路基土石方計(jì)算與調(diào)配

1、一般情況下橫斷面的面積以平方米為單位，取小數(shù)后一位，土石方的體積以立方米為單位，取至整數(shù)。一、橫斷面面積計(jì)算路基填挖的斷面積是指斷面圖中地面線與路基設(shè)計(jì)線所圍成的面積，一般常用的計(jì)算方法如下。1積距法積距法的原理是把斷面面積垂直分割成寬度相等的若干條塊，由于每一條塊的寬度相等所以在計(jì)算面積時(shí)，只需量取每一條塊的平均高度，然后乘以寬度，即可得出每一條塊的面積如圖1-4-13。由此可見，積距法求面積就是在實(shí)際操作中轉(zhuǎn)化為量取hi的累加值，這種操作可以用分規(guī)按順序連續(xù)量取每一條塊的平均高度hi；分規(guī)最后的累計(jì)高就是hi，將條塊寬度乘以累計(jì)高度hi，即為填或挖的面積。積距法也可以用厘米格紙拆成窄條作為

2、量尺，每量一次hi ，在窄條上畫好標(biāo)記，從開始到最后標(biāo)記的累計(jì)距離就是hi，然后乘以條塊寬度b，即為所求面積。2坐標(biāo)法如圖1-4-14建立坐標(biāo)系，給定多邊形各頂點(diǎn)的坐標(biāo)，由解析幾何可得多邊形面積的計(jì)算公式為；式中：x，y分別為設(shè)計(jì)線和地面線圍成面積的各頂點(diǎn)的坐標(biāo)，m。坐標(biāo)法精度較高，方法較繁，適用計(jì)算機(jī)計(jì)算。3幾何圖形法當(dāng)橫斷面的地面線較規(guī)則且橫斷面面積較大，可將路基橫斷面分為幾個(gè)規(guī)則的幾何圖形，分別計(jì)算各圖形面積后相加得到總面積。3 混合法在一個(gè)較大的橫斷面中，幾何圖形法和積距法共用，以加快計(jì)算速度。1 / 18在橫斷面面積計(jì)算中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：(1)填方和挖方的面積應(yīng)分別計(jì)算。(2)填

3、方或挖方中的土石也應(yīng)分別計(jì)算，因?yàn)槠涔こ淘靸r(jià)不同。(3)有些情況下橫斷面上的某一部分面積可能既是挖方面積，又要算做填方面積（不良地質(zhì)換填），例如，遇既要挖除，又要回填其他材料。二、填挖方體積計(jì)算1平均斷面法2棱臺法目前一般仍采用平均斷面法計(jì)算填挖方體積。三、路基土石方的調(diào)配在路基的施工過程中，就某一斷面的土石方而言，會發(fā)生三種情況。一是挖去多余的土，形成路基，或者本樁有填有挖，利用了本樁的土后，還有多余，需要調(diào)走(挖余)；二是借其他地方的土，形成路基，或者本樁有填有挖，利用了本樁的土后，還不夠，需要借土(填缺)；三是本樁有填有挖，利用本樁的土填挖平衡(本樁利用)。針對這些情況，“挖余”有兩種處

4、理方法：調(diào)至其他斷面利用或棄土廢方。“填缺”也有兩種解決辦法：從其他斷面調(diào)土或從路外借土。土方調(diào)配就是要解決這些問題。1調(diào)配原則(1)先橫向后縱向，填方首先考慮本樁利用，以減少借方和調(diào)運(yùn)方數(shù)量。(2)綜合考慮不同的施工方法、運(yùn)輸條件、地形情況等因素、采用合理的經(jīng)濟(jì)用距。(3)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免或防止由于取土或棄土導(dǎo)致水土流失、河道堵塞、塌方等生態(tài)環(huán)境的惡化，要把保護(hù)生態(tài)環(huán)境放在重要的位置。這樣工程造價(jià)可能有所提高，但遠(yuǎn)低于由于生態(tài)破壞后為恢復(fù)生態(tài)環(huán)境所付出的代價(jià)。(4)土和石應(yīng)分別調(diào)配。不同性質(zhì)的土石應(yīng)分別調(diào)配，以便分層填筑，分別計(jì)價(jià)。(5)考慮到施工的因素，土石方一般不跨深溝或上坡調(diào)運(yùn)；借土

