1土方工程215dzk.pptx

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1、建筑工程施工工艺建筑工程施工工艺悉尼歌剧院悉尼歌剧院卢浮宫卢浮宫北京国家体育场（鸟巢）北京国家体育场（鸟巢）武汉天兴洲长江大桥武汉天兴洲长江大桥某住宅小区某住宅小区什么是建筑施工？什么是建筑施工？建建筑筑施施工工是是指指工工程程建建设设实实施施阶阶段段的的生生产产活活动动，是是各各类类建建筑筑物物的的建建造造过过程程，也也可可以以说说是是把把设设计计图图纸纸上上的的各各种种线线条条，在在指指定定的的地地点点，变变成成实实物物的的过过程程。它它包包括括基基础础工工程程施施工工、主主体体结结构构施施工工、屋屋面面工工程程施施工工、装装饰饰工工程程施施工工等等。施施工工作作业业的的场场所所称称为为“

2、建建筑筑施施工工现现场场”或或叫叫“施施工工现现场场”，也也叫叫工工地地。施工现场施工现场1 1 土方工程土方工程主主要要内内容容：土土的的分分类类及及工工程程性性质质、土土方方量量计计算算、施工辅助工作、土方机械化施工；施工辅助工作、土方机械化施工；学学习习重重点点：土土的的工工程程性性质质及及其其对对施施工工的的影影响响，土方工程量的计算方法、土石方的施工方法。土方工程量的计算方法、土石方的施工方法。学习要求学习要求:v了解土的分类和现场鉴别土的种类；了解土的分类和现场鉴别土的种类；v掌握土方工程量的计算方法；掌握土方工程量的计算方法；v掌握常用土方的人工、机械施工方法；掌握常用土方的人工

3、、机械施工方法；v掌握排水、降水的方法、采用机械设备；掌握排水、降水的方法、采用机械设备；v掌握回填土施工方法及质量检验标准。掌握回填土施工方法及质量检验标准。按按土土开开挖挖的的难难易易程程度度将将土土分分为为：松松软软土土、普普通通土土、坚坚土土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类八类。v松松土土和和普普通通土土可可直直接接用用铁铁锹锹开开挖挖，或或用用铲铲运运机机、推推土土机、挖土机施工；机、挖土机施工；v坚坚土土、砂砂砾砾坚坚土土和和软软石石要要用用镐镐、撬撬棍棍开开挖挖，或或预预先先松松土，部分用爆破的方法施工；土，部分用爆破的方法施

4、工；v次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法见表见表1.1所示所示。1.1 1.1 土的种类及性质土的种类及性质1 1.1.1.1.1 土的种类及鉴别土的种类及鉴别 表表1.1 土的工程分类与现场鉴别方法土的工程分类与现场鉴别方法土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 现场鉴别方法现场鉴别方法 KSKs一类土一类土(松软土松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭泥炭(淤泥淤泥)1.081.17 1.011.03 能用锹、锄头挖掘能用锹

5、、锄头挖掘 二类土二类土(普通土普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土土 1.141.28 1.021.05 用锹、锄头挖掘，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松少许用镐翻松 三类土三类土(坚土坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土土、亚粘土，压实的填筑土 1.241.30 1.041.07 要用镐，少许用锹、要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锄头挖掘，部分用撬棍撬棍 四类土四类土(砂砾坚土砂砾坚土)

6、重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石软泥灰岩及蛋白石 1.261.32 1.061.09 整个用镐、撬棍，整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤分用楔子及大锤 土的分类土的分类 土土 的的 名名 称称 可松性系数可松性系数 现场鉴别方法现场鉴别方法 KSKs五类土五类土(软石软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩软的石炭岩 1.301.45 1.101.20 用用镐镐

