【正文】 ? “零線”位置的確定方法是：先求出有關(guān)方格邊線（此邊線一端為挖，一端為填）上的“零點(diǎn)”（即不挖不填的點(diǎn)），然后將相鄰的兩個(gè)“零點(diǎn)”相連即為“零線”。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 26 ? 如圖 ，設(shè) h1為填方角點(diǎn)的填方高度， h2為挖方角點(diǎn)的挖方高度， o為零點(diǎn)位置，則可求得 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 1112ahxhh? ?2212ahxhh? ?式中： x x2—— 角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離（ m h h2—— 相鄰兩角點(diǎn)的施工高度（ m），均用絕對(duì)值； a—— 方格網(wǎng)的邊長（ m）。 地基與基礎(chǔ)工程施工 27 ? 在實(shí)際工程中，確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖 。方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 28 ? ? 零線確定后，便可進(jìn)行土方量的計(jì)算。按方格網(wǎng)底面積圖形和表 22中的計(jì)算公式，計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方或填方量。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 29 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 30 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 31 ? ? 邊坡土方量計(jì)算不僅用于平整場(chǎng)地，而且可用于修筑路堤、路塹的邊坡挖、填土方量計(jì)算，其計(jì)算方法常采用圖解法。 ? 圖解法系根據(jù)地形圖和邊坡豎向布置圖或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，將要計(jì)算的邊坡劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行土方量計(jì)算，一種為三角棱錐體，如圖 ①～③、⑤～⑩，另一種為三角棱柱體，如圖 ④。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 32 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 33 ? （ 1）三角棱錐體邊坡體積 ? 例如圖 211中的①，體積計(jì)算為： 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 1 1 113V A l?式中： l1—— 邊坡①的長度（ m）； A1—— 邊坡①的端面積（ m2），即 ? ? 222 21 22h mh mhA??式中： h2—— 角點(diǎn)的挖土高度（ m）； m—— 邊坡的坡度系數(shù)， ? 寬高地基與基礎(chǔ)工程施工 34 ? （ 2）三角棱柱體邊坡體積 ? 例如圖 211中的④，當(dāng)兩端橫斷面面積相差不大時(shí)，體積計(jì)算為： ? 當(dāng)兩端橫斷面面積相差很大時(shí)，則： 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 12442AAVl?? ? ?44 1 0 246lV A A A? ? ?式中： l 4—— 邊坡④的長度（ m）； A A A0—— 邊坡④兩端及中部橫斷面面積（ m2），算法同上式 219。 地基與基礎(chǔ)工程施工 35 ? ? 將挖方區(qū)（或填方區(qū)）所有方格計(jì)算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場(chǎng)地挖方和填方的總土方量。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 36 ? 應(yīng)用案例 21 ? 某建筑施工場(chǎng)地地形圖和方格網(wǎng)布置，如圖 212所示。方格網(wǎng)的邊長 a=20m，方格網(wǎng)各角點(diǎn)上的標(biāo)高分別為地面的設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高，該場(chǎng)地為粉質(zhì)粘土，為了保證填方區(qū)和挖方區(qū)邊坡穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為 ，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為 ，試用方格網(wǎng)法計(jì)算挖方和填方的總土方量。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 37 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 38 【解】 根據(jù)方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高，按照公式 216計(jì)算得： h1==（ m）； h2==（ m）； h3==（ m）； h4==（ m）； h5==（ m）； h6==（ m）； h7==（ m）； h8==（ m）； h9==（ m）； h10==（ m）； h11= =（ m）； h12==（ m）。 各角點(diǎn)施工高度計(jì)算結(jié)果標(biāo)注圖 213中。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 39 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 40 由圖 213可知，方格網(wǎng)邊 1 2 6 71 1112兩端的施工高度符號(hào)不同，這說明在這些方格邊上有零點(diǎn)存在，由公式（ 217）求得： 15線： x1=（ m）； 26線： x1=（ m）； 67線： x1=（ m）； 711線： x1=（ m）；1112線： x1=（ m）。 