土方2-土方調配

1、1.1 土的工程分類及性質土的工程分類及性質 1.2 工程場地平整工程場地平整 1.3 深基坑工程深基坑工程1.4 土方的填筑與壓實土方的填筑與壓實 本本 章章 內內 容容1.1 土的工程分類及性質土的工程分類及性質 1.2 工程場地平整工程場地平整 1.3 深基坑工程深基坑工程1.1 土的工程分類及性質土的工程分類及性質 1.2 工程場地平整工程場地平整 1.4 土方的填筑與壓實土方的填筑與壓實 1.3 深基坑工程深基坑工程1.1 土的工程分類及性質土的工程分類及性質 1.2 工程場地平整工程場地平整 1.3 深基坑工程深基坑工程1.2 工程場地平整工程場地平整 1.4 土方的填筑與壓實土方

2、的填筑與壓實 1.3 深基坑工程深基坑工程1.2 工程場地平整工程場地平整 （三）（三） 土方調配土方調配 意義：意義： 土方調配土方調配是土方工程施工組織設計是土方工程施工組織設計( (土方規(guī)土方規(guī)劃劃) )中的一個重要內容，在平整場地土方工程量中的一個重要內容，在平整場地土方工程量計算完成后進行。計算完成后進行。應使挖、填平衡，土方總運輸應使挖、填平衡，土方總運輸量最小或土方運量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從輸費用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本。而可以縮短工期、降低成本。工作內容：工作內容：（1）劃分調配區(qū)；）劃分調配區(qū)；（2）計算土方調配區(qū)之間的平均運距（或單位

3、）計算土方調配區(qū)之間的平均運距（或單位土方運價，或單位土方施工費用）；土方運價，或單位土方施工費用）；（3）確定土方最優(yōu)調配方案；）確定土方最優(yōu)調配方案；（4）繪制土方調配圖表。）繪制土方調配圖表。（1 1）土方調配區(qū)的劃分）土方調配區(qū)的劃分 （2 2）調配區(qū)之間的平均運距（土方施工單價）調配區(qū)之間的平均運距（土方施工單價） 定義定義：平均運距就是指挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)重心的距：平均運距就是指挖方區(qū)土方重心至填方區(qū)重心的距離。因此，求平均運距，需先求出每個調配區(qū)重心。離。因此，求平均運距，需先求出每個調配區(qū)重心。 方法：方法： 取場地或方格網(wǎng)中的縱橫兩邊為坐標軸，分別求出各區(qū)土取場地或方格網(wǎng)

4、中的縱橫兩邊為坐標軸，分別求出各區(qū)土方的重心位置，即：方的重心位置，即： 式中：式中： 挖或填方調配區(qū)的重心坐標；挖或填方調配區(qū)的重心坐標； 每個方格的土方量；每個方格的土方量； 每個方格的重心坐標。每個方格的重心坐標。VxVX0VyVY000,YXVyx, 重心求出后，則標于相應的調配區(qū)圖上，然重心求出后，則標于相應的調配區(qū)圖上，然后用比例量出每對調配區(qū)之間的平均運距，或按后用比例量出每對調配區(qū)之間的平均運距，或按下式計算：下式計算： 式中：式中：L L挖、填方區(qū)之間的平均運距；挖、填方區(qū)之間的平均運距； 填方區(qū)的重心坐標；填方區(qū)的重心坐標； 挖方區(qū)的重心坐標。挖方區(qū)的重心坐標。22)()(

5、OWOTOWOTYYXXLOTOTYX,OWOWYX,（3 3）最優(yōu)調配方案的確定）最優(yōu)調配方案的確定 1 1） 原理原理 土方的調配，僅考慮場地內的挖填平衡即可解決，這土方的調配，僅考慮場地內的挖填平衡即可解決，這種條件的土方調配可采用種條件的土方調配可采用線性規(guī)劃線性規(guī)劃的方法計算確定。的方法計算確定。 我們的目的是求土方總運輸量（總施工費用）最小，我們的目的是求土方總運輸量（總施工費用）最小，根據(jù)挖填平衡的原則，該問題可列出如下數(shù)學模型。根據(jù)挖填平衡的原則，該問題可列出如下數(shù)學模型。 目標方程目標方程 ： 約束條件：約束條件： i= 1,2,mi= 1,2,m； j =1,2,nj =1

6、,2,n； =min1=1=minjijijcxZ1=njiijWxjmiijTx =1=上式中：上式中：xij從第從第i i挖方區(qū)運土至第挖方區(qū)運土至第j j填方區(qū)的土方量（填方區(qū)的土方量（m m3 3）c cij從第從第i i挖方區(qū)運土至第挖方區(qū)運土至第j j填方區(qū)的平均運距（填方區(qū)的平均運距（km)km)W Wi i第第i i挖方區(qū)的挖方量（挖方區(qū)的挖方量（m m3 3）T Tj j第第j j填方區(qū)的填方量（填方區(qū)的填方量（m m3 3） 對于此類線性規(guī)劃問題，可采用計算機程序或對于此類線性規(guī)劃問題，可采用計算機程序或“表上作業(yè)法表上作業(yè)法”解決。解決。2 2）表上作業(yè)法）表上作業(yè)法 已