7、或撬棍、大或撬棍、大锤锤挖掘，部分使用挖掘，部分使用爆爆破方法破方法 六类土六类土(次坚石次坚石)泥岩，砂岩，泥岩，砂岩，砾砾岩，岩，坚实坚实的的页页岩，岩，泥灰岩，密泥灰岩，密实实的石灰岩，的石灰岩，风风化花化花岗岩，片麻岩岗岩，片麻岩 1.301.45 1.101.20 用爆破方法开挖用爆破方法开挖,部部分用风镐分用风镐 七类土七类土 (坚石坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩安山岩、玄武岩 1.301.45 1.101.20

8、用爆破方法开挖用爆破方法开挖 八类土八类土(特坚特坚硬石硬石)安山岩，玄武岩，花安山岩，玄武岩，花岗岗片麻岩，片麻岩，坚坚实实的的细细粒花粒花岗岗岩、岩、闪长闪长岩、石岩、石英岩、英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.451.50 1.201.30 用爆破方法开挖用爆破方法开挖 土土的的天天然然密密度度:在在天天然然状状态态下下，单单位位体体积积土土的的质质量量。它它与与土土的密实程度和含水量有关。（又称湿密度）的密实程度和含水量有关。（又称湿密度）土的天然密度按下式计算：土的天然密度按下式计算：1 1）土的质量密度土的质量密度式中：式中：土的天然密度，土的天然密度，kg/mkg

9、/m3 3；m m 土的总质量，土的总质量，kgkg；V 土的体积，土的体积，m3。(1.1)在在土土方方运运输输中中，汽汽车车载载重重量量折算体积时，采用天然密度。折算体积时，采用天然密度。1.1.2 1.1.2 土的工程性质土的工程性质 干密度干密度:土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式 表示：表示：式中：d土的干密度，kg/m3；mS 固体颗粒质量，kg；V 土的体积，m3。在在一一定定程程度度上上，土土的的干干密密度度反反映映了了土土的的颗颗粒粒排排列列紧紧密密程程度度。土土的的干干密密度度愈愈大大，表表示示土土愈愈密密实实。土土的的密密实实程度

10、主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。(1.2)2 2）土的可松性土的可松性土土的的可可松松性性：天天然然土土经经开开挖挖后后，其其体体积积因因松松散散而而增增加加，虽虽经经振振动动夯夯实实，仍仍然然不不能能完完全全复复原原，土土的的这这种种性性质质称为土的可松性。称为土的可松性。土的可松性用土的可松性用可松性系数可松性系数表示，即：表示，即：式中式中 K KS S、K KS S土的最初、最终可松性系数；土的最初、最终可松性系数；V V1 1土在天然状态下的体积，土在天然状态下的体积，m m3 3；V V2 2土挖出后在松散状态下的体积，土挖出

11、后在松散状态下的体积，m m3 3；V V3 3土经压土经压(夯夯)实后的体积，实后的体积，m m3 3。(1.3)(1.4)例题例题 有一填坑，其土方量为有一填坑，其土方量为1000m3，使用斗容量，使用斗容量3m3的汽车运土，每车运费的汽车运土，每车运费10元，请问填满夯实此坑元，请问填满夯实此坑需多少运费？（需多少运费？（Ks1.25，Ks1.1）解：解：V2 Ks V1 Ks V3/Ks 1.251000/1.1 1136.4 m3 W 101136.4/3 3788 元元土土的的最最初初可可松松性性系系数数Ks是是计计算算车车辆辆装装运运土土方方体体积积及及挖土机械的主要参数；挖土机

12、械的主要参数；土土的的最最终终可可松松性性系系数数Ks是是计计算算填填方方所所需需挖挖土土工工程程量量的主要参数，各类土的可松性系数的主要参数，各类土的可松性系数见表见表1.1所示所示。土的含水量土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。3 3）土的含水量土的含水量 式中：式中：m m湿湿含水状态土的质量，含水状态土的质量，kgkg；m m干干烘干后土的质量，烘干后土的质量，kgkg；m mW W 土中水的质量，土中水的质量，kgkg；mS固体颗粒的质量，固体颗粒的质量，kg。土土的的含含水水量量随随气气候候条条件件、雨雨雪雪和和地地下下水水

