建筑施工技術(shù)●安徽工商職業(yè)學(xué)院●建筑施工技術(shù)課程團(tuán)隊(duì)●土方工程量計(jì)算建筑施工技術(shù)●課程團(tuán)隊(duì)建筑施工技術(shù)●土方工程量計(jì)算建筑施工技術(shù)

｜土方工程量計(jì)算導(dǎo)圖0←―――重點(diǎn)←―――難點(diǎn)

土方工程開工前,需要先計(jì)算出土方工程量,以便擬訂施工方案,配備人力和物力,安排施工計(jì)劃,控制施工進(jìn)度,預(yù)算工程費(fèi)用.工程中需要挖掘或填筑的土方幾何形狀與大小,隨工程種類、要求與地形不同而各異.對于不規(guī)則的土方幾何體積,一般是先將其劃分成若干較規(guī)則的形狀,然后逐一計(jì)算,再求其總和,基本可以滿足所需的計(jì)算精度.1.2土方工程量計(jì)算基坑(槽)土方量計(jì)算1Part1.2.1基坑(槽)土方量計(jì)算１.邊坡坡度土方邊坡用邊坡坡度和邊坡系數(shù)表示。邊坡坡度以土方挖土深度h與邊坡底寬度b之比來表示(圖1-2-1),即圖１-２-1土方邊坡邊坡坡度=H/B邊坡坡度=H/B邊坡系數(shù)=B/H圖1-2-2土方邊坡（a）直線形;（b）折線形;（c）階梯形邊坡可以做成直線形邊坡、折線形邊坡及階梯形邊坡,若邊坡高度較高,土方邊坡可根據(jù)各層土體所受的壓力,其邊坡可做成折線形或階梯形,以減少挖填土方量.土方邊坡的大小主要與土質(zhì)、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時(shí)間的長短、邊坡附近的各種荷載狀況及排水情況有關(guān)。建筑施工技術(shù)●土方工程量計(jì)算【案例分析】建筑施工技術(shù)

｜土方工程量計(jì)算練習(xí)1以下選項(xiàng)中，不作為確定土方邊坡坡度依據(jù)的是(

)。A土質(zhì)及挖深

B使用期C坡上荷載情況

D工程造價(jià)【答案】D２.基槽土方量計(jì)算基槽開挖時(shí),兩邊留有一定的工作面,分放坡開挖和不放坡開挖兩種情形,如圖1-2-3所示。圖１-2-3基槽土方量計(jì)算２.基槽土方量計(jì)算基槽開挖時(shí),兩邊留有一定的工作面,分放坡開挖和不放坡開挖兩種情形,如圖1-2-3所示。圖１-2-3基槽土方量計(jì)算高*寬*長建筑施工技術(shù)●土方工程量計(jì)算【案例分析】建筑施工技術(shù)

｜土方工程量計(jì)算練習(xí)1某坑坑底長80m，寬60m，深8m四邊放坡，邊坡坡度1∶0.5，試計(jì)算挖土土方工程量?！敬鸢浮縣=8,a+2c=60,mh=(b/h)*h=b=60,L=808*（60+60）*80=76800３.基坑土方量計(jì)算基坑開挖時(shí),四邊留有一定的工作面,分放坡開挖和不放坡開挖兩種情況,如圖1-2-4所示.圖１-2-4基坑土方量計(jì)算場地平整土方工程量計(jì)算2Part1.2.2場地平整土方工程量計(jì)算

場地平整就是將自然地面改造成人們所要求的平面.場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運(yùn)輸、排水及最高洪水水位等要求,并力求使場地內(nèi)土方挖填平衡且土方量最小.建筑工程項(xiàng)目施工前需要確定場地設(shè)計(jì)平面,并進(jìn)行場地平整。１.場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的初步確定小型場地平整如對場地標(biāo)高無特殊要求,一般可以根據(jù)平整前后土方量相等的原則求得設(shè)計(jì)標(biāo)高,但是這僅僅意味著把場地推平,使土方量和填方量相等、平衡,并不能從根本上保證土方量調(diào)配最小。建筑施工技術(shù)●土方工程量計(jì)算【案例分析】建筑施工技術(shù)