將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來，即得零線位置，如圖213所示。 方格 Ⅲ 、 Ⅳ 底面為正方形，土方量為： VⅢ （ +） =202/4 （ +++） =184（ m3） VⅣ （ ） =202/4 （ +++） =171（ m3） 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 41 方格 Ⅰ 底面為兩個(gè)梯形，土方量為： VⅠ （ +） =20/8 （ +） （ +） =（ m3） VⅠ （ ） =20/8 （ +） （ +） =（ m3） 方格 Ⅱ 、 Ⅴ 、 Ⅵ 底面為三邊形和五邊形，土方量為： VⅡ （ +）=（ m3）； VⅡ （ ） =（ m3）； VⅤ （ +） =（ m3）； VⅤ （ ） =（ m3）； VⅥ （ +） =（ m3）； VⅥ （ ） =（ m3） 方格網(wǎng)總填方量： ∑V（ +）=184++++=（ m3） 方格網(wǎng)總挖方量： ∑V（ ）=171++++=（ m3） 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 42 4. 邊坡土方量計(jì)算 如圖 214所示，除④、⑦按三角棱柱體計(jì)算外，其余均按三角棱錐體計(jì)算，由式（ 218）、（ 220）、（ 221）計(jì)算可得： V① （ +）=（ m3）； V② （ +） =V③ （ +） =（ m3）； V④（ +） =（ m3）； V⑤ （ +） =V⑥ （ +） =（ m3）； V⑦ （ +） =（ m3）； V⑧ （ +） =V⑨ （ +） =（ m3）；V⑩ =（ m3）； V11=（ m3）； V12=V13=（ m3）； V14=（ m3） 邊坡總填方量： ∑V（ +）=+++2 ++2 + =（ m3） 邊坡總挖方量： ∑V（ ） =+2 +=（ m3） 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 43 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 44 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 ? 土方平衡與調(diào)配 ? 土方工程量計(jì)算完成后即可進(jìn)行土方調(diào)配。所謂土方調(diào)配，就是對(duì)挖方的土需運(yùn)至何處，填方的土應(yīng)取自何方，進(jìn)行統(tǒng)籌安排。其目的是在土方運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)最小的條件下，確定挖填方區(qū)土方的調(diào)配方向、數(shù)量即平均運(yùn)距，從而縮短工期，降低成本。 ? 土方調(diào)配工作主要包括一下內(nèi)容：劃分調(diào)配區(qū)、計(jì)算土方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距、選擇最優(yōu)的調(diào)配方案及繪制土方調(diào)配圖表。 地基與基礎(chǔ)工程施工 45 ? ? 1）應(yīng)力求達(dá)到挖、填平衡和運(yùn)距最短。使挖、填方量與運(yùn)距的乘積之和盡可能未最小，即使土方運(yùn)輸量或運(yùn)費(fèi)最小。應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地和其周圍地形條件綜合考慮，必要時(shí)可在填方區(qū)周圍就近借土，或在挖方區(qū)周圍就近棄土，而不是只局限于場(chǎng)地以內(nèi)的挖、填平衡，這樣才能做到經(jīng)濟(jì)合理。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 46 ? 2）應(yīng)考慮近期施工與后期利用相結(jié)合及分區(qū)與全場(chǎng)相結(jié)合原則，以避免重復(fù)挖運(yùn)和場(chǎng)地混亂。當(dāng)工程分期分批施工時(shí)，先期工程的土方余額應(yīng)結(jié)合后期工程的需要而考慮其利用數(shù)量與堆放位置，以便就近調(diào)配。堆放位置的選擇應(yīng)為后期工程創(chuàng)造良好的工作面和施工條件，力求避免重復(fù)挖運(yùn)。如先期工程有土方欠額時(shí)，可由后期工程地點(diǎn)挖取。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 47 ? 3）土方調(diào)配還應(yīng)盡可能與大型地下建筑物的施工相結(jié)合。當(dāng)大型建筑物位于填土區(qū)而其基坑開挖的土方量又較大時(shí)，為了避免土方的重復(fù)挖、填和運(yùn)輸，該填土區(qū)暫時(shí)不予填土，待地下建筑物施工之后再行填土。為此，在填方保留區(qū)附近應(yīng)有相應(yīng)的挖方保留區(qū)，或?qū)⒏浇诜焦こ痰挠嗤涟葱枰侠矶逊?，以便就近調(diào)配。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 48 ? 4）合理布置挖、填方分區(qū)線，選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)配方向、運(yùn)輸線路，以充分發(fā)揮挖方機(jī)械和運(yùn)輸車輛的性能。 ? 總之，進(jìn)行土方調(diào)配，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方機(jī)械與施工方法，結(jié)合上述原則，予以綜合考慮，從而做出經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 49 ? ? 1）劃分調(diào)配區(qū) ? 