土方工程-土方工程量计算（基础工程）

1.场地平整方格网法计算步骤及公式1.场地平整方格网法计算步骤及公式方格网法计算场地平整土方量包括以下8个步骤：（1）划分方格网，绘制方格网图。方格边长取决于地形变化的复杂程度，范围为10～40m，一般取20m、40m。（2）确定整个场地的设计标高，公式如下：1.场地平整方格网法计算步骤及公式（3）调整场地设计标高，确定各角点设计标高。1）单向泄水场地各点设计标高的计算场地单向泄水时，场地内任意一点的设计标高为：

2）双向泄水场地各点设计标高的计算场地双向泄水时，场地内任意一点的设计标高为：1.场地平整方格网法计算步骤及公式（3）调整场地设计标高，确定各角点设计标高。3）由于土具有可松性，考虑土的可松性影响，一般填土需相应提高设计标高。故考虑土的可松性后，场地设计标高调整为：1.场地平整方格网法计算步骤及公式（3）调整场地设计标高，确定各角点设计标高。4）场地设计标高H0是按挖填土方量平衡的原则确定的，但从经济观点出发，常会将部分挖方就近弃于场外，或就近于场外取土用于部分填方，均会引起挖填土方量的变化，亦需调整场地设计标高。其设计标高调整值按下式计算：1.场地平整方格网法计算步骤及公式（4）计算场地各方格网角点的施工高度。各方格网角点的施工高度为该角点的设计标高与实际标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方和填方的施工高度，按照以下公式计算：1.场地平整方格网法计算步骤及公式（5）计算零点，绘出零线。当同一个方格四个角点的施工高度同号时，该方格内土方全部为挖方或者填方，如果同一个方格中角点的施工高度不同号，则此方格中的土方一部分为填方、一部分为挖方，存在零点，将零点找出，连线便是零线。1.场地平整方格网法计算步骤及公式（6）计算各方格土方量，并汇总。1.场地平整方格网法计算步骤及公式（7）计算场地边坡土方量。（8）计算场地总土方量。1.场地平整方格网法计算步骤及公式1.场地平整的概念2.场地平整计算方法场地平整就是将天然地面平整成满足施工要求的设计平面。其中，满足施工要求的设计平面称为场地设计标高，它对于整个工程的工期、成本和质量有着重要意义，应由设计单位及有关部门在考虑土方量、排水、造价、最高洪水位等综合因素的基础上协商解决。1.场地平整的概念主要的计算方法有方格网法和断面法两种。断面法是将计算场地划分为若干横截面后逐段计算，最后将逐段计算结果汇总，类似于基槽、路堤和水沟的计算方式，逐段划分越细，精度越高；方格网法是将建筑场地划分为若干个方格，求出每个方格的挖填方量后汇总，方格边长越小，计算程度越复杂，精度越高。一般工程中常用方格网法进行场地平整土方量计算。目前，不论断面法还是方格网法，都可以使用手算和电算，且以电算（CASS系统）为主，手算为辅。下面将为大家介绍方格网法（手算）相关内容。2.场地平整计算方法2.场地平整计算方法方格网法计算场地平整土方量可采取四方棱柱体法和三角棱柱体法：

（1）四方棱柱体法：将施工区域划分为若干个边长等于a的方格网，每个方格网的土方体积V等于底面积a2乘四个角点高度的平均值，即：2.场地平整计算方法方格网法计算场地平整土方量可采取四方棱柱体法和三角棱柱体法：

（2）三角棱柱体法：将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分为两个三角形，然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量，即：1.场地平整计算案例某建筑场地地形图和方格网布置如左图所示，各角点实际标高已知，土壤为粉质黏土，场地设计标高仅考虑泄水坡度，且场地地面泄水坡度ix=0.2%,iy=0.3%，试用方格网法计算场地挖方量和填方量。1.场地平整计算案例解：（1）划分方格网，绘制方格网图。从图中可以看出，该题已经划分好方格，方格数9个，边长为20m。（2）确定整个场地的初始设计标高。

1.场地平整计算案例1.场地平整计算案例

由此可得场地初始设计标高为：（3）根据泄水坡度调整场地设计标高，确定各角点设计标高。1.场地平整计算案例（4）计算场地各方格网角点的施工高度。1.场地平整计算案例1.场地平整计算案例（5）计算零点，绘出零线。本步骤一共有两种办法，一种是按照前面介绍的那样，用公式计算出零点，再将零点串联成零线；一种是简便方法，先找正负，正负之间必有零点，正负绝对数值越大离零点越远，绝对数值越小离零点越近，确定零点的大概位置之后将其串联成零线。在此案例中，为了简化流程，计算便捷，我们选用简便方法得到零点，绘出零线。（正为填，负为挖）1.场地平整计算案例1.场地平整计算案例（6）计算各方格土方量，并汇总。计算各方格土方量，主要根据特定的计算公式直接代入求得。不过确定零点绘出零线的方法不同，特定的计算公式也有所不同。如果采用第一种办法确定零点零线，则选择左侧白色表格里面的计算公式；如果采用第二种办法确定零点零线，则选择右侧浅绿色表格里面的计算公式。由于选择的是第二种办法确定零点零线，因此本案例选择右侧浅绿色表格里面的公式计算。1.场地平整计算案例1.场地平整计算案例1.场地平整计算案例