｜土方工程量計(jì)算練習(xí)2場地平整前的首要工作是()。A計(jì)算挖方量和填方量B確定場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高C選擇土方機(jī)械D擬訂調(diào)配方案【答案】B

計(jì)算場地設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),首先在場地的地形圖上根據(jù)要求的精度劃分邊長為１０~４０m的方格網(wǎng),如圖1-2-5所示,然后標(biāo)出各方格角點(diǎn)的自然標(biāo)高.各角點(diǎn)自然標(biāo)高可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標(biāo)高,用插入法求得,當(dāng)無地形圖或場地地形起伏較大(用插入法誤差較大)時(shí),可在地面用木樁打好方格網(wǎng),然后用儀器直接測出自然標(biāo)高。圖1-2-5按照挖填方平衡的原則,如圖1-2-5所示,場地設(shè)計(jì)標(biāo)高即為各個(gè)方格平均標(biāo)高的平均值,可按下式計(jì)算:

由于相鄰方格具有公共的角點(diǎn)標(biāo)高,在一個(gè)方格網(wǎng)中,某些角點(diǎn)是４個(gè)相鄰方格的公共角點(diǎn),其標(biāo)高需加４次;某些角點(diǎn)是３個(gè)相鄰方格的公共角點(diǎn),其標(biāo)高需加３次;而某些角點(diǎn)標(biāo)高僅需加２次;又如方格網(wǎng)４角的角點(diǎn)標(biāo)高僅需加１次,因此上式可改寫成式中H１———１個(gè)方格僅有的角點(diǎn)標(biāo)高(m);H２———２個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m);H３———３個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m);H４———４個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高(m).２.設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整根據(jù)上述公式計(jì)算出的設(shè)計(jì)標(biāo)高只是一個(gè)理論值,實(shí)際上還需要考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整:(１)土的可松性影響由于土壤具有可松性,即一定體積的土方開挖后體積會(huì)增大,為此需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高,以達(dá)到土方量的實(shí)際平衡.２.設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整(２)設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的各種填方工程(如場區(qū)上填筑路堤)會(huì)影響設(shè)計(jì)標(biāo)高的降低,

