【正文】 礎工程施工 37 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 38 【解】 根據(jù)方格網(wǎng)各角點的地面設計標高和自然標高，按照公式 216計算得： h1==（ m）； h2==（ m）； h3==（ m）； h4==（ m）； h5==（ m）； h6==（ m）； h7==（ m）； h8==（ m）； h9==（ m）； h10==（ m）； h11= =（ m）； h12==（ m）。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 32 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 33 ? （ 1）三角棱錐體邊坡體積 ? 例如圖 211中的①，體積計算為： 項目 土方量的計算與調(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—— 角點的挖土高度（ m）； m—— 邊坡的坡度系數(shù)， ? 寬高地基與基礎工程施工 34 ? （ 2）三角棱柱體邊坡體積 ? 例如圖 211中的④，當兩端橫斷面面積相差不大時，體積計算為： ? 當兩端橫斷面面積相差很大時，則： 項目 土方量的計算與調(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。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 28 ? ? 零線確定后，便可進行土方量的計算。 地基與基礎工程施工 27 ? 在實際工程中，確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖 。 地基與基礎工程施工 25 ? “零線” ? 如果一個方格中一部分角點的施工高度為“ +”，而另一部分為“ ─”時，此方格中的土方一部分為填方，一部分為挖方。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 22 ? 2. 劃分場地方格網(wǎng) ? 方格網(wǎng)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(guī)定的位置上標注角點的自然地面標高和設計標高，如圖 示。由于場地內(nèi)大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及從經(jīng)濟角度比較，將部分挖方就近棄于場外（簡稱棄土）或?qū)⒉糠痔罘骄徒⊥劣趫鐾猓ê喎Q借土）等，均會引起挖填土方量的變化。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 19 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 20 ? 3）調(diào)整場地設計標高 ? 初步確定場地設計標高僅為一理論值，實際上，還需要考慮以下因素對初步場地設計標高值進行調(diào)整，這工作在完成土方量計算后進行。然后即可算出各角點的施工高度。但要注意，在計算施工高度總和時，應考慮方格網(wǎng)各點施工高度在計算土方量時被應用的次數(shù) Pi，令 σ為土方施工高度之平方和，則： 項目 土方量的計算與調(diào)配 2 2 2 21 1 2 21ni i nniPh Ph Ph Ph??? ? ? ? ?? 2 2 21 1 1 1 2 22 2( ) ( ) ( )x y x y n nx ny nPcxiyiH PcxiyiH PcxiyiH????????? ?????地基與基礎工程施工 16 ? 當 σ的值最小時，該設計平面既能使土方工程量最小，又能保證填挖方量相等（填挖方不平衡時，上式所得數(shù)值不可能最?。?。 地基與基礎工程施工 14 ? 與前述方法類似，將場地劃分成方格網(wǎng)，并將原地形標高 Hi標于圖上，則該場地方格網(wǎng)角點的施工高度為： 項目 土方量的計算與調(diào)配 i i i ix iy ih H H c xi yi H?? ? ?? ? ?式中： hi—— 方格網(wǎng)各角點的施工高度（ m）； Hi’—— 方格網(wǎng)各角點的設計平面標高（ m）； Hi—— 方格網(wǎng)各角點的原地形標高（ m）。然后適當修正各設計單平面交界處的標高，使場地各單平面之間的變化緩和且連續(xù)。如果將所有方格的四個角點相加，則類似 H11這樣的角點標高加一次，類似 H1 H21的角點標高需加兩次，類似 H22的角點標高要加四次，這種在計算過程中被應用次數(shù) Pi反映了各角點標高對計算結(jié)果的影響程度，測量上的術語稱為“權”。