工程量计算之土石方量计算.ppt

1 土石方工程预算的编制,1.1 土石方工程预算编制要点 1.2 土石方工程工程量计算规则 1.3土石方工程预算编制习题,定额基本要点,有关计算公式,1.1 土石方工程基本要点及有关公式,1.1.1 定额基本要点,土壤类别,不同类别土壤的地坑预算单价比较表 单位：元/m3,土壤岩石预算定额分类与工程分类的对应关系,土壤的干湿,注意： 土壤干湿的划分，应该根据地质勘测资料按地下常水位划分，地下常水位以上为干土，以下为湿土。 施工中采用人工降水的方法使地下水位降低，干湿土的划分仍以原地下常水位为准。,例：人工挖地槽，根据 现行的预算定额: 人工挖地槽（干土，坚硬土，深度2m以内） 单价：1475.32元/100m3 人工挖地槽（湿土，坚硬土，深度2m以内） 单价：1740.13元/100m3,挖土深度,挖土深度是以设计室外地坪以下的挖土深度计算的。,挖土类型（工民建类）,指厚度在0.3m以内的就地挖、填、找平。,水利定额土方开挖分类 1、一般土方开挖，适用于一般明挖土方工程和上口宽超过16m的渠道及上口面积大于80m2柱坑土方工程。 2、渠道土方开挖，适用于上口宽16m的梯形断面、长条形、底边需要修整的渠道土方工程。 3、沟槽土方开挖，适用于上口宽4m的矩形断面或边坡陡于10.5的梯形断面，L3倍宽的长条形，只修底不修边坡的土方工程，如截水墙、齿墙等各类墙基和电缆沟等。 4、柱坑土方开挖，适用于上口面积80m2、长度2.5m2的各型隧洞洞挖工程。 6、斜井土方开挖，适用于水平夹角为6至75，断面积2.5m2的洞挖工程。 7、竖井土方开挖，适用于水平夹角大于75，断面积2.5m2，深度大于上口短边长度或直径的洞挖工程，如抽水井、闸门井、交通井、通风井等。,放坡,（1）土壤的类别和挖土的深度决定是否放坡； （2）土壤的类别和施工方法决定放坡坡度的大小；,人工挖普硬土： H:B=1:0.37 B=0.37H,放坡系数（K）的使用：,（3）放坡起点位置：,工作面：指工人在施工中所需的工作空间。 砖基础每边增加200mm； 浆砌毛石、条石基础每边加150mm； 混凝土基础垫层支模板每边加300mm； 混凝土基础需支模板的每边加300mm; 基础垂直面做防水层每边增加800mm。,无垫层的放坡起点位置,有垫层，且垫层宽出基础的部分大于或等于工作面的规定尺寸,有垫层，且垫层宽出基础的尺寸小于规定的工作面宽度,挡土板 由于场地等因素的原因不能放坡时，可采用支档土板的方式保护土方边坡。挡土板的厚度一般为10cm。,槽长的确定,外槽：按外墙中心线长度 内槽：（河北省03）按内槽净长 （河北省98、有些地区）按内墙中心线长度,断面形式图 S断,图示地槽的底宽 =a2c0.2,1.1.2 有关计算公式,地槽,式中： a基础底宽 c工作面宽度 k放坡系数 h挖土深度 L地槽长度，内外槽都按中心线长度计算。,C=0，0.15m，0.2m，0.3m，0.8m,1、挖地槽（沟槽）的计算,地坑及土方工程量计算, 规则形状,式中： a地坑或土方底面长度 b地坑或土方底面宽度 c工作面宽度 k放坡系数 h挖土深度,四棱台工程量=（a+2c+KH） (b+2c+KH) H+13K2H3,圆台工程量=13H（r2+rR+R2）,(2) 放坡地坑的计算公式 长方形（方形）V=(A+KH)(B+KH)H+1/3K2H3,A,放坡系数为K,1/3*KH*KH*H,圆 形 式中：A、B基础或垫层（包括加宽工作面在内）的双向尺寸； K放坡系数； H地坑开挖深度； R1坑底半径（包括加宽工作面在内）； R2坑上口半径； 圆周率。,R2,R1,H,R2=R1+KH, 不规则形状,式中： S上地坑或土方顶面面积 S下地坑或土方底面面积 h挖土深度,注意：此公式对规则形地坑仍然适用。,场地平整（我国目前有两种计算方法） 场地平整面积等于建筑物（或构筑物）的底面积（河北省03定额） 建筑物的外边线尺寸外扩2m计算场平面积,一组重要的基本转换,内周长：L内=2(ab),内面积：S内=ab 外面积： S外=(a2c)(b2c) =abc(2a2b)4c2=S内cL内4c2,外周长：L外=2(a2cb2c) =2(ab)8c =L内8c,中心线长：L中=L内4c,上述两个基本转换对于不规则的多边形同样适用。,工程量计算举例,计算本例土方分部工程的工程量。,施工说明：土壤类别为普硬土，人工挖土、双轮车运土，余土的运输距离为100m，无地下水。基础垫层为C15素混凝土。,基础平面图,墙体剖面图,解：,1 基数计算（三线一面）,2 工程量的计算,图,L中,公式换算,图,S1,L内,= L外 -8c= L外 -8 （0.3652）= L外 -4 0.365=43.06 m,=（4.8-0.12 2）4+（9.9-0.12 2）2=37.56 m,L外 =（11.4+0.48）+（9.9+0.48） 2=44.52 m,=（11.4+0.48）（9.9+0.48）=123.31 m2,底层建筑面积 S1 外墙中心线 L中 外墙外边线 L外 内墙净长线 L内,L内槽净=（4.8-0.44-0.45）4+（9.9-0.442）2=33.68 m,V地槽=1.7643.06+1.6533.68=131.36 m3,（3）地槽回填土, 埋设在室外地坪以下的砖基础体积 V砖基,S,图,L内槽净=33.68 m,定额有关说明,=（a+2c）h=（1+20.3）1.1=1.76 m2,V地槽=SL中+SL内槽净,S=（a+2c）h=（0.9+20.3）1.1=1.65 m2,L中 = 43.06 m,34,V砖基=V外砖基+V内砖基=18.214+11.662=29.876 m3,外墙基础垫层截面积 S外垫层,外墙基础垫层长度按L中计,图,图,=10.2=0.2 m2, 埋设在室外地坪以下的垫层体积 V垫层,法二,35,10,内墙基础垫层净长度（第二种方法）,L内垫=L内-（NT ）,NT表示内墙与外墙的T型接脚，以及内墙与内墙的T型接脚。