13、的的影影响响而而变变化化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。(1.5)测定方法测定方法：先称取原土样质量：先称取原土样质量m，再将土，再将土样放入烘箱（样放入烘箱（105105）烘干。）烘干。最佳含水量最佳含水量：在一定含水量的条件下，用：在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度。密实度。4 4）土的渗透性土的渗透性土土的的渗渗透透性性：指指土土体体被被水水透透过过的的性性质质。土土的的渗渗透透性性用渗透系数表示。用渗透系数表示。渗渗透透系系数数：表表示示单单位位时时间间内内

14、水水穿穿透透土土层层的的能能力力，以以m/d表表示示；它它同同土土的的颗颗粒粒级级配配、密密实实程程度度等等有有关关，是是人人工工降降低低地地下下水水位位及及选选择择各各类类井井点点的的主主要要参参数数。土土的的渗渗透透系系数数见见表表1.2所示所示。地下水在土中的渗流速度可按达西定律计算：地下水在土中的渗流速度可按达西定律计算：V=Ki式中：式中：V V 水在土中的渗流速度，水在土中的渗流速度，m/dm/d或或m/hm/h；K K 土的渗透系数，土的渗透系数，m/dm/d或或m/hm/h；i i 水力坡度水力坡度 渗透系数渗透系数K K反映土透水性的强弱，直接影响降水方案的选反映土透水性的强

15、弱，直接影响降水方案的选择和涌水量的计算。择和涌水量的计算。表表1.2 土的渗透系数参考表土的渗透系数参考表 土的名称土的名称 渗透系数渗透系数(m/d)土的名称土的名称渗透系数渗透系数(m/d)粘土粘土 0.005 中砂中砂 5.0020.00 亚亚 粘粘 土土 0.0050.10 均质中砂均质中砂 3550 轻亚粘土轻亚粘土 0.100.50 粗砂粗砂 2050 黄土黄土 0.250.50 圆圆 砾砾 石石 50100 粉砂粉砂 0.501.00 卵石卵石 100500 细砂细砂 1.005.00 1 1.2.1.2.1 场地平整土方工程量的计算场地平整土方工程量的计算 对对于于在在地地形

16、形起起伏伏的的山山区区、丘丘陵陵地地带带修修建建较较大大厂厂房房、体体育育场场、车车站站等等占占地地广广阔阔工工程程的的平平整整场场地地，主主要要是是削削凸凸填填凹凹，移移挖挖方方作作填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。填方，将自然地面改造平整为场地设计要求的平面。1.2 1.2 土方工程量的计算土方工程量的计算1 1）场地场地设计标高设计标高的确定的确定 大大型型工工程程项项目目通通常常都都要要确确定定场场地地设设计计平平面面，进进行行场场地地平平整整。场场地地平平整整就就是是将将自自然然地地面面改改造造成成人们所要求的平面。人们所要求的平面。场场地地设设计计标标高高应应满满足足规

17、规划划、生生产产工工艺艺及及运运输输、排排水水及及最最高高洪洪水水位位等等要要求求，并并力力求求使使场场地地内内土土方方挖填平衡且土方量最小。挖填平衡且土方量最小。（1)1)初步计算初步计算场地设计标高（场地设计标高（H H0 0）初步计算初步计算场地设计标高的原则场地设计标高的原则：场内场内挖填方平衡挖填方平衡，即场内挖方总量等于填方总量。，即场内挖方总量等于填方总量。在具有等高线的地形图上在具有等高线的地形图上将场将场地划分为边长为地划分为边长为a1040m的的若干方格。若干方格。确定各小方格的角点标高。确定各小方格的角点标高。方格网角点高程可利用等高线用方格网角点高程可利用等高线用插入法

