方格网法计算土方量教材及例题
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网格法计算土方量案例例题展开全文大家好,总图设计博客今天给大家来一个网格土方计算案例,以具体的实际工程来讲解怎么用飞时达土方计算软件里的网格法来计算土方,案例及其典型,相信大家只要看了我给的这个网格土方计算案例,在以后的工程中,土方计算都将变得很简单,计算结果很精确。
免费下载:飞时达土方计算软件FastTFT(网格法),具体的授权码免费获取的哦。
1、转换DWG格式的地形图,主要有高程点、等高线(如果没有DWG格式的,也可以有全站仪文件、光栅地形矢量化等表达地形的数据)拿到地形图,我首要任务就是转换高程点、等高线(带Z值),可以找到土方软件FastTFT-【原始数据】-【地形数据】-【数据转换】-【高程点转换】和【有高程点等高线转换】这两个命令,转换高程点和等高线,如果你的等高线没有Z值,可以用【无高程等高线转换】命令转换无Z值的等高线,切记:最后还需要执行【等高线离散化】命令,把转换后的等高线离散化成离散点,因为后面计算土方都是基于离散点高程的。
提供的原始的DWG的地形图地形图局部放大转换后的地形图2、确定土方计算的范围,找到菜单【方格网法】---【确定计算范围】--【绘制区域】、【划分区块】(图中的红色线就是土方计算的范围线)划分好土方计算的范围3、布置方格网,找到菜单【方格网法】---【自动布置方格网】4、采集地形标高到网格交叉点上,找到菜单【方格网法】---【采集自然标高】采集地形标高后的局部放大图5、设计标高的提供:(可选) A、提供设计等高线和离散点,用软件计算获得。
B、不提供设计标高,通过软件的土方优化功能,计算后获得设计标高。
C、可提供控制点和坡度,用软件计算获得。
此次我们就优化平衡到水平面吧,找到菜单【方格网法】---【确定设计标高】--【优化设计标高】确定土方设计标高后的局部放大图6、土方范围边界放坡(看设计要求,并不是一定要做的步骤),可以绘制单级坡和多级坡,而且还有转角处放坡的精细化处理。
建筑工程技术土方量(方格网)计算一、方格网识图: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: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)/4MH1--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 ± Li②双向排水时,各方格角点设计标高为:Hn = H0 ± Lx ix ± L yi y3.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.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:式中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。
一、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: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)/4MH1--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 ±Li②双向排水时,各方格角点设计标高为:Hn = H0± Lx ix± L yi y3.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.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:式中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。
一、读识方格网图方格网图山设计单位(一般在1:500的地形图[:)将场地划分为边长沪10〜40m的若干方格,9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fl然地而标岛(11)和设计标局(Hn),如图1-3所示./備匸扁厦$0 3043 65、设计杯崗图1-3方格网法计算土方工程量图二、场地平報土方计算考虑的因索:①满足生产「•艺和运输的要求;②尽量利用地形,减少挖填方数虽:③争取在场区内挖填平衡,降低运输费:④仃一定泄水坡度,满足搏水要求.⑤场地设计标高一般在设计文件匕观定,如无规定: •0 84 43 8338WM:角点血号、74335堆仰杯倚/A3%oA. 小型场地一一挖填平衡法:B. 大型场地一一最住平面设计法(用最小一乘法,使挖填平衡H.总十•方量最小)。
1、初步标裔(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。
场地初步标岛:“)=(工〃"2丫/03丫/小4力朋)/4〃//I--------- 个方格所仅仃角点的标高:虫、加、用一一分别为两个、三个、四个方格共用角点的标窩•H—方格个数.2、地设计标高的调整按泄水坡度、十•的可松竹:、就近借弃十•等调整.按泄水坡度凋整乞角点设计•标岛:①单向押水时,各方格角点设计标高为:Hn = HO ± Li②双向Ml:水时,各方格角点设计标為为:Hn HO ± Lx ix ± L yi y3. 计算场地齐个角点的施工高度施「•崗度为角点设计地面标崗与□然地面标岛Z券,绘以角点设计标岛为坍准的挖方或填方的施丁岛度.齐方格角点的俺丁高度按卜式计算:h厂H " - H式中hn -------------角点施丁鬲度即填挖高度(以“ + ”为填,“-”为挖),m:n----------方格的角点编号(自然数列1, 2, 3,…,n).Hrr-——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-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省点位置寥点位置按卜式计筛:心%舛+爲式中xl、x2 —角点至冬点的距离,m:hl、h2 —相邻两角点的施丁高度(均用绝对值),m:a 一方格网的边长,m.5. 计算方格土方丁.程竄按方格底面枳图形和表1-3所列计算公式,逐格计算每个方格内的挖方显或填方量.表1-3常用方格网点计算公式6.场地的挖方区和填方区的边沿都乔要做成边披,以保讹挖方十•堂和填方区的稳定。
方格网法土方量计算书计算依据:《建筑施工计算手册》第三版江正荣编著一、基本参数单位(m)1、场地设计标高的计算H0=(∑H1+2∑H2+4∑H4)/(4LW)=(44.7+2×220.09+4×273.79)/(4×6×6)=10.97m H1:一个方格共有的角点标高(m);H2:二个方格共有的角点标高(m);H4:四个方格共有的角点标高(m);2、考虑排水坡度影响后各个角点的标高计算取中心位置为H0;各角点的设计标高计算如下,双向排水H nm=H0±l x i x±l y i yl x、l y:角点于纵、横方向距离场地中心线的距离;i x、i y:场地纵、横方向排水坡度;±:角点比H0高则取"+"号,反之则取"-"号。
