场地工程-土方工程量计算

第一章 场地工程,第三节 土方工程量计算,用求体积的公式进行估算 断面法 方格网法,园林工程场地工程,土方量计算是根据附有原地形等高线的设计地形来进行的；,园林工程场地工程,通过计算可以修订设计图中不合理之处，使图纸更加完善；,园林工程场地工程-土方量计算,土方量计算所得资料是基本建设投资预算和施工组织设计等项目的重要依据。,园林工程场地工程-土方量计算,土方量的计算精确要求，分为估算和计算。 规划阶段，土方量的计算无须过分精细，只作毛估即可。 施工图，土方工程量则要求比较精确。,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程土方工程土方工程量计算,一、用求体积的公式进行估算,在建园过程中，不管是原地形或设计地形，经常会碰到一些类似锥体、棱台等几何形体的地形单体，这些地形单体的体积可用相近的几何体体积公式来计算； 此法简便，精度较差，多用于估算。,园林工程土方工程土方工程量计算,二、断面法,断面法是以一组等距(或不等距)的互相平行的截面将拟计算的地块、地形单体(如山、溪涧、池、岛等)和土方工程(如堤、沟渠、路堑、路槽等)分截成“段”。分别计算这些“段”的体积。再将各段体积累加，以求得该计算对象的总土方量。,园林工程场地工程-土方量计算,计算精度取决于截取断面的数量，多则精，少则粗。 断面法根据其取断面的方向不同可分为垂直断面法、水平断面法(或等高面法)。,园林工程场地工程-土方量计算,(一)垂直断面法,适用于带状地形单体或土方工程(如带状山体、水体、沟、堤、路堑、路槽等)的土方量计算。,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,在S1和S2的面积相差较大或两相邻断面之间的距离大于50m时，计算的结果，误差较大，可改用以下公式运算：,园林工程场地工程-土方量计算,例1：设有一土堤，计算段两端断面呈梯形，各边数值如图。二断面之间的距离为60m，试比较用算术平均法和拟棱台公式计算所得结果。,园林工程场地工程-土方量计算,解：先求S1、S2面积,用算术平均法求土堤土方量,用拟棱台公式求土堤土方量 依据求中截面面积 （1） 用求棱台中截面面积公式求S0,（2） 用S1、S2各对应边的算术平均值求S0,例2：某公园有一地块，地面高低不平，拟整理成一块10坡度的场地，试用垂直断面法求其挖填土方量。,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程土方工程土方工程量计算,断面积的计算方法,用垂直断面法求土方体积，比较繁琐的工作是断面面积的计算。,计算断面积的方法多种多样，对形状不规则的断面既可用求积仪求其面积，可用“方格纸法”、“平行线法”或“割切法”等方法进行计算。,（二）等高面法(水平断面法),等高面法是沿等高线取断面，等高距即为两相邻断面的高，计算方法同断面法。,园林工程场地工程-土方量计算,等高面法适用范围,最适于大面积的自然山水地形的土方计算。 我国园林素尚自然，园林中山水布局讲究，地形的设计要求因地制宜，充分利用原地形，以节约工力。同时为了造景又要使地形起伏多变。 挖湖堆山的工程是在原有的崎岖不平的地面上进行的。所以计算土方量时必须考虑到原有地形的影响，这也是自然山水园土方计算较繁杂的原因。 由于园林设计图纸上的原地形和设计地形均用等高线表示，因而采用等高面法进行计算最为便当。,园林工程场地工程-土方量计算,例3：某公园局部地形过于低洼，不适于一般植物的生长和游人活动。现拟按设计水体挖掘线将低洼处挖成水生植物栽植池(常水位为48.50m)，挖出的土方加上自公园内其它局部调运来的1000m3土方，适当将地面垫高，以适应一般乔灌木的生长要求，并在池边堆一座土丘，试计算其土方量。,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,1、先确定一个计算填方和挖方的交界面基准面，基准面标高是取设计水体挖掘线范围内的原地形标高的平均值，本例的基准面标高为48.55m。