5、、廢方要考慮借土還田，整地造田，排灌養(yǎng)殖，使公路建設(shè)和其他相關(guān)方面形成良性循環(huán)。2調(diào)配計(jì)算中的幾個(gè)問題(1)免費(fèi)運(yùn)距(2)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距式中：L經(jīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，m；B借方單價(jià)，元m3；T一超運(yùn)運(yùn)費(fèi)單價(jià)，元m3?m。這個(gè)公式的含意是在考慮了免費(fèi)運(yùn)距之后調(diào)土的費(fèi)用和借土的費(fèi)用相等時(shí)的距離稱為經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，換言之，縱向調(diào)土超過了經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，就不如借土合算了。在計(jì)算運(yùn)距時(shí)注意預(yù)算定額的規(guī)定：土石方的運(yùn)距，第一個(gè)20m(指人工運(yùn)輸)為免費(fèi)運(yùn)距，如不足20m也按規(guī)定20m計(jì)，此后每增加10m為一個(gè)超運(yùn)運(yùn)距單位，尾數(shù)不滿5m時(shí)不計(jì)，滿5m時(shí)按10m計(jì)。這個(gè)超運(yùn)運(yùn)距單位稱為“級”。(3)平均運(yùn)距(4)運(yùn)量調(diào)配土石方的數(shù)量與調(diào)

6、運(yùn)距離的乘積稱為運(yùn)量。在這里調(diào)運(yùn)距離是指超運(yùn)運(yùn)距，而不包括免費(fèi)運(yùn)距，而且運(yùn)距在計(jì)價(jià)中是按“級”來計(jì)算的，所以運(yùn)量為：W=QN式中：W運(yùn)量，m3；Q調(diào)配土石方數(shù)量，m3;N平均超運(yùn)距單位，m，N=(LLm)/T；L平均運(yùn)距，m；Lm免費(fèi)運(yùn)距，m；T一超運(yùn)運(yùn)距單位，m。(5)計(jì)價(jià)土石方數(shù)量3調(diào)配方法路基土石方數(shù)量計(jì)算表調(diào)配法是土石方調(diào)配常用的方法之一，它具有簡捷、方便、清晰、精度符合要求的特點(diǎn)，如表1-4-6所示。調(diào)配的方法與步驟如下：(1)填表計(jì)算；在完成了路基土石方數(shù)量計(jì)算并復(fù)核無誤后，計(jì)算并填寫路基土石方計(jì)算表中的“本樁利用”、“填缺”、“挖余”各欄，其閉合式為：填方本樁利用+填缺挖方本樁利

7、用+挖余(2)分析判斷：根據(jù)“填缺”、“挖余”的分布情況，分析調(diào)土的方向和大致的數(shù)量，然后按施工方法、運(yùn)輸方式選定經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，并以此綜合其他因素確定最大調(diào)運(yùn)距離，確定調(diào)配方向和數(shù)量。經(jīng)縱向調(diào)運(yùn)后如有填方不足，應(yīng)考慮借方，本樁利用后又未調(diào)運(yùn)的挖方按廢方計(jì)。(3)表格填寫：在分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，并把結(jié)果填人相應(yīng)欄中。在“遠(yuǎn)運(yùn)利用縱向調(diào)配示意”欄內(nèi)，用箭線表示調(diào)配方向，并標(biāo)注調(diào)運(yùn)土石方數(shù)量及超運(yùn)運(yùn)距的級數(shù)(一級記為，二級記為，以此類推)，在“借方數(shù)量及運(yùn)距”和“廢方數(shù)量及運(yùn)距”欄內(nèi)分別填入本樁路外借土的數(shù)量和本樁的廢方，分母填入相應(yīng)的級數(shù)。最后計(jì)算總運(yùn)量。總運(yùn)量是本樁廢方、借方、調(diào)運(yùn)數(shù)量與級數(shù)乘積的