7、知某場地有四個挖方區(qū)和三個填方區(qū)，其相應的挖填土方已知某場地有四個挖方區(qū)和三個填方區(qū)，其相應的挖填土方量和各對調配區(qū)的運距如表所示。量和各對調配區(qū)的運距如表所示。 （a）用）用“最小元素法最小元素法”編制初始調配方案編制初始調配方案 即先在運距表（小方格）中找一個最小數(shù)值，如即先在運距表（小方格）中找一個最小數(shù)值，如 （任取其中一個，先?。ㄈ稳∑渲幸粋€，先取 ），于是先確定），于是先確定 的值，使其的值，使其盡可能的大，即盡可能的大，即 ，此時，此時 挖方量最挖方量最大值為大值為400。由于。由于 挖方區(qū)的土方全部調到挖方區(qū)的土方全部調到 填方區(qū)，所填方區(qū)，所以以 和和 都等于零。此時，將都等

8、于零。此時，將400填入填入 格內，同時格內，同時 格內畫上一個格內畫上一個“”號，然后在沒有填上數(shù)字和號，然后在沒有填上數(shù)字和“”號的號的方格內再選一個運距最小的方格，即方格內再選一個運距最小的方格，即C22=40，便可確定，便可確定 同時使同時使 ，此時，又將，此時，又將500填入填入 格內，并在格內，并在 格內畫上格內畫上“”號。重復上述步驟，依次確定其余號。重復上述步驟，依次確定其余Xij 的數(shù)值，最后得出下表的初始調配方案。的數(shù)值，最后得出下表的初始調配方案。43C404322 CC43C400)500,400max(43X4A4A3B41X42X43X4241, XX50022X0

9、2321 XX22X2321, XX（b）最優(yōu)方案的判別法）最優(yōu)方案的判別法 方法：閉回路法（假想價格系數(shù)法）和位勢法方法：閉回路法（假想價格系數(shù)法）和位勢法檢驗數(shù)檢驗數(shù) 0 即可認為方案最優(yōu)即可認為方案最優(yōu)首先將初始方案中有調配數(shù)方格的首先將初始方案中有調配數(shù)方格的 列出，然后按下式求出列出，然后按下式求出兩組位勢數(shù)兩組位勢數(shù) ）和）和 （j1，2，） 式中：式中： -平均運距（或單位土方運價或施工費用）；平均運距（或單位土方運價或施工費用）； -位勢數(shù)。位勢數(shù)。位勢數(shù)求出后，便可根據(jù)下式計算各空格的檢驗數(shù)：位勢數(shù)求出后，便可根據(jù)下式計算各空格的檢驗數(shù)：ijijC, 2 , 1( iuijv

10、jiijvuCijCjivu ,jiijijvuC例如，本例兩組位勢數(shù)如表所示。先令先令 ，則：，則： 本例各空格的檢驗數(shù)如表所示。如本例各空格的檢驗數(shù)如表所示。如 （在表中只寫（在表中只寫“+”或或“” ），可不必填入數(shù)值。），可不必填入數(shù)值。500501111uCv100101102v60100402u1050603u6010703v2060404u8050)60(702101u 從表中已知，在表中出現(xiàn)了負的檢驗數(shù)，這說明從表中已知，在表中出現(xiàn)了負的檢驗數(shù)，這說明初始方案不是最優(yōu)方案，需要進一步進行調整。初始方案不是最優(yōu)方案，需要進一步進行調整。（c）方案的調整）方案的調整在所有負檢驗數(shù)中

11、選一個（一般可選最小的一個，本在所有負檢驗數(shù)中選一個（一般可選最小的一個，本例中為例中為 ），把它所對應的變量作為調整的對象。），把它所對應的變量作為調整的對象。找出找出 的閉回路：從的閉回路：從 出發(fā)，沿水平或豎直方向前進，出發(fā)，沿水平或豎直方向前進，遇到適當?shù)挠袛?shù)字的方格作遇到適當?shù)挠袛?shù)字的方格作90轉彎。然后依次繼續(xù)前轉彎。然后依次繼續(xù)前進再回到出發(fā)點，形成一條閉回路（見表）。進再回到出發(fā)點，形成一條閉回路（見表）。12C12X12X從空格從空格X12 出發(fā)，沿著閉回路（方向任意）一直前進，在各奇數(shù)出發(fā)，沿著閉回路（方向任意）一直前進，在各奇數(shù)次轉角點的數(shù)字中，挑出一個最小的（本表即為次

12、轉角點的數(shù)字中，挑出一個最小的（本表即為500、100中選中選100），將它由），將它由X32調到調到X12方格中（即為空格中）。方格中（即為空格中）。將將100填入填入 X12方格中，被調出的方格中，被調出的X32為為0（變?yōu)榭崭瘢?；同時將閉（變?yōu)榭崭瘢煌瑫r將閉回路上其他奇數(shù)次轉角上的數(shù)字都減去回路上其他奇數(shù)次轉角上的數(shù)字都減去100，偶次轉角上數(shù)字都，偶次轉角上數(shù)字都增加增加100，使得填、挖方區(qū)的土方量仍然保持平衡，這樣調整后，使得填、挖方區(qū)的土方量仍然保持平衡，這樣調整后，便可得表的新調配方案。便可得表的新調配方案。 對新調配方案，仍用對新調配方案，仍用“位勢法位勢法”進行檢驗。看其是否最優(yōu)方案。進行檢驗。看其是否