在場(chǎng)地平面土上先劃出挖、填方區(qū)的分界線（即零線），然后在挖、填方區(qū)適當(dāng)劃分處若干調(diào)配區(qū)。調(diào)配區(qū)的劃分應(yīng)與建筑物的平面位置及土方工程量計(jì)算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，通?？捎扇舾蓚€(gè)方格組成一個(gè)調(diào)配區(qū)。同時(shí)還應(yīng)滿足土方及運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)要求。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 50 ? 2）計(jì)算土方量 ? 計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并標(biāo)明在調(diào)配圖上。如圖215所示。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 51 ? 3）計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距 ? 平均運(yùn)距是指挖方區(qū)與填方區(qū)之間的重心距離。取場(chǎng)地或方格網(wǎng)的縱橫兩邊為坐標(biāo)軸，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的重心位置： ? 式中： Vi—— 第 i個(gè)方格的土方量（ m3）； xi、 yi—— 第 i個(gè)方格的重心坐標(biāo)。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 ???iiiVxVx0 ???iiiVyVy0地基與基礎(chǔ)工程施工 52 ? 填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距 L為： ? 式中： xow、 yow—— 挖方區(qū)的重心坐標(biāo)； xoT、 yoT—— 填方區(qū)的重心坐標(biāo) ? 當(dāng)填、挖方調(diào)配區(qū)之間的距離較遠(yuǎn)，采用自行式鏟運(yùn)機(jī)或其他運(yùn)土工具沿現(xiàn)場(chǎng)道路或規(guī)定路線運(yùn)土?xí)r，其運(yùn)距應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算。為簡化計(jì)算，也可假定每個(gè)方格上的土方都是均勻分布的，從而用圖解法求出形心位置以代替重心位置。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 ? ? ? ?22OW OT OW OTL x x y y? ? ? ?地基與基礎(chǔ)工程施工 53 ? 4）確定土方調(diào)配的初始方案 ? 以挖方區(qū)與填方區(qū)土方調(diào)配保持平衡為原則，制定出土方調(diào)配的初始方案，通常采用“最小元素法”制定。 ? 最小元素法即對(duì)運(yùn)距（或單價(jià)）最小的一對(duì)挖填分區(qū)，優(yōu)先地最大限度地供應(yīng)土方量，滿足該分區(qū)后，以此類推，直至所有的挖方分區(qū)土方量全部分完為止。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 54 ? 應(yīng)用案例 已知某場(chǎng)地的挖方區(qū)為 W W W3，填方區(qū)為 T T W3，其挖填方量如 215所示，求出各挖方區(qū)到各填方區(qū)的運(yùn)距及各區(qū)的土方量后，繪制出土方平衡－運(yùn)距表，如表 23所示。試用“最小元素法”編制調(diào)配方案。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 55 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 56 先在運(yùn)距表小方格中找一個(gè)最小數(shù)值 。 找出來后確定此最小運(yùn)距離所對(duì)于的土方量 ， 使其盡可能的大 。 運(yùn)距可用 Cij表示 。 由表中可知 C22=C43=40最小 ， 在這兩個(gè)最小運(yùn)距中任取一個(gè) ， 現(xiàn)取C43=40， 所對(duì)應(yīng)的需調(diào)配的土方量 X43， 從表中表明對(duì)應(yīng) X43最大的挖方量是 400， 即把 W4挖方區(qū)的土方全部調(diào)到 T3填方區(qū) ，而 W4的土方全部運(yùn)往 T3,就不能滿足 X4 X42的需要了 ， 所以X41=X42=0。 將 400填入 X43格內(nèi) ， 同時(shí)將 X4 X42格內(nèi)畫上一個(gè) “ X”號(hào) ， 然后在沒有填上數(shù)字和 “ X”號(hào)的方格內(nèi)再選一個(gè)運(yùn)距最小的方格 ， 即 C22=40， 便可確定 X22=500， 同時(shí)使X21=X23=0。 此時(shí) ， 又將 500填入 X22格內(nèi) ， 并在 X2 X23格內(nèi)畫上 “ X”號(hào) 。 重復(fù)上述步驟 ， 依次確定 Xij其余的數(shù)值 ， 最后得出見表 24的初始調(diào)配方案 。 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 57 項(xiàng)目 土方量的計(jì)算與調(diào)配 地基與基礎(chǔ)工程施工 58 ? 5）用“表上作業(yè)法”確定最優(yōu)方案 ? 以初始調(diào)配方案為基礎(chǔ)，采用“表上作業(yè)法”可以求出在保持挖、填平衡的條件下，使土方調(diào)配總運(yùn)距最小的最優(yōu)方案。該方案使土方調(diào)配中最經(jīng)濟(jì)的方案，即土方調(diào)配最優(yōu)方案。 ? 將初始方案中有調(diào)配數(shù)方格的平均運(yùn)距列出來，再根據(jù)這