方格网计算土方例题.docx

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1、方格网计算土方例题一、读识方格网图 方格网图由设计单位(一般在1:500的地形图上)将场地划分为边长a=1040m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示. 图1-3 方格网法计算土方工程量图 二、 场地平整土方计算 考虑的因素: 满足生产工艺和运输的要求; 尽量利用地形,减少挖填方数量; 争取在场区内挖填平衡,降低运输费; 有一定泄水坡度,满足排水要求. 场地设计标高一般在设计文件上规定,如无规定: A.小型场地挖填平衡法; B.大型场地最佳平面设计法(用最小二乘法,使挖填平衡且总土方量最小)。 1、初步标高(

2、按挖填平衡),也就是设计标高。如果已知设计标高,1.2步可跳过。 场地初步标高: H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/4M H1一个方格所仅有角点的标高; H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高. M 方格个数. 2、地设计标高的调整 按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整. 按泄水坡度调整各角点设计标高 : 单向排水时,各方格角点设计标高为: Hn = H0 Li 双向排水时,各方格角点设计标高为:Hn = H0 Lx ix L yi y 3.计算场地各个角点的施工高度 施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差,是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格

3、角点的施工高度按下式计算: 式中 hn-角点施工高度即填挖高度(以“+”为填,“-”为 挖),m; n-方格的角点编号(自然数列1,2,3,n). Hn-角点设计高程, H-角点原地面高程. 4.计算“零点”位置,确定零线 方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点,即“零点”(如图1-4所示). 图1-4 零点位置 零点位置按下式计算: 式中 x1、x2 角点至零点的距离,m; h1、h2 相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m; a 方格网的边长,m. 5.计算方格土方工程量 按方格底面积图形和表1-3所列计算公式,逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.

4、表1-3 常用方格网点计算公式 6.边坡土方量计算 场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。 边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算: 一种为三角棱锥体(图1-6中、); 另一种为三角棱柱体(图1-6中). 图1-6 场地边坡平面图 A三角棱锥体边坡体积 式中 l1边坡的长度; A1 边坡的端面积; h2 角点的挖土高度; m边坡的坡度系数,m=宽/高. B 三角棱柱体边坡体积 两端横断面面积相差很大的情况下,边坡体积 式中 l4 边坡的长度; A1、A2、A0 边坡两端及中部横断面面积. 7.计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边

5、坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量. 8.例题 某建筑场地方格网如图1-7所示,方格边长为20m20m,填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量. 图1-7 某建筑场地方格网布置图 (1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高,计算结果列于图1-8中. 由公式1.9得: h1=251.50-251.40=0.10m h2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53m h4=251.32-250.60=0.72m h5=251.56-251.90=-0.34m h6=251.50-251.6

6、0=-0.10m h7=251.44-251.28=0.16m h8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83m h10=251.56-252.00=-0.44m h11=251.50-251.70=-0.20m h12=251.46-251.40=0.06m 图1-8 施工高度及零线位置 (2)计算零点位置.从图1-8中可知,15、26、67、711、1112五条方格边两端的施工高度符号不同,说明此方格边上有零点存在. 由公式1.10求得: 15线 x1=20*0.1/(0.1+0.34)=4.55(m) 26线 x1=20*0.19/(0.19+

7、0.1)=13.10(m) 67线 x1=20*0.1/(0.1+0.16)=7.69(m) 711线 x1=20*0.16/(0.16+0.2)=8.89(m) 1112线 x1=20*0.2/(0.2+0.06)=15.38(m) 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,如图1-8. (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为: V(+)=400/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=400/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形,土方量为: V(+)=a/8*(b+c)(h1+h3)=20

8、/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3) V(-)=a/8*(d+e)(h2+h4)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3) 方格、底面为三边形和五边形,土方量为: V(+)=(a*a-b*c/2)*(h1+h2+h3)/5)=(20*20-6.9*7.69/2)*(0.16+0.53+0.19)/5)=65.73 (m3) V(-)=b*c*h3/6=6.9*7.69*0.1/6=0.88 (m3) V(+)=b*c*h3/6=12.31*8.89*0.16/6=2.92 (m3) V(-)=(a*a-b*c/2)*(h1+h

9、2+h3)/5)=(20*20-12.31*8.89/2)*(0.1+0.2+0.44)/5)=51.10 (m3) V(+)=(a*a-b*c/2)*(h1+h2+h3)/5)=(20*20-15.38*11.11/2)*(0.06+0.43+0.16)/5)=40.89 (m3) V(-)=b*c*h3/6=15.38*11.11*0.2/6=5.70 (m3) 方格网总填方量: V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3) 方格网总挖方量: V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3) (4)边坡土方量计算

10、.如图1.9,、按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算, 可得: V(+)=1/3*A1*L1=1/3*0.06宽*0.06高/2*4.62=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=(A1+A2)/2*L4=(0.06*0.06/2+0.72*0.72/2)/2*40=5.22 (m3) V(+)=V(+)=1/3*A1*L1=1/3*0.72*0.72高/2*0.72=0.06 (m3) V(+)=(A1+A2)/2*L7=(0.72*0.72/2+0.1*0.1/2)/2*60=7.93 (m3) 图1-9 场地边坡平面图 V(+)=V(+)=0.0

11、1 (m3) V=1/3*A1*L1=1/3*0.1*0.1/2*4.55=0.01 (m3) V11=1/3*A1*L1=1/3*0.83*0.415/2*35.45=2.03 (m3) V12=V13=1/3*A1*L1=1/3*0.415*0.83/2*0.415=0.02 (m3) V14=1/3*A1*L1=1/3*0.415*0.83/2*55.38=3.18 (m3) 边坡总填方量: V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3) 边坡总挖方量: V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 三、 土方

12、调配 土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容,在平整场地土方工程量计算完成后进行.编制土方调配方案应根据地形及地理条件,把挖方区和填方区划分成若干个调配区,计算各调配区的土方量,并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离),确定挖方各调配区的土方调配方案,应使土方总运输量最小或土方运输费用最少,而且便于施工,从而可以缩短工期、降低成本. 土方调配的原则:力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则;近期施工与后期利用的原则.进行土方调配,必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法,综合上述原则,并经计算比较,选择经济合理的调配方案. 调配方案确定后,绘制土方调配图如图1.10 .在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距.图中的土方调配,仅考虑场内挖方、填方平衡.A为挖方,B为填方. 图1-10 土方调配图 注:以上为手算计算土方的简单实例,通过手算可以很好地掌握软件是怎么用方格网计算土方;计算道路土石方时,利用平均断面法计算,可以参考路基土石方数量表,有时候设计数量表也是错误的,的要结合现场和平时的经验判断,才能算出准确的土方来;还有设计-地面0,即设计地面,路基即为填方路段,用“+”表示;设计-地面0,即设计地面,路基即为挖方路段,用“-”表示。

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