建筑施工技术第二节场地平整施课件.ppt

1、第二节第二节 场地平整施工场地平整施工主要包含三个步骤：主要包含三个步骤：场地设计标高的确定场地设计标高的确定 l场地初步设计标高的计算场地初步设计标高的计算 l场地设计标高的调整场地设计标高的调整 土方量计算土方量计算 l确定零线确定零线挖填方的分界线挖填方的分界线 l计算各区格土方量计算各区格土方量 l计算挖方和填方总工程量计算挖方和填方总工程量 土方调配的规划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一、场地设计标高的确定1、初步计算场地设计标高、初步计算场地设计标高H0的确定的确定（）（）原则：原则：A、挖填平衡挖填平衡，降低运输费用降低运输费用B、尽量考虑自然地、尽量考

2、虑自然地形，减少挖填方数量形，减少挖填方数量C、符合生产工艺和、符合生产工艺和运输要求运输要求D、考虑周围环境协调、考虑周围环境协调及排水，及排水，有一定的泄水坡度（有一定的泄水坡度（0.002），），满足排水要求，满足排水要求，并考虑最大洪水水位的影响。并考虑最大洪水水位的影响。1.土方工程（2）步骤：）步骤：(场地设计标高确定的具体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、在地形图上将施工区域划分划分为边长为为边长为1050m若干个若干个方格方格网；网；、确定各小方格角点的高程确定各小方格角点的高程；方法：方法：水准仪测量；水准仪测量；根据地形图上相邻两等高线的高程，用插入法

3、求得；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，在上面用一条透明纸带，在上面画画6 6根等距离的平行线根等距离的平行线，把该透明纸，把该透明纸带放在标有方格网的地形图上，将带放在标有方格网的地形图上，将6 6根平行线的最外两根分别对根平行线的最外两根分别对准准A A点和点和B B点，这时点，这时6 6根等距离的平行线将根等距离的平行线将A A、B B之间的之间的0.5M0.5M或或1m(1m(等高线的高差等高线的高差)均分成均分成5 5等分等分.于是就可直接得到点的地面标于是就可直接得到点的地面标高。高。aaaaaaH22H12H11H21、按挖填方平衡原则计算、按挖填方平

4、衡原则计算场地初步设计标高场地初步设计标高H0NHHHHH443243210NHHHHH4222112110 或可改为或可改为 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满足挖填方平衡的平均高度满足挖填方平衡的平均高度（二）场地设计标高H0的调整（1）土的可松性影响土的可松性影响 土有多余，需要提高设计标高，设土有多余，需要提高设计标高，设h为土的可松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性

5、引起设计标高的增加值，则设计标高调整后的总挖方体积体积VW应为：应为：hFVVWWwSWWSWTKhFVKVV按理论设计标高计算按理论设计标高计算的总挖方体积的总挖方体积按理论设计标高计按理论设计标高计算的总挖方面积算的总挖方面积总填方体积为：总填方体积为：2、场地设计标高的调整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，提填方区的标高与挖方区的一样，提高高h，则则(当当VT=VW)TTSWWTTTFVKhFVFVVhhHH00SWTSWKFFKVh1场地设计标高的调整为：场地设计标高的调整为：WTsVVK 2）场内和场外挖、填土的影响）场内和场外挖、填土的影响 问：以下

6、四个因素，哪些导致场地设计标高提高？问：以下四个因素，哪些导致场地设计标高提高？l设计标高以上的填方工程设计标高以上的填方工程 l设计标高以下的挖方工程设计标高以下的挖方工程 l就近从场外挖土就近从场外挖土 l就近弃土于场外就近弃土于场外 一、场地设计标高的确定一、场地设计标高的确定l3、场地内挖方和填方的影响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土方量200NaQHH一、场地设计标高的确定4、场地泄水坡度、场地泄水坡度 的影响的影响（1）场地单向泄水各方格角点的设计标高（以场地单向泄水各方格角点的设计标高（以H0作为作为场地中心线的标高）场地中心线的标高）场地任意一个方格角点的

7、场地任意一个方格角点的设计标高设计标高Hn为：为：Hn=H0l li（2）场地双向泄水各方格角点的设计标高（以）场地双向泄水各方格角点的设计标高（以H0作为作为场地中心线的标高）场地中心线的标高）场地任意一个方格角点的场地任意一个方格角点的设计标高设计标高Hn为：为：Hn=H0l lxixl lyiy二、场地土方工程量计算二、场地土方工程量计算（一）平均高度法（一）平均高度法1、四方棱柱体法、四方棱柱体法方格方格四角点全部为填方四角点全部为填方或挖方或挖方432124hhhhaV注：注：hi均为正值。均为正值。方格的方格的相邻两角点相邻两角点为为挖方、另两角点为填方：挖方、另两角点为填方：41

