方格網計算土方量教材及例題

2022-11-27 08:36:06 字數 3904 閱讀 7871

一、讀識方格網圖

方格網圖由設計單位(一般在1:500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10~40m的若干方格,與測量的縱橫座標相對應,在各方格角點規定的位置上標註角點的自然地面標高(h)和設計標高(hn),如圖1-3所示.

圖1-3方格網法計算土方工程量圖

二、 場地平整土方計算

考慮的因素:

① 滿足生產工藝和運輸的要求;

② 盡量利用地形,減少挖填方數量;

③爭取在場區內挖填平衡,降低運輸費;

④有一定洩水坡度,滿足排水要求.

⑤場地設計標高一般在設計檔案上規定,如無規定:

a.小型場地――挖填平衡法;

b.大型場地――最佳平面設計法(用最小二乘法,使挖填平衡且總土方量最小)。

1、初步標高(按挖填平衡),也就是設計標高。如果已知設計標高,1.2步可跳過。

場地初步標高:

h0=(∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4)/4m

h1--乙個方格所僅有角點的標高;

h2、h3、h4--分別為兩個、三個、四個方格共用角點的標高.

m ——方格個數.

2、地設計標高的調整

按洩水坡度、土的可鬆性、就近借棄土等調整.

按洩水坡度調整各角點設計標高 :

①單向排水時,各方格角點設計標高為: hn = h0 ± li

②雙向排水時,各方格角點設計標高為:hn = h0 ± lx ix ± l yi y

3.計算場地各個角點的施工高度

施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差,是以角點設計標高為基準的挖方或填方的施工高度.各方格角點的施工高度按下式計算:

式中hn------角點施工高度即填挖高度(以「+」為填,「-」為挖),m;

n------方格的角點編號(自然數列1,2,3,…,n).

hn------角點設計高程,

h------角點原地面高程.

4.計算「零點」位置,確定零線

方格邊線一端施工高程為「+」,若另一端為「-」,則沿其邊線必然有一不挖不填的點,即「零點」(如圖1-4所示).

圖1-4零點位置

零點位置按下式計算:

式中x1、x2 ——角點至零點的距離,m;

h1、h2 ——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值),m;

a —方格網的邊長,m.

5.計算方格土方工程量

按方格底面積圖形和表1-3所列計算公式,逐格計算每個方格內的挖方量或填方量.

表1-3 常用方格網點計算公式

6.邊坡土方量計算

場地的挖方區和填方區的邊沿都需要做成邊坡,以保證挖方土壁和填方區的穩定。

邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算:

一種為三角稜錐體(圖1-6中①~③、⑤~⑾);

另一種為三角稜柱體(圖1-6中④).

圖1-6場地邊坡平面圖

a 三角稜錐體邊坡體積

式中l1 ——邊坡①的長度;

a1 ——邊坡①的端面積;

h2 ——角點的挖土高度;

m——邊坡的坡度係數,m=寬/高.

b三角稜柱體邊坡體積

兩端橫斷面面積相差很大的情況下,邊坡體積

式中l4 ——邊坡④的長度;

a1、a2、a0 ——邊坡④兩端及中部橫斷面面積.

7.計算土方總量

將挖方區(或填方區)所有方格計算的土方量和邊坡土方量彙總,即得該場地挖方和填方的總土方量.

8.例題

【例1.1】某建築場地方格網如圖1-7所示,方格邊長為20m×20m,填方區邊坡坡度係數為1.0,挖方區邊坡坡度係數為0.5,試用公式法計算挖方和填方的總土方量.

圖1-7某建築場地方格網布置圖

【解】(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然標高,計算結果列於圖1-8中.

由公式1.9得:

h1=251.50-251.40=0.10mh2=251.44-251.25=0.19m

h3=251.38-250.85=0.53mh4=251.32-250.60=0.72m

h5=251.56-251.90=-0.34mh6=251.50-251.60=-0.10m

h7=251.44-251.28=0.16mh8=251.38-250.95=0.43m

h9=251.62-252.45=-0.83mh10=251.56-252.00=-0.44m

h11=251.50-251.70=-0.20mh12=251.46-251.40=0.06m

圖1-8施工高度及零線位置

(2)計算零點位置.從圖1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同,說明此方格邊上有零點存在.

由公式1.10求得:

1—5線x1=4.55(m)

2—6線x1=13.10(m)

6—7線x1=7.69(m)

7—11線x1=8.89(m)

11—12線x1=15.38(m)

將各零點標於圖上,並將相鄰的零點連線起來,即得零線位置,如圖1-8.

(3)計算方格土方量.方格ⅲ、ⅳ底面為正方形,土方量為:

vⅲ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)

vⅳ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)

方格ⅰ底面為兩個梯形,土方量為:

vⅰ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)

vⅰ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

方格ⅱ、ⅴ、ⅵ底面為三邊形和五邊形,土方量為:

vⅱ(+)=65.73(m3)

vⅱ(-)=0.88(m3)

vⅴ(+)=2.92(m3)

vⅴ(-)=51.10(m3)

vⅵ(+)=40.89(m3)

vⅵ(-)=5.70(m3)

方格網總填方量:

∑v(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)

方格網總挖方量:

∑v(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)

(4)邊坡土方量計算.如圖1.9,④、⑦按三角稜柱體計算外,其餘均按三角稜錐體計算,

可得:v①(+)=0.003(m3)

v②(+)=v③(+)=0.0001(m3)

v④(+)=5.22(m3)

v⑤(+)=v⑥(+)=0.06(m3)

v⑦(+)=7.93(m3)

圖1-9場地邊坡平面圖

v⑧(+)=v⑨(+)=0.01(m3)

v⑩=0.01(m3)

v11=2.03(m3)

v12=v13=0.02(m3)

v14=3.18(m3)

邊坡總填方量:

∑v(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)

邊坡總挖方量:

∑v(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25 (m3)

三、 土方調配

土方調配是土方工程施工組織設計(土方規劃)中的乙個重要內容,在平整場地土方工程量計算完成後進行.編制土方調配方案應根據地形及地理條件,把挖方區和填方區劃分成若干個調配區,計算各調配區的土方量,並計算每對挖、填方區之間的平均運距(即挖方區重心至填方區重心的距離),確定挖方各調配區的土方調配方案,應使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少,而且便於施工,從而可以縮短工期、降低成本.

土方調配的原則:力求達到挖方與填方平衡和運距最短的原則;近期施工與後期利用的原則.進行土方調配,必須依據現場具體情況、有關技術資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法,綜合上述原則,並經計算比較,選擇經濟合理的調配方案.

調配方案確定後,繪製土方調配圖如圖1.10

.在土方調配圖上要註明挖填調配區、調配方向、土方數量和每對挖填之間的平均運距.圖中的土方調配,僅考慮場內挖方、填方平衡.a為挖方,b為填方.

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