,式中：,L内垫=37.56- （ 8 + 4）,=33.68 m,36,图,（4）余土外运,余土外运工程量=地槽总挖方量-回填土总体积, 回填土总体积 =V地槽回填+房心回填土,V房心回填=S净h房心回填,V回填土=96.41+21.19=117.6 m3, 余土外运,V余土外运= V地槽- V回填土=131.36-117.6=13.76m3,图,定额有关说明,37,补充1：,若本题中的基础底面标高改为-2.000，则挖地槽的工程量应如何求解？（施工方法：人工开挖）,解：,普硬土 挖土深度h=1.7m,普硬土 人工开挖,应该放坡,放坡坡度系数 k=0.37,38,代入求解 V地槽= V外槽+ V内槽,39,解：,普硬土 ，挖土深度h=1.7m，人工开挖, 若垫层宽出基础的部分 c200mm，放坡形式如下：,k=0.37,40,41, 若垫层宽出基础的部分 c200mm，放坡形式如下：,42,43,19,定额.回填土按夯填或松填分别以立方米计算。回填土工程量可按下列方法计算：地槽、地坑回填土体积等于挖土体积减去设计室外地坪以下埋设的砌筑物（包括基础、垫层等）的外形体积。在计算管道沟回填土时，管道直径在500mm以上（包括500毫米），需减去其体积。每米管道应减去的体积，可按下表规定计算。,房心回填土，按主墙间面积乘以回填土厚度以立方米计算。,44,大孔性土壤应根据实验室的资料，确定余土和取土工程量。,定额.,余土(或取土)外运体积挖土总体积回填土总体积。,计算结果为正值时为余土外运体积，负值时为取土体积。土、石方运输工程量，按整个单位工程中外运和内运的土方量一并考虑。,挖出的土如部分用于灰土垫层时，这部分土的体积在余土外运工程量中不予扣除。,45,46,例：某铸铁排水管，管径为800 mm，长度为1000 m，埋深为1.2 m，普硬土。 求土方分部工程的工程量。,解：, 挖土体积 V挖,定额说明,V挖=1.61.21000=1920 m3, 余土外运 V余,定额说明,V余=0.491000=490 m3, 回填土 V回填,V回填= V挖- V余=1920-490=1430 m3,47,大面积土方开挖计算方法,一、横截面计算步骤及方法 二、方格网法,横截面计算步骤及方法,1划分横截面 根据地形图、竖向布置图或现场检测，将要计算的场地划分为若干个横截面 AB、EF，使截面尽量垂直等高线或建筑物边长；截面间距可不等，一般取10 m或20 m，但最大不大于100 m.,2划横截面 按比例绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积，即为挖方或填方的截面. 3计算横截面面积 按表格中面积计算分式，计算每个横截面的挖方或填方截面积. 4计算土方工程量 根据横截面面积计算土方工程量 式中 V：相邻两截面间土方量,m3; ：相邻两截面的挖方(+)或填方(-)的截面积,m2 L：相邻两截面间的间距。 5汇总 按汇总表格式汇总全部土方工程量。,AB,EF,二、土方工程量计算（方格网法）适于地形较平坦地区采用，计算精度较横截面高，计算步骤如下,读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示. 图1-3 方格网法计算土方工程量图,二、 场地平整土方计算,(1)考虑的因素： 满足生产工艺和运输的要求； 尽量利用地形，减少挖填方数量； 争取在场区内挖填平衡，降低运输费； 有一定泄水坡度，满足排水要求. 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： A.小型场地挖填平衡法； B.大型场地最佳平面设计法(用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小)。,(2)初步标高(按挖填平衡),场地初步标高：,(3)场地设计标高的调整,按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整. 按泄水坡度调整各角点设计标高 ： 单向排水时，各方格角点设计标高为: Hn = H0 Li 双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 Lx ix L yi y,3.计算场地各个角点的施工高度,施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算： 式中 hn-角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为 挖)，m； n-方格的角点编号(自然数列1，2，3，n). Hn-角点设计高程， H-角点原地面高程.,4.