18、插入法求得或在实地测量得到。求得或在实地测量得到。1 1等高线等高线图图1-11-1按按挖填方平衡挖填方平衡确定确定设计设计标高标高H H0 0 按照挖填土方量相按照挖填土方量相等的原则，场地设计标等的原则，场地设计标高可按下式计算：高可按下式计算：2 2自然地面自然地面3 3设计平面设计平面由上式可得到：由上式可得到：式中：式中：H H0 0所计所计算场地的设计标高（算场地的设计标高（m m）；）；n n方格数；方格数；H Hi1i1、H Hi2i2、H Hi3i3、H Hi4i4 第第i i个方格四个角点的个方格四个角点的原地形标高（原地形标高（m m）。）。如令：如令：H H1 1为一个

19、方格仅有的角点标高；为一个方格仅有的角点标高；H H2 2为二个方格共有的角点标高；为二个方格共有的角点标高；H H3 3为三个方格共有的角点标高；为三个方格共有的角点标高；H H4 4为四个方格共有的角点标高。为四个方格共有的角点标高。则场地设计标高则场地设计标高 H H0 0 的计算公式可改写为下的计算公式可改写为下列形式：列形式：（2 2）调整场地设计标高）调整场地设计标高 土的可松性影响土的可松性影响 场内挖方和填方的影响场内挖方和填方的影响 考虑泄水坡度对设计标高的影响考虑泄水坡度对设计标高的影响 由于排水的要求，场地需有一定泄水坡度。平整场地由于排水的要求，场地需有一定泄水坡度。平

20、整场地的表面坡度应符合设计要求，如无设计要求时，排水沟方的表面坡度应符合设计要求，如无设计要求时，排水沟方向的坡度不应小于向的坡度不应小于0.2%0.2%。需需要要根根据据场场地地的的泄泄水水坡坡度度的的要要求求（单单向向泄泄水水或或双双向向泄泄水），计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。水），计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。将已调整的设计标高将已调整的设计标高(H0)作为场地中心线的标作为场地中心线的标高，场地内任意一点的设计标高则为高，场地内任意一点的设计标高则为：单向泄水场地单向泄水场地H Hijij场地内任一点的设计标高，场地内任一点的设计标高，m m；LL该点至

21、该点至HH0 0 -HH0 0 中心线的中心线的距离，距离，m m 将已调整的设计标高将已调整的设计标高(H0)作为场地方向的中心作为场地方向的中心点，场地内任一点的设计标高为点，场地内任一点的设计标高为：双向泄水场地双向泄水场地 图图 单向泄水单向泄水 图图 双向泄水双向泄水单向泄水：单向泄水：H H1111=H=H0 0+1.5ai+1.5ai双向泄水：双向泄水：H H1111=H=H0 0+1.5ai+1.5aix x+ai+aiy y方格网法计算场地平整土方量步骤：方格网法计算场地平整土方量步骤：n确定场地设计标高；确定场地设计标高；n计算各方格角点的施工高度；计算各方格角点的施工高度

22、；n确定场地零线；确定场地零线；n计算各方格的土方量计算各方格的土方量n汇总挖（填）方区土方量汇总挖（填）方区土方量2 2）场地平整土方量计算）场地平整土方量计算（1 1）计计算算场场地各方格角点的地各方格角点的施工高度施工高度 施施工工高高度度为为角角点点设设计计地地面面标标高高与与自自然然地地面面标标高高之之差差，是是以以角角点点设设计计标标高高为为基基准准的的挖挖方方或或填填方方的的施施工工高高度度。各各方方格格角角点的点的施工高度施工高度按下式计算：按下式计算：式式中中：h hn n角角点点施施工工高高度度即即填填挖挖高高度度（以以“+”“+”为为填填，“-“-”为为 挖），挖），m

