項目二場地平整一、場地平整土方量計算二、基坑、基槽土方量計算（補充）三、土方調配（補充）一、場地平整土方量計算（1）確定場地平整與基坑（槽）開挖的施工順序；（2）確定場地的設計標高；（3）計算挖填土方量；（4）進行土方調配；1、場地設計標高的確定

場地設計標高H0確定的原則：（1）滿足生產工藝和運輸的要求；（2）盡量利用地形，以減少挖方數量；（3）盡量使場地內挖填平衡，以降低土方運輸費用；（4）有一定泄水坡度（≥2‰），滿足排水要求；（5）考慮最高洪水位的要求。

場地設計標高H0確定的方法：

（1）簡易計算法(一般方法）

（2）最佳平面設計法1）初步確定場地設計標高

（a）在地形圖上將施工區域劃分為邊長為10～40m若干個方格網；（b）確定各小方格角點的天然高程；方法：①無地形圖時，水準儀測量；②根據地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得；③用一條透明紙帶，在上面畫6根等距離的平行線，把該透明紙帶放在標有方格網的地形圖上，將6根平行線的最外兩根分別對準A點和B點，這時6根等距離的平行線將A、B之間的0.5m等高線的高差均分成5等分，于是就可直接得到角點的地面標高。（c）按填挖平衡確定場地設計標高按每一個方格的角點的計算次數，即方格的角點為幾個方格共有的情況（“權”）：一個方格僅有的角點天然標高；式中：兩個方格共有的角點天然標高；三個方格共有的角點天然標高；

四個方格共有的角點天然標高。

方格網數；例如：圖1-9中的場地設計標高H0為：

〔（252.45+251.40+250.60+251.60）+2×(252.00+251.70+251.90+250.95+251.25+250.85)+4×(251.60+251.28)〕=251.45m2）計算設計標高的調整值（1）土的可松性影響

由于土具有可松性，一般填土有多余，需相應提高設計標高，設△h為因土的可松性引起設計標高的增加值，則設計標高調整后總的挖方體積

為：其中為挖土時預留部分總的填方體積為：因：

此時，填方區的標高也應與挖方區一樣，提高即：由于：所以有：故考慮了土的可松性后，場地設計標高調整為：式中：按理論設計標高計算的總挖方、總填方體積；按理論設計標高計算的挖方區、填方區總面積；土的最后可松性系數。（2）場地泄水坡度的影響泄水坡度有單面泄水、雙面泄水

單面泄水：場地內只有一個方向排水；

雙面泄水：場地內只有兩個方向排水，且互相垂直。（a）場地有單面泄水坡度時的設計標高場地內已調整的設計標高為場地中心線的標高（因此將場地中心作為坐標的原點）場地內任意點的設計標高則為：例如：角點的設計標高為：（b）場地有雙面泄水坡度時的設計標高場地內已調整的設計標高為場地縱橫方向中心線的標高（因此將場地中心作為坐標的原點）

式中：該點沿X-X，Y-Y方向距場地中心線的距離；場地沿X-X，Y-Y方向的泄水坡度。

說明：±的取值：（與單向泄水一致）坐標原點位于場地的中心點，x、y方向逆著泄水坡度方向，按坐標象限判斷正、負號，即位于第一象限x、y皆為正；第二象限x為負，y為正；第三象限x、y皆為負；第四象限x為正，y為負。2場地平整土方量計算（平均高度法）

場地平整土方量計算有方格網法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區。對于地形較平坦地區，一般采用方格網法。

場地平整土方量計算步驟1.場地設計標高的確定，先計算出；2.場地設計標高的調整，一般考慮土的可松性和場地泄水坡度的影響（分清單面泄水或雙面泄水），計算出；3.求各方格角點的施工高度

式中：角點的施工高度，以“+”為填土，“－”為挖土；角點的設計標高（考慮泄水坡度）；

—角點的自然地面標高。4.繪出零線；5.計算場地挖、填土方量。(1)讀識方格網圖方格網圖由設計單位(一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格，與測量的縱橫坐標相對應，在各方格角點規定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設計標高(Hn)，如下圖所示。(2)計算場地各個角點的施工高度施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設計標高為基準的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算：

式中H---地面標高

Hn---設計標高

hn——角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n—方格的角點編號(自然數列1，2，3，…，n)。

(3)計算“零點”位置，確定零線方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”(圖1.4)。再把零點連起來得零線。零點位置按下式計算：式中x1、x2——角點至零點的距離，m；h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值；m)；a—方格網的邊長，m。(4)計算方格土方工程量按四方棱柱體法或三角棱柱體法逐格計算每個方格內的挖方量或填方量。（a）四方棱柱體法

①方格四個角點全部為填或全部為挖時：

式中：挖方或填方體積（m3）；方格四個角點的填挖高度，均取絕對值（m）。②方格四個角點，部分為填方、部分為挖方時:

式中：方格角點中填（挖）方施工高度的總和，取絕對值（m）；方格四角點施工高度之總和，取絕對值（m）；方格邊長（m）。補充：常用方格網點計算公式項目圖式計算公式一點填方或挖方(三角形)

兩點填方或挖方(梯形)

三點填方或挖方(五角形)

四點填方或挖方(正方形)

