建筑施工技术第二节场地平整施.ppt

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1、第二节 场地平整施工,主要包含三个步骤：场地设计标高的确定 场地初步设计标高的计算 场地设计标高的调整 土方量计算 确定零线挖填方的分界线 计算各区格土方量 计算挖方和填方总工程量 土方调配的规划,第三节 场地平整施工,一、场地设计标高的确定,1、初步计算场地设计标高H0的确定（）原则：A、挖填平衡，降低运输费用B、尽量考虑自然地形，减少挖填方数量C、符合生产工艺和运输要求D、考虑周围环境协调及排水，有一定的泄水坡度（0.002），满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。,1.土方工程,（2）步骤：(场地设计标高确定的具体步骤)、在地形图上将施工区域划分为边长为1050m若干个方格网；、确定各

2、小方格角点的高程；方法：水准仪测量；根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得；用一条透明纸带，在上面画6根等距离的平行线，把该透明纸带放在标有方格网的地形图上，将6根平行线的最外两根分别对准A点和B点，这时6根等距离的平行线将A、B之间的0.5M或1m(等高线的高差)均分成5等分.于是就可直接得到点的地面标高。,、按挖填方平衡原则计算场地初步设计标高H0,或可改为,例如：图1-9中的为：（252.45+251.40+250.60+251.60）+2(252.00+251.70+251.90+250.95+251.25+250.85)+4(251.60+251.28)/46=251.45m,

3、（二）场地设计标高H0的调整,（1）土的可松性影响 土有多余，需要提高设计标高，设h为土的可松性引起设计标高的增加值，则设计标高调整后的总挖方体积VW应为：,按理论设计标高计算的总挖方体积,按理论设计标高计算的总挖方面积,总填方体积为：,2、场地设计标高的调整,为挖土时预留沉降部分,填方区的标高与挖方区的一样，提高h，则(当VT=VW),场地设计标高的调整为：,2）场内和场外挖、填土的影响,问：以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？设计标高以上的填方工程 设计标高以下的挖方工程 就近从场外挖土 就近弃土于场外,一、场地设计标高的确定,3、场地内挖方和填方的影响,场地根据H0平整后多余或不足的

4、土方量,一、场地设计标高的确定,4、场地泄水坡度 的影响（1）场地单向泄水各方格角点的设计标高（以H0作为场地中心线的标高）场地任意一个方格角点的设计标高Hn为：Hn=H0li,（2）场地双向泄水各方格角点的设计标高（以H0作为场地中心线的标高）场地任意一个方格角点的设计标高Hn为：Hn=H0lxixlyiy,二、场地土方工程量计算,（一）平均高度法1、四方棱柱体法方格四角点全部为填方或挖方,注：hi均为正值。,方格的相邻两角点为挖方、另两角点为填方：,（一）平均高度法,方格的三角点为挖方，另一角点为填方（方格的三角点为填方，另一角点为挖方）,(二)三角棱柱法,1、三角形当为全挖全填时2、三角

5、形当为有挖有填时,（三）平均断面法,（1）、近似计算（2）、较精确计算,土方工程量计算方法使用注意,1、在地形平坦地区可将方格划分大一些，采用四方棱柱体法计算2、在地形起伏较大地区可将方格划分小一些，采用三角棱柱体法计算3、当采用平均断面法计算基槽、管沟或路基土方量时,五、场地平整土方量计算（三）场地土方量的计算,场地土方量计算（方格网法、断面法）一、方格网法、计算场地各方格角点的施工高度hn=设计标高-自然标高=Hn-H施工高度：“+”填；“-”挖,、确定零线“零点”方格边界上施工高度为0的点。“零线”“零点”所连成的线。方格边线上的零点位置可按下式计算：3、计算场地挖、填土方量,问：*“零

6、线”是否是挖填区的分界线？,*“零线”是否是一条连续的线？,*假设场地无限大，“零线”是否封闭？,*在一个场地上是否会有多条“零线”？,例如：图1-14中，已知场地方格边长场地设计标高：(43.24+44.34+42.58+43.31)+2(43.67+43.97+42.94+44.17+42.90+43.23)+4(43.35+43.76)/46=43.48m考虑泄水坡度后的设计标高,依次类推,见图1-14各方格角点的的施工高度(挖),土方调配计算例题,某建筑场地方格网的方格边长为20m20m，泄水坡度ix=iy=0.3%，不考虑土的可松性和边坡的影响。试按挖填平衡的原则计算挖、填土方量（保

7、留两位小数）。,例题解答：,（1）计算场地设计标高H0,（2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心o）为H0，由公式得各角点设计标高为：H1H0300.3200.343.180.09+0.0643.15（m）H2H1200.343.150.0643.21（m）H3H2200.343.210.0643.27（m）H4H3200.343.270.0643.33（m）H5H0300.343.180.0943.09（m）H6H5200.343.090.0643.15（m）H7H6200.343.150.0643.21（m）H8H7200.343.21+0.0643.27（m）H9

8、H0300.3200.343.180.090.0643.03（m）H10H9200.343.03+0.0643.09（m）H11H10200.343.09+0.0643.15（m）H12H11200.343.15+0.0643.21（m）,Hn=H0lxixlyiy,（3）计算各角点的施工高度由公式得各角点的施工高度（以“”为填方，“”为挖方）：h143.1543.030.12（m）h243.2143.700.49（m）h343.2744.150.88（m）h443.3344.481.15（m）h543.0942.790.30（m）h643.1542.990.16（m）h743.2143.40

