+h3)/5)=(20*20-12.31*8.89/2)*((0.1+0.2+0.44)/5)=51.10
VⅥ
(m3)
(m3)
(+)=(a*a-b*c/2)*((h1+h2+h3)/5)=(20*20-15.38*11.11/2)*((0.06+0.43+0.16)/5)=40.89
(m
3)
VⅥ(-)=b*c*h3/6=15.38*11.11*0.2/6=5.70(m3)
方格网总填方量:
∑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
可得:
(注:
填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5)
V①(+)=1/3*A1*L1=1/3*0.06宽*0.06高/2*4.62=0.003(m3)
V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)
V④(+)=(A1+A2)/2*L4=(0.06*0.06/2+0.72*0.72/2)/2*40=5.22(m3)
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V⑤(+)=V⑥(+)=1/3*A1*L1=1/3*0.72*0.72高/2*0.72=0.06(m3)
(m3)
V⑦(+)=(A1+A2)/2*L7=(0.72*0.72/2+0.1*0.1/2)/2*60=7.93
V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)
V⑩=1/3*A1*L1=1/3*0.1*0.1/2*4.55=0.01(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:
∑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
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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1.10
.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.
图1-10土方调配图
注:
以上为手算计算土方的简单实例,通过手算可以很好地掌握软件是怎么用方格网计算土方;计算道路土石方时,利用平均断面法计算,可以参考路基土石方数量表,有时候设计数量表也是错误的,的要结合现场和平时的经验判断,才能算出准确的土方来;还有设计-地
面>0,即设计>地面,路基即为填方路段,用“+”表示;设计-地面<0,即设计<地面,路基即为挖方路段,用“-”表示。
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