,2、求设计陆地原地形高于基准面的土方量，先逐一求出原地形各等高线所包围的面积，如S48.55、S49.00、S49.50面积可用方格纸或求积仪求取，利用公式算出各层土方量。,园林工程场地工程-土方量计算,S48.55=4050 S49.00=2925 V=h（S1+S2）/2 h=49.00-48.55=0.45m V48.55-49.00=0.45（4050+2925） /2=1569.4 V49.00-49.50= 同理： 类推，累计即为设计陆地原地形土方量,园林工程场地工程-土方量计算,3、求设计陆地土方量 方法同上。 4、求填方量 设计陆地土方量减去陆地原地形土方量即得。,园林工程场地工程-土方量计算,5、求设计水体挖方量 A基准面(标高48.55m)范围内的面积(m2)； H最大挖深值(也可以取挖深平均值，m) m坡度系数； L岸坡纵向长度(m)。,园林工程场地工程-土方量计算,图中水池其设计湖岸线包围的面积：A=950；挖深H=1.55m；坡度系数m=4平均值，岸线纵长L=150m代入公式： V=751.75 6、土方平衡 V挖+V外来土=V填,6、土方平衡 V挖+V外采 土和V填比较 令其相等或接近相等。 如果挖方和填方相差太大，应当调整设计地形。 单纯追求数字土方平衡没必要，地形图存在误差。 实际工作要考虑土方就地平衡，同时重视设计意图的前提下如何尽可能减少动土量，节约投资，缩短工期。,园林工程场地工程-土方量计算,水平断面法还可以用来作局部平整场地的土方计算。 首先根据设计图纸上原地形等高线和设计等高线相交的情况，找出零点位置并连接成线（零点线），根据情况划分挖方区和填方区。分别计算挖方区或填方区各断面的面积，再根据公式计算。,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,三、方格网法,在建园过程中，地形改造除挖湖堆山，还有许多大大小小的各种用途的地坪、缓坡地需要干整。,园林工程场地工程-土方量计算,平整场地的工作是将原来高低不平的、比较破碎的地形按设计要求整理成为平坦的具有一定坡度的场地，如：停车场、集散广场、体育场、露天演出场等等。 整理这类地块的土方计算最适宜用方格网法。,方格网法土方量计算步骤,(1)在附有等高线的施工现场地形图上作方格网，方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度。在园林中一般用2040m； (2)用插入法求出各角点的原地形标高； (3)依设计意图确定各角点的设计标高； (4)比较原地形标高和设计标高，求得施工标高； (5)土方计算。,某公园建一广场为“T”字形，要求广场有1.5%的纵坡和2%的横坡，土方就地平衡，求其设计标高和土方量计算。,20.50,1、划分方格控制网,按正南北方向(或根据场地具体情况决定)作边长为20m的方格控制网，标注各方格角点。,2、求各角点原地形标高,1、有较精确的地形图，可用插入法由图上直接求得各角点的原地形标高。 2、测量角点的地面标高并将标高值标记在图纸上，该点的原地形标高；,过11点作相邻二等高线间的距离最短的线段。 L12.6m x7.4m 等高距h0.5m.,园林工程土方工程土方工程量计算,平整标高又称计划标高。平整在土方工程的含意就是把一块高低不平的地面在保证土方平衡的前提下，挖高垫低使地面成为水平的。这个水平地面的高程就是平整标高。,3、求平整标高,设计工作中通常以原地面高程的平均值(算术或加权平均)作为平整标高。 理解为居于某一水准面之上而表面上崎岖不平的土体，经平整后使其表面成为水平的，经平整后的这块土体的高度就是平整标高。标高值高于最低且低于最高,V 该土地自水准面(平整标高所在)起算经平整后的体积 N 方格数 H0 平整标高 a 方格边长,设平整标高为H0，则,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,实际工作中影响平整标高的还有其它因素，如外来土方和弃土的影响，施工场地有时土方有余，而其他场地又有需求，设计时便可考虑多挖。 有时由于场地标高过低，为使场地标高达到一定高度，而需运进土方以补不足。 