路基土石方及調(diào)配

路基土石方及調(diào)配一般情況下.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、橫斷面面積計算路基填挖的斷面積是指斷面圖中地面線與路基設(shè)計線所圍成的面積，一般常用的計算方法如下。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算面積時，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)最后的累計高就是Ehi，將條塊寬度乘以累計高度Ehi，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)記的累計距離就是Ehi，然后乘以條塊寬度b，即為所求面積。坐標(biāo)法如圖1-4-14建立坐標(biāo)系，給定多邊形各頂點的坐標(biāo)，由解析幾何可得多邊形面積的計算公式為；式中：x，y——分別為設(shè)計線和地面線圍成面積的各頂點的坐標(biāo)，m。坐標(biāo)法精度較高，方法較繁，適用計算機計算。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規(guī)則的幾何圖形，分別計算各圖形面積后相加得到總面積。3.混合法在一個較大的橫斷面中，幾何圖形法和積距法共用，以加快計算速度。在橫斷面面積計算中應(yīng)注意以下幾個問題：填方和挖方的面積應(yīng)分別計算。填方或挖方中的土石也應(yīng)分別計算，因為其工程造價不同。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、填挖方體積計算平均斷面法棱臺法目前一般仍采用平均斷面法計算填挖方體積。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”有兩種處理方法：調(diào)至其他斷面利用或棄土廢方?！疤钊薄币灿袃煞N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。調(diào)配原則先橫向后縱向，填方首先考慮本樁利用，以減少借方和調(diào)運方數(shù)量。綜合考慮不同的施工方法、運輸條件、地形情況等因素、采用合理的經(jīng)濟用距。保護生態(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，要把保護生態(tài)環(huán)境放在重要的位置。這樣工程造價可能有所提高，但遠低于由于生態(tài)破壞后為恢復(fù)生態(tài)環(huán)境所付出的代價。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，分別計價。考慮到施工的因素，土石方一般不跨深溝或上坡調(diào)運；借土、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)。調(diào)配計算中的幾個問題免費運距經(jīng)濟運距式中：L經(jīng)一一經(jīng)濟運距，m；B 借方單價，元/m3；T一一超運運費單價，元/m3?m。這個公式的含意是在考慮了免費運距之后.調(diào)土的費用和借土的費用相等時的距離稱為經(jīng)濟運距，換言之，縱向調(diào)土超過了經(jīng)濟運距，就不如借土合算了。在計算運距時注意預(yù)算定額的規(guī)定：土石方的運距，第一個20m(指人工運輸)為免費運距，如不足20m也按規(guī)定20m計，此后每增加10m為一個超運運距單位，尾數(shù)不滿5m時不計，滿5m時按10m計。這個超運運距單位稱為“級”。平均運距運量調(diào)配土石方的數(shù)量與調(diào)運距離的乘積稱為運量。在這里調(diào)運距離是指超運運距，而不包括免費運距，而且運距在計價中是按“級”來計算的，所以運量為：W=QN式中：W——運量，m3；Q 調(diào)配土石方數(shù)量，m3;N——平均超運距單位，m，N=(L-Lm)/T；L——平均運距，m；Lm 免費運距，m；T一一超運運距單位，m。計價土石方數(shù)量調(diào)配方法路基土石方數(shù)量計算表調(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，如表1-4-6所示。調(diào)配的方法與步驟如下：填表計算；在完成了路基土石方數(shù)量計算并復(fù)核無誤后，計算并填寫路基土石方計算表中的“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=本樁利用+挖余分析判斷：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、運輸方式.選定經(jīng)濟運距，并以此綜合其他因素確定最大調(diào)運距離，確定調(diào)配方向和數(shù)量。經(jīng)縱向調(diào)運后如有填方不足，應(yīng)考慮借方，本樁利用后又未調(diào)運的挖方按廢方計。