场地平整的程序及土方量的计算

工程场地平整

一、场地平整的程序

场地平整是将需进行建筑范围内的自然地面，通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需要的平面，以利现场平面布置和文明施工。在工程总承包施工中，三通一平工作常常是由施工单位来实施，因此场地平整也成为工程开工前的一项重要内容。

场地平整要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求，并尽量使土方的挖填平衡，减少运土量和重复挖运。

场地平整为施工中的一个重要工程，它的一般施工工艺程序安排是：现场勘察→去除地面障碍物→标定整平范围→设置水准基点→设置方格网，测量标高→计算土方挖填工程量→平整土方→场地碾压→验收。

当确定平整工程后，施工人员首先应到现场进行勘察，了解场地地形、地貌和周围环境。根据建筑总平面图及规划了解并确定现场平整场地的大致范围。

平整前必须把场地平整范围内的障碍物如树木、电线、电杆、管道、房屋、坟墓等清理干净，然后根据总图要求的标高，从水准基点引进基准标高作为确定土方量计算的基点。

土方量的计算有方格网法和横截面法，可根据地形具体情况采用。现场抄平的程序和方法由确定的计算方法进行。通过抄平测量，可计算出该场地按设计要求平整需挖土和回填的土方量，再考虑根底开挖还有多少挖出〔减去回填〕的土方量，并进行挖填方的平衡计算，做好土方平衡调配，减少重复挖运，以节约运费。

大面积平整土方宜采用机械进行，如用推土机、铲运机推运平整土方；有大量挖方应用挖土机等进行。在平整过程中要交错用压路机压实。

平整场地的一般要求如下：

1．平整场地应做好地面排水。平整场地的外表坡度应符合设计要求，如设计无要求时，一般应向排水沟方向作成不小于0.2％的坡度。

2．平整后的场地外表应逐点检查，检查点为每100~400m2取1点，但不少于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边不少于1点，其质量检验标准应符合表6-46的要求。

3．场地平整应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。平面控制桩和水准控制点应采取可靠措施加以保护，定期复测和检查；土方不应堆在边坡边缘。

二、场地平整的土方量计算

场地平整前，要确定场地设计标高，计算挖填土方量以便据此进行土方挖填平衡计算，确定平衡调配方案，并根据工程规模、施工期限、现场机械设备条件，选用土方机械，拟定施工方案。

1．场地平整高度的计算

对较大面积的场地平整，正确地选择场地平整高度〔设计标高〕，对节约工程投资、加快建设速度均具有重要意义。一般选择原那么是：在符合生产工艺和运输的条件下，尽量利用地形，以减少挖方数量；场地内的挖方与填方量应尽可能到达互相平衡，以降低土方运输费用；同时应考虑最高洪水位的影响等。

场地平整高度计算常用的方法为“挖填土方量平衡法〞，因其概念直观，计算简便，精度能满足工程要求，应用最为广泛，其计算步骤和方法如下：

〔1)计算场地设计标高

如图6-2〔a〕，将地形图划分方格网〔或利用地形图的方格网〕，每个方格的角点标高，一般可根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得。当无地形图时，亦可在现场打设木桩定好方格网，然后用仪器直接测出。

图6-2场地设计标高计算简图

〔a〕地形图上划分方格；〔b)设计标高示意图 1-等高线；2-自然地坪；3-设计标高平面；4-自然地面与设计标高平面的交线〔零线〕

一般要求是，使场地内的土方在平整前和平整后相等而到达挖方和填方量平衡，如图6-2〔b〕。设到达挖填平衡的场地平整标高为H0，那么由挖填平衡条件，H0值可由下式求得：

NHHHHH443243210 〔6-5)

式中 a——方格网边长〔m〕；

N——方格网数〔个〕；

H11…H22——任一方格的四个角点的标高〔m〕；

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〕；

H3——三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〕考虑设计标高的调整值

上式计算的H0，为一理论数值，实际尚需考虑：1)土的可松性；2)设计标高以下各种填方工程用土量，或设计标高以上的各种挖方工程量；3)边坡填挖土方量不等；4)局部挖方就近弃土于场外，或局部填方就近从场外取土等因素。考虑这些因素所引起的挖填土方量的变化后，适当提高或降低设计标高。

(3)考虑排水坡度对设计标高的影响

式〔6-5)计算的H0未考虑场地的排水要求〔即场地外表均处于同一个水平面上〕，实际均应有一定排水坡度。如场地面积较大，应有2‰以上排水坡度，尚应考虑排水坡度对设计标高的影响。故场地内任一点实际施工时所采用的设计标高H0〔m〕可由下式计算：

单向排水时 Hn＝H0＋l·i 〔6-6)

双向排水时 H＝H0±lxix±lyiy 〔6-7)