每個方格的角點標高，可根據(jù)地形圖上該角點相鄰兩等高線的標高，用插入法（圖 ）求得。后者是采用最小二乘法原理，計算出最佳設計平面。場地平整就是將自然地面改造成人們所要求的平面。其方法為：沿場地取若干個相互平行的斷面（可利用地形圖定出或?qū)嵉販y量定出），將所取的每個斷面（包括邊坡斷面），劃分為若干個三角形和梯形（如圖 ）。 ? 場地挖填土方量計算有 橫截面法 和 方格網(wǎng)法 兩種。 ∑ = iVV槽? 一般在工程實際中，基槽土方量的計算多按照不同基槽斷面，以基槽的長度乘以相應斷面積計算。地基與基礎工程施工 1 項目 2 土方工程施工 土方量的計算與調(diào)配 土方機械化施工 土方開挖 土方填筑與壓實 項目 土方量的計算與調(diào)配 ? 基坑、基槽土方量計算 ? 1．基坑土方量計算 ? 基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體（由兩個平行的平面做底的一種多面體）體積公式計算（如圖），即 ( )201坑 46 AAAHV ++=式中： H —— 基坑深度 ， m A A2 —— 基坑上 、 下底的面積 ， m2； A0 — 基坑中截面的面積 ， m2。即： ALi??∑ 槽式中： Li—— 基槽所在斷面的長度（ m）； A—— 基槽所在斷面的平均斷面積（ m2）。 地基與基礎工程施工 4 ? 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(jié)果匯總。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 5 ? 斷面面積求出后，即可計算土方體積，設各斷面面積分別為： F F ……F n。場地設計標高應滿足規(guī)劃、生產(chǎn)工藝及運輸、排水及最高洪水位等要求，并力求使場地內(nèi)土方挖填平衡且土方量最小。所謂最佳設計平面，是指場地各方格角點的挖、填高度的平方和為最小，按照這樣的設計平面，既能滿足土方工程量為最小，也能保證挖填土方量相等，但是此法的計算較為繁瑣。在無地形圖的情況下，可在地面用木樁打好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測出各角點標高?？紤]各角點標高的“權”，式 26可改寫為便于計算的形式： 項目 土方量的計算與調(diào)配 nHHHH4432 43210? ? ?? ????地基與基礎工程施工 12 ? 2）最小二乘法原理求最佳設計平面 ? 挖方量與填方量平衡，但不能保證總的土方量最小。因此，確定單平面的最佳設計平面是豎向規(guī)劃設計的基礎。 地基與基礎工程施工 15 ? 由土方量計算公式可知，施工高度之和與土方工程量成正比。這就是用最小二乘法求最佳設計平面的方法。 ? 在實際計算時，可采用列表方法（表 21）。 ? ①土的可松性影響。必要時，需重新調(diào)整設計標高。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 23 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 24 ? 3. ? 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，填在方格點的右上角。計算此類方格的土方量需先確定填方與挖方的分界線，即“零線”。方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。按方格網(wǎng)底面積圖形和表 22中的計算公式，計算每個方格內(nèi)的挖方或填方量。 地基與基礎工程施工 35 ? ? 將挖方區(qū)（或填方區(qū)）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。 各角點施工高度計算結(jié)果標注圖 213中。所謂土方調(diào)配，就是對挖方的土需運至何處，填方的土應取自何方，進行統(tǒng)籌安排。使挖、填方量與運距的乘積之和盡可能未最小，即使土方運輸量或運費最小。堆放位置的選擇應為后期工程創(chuàng)造良好的工作面和施工條件，力求避免重復挖運。為此，在填方保留區(qū)附近應有相應的挖方保留區(qū)，或?qū)⒏浇诜焦こ痰挠嗤涟葱枰侠矶逊牛员憔徒{(diào)配。調(diào)配區(qū)的劃分應與建筑物的平面位置及土方工程量計算用的方格網(wǎng)相協(xié)調(diào)，通?？捎扇舾蓚€方格組成一個調(diào)配區(qū)。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 51 ? 