8、3224112842422hhcbahacbhhhhhhaV（一）平均高度法（一）平均高度法l方格的方格的三三角点为角点为挖挖方，另方，另一一角点为角点为填填方（方格的方（方格的三角点为填方，另一角点为挖方）三角点为填方，另一角点为挖方）44341424613263hcbhbchhhhhaV32122251524432123.2.1226hhhbcahbcaVhhhhaV(二二)三角棱柱法三角棱柱法1、三角形当为、三角形当为全挖全填全挖全填时时2、三角形当为、三角形当为有挖有填有挖有填时时32126hhhaV2133231332323133266hhhhhhhhaVhhhhhaV楔锥楔体锥体（

9、三）平均断面法（三）平均断面法（1）、近似计算）、近似计算（2）、较精确计算）、较精确计算212FFLV20146FFFLV土方工程量计算方法使用注意土方工程量计算方法使用注意1、在、在地形平坦地形平坦地区可将方格划分大一些，采用四方地区可将方格划分大一些，采用四方棱柱体法计算棱柱体法计算2、在、在地形起伏较大地形起伏较大地区可将方格划分小一些，采用地区可将方格划分小一些，采用三角棱柱体法计算三角棱柱体法计算3、当采用平均断面法计算基槽、管沟或路基土方量、当采用平均断面法计算基槽、管沟或路基土方量时时 32221122FFLFFLV五、场地平整土方量计算五、场地平整土方量计算（三）场地土方量的

10、计算（三）场地土方量的计算l场地土方量计算（方格网法、断面法）场地土方量计算（方格网法、断面法）一、方格网法一、方格网法、计算场地各方格角点的施工高度计算场地各方格角点的施工高度hn=设计标高设计标高-自然标高自然标高=Hn-H施工高度：施工高度：“+”填；填；“-”挖挖 编号编号施工高度施工高度)(nh地面标高地面标高)(nH设计标高设计标高)(nH、确定零线确定零线l“零点零点”方格边界上施工高度为方格边界上施工高度为0的点。的点。l“零线零线”“零点零点”所连成的线。所连成的线。方格边线上的零点位置可按下式计算：方格边线上的零点位置可按下式计算：3、计算场地挖、填土方量场地挖、填土方量2

11、11hhahx问：问：*“零线零线”是否是挖填区的分界线？是否是挖填区的分界线？*“零线零线”是否是一条连续的线？是否是一条连续的线？*假设场地无限大，假设场地无限大，“零线零线”是否封闭？是否封闭？*在一个场地上是否会有多条在一个场地上是否会有多条“零线零线”？例如：图例如：图1-14中，已知场地方格边长中，已知场地方格边长场地设计标高：场地设计标高：(43.24+44.34+42.58+43.31(43.24+44.34+42.58+43.31)+2)+2(43.67+43.97+42.94+44.17(43.67+43.97+42.94+44.17 +42.90+43.23)+4 +42

12、.90+43.23)+4(43.35+43.76)(43.35+43.76)/4/46=43.48m=43.48m考虑泄水坡度后的设计标高考虑泄水坡度后的设计标高 依次类推依次类推,见图见图1-14各方格角点的的施工高度各方格角点的的施工高度 (挖挖)milHH52.4322048.4300002mh45.097.4352.433milHH44.4322048.43000012HHhnn土方调配计算例题土方调配计算例题l某建筑场地方格网的方格边长为某建筑场地方格网的方格边长为20m20m，泄水坡度泄水坡度i ix x=i iy y=0.3%，不考虑土的可松性和边坡，不考虑土的可松性和边坡的影响

13、。试按挖填平衡的原则计算挖、填土方的影响。试按挖填平衡的原则计算挖、填土方量（保留两位小数）。量（保留两位小数）。例题解答：例题解答：l（1）计算场地设计标高）计算场地设计标高H0（2）根据泄水坡度根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高计算各方格角点的设计标高l以场地中心点（几何中心以场地中心点（几何中心o）为）为H0，由公式得各角点设计标高为：，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

14、）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）H9H0300.3200.343.180.090.0643.03（m）H10H9200.343.03+0.0643.09（m）H11H10200.343.09+0.0643.15（m）H12H11200.343.15+0.0643.21（m）Hn=H0l lxixl lyiy（3）计算各角点的施工高度）计算各角点的施工高度由公式得各角点的施工高度（以由公式得各角点的施工高度（以“”为填

15、方，为填方，“”为挖方）：为挖方）：lh143.1543.030.12（m）lh243.2143.700.49（m）lh343.2744.150.88（m）lh443.3344.481.15（m）lh543.0942.790.30（m）lh643.1542.990.16（m）lh743.2143.400.19（m）lh843.2743.940.67（m）lh943.0341.881.15（m）lh1043.0942.200.89（m）lh1143.1542.560.59（m）lh1243.2142.790.42（m）HHhnn（4）确定）确定“零线零线”，即挖、填的分界线，即挖、填的分界线（5