8、總和。(4)復(fù)核：調(diào)配完成后按下式分頁核算填缺遠(yuǎn)運(yùn)利用+借方挖余遠(yuǎn)運(yùn)利用+廢方每公里核算：(跨公里調(diào)入方)+挖方+借方(跨公里調(diào)出方)+填方+廢方每公里土石方數(shù)量計(jì)算與調(diào)配完成后，填寫路基每公里土石方數(shù)量表，并進(jìn)行全線總計(jì)和復(fù)核：路基土石方是公路工程的一項(xiàng)主要工程量，在公路設(shè)計(jì)和路線方案比較中，路基土石方數(shù)量的多少是評價(jià)公路測設(shè)質(zhì)量的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。在編制公路施工組織計(jì)劃和工程概預(yù)算時(shí)，還需要確定分段和全線路基土石方數(shù)量。    地面形狀是很復(fù)雜的，填、挖方不是簡單的幾何體，所以其計(jì)算只能是近似的，計(jì)算的精確度取決于中樁間距、測繪橫斷面時(shí)采點(diǎn)的密度和計(jì)算公式

9、與實(shí)際情況的接近程度等。計(jì)算時(shí)一般應(yīng)按工程的要求，在保證使用精度的前提下力求簡化。 一、橫斷面面積計(jì)算     路基的填挖斷面面積，是指斷面圖中原地面線與路基設(shè)計(jì)線所包圍的面積，高于地面線者為填，低于地面線者為挖，兩者應(yīng)分別計(jì)算。通常采用積距法和坐標(biāo)法。    1.積距法：如圖4-5將斷面按單位橫寬劃分為若干個(gè)梯形和三角形，每個(gè)小條塊的面積近似按每個(gè)小條塊中心高度與單位寬度的乘積：Ai=b hi    則橫斷面面積： A =b h1+b h2 +b h3 + +b hn =b hi&#

10、160;   當(dāng) b = 1m 時(shí)，則 A 在數(shù)值上就等于各小條塊平均高度之和 hi 。    2.坐標(biāo)法：如圖4-6已知斷面圖上各轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)（xi,yi）, 則斷面面積為：    A = （xi yi+1-xi+1yi ) 1/2    坐標(biāo)法的計(jì)算精度較高，適宜用計(jì)算機(jī)計(jì)算。           二、 土石方數(shù)量計(jì)算     路基土石方計(jì)算工作

11、量較大，加之路基填挖變化的不規(guī)則性，要精確計(jì)算土石方體積是十分困難的。在工程上通常采用近似計(jì)算。即假定相鄰斷面間為一棱柱體，則其體積為：    V=（A1+A2）      式中：V 體積，即土石方數(shù)量（m3）；          A1、A2  分別為相鄰兩斷面的面積（m2）；          L 相鄰斷面之間的距離（m）。

12、    此種方法稱為平均斷面法，如圖4-7。用平均斷面法計(jì)算土石方體積簡便、實(shí)用，是公路上常采用的方法。但其精度較差，只有當(dāng)A1、A2相差不大時(shí)才較準(zhǔn)確。當(dāng)A1、A2相差較大時(shí)，則按棱臺體公式計(jì)算更為接近，其公式如下：      V= (A1+A2) L (1+ )              式中：m = A1 / A2 ，其中A1 A2 。     第二種的方法精度

13、較高，應(yīng)盡量采用，特別適用計(jì)算機(jī)計(jì)算。    用上述方法計(jì)算的土石方體積中，是包含了路面體積的。若所設(shè)計(jì)的縱斷面有填有挖基本平衡，則填方斷面中多計(jì)算的路面面積與挖方斷面中少計(jì)算的路面面積相互抵消，其總體積與實(shí)施體積相差不大。但若路基是以填方為主或以挖方為主，則最好是在計(jì)算斷面面積時(shí)將路面部分計(jì)入。也就是填方要扣除、挖方要增加路面所占的那一部分面積。特別是路面厚度較大時(shí)更不能忽略。    計(jì)算路基土石方數(shù)量時(shí)，應(yīng)扣除大、中橋及隧道所占路線長度的體積；橋頭引道的土石方，可視需要全部或部分列入橋梁工程項(xiàng)目中，但應(yīng)注意不要遺漏或重復(fù)；小橋涵所