23、m；n 方格的角点编号方格的角点编号(自然数列自然数列1，2，3，n)。(1.11)（2 2）计算计算“零点零点”位置，确定零线位置，确定零线 方方格格边边线线一一端端施施工工高高程程为为“+”“+”，若若另另一一端端为为“-”“-”，则则沿沿其其边边线线必必然然有有一一不不挖挖不不填填的的点点，即即为为“零零点点”(图图1.4)1.4)。零点位置按下式计算：零点位置按下式计算：式中式中 x x1 1、x x2 2角点至零点的距离，角点至零点的距离，m m；h h1 1、h h2 2相邻两角点的施工高度相邻两角点的施工高度(均用绝对值均用绝对值)，m m；a a 方格网的边长，方格网的边长，m

24、 m。(1.12)零零线线位位置置的的确确定定：先先求求出出有有关关方方格格边边线线上上的的零零点点，将将相相邻邻的的零零点点连连接接起起来来，即即为为零零线线。它它是是确确定定方方格格中中挖挖方方与与填填方方的的分分界线。界线。（3 3）计算场地填挖土方量计算场地填挖土方量 零零线线确确定定后后，便便可可进进行行土土方方量量的的计计算算。方方格格中中土土方方量量的的计算有两种方法：计算有两种方法：“四方棱柱体法四方棱柱体法”和和“三角棱柱体法三角棱柱体法”。用四方棱柱体的体积计算方法用四方棱柱体的体积计算方法方格方格四个角点全部为填或全部为挖四个角点全部为填或全部为挖（如下图（如下图a a）

25、时：）时：式中：式中：VV挖方或填方体积，挖方或填方体积，m m3 3；H H1 1，H H2 2，H H3 3，H H4 4方方格格四四个个角角点点的的填填挖挖高高度度，均均取取绝绝对对值，值，m m。a a方格边长，方格边长，m m。b b 方格方格四个角点，部分是挖方，部分是填方四个角点，部分是挖方，部分是填方（上图（上图b b和和c c）时：）时：式中式中：H H填（挖）填（挖）方格角点中填（挖）方施工高度总和，方格角点中填（挖）方施工高度总和，各角点施工高度取绝对值，各角点施工高度取绝对值，m m；H H方格四角点施工高度总和，各角点施工高度取绝对方格四角点施工高度总和，各角点施工高

26、度取绝对 值，值，m m；常用方格网点计算公式常用方格网点计算公式 项项 目目图图 式式计算公式计算公式一点填方或挖方一点填方或挖方 (三角形三角形)两点填方或挖方两点填方或挖方 (梯形梯形)三点填方或挖方三点填方或挖方 (五角形五角形)四点填方或挖方四点填方或挖方 (正方形正方形)【例例1.11.1】某某建建筑筑场场地地方方格格网网如如图图1.71.7所所示示，方方格格边边长长为为2020m20mm20m，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。试用公式法计算挖方和填方的总土方量。【解解】(1)(1)根根据据所所给给方方格格网网各各角角点点的的地地面面设设计计标标高高和和自自然然标标高，计算结果

27、列于高，计算结果列于图图1.81.8中。中。由公式由公式1.1.1111得：得：h h1 1=251.50-251.40=0.10=251.50-251.40=0.10 h h2 2=251.44-251.25=0.19=251.44-251.25=0.19 h h3 3=251.38-250.85=0.53=251.38-250.85=0.53 h h4 4=251.32-250.60=0.72=251.32-250.60=0.72 h h5 5=251.56-251.90=-0.34=251.56-251.90=-0.34h h6 6=251.50-251.60=-0.10=251.50-

28、251.60=-0.10 h h7 7=251.44-251.28=0.16=251.44-251.28=0.16 h h8 8=251.38-250.95=0.43=251.38-250.95=0.43 h h9 9=251.62-252.45=-0.83 h=251.62-252.45=-0.83 h1010=251.56-252.00=-0.44=251.56-252.00=-0.44h h1111=251.50-251.70=-0.20 h=251.50-251.70=-0.20 h1212=251.46-251.40=0.06=251.46-251.40=0.06(2)(2)计计算算