计算“零点”位置，确定零线,方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图1-4所示).图1-4 零点位置,零点位置按下式计算： 式中 x1、x2 角点至零点的距离,m； h1、h2 相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m； a 方格网的边长，m.,确定零点的办法也可以用图解法，如图1-5所示.,方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。,图1-5 零点位置图解法,5.计算方格土方工程量,按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量 表1-3 常用方格网点计算公式表1-3 常用方格网点计算公式,6.边坡土方量计算,场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。 边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算： 一种为三角棱锥体(图1-6中、)； 另一种为三角棱柱体(图1-6中).,图1-6 场地边坡平面图,A三角棱锥体边坡体积 式中 l1 边坡的长度； A1 边坡的端面积； h2 角点的挖土高度； m边坡的坡度系数，m=宽/高. B 三角棱柱体边坡体积 两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 式中 l4 边坡的长度； A1、A2、A0 边坡两端及中部横断面面积.,7.计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量.,例题：某建筑场地地形图和方格网(边长a=20.0m)布置如图所示。土壤为二类土，场地地面泄水坡度 。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、填土方工程量。,(3) 计算各角点的施工高度 得各角点的施工高度(以“+”为填方，“-”为挖方)： h1=9.44-9.45=-0.11 h2=9.5-9.75=-0.25 h3=9.56-10.14=-0.58 各角点施工高度见下图 。 (4) 确定“零线”，即挖、填方的分界线 确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线” 。如1-5线上：x1=(0.01/(0.01+0.029)*20=0.67 ，即零点距角点1的距离为0.67m。,将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计： 挖方：503.92m3 填方：504.26m3 挖方、填方基本平衡。,三、 土方调配 土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行.编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本. 土方调配的原则：力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则.进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案.,8.例题：某建筑场地方格网如下图所示，方格边长为20m20m,填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量.,【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1-8中. 由公式1.9得： h1=251.50-251.40=0.10m h2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53m h4=251.32-250.60=0.72m h5=251.56-251.90=-0.34m h6=251.50-251.60=-0.10m h7=251.44-251.28=0.16m h8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83m h10=251.56-252.00=-0.44m h11=251.50-251.70=-0.20m h12=251.46-251.40=0.06m,图1-8 施工高度及零线位置,(2)计算零点位置.从图1-8中可知,15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工高度符号不同,说明此方格边上有零点存在. 