14、占的體積一般可不扣除。    路基工程中的挖方按天然密實(shí)方體積計(jì)算，填方按壓實(shí)后的體積計(jì)算，各級公路各類土石方與天然密實(shí)方換算系數(shù)如表46所示，土石方調(diào)配時(shí)注意換算。     表 46 路基土石方換算系數(shù)公路等級 土石類別 土方 石方 松土 普通土 硬土 運(yùn)輸 二級及二級以上公路 1.231.161.091.190.92三、四級公路 1.11.051.001.080.84三、路基土石方調(diào)配     土石方調(diào)配的目的是為確定填方用土的來源、挖方土的去向，以及計(jì)價(jià)土石方的數(shù)量和運(yùn)量等。通過

15、調(diào)配合理地解決各路段土石方平衡與利用問題，從路塹挖出的土石方，在經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)運(yùn)條件下以挖作填，盡量減少路外借土和棄土，少占用耕地以求降低公路造價(jià)。(一)土石方調(diào)配計(jì)算的幾個(gè)概念1.平均運(yùn)距    土方調(diào)配的運(yùn)距，是從挖方體積的重心到填方體積的重心之間的距離。在路線工程中為簡化計(jì)算起見，這個(gè)距離可簡單地按挖方斷面間距中心至填方斷面間距中心的距離計(jì)算，稱平均距離。2.免費(fèi)運(yùn)距    土、石方作業(yè)包括挖、裝、運(yùn)、卸等工序，在某一特定距離內(nèi)，只按土、石方數(shù)量計(jì)價(jià)而不計(jì)運(yùn)費(fèi)，這一特定的距離稱為免費(fèi)運(yùn)距。施工方法的不同，其免費(fèi)運(yùn)距也不同，如人工運(yùn)

16、輸?shù)拿赓M(fèi)運(yùn)距為20m,鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸?shù)拿赓M(fèi)運(yùn)距為100m。    在縱向調(diào)配時(shí)，當(dāng)其平均運(yùn)距超過定額規(guī)定的免費(fèi)運(yùn)距，應(yīng)按其超運(yùn)運(yùn)距計(jì)算土石方運(yùn)量。3.經(jīng)濟(jì)運(yùn)距    填方用土來源，一是路上縱向調(diào)運(yùn)，二是就近路外借土。一般情況用路塹挖方調(diào)去填筑距離較近的路堤還是比較經(jīng)濟(jì)的。但如調(diào)運(yùn)的距離過長，以至運(yùn)價(jià)超過了在填方附近借土所需的費(fèi)用時(shí)，移挖作填就不如在路堤附近就地借土經(jīng)濟(jì)。因此，采用“借”還是“調(diào)”，有個(gè)限度距離問題，這個(gè)限度距離既所謂“經(jīng)濟(jì)運(yùn)距”，其值按下式計(jì)算：    經(jīng)濟(jì)運(yùn)距： L經(jīng) =  + L

17、免    式中：B 借土單價(jià)（元/m3）；          T 遠(yuǎn)運(yùn)運(yùn)費(fèi)單價(jià)（元/m3km）；          L 免費(fèi)運(yùn)距（km）。    經(jīng)濟(jì)運(yùn)距是確定借土或調(diào)運(yùn)的界限，當(dāng)調(diào)運(yùn)距離小于經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)，采取縱向調(diào)運(yùn)是經(jīng)濟(jì)的，反之，則可考慮就近借土。4.運(yùn)量    土石方運(yùn)量為平均超運(yùn)運(yùn)距單位與土石方調(diào)配數(shù)量的乘積。 