29、零零点点位位置置。从从图图1.81.8中中可可知知，1515、2626、667 7、711711、11121112五五条条方方格格边边两两端端的的施施工工高高度度符符号号不不同同，说明此方格边上有零点存在。说明此方格边上有零点存在。由公式由公式1.11.12 2 求得：求得：15 15线线 x x1 1=4.55(m)=4.55(m)26 26线线 x x1 1=13.10(m)=13.10(m)67 67线线 x x1 1=7.69(m)=7.69(m)711 711线线 x x1 1=8.89(m)=8.89(m)1112 1112线线 x x1 1=15.38(m)=15.38(m)将各

30、零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如位置，如图图1.8。(3)(3)计算方格土方量。方格计算方格土方量。方格、底面为正方形，土方量为：底面为正方形，土方量为：V V(+)(+)=20=202 2/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3 3)V V(-)(-)=20=202 2/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3 3)方格方格底面为两个梯形，土方量为：底面为两个梯形，土方

31、量为：V V(+)(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3 3)V V(-(-）=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3 3)方格方格、底面为三边形和五边形，土方量为：底面为三边形和五边形，土方量为：V V(+)(+)=65.73(m=65.73(m3 3)V V(-)(-)=0.88(m=0.88(m3 3)V V(+)(+)=2.92(m=2.92(m3 3)V V(-)(-

32、)=51.10(m=51.10(m3 3)V V(+)(+)=40.89(m=40.89(m3 3)V V(-)(-)=5.70(m=5.70(m3 3)方格网总填方量：方格网总填方量：V V(+)(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3 3)方格网总挖方量：方格网总挖方量：V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m(m3 3)1 1.2.2.2.2 基坑与基槽土方量计算基坑与基槽土方量计算 基基坑坑土土方方量量可可按按立立体体几几何何中中拟拟柱柱

33、体体(由由两两个个平平行行的的平平面面作底的一种多面体作底的一种多面体)体积公式计算体积公式计算(图图1.11.10)0)。即。即 式中式中 H H 基坑深度，基坑深度，m m；A A1 1、A A2 2基坑上、下底的面积，基坑上、下底的面积，m m2 2；A0 基坑中截面的面积，基坑中截面的面积，m2。(1.18)基槽土方量基槽土方量计算可沿长度方向分段计算计算可沿长度方向分段计算(图图1.2)：式中式中V V1 1第一段的土方量，第一段的土方量，m m3 3；L1 第一段的长度，第一段的长度，m。将各段土方量相加即得将各段土方量相加即得总土方量总土方量：(1.19)(1.20)1 1.2.

34、3.2.3 土方平衡与调配土方平衡与调配 土土方方调调配配是是土土方方工工程程施施工工组组织织设设计计(土土方方规规划划)中中的的一一个个重重要要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。编编制制土土方方调调配配方方案案应应根根据据地地形形及及地地理理条条件件，把把挖挖方方区区和和填填方方区区划划分分成成若若干干个个调调配配区区，计计算算各各调调配配区区的的土土方方量量，并并计计算算每每对对挖挖、填填方方区区之之间间的的平平均均运运距距(即即挖挖方方区区重重心心至至填填方方区区重重心心的的距距离离)，确确定定挖挖方方各各调调配配区区的的土土方方调调配配

35、方方案案，应应使使土土方方总总运运输输量量最最小小或或土土方方运运输输费费用用最最少少，而而且且便便于于施施工工，从从而而可可以以缩缩短短工工期期、降降低成本。低成本。土土方方调调配配的的原原则则：力力求求达达到到挖挖方方与与填填方方平平衡衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则。和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则。图图中中的的土土方方调调配配，仅仅考考虑虑场场内内挖挖方方、填填方方平平衡。衡。W为挖方，为挖方，T为填方。为填方。1 1）土方平衡与调配的原则）土方平衡与调配的原则2)2)土方调配步骤与方法土方调配步骤与方法（1 1）划分调配区划分调配区 在场地平面土上先划出挖、填方