16、）计算各方格土方工程量（以（）为填方，（）为挖方）计算各方格土方工程量（以（）为填方，（）为挖方）l将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场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：地土方工程量总计：l挖方：挖方：496.13 m3l填方：填方：504.89 m3l挖方、填方基本平衡。挖方、填方基本平衡。l步骤：步骤：1、标出四个角点、标出四个角点A、B、C、D填挖高度和零点位置填挖高度和零点位置;2、根据土质确定填挖边坡率、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、算出四个角点的放坡宽度，如A点点=m1 ha,D点点=m2 hd;4、绘

17、出边坡图、绘出边坡图5、计算边坡土方量、计算边坡土方量四个角点按正方锥体：四个角点按正方锥体：AB、CD两边按平均断面法：两边按平均断面法：AC、BD两边按三角锥体法两边按三角锥体法321213131aaaAhmhhmVabbaabBAABlhhmlFFV22142aoaaoaAOlhmlhmV212161231（四）、场地边坡土方量的计算（四）、场地边坡土方量的计算三、土方调配三、土方调配（划分调配区、计算土方调配区之间的（划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距平均运距或单位或单位土方运价，或单位土方施工费用土方运价，或单位土方施工费用、确定土方最优调配方、确定土方最优调配方案、绘制土方调

18、配图表）案、绘制土方调配图表）1、划分调配区划分调配区（1）原则：）原则：l挖方和填方基本平衡，总运输量最小，即挖方量与运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。距的乘积之和尽可能最小。l近期施工和远期利用相结合。近期施工和远期利用相结合。l分区调配和全场调配的协调，好土用于回填质量要求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。高的填方区。l尽可能与大型地下室结构的施工相结合，避免土方的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、填重复挖、填 和运输和运输（2）划分调配区注意五点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

19、调，满足工程施工、调配区划分应与房屋或构筑物的位置相协调，满足工程施工顺序和分期施工的要求，使近期施工和后期利用相结合。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、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。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、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。可由若干个方格组成一个调

20、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、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。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、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。免土方重复开挖。三、土方调配（三、土方调配（划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距划分调配区、计算土方调配区之间的平均运距或或单位土方运价，或单位土方施工费用单位土方运价，或单位土方施工费用、确定土方最优调配方案、确定土方最优调配方案、绘制土方调配图表）绘制土方调配图表）

21、2、计算土方调配区之间的计算土方调配区之间的平均运距平均运距L平均运距平均运距-挖方区土方重心至填方区土方区土方重心的距离。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）先要求出每个调配区的重心坐标重心坐标（地形复杂可用作图法近似地（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）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）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：平均运距，或按下式计算：VyVYVxVX00,22OWOTOWOTYYXXL填方区的重心3、确定土方最优调配方案确定土方

22、最优调配方案土方最优调配方案的确定土方最优调配方案的确定-以线性规划为理以线性规划为理论基础，常用论基础，常用“表上作业法表上作业法”求解求解“表上作业法表上作业法”进行调配步骤：举例说明进行调配步骤：举例说明（1）用）用“最小元素法最小元素法”编制初始调配方案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）“最小元素法最小元素法”为对应于为对应于价格系数价格系数Cij

23、最小最小的的土方土方量量xij取最大值取最大值，由此确定调配方格的土方数及不进行，由此确定调配方格的土方数及不进行调配的方式格。调配的方式格。xij 表示由挖方区表示由挖方区i到填方区到填方区j 土方调配数土方调配数Cij-表示由挖方区表示由挖方区Wi到填方区到填方区Tj 的价格系数的价格系数（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、土方数及价格系数（平均运距）填入计算表格 填方区填方区挖方区挖方区B1B2B3挖方量挖方量（m3）A1x1150 x1270 x13100500C11C12C13A2X2170 x2240 x2390500C21C22C2

24、3A3X3160 x32110 x3370500C31C32C33A4x4180 x42100 x4340400C41C42C43填方量填方量（m3）800600500=挖方量挖方量（m3）=1900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、填上“”，再在没有填上数字和，再在没有填上数字和“”号的方格内，选一个最小号的方格内，选一个最小Cij的方格，重复以上步骤，依次确定其余数值的方格，重复以上步骤，依次确定其余数值xi

25、j，得初始调配方案，得初始调配方案，为总运量最小为总运量最小 填方区填方区挖方区挖方区B1B2B3挖方量（挖方量（m3）A15005070100500C11C12C13A2705004090500C21C22C23A33006010011010070500C31C32C33A48010040040400C41C42C43填方量填方量（m3）800600500=挖方量挖方量（m3）=1900800-500=300土方的总运输量为：lZ050050+50040+30060100110+10070+4004097000(m3m)2.最优方案判别最优方案判别l利用利用“最小元素法最小元素法”编制初始调