运进或外弃的土方量直接影响到场地的设计标高和土方平衡，设这些土方体积为Q，则这些土方影响平整标高的修正值h应是：,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,4、确定H0的位置,H0的位置确定得是否正确，不仅直接影响着土方计算的平衡，而且也会影响平整场地设计的准确性。 确定H0位置的方法有 图解法 数学分析法,图解法 图解法适用于形状简单规则的场地。,4、确定H0的位置,数学分析法 可适合任何形状场地的H0定位。数学分析法是假设一个和我们所要求的设计地形完全一样(坡度、坡向、形状、大小完全相同)的土体，再从这块土体的假设标高，反求其平整标高的位置。,园林工程场地工程-土方量计算,l-3点最高，设其设计标高为x，则依给定的坡向、坡度和方格边长，可以立即算出其它各角点的假定设计标高。,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程场地工程-土方量计算,5、求设计标高,6、求施工标高,施工标高原地形标高设计标高,7、求零点线,零点是指不挖不填的点，零点的联线就是零点线，它是挖方和填方区的分界线。 零点线为土方计算的重要依据之。 在相邻二角点之间，如若施工标高值一为“+”数，一为“”数，则它们之间必有零点存在。,求方格I的点1-l和点2-1间零点 l-l点施工标高为+0.35m 2-1点的施工标高为0.27m，取绝对值代入公式。 零点位于距点“1-1点11.3m处,园林工程场地工程-土方量计算,园林工程土方工程土方工程量计算,8、土方量计算,零点线为计算提供了填方、挖方的面积； 施工标高为计算提供挖方和填方的高度。 依据这些条件，便可选择适宜的公式求出各方格的土方量。 由于零点线切割方格的位置不同，形成各种形状的棱柱体。,在例题中方格四个角点的施工标高值全为“+”号，是挖方。,园林工程场地工程-土方量计算,方格I中两点为挖方，两点为填方用公式计算,园林工程场地工程-土方量计算,9、绘制土方平衡表及土方调配图,土方平衡表和土方调配图是土方施工中必不可少的图纸资料，是施工组织设计的主要依据； 从土方平衡表上可以一目了然地了解各个区的出土量和需土量、调拨关系和土方平衡情况； 在调配图上则可更清楚地看到各区的土方盈缺情况，土方的调拨量，调拨方向和距离。,作业：某公园为满足游人游园的需要，拟将这块地面平整成为三坡向两面坡的矩形广场（60m80m），要求广场具有1%的纵坡和2%的横坡，土方就地平衡，试求其土方量。,四、土方平衡与调配,挖填土方量计算后，在考虑了挖方时因土壤松散而引起填方中填土体积的增加、地下构筑物施工余土和各种填方工程的需土之后，整个土程的填方量和挖方量应当平衡。 如果发现挖、填方数量相差较大时，则需研究余土或缺土的处理方法，甚至可能修改设计标高，如修改设计标高，则需重新计算土方工程量。,园林工程场地工程-土方量计算,土方平衡与调配工作是土方施工设计的一个重要内容。 土方调配的目的是在土方总运输量最小(或土方施工费用最少)并适当考虑填土情况的前提下，合理确定挖、填方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期、降低成本、提高土方工程质量的目的。,园林工程土方工程土方工程量计算,进行土方调配必须考虑现场条件、有关技术资料、土方施工方法及园林平面规划和竖向设计等。 园址基地土壤可能比较复杂，各类园林用地对土质的要求也有不同如建筑地基应为工程力学性质较优的土类，而多数的土壤可用于广场，种植用土则要选择富含有机质的土壤等。所有这些都要求土方调配时加以考虑。,园林工程土方工程土方工程量计算,(一)土方平衡与调配的原则,(1)充分考虑填土适用性。如种植区、道路广场区、建筑基础 (2)充分尊重设计，不可在园基内随意借土或弃土。 (3)分区调配应与全局调配相协调，不得任意挖填。 (4)土方调配应与地下构筑物的施工相结合。 (5)选择合理的调配方向、运输路线、施工顺，避免土方运输出现无谓对流和乱流现象，同时要求便于机具调配和机械化施工。,园林工程土方工程土方工程量计算,例：一矩形广场，现已知各调配区的土方量和相互 之间的平均运距，求最优土方调配方案。