36、区的分界线在场地平面土上先划出挖、填方区的分界线（即零线），然后在挖、填方区适当划分处若干调配（即零线），然后在挖、填方区适当划分处若干调配区。调配区的划分应与建筑物的平面位置及土方工程区。调配区的划分应与建筑物的平面位置及土方工程量计算用的方格网相协调，通常可由若干个方格组成量计算用的方格网相协调，通常可由若干个方格组成一个调配区。同时还应满足土方及运输机械的技术要一个调配区。同时还应满足土方及运输机械的技术要求。求。（2 2）计算各调配区的土方量计算各调配区的土方量，并标明在调配图上。如，并标明在调配图上。如图所示。图所示。（3 3）计算各挖、填方调配区之间的平均运距计算各挖、填方调配区之

37、间的平均运距 平均运距平均运距是指挖方区与填方区之间的重心距离。取场地是指挖方区与填方区之间的重心距离。取场地或方格网的纵横两边为坐标轴，计算各调配区的重心位置。或方格网的纵横两边为坐标轴，计算各调配区的重心位置。式中式中 V Vi i第第i i个方格的土方量；个方格的土方量；x xi i 、y yi i第第i i个方格的重心坐标。个方格的重心坐标。为简化计算，可假定每个方格上的土方都是均匀分布的，为简化计算，可假定每个方格上的土方都是均匀分布的，从而用图解法求出形心位置以代替重心位置。从而用图解法求出形心位置以代替重心位置。求出各挖方区到各填方区的运距及各区的土方量后，求出各挖方区到各填方区

38、的运距及各区的土方量后，绘制出土方平衡运距表，如表绘制出土方平衡运距表，如表1.41.4所示。所示。表表1.4 土方平衡运距表土方平衡运距表注：表中小方注：表中小方格内的数字为格内的数字为平均运距，单平均运距，单位位m m。表示。表示i i挖挖方区调入方区调入j j填方填方区的土方量区的土方量(100m(100m3 3)。5050：挖区：挖区W W1 1到填区到填区T T1 1的平均运距的平均运距X X11：挖区：挖区W W1 1调配到填区调配到填区T T1 1的土方量的土方量=1900=1900：假定挖填平衡，：假定挖填平衡，即挖方量填方量即挖方量填方量1900m1900m3 3（4 4）确

39、定土方调配的初始方案确定土方调配的初始方案 以挖方区与填方区土方调配保持平衡为原则，制定出土以挖方区与填方区土方调配保持平衡为原则，制定出土方调配的初始方案（通常采用方调配的初始方案（通常采用“最小元素法最小元素法”制定）。制定）。初始调配方案 1 1、寻找平均运距、寻找平均运距最小值最小值2 2、平均运距最、平均运距最小值：小值：40402 2、平均运距最、平均运距最小值：小值：40403 3、确定调配土方值，、确定调配土方值，使其尽可能的大。使其尽可能的大。3 3、确定调配土方值，、确定调配土方值，使其尽可能的大。使其尽可能的大。4 4、再寻找其他平均运、再寻找其他平均运距最小的方格，即距

40、最小的方格，即5050。5 5、同样，再确定调配、同样，再确定调配土方值，使其尽可能的土方值，使其尽可能的大。大。（5 5）确定土方调配的最优方案确定土方调配的最优方案 以初始调配方案为基础，采用表上作业法可以求出在保以初始调配方案为基础，采用表上作业法可以求出在保持挖、填平衡的条件下，使土方调配总运距最小的最优方案。持挖、填平衡的条件下，使土方调配总运距最小的最优方案。最优方案的判别法最优方案的判别法：所有检验数所有检验数ijij00，则初始方案即，则初始方案即为最优解。为最优解。将初始方案中有调配数方格的平均运距列出来，再根据将初始方案中有调配数方格的平均运距列出来，再根据这些数字的方格，