設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的各種挖方工程會(huì)影響設(shè)計(jì)標(biāo)高的提高(如開挖河道、水池、基坑等)。(３)根據(jù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果,將部分挖方就近棄于場外,或部分填方就近取于場外而引起挖、填土方量的變化后,需增、減設(shè)計(jì)標(biāo)高.３.考慮泄水坡度對設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響如果按照上式計(jì)算出的設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行場地平整,那么整個(gè)場地表面將處于同一個(gè)水平面;但實(shí)際上由于排水要求,場地表面均有一定的泄水坡度.因此,還需根據(jù)場地泄水坡度的要求(單面泄水或雙面泄水),計(jì)算出場地內(nèi)各方格角點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高.場地３.考慮泄水坡度對設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響(１)單向泄水時(shí),場地各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的求法（圖1-2-6).在考慮場內(nèi)挖填平衡的情況下,將上式計(jì)算出的設(shè)計(jì)標(biāo)高H０,作為場地中心線的標(biāo)高,場地內(nèi)任一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為圖１-2-6單向泄水坡度的場地(２)雙向泄水時(shí),場地各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高的求法圖1-2-7.H０為場地中心點(diǎn)標(biāo)高,場地內(nèi)任意一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高為圖１-2-7雙向泄水坡度的場地lx,ly———該點(diǎn)于x—y、y—y方向距場地中心線的距離;ix,iy———該點(diǎn)于x—x、y—y方向的泄水坡度.式中其余符號(hào)意義同前。圖１-2-7雙向泄水坡度的場地４.場地土方量的計(jì)算大面積場地平整的土方量通常采用方格網(wǎng)法計(jì)算,即根據(jù)方格網(wǎng)各方格角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高和實(shí)際采用的設(shè)計(jì)標(biāo)高,計(jì)算出相應(yīng)的角點(diǎn)挖填高度(施工高度),然后計(jì)算每一方格的土方量,并計(jì)算出場地邊坡的土方量。(１)計(jì)算各方格角點(diǎn)的施工高度.施工高度是設(shè)計(jì)地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高的差值,將各角點(diǎn)的施工高度填在方格網(wǎng)的右上角;設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然地面標(biāo)高分別標(biāo)注在方格網(wǎng)的右下角和左下角;方格網(wǎng)的左上角填的是角點(diǎn)編號(hào),如圖1-2-8所示.各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計(jì)算:式中hn———角點(diǎn)施工高度,即各角點(diǎn)的挖填高度,“＋”為挖,“－”為填;Hn———角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高(若無泄水坡度,即為場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高);H———各角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高.圖１-2-8角點(diǎn)標(biāo)注(２)計(jì)算零點(diǎn)位置.在一個(gè)方格網(wǎng)內(nèi)同時(shí)有填方或挖方時(shí),要先計(jì)算出方格網(wǎng)邊的零點(diǎn)位置.所謂“零點(diǎn)”,是指方格網(wǎng)邊線上不挖不填的點(diǎn).將零點(diǎn)位置標(biāo)注于方格網(wǎng)上,將各相鄰邊線上的零點(diǎn)連接起來,即為零線.零線是挖方區(qū)和填方區(qū)的分界線,零線求出后,場地的挖方區(qū)和填方區(qū)也隨之標(biāo)出.一個(gè)場地內(nèi)的零線不是唯一的,可能是一條,也可能是多條.當(dāng)場地起伏較大時(shí),零線可能出現(xiàn)多條。零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算:(３)計(jì)算方格土方工程量.按方格網(wǎng)底面積圖形,計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方或填方量.表內(nèi)公式是按各計(jì)算圖形底面積乘以平均施工高度而得出的,即平均高度法.(４)邊坡土方量的計(jì)量.圖1-2-9所示為一場地邊坡的平面示意圖.從圖中可以看出,邊坡的土方量可以劃分為兩種近似幾何形體計(jì)算:一種為三角棱錐體;另一種為三角棱柱體。