[最新]土方工程場地平整培訓講義

1、6-1-6 工程場地平整6-1-6-1 場地平整的程序場地平整是將需進行建筑范圍內(nèi)的自然地面,通過人工或機械挖填平整改造成為設(shè)計所需要的平面,以利現(xiàn)場平面布置和文明施工。在工程總承包施工中,三通一平工作常常是由施工單位來實施,因此場地平整也成為工程開工前的一項重要內(nèi)容。場地平整要考慮滿足總體規(guī)劃、生產(chǎn)施工工藝、交通運輸和場地排水等要求,并盡量使土方的挖填平衡,減少運土量和重復挖運。場地平整為施工中的一個重要項目,它的一般施工工藝程序安排是:現(xiàn)場勘察清除地面障礙物標定整平范圍設(shè)置水準基點設(shè)置方格網(wǎng),測量標高計算土方挖填工程量平整土方場地碾壓驗收。當確定平整工程后,施工人員首先應(yīng)到現(xiàn)場進行勘察,了

2、解場地地形、地貌和周圍環(huán)境。根據(jù)建筑總平面圖及規(guī)劃了解并確定現(xiàn)場平整場地的大致范圍。平整前必須把場地平整范圍內(nèi)的障礙物如樹木、電線、電桿、管道、房屋、墳?zāi)沟惹謇砀蓛?然后根據(jù)總圖要求的標高,從水準基點引進基準標高作為確定土方量計算的基點。土方量的計算有方格網(wǎng)法和橫截面法,可根據(jù)地形具體情況采用?，F(xiàn)場抄平的程序和方法由確定的計算方法進行。通過抄平測量,可計算出該場地按設(shè)計要求平整需挖土和回填的土方量,再考慮基礎(chǔ)開挖還有多少挖出(減去回填)的土方量,并進行挖填方的平衡計算,做好土方平衡調(diào)配,減少重復挖運,以節(jié)約運費。大面積平整土方宜采用機械進行,如用推土機、鏟運機推運平整土方；有大量挖方應(yīng)用挖土機

3、等進行。在平整過程中要交錯用壓路機壓實。平整場地的一般要求如下:1平整場地應(yīng)做好地面排水。平整場地的表面坡度應(yīng)符合設(shè)計要求,如設(shè)計無要求時,一般應(yīng)向排水溝方向作成不小于0.2的坡度。2平整后的場地表面應(yīng)逐點檢查,檢查點為每100400m2取1點,但不少于10點；長度、寬度和邊坡均為每20m取1點,每邊不少于1點,其質(zhì)量檢驗標準應(yīng)符合表6-46的要求。3場地平整應(yīng)經(jīng)常測量和校核其平面位置、水平標高和邊坡坡度是否符合設(shè)計要求。平面控制樁和水準控制點應(yīng)采取可靠措施加以保護,定期復測和檢查；土方不應(yīng)堆在邊坡邊緣。6-1-6-2 場地平整的土方量計算場地平整前,要確定場地設(shè)計標高,計算挖填土方量以便據(jù)此

4、進行土方挖填平衡計算,確定平衡調(diào)配方案,并根據(jù)工程規(guī)模、施工期限、現(xiàn)場機械設(shè)備條件,選用土方機械,擬定施工方案。1場地平整高度的計算對較大面積的場地平整,正確地選擇場地平整高度(設(shè)計標高),對節(jié)約工程投資、加快建設(shè)速度均具有重要意義。一般選擇原則是:在符合生產(chǎn)工藝和運輸?shù)臈l件下,盡量利用地形,以減少挖方數(shù)量；場地內(nèi)的挖方與填方量應(yīng)盡可能達到互相平衡,以降低土方運輸費用；同時應(yīng)考慮最高洪水位的影響等。場地平整高度計算常用的方法為“挖填土方量平衡法”,因其概念直觀,計算簡便,精度能滿足工程要求,應(yīng)用最為廣泛,其計算步驟和方法如下:(1)計算場地設(shè)計標高如圖6-2(a),將地形圖劃分方格網(wǎng)(或利用地

5、形圖的方格網(wǎng)),每個方格的角點標高,一般可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標高,用插入法求得。當無地形圖時,亦可在現(xiàn)場打設(shè)木樁定好方格網(wǎng),然后用儀器直接測出。圖6-2場地設(shè)計標高計算簡圖(a)地形圖上劃分方格；(b)設(shè)計標高示意圖1-等高線；2-自然地坪；3-設(shè)計標高平面；4-自然地面與設(shè)計標高平面的交線(零線)一般要求是,使場地內(nèi)的土方在平整前和平整后相等而達到挖方和填方量平衡,如圖6-2(b)。設(shè)達到挖填平衡的場地平整標高為H0,則由挖填平衡條件,H0值可由下式求得: (6-5)式中 a方格網(wǎng)邊長(m)；N方格網(wǎng)數(shù)(個)；H11H22任一方格的四個角點的標高(m)；H1一個方格共有的角點標高(m