18、   在生產(chǎn)中，例如工程定額是將人工運(yùn)輸免費(fèi)運(yùn)距20m，平均每增運(yùn)距10 m 劃為一個(gè)運(yùn)輸單位，稱之為“級”，當(dāng)實(shí)際的平均運(yùn)距為40m ，則超遠(yuǎn)運(yùn)距20m 時(shí)，則 為兩個(gè)運(yùn)輸單位，稱為二級；在路基土石方數(shù)量計(jì)算表中記作；    總運(yùn)量= 調(diào)配（土石方）數(shù)量×n    n = （L - L免）/ A    式中：n 平均超運(yùn)運(yùn)距單位，（四舍五入取整數(shù)）          L土石方調(diào)配平均運(yùn)

19、距（m）          L免免費(fèi)運(yùn)距（m）          A超遠(yuǎn)運(yùn)距單位（m）（例如人工運(yùn)輸A=10 m，鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸A=50m；）5.計(jì)價(jià)土石方數(shù)量    在土石方計(jì)算與調(diào)配中，所有挖方均應(yīng)予計(jì)價(jià)，但填方則應(yīng)按土的來源決定是否計(jì)價(jià)，如是路外就近借土就應(yīng)計(jì)價(jià)，如是移“挖”作“填”的縱向調(diào)配利用方，則不應(yīng)再計(jì)價(jià)，否則形成雙重計(jì)價(jià)。即計(jì)價(jià)土石方數(shù)量為：   

20、0; V計(jì) = V挖 + V借      式中：V計(jì)計(jì)價(jià)土石方數(shù)量（m3）          V挖挖方數(shù)量（m3）          V借借方數(shù)量（m3） (二)土石方調(diào)配原則    1.在半填半挖的斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進(jìn)行橫向平衡，多余的土石方再作縱向調(diào)配，以減少總的運(yùn)量。    2.土石方調(diào)配應(yīng)考慮

21、橋涵位置對施工運(yùn)輸?shù)挠绊?，一般大溝不作跨越運(yùn)輸，同時(shí)應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運(yùn)土。    3.為使調(diào)配合理，必須根據(jù)地形情況和施工條件，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，確定合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距，用以分析工程用土是調(diào)運(yùn)還是外借。    4.土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)距問題，但這不是唯一的指標(biāo)，還要綜合考慮棄方和借方的占地，賠償青苗損失及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響等。有時(shí)路塹的挖方縱調(diào)作路堤的填方，雖然運(yùn)距超出一些，運(yùn)輸費(fèi)用可能高一些，但如能少占地、少影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這樣，對整體來說未必是不經(jīng)濟(jì)的。    5.

22、不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進(jìn)行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。    6.位于山坡上的回頭曲線路段，要優(yōu)先考慮上下線的土方豎向調(diào)運(yùn)。    7.土方調(diào)配對于借土和棄土事先同地方商量，妥善處理。借土應(yīng)結(jié)合地形、農(nóng)田規(guī)劃等選擇借土地點(diǎn)，并綜合考慮借土還田，整地造田等措施。棄土應(yīng)不占或少占耕地，在可能條件下宜將棄土平整為可耕地，防止亂棄亂堆，或堵塞河流，損害農(nóng)田。(三)土石方調(diào)配方法    土石方調(diào)配方法，目前生產(chǎn)上采用土石方計(jì)算表調(diào)配法，直接在土石方表上進(jìn)行調(diào)配，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡單，調(diào)配清晰，精度符合要求。該表也可由計(jì)算機(jī)自動完成。具體調(diào)配步驟是：    1.土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計(jì)算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)配前應(yīng)將可能影響運(yùn)輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡大溝等注明在表旁，供調(diào)配時(shí)參考。    2.計(jì)算并填寫表中“本樁利用”、“填缺”、“挖余”各欄。當(dāng)以石作填土?xí)r，石方數(shù)應(yīng)填入“本樁利用”的“土”一欄，并以符號區(qū)別。然后按填挖方分別進(jìn)行閉合核算