,园林工程土方工程土方工程量计算,B1,B2,B3,挖方量,A1,50,70,100,500,A2,70,40,90,500,A3,60,110,70,500,A4,80,110,40,400,填方量,800,600,500,1900,土方平衡及运距表,编制初始调配方案采用“最小元素法”。 根据对应于最小的平均运距(Lij)取最大调配量xij的最大值)的原则进行调配。将图中的数值填入填、挖方平衡及运距表中。,园林工程土方工程土方工程量计算,首先在运距表的小方格中找一个最小数值，如取L43(数值为40)。据此来确定x43的值，使它尽可能大，也就是x43=max(400，500)=400。,由于A4挖方区的土方全部调到了B3填方区，故x41和x42都为零。 将400填人表中的x43格内，同时在x41和x42格内画上一个“”号(表示调配量为零)。,然后在没有填上数字和“”号的方格内再选一个运距最小的方格，如L22=40，同时使x22尽量大，即x22= max(500，600)=500，则有x21= x23=0。将500填人表中的x22格内，并在x21t和x23格内画上“号。,重复上面步骤，依次确定其余xij的数值，最后可得表即为本例的土方初始调配方案。,土方平衡及运距表,园林用地设计地形的实现必然要依靠土方施工来完成。任何建筑物、构筑物、道路及广场等工程的修建，都要在地面作一定的基础，挖掘基坑、路槽等，这些工程都是从土方施工开始的。在园林中地形的利用、改造或创造，如挖湖堆山，平整场地都要依靠动土方来完成。,第三节 土方施工,园林工程土方工程土方施工,在园林施工中，土方工程是一项比较艰巨的工作，根据 其使用期限和施工要求，可分为永久性和临时性两种，不论 是永久性还是临时性的土方工程，都要求具有足够的稳定性 和密实度，工程质量和艺术造型都应符合原设计的要求。 施工中还要遵守有关的技术规范和原设计的各项要求， 以保证工程的稳定和持久。 土方工程的施工按照步骤大致可分为:准备阶段、清理现 场、定点放线阶段和施工阶段。,土方工程量: 一般来说在园林建设中是一项大工程，而且在建园中它又是先行的项目。它完成的速度和质量，直接影响着后继工程，所以它和整个建设工程的进度关系密切。土方工程的投资和工程量一般都很大。有的大工程施工期很长。 上海植物园，地势过低，需普遍垫高，挖湖堆山，动土量近百万方，工期从1974一l980年断断续续前后达67年之久。 为了使工程能多快好省地完成，必须做好土方工程设计和施工安排。,园林工程土方工程土方施工,土的工程分类：,园林工程土方工程土方施工,1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。,V1 土在自然状态下的体积。 m3 V2 土经开挖后松散状态下的体积。 m3 V3 土经回填压实后的体积。 m3 最初可松性系数 1.081.5 最后可松性系数 1.011.3 用途： KS：可估算装运车辆和挖土机械 KS ：可估算填方所需挖土的数量,土的工程性质,土方工程的种类及其施工要求 土方工程根据其使用期限和施工要求，可分为永久性和临时性两种，但是不论是永久性还是临时性的土方工程，都要求具有足够的稳定性和密实度，使工程质量和艺术造型都符合原设计的要求。同时在施工中还要遵守有关的技术规范和原设计的各项要求，以保证工程的稳定和持久。,园林工程土方工程土方施工,土壤的工程性质及工程分类 1、土壤容重 2、土壤的自然安息角 土壤的自然安息角 土壤边坡坡度 3、土壤含水量 4、土壤的相对密实度 5、土壤的可松性,园林工程土方工程土方施工,一、准备工作,1、熟悉图纸 2、现场踏勘 3、编制施工方案 4、修建临时设施和道路 5、准备机具、物质及人员,园林工程土方工程土方施工,一、准备工作,（一）熟悉图纸 要求：做得周全细致 ； 现场施工技术小组在工程施工前完成以下的文案工作： 1.了解工程规模、特点、工程量和质量要求；检查图纸和资料是否齐全，核对平面尺寸和标高，图纸相互间有无错误和矛盾；掌握设计内容和技术要点。 2.熟悉土层地址、水文勘察资料；搞清楚构筑物与周围地下设施管线的关系，以及它们在每张图纸上有无错误和冲突。 3.研究开挖程序，明确各专业供需间的配合关系、施工工期要求。 