根据上述计算最终得到各方格挖填的土方量，汇总后得出挖方土方量和填方土方量。1.基坑与基槽的概念2.基坑与基槽的计算公式基坑是指在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。单个基础土方开挖，槽底宽度大于3米且槽长小于3倍槽宽的、或底面积小于20㎡，为一般基坑；整个房屋基础土方开挖，为大开挖基坑。1.基坑与基槽的概念基槽是指仅沿条形基础的基底开挖的施工工程。单个基础土方开挖，槽底宽度在3米以内且槽长大于3倍槽宽的沟槽，为基槽。1.基坑与基槽的概念2.基坑与基槽的计算公式基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算可采用平均断面法。即：基坑土方量计算基槽、路堤和管沟土方量计算2.基坑与基槽的计算公式（1）对于基坑，计算公式中：H-----基坑深度；F1-----基坑底部的总面积；F0-----基坑中部的横截面积；F2-----基坑顶部的总面积。（2）对于基槽，计算公式中：H-----基槽长度；F1-----基槽最左侧的横截面积；F0-----基槽中部的横截面积；F2-----基槽最右侧的横截面积。1.基坑与基槽计算案例1.基坑与基槽计算案例

（1）某基坑底长85m，宽60m，深8m，工作宽度0.5m，四边放坡，边坡系数为0.5。试计算土方开挖工程量？1:0.58m1.基坑与基槽计算案例1.基坑与基槽计算案例解：（4）根据基坑计算公式，该基坑土方量为1.基坑与基槽计算案例

（2）某基坑底长85m，宽60m，深8m，四边放坡，边坡坡度为1:0.5(土的最初可松系数1.14、最终可松系数1.05)。问：1）试计算土方开挖工程量?2）若混凝土基础和地下室占有体积为20000m3，应预留多少回填土？（以自然状态的土体积计)3）若多余的土外运，则外运的土方为多少？（以自然状态的土体积计）1:0.58m1.基坑与基槽计算案例解：1）试计算土方开挖工程量（1）基坑中部长为，基坑中部宽为，基坑中部横截面积。（2）基坑顶长为，基坑顶宽为，基坑顶总面积为。（3）根据基坑计算公式，该基坑土方开挖量为1.基坑与基槽计算案例解：2）计算预留回填土量（以自然状态的土体积计)（1）扣除混凝土基础和地下室占有体积后需回填的体积（该体积为夯实回填的体积）为。（2）预留回填土方折算为自然状态土体积为。1.基坑与基槽计算案例解：3）计算外运的土方量（以自然状态的土体积计）（1）外运土方计算（以自然状态土体积计）为1.可松性系数的概念2.可松性系数的计算公式3.可松性系数计算案例土的可松性是指自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。如果量化，则可表示为可松性系数。根据涉及参数不同，可分为最初可松性系数和最终可松性系数。最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数；最终可松性系数K‘S是计算场地平整标高及填方所需的挖方体积等的重要参数。1.可松性系数的概念2.可松性系数的计算公式（1）土的最初可松性系数：（2）土的最终可松性系数：式中：V1

——土在天然状态下的体积；

V2

——土经开挖后的松散体积；

V3

——土经回填压实后的体积。3.可松性系数计算案例

（1）某场地平整工程，有4000m3的填方量需要从附近取土回填。土质为密实砂土（KS=1.35，K’S=1.15），其填方的挖土量为多少？解：1）首先审题，从上题中可以看出，已知填土压实后的体积为4000m3，求所需自然状态下的土的体积。

2）根据第一步的分析，选择最终可松性系数及其公式进行计算。

3）得出结果为：3.可松性系数计算案例

（2）某土方工程挖方量为1000m3，已知该土的KS=1.25，K’S=1.05，实际需要运走的土方量是多少？解：1）首先审题，从上题中可以看出，已知自然状态下土的体积为1000m3，求松散状态下的土的体积。

2）根据第一步的分析，选择最初可松性系数及其公式进行计算。

3）得出结果为：1.土方调配的概念2.土方调配的原则3.土方调配区的划分4.土方调配图表的编制土方调配是土方工程施工组织设计中的重要内容。在场地土方量计算完毕后进行。土方调配就是对挖土、堆弃和填土三者之间的关系进行综合协调处理。1.土方调配的概念

好的土方调配方案，应该做到以下原则：（1）应力求达到挖方与填方基本平衡和运距最短，使挖方量与运距的乘积之和最小，即土方运输量或费用最小，降低工程成本。（2）土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。（3）合理布置挖、填方分区线，分区与全场相结合。（4）尽可能与大型建筑物的施工相结合。（5）选择恰当的调配方向和运输线路，使得土方机械和运输车辆的功效得到充分发挥。2.土方调配的原则3.土方调配区的划分

