任务1.2 土方工程量计算

建筑施工技术主讲：贾汝达模块一土方工程施工任务1.1土的工程分类及工程性质任务1.2土方工程量计算任务1.3施工准备与辅助工作任务1.4基坑(槽)施工任务1.5土方机械化施工任务1.6土方的填筑与压实任务1.2土方工程量计算1.2.1土方工程量计算的基本方法1.2.2场地平整土方量计算1.2.3土方调配土方工程的内容（1）场地平整包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。（2）开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。（3）土方回填与压实包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。平整场地，沟槽，基坑，挖土方平整场地：平整场地系指厚度在±30cm以内的就地挖、填、找平。凡图示沟槽底宽在3m以内，且沟槽长大于槽宽三倍以上的为沟槽。凡图示基坑底面积在20m2以内，且坑底的长与宽之比小于或等于3的为基坑。凡图示沟槽底宽3m以外，坑底面积20m2以外，平整场地挖土方厚度在30cm以外，均按挖土方计算。若：B≤3m，且L>3B，则为挖沟槽；若：B≤3m，且S＝L×B≤20m2，则为挖基坑若：B>3m，或S>20m2，则为大开挖土方（长为L，宽为b）土方工程量计算的基本方法土方工程量计算的基本方法：平均断面法：

1.基坑土方量计算2.基槽和路堤、管沟的土方量计算平均高度法：

方格网土方量计算

基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算可采用平均断面法。（1）基坑土方量计算

基坑土方量可按立体几何中的拟柱体体积公式计算。即：

式中：H—基坑深度(m)；A1、A2—基坑上、下的底面积(m2)；A0—基坑中截面的面积(m2)。1.2.1基坑、基槽土方工程量计算（2）基槽和路堤、管沟的土方量计算

基槽和路堤管沟的土方量可以沿长度方向分段后，按下式计算：（3）总土方量计算

将各段土方量相加即得总土方量V总。

1.2.2场地平整土方量计算工作内容：场地平整前，首先要确定场地设计标高，计算挖、填土方工程量，确定土方平衡调配方案。任务：根据工程规模，施工期限，土的性质及现有机械设备条件，选择土方机械，拟订施工方案。（1）H0的重要性

场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。1.场地设计标高H0的确定确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。（2）H0的确定原则

●满足生产工艺和运输的要求；●充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；●考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≧2‰)，满足排水要求；●考虑最高洪水位的影响。场地设计标高计算方法：

场地设计标高的计算方法一般采用方格网法，计算简图如下。（3）场地设计标高的计算方法（4）H0的确定步骤如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0,其步骤如下：

⑴划分方格网

方格网边长a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原则即场地内土方的绝对体积在平整前、后相等⑵确定各方格网角点高程●水准仪实测；●利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。⑶按挖填平衡确定设计标高场地设计标高可按下式计算：即

按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：⑶按挖填平衡确定设计标高式中：

n——

方格网数；

H1——

一个方格仅有的角点坐标；

H2——

两个方格共有的角点坐标；

H3——

三个方格共有的角点坐标；

H4——

四个方格共有的角点坐标。2.场地设计标高H0的调整

按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出H,0：

●土的可松性影响——填方因土的可松性引起的填方体积增加；

●场内挖方和填方的影响——从经济观点出发，安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土，引起的挖填土方量的变化；

●场地泄水坡度的影响——单坡？双坡？由于土具有可松性，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：VWVTH0V,WV,TH,0Δh理论设计标高调整设计标高（1）土的可松性影响

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。（2）场内挖方和填方的影响式中：

Q——场地根据H0平整后多余或不足的土方量。其设计标高调整值按下式计算：

调整后的设计标高是一个水平面的标高，而实际施工中要根据泄水坡度的要求(单坡泄水或双坡泄水)计算出场地内各方格网角点实际设计标高。（3）场地泄水坡度的影响

⑴场地为单坡泄水时，场地内任意点的设计标高则为：式中：l——该点至设计标高H，0的距离；

i——场地泄水坡度（不小于2‰）。场地单向泄水坡度示意图

⑵场地为双坡泄水时，场地内任意点的设计标高则为：式中：lx、ly——该点沿X-X、Y-Y方向距场地中心线的距离；

ix、iy——场地沿X-X、Y-Y方向的泄水坡度。公式中正负号的取值：计算角点在H，0之上取“＋”，反之取“－”场地双向泄水坡度示意图场地设计标高的确定场地设计标高计算方法：一般采用方格网法。2、场地设计标高H0的调整，主要考虑：