（b）三角棱柱體法:將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分成兩個三角形，然后計算每一個三角棱柱體的土方量。①當三角形為全挖或全填時②當三角形有填有挖時，則其零線將三角形分成兩部分，一個是底面為三角形的錐體，一個是底面為四邊形的楔體。(5)邊坡土方量計算場地的挖方區和填方區的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區的穩定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算，一種為三角棱錐體(圖1.6中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中④)。然后應用幾何公式分別進行土方計算，最后將各塊匯總，即得場地邊坡總挖、填土方量。A三角棱錐體邊坡體積式中l1——邊坡①的長度；A1——邊坡①的端面積；A1＝mh22/2h2——角點的挖土高度；m—邊坡的坡度系數，m=寬/高。(1.11)B三角棱柱體邊坡體積兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中l4——邊坡④的長度；A1、A2、A0—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。C計算土方總量將挖方區(或填方區)所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場地挖方和填方的總土方量。

(1.12)(1.13)

土方調配是土方工程施工組織設計(土方規劃)中的一個重要內容，在場地平整土方工程量計算完成后進行。意義：

應使挖、填平衡，土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本二、土方調配（一）調配原則①應力求達到挖、填平衡和運距最短的原則。②土方調配應考慮近期施工與后期利用相結合的原則。③土方調配應采取分區與全場相結合來考慮的原則。④土方調配還應盡可能與大型地下建筑物的施工相結合，避免土方的重復挖、填和運輸。⑤合理布置挖、填方分區線，選擇恰當的調配方向、運輸線路，使土方機械和運輸車輛的性能得到充分發揮。①

劃分調配區。在平面圖上劃出挖、填區的分界線，并在挖方區和填方區劃出若干調配區，確定調配區的大小和位置。②計算各調配區的土方量，并標于圖上。③計算每對調配區的平均運距，即挖方區土方重心至填方區重心的距離，并將每一距離標于土方平衡與運距表中。④確定最優調配方案。先用“最小元素法”確定初始方案，再用“位勢法”進行檢查，是否總的運輸量為最小值，否則用“閉回路法”進行調整。⑤繪制土方調配圖，根據以上結果，標出調配方向、土方數量及運距。（二）調配步驟

調配方案確定后，繪制土方調配圖(如下圖)。在土方調配圖上要注明挖填調配區、調配方向、最終土方調配量和每對挖填之間的平均運距。W為挖方，T為填方。最終土方調配量平均運距舉例：

下圖為一矩形廣場，圖中小方格的數字為各調配區的土方量，箭桿上的數字則為各調配區之間的平均運距。試求土方調配最優方案。（1）找出零線，畫出挖方區、填方區。劃分調配區。（2）找各挖、填方區間的平均運距（即土方重心間的距離）。可近似以幾何形心代替土方體積重心。（3）列挖、填方平衡及運距表平均運距，記為Cij

（單位m）W1到T1的調配量，記為Xij

（單位m3）（4）調配—初始調配方案方法：最小元素法－－就近調配。順序：先從運距小的開始，使其土方量最大。

先選C43=40，使X43為最大值400，即W4挖方區的土方全部調到了T3填方區。則X41、X42都為零，在其方格內畫上一個“×”號。同理再選C22=40，使X22為最大值500，即W2挖方區的土方全部調到了T2填方區。則X21、X23都為零，在其方格內畫上一個“×”號。具體操作過程：400××500××重復上面步驟，依次地確定其余Xij

數值400××500××500××300100100結果：所得運輸量較小，但不一定是最優方案。（總運輸量=∑（土方調配量×平均運距）=97000m3·m)場地平整土方量計算與調配步驟回顧計算場地設計標高

挖填方平衡 劃分網格

確定零線

調整場地設計標高

根據土的可松性調整 根據泄水坡度調整，等計算各方格挖填土方量計算各角點施工 高度后定零線

土方調配三、基坑與基槽土方量計算（平均斷面法）

基坑（底長為底寬3倍以內）土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算。即式中H——基坑深度，m；A1、A2——基坑上、下底的面積，m2；A0

—基坑中截面的面積，m2。

基槽（路堤）（底長大于底寬3倍）土方量計算可沿長度方向分段計算：式中V1——第一段的土方量，m3；L1

—第一段的長度，m。將各段土方量相加即得總土方量：

1補充：土方邊坡

土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度)

h與底寬b之比表示(圖1.11)，即

土方邊坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m式中m=b/h

稱為邊坡系數。

土方量開挖開挖程序：放線→確定開挖順序→開挖→修整邊坡→清底→驗槽→開挖放線：放基坑（槽）上口邊線確定開挖順序：合理順序開挖：預留15~30cm用人工修筑清底：人工開挖預留土層驗槽：檢查與勘查設計資料是否相符開挖【練習1】某建筑場地方格網如圖1.7所示，方格邊長為20m×20m，填方區邊坡坡度系數為1.0，挖方區邊坡坡度系數為0.5，試計算挖方和填方的總土方量。【解】

(1)

根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然標高，計算各角點施工高度，結果列于圖1.8中。由公式得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06(2)

計算零點位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明這些方格邊上有零點存在。由公式求得：1—5線x1=4.55(m)2—6線x1=13.10(m)6—7線x1=7.69(m)7—11線x1=8.89(m)11—12線x1=15.38(m)

將各零點標于圖上，并將相鄰的零點連接起來，即得零線位置，如圖1.8。

(3)

計算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形，土方量為：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面為兩個梯形，土方量為：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+1