土木工程施工 课件 3-土方工程量计算及土方调配

知识点3：土方工程量计算及土方调配土方工程量计算土方调配主要内容土方工程量计算在土方工程施工之前，通常要计算土方的工程量。但土方工程的外形往往复杂、不规则，要得到精确的结果很困难。一般情况下，都将其假设或划分成为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。土方工程量计算1.基坑（槽）和路堤的土方量计算基坑（槽）和路堤的土方量可按拟柱体体积的公式计算，即式中V—土方工程量（m3）；H、F1、F2如图所示。

土方工程量计算2.场地平整土方量计算步骤1：场地设计标高确定后，求出平整的场地各角点的施工高度Hi

。土方工程量计算2.场地平整土方量计算步骤2：确定“零线”的位置。——了解整个场地的挖、填区域分布状态。零线——挖方区与填方区的交线，

在该线上施工高度为零。

零线如何确定？土方工程量计算2.场地平整土方量计算步骤3：按每个方格角点的施工高度算出每个方格的填、挖土方量，并计算场地边坡的土方量，这样即得到整个场地的填、挖土方总量。方格中土方量的计算有两种方法：——“四方棱柱体法”和“三角棱柱体法”。四方棱柱体法四方棱柱体的体积计算方法分两种情况：方格四个角点全部为填或全部为挖：

式中V——挖方或填方体积（m3）；H1、H2、H3、H4——方格四个角点的施工高度，

均取绝对值（m）。

四方棱柱体法（2）方格四个角点，部分是挖方，部分是填方：式中∑H填（挖）——方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值（m）；∑H——方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）；

a——方格边长（m）。

请同学们自学！三角棱柱体法土方调配1.土方调配的目的——在使土方总运输量(m3•m)最小或土方运输成本(元)最小的条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期和降低成本的目的。2.用“线性规划”方法进行土方调配的数学模型2.用“线性规划”方法进行土方调配的数学模型目标函数为最小值，并满足下列约束条件：（i=1，2，…，m）

（j=1，2，…，n）

xij≥0未知量有m×n个，而方程数为m+n个。由于填挖平衡，因此独立方程的数量实际只有m+n-1个。3.用“表上作业法”进行土方调配3.用“表上作业法”进行土方调配步骤：（1）编制初始调配方案（2）最优方案判别（3）方案的调整3.用“表上作业法”进行土方调配（1）编制初始调配方案——最小元素法对应于价格系数cij最小的土方量xij取最大，由此逐个确定调配方格的土方数及不进行调配的方格，并满足：（i=1，2，…，m）

（j=1，2，…，n）

xij≥03.用“表上作业法”进行土方调配（1）编制初始调配方案

填方区挖方区T1T2T3挖方量（m3）W1W2W3填方量（m3）土方：m3；价格：元/m3200250150500900450250823674758200××4505050××150初始方案：Z=150×7+200×2+50×5+450×4+50×8=3900元3.用“表上作业法”进行土方调配（2）最优方案判别假想价格系数：c'ij有调配土方的假想价格系数c'ij=cij；无调配土方方格的假想系数：

c'ef+c'pq=c'eq+c'pf

无调配土方方格的检验数：λij

=cij-c'ij

判别λij是否非负：如所有检验数λij≥0，则方案为最优方案，否则该方案不是最优方案，需要进行调整。

填方区挖方区T1T2T3挖方量（m3）W1W2W3填方量（m3）3.用“表上作业法”进行土方调配（2）最优方案判别土方：m3；价格：元/m3200250150500900450250823674758200××4505050××150247581345λ

=4λ=3λ=-2λ

=63.用“表上作业法”进行土方调配（3）方案的调整第一步在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个），把它所对应的变量作为调整对象；第二步找出该变量的闭回路（转角点为有数字的方格）；第三步从该变量空格出发，沿着闭回路前进，在各奇数次转角点（出发点为0）的数字中，挑出一个最小的，将它调到第一步确定的变量的方格（即空格中）；第四步闭回路上其他奇数次转角的数字都减去第三步调去的数，偶数次转角的数字都增加该数，保持挖填平衡；第五步对新调配方案，再进行检验，看其是否最优；如果为最优，完成；如非最优继续调整。3.用“表上作业法”进行土方调配（3）方案的调整

填方区挖方区T1T2T3挖方量（m3）W1W2W3填方量（m3）土方：m3；价格：元/m3200250150500900450250823674758200××4505050××150247581345λ=-25001001503.用“表上作业法”进行土方调配（3）方案的调整

填方区挖方区T1T2T3挖方量（m3）W1W2W3填方量（m3）土方：m3；价格：元/m3