表格填寫：在分析的基礎(chǔ)上進行計算，并把結(jié)果填人相應(yīng)欄中。在“遠運利用縱向調(diào)配示意”欄內(nèi)，用箭線表示調(diào)配方向，并標(biāo)注調(diào)運土石方數(shù)量及超運運距的級數(shù)(一級記為①，二級記為②，以此類推)，在“借方數(shù)量及運距”和“廢方數(shù)量及運距”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)。最后計算總運量?？傔\量是本樁廢方、借方、調(diào)運數(shù)量與級數(shù)乘積的總和。復(fù)核：調(diào)配完成后按下式分頁核算填缺=遠運利用+借方挖余=遠運利用+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)量計算與調(diào)配完成后，填寫《路基每公里土石方數(shù)量表》，并進行全線總計和復(fù)核：路基土石方是公路工程的一項主要工程量，在公路設(shè)計和路線方案比較中，路基土石方數(shù)量的多少是評價公路測設(shè)質(zhì)量的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一。在編制公路施工組織計劃和工程概預(yù)算時，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，所以其計算只能是近似的，計算的精確度取決于中樁間距、測繪橫斷面時采點的密度和計算公式與實際情況的接近程度等。計算時一般應(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)分別計算。通常采用積距法和坐標(biāo)法。積距法：如圖4-5將斷面按單位橫寬劃分為若干個梯形和三角形，每個小條塊的面積近似按每個小條塊中心高度與單位寬度的乘積：Ai=bhi則橫斷面面積：A=bh1+bh2+bh3+…+bhn=bEhi當(dāng)b=1m時，則A在數(shù)值上就等于各小條塊平均高度之和Ehi。坐標(biāo)法：如圖4-6已知斷面圖上各轉(zhuǎn)折點坐標(biāo)(xi,yi),則斷面面積為:A=[E(xiyi+1-xi+1yi)]1/2坐標(biāo)法的計算精度較高，適宜用計算機計算。二、土石方數(shù)量計算路基土石方計算工作量較大，加之路基填挖變化的不規(guī)則性，要精確計算土石方體積是十分困難的。在工程上通常采用近似計算。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、A2一分別為相鄰兩斷面的面積（m2）；L一相鄰斷面之間的距離（m）。此種方法稱為平均斷面法，如圖4-7。用平均斷面法計算土石方體積簡便、實用，是公路上常采用的方法。但其精度較差，只有當(dāng)A1、A2相差不大時才較準確。當(dāng)A1、A2相差較大時，則按棱臺體公式計算更為接近，其公式如下：V=（A1+A2）L（1+）式中：m=A1/A2，其中A1VA2。第二種的方法精度較高，應(yīng)盡量采用，特別適用計算機計算。用上述方法計算的土石方體積中，是包含了路面體積的。若所設(shè)計的縱斷面有填有挖基本平衡，則填方斷面中多計算的路面面積與挖方斷面中少計算的路面面積相互抵消，其總體積與實施體積相差不大。但若路基是以填方為主或以挖方為主，則最好是在計算斷面面積時將路面部分計入。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更不能忽略。計算路基土石方數(shù)量時，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目中，但應(yīng)注意不要遺漏或重復(fù)；小橋涵所占的體積一般可不扣除。路基工程中的挖方按天然密實方體積計算，填方按壓實后的體積計算，各級公路各類土石方與天然密實方換算系數(shù)如表4—6所示，土石方調(diào)配時注意換算。表4—6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，以及計價土石方的數(shù)量和運量等。通過調(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)濟合理的調(diào)運條件下以挖作填，盡量減少路外借土和棄土，少占用耕地以求降低公路造價。（一）土石方調(diào)配計算的幾個概念平均運距土方調(diào)配的運距，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算起見，這個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算，稱平均距離。免費運距土、石方作業(yè)包括挖、裝、運、卸等工序，在某一特定距離內(nèi)，只按土、石方數(shù)量計價而不計運費，這一特定的距離稱為免費運距。