6、)；H2二個方格共有的角點標高(m)；H3三個方格共有的角點標高(m)；H4四個方格共有的角點標高(m)。(2)考慮設(shè)計標高的調(diào)整值上式計算的H0,為一理論數(shù)值,實際尚需考慮:1)土的可松性；2)設(shè)計標高以下各種填方工程用土量,或設(shè)計標高以上的各種挖方工程量；3)邊坡填挖土方量不等；4)部分挖方就近棄土于場外,或部分填方就近從場外取土等因素?？紤]這些因素所引起的挖填土方量的變化后,適當提高或降低設(shè)計標高。(3)考慮排水坡度對設(shè)計標高的影響式(6-5)計算的H0未考慮場地的排水要求(即場地表面均處于同一個水平面上),實際均應(yīng)有一定排水坡度。如場地面積較大,應(yīng)有2以上排水坡度,尚應(yīng)考慮排水坡度對設(shè)

7、計標高的影響。故場地內(nèi)任一點實際施工時所采用的設(shè)計標高H0(m)可由下式計算:單向排水時HnH0li (6-6)雙向排水時HH0lxixlyiy (6-7)式中 z該點至H0的距離(m)；ix方向或y方向的排水坡度(不少于2)；lx、ly該點于x-x、y-y方向距場地中心線的距離(m)；ix、iy分別為x方向和y方向的排水坡度；該點比H0高則取“”號,反之取“”號。2場地平整土方工程量的計算在編制場地平整土方工程施工組織設(shè)計或施工方案、進行土方的平衡調(diào)配以及檢查驗收土方工程時,常需要進行土方工程量的計算。計算方法有方格網(wǎng)法和橫斷面法兩種。(1)方格網(wǎng)法用于地形較平緩或臺階寬度較大的地段。計算方

8、法較為復雜,但精度較高,其計算步驟和方法如下:1)劃分方格網(wǎng)根據(jù)已有地形圖(一般用1:500的地形圖)將欲計算場地劃分成若干個方格網(wǎng),盡量與測量的縱、橫坐標網(wǎng)對應(yīng),方格一般采用20m20m或40m40m,將相應(yīng)設(shè)計標高和自然地面標高分別標注在方格點的右上角和右下角。將自然地面標高與設(shè)計地面標高的差值,即各角點的施工高度(挖或填),填在方格網(wǎng)的左上角,挖方為(),填方為()。2)計算零點位置在一個方格網(wǎng)內(nèi)同時有填方或挖方時,應(yīng)先算出方格網(wǎng)邊上的零點的位置,并標注于方格網(wǎng)上,連接零點即得填方區(qū)與挖方區(qū)的分界線(即零線)。零點的位置按下式計算(圖6-3): (6-8)式中 x1、x2角點至零點的距離

9、(m)；h1、h2相鄰兩角點的施工高度(m),均用絕對值；a方格網(wǎng)的邊長(m)。圖6-3 零點位置計算示意圖圖6-4 零點位置圖解法XX省略計算,亦可采用圖解法直接求出零點位置,如圖6-4所示,方法是用尺在各角上標出相應(yīng)比例,用尺相接,與方格相交點即為零點位置。這種方法可避免計算(或查表)出現(xiàn)的錯誤。3)計算土方工程量按方格網(wǎng)底面積圖形和表6-31所列體積計算公式計算每個方格內(nèi)的挖方或填方量,或用查表法計算,有關(guān)計算用表見表6-31。常用方格網(wǎng)點計算公式 表6-31注:1.a方格網(wǎng)的邊長(m)；b、c零點到一角的邊長(m)；h1、h2、h3、h4方格網(wǎng)四角點的施工高程(m),用絕對值代入；h填

10、方或挖方施工高程的總和(m),用絕對值代入；V挖方或填方體積(m3)。2.本表公式是按各計算圖形底面積乘以平均施工高程而得出的。4)計算土方總量將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算土方量匯總,即得該場地挖方和填方的總土方量。例6-1 廠房場地平整,部分方格網(wǎng)如圖6-5所示,方格邊長為20m20m,試計算挖填總土方工程量。圖6-5 方格網(wǎng)法計算土方量(a)方格角點標高、方格編號、角點編號圖；(b)零線、角點挖、填高度圖(圖中I、II、III等為方格編號；1、2、3等為角點號)解 劃分方格網(wǎng)、標注高程。根據(jù)圖6-5(a)方格各點的設(shè)計標高和自然地面標高,計算方格各點的施工高度,標注于圖6-5(b)中各