(1)土的可松性影响

(2)场内挖方和填方的影响

(3)场地泄水坡度的影响1、初步计算H0的确定

步骤

⑴划分方格网

⑵确定各方格网角点高程⑶按挖填平衡确定设计标高3.场地土方量的计算（1）求各方格角点的施工高度hn

hn=场地设计标高Hn－自然地面标高H

角点编号施工高度hn

7

+0.3043.3543.65自然地面标高H

设计标高Hn若hn为“+”值则该点为填方，hn为“-”值则为挖方。场地土方量计算步骤如下：土方方格网图例

零线位置的确定：先求出方格网中边线两端施工高度有“+”、“－”中的零点，将相邻两零点连接起来即为零线。（2）计算零点位置，绘出零线

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(m)，均用绝对值；

a——方格网的边长(m).计算零点的位置：零点位置计算示意方法1：数解法计算零点位置

方法2：图解法计算零点的位置图解法直接求出零点方法，即用尺在各角上标出相应比例，用线相连，与方格相交点即为零点位置。见下图：

h1+0.30h2-0.20±0551010h7h8+0.7-0.10用尺量出h1＋0.3的刻度用尺量出h2－0.2的刻度两点连线与方格的交点为零点用尺量出h8－0.1的刻度用尺量出h7＋0.7的刻度两点连线与方格的交点为零点两零点连线即为零线

按方格网底面积图形用表1-4所列公式，计算每个方格内的挖方或填方量。项目图式计算公式一点填方或挖方(三角形)

两点填方或挖方(梯形)

三点填方或挖方(五角形)

四点填方或挖方(正方形)

（3）计算方格土方工程量边坡的土方量可以划分为两种近似几何形体计算:1)三角棱锥体土方量计算式为:

2)三角棱柱体，土方量计算式为:

（4）边坡土方量计算（5）计算场地挖、填土方总量

“零线”求出，也就划出了场地的挖方区和填方区，便可按平均高度法计算各方格的挖、填土方量了。

将挖方区(或填方区)的所有方格土方量和边坡土方量汇总后即得场地平整挖(填)方的工程量。挖方施工及长距离土方调运小结场地土方工程量计算

1、确定场地设计标高（方格网法）

（1）初步计算场地设计标高H0

（2）场地设计标高H0的调整2、场地土方量计算步骤

（1）划分方格网并计算各方格角点的施工高度hn

（2）计算零点位置

（3）计算方格土方工程量

（4）边坡土方量计算

（5）计算土方总量【例1.1】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为20m×20m，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。（6）计算各挖、填方调配区之间的平均运距

先按下式求出各挖方或填方区土方重心坐标X0、Y0：

填方区··yH0H0xxOWxOTyOWyOTL0挖方区式中：

xi、yi——i块方格的重心坐标；

Vi——i块方格的土方量。V1x1、y1V5x5、y5V19x19、y19挖方区重心填方区重心

则填、挖方区之间的平均运距L0为：式中：x0T、y0T——填方区的重心坐标；

x0W、y0W——挖方区的重心坐标。

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。1.2.3土方调配

土方调配：就是对挖土的利用、堆弃和填土的取得三者之间的关系进行综合协调的处理。好的土方调配方案，应该是使土方运输量(或费用)达到最小，而且又能方便施工。2.土方调配的原则土方调配是土方规划中的一个重要内容。其原则是：力求挖填平衡、运距最短、费用最省，考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。1.土方调配的步骤

划分调配区（绘出零线）→计算调配区之间的平均运距（即挖方区至填方区土方重心的距离）→确定初始调配方案→优化方案判别→绘制土方调配图表。土方调