41、按下式求解：这些数字的方格，按下式求解：C Cijiju ui iv vj j 式中：式中：C Cijij 本例中的平均运距；本例中的平均运距；u ui i、v vj j位势数。位势数。各空格的检验数：各空格的检验数：ijij C Cijiju ui iv vj j 令令u u1 10 0，则，则 v v1 1C C1111-u-u1 150-050-05050 u u3 3C C3131-v-v1 160-5060-501010 v v2 2C C3232-u-u3 3110-10110-10100100 v v3 3C C3333-u-u3 370-1070-106060 u u2 2C

42、C2222-v-v2 240-10040-100-60-60 u u4 4C C4343-v-v3 340-6040-60-20-20 故初始方案还不是最优方案，需要进行进一步调整。我故初始方案还不是最优方案，需要进行进一步调整。我们将检验数依次填入下表，表中只写出各检验数的正负号，们将检验数依次填入下表，表中只写出各检验数的正负号，因为我们只对检验数的符号感兴趣，而检验数的值对求解无因为我们只对检验数的符号感兴趣，而检验数的值对求解无关，因此不必填入具体数值。关，因此不必填入具体数值。依次求出各空格的依次求出各空格的检验数。如：检验数。如：2121C C2121u u2 2v v1 1 70

43、70（6060）50508080 但是：但是：1212C C1212u u1 1v v2 2 70700 010010030300 0 方案调整方案调整：A A、在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个），本例、在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个），本例就是就是1212 ，把它所对应的变量（，把它所对应的变量（X X1212）作为调整对象。）作为调整对象。B B、找出该变量的闭回路。其作法是：从、找出该变量的闭回路。其作法是：从X X1212方格出发，沿方格出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作9090转转弯。然后依次继续前进

44、，如果线路恰当，有限步后便能弯。然后依次继续前进，如果线路恰当，有限步后便能回到出发点，形成一条有回到出发点，形成一条有数字的方格为转角点的数字的方格为转角点的、用水用水平和竖直线联起来平和竖直线联起来的闭回路（见下页表）。的闭回路（见下页表）。C C、从空格、从空格X X1212出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各各奇数次奇数次转角点（以转角点（以X X1212出发为出发为0 0）的数字中，挑出一个最）的数字中，挑出一个最小的（本表即为小的（本表即为500500、100100中选中选100100），将它由），将它由X X3232调到调到X X12

45、12 方格中（即为空格中）。方格中（即为空格中）。D D、将、将100100填入填入X X1212方格中，被挑出的方格中，被挑出的X X3232为为0 0（变为空格）；同（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时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去100100，偶次，偶次转角上数字都增加转角上数字都增加100100，使得填、挖方区的土方量仍然保，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得下表的新调配方案。持平衡，这样调整后，便可得下表的新调配方案。E E、对新调配方案，仍用、对新调配方案，仍用“位势法位势法”进行检验。看其是否最优方进行检验。看其是否最优方案。若检

46、验数中仍有负数出现那就仍按上述步骤调整，直到案。若检验数中仍有负数出现那就仍按上述步骤调整，直到求得最优方案为止。求得最优方案为止。表中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。表中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。其土方的总运输量为：其土方的总运输量为：Z=40050+10070+50040+40060+10070+40040Z=40050+10070+50040+40060+10070+40040 =94000 =94000（m m3 3 m m）。）。调整后的最优方案调整后的最优方案（6 6）绘出土方调配图绘出土方调配图 经土方调配最优化求出最佳土方经土方调配最优化求出最佳土方调配后，即可绘制土方调配图以知道土方工程施工。如调配后，即可绘制土方调配图以知道土方工程施工。如图所示。图所示。演讲完毕，谢谢观看！