式中 z——该点至H0的距离〔m〕；

i——x方向或y方向的排水坡度〔不少于2‰〕；

lx、ly——该点于x-x、y-y方向距场地中心线的距离〔m〕；

ix、iy——分别为x方向和y方向的排水坡度； ±——该点比H0高那么取“＋〞号，反之取“－〞号。

2．场地平整土方工程量的计算

在编制场地平整土方工程施工组织设计或施工方案、进行土方的平衡调配以及检查验收土方工程时，常需要进行土方工程量的计算。计算方法有方格网法和横断面法两种。

〔1)方格网法

用于地形较平缓或台阶宽度较大的地段。计算方法较为复杂，但精度较高，其计算步骤和方法如下：

1)划分方格网

根据已有地形图〔一般用1：500的地形图〕将欲计算场地划分成假设干个方格网，尽量与测量的纵、横坐标网对应，方格一般采用20m×20m或40m×40m，将相应设计标高和自然地面标高分别标注在方格点的右上角和右下角。将自然地面标高与设计地面标高的差值，即各角点的施工高度〔挖或填〕，填在方格网的左上角，挖方为〔－〕，填方为〔＋〕。

2〕计算零点位置

在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线〔即零线〕。

零点的位置按下式计算〔图6-3〕：

ahhhx2111 ahhhx2122 〔6-8〕

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〔m〕，均用绝对值；

a——方格网的边长〔m〕。

图6-3 零点位置计算示意图

图6-4 零点位置图解法

为省略计算，亦可采用图解法直接求出零点位置，如图6-4所示，方法是用尺在各角上标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。这种方法可防止计算〔或查表〕出现的错误。

3)计算土方工程量

按方格网底面积图形和表6-31所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或填方量，或用查表法计算，有关计算用表见表6-31。

常用方格网点计算公式 表6-31

注：1.a——方格网的边长〔m〕；b、c——零点到一角的边长〔m〕；h1、h2、h3、h4——方格网四角点的施工高程〔m〕，用绝对值代入；Σh——填方或挖方施工高程的总和〔m〕，用绝对值代入；V——挖方或填方体积〔m3〕。

2.本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程而得出的。

4〕计算土方总量

将挖方区〔或填方区〕所有方格计算土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。

(2〕横截面法

横截面法适用于地形起伏变化较大地区，或者地形狭长、挖填深度较大又不规那么的地区采用，计算方法较为简单方便，但精度较低。其计算步骤和方法如下：

1〕划分横截面

根据地形图、竖向布置或现场测绘，将要计算的场地划分横截面AA'、BB'、CC"……〔图6-6)，使截面尽量垂直于等高线或主要建筑物的边长，各截面间的间距可以不等，一般可用10m或20m，在平坦地区可用大些，但最大不大于100m。

图6-6 画横截面示意图

1-自然地面；2-设计地面

2〕画横截面图形

按比例绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积，即为挖方或填方的截面。

3)计算横截面面积

按表6-32横截面面积计算公式，计算每个截面的挖方或填方截面面积。

常用截断面计算公式 表6-32

4)计算土方量

根据横截面面积按下式计算土方量：

sAAV221 (6-9)

式中 V——相邻两横截面间的土方量〔m3〕； A1、A2——相邻两横截面的挖〔－〕〔或填〔＋〕〕的截面积〔m2〕；

s——相邻两横截面的间距〔m〕。

5〕土方量汇总

按表6-33格式汇总全部土方量。

土方量汇总表 表6-33

截面 填方面积

〔m2〕 挖方面积

〔m2〕 截面间距

〔m) 填方体积

〔m3〕 挖方体积

〔m3〕

A-A'

B-B'

C-C'

合计

3．边坡土方量计算

用于平整场地、修筑路基、路堑的边坡挖、填土方量计算，常用图算法。

图算法系根据地形图和边坡竖向布置图或现场测绘，将要计算的边坡划分为两种近似的几何形体〔图6-7)，一种为三角棱体〔如体积①~③、⑤~⑪〕；另一种为三角棱柱体〔如体积④〕，然后应用表6-34几何公式分别进行土方计算，最后将各块汇总即得场地总挖土〔－〕、填土〔＋〕的量。

图6-7 场地边坡计算简图 常用边坡三角棱体、棱柱体计算公式 表6-34

4．土方的平衡与调配计算

计算出土方的施工标高、挖填区面积、挖填区土方量，并考虑各种变动因素〔如土的松散率、压缩率、沉降量等〕进行调整后，应对土方进行综合平衡与调配。土方平衡调配工作是土方规划设计的一项重要内容，其目的在于使土方运输量或土方运输本钱为最低的条件下，确定填、挖方区土方的调配方向和数量，从而到达缩短工期和提高经济效益的目的。

进行土方平衡与调配，必须综合考虑工程和现场情况、进度要求和土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题，经过全面研究，确定平衡调配的原那么之后，才可着手进行土方平衡与调配工作，如划分土方调配区，计算土方的平均运距、单位土方的运价，确定土方的最优调配方案。

〔1)土方的平衡与调配原那么

1)挖方与填方根本到达平衡，减少重复倒运。

2)挖〔填〕方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。

3)好土应用在回填密实度要求较高的地区，以防止出现质量问题。

4)取土或弃土应尽量不占农田或少占农田，弃土尽可能有规划地造田。