进行土方调配时首先要划分调配区，划分调配区应注意以下几点：（1）调配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程施工顺序和分期分批施工的要求，使近期施工与后期利用相结合。（2）调配区的大小应该满足土方施工用主导机械的技术要求，使土方机械和运输车辆的功效得到充分的发挥。例如，调配区的范围应该大于或等于机械的铲土长度，调配区的面积最好和施工段的大小相适应。3.土方调配区的划分（3）当土方运距较大或场区内土方不平衡时，可根据附近地形，考虑就近借土或就近弃土，这时每一个借土区或弃土区均可作为一个独立的调配区。（4）调配区的范围应该和土方的工程量计算用的方格网协调，通常可由若干个方格组成一个调配区。4.土方调配图表的编制场地土方调配，需制成相应的土方调配图表，编制的方法如下：（1）划分调配区（2）计算土方量（3）计算调配区之间的平均运距（4）进行土方调配（5）根据表上作业法求得最优调配方案1.土方调配计算案例左侧图为一矩形广场，图中小方格内的数字为各调配区的土方量，箭杆上的数字则为各调配区之间的平均运距。试求土方调配最优方案，绘出最优土方调配图。1.土方调配计算案例1.土方调配计算案例各调配区土方量及平均运距表解：步骤1：选取平均运距最小(C22=C43=40)的方格，确定它所对应的调配土方数，并使其尽可能大。如本例选取C43=40，X43=400(W4的全部挖方调往T3)，X41、X42=0(W4的挖方不调往T1、T2)，在X41、X42的方格内画上“×”。1.土方调配计算案例步骤2：重复步骤1，按平均运距由小到大依次计算，我们就得到了土方调配的初始方案。1.土方调配计算案例步骤3：（1）这里选择假想价格系数法，首先求出表中各方格的假想价格系数。1.土方调配计算案例（2）接着引入检验数λ，按下式求出表中无调配土方方格的检验数（即方格右边两小格数字上下相减，将正负号填入表中），其中可以看出λ12出现负数，说明方案不是最佳方案，需要进行调整。1.土方调配计算案例步骤4：方案的调整按照如下方法进行：（1）在所有负检验数中挑选一个(一般选最小的)，本例即λ12，将它对应的变量x12作为调整对象。（2）找出x12的闭回路。其作法是，从x12方格出发，沿水平或竖直方向前进，遇到有数字的方格作900转弯(也可不转弯)，如果路线恰当，有限步后便能回到出发点，形成一条以有数字的方格为转角点、用水平或竖直线联起来的闭回路。见下表：1.土方调配计算案例（3）从空格X12出发，沿闭回路（方向任意）行进，在各奇数转角点的数字中挑出一个最小的（本例即X32=100）将它由X32调到X12方格中。1.土方调配计算案例（4）将“100”数字填入X12方格中，被调出的X32为0，同时将闭回路上其它奇数次转角（X11）方格内的数字都减去100，偶数次转角（X31）方格内的数字都增加100，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡。这样我们就得到了下表中的新调配方案。1.土方调配计算案例（5）对新调配方案按“最优方案判别”的方法和步骤再进行判别和检验，如仍出现负数，则重复步骤1～4继续调整，如不出现负数，方案即是最优方案。1.土方调配计算案例步骤5：计算无调配土方方格的检验数λ，无负数，方案是最优方案。1.土方调配计算案例1.土方调配计算案例1.土方调配的计算步骤及流程1.土方调配的计算步骤及流程

土方调配主要有以下步骤：（1）计算土方量，注明挖填调配区（2）计算挖填调配区的平均运距（3）确定初始土方调配方案（4）判别并优化土方调配方案（5）确定最终土方调配方案，绘制土方调配图表（1）计算土方量，注明挖填调配区（平整场地土方量计算中已解决）（2）计算挖填调配区的平均运距1.土方调配的计算步骤及流程（1）计算土方量，注明挖填调配区（平整场地土方量计算中已解决）（2）计算挖填调配区的平均运距

在实际工作中，亦可用作图法近似地求出调配区的形心位置O代替重心坐标，用比例尺量出每对调配区的平均运距。1.土方调配的计算步骤及流程（3）确定初始土方调配方案

（4）判别并优化土方调配方案

确定初始土方调配方案：选取平均运距最小的方格，确定它所对应的调配土方数，并使其尽可能大。重复前面的操作，按平均运距由小到大依次计算和满足，我们就得到了土方调配的初始方案。

判别并优化土方调配方案：初始调配方案是按“就近调配”求得的，它保证了挖填平衡、总运输量是较小的，但不一定是最小的，因此还需进行判别。这里介绍“表上作业法”判别最优方案，采用假想价格系数法（或位势数法）通过引入检验数λij来判别。1.土方调配的计算步骤及流程1）假想价格系数法：首先求出表中各方格的假想价格系数，有调配土方的假想价格系数C‘ij=Cij