26、配方案，其总运编制初始调配方案，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。还需判别它是否为最优方案。l判别的方法有判别的方法有“闭回路法闭回路法”和和“位势法位势法”，其实其实质相同，都是用检验数质相同，都是用检验数ij来判别。只要所有的检来判别。只要所有的检验数验数ij0，则该方案即为最优方案；否则，不是，则该方案即为最优方案；否则，不是最优方案，尚需进行调整。最优方案，尚需进行调整。l为了使线性方程有解，要求初始方案中调动的土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方量要填够mn1个格（个格（m为行数，为

27、行数，n为列数），为列数），不足时可在任意格中补不足时可在任意格中补“0”。l如：表如：表14中已填中已填6个格，而个格，而mn13416，满足要求。，满足要求。l 下面介绍用下面介绍用“位势法位势法”求检验数：求检验数：（1）求位势）求位势Ui和和Vjl位势和就是在运距表的行或列中用运距（或单价）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同时减去的数，目的是使有调配数字的格检验数数 ij为零，而对调配方案的选取没有影响。为零，而对调配方案的选取没有影响。l 计算方法：计算方法：将初始方案中有调配数方格的将初始方案中有调配数方格的Cij列出，列出

28、，然后按下式求出两组位势数然后按下式求出两组位势数Ui(i1，2，m)和和Vj(j1，2，n)。l CijUiVj (120)l式中式中 Cij平均运距平均运距(或单位土方运价或施工费或单位土方运价或施工费用用)；l Ui，Vj位势数。位势数。l例如，本例两组位势数计算：例如，本例两组位势数计算：l 设设 U10，l则则 V1 C11U150050；l U3 C31V1605010；l V211010100；l ，见表，见表13所示。所示。2、最优方案判别法（2）计算各空格的检验数：）计算各空格的检验数：ij=Cij-ui-vj 填方填方区区挖方挖方区区位势数位势数B1B2B3 vjuiV1=

29、50V2=100V3=60A1u1=0050A2u2=-60040A3u3=100600110070A4u4=-20040先先令令u1=0则则v1=C11-u1=50-0=50u3=C31-v1=60-50=10V2=C32-u3=110-10=100u2=C22-v2=40-100=-60V3=C33-u3=70-10=60u4=C43-v3=40-60=-202、最优方案判别法、最优方案判别法各空格检验数：各空格检验数：表中出现负检验数方案不是最优表中出现负检验数方案不是最优 填方区填方区挖方区挖方区位势数位势数B1B2B3 vjuiV1=50V2=100V3=60A1u1=005070-

30、0-100=-3070100-+A2u2=-6021=70-(-60)-50=+807004090+A3u3=100600110070A4u4=-2080100040+3、方案的调整、方案的调整（1）在所有负检验数中选一个（一般）在所有负检验数中选一个（一般可选最小一个可选最小一个，如本例，如本例C12），把它报对应的变量），把它报对应的变量X12作为调整的对象。作为调整的对象。（2）找出）找出X12的闭路：从的闭路：从X12出发，沿出发，沿水平或竖直方向水平或竖直方向前进，前进，遇到适当的有数字的方格遇到适当的有数字的方格作作900转弯转弯，再依次继续回到出发点，再依次继续回到出发点，形成一

31、条形成一条闭回路闭回路。填方区挖方区B1B2B3A1500XA2500A3300100100A44003、方案的调整（3）从空格）从空格X12出发，沿闭回路（方向任意）一直前进，在出发，沿闭回路（方向任意）一直前进，在奇数格转角点奇数格转角点的的数字中，选出一个最小的（本表为数字中，选出一个最小的（本表为500、100中选中选100），将它由），将它由X32调到调到X12方格中（空格中）。方格中（空格中）。（4）将）将100填入填入X12方格中，被选出的方格中，被选出的X32为为0（变为空格）；同时将闭回路（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上其他奇数次转角上的数字都减去1

32、00，偶次转角偶次转角上数字上数字加加上上100，使得，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。挖、填的土方量保持平衡，这样调整后，便可得如下新方案。填方填方区区挖方区挖方区位势数位势数B1B2B3挖方量挖方量（m3）vjUi V1=50V2=100V3=60A1u1=04005010070+100500A2u2=-60+7050040+90500A3u3=1040060+11010070500A4u4=-20+80+10040040400填方量填方量（m3）8006005001900所得检验数为正，所得检验数为正，方案为最优，其方案为最优，其土方总运量为：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）土方调配图土方调配图课件演示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）