施工方法的不同，其免費運距也不同，如人工運輸?shù)拿赓M運距為20m,鏟運機運輸?shù)拿赓M運距為100m。在縱向調(diào)配時，當(dāng)其平均運距超過定額規(guī)定的免費運距，應(yīng)按其超運運距計算土石方運量。經(jīng)濟運距填方用土來源，一是路上縱向調(diào)運，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)濟的。但如調(diào)運的距離過長，以至運價超過了在填方附近借土所需的費用時，移挖作填就不如在路堤附近就地借土經(jīng)濟。因此，采用“借”還是“調(diào)”，有個限度距離問題，這個限度距離既所謂“經(jīng)濟運距”，其值按下式計算：經(jīng)濟運距：L經(jīng)二+L免式中：B—借土單價（元/m3）；T一遠運運費單價（元/m3?km）；L一免費運距（km）。經(jīng)濟運距是確定借土或調(diào)運的界限，當(dāng)調(diào)運距離小于經(jīng)濟運距時，采取縱向調(diào)運是經(jīng)濟的，反之，則可考慮就近借土。運量土石方運量為平均超運運距單位與土石方調(diào)配數(shù)量的乘積。在生產(chǎn)中，例如工程定額是將人工運輸免費運距20m，平均每增運距10m劃為一個運輸單位，稱之為“級”，當(dāng)實際的平均運距為40m，則超遠運距20m時，則為兩個運輸單位，稱為二級；在路基土石方數(shù)量計算表中記作②；總運量二調(diào)配（土石方）數(shù)量Xnn=（L-L免）/A式中：n一平均超運運距單位，（四舍五入取整數(shù)）L—土石方調(diào)配平均運距（m）L免一免費運距（m）A—超遠運距單位（m）（例如人工運輸A=10m，鏟運機運輸A=50m；）計價土石方數(shù)量在土石方計算與調(diào)配中，所有挖方均應(yīng)予計價，但填方則應(yīng)按土的來源決定是否計價，如是路外就近借土就應(yīng)計價，如是移“挖”作“填”的縱向調(diào)配利用方，則不應(yīng)再計價，否則形成雙重計價。即計價土石方數(shù)量為：V計二V挖+V借式中：V計一計價土石方數(shù)量（m3）V挖一挖方數(shù)量（m3）V借一借方數(shù)量（m3）（二） 土石方調(diào)配原則在半填半挖的斷面中，應(yīng)首先考慮在本路段內(nèi)移挖作填進行橫向平衡，多余的土石方再作縱向調(diào)配，以減少總的運量。土石方調(diào)配應(yīng)考慮橋涵位置對施工運輸?shù)挠绊?，一般大溝不作跨越運輸，同時應(yīng)注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運土。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\輸方式，確定合理的經(jīng)濟運距，用以分析工程用土是調(diào)運還是外借。土方調(diào)配“移挖作填”固然要考慮經(jīng)濟運距問題，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。有時路塹的挖方縱調(diào)作路堤的填方，雖然運距超出一些，運輸費用可能高一些，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)濟的。不同的土方和石方應(yīng)根據(jù)工程需要分別進行調(diào)配，以保證路基穩(wěn)定和人工構(gòu)造物的材料供應(yīng)。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。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，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)上采用土石方計算表調(diào)配法，直接在土石方表上進行調(diào)配，其優(yōu)點是方法簡單，調(diào)配清晰，精度符合要求。該表也可由計算機自動完成。具體調(diào)配步驟是：土石方調(diào)配是在土石方數(shù)量計算與復(fù)核完畢的基礎(chǔ)上進行的，調(diào)配前應(yīng)將可能影響運輸調(diào)配的橋涵位置、陡坡大溝等注明在表旁，供調(diào)配時參考。計算并填寫表中“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行閉合核算，其核算式為：填方二本樁利用+填缺挖方二本樁利用+挖余在作縱向調(diào)配前，根據(jù)“填缺”、“挖余”的分布情況，選擇適當(dāng)施工方法及可采用的運輸方式定出合理的經(jīng)濟運距，供土方調(diào)配時參考。根據(jù)填缺、挖余分布情況，結(jié)合路線縱坡和自然條件，本著技術(shù)經(jīng)濟少占用農(nóng)田的原則，具體擬定調(diào)配方案。將相鄰路段的挖余就近縱向調(diào)配到填缺內(nèi)加以利用，并把具體調(diào)運方向和數(shù)量