圖1-2-9A１、A２、A０———邊坡④兩端及中部的橫斷面面積,算法同上(圖１-2-9所示剖面是近似表示,實(shí)際上地表面不完全是水平的).其計(jì)算公式如下:(５)計(jì)算土方總量.將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格的土方量和邊坡土方量匯總,即可得到場地平整挖(填)方的工程量.場地平整土方工程量計(jì)算3Part1.2.3土方調(diào)配１.土方調(diào)配的原則土方工程量計(jì)算完畢后,即可著手對土方進(jìn)行平衡與調(diào)配.土方的平衡與調(diào)配是土方規(guī)劃設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容三者之間的關(guān)系進(jìn)行綜合平衡處理,達(dá)到既使土方運(yùn)輸費(fèi)用最低又能方便施工的目的.１.土方調(diào)配的原則１.土方調(diào)配的原則(１)挖填方平衡和運(yùn)輸量最小.這樣可以降低土方工程的成本.然而,僅限于場地范圍的平衡,一般很難滿足運(yùn)輸量最小的要求,因此,還需根據(jù)場地和其周圍地形條件綜合考慮,必要時(shí)可在填方區(qū)周圍就近借土,或在挖方區(qū)周圍就近棄土,而不是只局限于場地以內(nèi)的挖填方平衡,這樣才能做到經(jīng)濟(jì)合理.１.土方調(diào)配的原則(２)近期施工與后期利用相結(jié)合.當(dāng)工程分期分批施工時(shí),先期工程的土方余額應(yīng)結(jié)合后期工程的需要而考慮其利用數(shù)量與堆放位置,以便就近調(diào)配.堆放位置的選擇應(yīng)為后期工程創(chuàng)造良好的工作面和施工條件,力求避免重復(fù)挖運(yùn).如先期工程有土方欠額時(shí),可由后期工程地點(diǎn)挖取.１.土方調(diào)配的原則(３)盡可能與大型地下建(構(gòu))筑物的施工相結(jié)合.當(dāng)大型建(構(gòu))筑物位于填土區(qū)而其基坑開挖的土方量又較大時(shí),為了避免土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸,該填土區(qū)暫時(shí)不予填土.待地下建(構(gòu))筑物施工之后再行填土,為此在填方保留區(qū)附近應(yīng)有相應(yīng)的挖方保留區(qū),或?qū)⒏浇诜焦こ痰挠嗤涟葱枰侠矶逊?以便就近調(diào)配.１.土方調(diào)配的原則(４)調(diào)配區(qū)大小的劃分應(yīng)滿足主要土方施工機(jī)械工作面大小(如鏟運(yùn)機(jī)鏟土長度)的要求,使土方機(jī)械和運(yùn)輸車輛的效率能得到充分發(fā)揮.總之,進(jìn)行土方調(diào)配,必須根據(jù)現(xiàn)場的具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方機(jī)械與施工方法,結(jié)合上述原則予以綜合考慮,從而做出經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案.２.劃分土方調(diào)配區(qū)劃分土方調(diào)配區(qū)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(１)調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)該與房屋和構(gòu)筑物的平面位置相協(xié)調(diào),并考慮它們的開工順序、工程的分期施工順序.(２)調(diào)配區(qū)的大小應(yīng)該滿足土方施工用主導(dǎo)機(jī)械(鏟運(yùn)機(jī)、挖土機(jī)等)的技術(shù)要求,如調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)該大于或等于機(jī)械的鏟土長度,調(diào)配區(qū)的面積最好和施工段的大小相適應(yīng).(３)調(diào)配區(qū)的范圍應(yīng)該和土方的工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)協(xié)調(diào),通常由若干個(gè)方格組成一個(gè)調(diào)配區(qū).(４)當(dāng)土方運(yùn)距較大或場區(qū)范圍內(nèi)土方不平衡時(shí),可考慮就近借土或就近棄土,這時(shí)一個(gè)借土區(qū)或一個(gè)棄土區(qū)都可作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)配區(qū).３.計(jì)算土方的平均運(yùn)距調(diào)配區(qū)的大小及位置確定后,便可計(jì)算各挖填調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距.當(dāng)用鏟運(yùn)機(jī)或推土機(jī)平土?xí)r,挖方調(diào)配區(qū)和填方調(diào)配區(qū)土方重心之間的距離,通常就是該挖填調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距.因此,確定平均運(yùn)距需先求出各個(gè)調(diào)配區(qū)土方的重心,并把重心標(biāo)在相應(yīng)的調(diào)配區(qū)圖上,然后用比例尺量出每對調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距即可.