由公式1.10求得： 15线 x1=4.55(m) 26线 x1=13.10(m) 67线 x1=7.69(m) 711线 x1=8.89(m) 1112线 x1=15.38(m) 将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来,即得零线位置，如图1-8. (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3),方格底面为两个梯形,土方量为： V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 方格、底面为三边形和五边形,土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3) V(+)=40.89 (m3) V(-)=5.70 (m3),方格网总填方量： V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3) (4)边坡土方量计算.如图1.9,、按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算, 可得： V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3),图1-9 场地边坡平面图,V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 边坡总填方量： V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3) 边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3),2某建筑外墙采用毛石基础，其断面尺寸如下图所示，地基为粘土，已知土的可松性系数 ， 。试计算每100m长基槽的挖方量；若留下回填土后，余土要求全部运走，计算预留填土量及弃土量。,清单计量与定额计量的区别,1、平整场地计算规则 （1）清单规则：按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。 （2）定额规则：按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。 2、平整场地计算方法 （1）清单规则的平整场地面积：清单规则的平整场地面积首层建筑面积 （2）定额规则的平整场地面积：定额规则的平整场地面积首层建筑面积,3、注意事项 （1）、有的地区定额规则的平整场地面积：按外墙外皮线外放2米计算。计算时按外墙外边线外放2米的图形分块计算，然后与底层建筑面积合并计算；或者按“外放2米的中心线2=外放2米面积” 与底层建筑面积合并计算。这样的话计算时会出现如下难点： 、划分块比较麻烦，弧线部分不好处理，容易出现误差。 、2米的中心线计算起来较麻烦，不好计算。 、外放2米后可能出现重叠部分，到底应该扣除多少不好计算。 （2）、清单环境下投标人报价时候可能需要根据现场的实际情况计算平整场地的工程量，每边外放的长度不一样。,开挖土方计算规则 （1）、清单规则：挖基础土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘挖土深度计算。 （2）、定额规则：人工或机械挖土方的体积应按槽底面积乘以挖土深度计算。槽底面积应以槽底的长乘以槽底的宽，槽底长和宽是指混凝土垫层外边线加工作面，如有排水沟者应算至排水沟外边线。排水沟的体积应纳入总土方量内。当需要放坡时，应将放坡的土方量合并于总土方量中。,2、开挖土方计算方法 （1）、清单规则： 、计算挖土方底面积： 方法一、利用底层的建筑面积+外墙外皮到垫层外皮的面积。外墙外边线到垫层外边线的面积计算（按外墙外边线外放图形分块计算或者按“外放图形的中心线外放长度”计算。）,方法二、分块计算垫层外边线的面积（同分块计算建筑面积）。 、计算挖土方的体积：土方体积挖土方的底面积*挖土深度。 （2）、定额规则： 、利用棱台体积公式计算挖土方的上下底面积。 V=1/6H(S上+ 4S中+ S下)计算土方体积（其中，S上为上底面积，S中为中截面面积，S下为下底面面积）。如下图,S下底层的建筑面积+外墙外皮到挖土底边线的面积（包括工作面、排水沟、放坡等）。 用同样的方法计算S中和S下,3、挖土方计算的难点 、计算挖土方上中下底面积时候需要计算“各自边线到外墙外边线图”部分的中心线，中心线计算起来比较麻烦（同平整场地）。 、中截面面积不好计算。 、重叠地方不好处理（同平整场地）。 、如果出现某些边放坡系数不一致，难以处理。 4、大开挖与基槽开挖、基坑开挖的关系 槽底宽度在3m以内且长度是宽度三倍以外者或槽底面积在20m2以内者为地槽，其余为挖土方。,1基坑（槽）路堤的土方量可采用下列方法计算：（ ） A.三角棱柱体法 B.等截面计算法 C.拟柱体体积计算法 D.四方棱柱体法 2对体形复杂土体的土方量计算通常采用：（ ） A.变截面法 B.划分一定的几何形状近似 C.整体扣除法 D.加权平均值法 3下列那一个不属于场地平整土方量的计算步骤：（ ） A. 体积计算方法 B.边坡土方量计算 C.填挖平衡 D.划分调配区 4“零线”有何特性：（ ） A.施工高度为零 B.挖方区与填方区的交线 C.场地中心标高为零 D.A + B 5四方棱柱体四个角点不可能出现的标高情况：（ ） A.全填全挖 B.两点挖两点填 C. 三点挖一点填 D.三点为零线一点挖（填）,6采用三角棱柱体法计算土方量划分方格网的依据是：A.按照角点标高的绝对值的大小 B.顺地形等高线 C.采用全填全挖型 D.划分零线 7. 最佳设计平面是在满足设计规