H11=10.97-20×3×0.002-20×3×0.003=10.67m同理可得其他角点设计标高,结果见下表:单位(m)1、方格网角点设计标高表单位(m)2根据各角点的设计标高和原始标高,计算各角点的施工高度,近而计算出各方格的零线,如下图所示:方格网法计算图由图可知,第1、3、8、15、17、20、22、23、25、32、33方格为两点挖方1方格中:填方量:V+=a(b+c)∑h/8=20×(10+12.667)×0.55/8=31.167m3挖方量:V-=a(d+e)∑h/8=20×(10+7.333)×0.39/8=16.9m3同理可得其余两点挖方方格的挖填方量,列于下表:方格号 1 3 8 15 17 20 22 23 25 32 33填方量31.167 5.372 12.784 38.4 71.396 29.841 23.027 26.256 5.2 11.88 4.105 V+(m3)挖方量16.9 19.264 14.741 20.205 0.77 5.08 14.004 6.747 57.182 39.04 60.403 V-(m3)第5、7、9、11、14、16方格为一点挖方5方格中:填方量:V+=(a2-bc/2)∑h/5=(202-4.231×8.462/2)×0.97/5=74.127m3挖方量:V-=bc∑h/6=4.231×8.462×0.11/6=0.656m3同理可得其余一点挖方方格的挖填方量,列于下表:第12、12方格中:填方量:V+=bc∑h/6=16.667×18.75×0.15/6=7.813m3挖方量:V-=(a2-bc/2)∑h/5=(202-16.667×18.75/2)×0.22/5=10.725m3同理可得其余三点挖方方格的挖填方量,列于下表:6方格中:填方量:V+=a2(h43/((h4+h2)(h4+h3))+h13/((h1+h2)(h1+h3)))/6=202×(0.153/((0.15+0.11)×(0.15+0.03) )+0.133/((0.13+0.11)×(0.13+0.03)))/6=8.622m3挖方量:V-=a2(2h2+2h3-h4-h1)/6+V+=202×(2×0.11+2×0.03-0.15-0.13)/6+8.622=8.622m3 同理可得其余相对两点挖方方格的挖填方量,列于下表:第4、10、13、194方格中:填方量:V+=a2(h4+h1+h2+h3)/4=202×(0.03+0.13+0.41+0.41)/4=98m3 挖方量:V-=0m3同理可得其余四点填方方格的挖填方量,列于下表:第2、21、27、2方格中:填方量:V+=0m3挖方量:V-=a2(h4+h1+h2+h3)/4=202×(0.22+0.17+0.22+0.07)/4=68m3 同理可得其余四点挖方方格的挖填方量,列于下表:3全部填方量:∑V+=1055.785m3全部挖方量:∑V-=1127.969m3。
一、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;
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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:
A. 小型场地一一挖填平衡法;
B. 大型场地一一最佳平面设计法(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=(E H1+2E H2+3E H3+4E H4)/(4*M)
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 士Li
②双向排水时,各方格角点设计标高为:Hn = H0 士Lx ix 士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:
h n= H n- H
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. 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).
零点位置按下式计算:
hl、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
式中x1、x2——角点至零点的距离,m
;
hy
图1-4 零点位置
项冃
图式 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。
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〜(11)); 另一种为三角棱柱体(图1-6中④).
一点填方或挖方 (三角形)
两卢.填方或挖方
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三点填方威掐方 {五角形)
四点填方战掐方 (正方形)
图1-6 场地边坡平面图
A 三角棱锥体边坡体积
式中11 ――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,口=宽/高.
B 三角棱柱体边坡体积
^_4+4
两端横断面面积相差很大的情况下,边坡体积
式中14 ――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20MX 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:
⑵ 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=4.55(m) x1=13.10(m) x1=7.69(m)
x1=8.89(m)
h1=251.50-251.40=0.10m h3=251.38-250.85=0.53m h5=251.56-251.90=-0.34m h7=251.44-251.28=0.16m h9=251.62-252.45=-0.83m h11=251.50-251.70=-0.20m
h2=251.44-251.25=0.19m h4=251.32-250.60=0.72m h6=251.50-251.60=-0.10m h8=251.38-250.95=0.43m h10=251.56-252.00=-0.44m h12=251.46-251.40=0.06m
0.06
0 43
0 72
1 — 5线
2 — 6线 6 — 7线 7 — 11
11 —12 线
x1=15.38(m)
图1-8
施工高度及零线位置
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.方格皿、W底面为正方形,土方量为:
V皿(+)=202/4 X (0.53+0.72+ 0.16+0.43)=184(m3)
V W( - )=202/4 X (0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)
方格I底面为两个梯形,土方量为:
V I (+)=20/8 X (4.55+13.10) X (0.10+0.19)=12.80(m3)
V I( - )=20/8 X (15.45+6.90) X (0.34+0.10)=24.59(m3)
方格底面为三边形和五边形,土方量为:
V H (+)=65.73 (m3)
V H( -)=0.88 (m3)
V V (+)=2.92 (m3)
V V( -)=51.10 (m3)
V W (+)=40.89 (m3)
V W( -)=5.70 (m3)
方格网总填方量:
E V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3)
方格网总挖方量:
E 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:
V①(+)=0.003 (m3)
V②(+)=V ③(+)=0.0001 (m3)
V④(+)=5.22 (m3)
V⑤(+)=V ⑥(+)=0.06 (m3)
V⑦(+)=7.93 (m3)
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图1-9 场地边坡平面图
V⑧(+)=V ⑨(+)=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:
E V(+)=0.003+0.0001+5.22+2 X 0.06+7.93+2 X 0.01+0.01=13.29(m3)
边坡总挖方量:
E V(-)=2.03+2 X 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
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.
400 n* 500。