當(dāng)挖填方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠(yuǎn),采用汽車、自行式鏟運(yùn)機(jī)或其他運(yùn)土工具沿工地道路或規(guī)定線路運(yùn)輸時(shí),其運(yùn)距可按實(shí)際計(jì)算.４.進(jìn)行土方調(diào)配(１)做初始方案.用“最小元素法”求出初始調(diào)配方案.所謂“最小元素法”,即對運(yùn)距最小(Cij對應(yīng))的Xij,優(yōu)先并最大限度地供應(yīng)土方量,如此依次分配,使Cij最小的那些方格內(nèi)的Xij值盡可能取大值,直至土方量分配完為止.需注意的是,這只是優(yōu)先考慮“最近調(diào)配”,所求得的總運(yùn)輸量是較小的,但這并不能保證總運(yùn)輸量最小,因此,需判別它是否為最優(yōu)方案.“最小元素法”運(yùn)價(jià)最小的優(yōu)先調(diào)運(yùn)，即從單位運(yùn)價(jià)中最小的運(yùn)價(jià)開始確定供銷關(guān)系，然后次小，一直到給出初始基本可行解為止。第一步：列出運(yùn)價(jià)表和調(diào)運(yùn)物資平衡表。運(yùn)用表上作業(yè)法時(shí)，首先要列出被調(diào)運(yùn)物資的運(yùn)價(jià)表和運(yùn)用表上作業(yè)法時(shí)，首先要列出被調(diào)運(yùn)物資的運(yùn)價(jià)表和供需平衡表（簡稱平衡表）“最小元素法”第二步：編制初始調(diào)運(yùn)方案。首先，在運(yùn)價(jià)表中找出最小的數(shù)值，若出現(xiàn)幾個(gè)同為最小，則任取其中一個(gè)。可見A2B1最小，數(shù)值為1，這表示先將A2產(chǎn)品供應(yīng)給B1是最便宜的，故應(yīng)給C21所對應(yīng)的變量x21以盡可能大的數(shù)值。顯然x21=min{4,3}=3。在表4中的A2B1處填上“3”。B1列被滿足，已不需要A1和A3再向它供貨，故運(yùn)價(jià)表2中的第一列數(shù)字已不起作用，因此將原運(yùn)價(jià)表1中的第一列劃去，并標(biāo)注①（不標(biāo)注可也，標(biāo)注可看出是第幾步劃去的）。“最小元素法”然后，在運(yùn)價(jià)表中未劃去的元素中找最小運(yùn)價(jià)A2B3=2，讓A2盡量供應(yīng)滿足B3的需要，由于A2的4已經(jīng)供應(yīng)了3T給B1，最多只能供應(yīng)1T給B3。于是在平衡表的A2B3格中填上“1”；相應(yīng)地由于A2所生產(chǎn)的產(chǎn)品已全部供應(yīng)完畢，因此，在運(yùn)價(jià)表中與A2同行的運(yùn)價(jià)也不再起作用，所以也將它們劃去，并標(biāo)注②。仿照上面的做法，一直做下去，就可以得到表4?！白钚≡胤ā贝藭r(shí)，在運(yùn)價(jià)表中只有A1B4對應(yīng)的運(yùn)價(jià)10沒有劃掉，而B4尚有3T需求，為了滿足供需平衡，所以最后在平衡表上對應(yīng)A1B4處應(yīng)填入“3”，這樣就得到表5?！白钚≡胤ā毙枰⒁獾氖牵鳛槌跏挤桨傅恼{(diào)運(yùn)方案，其填有數(shù)字的方格數(shù)應(yīng)是供應(yīng)點(diǎn)個(gè)數(shù)加需求點(diǎn)個(gè)數(shù)之和再減1，即（m+n-1），即表上作業(yè)法要尋求的基變量是（m+n-1）個(gè)。當(dāng)遇到退化情形同時(shí)劃掉一行一列的時(shí)候，需要進(jìn)行補(bǔ)0，使基變量保持在（m+n-1）個(gè)，這是能讓初始方案進(jìn)行檢驗(yàn)與調(diào)整的前提。“最小元素法”第三步：初始方案的檢驗(yàn)與調(diào)整。應(yīng)用最小元素法編制初始調(diào)運(yùn)方案，這里的“最小”系指局部而言，就整體考慮的運(yùn)費(fèi)不見得一定是最小的，有時(shí)按照某一最小單位運(yùn)價(jià)優(yōu)先安排物品調(diào)運(yùn)是，卻可能導(dǎo)致不得不采用運(yùn)費(fèi)很高的其他供銷點(diǎn)對，從而使整個(gè)運(yùn)輸費(fèi)用增加。因此得到了運(yùn)輸問題的初始基可行解之后，即對應(yīng)這個(gè)解進(jìn)行最優(yōu)性判別，看它是不是最優(yōu)解。，改進(jìn)初始基本可行解有兩種最常用的方法：閉回路法和對偶變量法（位勢法）。４.進(jìn)行土方調(diào)配(２)判別最優(yōu)方案.只有所有檢驗(yàn)數(shù)λj≥０,初始方案才為最優(yōu)解.“表上作業(yè)法”中求檢驗(yàn)數(shù)λj的方法有“閉回路法”與“位勢法”.“位勢法”較“閉回路法”簡便,因此這里只介紹用“位勢法”求檢驗(yàn)數(shù).檢驗(yàn)時(shí),首先將初始方案中有調(diào)配數(shù)方格的平均運(yùn)距列出來,然后根據(jù)這些數(shù)字的方格,按下式求出兩組位勢數(shù)ui(i＝１,２,…,m)和νj(j＝１,２,…,n)如果求得的檢驗(yàn)數(shù)均為正數(shù),則說明該方案是最優(yōu)方案;否則,該方案就不是最優(yōu)方案.(３)方案調(diào)整.１)先在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個(gè)(可選最小).２)找出這個(gè)數(shù)的閉合回路.做法如下:從這個(gè)數(shù)出發(fā),沿水平或垂直方向前進(jìn),遇到適當(dāng)?shù)挠袛?shù)字的方格做９０°轉(zhuǎn)彎(也可不轉(zhuǎn)),然后繼續(xù)前進(jìn),直至回到出發(fā)點(diǎn).３)從回路中某一格出發(fā),