11、點的左角上。計算零點位置。從圖6-5(b)中可看出12、27、38三條方格邊兩端角的施工高度符號不同,表明此方格邊上有零點存在,由表6-31第2項公式:12線 11.30(m)27線 4.81(m)38線 8.33(m)將各零點標注于圖6-5(b),并將零點線連接起來。計算土方工程量方格I底面為三角形和五角形,由表6-31第1、3項公式:三角形200土方量 1.18(m3)五角形16700土方量 -76.80(m3)方格II底面為二個梯形,由表6-31第2項公式:梯形2300土方量 V+(4.818.33)(0.130.15)9.20(m3)梯形7800土方量 V-(15.1911.67)(0

12、.410.21)-41.63(m3)方格III底面為一個梯形和一個三角形,由表6-31第1、2項公式:梯形3400土方量 V+(8.3320)(0.150.12)19.12(m3)匯總?cè)客练焦こ塘咳客诜搅?V76.8041.638.1714716411521.33573.93(m3)全部填方量 V1.189.2019.1255.015.3399.83(m3)(2)橫截面法橫截面法適用于地形起伏變化較大地區(qū),或者地形狹長、挖填深度較大又不規(guī)則的地區(qū)采用,計算方法較為簡單方便,但精度較低。其計算步驟和方法如下:1)劃分橫截面根據(jù)地形圖、豎向布置或現(xiàn)場測繪,將要計算的場地劃分橫截面AA、BB、C

13、C(圖6-6),使截面盡量垂直于等高線或主要建筑物的邊長,各截面間的間距可以不等,一般可用10m或20m,在平坦地區(qū)可用大些,但最大不大于100m。圖6-6 畫橫截面示意圖1-自然地面；2-設(shè)計地面2)畫橫截面圖形按比例繪制每個橫截面的自然地面和設(shè)計地面的輪廓線。自然地面輪廓線與設(shè)計地面輪廓線之間的面積,即為挖方或填方的截面。3)計算橫截面面積按表6-32橫截面面積計算公式,計算每個截面的挖方或填方截面面積。常用截斷面計算公式 表6-324)計算土方量根據(jù)橫截面面積按下式計算土方量: (6-9)式中 V相鄰兩橫截面間的土方量(m3)；A1、A2相鄰兩橫截面的挖()(或填()的截面積(m2)；s

14、相鄰兩橫截面的間距(m)。5)土方量匯總按表6-33格式匯總?cè)客练搅?。土方量匯總表 表6-33截面填方面積(m2)挖方面積(m2)截面間距(m)填方體積(m3)挖方體積(m3)A-AB-BC-C合計3邊坡土方量計算用于平整場地、修筑路基、路塹的邊坡挖、填土方量計算,常用圖算法。圖算法系根據(jù)地形圖和邊坡豎向布置圖或現(xiàn)場測繪,將要計算的邊坡劃分為兩種近似的幾何形體(圖6-7),一種為三角棱體(如體積、)；另一種為三角棱柱體(如體積),然后應(yīng)用表6-34幾何公式分別進行土方計算,最后將各塊匯總即得場地總挖土()、填土()的量。圖6-7 場地邊坡計算簡圖常用邊坡三角棱體、棱柱體計算公式 表6-34例

15、6-2 場地整平工程,長80m、寬60m,土質(zhì)為粉質(zhì)粘土,取挖方區(qū)邊坡坡度為1:1.25,填方邊坡坡度為1:1.5,已知平面圖挖填分界線尺寸及角點標高如圖6-8所示,試求邊坡挖、填土方量。圖6-8 場地邊坡平面輪廓尺寸圖解 先求邊坡角點14的挖、填方寬度:角點1填方寬度0.851.501.28(m)角點2挖方寬度1.541.251.93(m)角點3挖方寬度0.401.250.50(m)角點4填方寬度1.401.502.10(m)按照場地四個控制角點的邊坡寬度,利用作圖法可得出邊坡平面尺寸(如圖6-8所示),邊坡土方工程量,可劃分為三角棱體和三角棱柱體兩種類型,按表6-34公式計算如下:(1)挖

