土石方的测算与土方平衡

7.6　土石方的测算与土方平衡

7.6.1　场地平整计算

1．确定控制点标高

场地平整前，应首先根据设计文件规定的要求，确定场地平整后的设计标高，然后由设计标高与自然地面标高之差值，来计算场地各有关点位的施工高度，即挖方和填方高度:

施工高度(挖填高度)=自然标高－设计标高

由此计算整个场地的控方和填方工程量。

对较大面积的场地平整(如工业厂房和住宅区、车站、机场、广场等)，正确选择设计标高是十分重要的，其选择原则如下。

(1)尽量利用地形，以减少挖填方量。

(2)符合生产工艺和运输的要求。

(3)场地以内的挖方与填方应相互平衡，以降低土方的运输费用。

(4)考虑与周围环境协调及排水要求。

场地设计标高的确定，主要有“挖填土方量平衡法”和“最佳设计平面法”两种。通常用的是挖填土方平衡法。此法概念清楚，计算简便，精度能满足工程要求，常为一般土方工程量计算时所采用。

2．确定挖方与填方

确定挖方与填方的关键点在于道路场地坡度的起始点、转折点，雨、污水管线起点，明沟起点，挖填方平衡点，与场地外的交界点。

3．确定等高线

绘制场地等高线，先要求出建筑控制线上的等高线通过点，依照各点高程，确定排水趋势的设计方案，把各边建筑控制线上标高相同点连成等高线，这样就形成场地的等高线地形图。

一般采用等高距0.1m、0.2m或0.5m的设计等高线来表示设计地形的坡向，在个别特别平坦或变化复杂的地区(如道路交叉口)以及对平整度有严格要求的广场，可增画辅助等高线(以虚线表示)。

4．土石方量的计算和平衡

1)方格网计算法

用方格网法计算场地的土石方量，适用于场地地形变化较平缓、采用平坡式竖向设计、台阶宽度较大的场地，其计算精度较高。

(1)方格网的划分。方格网的大小根据地形变化的复杂程度和设计要求的精度确定。方格边长一般采用20m×20m或40m×40m(地势平坦，机械化施工时可采用100m×100m)。方格一般为正方形。在地形变化和布置上有特殊设置要求的地段，可局部加密方格网(如10m×10m)。

(2)施工高程的确定。根据已确定的竖向设计标高和场地地形测绘图，用内插法求出方格网各角点的设计地面标高和自然地面标高，并计算出该点的施工高程，即

施工高程=设计地面标高－自然地面标高在方格网角点标注该点的设计地面标高、自然地面标高和施工高程(得数为“－”时表示需挖方，得数为“+”时表示需填方)，标注方法为

(3)标注零界点。当方格网中相邻两角点中一点为挖方，另一点为填方时，可用内插法求出“零界点”的位置，并连接“零界点”构成连续的“零界线”，其两侧分别为填方区和挖方区。

(4)土石方的计算。采用相应公式分别计算每一方格网内的填方量和挖方量(表7－11)，然后按行分别累计总的填方量和挖方量(图7－25)。

表7－11　方格网土方计算公式

图7－25　方格网法土方工程系统

2)横断面计算法

场地竖向设计时遇到一条形地块，可采取道路工程的土石方计算法(断面法)。一般分段长度按20m一段，较平坦的地面可加大到100m，较复杂的地段可采用10～20m;也可根据计算土方量准确度的要求，确定断面的间隔距离，在每段分别测出土石方量，将分段土石方量累加，即该地块的土石方量(图7－26)。

图7－26　横断面计算法

在土建工程的场地土石方测算中，传统的方格网计算法和横断面计算法皆存在计算与测量烦琐复杂、工作量大且易出错、不能满足设计和施工要求的缺点。在实际测量时，无论是作方格网还是作断面，其工作量都较大，而且通常有一定误差，很难反映地形的实际特征，使得测出的土石方量与实际的土石方量有较大的出入。在计算机技术日益发达的今天，可以利用计算机软件技术来减少手工计算的工作量，并且可以测算更加准确。比如基于AutoCAD平台的“湘源控规”，基于地理信息系统的“Arcgis”。

5．土石方工程中的注意事项

(1)充分考虑地质条件因素，安全性、经济性要求。应特别注意岩石地段土层耐压力的变化以及溶洞、滑坡、湿陷性黄土等不利地质条件。

(2)充分考虑土石方工程与场地地下水之间的相互影响和变化。

(3)计算土石方平衡时，要考虑到建筑物、构筑物、道路基础和地下管线埋设带来的挖方以及填方中松散系数的影响。

(4)平整场地时，以填方大于挖方为宜。