9、0.19（m）h843.2743.940.67（m）h943.0341.881.15（m）h1043.0942.200.89（m）h1143.1542.560.59（m）h1243.2142.790.42（m）,（4）确定“零线”，即挖、填的分界线,（5）计算各方格土方工程量（以（）为填方，（）为挖方）,将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：496.13 m3填方：504.89 m3挖方、填方基本平衡。,步骤：1、标出四个角点A、B、C、D填挖高度和零点位置;2、根据土质确定填挖边坡率m1、m2;3、算出四个角点的放坡宽度，如A点=m1 ha,D点=m2 hd

10、;4、绘出边坡图5、计算边坡土方量四个角点按正方锥体：AB、CD两边按平均断面法：AC、BD两边按三角锥体法,（四）、场地边坡土方量的计算,三、土方调配（划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距或单位土方运价，或单位土方施工费用、确定土方最优调配方案、绘制土方调配图表）,1、划分调配区（1）原则：挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运距的乘积之和尽可能最小。近期施工和远期利用相结合。分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求高的填方区。尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的重复挖、填 和运输,（2）划分调配区注意五点：A、调配区划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程施工

11、顺序和分期施工的要求，使近期施工和后期利用相结合。B、调配区大小应该满足土方施工主导机械的技术要求。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。C、调配区的范围应该和土方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。D、从经济效益出发，考虑就近借土或就近弃土。这时，一个借土区或一个弃土区均可作为一个独立的调配区。E、调配区划分还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合，避免土方重复开挖。,三、土方调配（划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距或单位土方运价，或单位土方施工费用、确定土方最优调配方案、绘制土方调配图表）,2、计算土方调配区之间的平

12、均运距L平均运距-挖方区土方重心至填方区土方区土方重心的距离。（1）先要求出每个调配区的重心坐标（地形复杂可用作图法近似地求出形心位置代替重心的位置）（2）标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距，或按下式计算：,填方区的重心,3、确定土方最优调配方案土方最优调配方案的确定-以线性规划为理论基础，常用“表上作业法”求解“表上作业法”进行调配步骤：举例说明（1）用“最小元素法”编制初始调配方案,三、土方调配（划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距或单位土方运价，或单位土方施工费用、确定土方最优调配方案、绘制土方调配图表）,三、土方调配（划分调配区、计算土方调配区之间的平均

13、运距或单位土方运价，或单位土方施工费用、确定土方最优调配方案、绘制土方调配图表）,“最小元素法”为对应于价格系数Cij最小的土方量xij取最大值，由此确定调配方格的土方数及不进行调配的方式格。xij 表示由挖方区i到填方区j 土方调配数Cij-表示由挖方区Wi到填方区Tj 的价格系数,（1）用“最小元素法”编制初始调配方案,A、土方数及价格系数（平均运距）填入计算表格,假想价格系数,最小数值C22=C43=40，现取X 43使其尽可能大X 43=max(400、500)=400，由于A4挖土全调到B3填区，故x41、x42为零，填上“X”,（1）用“最小元素法”编制初始调配方案,B、填上“”，

14、再在没有填上数字和“”号的方格内，选一个最小Cij的方格，重复以上步骤，依次确定其余数值xij，得初始调配方案，为总运量最小,800-500=300,土方的总运输量为：Z050050+50040+30060100110+10070+4004097000(m3m),2.最优方案判别利用“最小元素法”编制初始调配方案，其总运输量是较小的。但不一定是总运输量最小，因此还需判别它是否为最优方案。判别的方法有“闭回路法”和“位势法”，其实质相同，都是用检验数ij来判别。只要所有的检验数ij0，则该方案即为最优方案；否则，不是最优方案，尚需进行调整。为了使线性方程有解，要求初始方案中调动的土方量要填够mn

15、1个格（m为行数，n为列数），不足时可在任意格中补“0”。如：表14中已填6个格，而mn13416，满足要求。下面介绍用“位势法”求检验数：,（1）求位势Ui和Vj位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）Cij同时减去的数，目的是使有调配数字的格检验数ij为零，而对调配方案的选取没有影响。计算方法：将初始方案中有调配数方格的Cij列出，然后按下式求出两组位势数Ui(i1，2，m)和Vj(j1，2，n)。CijUiVj(120)式中 Cij平均运距(或单位土方运价或施工费用)；Ui，Vj位势数。,例如，本例两组位势数计算：设 U10，则 V1 C11U150050；U3 C31V160501

16、0；V211010100；，见表13所示。,2、最优方案判别法,（2）计算各空格的检验数：ij=Cij-ui-vj,先令u1=0,则v1=C11-u1=50-0=50,u3=C31-v1=60-50=10,V2=C32-u3=110-10=100,u2=C22-v2=40-100=-60,V3=C33-u3=70-10=60,u4=C43-v3=40-60=-20,2、最优方案判别法,各空格检验数：表中出现负检验数方案不是最优,3、方案的调整,（1）在所有负检验数中选一个（一般可选最小一个，如本例C12），把它报对应的变量X12作为调整的对象。（2）找出X12的闭路：从X12出发，沿水平或竖直

17、方向前进，遇到适当的有数字的方格作900转弯，再依次继续回到出发点，形成一条闭回路。,3、方案的调整,（3）从空格X12出发，沿闭回路（方向任意）一直前进，在奇数格转角点的数字中，选出一个最小的（本表为500、100中选100），将它由X32调到X12方格中（空格中）。（4）将100填入X12方格中，被选出的X32为0（变为空格）；同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去100，偶次转角上数字加上100，使得挖、填的土方量保持平衡，这样调整后，便可得如下新方案。,所得检验数为正，方案为最优，其土方总运量为：Z=40050+100 70+500 40+400 60+100 70+400 40=94000（m3.m）,（4）土方调配图,土方调配图课件演示,图117 土方调配图箭线上方为土方量（m3），箭线下方为运距（m）,