3）計算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運距 ? 平均運距是指挖方區(qū)與填方區(qū)之間的重心距離。 項目 土方量的計算與調(diào)配 ? ? ? ?22OW OT OW OTL x x y y? ? ? ?地基與基礎工程施工 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。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 55 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 56 先在運距表小方格中找一個最小數(shù)值 。 將 400填入 X43格內(nèi) ， 同時將 X4 X42格內(nèi)畫上一個 “ X”號 ， 然后在沒有填上數(shù)字和 “ X”號的方格內(nèi)再選一個運距最小的方格 ， 即 C22=40， 便可確定 X22=500， 同時使X21=X23=0。該方案使土方調(diào)配中最經(jīng)濟的方案，即土方調(diào)配最優(yōu)方案。 依次求出各空格的檢驗數(shù) 。 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 60 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 61 ? 6）方案的調(diào)整 ? （ 1）在所有負檢驗數(shù)中選一個（一般可選最小的一個），應用案例 22中就是 λ12，把它所對應的變量（ X12）作為調(diào)整對象。然后依次繼續(xù)前進，如果線路恰當，有限步后便能回到出發(fā)點，形成一條有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點的、用水平和豎直線聯(lián)起來的閉回路（見表 26）?？雌涫欠褡顑?yōu)方案。 ? 最優(yōu)方案與初始方案總運輸量比較如下： ? 初始方案的總運輸量為： Z1＝500 50+500 40+300 60+100 110+100 70+400 40＝ 97000（ m3即調(diào)整后總運輸量減少了 3000（ m3 項目 土方量的計算與調(diào)配 地基與基礎工程施工 68 ? 施工機械及其特點 ? ? 推土機是土方工程施工的主要機械之一，是在履帶式拖拉機上安裝推土鏟刀等工作裝置而成的機械。同時，液壓式推土機鏟刀還可以調(diào)整角度，具有更大的靈活性，是目前常用的一種推土機（圖 217）。多用于挖土深度不大的場地平整，開挖深度不大于 ，回填基坑和溝槽，堆筑高度在 、堤壩，平整其他機械卸置的土堆；推送松散的硬土、巖石和凍土，配合鏟運機進行助鏟；配合挖土機施工，為挖土機清理余土和創(chuàng)造工作面。但坡度不宜大于 15176。槽深 1m左右為宜，槽間土埂寬約 。這樣，便可減少切土時阻力，從而可提高切土運行速度。 ? （ 4）分批集中，一次推送 ? 若運距較遠而土質(zhì)又比較堅硬時，由于切土的深度不大，宜采用多次鏟土，分批集中，再一次推送的方法，使鏟刀前保持滿載，以提高生產(chǎn)率。拖式鏟運機由拖拉機牽引，自行式鏟運機的行駛和作業(yè)都靠本身的動力設備。 ? 鏟運機對行駛的道路要求較低，操縱靈活，生產(chǎn)率較高。 項目 土方機械化施工 地基與基礎工程施工 79 ? 1）鏟運機作業(yè)方法 ? 在土方工程中，常使用的鏟運機的鏟斗容量為 ～8m3；自行式鏟運機適用于運距 800～ 3500m的大型土方工程施工，以運距在 800～ 1500m的范圍內(nèi)的生產(chǎn)效率最高；拖式鏟運機適用于運距為 80～ 800m的土方工程施工，而運距在 200～ 350m時，效率最高。鏟運機的開行路線，一般有以下幾種： ? ①環(huán)形路線。施工地段較長或地形起伏較大時，多采用“ 8”字形開行路線（圖 223d）。因此，為了充分發(fā)揮鏟運機的效能，保證能在直線段上鏟土并裝滿土斗，要求鏟土區(qū)應有足夠的最小鏟土長度。縮短鏟土時間；但縱坡不得超過 25176。鏟運機間隔鏟土，預留土埂（圖 224）。地勢平坦、土質(zhì)較堅硬時，可用推土機在鏟運機后面頂推，以加大鏟刀切土能力，縮短鏟土時間，提高生產(chǎn)率。對堅硬土層，可用雙聯(lián)單鏟，即一個土斗鏟滿后，再鏟另一斗土；對松軟土層，則可用雙聯(lián)雙鏟，即兩個土斗同時鏟土。 項目 土方機械化施工 8d h BQ QK?3600 chcsqKQTK?地基與基礎工程施工 88 ? ? 單斗挖土機是基坑（槽）土方開挖