土方工程量计算(含计算案例)
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1.2 土方工程量计算
在土方工程施工前,必须计算土方的工程量。但是各种土方工程的外形有时很复杂,而且不规则。一般情况下,将其划分成为一定的几何形状,采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。
1.2.1 基坑和基槽土方工程量计算 1.基坑
基坑土方量可按立体几何中的拟柱体体积公式计算(图1-2)。即:
)4(6
201A A A H
V ++=
(1-9) 式中 H —基坑深度(m ); 1A 、2A —基坑上、下的底面积(m 2)
0A —基坑中截面的面积(m 2)
图1-2 基坑土方量计算 2.基槽
基槽和路堤管沟的土方量可以沿长度方向分段后,再用同样方法计算(图1-3)。即:
)4(6
201A A A L V i
i ++=
(1-10) 式中 i V —第i 段的土方量(m 3);
i L —第i 段的长度(m )。
将各段土方量相加即得总土方量总V :
∑=i V V 总
图 1-3 基槽土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
场地平整是将现场平整成施工所要求的设计平面。场地平整前,首先要确定场地设计标高,计算挖、填土方工程量,确定土方平衡调配方案,并根据工程规模,施工期限,土的性质及现有机械设备条件,选择土方机械,拟订施工方案。
1.场地设计标高的确定
确定场地设计标高时应考虑以下因素: ①满足建筑规划和生产工艺及运输的要求; ②尽量利用地形,减少挖填方数量;
③场地内的挖、填土方量力求平衡,使土方运输费用最少; ④有一定的排水坡度,满足排水要求。 场地的设计标高一般应在设计文件中规定,如果设计文件对场地设计标高无明确规定和特殊要求,可参照下述步骤和方法确定: (1)初步计算场地设计标高
初步计算场地设计标高的原则是场地内挖、填方平衡,即场地内挖方总量等于填方总量。如图1-4所示,将场地地形图划分为边长 a=10~20m 的若干个方格。每个方格的角点标高,在地形平坦时,可根据地形图上相邻两条等高线的高程,用插入法求得;当地形起伏较大(用插入法有较大误差)或无地形图时,则可在现场用木桩打好方格网,然后用测量的方法求得。 按照挖、填平衡原则,场地设计标高可按下式计算:
(a ) (b ) 图1-4 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-自然地面;3-设计标高平面;4-自然地面与设计标高平面的交线(零线)
)4
(22
2112112
20H H H H a Na H +++=∑ (1-11)
根据式(1-11)可以推得:
N
H H H H
H 4)(22211211
0∑+++=
(1-12a )
由图1-4可见,11H 是一个方格的角点标高;12H 、21H 是相邻两个方格公共角点标高;22H 则是相邻的四个方格的公共角点标高。如果将所有方格的四个角点标高相加,则类似11H 这样的角点标高只加一次,类似12H 的角点标高加两次,类似22H 的角点标高要加四次。因此,
上式可以改写为:
N
H H H H
H 44324
321
0∑∑∑∑+++=
(1-12b )
式中 1H —一个方格独有的角点标高;
2H —两个方格共有的角点标高; 3H —三个方格共有的角点标高;
4H —四个方格共有的角点标高。
(2)场地设计标高的调整
按照式(1-12a )或(1-12b )计算的设计标高0H 是一个纯粹的理论值,实际上还需要考虑以下因素进行调整:
1)土的可松性影响。由于土具有可松性,如果按挖填平衡计算得到的场地设计标高进行挖填施工,回填土多少会有富裕,特别是当土的最后可松性系数较大时,回填土更不容忽视,所以必要时可相应的提高设计标高。
2)借土和弃土的影响。经过经济比较后将部分挖方就近弃于场外,部分填方就近从场外取土,从而引起挖填土方量的变化,需相应调整设计标高。 3)考虑泄水坡度对角点设计标高的影响。
按上述计算及调整后的场地设计标高进行场地平整时,则整个场地将处于同一水平面,但实际上由于排水的要求,场地表面均应有一定的泄水坡度。因此,应根据场地泄水坡度的要求(单向泄水或双向泄水),计算出场地内各方格角点实际施工时所采用的设计标高。 ①单向泄水时,场地各点设计标高的计算
场地采用单向泄水时,以计算出的设计标高0H 作为场地中心线(与排水方向垂直的中心线)的标高(图1-5),场地内任意一点的设计标高为:
li H H n ±=0 (1-13)
式中 n H —场地内任一点的设计标高;
l —该点至场地中心线的距离;
i —场地泄水坡度(不小于2‰)
。 例如:图1-5中52H 点的设计标高为:
ai H li H H 5.10052-=-=
图1-5 单向泄水坡度的场地
②双向泄水时,场地各点设计标高的计算
场地采用双向泄水时,以0H 作为场地中心点的标高(图1-6),场地内任意一点的设计标高为:
y y x x n i l i l H H ±±=0 (1-14)
式中 x l 、y l —该点对场地中心线y y -、x x -的距离;
x i 、y i —x x -、y y -方向的泄水坡度。
例如:图1-6中场地内42H 点的设计标高为:
y x ai ai H H 5.05.1-042-=
图1-6 双向泄水坡度的场地
2.场地土方量的计算
场地挖填土方量计算有方格网法和横截面法两种。横截面法是将要计算的场地划分成若干横