16、方區(qū)邊坡土方量挖方區(qū)邊坡的土方量合計:V挖(24.031.191.4447.580.020.020.75)75.03(m3)(2)填方區(qū)邊坡的土方量填方區(qū)邊坡的土方量合計:V填28.131.091.1260.420.250.225.7196.94(m3)4土方的平衡與調(diào)配計算計算出土方的施工標高、挖填區(qū)面積、挖填區(qū)土方量,并考慮各種變動因素(如土的松散率、壓縮率、沉降量等)進行調(diào)整后,應(yīng)對土方進行綜合平衡與調(diào)配。土方平衡調(diào)配工作是土方規(guī)劃設(shè)計的一項重要內(nèi)容,其目的在于使土方運輸量或土方運輸成本為最低的條件下,確定填、挖方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量,從而達到縮短工期和提高經(jīng)濟效益的目的。進行土方平衡

17、與調(diào)配,必須綜合考慮工程和現(xiàn)場情況、進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調(diào)運問題,經(jīng)過全面研究,確定平衡調(diào)配的原則之后,才可著手進行土方平衡與調(diào)配工作,如劃分土方調(diào)配區(qū),計算土方的平均運距、單位土方的運價,確定土方的最優(yōu)調(diào)配方案。(1)土方的平衡與調(diào)配原則1)挖方與填方基本達到平衡,減少重復倒運。2)挖(填)方量與運距的乘積之和盡可能為最小,即總土方運輸量或運輸費用最小。3)好土應(yīng)用在回填密實度要求較高的地區(qū),以避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。4)取土或棄土應(yīng)盡量不占農(nóng)田或少占農(nóng)田,棄土盡可能有規(guī)劃地造田。5)分區(qū)調(diào)配應(yīng)與全場調(diào)配相協(xié)調(diào),避免只顧局部平衡,任意挖填而破壞全局平衡。6)調(diào)配應(yīng)

18、與地下構(gòu)筑物的施工相結(jié)合,地下設(shè)施的填土,應(yīng)留土后填。7)選擇恰當?shù)恼{(diào)配方向、運輸路線、施工順序,避免土方運輸出現(xiàn)對流和亂流現(xiàn)象,同時便于機具調(diào)配、機械化施工。(2)土方平衡與調(diào)配的步驟及方法土方平衡與調(diào)配需編制相應(yīng)的土方調(diào)配圖,其步驟如下:1)劃分調(diào)配區(qū)。在平面圖上先劃出挖填區(qū)的分界線,并在挖方區(qū)和填方區(qū)適當劃出若干調(diào)配區(qū),確定調(diào)配區(qū)的大小和位置。劃分時應(yīng)注意以下幾點:劃分應(yīng)與房屋和構(gòu)筑物的平面位置相協(xié)調(diào),并考慮開工順序、分期施工順序；調(diào)配區(qū)大小應(yīng)滿足土方施工用主導機械的行駛操作尺寸要求；調(diào)配區(qū)范圍應(yīng)和土方工程量計算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)。一般可由若干個方格組成一個調(diào)配區(qū)；當土方運距較大或場地范圍

19、內(nèi)土方調(diào)配不能達到平衡時,可考慮就近借土或棄土,此時一個借土區(qū)或一個棄土區(qū)可作為一個獨立的調(diào)配區(qū)。2)計算各調(diào)配區(qū)的土方量并標明在圖上。3)計算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運距,即挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)土方重心的距離,取場地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標軸,以一個角作為坐標原點(圖6-9),按下式求出各挖方或填方調(diào)配區(qū)土方重心坐標X0及Y0:圖6-9 土方調(diào)配區(qū)間的平均運距 (6-10) (6-11)式中 xi、yii塊方格的重心坐標；Vii塊方格的土方量。填、挖方區(qū)之間的平均運距L。為: (6-12)式中 x0T、y0T填方區(qū)的重心坐標；x0W、y0W挖方區(qū)的重心坐標。一般情況下,亦可用作圖法近似

20、地求出調(diào)配區(qū)的形心位置O以代替重心坐標。重心求出后,標于圖上,用比例尺量出每對調(diào)配區(qū)的平均運輸距離(L11、L12、L13)。所有填挖方調(diào)配區(qū)之間的平均運距均需一一計算,并將計算結(jié)果列于土方平衡與運距表內(nèi)(表6-35)。土方平衡與運距表 表6-35注:L11、L12、L13挖填方之間的平均運距。x11、x12、x13調(diào)配土方量。當填、挖方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠,采用自行式鏟運機或其他運土工具沿現(xiàn)場道路或規(guī)定路線運土時,其運距應(yīng)按實際情況進行計算。4)確定土方最優(yōu)調(diào)配方案。對于線性規(guī)劃中的運輸間題,可以用“表上作業(yè)法”來求解,使總土方運輸量為最小值,即為最優(yōu)調(diào)配方案。上式中 Lij各調(diào)配區(qū)之間的平均運距(m)；xij各調(diào)配區(qū)的土方量(m3)。5)繪出土方調(diào)配圖。根據(jù)以上計算,標出