4.召开技术会议，向参加施工人员层层进行技术交底。 目的就是：较少避免窝工返工,一、准备工作,（二）现场踏勘 按照图纸到施工现场实地勘查，摸清工程场地情况，以便为施工提供可靠的资料和数据。内容包括： 1.施工场地的地形、地貌、土质、水文、河流、气象条件。 2.各种管线、地下基础、电缆坑基和防空洞的位置及相关数据。 3.供水、排水、供电、通讯及防洪系统的情况。 4.植被、道路以及邻近的建筑物的情况。 5.施工范围内的地面障碍物和堆积物的状况。,一、准备工作,（三）编制施工方案（在研究图纸和现场勘察基础上） 1. 确定工程指挥部成员名单，以确保各项施工工作能够顺利实施。名单包括工程总指挥、总工程师、工程调度、各项目负责人，现场技术人员等。 2. 安排工程进度表和人员进驻进程表，以确保工程按期、有序完成。 3. 制定场地平整、土方开挖、土方运输、土方填压方案，包括时间、范围、顺序、路线、人员安排等。绘制土方开挖图、土方运输路线图和土方填筑图。,一、准备工作,（三）编制施工方案（在研究图纸和现场勘察基础上） 4. 根据设计图纸，确定具体技术方案，包括确定底板标高、边坡坡度、排水沟水平位置，提出支护、边坡保护和降水方案。 5.确定堆放器具和材料的地点确定挖去的土方的堆放位置，并具体划定出好土和弃土的位置；确定工棚位置。 6. 提出需用施工工具、材料和劳力数量。绘制施工总平面布置图。,一、准备工作,（四）修建临时设施和道路 1.临时设施的修建 根据土方工程的规模、工期、施工力量安排等修建简易的临时性生产和生活设施，包括休息棚、工具库、材料库、油库、机具库、修理棚等。同时附设现场供水、供电、供压缩空气（爆破石方用）的管线，并试水、试电、试气。 2.临时道路的修建 修筑施工场地内机械运行的道路，主要临时运输道路宜结合永久性道路的布置修筑。道路的坡度、转弯半径应符合安全要求，两侧作排水沟。,（五）准备机具、物质及人员 1.机具和物资的准备 作好设备调配，对挖土、运输等工程施工机械及各种辅助设备进行维修检查，试运转，并运至使用地点就位；准备好施工用料及工程用料，并按施工平面图要求堆放。对准备采用的土方新机具、新工艺、新技术，组织力量进行研制和试验。 2.人员的准备 组织并配备土方工程施工所需各项专业技术人员、管理人员和技术工人；组织安排好作业班次；制定较完善的技术岗位责任制和技术质量、安全、管理网络；建立技术责任制和质量保证体系。,二、清理现场 （一）清除现场障碍物 在施工场地范围内，凡有碍施工作业或影响工程稳定的地面物体或地下物都应该进行清理 拆除建筑物和构筑物 ， 伐除树木 及其它 （二）做好排水设施 排除地面积水 ，排除地下水 （三）平整施工场地（表土层的清理） 可做回填土料的，将土方堆放到指定的弃土区。 凡施工区内影响施工质量的土应作处理,三、定点放线,要求：应按设计图纸的要求，进行定点放线工作。使施工充分表达设计意图，测设工具应尽量精确。 具体步骤： 测设控制网： 平整场地的放线 自然地形的放线 山体放线 水体放线,坡度板,龙门板,三、定点放线,四、土方的施工过程（挖-运-填-压实） （一）土方开挖 1、一般要求 工程应有合理的边坡 当开挖的土体含水量大而不稳定，或较深、或受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖，而土质较差时，应采用临时性支撑加固 在施工过程中要注意保护基桩、龙门板和标高桩 在已有建筑侧挖基坑（槽）应间隔分段进行，每段不超过2m，相邻段开挖应待已挖好的槽段基础完成并回填夯实后进行。,弃土应及时运出， 在挖方边缘上侧临时堆土或堆放材料以及移动施工机械时，应与基坑边缘保持1m以上的距离，以保证坑边直立壁或边坡的稳定。 土质良好时，堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外，高度不宜超过1.5m（堆土或堆材料）。 场地挖完后应进行验收，做好纪录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究及时处理。 场地开挖应注意的问题 挖方上边缘至土堆坡脚的距离，应根据挖方深度、边坡高度和土的